На вопросы электронного издания AtomInfo.Ru отвечает первый заместитель генерального директора "Гидроспецгеологии", заслуженный геолог России, лауреат премий Совета Министров СССР, правительства Российской Федерации Марк ГЛИНСКИЙ.

Пользуясь случаем, редакция AtomInfo.Ru поздравляет Марка Львовича с 70-летием и желает научного долголетия, крепкого здоровья, счастья и новых творческих успехов!

Нефть лужей не стоит

Марк Львович, прежде всего, просим Вас сказать несколько слов о том, чем занимается ваше предприятие.

"Гидроспецгеология" была создана 75 лет назад постановлением Совета Труда и Обороны, высшего на тот момент органа в государстве. Достаточно упомянуть, что подписи под документом поставили все руководители страны, включая Сталина, Ворошилова и Орджоникидзе.

На сегодняшний день мы входим в состав Федерального агентства "Роснедра" и занимаемся геологическим обслуживанием военно-промышленного комплекса России. Гидрогеологи, как и инженеры-геологи, нужны и в армии, и в Средмаше, потому что знания о недрах на той их глубине, на которой работает человек, необходимы всем.

Наше основное направление - гидрогеология. История наша богатая, и связана она напрямую с Минсредмашем, а теперь с ГК "Росатом". Мы были и есть ответственное предприятие, которому можно поручать серьёзные работы. В качестве примера скажу о себе - ещё в советское время я практически безвылазно провёл более 12 лет на Семипалатинском полигоне.

Текущие наши взаимоотношения с ГК "Росатом" регулируются соглашением, подписанным С.В.Кириенко и А.А.Ледовских, руководителем "Роснедр". По условиям соглашения, ФГУГП "Гидроспецгеология" взяла на себя обязательство вести мониторинг состояния недр, и у нас создан мощный центр, который занимается этим вопросами

Сейчас вновь встал вопрос о закачках жидких радиоактивных отходов (ЖРО) под землю. Насколько он актуален?

Действительно, это вопрос не риторический. Во-первых, в России, как вы знаете, проходит обсуждение закона "Об обращении с радиоактивными отходами (РАО)". В тексте законопроекта признано, что закачка - это один из методов безопасного захоронения, по крайней мере, на действующих объектах в соответствии с нормативной базой. Статья эта вызвала в обществе определённый ажиотаж, и с этим следует считаться.

Второе место, где был поднят вопрос о закачках ЖРО, - это МАГАТЭ. Атомное агентство готовит новый проект требований к захоронению, и были попытки исключить из него упоминания о закачках. Процесс согласования документа идёт, в Россию должны приехать независимые эксперты, которым будет поручено сделать своё заключение об этом методе.

Конечно, ГК "Росатом" не может оставаться в стороне от дискуссий. У отечественных атомщиков четыре объекта имеют работающие подземные полигоны. Это СХК, ГХК, НИИАР и Калининская АЭС.

В чём преимущества жидкой закачки перед другими методами?

Метод подземного захоронения большого количества низкоактивных жидких отходов наиболее экономичен. Приведу порядки величин для сравнения - если при подземной закачке 100 рублей стоит обращение с 1 кубометром отходов, то при иных методах - с 1 литром.

Представьте себе такой вид отходов, как тритиевые воды. Если вы пожелаете их зацементировать, то вам потребуется построить вторую Великую китайскую стену. При подземной закачке таких расходов у вас не предвидится.

Подземное захоронение применяется только в России?

Нет. Все передовые развитые страны так или иначе используют этот метод. Правда, не для РАО. Начиналась эта технология у американцев, которые закачивали под землю отходы нефтяной промышленности. Сейчас только у них около 700 таких площадок.

РАО они тоже пытались закачивать. Но они допустили при этом серьёзные ошибки, закачали неглубоко без должного обоснования, и наблюдались выходы РАО на поверхность.

А что именно американцы закачивают? Какие именно отходы? Ведь у химической промышленности, например, отходы могут быть гораздо опаснее, чем у атомной. Например, если мы кислоту закачаем под землю, это будет не слишком хорошее решение?

Надо рассматривать "плохо" или "хорошо" в зависимости от конкретной обстановки. Если закачать кислоту туда, откуда она никогда не выйдет в сферу освоения подземного пространства человеком и ни с кем не будет взаимодействовать, то это окажется проще и дешевле, чем мучиться с ней на земле.

