Науковці працюють над тим, щоб унеможливити аварії при транспортуванні та видобутку газу і нафти
Витоки нафти з танкерів, вибухи на свердловинах, пошкодження магістральних трубопроводів стаються, на жаль, не лише в фільмах– катастрофах. Аварії при видобуванні і транспортуванні газу й нафти в Україні цілком можливі, адже чимало свердловин та газопроводів використовуються вже багато десятиліть і майже вичерпали ресурс безпечної експлуатації.
Над тим, щоб попередити ці аварії, працюють сьогодні науковці Івано-Франківського національного технічного університету нафти та газу. Вони подали на конкурс Національного фонду досліджень України «Наука для безпеки людини і суспільства» проєкт «Підвищення рівня екологічної безпеки процесів видобування та транспортування енергетичних вуглеводнів» і отримали фінансування на 2020-2021 роки (загальна сума складає близько чотирьох мільйонів гривень).
Запитуємо керівника проєкту, очільника науково-дослідної лабораторії корозійно-механічної деградації, професора кафедри хімії Івано-Франківського національного технічного університету нафти і газу Любомира Побережного: «Як часто стаються подібні аварії в Україні та яких збитків завдають?».
Любомир Ярославович розповів, що аварії різного рівня складності – не рідкість і збитки від них можуть бути величезними. Біля пошкодженої нафтової свердловини, як правило, утворюється чорне смердюче озеро, що отруює все довкола. При підземному витоку нафта потрапляє до водоносного горизонту, і може пройти кілька днів, перш ніж це помітять.
Коли уламки летять на сотні метрів
Ситуація ускладнюється тим, що чимало свердловин-довгожителів знаходяться в західних областях України, поблизу рекреаційних зон. Якщо щось станеться, – збитки від аварії поблизу такої зони можуть складати десятки мільйонів гривень. Значно більше коштів доведеться витратити за 5-10 років для відновлення довкілля. Тоді й про відпочинок у найближчі роки в такій зоні доведеться забути.
— Аварії на газопроводах не менш небезпечні, — продовжує розповідь пан Любомир. — У 2007 році, наприклад, потужний вибух стався на території нашої країни на газопроводі Уренгой-Помари-Ужгород. Уламки (деякі з них важили до пів тонни) летіли на десятки метрів, біля трубопроводу утворилася величезна вирва!
Чудова сімка
Враховуючи важливість питання, до команди виконавців проєкту увійшли фахівці з різних галузей. Це й полковник (учасник антитерористичної операції на Сході країни), кандидат технічних наук Андрій Станецький, основний напрям наукової роботи якого – проблеми видобування та транспортування енергетичних вуглеводнів у зонах бойових дій та поблизу лінії розмежування. У проєкті він займається безпековими питаннями проведення досліджень у районі лінії розведення. Відомий фахівець із розвитку екологічно-безпечного спорудження нафтових і газових свердловин, доктор технічних наук, Ігор Чудик також бере участь у проєкті; спеціаліст з екологічної безпеки геологічного середовища при пошуках, розвідці та розробці нафтогазових родовищ, доктор технічних наук, Володимир Хомин; фахівчиня з ризик-менеджменту, дослідниця екологічних ризиків при транспортуванні енергетичних вуглеводнів, кандидат технічних наук, Любов Побережна. У команді працюють і молоді науковці: кандидат технічних наук, Василь Запухляк (досліджує надійність роботи елементів газотранспортної системи), кандидат технічних наук, Андрій Грицанчук (прогнозує відмови систем внаслідок дії корозійних середовищ та гідратоутворення), Теодозія Яцишин (фахівчиня з екологічного менеджменту). Керівник проєкту, Любомир Побережний, багато років досліджує довговічність та живучість конструкцій із докритичними пошкодженнями, визначає рівень небезпеки експлуатаційних чинників, оцінює та прогнозує експлуатаційні ризики.
Поглибити газопровід
У чому ж суть проєкту? Як зменшити ризики аварій?
— Важлива частина нашої роботи – аналіз стану газонафтопроводів та нафтогазовидобувного обладнання, — розповідає пан Любомир. — Частину даних для аналізу знімаємо ми, частину надають організації, які їх експлуатують. Визначаємо об’єкти, на яких ймовірність аварії найбільша, враховуємо наявний технічний стан, товщину труб, глибину прокладання, характер місцевості. Ми створимо алгоритм, за яким організації, що експлуатують газопроводи, зможуть заздалегідь визначати небезпечні ділянки.
Один із основних напрямків роботи дослідників –“накладання” карти нафтогазових родовищ, газо- та нафтопроводів із потенційно небезпечними ділянками на карту рекреаційних і природоохоронних зон країни. Учені визначають, у яких місцях існує небезпека негативного впливу на екологію та міркують, як унеможливити аварії.
