Сейсмология вмешается в большую политику?

Cначала краткая предыстория. Закономерности, определяющие размещение запасов углеводородов (УВ) по планете, по сути, неизвестны, но это распределение очень неравномерное. В основном УВ оказались сконцентрированы в арабских странах и еще в нескольких регионах (Россия, Венесуэла и др.). Благодаря этому и в связи с огромными энергетическими потребностями современного общества эти страны в течение не одного десятка лет имеливозможность осуществлять картельный сговор и получать баснословную прибыль. Нефть не была обычным товаром, цены на который регулируются балансом спроса и основанного на себестоимости предложения. Монополия на жизненно необходимый цивилизации ресурс давала возможность «заламывать цену», часто более чем на порядок превышающую себестоимость. Собственно, цена часто ограничивалась только военно-политическими раскладами, дабы цены на УВ не превысили риски и стоимость их вооруженного захвата. В результате добывающие УВ страны получили в свое распоряжение небывалые финансовые ресурсы. Это создавало во многом ложное ощущение всемогущества. В арабских странах оно наложилось на социально слабо развитое, отсталое состояние общества, что породило взрывоопасную смесь раздутого самомнения и комплекса неполноценности. Одним из последствий этого сталопоявление исламского фундаментализма и терроризма, длительное время активно поддерживаемого высшими слоями нефтедобывающих арабских стран — основных бенефициаров высоких цен на УВ. Особенно уродливое выражение фундаментализм получил в наименее развитых мусульманских странах, особенно там, где традиционная социально-политическая структура оказалась разрушена активным иностранным вмешательством (как в Афганистане).

Традиционно добываемые УВ-ресурсы концентрируются в относительно высокопроницаемых толщах. Впрочем, содержатся они не только в этих толщах, но и в слабопроницаемых. В среднем проницаемость земной коры достаточно мала, и по объему резко доминируют слабопроницаемые породы. Соответственно, запасы нетрадиционных УВ (называемых обычно сланцевыми нефтью и газом) в разы превышают объемы традиционных УВ-запасов. Однако в течение длительного времени добыча этих нетрадиционных ресурсов была практически невозможной.

С развитием технологий добычи УВ были предложены, а затем кардинальным образом усовершенствованы технологии, направленные на искусственное повышение проницаемости пластов, содержащих УВ. Соответственно, всё бо́льшие объемы нетрадиционных запасов УВ становились доступными для коммерческой добычи. На первом этапе этому способствовали монопольно многократно завышенные цены на УВ. Сомнительно, что без этого значительно более дорогие технологии добычи нетрадиционных (сланцевых) УВ смогли бы преодолеть исходный «потенциальный барьер» и обеспечить коммерческую эффективность извлечения этих ресурсов.

В настоящее время объемы добычи нетрадиционных УВ обусловливаются ценами на УВ, которые диктуют текущий уровень допустимой себестоимости сланцевых нефти и газа. Текущий уровень добычи сланцевой нефти составляет около 10% от мирового уровня, и эта доля быстро растет. При этом общая тенденция такова, что себестоимость сланцевой нефти и газа вследствие быстрого совершенствования технологий добычи уменьшается. А себестоимость традиционных нефти и газа вследствие истощения старых месторождений и необходимости перехода на новые, более удаленные и менее освоенные территории, имеет тенденцию роста. Причем в существенно большей степени это относится к России, чем к странам Ближнего Востока.

Если исходить из вышесказанного, то может сложиться впечатление, что ситуация с монополией традиционных стран — производителей нефти и газа — безвозвратно ушла в прошлое. И что нефть становится обычным товаром, стоимость которого будет зависеть в основном от определяемой развитием технологий добычи текущей себестоимости сланцевой нефти (естественно, с возможными существенными выбросами в область более высоких цен вследствие форсмажорных военно-политических обстоятельств). В этой ситуации страны Ближнего Востока (с наиболее удобными условиями добычи) останутся в плюсе (хоть уже и не будут иметь таких, как раньше, баснословных прибылей). Хуже ситуация для России, где текущая себестоимость добычи УВ существенно выше, чем на Ближнем Востоке, и не столь уж резко отличается от себестоимости добычи сланцевой нефти.

