опрос на cleandex
Центр маркетинговой компетенции в области чистых технологий маркетинговой группы «Текарт»
+7 (495) 790 75 91 #133 Оставить заявку

Экологические проблемы при исследовании и бурении скважин в Антарктиде

30.04.2015

Растущая потребность человечества в энергоносителях заставляет идти на освоение даже таких суровых уголков земли, как Антарктида. Насколько это опасно для экологии?

Экологические проблемы при исследовании и бурении скважин в Антарктиде

Ледники, сосредоточенные в полярных областях земного шара и высокогорьях, занимают 11% общей площади суши. В них сосредоточен колоссальный массив пресной воды, поэтому они всегда будут значимым фактором, участвующим в формировании земного климата. Антарктический ледяной покров является крупнейшим на Земле. Согласно расчётам, в нём сосредоточено 90% всех льдов, расположенных на суше. Если он растает, уровень всех океанов поднимется на 60 метров.

Начало положено

Как только это стало возможно с технической точки зрения, изучению ледниковых покровов начало уделяться повышенное внимание со стороны учёных и исследователей со всего мира. Исследовательские станции и буровые установки то и дело появляются на разных участках Антарктиды. Не удивительно, ведь здесь сосредоточены достаточно большие запасы полезных ископаемых и практически любая страна может на них претендовать. Но изначально интерес привлекли не они.

Экологические проблемы при исследовании и бурении скважин в Антарктиде

Во льдах Антарктиды кроется ключ к пониманию многих глобальных процессов нашей планеты, не говоря уже о принципах существования криосферы. Внутри многокилометровых толщ льда хранятся осколки метеоритов, космическая пыль, микроорганизмы и вулканический пепел, извергнутый миллионы лет назад. Есть здесь и огромные полости, хранящие воздух древней атмосферы, а также всевозможные газы. Всё это представляет огромный интерес для человечества, но вместе с тем несёт для него и потенциальную опасность. Даже на хорошо исследованных участках суши вгрызающаяся в толщу келли-штанга может нанести экологии ощутимый вред. А здесь речь идёт об очень нестандартных условиях работы с очень большим количеством неполных данных.

Новые способы — новые риски

Согласно общемировым прогнозам, в ближайшие десять лет будут внедрены качественно новые способы освоения полезных ископаемых. Это повлечёт за собой разработку крупных месторождений в ранее неосвоенных регионах. Учитывая площадь территории и объём рудных и углеводородных ресурсов, Антарктиду будут осваивать в первую очередь. Какие угрозы для экологии могут стоять за этим и как максимально от них обезопаситься?

Полномасштабная добыча ископаемых не за горами

Нужно сказать, что Антарктида — не лучшая местность для размещения буровых установок. Трудно найти участок суши с более суровым сочетанием неблагоприятных условий: самые экстремальные отрицательные температуры на планете (до -57 °С), массивный покров прочного льда, затруднительные условия для транспортировки чего бы то ни было, не говоря уже о буровых установках, и, что самое страшное — огромная удалённость от пунктов снабжения. В связи с этим долгое время данный континент оставался вообще без внимания геологов. Но постоянно растущая потребность человечества в ресурсах заставляет привозить буровые установки и сюда. Пока дело ограничивается по большей части разведкой, но уже в ближайшие 5–10 лет многие страны планируют начать полноценную добычу.

Промывочная жидкость

Экологические проблемы при исследовании и бурении скважин в Антарктиде

Как мы знаем, разработка месторождений неизменно связана с влиянием на окружающую среду: воздух, ландшафт, подземные воды. Главной опасностью, которую принесут с собой в Антарктиду буровые установки, будет использование больших объёмов промывочной жидкости. Эта субстанция, используемая при работе буровых установок, несёт в себе огромную потенциальную угрозу. Учитывая очень нестандартные условия бурения — лёд и экстремально низкая температура — к промывочным жидкостям предъявляются особые требования:

 - соответствие нормам экологической и производственной безопасности;
 - морозостойкость;
 - плотность в диапазоне 900–950 кг/кубометр;
 - пониженная вязкость (нужна для осуществления спуско-подъёмных действий);
 - химическая нейтральность к материалам, из которых сделаны келли-штанга, шнек и прочее буровое оборудование, с которым жидкость будет соприкасаться.

Мы не зря поставили экологическую безопасность на первое место в этом списке, ведь именно к ней предъявляются особые требования в полярных регионах. Последствия воздействий химических соединений промывочной жидкости на уникальную природную среду Антарктиды могут иметь непоправимые последствия.

В настоящее время на строительных буровых установках, работающих во льдах, используется четыре типа жидкостей:

  1. сложные эфиры;
  2. растворы на основе спирта;
  3. углеводородные субстанции;
  4. кремнийорганические жидкости.

Озёра подо льдом

Экологические проблемы при исследовании и бурении скважин в Антарктиде

Ещё большую актуальность проблема выбора промывочной жидкости приобретает в свете того факта, что под толстым ледяным покровом Антарктиды обнаружены озёра. Крупнейшее из них — Восток — укрыто на глубине 3770 метров под толщей льда. В 2013 году пробы воды этого озера были исследованы с помощью метагеномики. Российским учёным удалось расшифровать более 3500 последовательностей ДНК. Большая часть из них принадлежит бактериям и грибам, но несколько последовательностей относятся к роду млекопитающих. Исследования продолжаются.

При активной работе буровых установок промывочная жидкость может загрязнить первозданные подлёдные озёра и повлиять на ход исследований. Печально, что в погоне за ресурсами человечество может так никогда и не открыть для себя древние виды бактерий и млекопитающих.

Растворители и утяжелители

Одна из трудностей при бурении во льдах заключается в том, что растворители, которыми заполняются скважины, имеют плотность на 10–20% ниже, чем плотность льда. Когда длина келли-штанги переваливает за километр, этой плотности попросту не хватает, чтобы компенсировать давление окружающей ледяной толщи. В таких случаях применяются утяжелители. К ним также должен предъявляться ряд строгих требований. Основные из них: невоспламеняемость, низкая токсичность, стабильность.

Нарушение термического режима

Существует проблема, о которой пока мало говорят в силу её неактуальности. Речь идёт о потенциальной возможности наличия под толщей антарктического грунта тепловых котлов. Бурение на такие глубины пока не ведётся и, по всей видимости, не будет вестись ближайшие 5–10 лет. Однако кто знает, что может произойти, если одна из келли-штанг достигнет когда-нибудь такого котла.

Источник: «ПК Доломит Строй»

Все комментарии
Комментировать
Введите число, которое видите на картинке

Чистые технологии: