что такое кольская сверхглубокая скважина
Пронзая земную кору: как завершился уникальный советский проект Кольской сверхглубокой скважины
— Евгений Александрович, давайте начнём с истории проекта. В конце 1960-х в СССР задумали создание целой системы сверхглубоких скважин. Зачем это было нужно?
— Была идея, что раз мы первыми полетели в космос, то надо и первыми, так сказать, нырнуть под землю, за самые глубокие горизонты, и узнать, что там творится. Инициаторами этой программы были министр геологии СССР Евгений Козловский и его однокашник Давид Губерман, который отдал Кольской сверхглубокой более 40 лет жизни. Сверхглубокие скважины бурились в разных местах — на Камчатке, на Урале, — и наша официально называется СГ-3, то есть третья по счёту сверхглубокая скважина.
— Работы начались в мае 1970 года в достаточно глухом месте, недалеко от городов Печенга и Заполярный в Мурманской области. Почему решили бурить именно там?
— В этом районе самые древние низлежащие породы выходят на поверхность. Для примера, чтобы добраться до них в районе Москвы, надо бурить на 7—10 км, а здесь они уже на поверхности. То есть геологи осознанно и вполне логично выбирали место, чтобы максимально сократить путь до нижних слоёв.
— Правда ли, что была цель обходиться только отечественным оборудованием?
— Да, но ведь импортного оборудования тогда и не было. Я сам работал на буровых скважинах, где тоже всё было только отечественное. Сначала бурили серийной буровой установкой «Уралмаш-4Э», но после 7 км, когда её возможности иссякли, бурение продолжилось на специально разработанной для СГ-3 установке «Уралмаш-15000».
— Скважину начали бурить в год столетия со дня рождения Ленина. В те времена многие события специально приурочивали к этой дате.
— Я думаю, это совпадение. Насколько я знаю, никто тогда никого не подгонял. Сам я в город Заполярный приехал в 1972 году на практику. А в 1973-м переехал туда уже окончательно.
Помню, тогда у меня даже не было мысли попасть на СГ-3, потому что место считалось очень привилегированным, работали одни москвичи и даже по северным меркам платили очень хорошо.
— Сколько получали?
— Точно я, конечно, не скажу, но думаю, те, кто занимался бурением, по 1 тыс. рублей в месяц имели. Это как у нас директор комбината в Печенге.
— Как протекал сам процесс бурения?
— Процесс был организован так: примерно восемь часов на спуск бурового инструмента, потом восемь часов бурят и восемь часов поднимают. После подъёма смотрят в том числе на наконечник долота. Если состояние позволяло, его оставляли, если нет, то меняли.
— Сколько за сутки удавалось пробурить?
— По-разному, бывало и 4 м, бывало больше. От плотности породы, от глубины — чем глубже, тем медленнее.
— Первые годы бурение шло успешно, и уже в 1983 году была достигнута глубина в 12 066 м. Как раз в этот момент решили сделать паузу ради проходившего в 1984 году в Москве Международного геологического конгресса.
— Да, после него делегатов даже привезли на СГ-3, где специально для них был показан процесс бурения.
— И как я понимаю, сразу после того, как работы были возобновлены, и произошла первая крупная авария?
— Да, откатились примерно на пять лет назад, пришлось с 7 км бурить заново. Почему всё оборвалось? Бурили старыми технологиями, трубами.
Губерман, объясняя всё не связанным с геологией людям, говорил: представьте нитку, которой надо проткнуть сливочное масло. Трудно же, да?
Вот точно так же мы протыкали земную кору трубами. На базе СГ-3 была создана научная лаборатория, и нам поставляли трубы из специального титан-алюминиевого сплава, и самое главное, были крепкие муфты, которые их соединяли. Они же как раз обрывались.
