Геологоразведка от А до Я

Подводная сейсморазведка на арктическом шельфе

Арктике нужны новые подводные технологии сейсморазведки 

Владимир Детков — вице-президент по перспективным разработкам ЗАО «ГЕОТЕК Холдинг» 
Павел Щадин — ведущий геофизик ООО «Эвенкиягеофизика» 
Михаил Копылов — директор завода-филиала ООО «Эвенкиягеофизика» 
Павел Полуян — ведущий инженер ОАО «Енисейгеофизика» 
Георгий Шайдуров — профессор, д.т.н., Сибирский федеральный университет 

В России начинает разворачиваться масштабный проект по созданию комплекса технологий для подводного (подледного) освоения месторождений арктического шельфа. В недавнем интервью программе НТВ вице-премьер Д. О. Рогозин рассказал, что этим сейчас занимается Фонд перспективных исследований (ФПИ) в сотрудничестве с известными военно-промышленными конструкторскими бюро. В первом совещании ФПИ по освоению Арктики, прошедшем в ноябре прошлого года, приняли участие представители крупнейших военно-промышленных корпораций, таких как ЦКБ морской техники «Рубин», научно-конструкторские подразделения нефтегазовых компаний, ученые из РАН и профильных вузов. Направление геологоразведки было представлено сотрудниками ОАО «Енисейгеофизика», восточносибирского подразделения ЗАО «ГЕОТЕК Холдинг». 

Подводная сейсмика — будущее арктических исследований 

Участие «сухопутных» геологоразведчиков в конференции с морской тематикой не случайно: еще четыре года назад специалисты «ГЕОТЕК Холдинга» выступили с инициативой создания подводных геологоразведочных судов (Н. В. Левицкий, В. А. Детков, Г.Я. Шайдуров, 2010). Тогда предлагалось использовать для подводных исследований в качестве источника сейсмических волн импульсные электромагнитные источники «Енисей». В настоящее время эти источники успешно применяются при сейсморазведочных исследованиях по ре? кам Восточной Сибири. Эта российская технология разработана в конце 80?х годов при участии ученых и конструкторов из академических институтов, она основана на электромагнитном принципе пушки Гаусса (Gauss?gun) и представляет собой короткоходовый электромагнитный двигатель, преобразующий энергию электромагнитного поля в сейсмические волны.
 Импульсные источники широко используются в российской сейсморазведке, закупаются также иностранными геофизиками (Иран, США, Казахстан). В 2010–2013 годах эта технология была существенно модернизирована в ходе комплексного проекта в кооперации с учеными Сибирского федерального университета при поддержке Министерства образования и науки РФ, в частности был доработан водный вариант импульсного источника. Практически создан универсальный импульсный источник, возбуждающий упругие колебания на суше, на льду, в воде и под водой.

 В приоритете — экологическая безопасность 

Практика показала: данный тип индуцирования колебаний в почве через водную среду наиболее экологичен по сравнению с альтернативными — электроискровыми источниками (sparker), пневмопушками, наносящими непоправимый вред разнообразным живым организмам, обитающим в водной среде. Дело в том, что электромагнитный привод устроен так, что воздействие осуществляет плоская антенна, работающая по принципу обратного хода, что позволяет всю энергию сосредоточить в низкочастотном упругом колебании среды и избавиться от ударной волны, неупругих деформаций, которые в иных случаях и наносит прямой вред гидробионтам. 
Модули «Енисей», собранные в компактные группы, создают в воде только упругую волну, проходящую через водную среду с минимальными последствиями для рыб и планктона. Кроме того, источники сейсмических волн на электромагнит? ном принципе действия конструктивно просты, ремонтопригодны в полевых условиях и в десятки раз энергоэффективнее любого другого невзрывного источника при сопоставимой сейсмической энергетике.

