Месторождения байкальской природной территории. Нефть и газ

Вы здесь

Версия для печатиSend by emailСохранить в PDF

Новости ogirk.ru

Пропарина во льду Байкала с признаками выхода газа в районе пос. Посольск. (фото В.П.Исаева, Иркутский Государственный университет)
Пропарина во льду Байкала с признаками выхода газа в районе пос. Посольск. (фото В.П.Исаева, Иркутский Государственный университет)
Нефть в лунке, пробуренной во льду озера Байкал в районе мыса Нижнее Изголовье полуострова Святой Нос перед входом в Баргузинский залив. (фото В.П.Исаева, Иркутский Государственный Университет)
Нефть в лунке, пробуренной во льду озера Байкал в районе мыса Нижнее Изголовье полуострова Святой Нос перед входом в Баргузинский залив. (фото В.П.Исаева, Иркутский Государственный Университет)
Образцы газовых гидратов, поднятые со дна Байкала. (фото О.М.Хлыстова, Лимнологический институт СО РАН)
Образцы газовых гидратов, поднятые со дна Байкала. (фото О.М.Хлыстова, Лимнологический институт СО РАН)
101001_sagalevich.mp3
Автор: Марк Столяр

В Прибайкалье углеводородные системы представлены: горючим газом, нефтью, нефтяными битумами, газовыми кристаллогидратами, «грязевыми» вулканами, углеводородными газами, растворёнными в воде, и углеводородными газами донных осадков. Образование углеводородов обусловлено благоприятным сочетанием всех геологических критериев нефтегазоносности: тектонических, литологических, стратиграфических, геохимических, гидрогеологических и термодинамических#1.

История открытия и перспективы освоения

Проявления нефти на восточном берегу Байкала были известны местному населению с древних времен. В 1833 г. в ходе экспедиции член Петербургской академии наук И.Г. Гмелин впервые описал выходы нефти у юго-восточного побережья и в акватории Байкала. Позднее эти нефтепроявления описывали И.Г. Георги (1729–1802 гг.), А.Л. Чекановский (1869–1871 гг.), И.Д. Черский (1877–1880 гг.). Нефтегазовые проявления группируются в Главный нефтяной пояс, протянувшийся на 250 км от станции Боярская (Кабанский район) до Чивыркуйского залива Байкала (Баргузинский район). Газопроявления отмечены почти во всех мезо-, кайнозойских впадинах байкальского типа на территории Бурятии.

Автор: Кислов Е. В. Источник: Энциклопедический справочник "Байкал: природа и люди". / Под ред. А.К. Тулохонова. - Улан-Удэ, 2008

Изучение процессов миграции углеводородов во впадинах Байкальской рифтовой системы началось с исследования естественных проявлений газа, нефти и битумов в акватории озера Байкал, где они фиксируются уже на протяжении 250 лет. Наиболее активно изучение углеводородов на Байкале проводилось в 30-х, 50-х и в 90-х годах 20-го столетия, преимущественно с целью поиска месторождений нефти и газа. В 21 веке изучение углеводородов на Байкале выполняется преимущественно силами научных организаций.

Газопроявления наиболее многочисленны. Они сосредоточены в основном в дельтах и авандельтах крупных рек, впадающих в озеро: Селенги, Баргузина, Верхней Ангары, Кичеры, Бугульдейки, Голоустной. Газовые грифоны присутствуют всегда в одних и тех же местах.

Выходы нефти известны только в акватории Байкала и непосредственно у его берегов. Наиболее изученные выходы нефти располагаются в прибрежной акватории озера Байкал севернее залива Провал, напротив устьев рек Сваловая (Стволовая), Большой и Малой Зеленовских.

Битумы, обнаруженные в начале 20 столетия на Байкале, названы байкеритами (байкальскими керитами) и имеют явное генетическое родство с байкальской нефтью. Нефтяные битумы чаще всего представлены озокеритом, т.е. твердыми метановыми углеводородами. Битумы найдены на мысе Облом (в северной части залива Провал), вблизи пос. Ключи-Стволовая, в бухте Песчаной, у станции Танхой. Анализы битума показали его нефтяную природу.

Первое свидетельство существования газовых гидратов на дне Байкала было получено летом 1978 г. сотрудниками Научно-исследовательского института природных газов и газовых технологий (ВНИИГАЗ) при изучении донных осадков в Южном Байкале. Проведенные в 1989 и 1992 гг. геофизические работы МОВ – ОГТ позволили обнаружить «кажущуюся отражающую границу», отождествляемую с подошвой газогидратного слоя и оценить его среднюю толщину величиной 350-400 м. В 1998 году газогидраты были обнаружены на дне озера в районе Южной котловины в ходе осуществления программы «Байкал-бурение» под руководством академика М.И. Кузьмина. Находка газогидратов в толще донных отложений озера Байкал подтвердила уникальный факт существования их в пресной воде.

Естественные проявления газа и нефти на Байкале могут представлять значительную экологическую опасность. Выбросы газа со дна озера создают газовые грифоны и грязевые вулканы. В зимнее время газовые грифоны проявляются в виде малозаметных с поверхности льда «пропарин», представляющих угрозу для транспортных средств и рыбаков. Газовый вулканизм представляет опасность, прежде всего для людей, населенных пунктов и предприятий, расположенных в прибрежной зоне Байкала. Такие события, как катастрофические извержения горючего газа, происходили здесь в недалеком прошлом и сохранились в памяти людей, живших на его берегах. Одним из вариантов названия озера Байкал является перевод с бурятского языка как «Бай Гал» - «стоящий огонь». Свидетельством тому являются также вулканические постройки, сохранившиеся лучше всего на дне озера.

Существующий газогидратный слой на дне Байкала играет важную экологическую роль, экранируя водную толщу от проникновения метана из многокилометровой осадочной толщи. Если бы газогидратного слоя не было, то водная толща озера была бы заражена метаном, что привело бы к возникновению восстановительной геохимической среды, не совместимой с жизнью.

Для предотвращения опасного воздействия процессов миграции углеводородов на экологическую систему озера Байкал необходимо проводить соответствующие исследования и мониторинг опасностей. Необходимо исследовать степень гидрофлюидной устойчивости газогидратного слоя на дне Байкала в условиях исключительно высокой динамики проявления современных геологических процессов. Нужно организовать мониторинг и картографирование «пропарин» на льду Байкала и информировать местное население, рыбаков, туристов об опасности.

Источник: Государственный доклад «О состоянии озера Байкал и мерах по его охране в 2007 году».

Усть-Селенгинская впадина

Усть-Селенгинская впадина наиболее изучена. Здесь с перерывами с 1902 по 2002 год велись разномасштабные поиски месторождений нефти и газа, включая разведочное роторное бурение. Первым их начал В.Д. Рязанов в 1902–1903, 1908 гг. Ресурсы нефти оценены В.В. Самсоновым в 1959 г. в 200 млн. т. С 1960 г. работы на нефть и газ в Усть-Селенгинской депрессии были прекращены.

Возобновление поисков на газ как экологически чистое и дешевое сырье началось в 1998 г. с целью региональной оценки ресурсного газового потенциала Усть-Селенгинской депрессии. Этому способствовало постановление коллегии Министерства природных ресурсов России №10-1 от 24 июня 1998 г., в котором указано на необходимость проведения планомерных работ по воспроизводству нефтегазовой сырьевой базы в пределах нераспределенного фонда недр, на новых перспективных проявлениях и акваториях. В 1999–2001 гг. в пределах депрессии выполнены газогеохимическая и аэрогеофизическая съемки, электроразведочные работы дифференциально-нормированным методом электроразведки и профильное колонковое бурение для глубинного (до 100 м) газогеохимического опробования. Этими и ранее (с 1903 до 1962 гг.) выполнявшимися исследованиями установлены благоприятные для поисков месторождений газа геологические структуры.