Нагрузка самих труб на буровой инструмент — 200 т, а оборудование должно их держать. Внутри трубы подаётся промывочная жидкость, можно сказать, вода. И она поступает на самое дно, к буровой шарошке, она её и охлаждает, и промывает, и шлак, который обуривает шарошка, поднимает наверх.
У скважины была сделана обсадка до глубины 4 км.
— Что это такое?
— Пробурили отверстие диаметром 250 мм и потом обсадили, то есть как бы трубу посадили, закрепили стенки.
— То есть на большей глубине радиус, получается, уже был поменьше?
— Да, после 4 км там уже были трубы радиусом 100 мм.
— Чем глубже, тем больше было сложностей?
— Да. Эта отметка в 7 км вообще оказалась какой-то роковой для СГ-3.
Примерно на этом уровне постоянно были аварии, обрывы. И после очередного такого случая приходилось возвращаться на этот уровень и бурить новую ветку.
Там где-то около пяти таких ответвлений, самое глубокое — 12 262 м, которого достигли в 1990 году. Где-то в 1992 году бурение было окончательно остановлено.
— Прекратили бурить из-за отсутствия средств?
— Там как раз был очередной обрыв, и делать новое ответвление уже не стали, финансирование прекратилось. Люди какое-то время держались, но там же были очень высококлассные специалисты, которые привыкли к достойной оплате, условиям, поэтому все быстро стали разъезжаться.
— То есть, если бы СССР не развалился, просто бы начали заново бурить с какой-то предыдущей отметки?
— Можно сказать, что так.
— Участившиеся аварии с чем были связаны?
— С глубиной. Там ведь, на глубине 12 км, температура уже больше 200 градусов, и ресурсов оборудования не хватало. И, по-моему личному мнению, очень не хватало тогда хорошей промывочной жидкости, которая бы позволяла работать безаварийно. Если бы сегодня бурили, то был бы совсем другой результат, сейчас уже совсем иные технологии.
— А сегодня возродить проект можно?
— Думаю, да, но нужны деньги серьёзные и инициатор уровня Владимира Путина.
Конечно, придётся строить новую буровую вышку, завозить оборудование, команду набирать. А дальше — геологи и буровики этот процесс знают — извлекаются те трубы, что оборвались, и по новой. Но, с другой стороны, прошло уже 30 лет, и никто не знает, что было со скважиной в эти годы. Земля же движется всё время, не исключено, что есть какие-то подвижки. Но так как трубы там 100-миллиметровые стоят до 8 тыс., то до этой глубины там должно всё стоять спокойно.
— Поясните по поводу последнего. Что там на отметке в 8 км?
— На глубине с 4 до 8 км тоже лежат трубы, с помощью которых шло бурение. Они дошли до 8 тыс. м и встали, не стали бурить. Может, обвалилось что-то снова, не могу сказать точно. Чтобы сейчас там начать бурить по новой, надо все эти трубы сначала извлечь, а уже потом можно бурить дальше.
— То есть 12 262 — это не последняя отметка, на которой остановили бурение, а просто наибольшая глубина одного из ответвлений?
— Да, именно так. Оттуда были подняты образцы породы. Они сейчас находятся в хранилище в Ярославле. Их на месте тогда сразу изучали досконально. Они же в своё время вообще перевернули теорию создания самой Земли. Мы говорили, что земле 1—2 млрд лет, а по тем породам, которые подняли, учёные дают уже 4—5 млрд лет.
— Открытий и полезной информации для учёных СГ-3 дала очень много?
— Да, вклад в науку огромный. И окаменевшие какие-то организмы, и золото, правда, на большой глубине, и большие залежи медно-никелевых руд. Множество и кандидатских, и докторских диссертаций было защищено по СГ-3.
— Вы последний директор СГ-3. При этом на работу туда, как я понимаю, пришли спустя много лет после приостановки бурения?
