Значимые факторы освоения Штокмановского проекта

Значимость реализации Штокмановского проекта заключается в газификации населенных пунктов и промышленных предприятий Мурманской области

Гришин Н.Н., д.х.н.1,Калинников В.Т., академик РАН ¹, Гришина Е.А²
1 – Кольский научный центр РАН, г.Апатиты, 2 – СПб Государственный университет

Штокмановское газоконденсатное месторождение, открытое в 1988 году с борта судна «Профессор Штокман», является уникальным объектом разработки, как для отечественной, так и для мировой практики морской газодобычи. Уникальность месторождения заключается в объемах запасов, огромной площади и условиях проведения работ по освоению. Для обустройства месторождения потребуется строительство в Кольском регионе на территории Мурманской области портового транспортно-технологического комплекса (ПТТК), включающего завод по сжижению газа, установку по подготовке газа к транспортировке и специализированный морской порт.

Социально-экономическая значимость реализации Штокмановского проекта заключается в газификации населенных пунктов и промышленных предприятий Мурманской области; в создании новых рабочих мест на период строительства и эксплуатации; в открытии заказов для предприятий региона: цемент и бетоны различного функционального назначения, стройматериалы на основе местного природного и техногенного сырья, развитие сферы обслуживания и обеспечения бытовыми товарами и продуктами питания; в модернизации и реконструкции местных объектов инфраструктуры: школы, детские сады, медицинские учреждения.

В связи с наличием в регионе большого количества месторождений редкоземельных металлов, кианитов, слюд (флогопита, вермикулита), цветных и драгоценных металлов, динамично развивающийся Кольский регион РФ становится все более инвестиционно привлекательным. Его высокую инвестиционную привлекательность определяют не только богатая минерально-сырьевая база по рудному сырью, строительным материалам и развитый горнорудный комплекс, а также уникальные запасы газоконденсата на шельфе Баренцева моря.

Проект освоения ШГКМ имеет стратегическое значение для РФ и транснациональной корпорации «Газпром»: месторождение станет ресурсной базой для экспорта российского газа в Европу через строящийся газопровод, «Северный поток», организации производства сжиженного природного газа и газификации Мурманской области. Практическая реализация проекта неизбежно приведет к дополнительному развитию добывающей и перерабатывающей промышленности в регионе, строительного комплекса и сферы обслуживания. Соответственно возникает необходимость разработки новых направлений развития Кольского региона. Такая работа в настоящее время начинается путем разработки программы развития Мурманской области до 2025 года.

Штокмановское газоконденсатное месторождение расположено в центральной части российского сектора Баренцева моря, в 280 км к западу от побережья островов архипелага Новая Земля и в 650 км от города-порта Мурманск, административного центра Мурманской области. Проектируемый комплекс объектов морской газодобычи находится в пределах акватории Баренцева моря, ограниченной с севера параллелью 74°, а с запада и востока - 32° и 45°.

Это самое крупное по разведанным запасам газа из известных в мире морских месторождений, его площадь составляет 1400 км².

Месторождение состоит из 4-х пластов. Основные запасы сосредоточены в пластах Ю0 и Ю1 [приложение]. Общие геологические запасы газа по категориям C1+C2 (предполагаемые запасы) составляют 3,2 трлн. куб.м. Геологические запасы конденсата по категориям C1+C2 составляют 31 млн.т. Глубина продуктивных пластов составляет 1813-2479 м, что создает существенные трудности при освоении месторождения в условиях наличия ледовых нагрузок. Этаж газоносности – 518 м [1].

Факторы, способствующие реализации проекта:

- Богатая минерально-сырьевая база региона, в том числе по стройматериалам;

- Присутствие на территории действия проекта Кольского научного центра РАН и большой объем уже выполненных научно-технологических разработок, имеющих непосредственное отношение к экологически безопасному освоению территории и природных ресурсов, но требующих адаптации к условиям реализации проекта, в том числе:

- большой объем достоверной геологической информации по региону. Полный анализ минерально-сырьевой базы региона по строительному щебню и песчано-гравийным смесям;

- технологические разработки по бетонам различного функционального назначения на основе природных и техногенных источников региона, в том числе и утяжеляющие добавки для подводных трубопроводов из местного минерального сырья;

- технологические разработки по сорбентам для иммобилизации тяжелых металлов и сбора нефтепродуктов, органических и токсичных жидкостей;

- технологические разработки по керамическим материалам, в том числе строительным и высокотемпературным теплоизоляционным, из местного сырья.

- разработанная концепция ветропарков с мощностью по производимой электроэнергии до 50-100 МВт с подключением к общей энергосистеме региона для обеспечения электроэнергией проекта.

- Апробированная система практической реализации разработок Отдела технологии стройматериалов ИХТРЭМС КНЦ РАН на производственной базе ОАО «Апатитстрой».

