13 апреля 2011

Изоляционно-ликвидационные работы на объекте «Ангара»

Atomic-Energy.ru

Научные исследования и реабилитационные работы, проведенные на месте подземного ядерного взрыва, позволили предотвратить загрязнение окружающей среды и обеспечить экологическую безопасность добычи нефти и газа.

Ядерный взрыв и объект «Ангара»

10 декабря 1980 года на Красноленинском нефтегазоконденсатном месторождении в Октябрьском районе Ханты-Мансийского автономного округа Тюменской области, в 12 км северо-восточнее поселка Пальянова был осуществлен промышленный подземный ядерный взрыв. Его целью было определение опытным путем возможности увеличения притоков нефти из низкопроницаемых терригенных коллекторов. Проект предусматривал подрыв ядерного устройства и восстановление зарядной скважины.

Взрыв ядерного устройства мощностью 15 кт в тротиловом эквиваленте был проведен в зарядной скважине №112 на глубине 2485 м от  поверхности земли.

После взрыва не удалось восстановить зарядную скважину. В связи с этим в непосредственной близости от нее (на расстоянии около 0,6 м) была пробурена исследовательская скважина №1000. На расстоянии 150 м от устья находилась также наблюдательная (пьезометрическая) скважина №Р-35.

Таким образом, объект «Ангара» представлял собой сложный инженерный комплекс, состоящий из трех скважин, зоны подземного ядерного взрыва с радиоактивными материалами, приустьевого оборудования, а также земляных амбаров, содержащих радиоактивный шлам.

До 1987 года в скважинах проводились исследования с целью изучения эффективности проведенного ядерного взрыва для интенсификации нефтеотдачи. Были оценены фильтрационные параметры продуктивного горизонта и производительность скважин  по добыче как нефти, так и газа. Впоследствии объект «Ангара» был законсервирован, однако он никому не принадлежал и не охранялся.

В 1996 году было проведено радиоэкологическое обследование объекта «Ангара». Лабораторный анализ отобранных проб позволил сделать заключение, что содержание техногенных радионуклидов в объектах окружающей среды находится в целом в пределах колебаний фона глобальных выпадений, характерных для территории России. Исключение составлял пруд для сбора жидких флюидов из выкидной линии от скважины №1000, где было отмечено загрязнение тритием.

В середине 90-х годов были зафиксированы случаи несанкционированного извлечения нефти из стволов скважин №№1000 и Р-35. По предписанию прокуратуры было обследовано фактическое состояние скважин и промплощадки, рассмотрены и проанализированы все имеющиеся материалы, относящиеся к объекту.

В результате проведенных в 1994-1996 годах исследований фактического технического состояния объекта было выявлено поступление из зоны взрыва в вышележащие водоносные горизонты пластовых флюидов, загрязненных радионуклидами, а также определена потенциальная возможность выхода их на дневную поверхность.

Скважина №35 в 2001 году (слева) и после ликвидации (справа)

Россия была одной из первых стран мира, где цепную ядерную  реакцию удалось заставить служить человечеству в мирных целях. В 1954 году в Обнинске была запущена первая атомная электростанция, в 1965 году осуществлен первый подземный ядерный взрыв для создания водохранилища Чаган. В 1974 году в Минсредмаше была разработана Программа №7 по промышленному внедрению ядерной взрывной технологии в народное хозяйство (под руководством Александра Захаренкова и Олега Кедровского).
ВНИПИпромтехнологии стал головной организацией по работам в рамках Программы №7. На этот институт были возложены функции проектирования взрывов, их научно-инженерного сопровождения, обеспечения радиационной безопасности и последующих рекультивационных работ. К выполнению программы были также привлечены специалисты ВНИИЭФ, ВНИИТФ, КБАТО, Радиевого института, Гидроспецмонтажа и многих других организаций.
В наши дни многие места проведения подземных ядерных взрывов остро нуждаются в рекультивации. Тем не менее, за 23 года осуществления мирных ядерных взрывов (последний произведен в 1988 году) был реализован ряд грандиозных проектов. ХХI век наверняка востребует технологии, созданные российскими учеными, инженерами, практиками. В связи с этим журнал «Безопасность окружающей среды» печатает ряд статей специалистов ВНИПИпромтехнологии.

Реабилитационные и исследовательские работы

Для предотвращения потенциально возможного загрязнения окружающей среды радионуклидами, поступающими из зоны взрыва, и несанкционированной добычи нефти, содержащей радиоактивные загрязнения,  было необходимо как можно скорее осуществить изоляционно-ликвидационные работы на скважинах объекта.

Кроме того, требовалось оценить размеры горного отвода (охранной зоны в недрах), за пределами которого возможно безопасное размещение эксплуатационных скважин месторождения, при работе которых будет исключено поступление радионуклидов в добываемые нефть и газ.

Изоляционно-ликвидационные работы на скважинах объекта «Ангара» были начаты в октябре 2001 года по проекту, разработанному ОАО «ВНИПИпромтехнологии», и продолжались до января 2003 года.

В процессе изоляционно-ликвидационных работ, сопровождавшихся стандартным комплексом геофизических исследований,  было выявлено множество участков негерметичности эксплуатационных колонн скважин объекта, изменение качества и разрушение цементного камня в межтрубном и затрубном пространстве.

Проведенные в скважинах работы (установка цементных мостов, цементаж заколонного пространства, закачка бентонитоглинистой смеси в водоносные горизонты, заполнение бентонитоцементной смесью обсадной колонны до устья и т.д.) позволили изолировать водоносные пласты, ликвидировать образовавшиеся в них вторичные залежи нефти и газа, а также изолировать кровлю столба обрушения над центральной зоной взрыва.

После завершения изоляционно-ликвидационных работ была проведена рекультивация территории: ликвидированы загрязненные амбары, демонтировано приустьевое оборудование, обустроены устья скважин.

Завершающей стадией явилась разработка проекта горного отвода и системы мониторинга. На основе трех независимых методов были определены размеры горного отвода и мероприятия по осуществлению мониторинга, обеспечивающие экологическую безопасность внешней среды на территории объекта «Ангара», а также безопасность эксплуатации Пальяновской площади месторождения.

Панорама объекта «Ангара» по состоянию на 1 июня 2001 года

В настоящее время радиационная обстановка на всей территории объекта «Ангара» соответствует естественному региональному радиационному фону, который варьируется от 0,07 мкЗв/ч до 0,13 мкЗв/ч (7-13 мкР/ч) при среднем значении 0,10 мкЗв/ч (10 мкР/ч).
Предусмотрен дальнейший радиоэкологический мониторинг объекта «Ангара», а также периодический технологический контроль продукции, добываемой на Ем-Еговско-Пальяновском нефтяном месторождении.
В то же время до сих пор не решен вопрос о собственности объекта «Ангара», что, впрочем, является общей проблемой большинства объектов проведенных ранее промышленных подземных ядерных взрывов.

Авторы

В.В. Касаткин, к.т.н., В.А. Ильичев, к.х.н., Н.К. Приходько, д.т.н., В.И. Клишин (ОАО "ВНИПИпромтехнологии")

А.П. Васильев, к.ф.-м.н. (МЦЭБ Минатома России)