Возможно, однако, что ситуация с добычей сланцевой нефти и газа и не столь безоблачна, и приходу эпохи сланцевой нефти угрожает рост вызванной сейсмичности. Уже довольно давно высказывались предположения, что некоторые землетрясения, в частности Газлийские (серия катастрофических землетрясений, про­изошедших 8 апреля и 17 мая 1976 года и 20 марта 1984 года вблизи города Газли в Узбекской ССР), были вызваны техногенными воздействиями при добыче УВ. Считается доказанным опасный рост сейсмичности в связи с добычей газа на гигантском голландском месторождение Гронинген. Это месторождение было открыто в 1959 году и длительное время являлось основой энергоснабжения Нидерландов и ряда соседних стран. Тревожный звонок прозвучал в августе 2012 года, когда здесь произошло землетрясение магнитудой 3,6. Землетрясение не сильное, но район полагался асейсмичным, соответствующие антисейсмические меры при строительстве не принимались, и даже такое землетрясение могло принести заметный ущерб. Уже тогда специальная инспекция рекомендовала снизить годовую добычу на месторождении. Слабые землетрясения продолжились, и под давлением общественности (и под угрозой исков о возмещении ущерба) к концу 2015 года были приняты решение об ограничении добычи. В самом начале 2018 года случилось новое более сильное землетрясение, и правительство Нидерландов решило вдвое сократить добычу на месторождении Гронинген, а потом и вовсе закрыть это некогда крупнейшее в Европе месторождение к 2030 году в целях уменьшения опасности небольших, но разрушительных землетрясений.

Если спровоцированная добычей опасная сейсмичность возникает на обычных УВ-месторождениях, то тем более следует ожидать ее при разработке сланцевых нефти и газа, когда воздействие на пласт существенно сильнее. Действительно, при разработке обычных УВ-месторождений в большинстве случаев следует ожидать изменений порового давления в естественном поро-трещинном пространстве. При добыче же сланцевой нефти и газа происходит образование обширных новых систем трещин в исходно ненарушенных слабопроницаемых породах. В этом случае опасность возникновения вызванной сейсмичности существенно выше. Многие авторы указывают на рост слабой сейсмичности в области добычи сланцевых нефти и газа в США и связывают этот рост с процессом добычи. Естественно, высказываются и альтернативные мнения. Так, указывается, что слабая сейсмичность могла ранее просто не фиксироваться в областях, полагавшихся асейсмичными, и рост сейсмичности может быть связан в большой степени с установкой новых систем регистрации землетрясений.

Автору довелось быть рецензентом статьи, где отсутствие связи сейсмичности с добычей сланцевой нефти аргументировалось и иначе. В статье отмечалось, что землетрясения произошли в стороне от расположения скважин и что время возникновения землетрясений не соотносится с режимом добычи. Эти аргументы, однако, не кажутся вполне убедительными. Действительно, вызванные землетрясения могут происходить не непосредственно на образованных при разрыве пластов трещинах, а на соседних естественных разломных нарушениях, характер тектонической нагрузки на которых изменился в связи с новообразованными трещинами. При этом моменты этих вызванных землетрясения могут запаздывать относительно вызвавших их техногенных воздействий на неопределенный интервал времени, необходимый для передачи возмущения и накопления микроразрушений.

Если связь землетрясений с разработкой сланцевой нефти будет доказана, то стоимость потенциально возможных исков приведет к резкому росту себестоимости добычи и даже может сделать добычу сланцевой нефти нерентабельной.

Списывать со счетов особую роль стран — традиционных производителей нефти и газа — преждевременно еще и потому, что нетрадиционная сланцевая нефть и нефть обычных УВ-месторождений имеет общую природу. Отсюда можно ожидать, что перспективные с точки зрения добычи сланцевой нефти геологические формации будут часто оказываться в районах размещения обычных УВ-месторождений. И действительно, среди наиболее перспективных районов добычи сланцевой нефти (кроме ряда ставших уже традиционными районов ее добычи в США) называют Оман, Сирию, Россию (Западную Сибирь). То есть перспективными в плане добычи сланцевой нефти оказываются традиционные страны — производители нефти.

Автор ранее был одним из первых, кто предупреждал о падении цен на УВ и о важности сланцевой нефти (желающие могут проверить по архивам «Газеты.ру» или вспомнить обсуждения начала века в достопочтенной «Керосинке», она же Российский государственный университет нефти и газа им. И. М. Губкина); теперь он оказывается в числе первых, отметивших возможность заката эры сланцевой нефти. Решающее слово при этом остается, по-видимому, за сейсмологией.

Михаил Родкин, 
докт. физ.-мат. наук, Институт теории прогноза землетрясений и математической геофизики РАН,
Институт проблем нефти и газа РАН