Приходится слышать об опасности разломов, из-за которых закачанные отходы могут якобы выйти на поверхность. Я вам отвечу так. Нефть существует миллионы лет, но ещё ни один геолог не нашёл нефть, которая в районе разлома лужами бы стояла на земле. Это факт, и против такого факта возражать трудно.

Вернёмся к вашему вопросу. Что закачивают под землю зарубежные специалисты? Например, сопутствующие воды. Их закачивают, чтобы увеличить пластовое давление на нефть. Другой пример - добывают нефть, вместе с ней выходит вода. Куда её девать? Её загоняют назад в образующиеся после отбора нефти пустоты.

В начале прошлого века в США подземное захоронение промышленных стоков зародилось на нефтепроводах. Своё развитие метод получил в связи с потребностями развитых стран по окончательной локализации токсичных отходов химической, фармацевтической и металлургической промышленности. Иначе говоря, в западных закачках присутствует вся таблица Менделеева.

В Германии есть несколько десятков полигонов подземного захоронения сточных вод предприятий калийной, химической, нефтяной и газовой промышленности. В Великобритании промышленные сточные воды закачивают на протяжении 60 лет. Во Франции первая поглощающая скважина пробурена в 1970 году. В Канаде имеется несколько десятков поглощающих скважин. В Японии без подземных захоронений никак не обойдёшься, так как это каменная страна.

Три кита безопасности

Насколько безопасна подземная закачка?

Российская концепция безопасности стоит на трёх китах. Первый кит - геологическое строение. Под пластом-коллектором и над ним обязательно должны быть водоупоры, ограничивающие вертикальное растекание отходов. Затем должен быть буферный пласт, над ним опять мощный водоупор.

То есть, если где-то, не дай Бог, произойдет сообщение или создастся гидравлическая связь между пластом-коллектором и верхнезалегающим горизонтом, то буфер всё это поглотит. И только потом ещё выше залегают водоносные горизонты, которые могут быть использованы человеком для хозяйственно-питьевого водоснабжения, технического водоснабжения и иных целей.

Итак, первый наш кит - соответствующее геологическое строение, закрытость геологической структуры. Кит номер два - взаимосвязь законодательной базы и реальной жизни. Для нас есть два главных закона - Закон о недрах и Водный Кодекс. Все прочие документы, которыми мы руководствуемся, носят статус подзаконных актов.

Закон о недрах говорит прямо и безаппеляционно - мы можем использовать подземное захоронение токсичных, в том числе и радиоактивных отходов, только по решению правительства и только в том случае, если будет обеспечена их надёжная изоляция и будут обеспечены условия лицензирования.

Следующий кит - стадийность. Одного только разрешения правительства недостаточно для создания полигона. Надо пройти весь комплекс геолого-геофизических исследований и доказать, что выбранный геологический участок и его разрез соответствуют требованиям. Нужно получить лицензию на проектирование, пройти все существующие экспертизы и слушания, особенно в государственной комиссии по запасам, где работают люди, дорожащие своим именем. Только после этого можно строить.

Добавлю, что лицензию на объект можно получить, если лицензиат обязуется установить надлежащий контроль, или мониторинг, как теперь его называют. Раньше для него употреблялся термин "режимные наблюдения за распространением ореола загрязнения в пласте-коллекторе". Лицензиат обязан в достаточном объёме методом математического моделирования обеспечивать прогнозные решения. То есть должны сказать, где находится ореол загрязнения сейчас, должны уметь предсказывать, что будет дальше, если прекратятся закачки, понимать динамику процессов и, естественно, гарантировать безопасное состояние полигона.

Кстати, в СССР всего было разведано 25 полигонов подземного захоронения. Практически сдано в эксплуатацию и эксплуатируется 19 полигонов, и из них только четыре полигона обслуживают "Росатом". И атомщики могут похвастаться самой мощной системой мониторинга. Я знаю, что у "Газпрома" ещё есть мониторинг, а остальные ведомства уделяют контролю меньшее внимание. То есть, "Росатом" тратит на контроль за состоянием своих полигонов намного больше, чем другие ведомства, сил и средств. У атомщиков эта система налажена.

Три барьера безопасности

России предъявляют претензии, что у нас недостаточно барьеров безопасности при закачке ЖРО.

А вы называйте барьеры по порядку, и я постараюсь дать необходимые комментарии.