— Да, директором я стал в 2010 году, когда скважина уже давно не работала. Я пришёл на предприятие в 2006 году по приглашению Давида Губермана, с которым мы были давно знакомы, на должность его заместителя по экономической части. К тому времени я уже получил экономическое образование и работал в этой сфере, поэтому ему хотелось попытаться в экономическом плане СГ-3 куда-то вывести. Плюс был у нас исследовательский проект, за который Министерство природных ресурсов платило, и эти деньги позволяли содержать весь штат. И когда он решил уехать в Москву, то Росимущество, которому принадлежало то, что осталось от СГ-3, назначило директором меня.
— А в чём была ваша задача, если ничего уже не работало?
— Задача была по максимуму минимизировать расходы, а они у нас были приличные. Одних работников 20—30 человек со средним возрастом где-то 76 лет. Я, когда пришёл, Губерману говорил: «Давид Миронович, надо как-то людей сокращать».
А он говорил: «Ну как я их могу сократить, если я с ними прожил 40 лет?»
— Видимо, проблем хватало не только с этим.
— Да. Нас больше всего подкосило то, что в 2006 году было принято решение поменять нашу структуру. СГ-3 была Федеральным унитарным дочерним предприятием ГУП «Недра», которое находится в Ярославе. И вот ГУП «Недра» акционируют, а Кольскую сверхглубокую как бы бросили, то есть мы стали вообще ничьими. В итоге правительство постановило нас тоже акционировать.
До этого у СГ-3 были свои жилые дома, где на первых этажах были коммерческие объекты, за счёт которых, в принципе, можно было бы жить. Но Давид Миронович был из старой гвардии, и при акционировании весь жилфонд передал администрации Печенги.
Но окончательно нас добил вопрос с землёй. Кольской сверхглубокой было выделено два земельных участка. Один — это там, где буровая. А второй — там, где промбаза, площадью 19 га. Это земля в тундре, её стоимость порядка 40 млн рублей, она была внесена в уставной капитал АО.
Но после акционирования мы формально стали коммерческим предприятием, и нужно было платить налоги, ежегодно где-то 535 тыс. налог на землю. Я обращался к местным депутатам, пытался достучаться: мы не коммерческое предприятие, мы из этой земли не извлекаем никакой прибыли.
Через пару лет начала нападать налоговая инспекция, они попытались нас обанкротить. Но так как я хорошо знаю эту сферу, все тонкости, с 1998 года был арбитражным управляющим, тогда от банкротства мы всё же ушли. Было много переговоров и в Росимуществе, обращались и к местным депутатам, к президенту, в Совет Федерации, были совещания у губернаторов прежних. Но в итоге какой-то практической помощи ни от кого так и не получили.
— Были сообщения, что сейчас власти Мурманской области планируют превратить СГ-3 в некий туристический объект. Что думаете об этом?
— Планы такие есть, но надо понимать, что доехать туда на машине можно только летом, до сентября. В другое время года добраться можно только на вездеходах или военной технике. Когда работала скважина, там 24 часа в сутки работал трактор, чистил дорогу, снегом там заносило всё моментально. И сейчас вот раньше июня туда на автомобиле не попасть. Но сама идея возить туда людей очень интересная.
— Вокруг скважины ещё в советское время появился целых ворох слухов — якобы пробурили так глубоко, что проделали «колодец в ад», где температура свыше 1000 градусов и откуда периодически слышатся нечеловеческие голоса и так далее. Откуда это всё пошло?
— Журналисты. Один финский юмористический журнал это написал когда-то, потом перепечатали — и пошло-поехало. Потом кто только что не выдумывал. Одна байка хлеще другой. Вот недавно даже фильм художественный сняли про СГ-3, сюжет там не менее фантастический. Конечно, это всё ерунда, ничего потустороннего там никогда не было.
— Сейчас скважина закрыта металлической заглушкой.
— Её установили в первой половине нулевых. Мы сами её придумали, чтобы уберечь скважину от вандалов, чтобы ничего туда не бросили вдруг, например, кирпич. У меня есть надежда, что скважина, возможно, когда-нибудь понадобится. Заглушка откручивается, и геофизики могут туда опустить какие-то научные приборы, может быть, более современные, провести исследования.