- Наличие начальной инфраструктуры в местах предполагаемого строительства объектов проекта и наличие опыта строительства в регионе особо крупных и сложных сооружений (АЭС, портовые сооружения, горно-обогатительные комплексы).

- Полная поддержка проекта Правительством региона и Центра.

Факторы, затрудняющие реализацию проекта:

- Суровые климатические условия [2].

Климат в районе расположения ШГКМ субарктический с избыточным увлажнением за счет активной циклонической деятельности и частой смены воздушных масс, различных по месту своего формирования, температуре и влажности. Отчетливо выражен годовой ход средней скорости ветра и повторяемости штормовых условий с зимним максимумом. При описании климатических сезонов выделяется продолжительный зимний период, который длится с ноября по апрель, весенний - май-июнь, летний – июль и август, осенний – сентябрь и октябрь.

- Гидрологические условия.

Баренцево море является одним из самых штормовых морей России. Среднее число штормов в течение зимнего периода достигает 16-18 при их средней продолжительности 7-8 часов.

- Ледовые условия.

Большую опасность при строительстве и эксплуатации сооружений могут представлять экстремальные скорости смещения кромки льда и внезапные вторжения морского льда в район Штокмановского ГКМ. В районе месторождения возможно появление айсбергов массой до миллиона тонн.

- Сейсмические условия района пос. Териберка [3].

В сейсмологическом отношении наиболее характерной чертой Баренцрегиона является его положение между активными рифтовыми зонами океанических хребтов: Мона и Книповича – на западе, Гаккеля – на севере, которое определяет крайне неравномерное распределение сейсмичности в регионе и тяготение проявления сейсмической активности к окраинным районам шельфа.

Главным глубинным разломом является линия Карпинского, проходящая в прибрежной акватории Баренцева моря, непосредственно примыкая к Мурманскому блоку, в том числе Териберскому полуострову. Она сейсмична на всем протяжении, но наибольшей силы до 5-6 баллов систематические толчки достигают в местах сочленения меридианальных разломов.

С 1988 по 1990 год наблюдался рост сейсмической активности Мурманского побережья. На рисунке показано распределение землетрясений Мурманского побережья за 1988, 1989 и 1990.

Зона динамического влияния системы разломов линии Карпинского весьма значительна и в районе Териберки занимает прибрежную зону шириной 15-20 км. Коренные породы в этой зоне интенсивно раздроблены, широко развиты сколы, сбросы и сдвиги мелких порядков, наблюдаются сейсмотектонические обвалы скальных пород.

- Геомагнитные возмущения в Заполярье [4].

Одним из проявлений Солнечной активности является возбуждение геоиндуктированных (ГИТ) или теллурических токов. Эффекты, связанные с этим явлением, могут оказаться весьма существенными по воздействию на работу технологических систем на поверхности Земли.

В периоды повышенной солнечной активности в ионосфере авроральной зоны протекают значительные по величине (до 106 А) токи, обуславливающие развитие магнитных возмущений. Изменение ионосферных токов приводит к генерации медленно меняющихся электромагнитных полей на поверхности Земли.

Для трубопроводов, имеющих контакт с землей в двух точках, влияние ГИТ может проявиться в развитии сильных токов, усиливающих коррозию. Устройства катодной защиты трубопроводов могут выводиться из режима стабильной работы. Возможны сбои в работе любых систем автоматики, контроля или связи, запитанных протяженными кабелями.

Отмечен кумулятивный эффект усиления коррозии в точках заземления или повреждения изоляции. К примеру, на трубопроводе (TQM) в Квебеке, Канада, коррозионное повреждение одной из секций трубопровода развилось через 3 года эксплуатации вместо ожидаемых 20-30 лет.

Влияние индуктированных полей или токов при каждом конкретном возмущении для выбранного трубопровода или иной системы определяется уровнем магнитной активности, локальным временем, расположением системы относительно активной области, ориентацией, свойствами подстилающей поверхности и окружающей среды. Следует ожидать специфических эффектов на границах сред, при переходе трубы море - суша, вблизи торцов трубы, насосных станций, в местах соединения труб различного диаметра, при изменении направления трубы, где меняется распределение токов растекания, перераспределяется потенциал труба-почва, что может существенно сказаться на скорости коррозии и устойчивости работы системы катодной защиты.