В акватории Байкала и авандельте Селенги зафиксировано более 50 природных выходов (грифонов) горючего газа с суммарным годовым дебитом от 20 до 35 млн. м3. На 74–90% газ состоит из метана. Остальные газы: азот (8–12,3%), углекислота (0,23–1,0%), высших углеводородов (0,15–0,33%), иногда кислорода (0,22–0,38%) и гелия.

Полученная новая информация по геологическому строению депрессии, составу газа нефтегазопроявлений позволила приближенно определить прогнозные ресурсы газа. По расчетам С.Г. Неручева, они колеблются от 520 млрд. м3 до 5,9 трлн. м3, В.В. Самсонова – 200–250 млрд. м3, Н.А. Фишева – 180–186 млрд. м3, В.П. Исаева – от 2–5 трлн. м3 до 107 трлн. м3. Ресурсы нефти С.Г. Неручевым оцениваются в 364, В.В. Самсоновым – 200–220 млн. т. А.Э. Канторович оценил ресурсы условных углеводородов от 250 до 2100 миллионов т условных углеводородов, наиболее вероятная цифра – 500 миллионов т. Эти ресурсы не апробировались из-за незавершенности работ даже на стадии региональных поисков.

Большинством ученых-нефтяников и практиков Усть-Селенгинская депрессия считается перспективной на выявление промышленных месторождений газа и нефти. Но обнаружение месторождений требует значительных инвестиций в поисковые работы. Ущерб же от загрязнения Байкала при проведении поисковых, разведочных и эксплуатационных работ в акватории озера или в непосредственной близости от него может быть огромен и невосполним. Однако в связи с выходом Постановления Правительства РФ об ограничении хозяйственной деятельности в ЦЭЗ поисковые работы в Усть-Селенгинской депрессии с 2002 г. были прекращены и направлены на оценку газового потенциала других, удаленных от Байкала депрессий.

Автор: Кислов Е. В. Источник: Энциклопедический справочник "Байкал: природа и люди". / Под ред. А.К. Тулохонова. - Улан-Удэ, 2008

Радужные пятна всплывают со дна Байкала

В 2004—2006 гг. в ходе экспедиционных работ на научно-исследовательском судне «Г. Ю. Верещагин» изучались нефтепроявления в различных точках акватории озера. Установлено, что нефть периодически поднимается на поверхность в виде шариков диаметром до 1 см.

В 2008 г. группа ученых из Института океанологии РАН,

Лимнологического института СО РАН, Байкальского института природопользования и Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН на глубоководных аппаратах «Мир» исследовала дно Байкала в районе мысов Горевой Утес и Толстый. На диатомовых илах, которые ровным слоем покрывают дно озера, обнаружены парафиноасфальтовые «нашлепки», из которых и всплывают капельки нефти.

Для решения проблемы генезиса байкальской нефти были выполнены органогеохимические исследования всех поверхностных нефтепроявлений и проб твердых битумов со дна Байкала. Уже первые результаты показали, что нефти уникальны по набору так называемых молекул-биомаркеров, т. е. полициклических углеводородов, которые унаследовали первичные структуры ископаемого органического вещества. При этом все нефти и битумы содержат совершенно одинаковый набор этих биометок – свидетельство единого их источника.

Хромато-масс-спектральные измерения позволили сделать однозначный вывод, что исходным органическим веществом для байкальских нефтей служили остатки высшей растительности, озерного планктона и продукты бактериальной деятельности. И самое главное, среди биометок идентифицирован пентациклический олеанан – углеводород, появляющийся в нефтях, когда на Земле наступает пора экспансии покрытосеменных растений. Этот факт дал возможность датировать байкальскую нефть поздним мелом, а скорее всего, даже кайнозоем, т. е. ей менее 65 млн лет.

Нефтяные ресурсы Байкала сейчас оцениваются экспертами в 500 млн т условных углеводородов. Сейсмическая активность периодически подновляет разрывы в осадочном чехле, по которым происходит миграция углеводородов из залежей в водную среду. Ежегодно сюда поступает несколько тонн нефти, и, как это ни парадоксально, она стала постоянным компонентомэкосистемы восточного побережья озера. Здесь поселились целые специфические сообщества бактерий, которые используют углеводороды в своем жизненном цикле. Наиболее «вкусные» парафиновые углеводороды практически полностью утилизируются бактериями, т. е. для Байкала естественные выходы нефти не представляют какой-либо экологической угрозы.