 Технологии для арктического шельфа

Коварство ледовых ловушек показала недавняя история с ледоколом «Академик Шокальский» в Антарктике. Не менее сложны ледовые условия в нефтеносных районах арктического шельфа, таких как Карское море. Именно поэтому встал на повестку дня масштабный комплексный проект по созданию и развитию отечественных технологий, предназначенных для разведки и освоения месторождений арктического шельфа.
Искомые технологии должны быть преимущественно подледными: подводные буровые, донные станции, гигантские ныряющие танкеры, субмарины для геологоразведки и охраны объектов. В упомянутом интервью вице?премьер Д. О. Рогозин рассказал о перспективных подводных технологиях, с помощью которых планируется осуществлять разведку и добычу углеводородов на арктическом шельфе. А на совещании в Фонде перспективных исследований в основном докладе ЦКБ «Рубин» было специально подчеркнуто, что ни в России, ни в других странах нет подводных геологоразведочных судов. Поэтому предложение специалистов «ГЕОТЕК Холдинга» об оснащении подводных аппаратов импульсными электромагнитными источниками сейсмических волн встретило понимание. 

Перспективы импульсных источников 

Работа импульсных сейсмических источников «Енисей» на поверхности водных акваторий технически отработана и успешно применяется с 2004 года (Щадин П. Ю., Богдан В. А., 2010). Однако для арктических условий при практически круглогодичной закрытости поверхности моря льдами невозможно применять буксируемые технические средства возбуждения и приема сейсмических сигналов. 
Для распространения сейсмических волн нет принципиальной разницы, где расположен источник колебаний — на поверхности воды или под водой. Поэтому невозможность проведения сейсморабот с поверхности моря диктует необходимость разработки подводного производства сейсморазведочных исследований. Создание такой технологии потребует как разработки принципиально новых технических средств, так и доработки существующих под специфические условия подводных работ. 
Наиболее целесообразным транспортным средством для производства подводных работ является атомная подводная лодка как базовое научно?исследовательское судно, способное длительное время работать подо льдами и оснащенное высококачественной системой шумоподавления (Н. В. Левицкий, В. А. Детков, 2010). В качестве вспомогательного НИС, скорее всего, будет необходимо использовать батискафы как в пилотном, так и в беспилотном варианте. 
В технологическом плане при производстве подводных сейсморабот возможно несколько вариантов взаимного расположения пунктов возбуждения и пунктов приема сейсмических сигналов. Во всех вариантах пункт возбуждения (ПВ) в виде модифицированного электромагнитного импульсного источника типа «Енисей» целесообразно расположить под днищем подводной лодки. В крайнем случае возможен буксируемый вариант подводного импульсного источника, однако он технически более сложен. Что касается размещения пунктов приема (ПП), то тут варианты более разнообразны. 
Во?первых, пункты приема могут располагаться на поверхности льда. На первый взгляд это является наиболее простым и легко реализуемым вариантом. Однако такое расположение ПВ?ПП будет комбинированным подводно?поверхностным вариантом, что потребует совместного использования как подводной, так и надводной техники. К тому же возникает проблема сезонности проведения работ, ограниченного зимним временем года. 
Во?вторых, пункты приема располагаются в виде буксируемых стабилизированных на определенной глубине сейсмических кос. Несмотря на то что такой вариант технически сложнее реализовать, он позволяет достигнуть высочайшей производительности сейсморазведки при круглогодичной работе.
 В?третьих, ПП могут располагаться на дне моря. С одной стороны, в этом случае даже при круглогодичной работе значительно пострадает производительность. Но с другой стороны, появляется возможность использования уже существующих подводных регистраторов.
 Конечно же, реализация технологий подводной сейсморазведки потребует целого комплекса НИОКР как в области создания технических средств, так и в отработке методических приемов проведения подводной сейсмической съемки. Не смотря на кажущуюся сложность практического воплощения предлагаемой технологии, она несомненно может быть реализована. Собственно говоря, проблема освоения ресурсов арктического шельфа не оставляет нам другого выбора, кроме как создания собственных отечественных технологий его геологогеофизического изучения и добычи минерального сырья.

 Литература 

1. Н. В. Левицкий, В. А. Детков. О технологии сейсмических исследований глубоководных районов дня Северного Ледовитого океана//Технологии сейсморазведки. № 3, 2010 г. С. 104 
2. Щадин П. Ю., Богдан В. А. Импульсные источники «Енисей-ВЭМ» для водных акваторий и транзитных зон.//Приборы и системы разведочной геофизики. 2010. № 2. С. 42–48.

Возврат к списку