— А та уникальная буровая машина куда делась?
— На металлолом. Она же много лет стояла бесхозная, проржавела уже. Там же столько вандалов было, столько всего вывезли, охраны же не было.
— Как научный комплекс, созданный вокруг скважины, пришёл в такое запустение? Я побывал там несколько лет назад и был просто в шоке — гордость советской науки, некогда секретный охраняемый объект превратился непонятно во что.
— Все здания были закрыты до поры до времени. Охрана была в самом начале, после закрытия, но зарплату платить было нечем. Ну и повадились туда ездить охотники за всем, чем можно. Мы же все, оставшиеся сотрудники, сидели в Заполярном.
— Вы, как экономист, наверное, представляете себе, сколько денег потратили в СССР на бурение СГ-3?
— Ориентировочно 100 млн советских рублей.
— Вы последний, кто руководил СГ-3, а какова ситуация с ней сейчас?
— ОАО «Кольская Сверхглубокая» из реестра исключили. У нас не было средств, чтобы погасить эти долги за землю, там уже было более полумиллиона рублей, и нас через суд налоговая признала банкротом. Назначают одного конкурсного управляющего, потом другого. Их задача — провести финансовый анализ, оценить имущество и выставить на торги. Кредитор у нас в основном налоговая, из общей суммы у них было 90% требований.
Этот управляющий оценил стоимость нашего имущества в тундре в 220 млн рублей. Никто его не купил, естественно. Потом ещё два конкурсных управляющих — тоже неудачно. В общем, не сумев с нас ничего взять, они дело о банкротстве закрывают, но ОАО «Кольская Сверхглубокая» где-то в 2019 году исключают из ЕГРЮЛ, ликвидируют.
— А зачем?
— Чтобы в налоговой на них это никак не висело. Нет компании — ничего не висит. Нашли в итоге крайнего — меня. Якобы я своевременно не подал документы на банкротство. По закону руководитель должен это сам сделать, зная, что предприятие не может рассчитаться по счетам. Если он этого не делает, то несёт субсидиарную ответственность. И налоговая инспекция подала на меня в суд общей юрисдикции, и он взыскивает в том же 2019 году с меня 1,5 млн рублей убытков.
— Почему 1,5 млн, если долг предприятия был всего 500 тыс.?
— Там ещё образовался долг в 5 млн перед всеми арбитражными управляющими. Они же работали, каждый день получали зарплату, плюс расходы разные, государство это оплачивало. И налоговики посчитали, что я нанёс им убыток. В итоге арестовали у меня имущество, карточки, автомобиль, который я брал в кредит. Продуктов не мог купить себе, за коммуналку заплатить. Я обжаловал это решение сначала в областном суде — неудачно, но кассационный суд в прошлом году встал на мою сторону и решение отменил, но только в феврале этого года мне вернули те деньги, что смогли взыскать.
— Верите сами, что удастся её когда-то возродить? У нас же в России есть и другие сверхглубокие скважины.
— Наш новый губернатор Андрей Чибис, он парень новый, активный. Надеюсь, что, может, ему что-то удастся. Бурить, конечно, там уже не будут. Но вот возможный туристический маршрут в летний период — было бы здорово, тем более что мировой рекорд СГ-3 по глубине так и не побит, и это, конечно, будет привлекать людей.
— Давид Губерман, с которым вы работали и общались в конце его жизни, был доволен в целом судьбой СГ-3? Ведь, несмотря на огромные достижения, были и неудачи, да и конец у скважины получился более чем печальным.
— Он был доволен результатами работы, но остался недоволен развалом СССР и прекращением финансирования. Если бы Советский Союз не распался, то, я думаю, отметка в 15 тыс. м была бы преодолена.
— А почему, кстати, именно 15 тыс. м везде фигурируют как некая краеугольная отметка?