Теоретически месторождения байкальских углеводородов вполне могут быть найдены. Однако даже при серьезном масштабе геологоразведочных работ они будут доступны для эксплуатации не ранее чем через 10—15 лет. В то же время запасы эти не так велики и уступают одному Ковыктинскому месторождению в Иркутской области. Ущерб же от загрязнения Байкала при проведении поисковых и эксплуатационных работ может быть огромен и невосполним. Представляется, что значение байкальской нефти исключительно в том, что природа дает нам великолепный шанс проводить научные исследования современных процессов нефтеобразования и разрушения залежей во внутриконтинентальных рифтовых структурах.

Автор: Член-корреспондент РАН В. А. Каширцев (Институт нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН,  Новосибирск). Источник: журнал "Наука из первых рук"

«МИРЫ» на Байкале

Уже более 250 лет исследователи отмечают по всему периметру побережья озера многочисленные проявления природных газов и нефти. В старинных летописях сохранились свидетельства о том, что еще в XVIII в. местные жители находили на пляжах Байкала выброшенные волнами куски черного маслянистого вещества, которое сейчас называют гудроном, или битумом. Известно четыре места на озере, где нефтяная пленка регулярно появляется на поверхности воды. Два основных источника находятся неподалеку от мыса Горевой Утес в Баргузинском заливе и в районе реки Большой Зеленовской, неподалеку от устья Селенги. Эти два источника дают выбросы нефти в воду порядка шести тонн в год. Стоячий огонь, возникающий при воспламенении газов, вырвавшихся на поверхность, фиксировался во время землетрясений и в обычных условиях местными жителями как зимой, так и летом. Дети из деревень в дельте Селенги развлекаются в начале зимы, прокалывая пешней ледовые вздутия и поджигая вмороженный газ в байкальском льду. При большом газовом пузыре можно получить эффектный факел горения. Незамерзающие пропарины, постоянно образующиеся зимой, также следствие извержения газов со дна. На поверхность всплывают пузыри газа, покрытые нефтяной пленкой. Интенсивные выбросы газа со дна высотой свыше 600 м фиксируются эхолотом. До недавнего времени о природе этих явлений можно было только догадываться, а о том, что на дне Байкала могут оказаться огромные запасы газогидратов и действующие грязевые вулканы, не предполагал никто из ученых.

В 2008 г. завершен первый этап научной экспедиции глубоководных обитаемых аппаратов «Мир-1» и «Мир-2» на Байкале. В общей сложности было совершено 52 погружения. Ученые обнаружили нефтеносные породы, сейсмогенные грунты, а также новые микроорганизмы, нашли подтверждения существовавшим гипотезам о том, что раньше уровень воды в Байкале мог быть ниже на полкилометра. Интересным открытием для ученых стала голубая губка, которая, как оказалось, проживает на всех глубинах озера до 1,5 тыс м. На небольших глубинах губка зеленого цвета, до глубины примерно 300 м — белого, а ниже, как выяснилось, — ярко бирюзового. В ходе погружений была определена максимальная глубина 1590 метров, при этом глубиномеры аппаратов были тарированы на морскую воду. После введения поправочного коэффициента расчетная фактическая глубина этого погружения составила 1623 метров. «Мы опустились на максимальную глубину, прошли по дну 3,5 мили. Здесь очень ровная местность, нет никаких более глубоких впадин для погружений». Во время погружений обнаружено на дне озера три места, откуда выходит нефть. Со дна Байкала из тектонических трещин в его воды ежегодно поступает около 6 тонн нефти. Эта нефть поглощается микроорганизмами, живущими на Байкале, поэтому она не распространяется по озеру и локализуется. В этих районах со дна Байкала идет постоянный выброс газа, нефти и глубинных минерализованных вод. В результате на поверхность всплывают капли газа, покрытые нефтяной пленкой. Впервые удалось увидеть и сфотографировать на дне выход сочащейся нефти. Из битумного конуса, где оседают тяжелые фракции нефти, каждые 28 секунд наверх уплывает капелька нефти диаметром около 1 см. Все битумные постройки облеплены животными и напоминают кораллы. Каким образом нефтеокисляющее организмы, черви и рачки живут на нефтяных донных выходах - теперь одна из главных загадок Байкала. Ученых заинтересовала возможность выращивания в лабораторных условиях байкальских микроорганизмов и их последующее применение для ликвидации в разных местах мира последствий экологических катастроф, связанных с утечкой нефти.