Инженерный…

Инженерный барьер у нас - это нержавеющие трубы. Дальше будете перечислять? Я вам сразу скажу, что конструкция скважины такова, что она обеспечивает полную гидроизоляцию двигающихся растворов к месту их захоронения.

Каким образом это обеспечивается?

Это обеспечивается не одним барьером и не одними исследованиями, а, как правило, тремя барьерами и целым комплексом геофизических и натурных факторов.

Любой геологический разрез представляет собой некоторый набор сменяемых одна другую пород - твёрдые, мягкие, пласт-коллектор, водоупор, вышележащие породы. К пласту-коллектору нужно подойти таким образом, чтобы всё остальное было надёжно изолированно, имея много степеней защиты.

Это делается набором труб. Спускается сначала одна большая труба - "кондуктор". Она перекрывает верхние породы, рыхлые и неустойчивые, и надёжно цементируется. Есть методы затрубной цементации, то есть, скважина бурится диаметром больше, чем труба. Есть соответствующие стандарты для этого и методы контроля качества цементирования затрубного пространства.

Кондуктор перекрывает участок, например от 10 до 100 метров, где всё, как я уже сказал, рыхлое. Потом идёт техническая колонна, их может быть две или больше. Технические колонны перекрывают всю остальную толщу пород вплоть до кровли пласта-коллектора. В каждой из колонн происходит затрубная цементация. Сейчас есть методы, с помощью которых обеспечивается давление, не допускающее разрыва цементного камня.

Качество цементирования - это всегда один из самых важных вопросов при бурении скважин. Контролирующие организации с нас в буквальном смысле слова не "слазят", пока мы не докажем, что всё сделано нормально. Есть технологии, очень сложные технологии, и у нас, и за рубежом, и у атомщиков, и у нефтяников. Эта целая наука, о которой нужно говорить отдельно.

Вернёмся к нашей скважине. Третий вид труб - эксплуатационная колонна, по которой, собственно говоря, и подаётся продукт. Она выполнена сплошь из нержавеющей стали. Это очень дорогая конструкция. Спускается она не на резьбовых соединениях, а на сварочных швах. Скважина, конечно, вылетает в копеечку, но, тем не менее, это выгоднее, чем искать способы отверждения тритиевых растворов.

Дополнительным барьером безопасности, раз уж речь зашла о барьерах, я бы назвал систему контроля. Первые, кто сигнализирует о том, что что-то произошло - это скважины, в которых налажен мониторинг. Они бурятся по всему периметру на пласт-коллектор и смежные горизонты, каждая скважина имеет своё назначение. Перед тем, как их бурить, определяются направление потока, скорость воды и так далее. В соответствии с направлением потока подземных вод бурятся скважины, которые находятся непосредственно в зоне движения линзы загрязнения.

В результате вы получаете набор статистических данных. Добавим сюда радиохимию, гидравлику, и можно строить расчётные модели.

Окончательный ответ по барьерам безопасности будет таков. Как бы вы их не называли, но первый барьер - это инженерные конструкции, второй - геологический разрез - водоупоры, а третий - постоянный контроль за самим процессом.

Линза, куда закачиваются отходы, будет со временем расползаться.

Должна расползаться. Но вовсе не обязательно, что с той скоростью, с которой движется вода, движутся и радионуклиды. Породы обладают мощными сорбционными свойствами. В то же время, породы обладают и десорбционными свойствами, если их начать промывать чистой водой. Поэтому эти факты надо учитывать при прогнозировании.

Когда выбирается площадка для закачивания, максимальный объём закачки как-то определяется?

Да. Объём закачки определяется лицензионным соглашением и горным отводом. Вам отводится площадь, куда вы можете закачивать определенный объем за какой-то временной период. Например, у СХК горный отвод есть до 2015 года. Они его не заполнили. Добавлю, что у мониторинга есть дополнительная функция - следить за тем, как лицензиат исполняет условия лицензионного соглашения, не нарушает ли его.

Датчики систем мониторинга ставятся по границам отведенной зоны?

Датчики ставятся в скважинах. И не только по границам, но главным образом по линиям тока подземных вод. И за границы зоны мы тоже заходим при мониторинге. И, естественно, в месте, которое носит название "зона насыщения". Чем ближе к центру, тем больше скважин.

