Газовые фонтаны — одно из самых разрушительных явлений в нефтегазовой отрасли. Они не только уничтожают миллионы кубометров ценного сырья, но и превращают огромные территории в зоны экологического бедствия.
В истории человечества были десятки попыток справиться с такими выбросами: от примитивных завес из песка до сложных гидравлических систем. Но только в одном случае — в Узбекистане, в 1960-х — был применён поистине радикальный метод: подземный термоядерный взрыв.
Авария, которую не удавалось остановить
В декабре 1963 года на газовом месторождении Уртабулак, расположенном в 90 километрах к югу от Бухары, произошёл выброс природного газа под давлением около 300 атмосфер (некоторые оценки указывают даже на 350 атм.) Это давление — в 70 раз выше, чем в автомобильной шине.
На глубине более 2400 метров буровая колонна, не рассчитанная на агрессивную среду с высоким содержанием сероводорода, была буквально вытолкнута из скважины. За секунды после прорыва газ воспламенился, образовав факел высотой в сотни метров.
Факел горел более двух лет и девяти месяцев. Ежесуточно в атмосферу выбрасывалось от 12 до 20 миллионов кубометров газа. Для сравнения: это превышало суточное потребление газа крупнейшими городами СССР того времени, включая Москву и Ленинград.
Попытки традиционного тушения
Сначала пытались бороться стандартными методами. Артиллерийский обстрел — чтобы уничтожить повреждённые превенторы. Водяные завесы — для охлаждения устья.
Кое-что получилось: в январе 1964 года команде удалось расчистить устье и установить временную арматуру. Однако газ, проникнув в проницаемые породы, начал выходить на поверхность в других точках — возникли газовые грифоны. Это были новые очаги утечки, которые делали невозможным дальнейшее пребывание людей в зоне.
Закачка воды в пласт, бурение обходных скважин, попытки герметизации — всё заканчивалось провалом. Температура у факела достигала 1500–1800 °C, что делало невозможным приближение ближе чем на 250–300 метров. Вертолёты, приближавшиеся к зоне, испытывали сильную турбулентность из-за конвекционных потоков. Песок вокруг скважины был расплавлен, превратившись в стекловидную корку.
К. И. Мангушев, руководитель работ по ликвидации аварии, в своих воспоминаниях описывает впечатление от первого визита к факелу:
«Отсюда до фонтана было метров шестьсот… Вся дальняя часть долины была смазана призрачными пологами марева… Как хоровод дьяволят, вокруг факела то тут, то там возникали и пропадали песчаные вихри — настоящие самумы. Всё, что могло гореть вокруг, давно сгорело. Теперь это была действительно мёртвая раскалённая земля. Живому здесь места не осталось».
Идея, казавшаяся безумной
К 1966 году возможности стандартных технологий были исчерпаны. Нужно что-то кардинальное. Тогда и появилась идея, которая до сих пор вызывает споры: использовать подземный термоядерный взрыв для перекрытия скважины.
Кое-какие наработки были: в 1965 году в рамках проекта "Чаган" уже был проведён взрыв в рамках "мирного атома" — создание искусственного водохранилища. Опыт показал, что ядерный импульс способен сдвигать и спекать породы на глубине, формируя плотные пробки. Учёные из КБ-11 (ныне ВНИИЭФ) поняли: если можно "вырыть" взрывом кратер, можно и перекрыть канал.
Решение было одобрено на самом высоком уровне. Задачу поставил лично М. В. Келдыш, президент Академии наук СССР. К проекту привлекли ведущих специалистов: академика М. Д. Миллионщикова и М. А. Садовского, директора Института физики Земли. После многодневных совещаний комиссия пришла к выводу: это единственный возможный способ.
Подготовка: когда наука борется с огнём
Работы велись в условиях экстремальной секретности и давления времени. Чем дольше горел факел — тем больше газа терялось. Но комиссия под руководством К. И. Мангушева и Е. П. Славского начала подготовку с детального геологического анализа.