На дне озера, в южной и средней котловине находятся конусы грязевых вулканов, получивших названия - Большой, К-2, Санкт-Петербург, Малый. Особо высокая интенсивность газообразования отмечается в дельтах крупных рек Селенги, Баргузина и Верхней Ангары. По оценке ученых, только из газовых грифонов в прибрежной подводной части дельты Селенги ежегодно выделяется в атмосферу около 20 млн м3 горючего газа. Слой донных осадков до 7,5 км является мощной природной фабрикой для образования масштабных скоплений разнообразных по составу газов. Особенно распространен метановый тип газа. Миллионы лет реки приносят в Байкал органические вещества - остатки растений и животных. Они опускаются на дно, образуя слои илистых отложений. Со временем эта органика превращается в месторождения нефти и природного газа, где один из основных компонентов - метан.

Байкал стал первым местом в мире, где удалось при бурении получить образцы газовых гидратов в пресном водоеме. Разработка технологии промышленной добычи газогидрата на Байкале позволит впоследствии использовать ее во всем мире. В сентябре 2007 г. ученые со всего мира собрались в Листвянке, чтобы узнать о достижениях ученых Иркутского лимнологического института в области исследования газовых гидратов. Когда метан, поднимаясь из донных осадков, встречается с холодной водой, просочившейся сквозь трещины земной коры, он сразу остывает. При высоком давлении из воды и метана образуется вещество, похожее на ледовые соединения, - гидрат метана. Это соединение, внешне ничем не отличающееся от обычного льда, стабильно лишь при высоких давлениях и низких температурах, то есть на глубоководных участках или в земной коре. Если его потревожить - начинается выделение метана в водную толщу, с последующим извержением газов на поверхность. Поднятый на поверхность со дна Байкала метановый лед начинает таять и дымить. Добывать газогидраты пока не научились, хотя из кубометра такого льда можно получить примерно 164 кубометра метана. По мнению ученых, газогидраты в будущем смогут заменить нефть и стать новым главным энергетическим источником для человечества. Принципиально новый источник природного газа, получивший название «горючий снег», в будущем может изменить энергетическую картину мира. В случае технологического прорыва и возможности добывать газовые гидраты с морского дна для многих стран отпадет необходимость импорта газа из России. Считается, что запасы газогидратов могут намного превышать запасы природного газа в свободном состоянии. По последним оценкам, в залежах природных гидратов сосредоточено от 10 трлн до 1000 трлн кубометров метана, что превышает запасы нефти, угля и природного газа, вместе взятых. Кроме Байкала огромные скопления газогидратов находятся на побережье Атлантического и в Тихом океанах.

В донных осадках в 1997 г. в процессе подводного бурения на Академическом хребте были впервые выявлены скопления газогидратов. Верхняя граница залегания их в этом месте от дна Байкала составила 84—100 м. Содержание газогидратов приблизительно 6 мг газа на 1 г осадка. Выделяющийся из байкальских гидратов газ - это чистый метан. Его изотопный состав говорит о том, что он имеет биогенное происхождение, то есть образован бактериями. Метан растворяется в воде, значительная его часть перерабатывается разными видами микроорганизмов и бактериями. Организмы (археи), способные использовать в обмене веществ метан, не нуждаются в солнечном свете и кислороде для процессов окисления. Исследование метанотрофных бактерий — важное направление в науке для поиска внеземной жизни, основанной на иной биохимической основе.