Особливий напрямок проєкту – аналіз можливого радіусу обстрілу різними типами снарядів у зоні бойових дій. Зони обстрілу “накладають” на карту розташування об’єктів критичної інфраструктури нафтогазового комплексу (трубопроводів, резервуарів, свердловин) і розраховують вірогідність аварії при влученні. До речі, вчені вже мають розробку на поглиблення трубопроводу. Вона передбачає збільшення глибини закладання без зупинки перекачування продукту. І якщо сьогодні відстань від поверхні землі до труби часто не відповідає проєктній та становить шістдесят сантиметрів, то після застосування спеціальної технології вона може збільшитися ще на пів метра. Це убезпечить газопровід (або суттєво зменшить пошкодження) при потраплянні боєприпасів.
Закоркували ненадійно
Пандемія суттєво ускладнила роботу дослідників. Наприкінці 2020 року вони планували обстежити законсервовані та ліквідовані свердловини Західноукраїнського нафтогазоносного регіону, але обмеження у “червоних зонах” унеможливили допуск до цих об’єктів, тому дослідники з нетерпінням очікують закінчення локдауну, щоб поїхати до свердловин.
Запитую у керівника проєкту: «У чому полягає небезпека цих об’єктів? Чому їх “законсервували”?».
Любомир Побережний розповів, що ці свердловини вважали неконкурентоспроможними й економічно невигідними. Значну частину об’єктів перевели в консервацію, а деякі внесли до списку ліквідованих.
Свердловини мали закріпити цементним розчином чи мостами висотою 25 метрів або іншими в’яжучими матеріалами (наприклад, смолами), «заглушити» й заповнити промивною рідиною, але у 90-х грошей ні на що не вистачало, тому вирішили зекономити, знехтували технологією і зменшили висоту цементного моста. З часом на цих цементних “корках” почали з’являтися тріщини, з деяких свердловин виділялася водонафтова емульсія.
Звісно, вчені не пропонують знехтувати ймовірним потенціалом цих свердловин. Вони розуміють, що енергоносії вкрай потрібні нашій державі, оскільки енергетична незалежність є запорукою політичної незалежності, тому важливо знайти правильний баланс між розвитком нафтогазової галузі та її впливом на навколишнє середовище.
СМС-попередження
На сьогодні, серед іншого, науковці вже розробили методику визначення ділянок з потенційним ризиком геодинамічних процесів. А ще – створили тестовий зразок енергонезалежного поста моніторингу геодинамічної небезпеки. Зовні це звичайний стовпчик з сонячною батареєю. Але при зсуві ґрунту в горах чи біля річки поруч зі свердловиною цей стовпчик починає хилитися і посилає смс-повідомлення оператору. Текст повідомлення залежить від кута нахилу поста моніторингу. Цей засіб раннього попередження допоможе розрахувати швидкість зсуву і виїжджати на небезпечне місце не тоді, коли відбувся прорив, а коли його ще можна попередити. Влітку перші такі “стовпчики” будуть встановлені у найбільш проблемних місцях.
До проєкту “не вписано” докладного вивчення впливу підземних аварій нафтових свердловин на біоту, але вчені планують працювати і в цьому напрямку. Зокрема, дослідити можливості біоіндикації (це коли від прориву нафти у водоносні пласти листя дерев чи трава починають темніти і змінювати форму). Прості й регулярні спостереження (які можна доручити навіть школярам) можуть попередити про невеликий прорив задовго до того, коли наслідки стануть катастрофічними.
Цікавимося також: «Як дослідники планують донести результати своєї роботи до громадськості, представників влади, нафтових та газових компаній?».
Любомир Побережний запевнив, що команда проєкту розповідає про отримані результати під час онлайн-зустрічей та наукових конференцій. У планах – презентації для представників НАК «Нафтогаз», Оператора газотранспортної системи, “Укрнафти”.
За 5 хвилин до фінішу
Колегам-науковцям пан Любомир радить відкинути сумніви і вагання та спробувати свої сили у конкурсах НФДУ.
— Це найдемократичніший із відомих мені конкурсів наукових проєктів в Україні, — зазначив він. — Дуже корисно зібрати в команду науковців із різних галузей та подивитися на проблему з різних “точок огляду”.
До речі, Любомир Ярославович радить бути максимально уважними щодо часу подання заявки. Розповідає, що формував заявку разом з колегами довго й ретельно перечитував її, аж за п’ять хвилин до закінчення терміну подачі натиснув “Надіслати”. Коли ж побачив “віконце” з проханням поставити цифровий підпис, – занервував. Почав гарячково згадувати та відновлювати пароль під “Приват 24”. За десять секунд до півночі відправив. «Не робіть так, — сміється пан Любомир. — Залишайте час на несподіванки, форс-мажори, перебої з інтернетом. Бажаю успіху!».
Світлана ГАЛАТА