Были проведены вылеты на место аварии при температуре +40–50 °C в тени. Специалисты изучали структуру пород, направление тектонических напряжений, глубину залегания газоносного пласта. Было решено, что заряд нужно заложить на глубину 1500 метров, в наклонной штольне, чтобы он сработал точно под стволом аварийной скважины.
Особое внимание уделили "чистоте" заряда. Обычные ядерные взрывы оставляют после себя радиоактивные "осколки" деления — урана, плутония, цезия. Но в данном случае требовалось минимизировать радиационное загрязнение. Поэтому заряд был разработан как термоядерный, с преобладанием реакции синтеза дейтерия и трития. Основная энергия — за счёт синтеза, а не деления. Это снизило уровень долгоживущих радионуклидов.
Сам заряд разрабатывался под руководством Владимира Сергеевича Лебедева и В. А. Разуваева — ведущих физиков КБ-11. Конструкция была адаптирована под условия: высокая температура в штольне требовала дополнительного охлаждения заряда перед закладкой. Специальные системы поддерживали температуру внутри контейнера в допустимых пределах.
Взрыв: 23 секунды, изменившие всё
30 сентября 1966 года, ранним утром, был произведён подрыв. Термоядерный заряд сработал на глубине 1500 метров. Мощность — не раскрывается, но, по косвенным данным, составляла от 30 до 50 килотонн в тротиловом эквиваленте. Это в 2–3 раза слабее бомбы, сброшенной на Хиросиму, но в подземных условиях эффект был сосредоточен.
Через 22–23 секунды после взрыва газовый факел погас. Не постепенно — мгновенно. Ударная волна и высокое давление сдвинули породы, перекрыв ствол скважины. Газ больше не имел пути к поверхности. Анализы показали, что радиационный фон в районе остался в пределах нормы. Основные продукты взрыва — инертные газы (гелий, неон), которые быстро рассеялись.
Это был первый в истории успешный случай использования ядерного взрыва для ликвидации техногенной аварии.
Что было дальше: три последующих эксперимента
Успех в Уртабулаке дал толчок к новой серии экспериментов. В последующие годы были проведены ещё три аналогичные операции:
- "Памук" (1968) — Кашкадарьинская область. Подземный взрыв мощностью около 45 кт. Скважина перекрыта успешно. Радиационный фон — минимальный.
- "Кратер" (1972) — Марыйская область. Взрыв на 30 кт. Также завершился успехом. На поверхности образовался небольшой кратер, но утечки прекратились.
- "Факел" (1972) — Харьковская область. Единственный провал. Взрыв не перекрыл канал, вероятно, из-за неправильного выбора точки заложения. Факел продолжал гореть, и скважину пришлось ликвидировать другими методами.
Эти операции были обобщены в книге В. И. Игревского и К. И. Мангушева, вышедшей в 1974 году. В ней впервые систематизировались данные о применении ядерных взрывов в промышленности. Работа стала основой для будущих исследований в области "мирного атома"...
... В 1980-х годах на месте аварии проводились геофизические исследования с использованием сейсмических волн. Они подтвердили: породы в зоне взрыва спеклись в монолитную структуру, толщиной более 50 метров.
Уртабулак — памятник инженерной логике в условиях катастрофы. Здесь не было места для красивых речей. Был выбор: либо продолжать терять миллиарды кубометров газа и испепелять атмосферу, либо применить решение, которое до того момента считалось невозможным.
Сегодня, когда мы говорим о технологических прорывах, часто забываем: настоящие прорывы происходят не в лабораториях с идеальными условиями, а там, где горит земля, где птицы падают от огня, где люди, зная риск, идут к жерлу ада, чтобы разместить оборудование. Уртабулак — это случай, когда "человеческая" наука победила стихию и переосмыслила границы возможного.
С уважением, Иван Вологдин
Подписывайтесь на канал «Культурный код», ставьте лайки и пишите комментарии – этим вы очень помогаете в продвижении проекта, над которым мы работаем каждый день.
Прошу обратить внимание и на другие наши проекты - «Танатология» и «Серьёзная история». На этих каналах будут концентрироваться статьи о других исторических событиях.