Высказана гипотеза, что постоянное выделение метана со дна Байкала способствует непрерывному водообмену. Это предположение ученых подтвердилось после обнаружения метановых факелов на дне озера. С помощью специальной эхолотной съемки были зафиксированы мощные факелы выходящих газов высотой до 900 м. Они находятся на больших глубинах и пока мало изучены. Об их современной активной деятельности свидетельствуют космические снимки со спутника. На фотографиях видны концентрические следы на льду Байкала от восходящих при извержении газов. Ученым Лимнологического института удалось запечатлеть на камеры с экранов эхолотов и других геофизических приборов многочисленные факелы извержений метана, которые могут свидетельствовать о наличии подводных грязевых вулканов на дне озера.

Аномальное темное пятно на акватории озера впервые было обнаружено в 1999 г. со спутника. На цветных фотографиях с околоземной орбиты иркутские ученые-лимнологи увидели на апрельском льду Байкала четкие границы 4-километрового идеального круга, внезапно появившегося за одну неделю. Загадочный круглый след, видимый только из космоса, находился на байкальском льду в 2 км от берега напротив мыса Крестовского. Весной, когда лед растаял, в район мыса Крестовского был направлен флагман научного флота судно «Верещагин» для взятия проб воды и комплексного исследования обнаруженной аномалии. Кольцеобразное пятно на льду фиксируется только на протаявшем весеннем льду. По мнению ученых, это следствие достаточно малоизученного явления мощного выброса газов со дна озера, которое и было зафиксировано на спутниковых фотографиях. Механизм действия извержения метана выглядит примерно следующим образом: в донных отложениях накапливается углерод, который со временем трансформируется в метан, затем образуется газовый гидрат в кристаллическом состоянии, который при нарушении стабильности высвобождается в газообразном виде и вырывается на поверхность. В результате выхода метана может погибнуть голомянка и, возможно, увеличивается кормовая база для промысловых рыб. Процесс этот крайне мало изучен, и наблюдать само подводное извержение еще никому не удавалось. Выделение газов происходит на большой глубине - около 1000-1100 м, на крутом подводном склоне, что затрудняет поиск и исследования. Извержения были зафиксированы весной 1999 г., в апреле 2003 г. и третий раз снова в апреле 2005 г.

Следы извержений газа зафиксированы также при глубоководных погружениях около Ушканьих островов, где обнаружены конусообразные углубления с круглыми входными отверстиями в желтой глине обрывов на глубине около 500 м. Некоторые отверстия настолько большие, что в них можно свободно заплыть человеку. Другая впечатляющая подводная гора находится в Южной котловине Байкала. Она имеет высоту относительно дна почти 1000 м, увенчана двумя вершинами с очень крутыми склонами, одна из которых не доходит до поверхности воды всего 34 м. Возможно, когда-то Посольская банка была островом, так как на карте Байкала 1806 г. в этой части озера имеется надпись «о. Столбовской», хотя в настоящее время здесь никаких островов не наблюдается. Глубинная подводная съемка в этом районе выявила «ноздреватые», «дырчатые», «пузырчатые» глины на глубине от 990 до 320 м. Размеры этих дыр и нор самые различные - от нескольких сантиметров до 2 м и более. На глубине 586 м в глинистом, сплошь пузырчатом обнажении встречена такого же происхождения пещера, в которую мог бы зайти человек.

Источник: Волков, С. По Байкалу / Сергей Волков. – М. : АСТ : АСТ Москва, 2010. – 48-51 с.

 

Нефтепроявления на Байкале были известны еще первым русским первопроходцам в конце XVII – начале XVIII вв.

Это были шарики вязкой нефти, всплывающей со дна и образующей нефтяные пленки и пятна на водной поверхности, битумы в береговых обрывах, периодически обнаруживаемый на пляжах и в воде озокерит. Первые поисковые работы на нефть в Сибири проводились на Байкале еще в 1875 г. За этот период дальнейших исследований были пробурены многочисленные скважины (некоторые глубиной до 800 м), обнаружены пески, пропитанные нефтью, интенсивное газопроявление и т. д. Было установлено, что в воды озера поступает около 15 т нефти в год. Работы продолжались до второй половины XX в., вплоть до момента открытия месторождений западносибирской нефти, тогда интерес к ее поискам на Байкале угас.