— Предполагали, что на глубине около 15 км мы можем добуриться до мантии. Так было написано во всех учебниках геологии. А у нас по этим подсчётам кратчайший путь. Что там дальше 15—20 тыс. — ведь достоверно никто не знает. Есть ли там то, что мы себе представляем, — неизвестно.
— На данный момент каков статус СГ-3?
— Всё теперь принадлежит России, Росимуществу. Ни одного работника нет, потому что как такового предприятия просто не существует.
Путешествие к центру Земли: история Кольской сверхглубокой скважины
29 мая 1953 года Эдмунд Хиллари и шерпа Тенцинг Норгей впервые в истории взошли на «Вершину мира», наконец-то покорив Эверест. 23 января 1960-го Дон Уолш и Жак Пикар спустились на батискафе «Триест» на дно Марианской впадины. В 1961 году Юрий Гагарин полетел в космос, а в 1969-м Нил Армстронг ступил на Луну. В 1950—1960-е годы казалось, что возможности человека ограничены только его фантазией. Бросив себе очередной вызов, люди решили проникнуть и в земные недра — так глубоко, как никогда ранее. В 1970 году в СССР началось сооружение 15-километровой скважины, которая должна была вплотную приблизиться к границе Мохоровичича — условного слоя, разделяющего земную кору и мантию. Onliner.by рассказывает об уникальном советском проекте по изучению непознанного, трудностях при его реализации и сделанных в процессе открытиях, шокировавших ученых.
О структурном устройстве Земли все наверняка еще помнят из школьного курса географии. В центре расположено ядро с твердой железо-никелевой серединой, окруженной жидкой расплавленной оболочкой. Достичь его невозможно сейчас и вряд ли станет реально в сколь-нибудь обозримом будущем. Выше ядра находится мантия, состоящая преимущественно из вязких силикатных пород, богатых железом и магнием. Сверху все это богатство прикрыто относительно тонкой и твердой земной корой.
На континентах земная кора толще, чем под океанами. Она складывается из гранитного и базальтового слоев и присыпана осадочными породами. В основе же океанических бассейнов — лишь осадочный и базальтовый слои, гранитный отсутствует, что делает мантию достижимой мечтой всех геологов. Этим обстоятельством и решили воспользоваться американцы в самом начале 1960-х.
В 1961 году в активную фазу вошел проект «Мохол». Его целью было пробурить в Тихом океане рядом с мексиканским островом Гуадалупе скважину, которая прошла бы через земную кору и достигла границы Мохоровичича. В рамках экспериментального этапа проекта весной 1961-го американцы пробурили пять пробных скважин, глубочайшая из которых достигла 180 метров под дном океана. Это был уникальный опыт, доказавший, что даже с плавучей незакрепленной платформы, под которой находилось 3,5 километра воды, бурение принципиально возможно.
Впрочем, на пути беспрецедентных научных успехов США стал Конгресс страны, отказавшийся в конечном итоге финансировать дорогостоящий «Мохол». Его цели, какими бы фундаментальными они ни были для человечества, оказались совершенно непонятны сенаторам и конгрессменам. Впрочем, эстафету у Соединенных Штатов тут же подхватил их заклятый враг — Советский Союз.
На фоне яростной космической гонки и прочего противостояния во всех возможных сферах жизни СССР не мог, разумеется, остаться равнодушным к достижениям американцев. В 1962 году Никита Хрущев утвердил научную программу «Изучение недр Земли и сверхглубокое бурение». Была поставлена задача соорудить скважину, которая достигла бы семикилометровой глубины. Причем сделать это предполагалось не в океане, а на континенте, что существенно усложняло проект. При этом геологи предполагали, что увеличение стоимости и продолжительности работ компенсируется несравнимо более ценными научными результатами.
Площадкой для реализации эксперимента был выбран Кольский полуостров. Этот самый север европейской части страны располагается на Балтийском щите. Данное образование сложено из древнейших пород и к тому же подверглось сильной эрозии. Осадочный слой здесь оказался минимальным, а во многих местах гранит земной коры выходит прямо на поверхность. Это должно было облегчить работу буровиков, первой целью которых было прохождение гранитов и достижение границы Конрада, то есть кровли базальтового слоя коры, за которым уже находилась мантия. Предполагалось, что базальт начинается на глубине 6—7 километров. Впоследствии проектная глубина скважины выросла в два с лишним раза — до 15 километров.
В конце 1960-х геологи, отвечавшие за проект, обосновались на севере Мурманской области, в 10 километрах от города Заполярный у озера с невероятным названием Вильгискоддеоайвинъярви. После подготовительной стадии, в мае 1970-го, бурение Кольской сверхглубокой скважины началось.
Как происходит стандартное бурение какой-нибудь средней скважины, скажем, для нефтегазового комплекса? Двигатель буровой установки, расположенной на поверхности, вращает колонну стальных труб, в нижней части которой находятся долота с одной или несколькими буровыми коронками, армированными твердыми сплавами или алмазами. Одновременно в формируемую скважину закачивается специальный буровой раствор. Это особая сложносоставная глинистая смесь, выполняющая множество важных функций. Во-первых, она охлаждает породоразрушающий инструмент, во-вторых, ее давление обеспечивает дополнительную устойчивость стенкам буровой колонны, в-третьих, эта смесь, возвращаясь на поверхность, выносит с собой шлам, мелкие частицы породы.
Бурение сверхглубоких скважин имеет свои характерные особенности, значительно усложняющие его. В первую очередь, необходимо уменьшить вес многокилометровой колонны буровых труб. Для этого вместо стальных труб на Кольском полуострове использовали трубы из легких алюминиевых сплавов. По мере увеличения глубины скважины растет и горное давление, обусловленное весом породы. Чтобы компенсировать его и обеспечить устойчивость колонны трубы, модифицируется состав бурового раствора. Наконец, вместо двигателей на поверхности, обеспечивающих функционирование всего механизма, используются специальные турбины, которые расположены непосредственно у буровых коронок и приводятся в движение давлением раствора.
В среднем скорость бурения Кольской сверхглубокой составляла около 1—3 метров в час. По прохождении приблизительно десятка метров буровую колонну приходилось поднимать на поверхность для извлечения керна, цилиндра горной породы, образующегося в полой буровой трубе по мере ее углубления. Именно керн представлял особый интерес для геологов, а его изучение позволило сделать выводы о внутренней структуре земной коры. По мере роста длины скважины росло и время, которое требовалось для спуско-подъемных операций.
До глубины в 7 километров работы по бурению Кольской сверхглубокой скважины проходили в более-менее штатном режиме. Далее ученые прогнозировали окончание стабильного гранитного слоя и границу Конрада — переход в нижний слой земной коры, базальтовый. При этом в своих предположениях геологи основывались на резком увеличении скорости сейсмических волн после семикилометровой отметки, что означало принципиальное изменение состава горной породы. Оно действительно произошло, но полученные результаты анализа керна оказались совершенно неожиданными.
Ранее ученые предполагали, что ниже гранитов находится еще более плотная порода. Вместо этого они обнаружили высокопористую многокилометровую зону с кавернами и большим содержанием водорода, к тому же пропитанную водным раствором. Это было совершенно феноменальное открытие, абсолютно не согласовывавшееся с прежними представлениями об устройстве земной коры, по крайней мере на этом участке Балтийского щита. Вместе с научным шоком изменение условий бурения принесло и тяжелые проблемы.
В октябре 1976 года вместо серийной буровой установки «Уралмаш-4Э», работавшей до глубины в 7 километров, на площадке Кольской сверхглубокой была смонтирована новая уникальная буровая «Уралмаш-15000», которая и должна была достичь красивой цифры. Должна была, но не достигла.