Глубоко копают: подводные сейсмороботы найдут нефть и газ на шельфе океана
Российские ученые разработали автоматизированные станции для проведения подводной сейсмической разведки. Оборудование включает комплекс датчиков для регистрации колебаний земной коры и акустических волн в воде и подводном грунте. Применение таких устройств поможет оптимизировать поиск и разведку шельфовых месторождений нефти, газа и других полезных ископаемых, а также проводить мониторинг техногенной активности в территориальных водах и исключительной экономической зоне России.
Что такое донные сейсмографы
Ученые в Институте океанологии им. П.П. Ширшова РАН разработали технологию и создали автономный комплекс для проведения долговременных донных сейсмических исследований. Система позволит исследовать наименее изученные участки земной коры, которые скрыты под толщами океанических вод, а также проводить поиск месторождений нефти и газа на океаническом шельфе.
Как объяснили разработчики, комплекс включает в себя сеть подводных донных станций. Они снабжены приборами для долговременной автономной записи сейсмических и гидроакустических колебаний. Такие приборы записывают как естественные сейсмические волны, вызванные тектоническими процессами в недрах земли, так и искусственно сгенерированные сигналы.
Широкополосная самовсплывающая донная станция большой автономности «СКАТ.3С»
— Исследование распространения сейсмических волн дает основную информацию о структуре и составе нашей планеты. Причем поскольку ее поверхность на 2/3 скрыта под водой, то прогресс в науках о Земле напрямую связан с количеством действующих на дне морей и океанов сейсмоакустических приборов, — объяснил «Известиям» старший научный сотрудник лаборатории техники подводных исследований и испытаний «Морская техника» ИО РАН Дмитрий Ильинский.
Он рассказал, что подводные сейсмостанции имеют прочный стеклянный сферический корпус, выдерживающий давление до 7 км глубины и помещенный в пластиковый кожух. Внутри размещены сейсмографы, системы записи данных и подводной связи, а снаружи — измерительный и коммуникационный гидрофоны. Станции записывают сейсмические и звуковые волны, которые распространяются в толще Земли и в водной среде.
Сферы применения глубоководных станций
В процессе реализации проекта по созданию подводного исследовательского комплекса был внедрен ряд инновационных решений, отметил специалист. Основные из них — малое потребление энергии электронных компонентов станции, беспроводное общение со станцией на палубе, включая быстрое копирование собранных данных, а также автоматическая синхронизация часов через радиопрозрачный корпус по сигналам GPS и состоящий из смеси биоразлагаемых компонентов якорь, который остается на дне после всплытия станции. Эти смеси — также авторская разработка, защищенная патентом РФ. Оставшись на дне, такой груз растворяется в воде, не нанося ущерба окружающей среде. Кроме того, проработан вариант оснащения исследовательских комплексов системами переменной плавучести, которая позволит вовсе обходиться без якоря.
— В дальнейшем будет реализована возможность передачи информации без всплытия станций по оптическому каналу. Для этих целей задействуют подводные беспилотники, которые разрабатывают на отечественном предприятии. Объединение комплекса донной сейсморазведки и подводных дронов позволит производить разведку углеводородов в таких специфических условиях, как акватории, покрытые льдом, — сказал ученый.
Вместе с тем, добавил разработчик, донные станции смогут регистрировать шумы подводной и надводной техники и контролировать нежелательную техногенную активность в территориальных водах и исключительной экономической зоне России. Это особенно актуально в условиях международного соперничества за Арктику.
По его словам, различные прототипы предложенного оборудования испытывали и применяли для получения данных в научных и производственных сейсмических проектах последние 10 лет. При этом техника непрерывно совершенствовалось. В сезоне-2024 это оборудование использовали для глубинных исследований в Баренцевом море.
В настоящее время с учетом результатов тестирования в рамках новой научной программы Минобрнауки подготовлена техническая документация для серийного производства донных сейсмографов. По предварительной оценке, их стоимость будет в пять-шесть раз ниже зарубежных аналогов.
Зачем искать нефть и газ на шельфе
— На российском арктическом шельфе огромные запасы нефти и газа. По данным Роснедр, только в Арктике запасы оцениваются в 85 трлн куб. м и 17 млрд т соответственно. Однако площади шельфа тоже громадные. Поэтому нужны технологии, которые позволяют быстро, недорого и надежно оценить эти запасы и выделить перспективные месторождения. Ученые из ИО РАН предлагают достаточно простые методы и аппаратуру для этих целей, — сказал «Известиям» проректор по направлениям нефтегазовых технологий, природопользования и наук о Земле Казанского федерального университета, доктор геолого-минералогических наук Данис Нургалиев.
Он отметил, что существуют факторы, которые ограничивают предложенную технологию. В частности, современные аккумуляторы, необходимые для подводных станций, недостаточно мощные. Также стоимость известных на рынке аппаратов такого рода высокая, это затрудняет их массовое внедрение.
— Перемещение добычи нефти и газа на шельф — одна из тенденций отрасли. Сегодня в мире 40% черного золота и 30% голубого топлива извлекают в морских акваториях. Это связано, в частности, с истощением месторождений на суше, а также с развитием индустрии сжижения природного газа, что упрощает монетизацию ресурсов, — пояснил доцент Финансового университета при правительстве РФ Валерий Андрианов.
Морская нефтедобывающая платформа «Приразломная»
Он добавил, что сегодня, по сути, не существует надежных технологий добычи углеводородов в ледовых условиях. Поэтому на российском шельфе добыча ведется только на Приразломном месторождении, которое находится в Баренцевом море, самом теплом из северных морей. В 2014 году открыли еще гигантское месторождение «Победа» на шельфе Карского моря, но оно пока не разрабатывается.
Есть и другие арктические шельфовые проекты, однако их реализация сейчас маловероятна ввиду относительно низкой стоимости углеводородов, сдерживания добычи в рамках соглашения ОПЕК+ и всё еще не разработанных месторождений в Восточной Сибири и в глубоких горизонтах Западной Сибири, отметил Валерий Андрианов. Тем не менее разведку в Арктике необходимо продолжать, поскольку, к примеру, проект энергетической стратегии РФ до 2050 года предполагает сохранение добычи на текущем уровне. Значит, нужно заранее готовить новые перспективные месторождения, в том числе на шельфе, резюмировал специалист.