В последние годы были изучены районы интенсивного нефтепроявления Среднего Байкала в устье р. Стволовая, у мысов Толстый и Горевой Утес2. Авторы указанных работ пишут, что, в результате аналитических исследований проб, подтверждается гипотеза об олигоцен-раннемиоценовом возрасте байкальской нефти, источником которой является органическое вещество глубоководных пресноводных водоемов, с существенным содержанием остатков высшей наземной растительности, что говорит об озерном или дельтовом генезисе нефтематеринских отложений. Скорее всего, разгрузка нефти идет по зонам разломов, которые обеспечивают высокую проницаемость пород осадочного комплекса.

Нефтепроявления в акватории озера отмечаются на удалении до 1,5 км от берега и в основном выходы нефти приурочены к восточному берегу Южного и Среднего Байкала, на участке от дельты Селенги до Баргузинского залива. Любопытно, что в районах максимального скопления нефти отмечается высокое количество нефтеокисляющих бактерий, которые перерабатывают поступающую нефть. В настоящее время микробиологами ведутся интенсивные исследования этих бактериальных сообществ, в расчете на возможность использования их для очистки вод от нефтяного загрязнения.

Газогидраты

Еще в 70-х гг. XIX в. Сибирским отделением Русского географического общества направлялись исследователи для изучения выходов газа в пределах озера. Интересная подборка исторических материалов по этому вопросу приводится в статье3. В дальнейшем интерес к этому вопросу не ослабевал.

Значительным толчком к изучению газоносности акватории Байкала явились работы по сейсмическому исследованию осадочной толщи Байкала, проводимые в 1989–1992 гг. На полученных сейсмических профилях впервые была выявлена нижняя граница так называемой зоны стабильности гидратов (ЗСГ), что явилось косвенным признаком наличия на дне озера газогидратов. Прямые подтверждения были получены несколько позднее, в 1997 г., когда в ходе буровых работ по проекту «Байкал-бурение» с глубины 120 и 160 м под поверхностью дна были подняты кристаллы газовых гидратов.

Что же представляют собой газовые гидраты? Это твердые кристаллические вещества, являющиеся классическими представителями клатратных соединений и по внешнему виду напоминающие снег или рыхлый лед. В свою очередь, клатраты (с латинского – защищенный решеткой) – это вещества, в которых молекулы газа (метана) располагаются в полостях каркаса, образованного молекулами воды. Необходимыми условиями для формирования этих веществ являются низкие температуры и высокое давление, достаточное количество воды и газа. Газогидраты образуются в районах распространения многолетней мерзлоты, а наиболее широко в глубоководных осадках морей и океанов, в пределах зоны термодинамической устойчивости (ЗСГ). В океанах эта зона начинается с глубин от 200 м в высоких широтах и до 700 м – в низких. В районах многолетней мерзлоты – почти от поверхности4.

Повышенное внимание к газогидратам обусловлено тем, что с момента своего обнаружения в 1969 г. запасы углеводородов в газогидратном виде к настоящему времени оцениваются в 2·1016 м3, это заметно превышает запасы всех вместе взятых видов топлива на Земле. Кроме того, в связи с тем, что газогидраты находятся на границе фазовой устойчивости, изменения температуры или давления могут привести к их разрушению с выделением значительного количества метана, что будет способствовать развитию «парникового эффекта» и соответственно изменению климата планеты.

В донных отложениях Байкала имеются все необходимые условия для формирования газогидратов – низкие температуры вод озера, большие глубины, значительные объемы органики, большая часть которой поступает в виде растительного детрита со стоком рек. Например, только р. Селенга поставляет в озеро от 57 до 630 тыс. т органического углерода. Еще больше его образуется в результате ежегодного отмирания фитопланктона (около 4 млн т).

В настоящее время максимальное газовыделение зафиксировано у восточного берега в районе авандельты р. Селенги и в заливе Провал. При сейсмозондировании, границы ЗСГ были прослежены на значительных площадях на дне Южной и Центральной котловин озера к югу и северу от дельты р. Селенги, что говорит о широком распространении газогидратов в донных отложениях озера. Отмечены разрывы границы ЗСГ в зонах разломов, что говорит о нарушении слоя газогидратов и высвобождении метана. Это подтверждено в 1999 г. при обнаружении на дне Байкала южнее дельты Селенги цепочки грязевых вулканов (Маленький, Большой, Старый и Малютка), расположенных вдоль зоны разлома на глубине 1350 м. Они имеют неправильную форму и достигают в поперечнике 900 м, а высоты до 200 м. Из отложений конуса одного из вулканов извлечены газогидраты с глубины всего от 15 до 40 см ниже уровня дна. Зафиксированы и выбросы струй газа и воды высотой до 25 м. Химический анализ воды показал высокое содержание метана. В будущем возможно открытие других газовыделяющих структур различного типа в пределах авандельты Селенги и прилегающих участков дна. В настоящее время суммарный дебит газовыделений в этом районе Байкала оценивается в 20 м3 в год5. При этом Н. Г. Гранин и Л. З. Гранина (2002) на основе анализа исторических данных делают вывод о снижении газовыделения в озере на протяжении последних 50 лет, что, по их мнению, связано с некоторым снижением тектонической активности в Байкальской котловине в XX в.

Изучение процессов газовыделения на Байкале необходимо, так как в условиях активизации тектонических движений возможен самопроизвольный выброс больших количеств метана, что может повлиять на экосистему озера и значительно сказаться на рельефе дна. С процессами разрушения газогидратного слоя связывают развитие таких опасных процессов, как подводные оползни и обвалы. Районы интенсивной разгрузки газа, по мнению многих исследователей, определяют формирование пропарин в ледовом покрове озера.

Источник: Байкаловедение : учеб. пособие / Н. С. Беркин, А. А. Макаров, О. Т. Русинек. – Иркутск : Изд-во Ирк. гос. ун-та, 2009.

Видео

Читайте в Иркипедии

  1. Темные кольца на Байкале

Ссылки

  1. Тиваненко А. В. Газ, нефть и экология.В кн: Тиваненко А. В. Тайны байкальских глубин. - Чита, 2009. - С. 86-104.
  2. Бензиновые пятна Байкала. СМ Номер один№ 2 от 17 января 2008 года

Примечание

  1. Государственный доклад «О состоянии озера Байкал и мерах по его охране в 2007 году».
  2.  Нефть в озере мирового наследия / О. М. Хлыстов [и др.] // Докл. Академии наук. – 2007. – Т. 414, № 5. – С. 656–659.
  3.  Гранин Н. Г. Газовые гидраты и выходы газов на Байкале / Н. Г. Гранин, Л. З. Гранина // Геология и геофизика. – 2002. – Т. 43, № 7. – С. 629–637.
  4.  Газогидраты пресноводного «океана» / Я. Клеркс [и др.] // Наука из первых рук. – 2004. – № 2. – С. 82–91.
  5.  Проблемы нефтегазоносности кайнозойских впадин Байкальской рифтовой системы / В. П. Исаев [и др.] // Геология и полезные ископаемые Восточной Сибири. – Иркутск, 2005. – С. 64–70.

Выходные данные материала:

Жанр материала: Термин (понятие) | Автор(ы): Составление Иркипедии. Авторы указаны | Источник(и): Составление Иркипедии | Дата публикации оригинала (хрестоматии): 2014 | Дата последней редакции в Иркипедии: 27 марта 2015

Примечание: "Авторский коллектив" означает совокупность всех сотрудников и нештатных авторов Иркипедии, которые создавали статью и вносили в неё правки и дополнения по мере необходимости.

Материал размещен в рубриках:

Тематический указатель: Иркутская область | Байкал | Природные газы | Природные ресурсы