Чтобы хорошо прогнозировать, надо изучить все процессы, идущие в породе. Например, есть бактерии, которые пожирают нитрат-ионы. Из скважины выходит азот, и процесс движения закачанных растворов замедляется.

Термин "горный отвод" можно уточнить?

Горный отвод является той поверхностью, тем контуром на земле, в рамках которого под землей имеют право находиться закачанные растворы.

Были ли в России случаи выхода закачанных ЖРО за контур?

Нет, не было.

Ни разу за все время наблюдения? А за рубежом были?

Этого я не знаю. Но если и были, то они о таком правду не скажут. У них гораздо более закрытая отрасль, чем в России.

Четыре полигона

По отдельным комбинатам вопросы. Каково положение дел на СХК?

На Сибирском химическом комбинате есть абсолютно беспрецедентный случай, когда над двумя горизонтами, куда закачиваются радиоактивные отходы на глубину 350-400 м, залегают горизонты пресных вод на глубине до 100 м, которые параллельно с закачкой используются для отбора воды хозяйственно-питьевого назначения двумя водозаборами.

Вода в них питьевого качества. Нами было доказано, что никакого прорыва там быть не может. Можно эксплуатировать водозаборы, можно пить воду и быть спокойными.

Если прекратить инжекции, то через 1000 лет центр массы загрязнённой линзы продвинется на 4,5 км. Расстояние до водозабора там 8 км. То есть, может быть, через десятки тысяч лет закачанная жидкость и доберётся до водозабора, если, конечно, в ней что-то ещё останется радиоактивное.

А на "Маяке"?

На "Маяке" сосредоточено более 90% отходов, относящихся к реализации первого атомного проекта. И "Маяк", на мой взгляд, это предприятие, где с наибольшей тщательностью, в течение многих лет осознанно подходили к тому, что происходит. После Карачая все поняли, что отходы - это опасно. Поэтому контроль за состоянием подземных вод на "Маяке" сейчас просто огромен.

Подземных закачек там пока нет, поэтому положение дел на "Маяке" выходит за рамки нашей сегодняшней беседы. Но у нашей группы есть идеи, как там организовать закачку даже при том, что там нет всего набора необходимых геологических условий.

Там складчатая область, нарушены породы, и там существует вертикальная гидравлическая связь подземных вод. Она есть, к сожалению, даже ленивый знает о факте её существования. Но там есть другие хитрости, которые являются теми самыми инновационными элементами, о которых мы так много говорим и так боимся их реализовывать.

"Маяк" делает всё для того, чтобы Теченский каскад водоёмов никого не беспокоил. Промоделированы разные ситуации, определено, где вытекает из обводных каналов, где притекает в каналы… Это тома диссертаций. В соответствии с заранее проводимыми исследованиями, длительность которых 30-40 лет, принимаются инженерные решения. Где вы найдёте ещё предприятия, где бы учитывались изыскания длительностью 30-40 лет, которые сводились в монографии, статьи, отчёты, и только потом принимались бы решения?

Теперь по сути нашего предложения. Мы предлагаем использовать так называемый Аргаяшский надвиг, то есть место, где более древние породы в результате вулканогенных давлений и подвижек земной коры "надвинулись" над более молодыми - это в геологии и называется надвигом. И мы здесь в 60-ых годах набурили 27 скважин глубиной до 1800 м. По итогам наблюдений и расчётов оказалось, что угол наклона в надвиге другой, не такой, как предполагалось ранее. И мы полагаем, что пласты-коллекторы, залегающие под надвигом, можно использовать для закачки тритиевых вод.

Заключительный вопрос. Есть ли данные по заполнению полигонов?

Есть. По состоянию на сегодня, ВНИПИпромтехнологии даёт такие цифры. СХК - 60%, ГХК - 70%, НИИАР - 60%, Калининская АЭС - 10%.

Объём удалённых отходов в СХК - 7 млн кубов, на ГХК - 6,3 млн кубов, в НИИАРе - 2,3 млн кубов и на Калининской атомной станции - 0,57 млн кубов.

Глубины залегания. СХК - 400 м, ГХК - 400 м, НИИАР - 1100-1500 м и Калининская станция - 1200-1300 м.

Большое спасибо, Марк Львович, за интересное интервью для электронного издания AtomInfo.Ru. Поздравляем Вас с прошедшим Днём геолога!

ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru

ДАТА: 16.04.2010

Темы: РАО, Россия, Интервью, Марк Глинский