Проекты, предлагаемые для выполнения в рамках генерального проекта освоения ГКШМ, снижающие риски и воздействие отрицательных факторов в период строительства и эксплуатации месторождения

1. Кольский сейсмогенный узел расположен на пересечении системы Северо-Кейвских с Фиордно-Озерными разломами и проявляет наиболее значительную как современную, так и историческую сейсмическую активность непосредственно на Мурманском побережье, причем наиболее сильное землетрясение зарегистрировано именно в районе Териберки, месте, выбранном для строительства завода.
Предлагается провести необходимые полевые работы по выбору для строительства завода участка, наиболее устойчивого к сейсмическим и тектоническим воздействиям, и провести оформление участка под строительство, включая участок под весь береговой и причальный комплекс. Предварительные результаты по выбору участка имеются.

2. Для ликвидации аварийных и технологических разливов нефтепродуктов целесообразно использовать в качестве адсорбентов и собирателей местные термоактивированные магнезиально-железистые гидроалюмосиликаты (вермикулит, серпентиниты).
Предлагается провести сравнительные испытания собирателей нефтепродуктов на основе местного сырья как выпускаемых промышленно, так и разработанных, но еще не принятых к практическому использованию. По результатам испытаний разработать технологический регламент, ТЭР, спроектировать и создать производство требуемого количества собирателя.
Разработать и наладить производство подвижных, переносных генераторов таких собирателей различной производительности, способных оперативно подавать собиратель на зеркало розлива и непосредственно в струю розлива.

3. Предлагается с привлечением специалистов Кольского научного Центра РАН провести комплексную экологическую экспертизу всего проекта или его частей. Опыт такой работы, в том числе, и по экспертизе предварительных проектов освоения Штокмановского месторождения имеется.

4. Что касается весьма редкого события - появления гренландских айсбергов в районе месторождения, то целесообразно проработать вопрос об их принудительной транспортировке из опасной зоны, вместо предполагаемого временного демонтажа технологического оборудования при угрозе столкновения.

5. Возможные меры защиты от негативного воздействия геоиндуктированных токов для трубопроводов - это в первую очередь, создание следящей системы катодной защиты, организация системы заземления, изменение режима работы системы в периоды возмущений, прогноз возмущений.

В настоящее время отсутствуют данные по вариациям потенциала «труба-почва» для трубопроводов в Мурманской области. Учитывая планируемое строительство протяженных газопроводов в районе Заполярья, целесообразно провести изучение проблемы для оценки риска и поиска возможных способов предупреждения аварийных последствий воздействия ГИТ.

Проведение соответствующих натурных измерений связано с большим объемом специальных работ по подготовке и проведению испытаний: земляных, гидротехнических, транспортировке, монтажу оборудования и др., которые ОАО «Апатитстрой» готово взять на себя.. К самим измерениям целесообразно привлечь Полярный геофизический институт КНЦ РАН совместно с Центром физико-технических проблем энергетики Севера, которые имеют опыт таких измерений.

6. Предлагается провести экспертизу местных стройматериалов для использования в проекте.

7. Освоение ШГКМ и создание в Кольском регионе производственного комплекса по добыче, первичной обработке, транспортировке и использованию на месте углеводородной продукции неизбежно приведет к развитию инфраструктуры, дополнительному развитию добывающей и перерабатывающей промышленности, особенно энергоемких производств, транспорта.

Основным фактором, определяющим реструктуризацию промышленного производства в регионе может стать промышленный территориальный кластер по М.Портеру как наиболее конкурентоспособная структура, ядром которой становится газовый комплекс.

Специалистами Кольского научного Центра РАН и Географического факультета Санкт-Петербургского государственного университета предварительно рассмотрена модель кластера как организационная структура комплексного развития региона в связи с разработкой ШГКМ.

Автор выражает благодарность за консультации к.т.н. Зосину А.П., к.г.н. Чувардинскому В.Г., д.ф-м.н. Сахарову Я.А.

Список литературы
1. «Декларация о намерениях инвестирования в комплексное освоение Штокмановского газоконденсатного месторождения (Мурманская область)», подготовленная ОАО «Гипроспецгаз», 2006.
2. Борисов В.М., Осетрова Н.В., Пономаренко В.П., Семенов В.Н., Сочнев О.Я. Влияние развития морских месторождений нефти и газа на биоресурсы Баренцева моря, М., 2004. - 285 с.
3. Николаева С.Б. Следы древних землетрясений Кольского региона (по геолого-морфологическим данным). Матер. Всерос. конференции с международным участием. Геодинамика и геологические изменения в окружающей среде северных регионов, Т4, Архангельск, 2004.-217-219 с.
4. Trichtchenko L., Boteler D.H. Effects of natural geomagnetic variations on power systems and pipelines // Пятый Международный симпозиум по электромагнитной совместимости и электромагнитной экологии ЭМС-2003, 16-19 сентября 2003 г.: Сб. научн. докл. - Санкт-Петербург, 2003. 343-345 с.

ЖУРНАЛ "СЕВЕР ПРОМЫШЛЕННЫЙ" ОКТЯБРЬ 2009 Г.