| 12. |
Приоритет Стратегии НТР России |
Возможность эффективного ответа российского общества на большие вызовы с учетом возрастающей актуальности синтетических научных дисциплин, созданных на стыке психологии, социологии, политологии, истории и научных исследований, связанных с этическими аспектами научно-технологического развития, изменениями социальных, политических и экономических отношений |
| 16. |
Аннотация |
В настоящее время Российская Арктика является наиболее перспективным и активно осваиваемым регионом. Это связано с открытием, разведкой и началом эксплуатации новых месторождений углеводородов в этом регионе. Однако, освоение газовых и нефтяных месторождений в Арктике осложняется множеством факторов: огромная территория, суровый климат, сложная мерзлотно-геологическая обстановка, практически отсутствие инфраструктуры, сложная логистика и т.д.). Одним из таких осложняющих факторов являются многолетнемерзлые породы, наличие которых приводит к значительным рискам при строительстве и эксплуатации инженерно-технических сооружений. Дополнительным источником геологического риска при освоении арктического региона являются природные газогидратные скопления. Эти геологические образования в криолитозоне могут формироваться и длительное время существовать как в глубинных подмерзлотных горизонтах, так и в толще многолетнемерзлых пород. Последние, благодаря геологическому проявлению эффекта самоконсервации газовых гидратов, могут находиться на сравнительно небольших глубинах в мерзлом разрезе (до 150 м). Эти реликтовые газогидратные скопления представляют потенциальную опасность не только для скважин, но и для поверхностных инженерных сооружений. В результате изменения климата и естественной эволюции криолитозоны, а также при техногенных воздействиях разрушение газогидратных скоплений может приводить к возникновению дополнительных рисков, связанных с развитием ряда негативных процессов (газовыделение, деформирование горных пород, изменение температурного поля в мерзлом массиве и др.). Они выражаются в снижении несущей способности и целостности грунтового массива, в появлении избыточного порового давления, приводящего к мощным газовым выбросам, интенсивной эмиссии метана и крупным провалам земной поверхности. Несмотря на потенциальные риски связанные с газогидратными скоплениями в мерзлых толщах при инженерно-техническом освоении газовых и нефтяных месторождений в Арктике, до сих пор не разработаны эффективные методы выявления газогидратных скоплений в толщах мерзлых пород. Это связано с тем, что большинство физическо-химических свойств газогидратов и льда близки. Этим фактором и обусловлена неэффективность использования традиционных геофизических методов (сейсмика, электроразведка и т.д.) для выделения и картирования внутримерзлотных газогидратов. Поэтому для прогнозирования наличия газогидратных скоплений в толщах изучаемого региона необходимы новые нестандартные подходы. Так, в первую очередь планируется проведение математического Заявка № 16-17-00051 Страница 3 из 42 моделирования эволюции криолитозоны и зон стабильности газовых гидратов, чтобы выявить зоны возможного образования и длительного существования внутримерзлотных газогидратных скоплений. Далее будет проведено физическое моделирование на природных грунтовых образцах, чтобы экспериментально выявить условия проявления самоконсервации газогидратных образований в пластовых условиях многолетнемерзлых пород исследуемых районов. По результатам математического моделирования и экспериментальных исследований планируется выделение метастабильных (реликтовых) газогидратных скоплений в верхних горизонтах многолетнемерзлых пород, а также оценка реакции газогидратных скоплений в криолитозоне на различные типы техногенных воздействий. При этом планируется проведение исследований изменений тепловых, фильтрационных и механических свойств мерзлых гидратосодержащих пород при самоконсервации и диссоциации поровых гидратов. Выполнение вышеуказанных исследований позволяет дать прогноз поведения газогидратных скоплений при техногенном воздействии (повышение температуры, снижение давление, взаимодействие с солевыми растворами). На основании этого прогноза при строительстве и эксплуатации добывающих скважин будут разработаны конкретные технологические мероприятия по снижению рисков возникновения аварийных ситуаций, связанных с газогидратами. |