§ 4. Инженерное обеспечение буровых работ на море

Целью бурения скважин является создание канала, соединяю­щего один или несколько пластов с поверхностью. Этот канал ис­пользуется для оценки запасов месторождения на стадии разведки и изучения месторождения и для добычи углеводородов на стадии разработки месторождения. При разведке месторождения скважи­ны после получения необходимой информации могут быть заглу­шены. Оценочные скважины могут временно заглушаться с тем, чтобы на стадии эксплуатации быть использованными вновь в ка­честве добывающих скважин.

На стадии разбуривания залежи бурятся добывающие, водо-, газонагнетательные и наблюдательные скважины, а также скважи­ны, используемые для закачки добываемой в процессе эксплуата­ции залежи воды к отходов производства в вышележащие (непро­дуктивные) горизонты. Число и тип бурящихся скважин зависят от типа залежи и сложности ее строения, объема углеводородов в пласте, местоположения залежи, условий, накладываемых на про-

64

цесс разработки с точки зрения охраны окружающей среды и т.п.

Хотя главной целью бурения и является продуктивный пласт, успешная проходка всех вышележащих пластов также является немаловажной задачей. Зачастую наибольшие сложности испыты­ваются именно при разбуривании вышележащих пластов.

4.1. Буровые установки

Буровые установки и их тип непрерывно совершенствуются с тем, чтобы наилучшим образом соответствовать условиям бурения на море в различных регионах мира. В настоящее время использу­ются следующие основные типы буровых установок:

•S наземные буровые установки;

S буровые установки на морских стационарных платформах;

•/ полупогружные плавучие буровые установки;

•S самоподъемные плавучие буровые установки;

S буровые суда;

S буровые баржи;

S вспомогательные суда.

Наземные буровые установки используются для бурения на суше, а также на море с искусственных островов.

Буровые установки на морских стационарных платформах обычно используются для бурения эксплуатационных скважин и проведения специальных работ в добывающих скважинах. Общее число скважин, которое может быть пробурено с одной платфор­мы, зависит от производительности скважин, фильтрационно-емкостных свойств пласта и размеров залежи и, как правило, не превышает 40-50 скважин. В большинстве случаев буровая вышка находится постоянно на платформе, хотя и может быть демонти­рована и заменена специальным оборудованием для проведения скважинных работ после того как пробурены все скважины.

Полупогружная плавучая буровая установка представляет собой плавучую конструкцию, используемую для бурения сква­жин при глубинах моря от 60 до 2500 м в зависимости от срока эксплуатации, типа и спецификации установки. Она буксируется или же переправляется с одного места бурения на другое само­стоятельно за счет имеющейся системы гребных винтов. Большин­ство полупогружных установок закрепляется на месте предпола­гаемого бурения цепями или тросами для обеспечения стабильного положения при бурении. Некоторые современные установки снабжены системой динамического позиционирования, основан­ной на системе движителей и точной навигации, позволяющих поддерживать точное положение установки при бурении. Систе­мам динамического позиционирования отдается предпочтение при

65

бурении на больших глубинах, где постановка на якорь может по­требовать значительных затрат времени и средств.

Самоподъемная плавучая буровая установка представляет собой опирающуюся на дно конструкцию, используемую для бу­рения при глубинах моря от 20 до 120 м. Самоподъемная установ­ка сначала буксируется к месту предполагаемого бурения в плаву­чем состоянии, после чего ноги платформы спускаются и плотно прижимаются к морскому дну, обеспечивая стабильное положение платформы при бурении. Самоподъемные установки могут также использоваться в качестве вспомогательных судов, располагаясь рядом с основной (стационарной) платформой. В этом случае бу­ровая вышка надвигается на основную платформу и бурение про­изводится через отверстие в стационарной платформе.

Буровые суда представляют собой самодвижущиеся установки с большой, как правило, грузоподъемностью. Благодаря этому они в состоянии перевозить большое количество используемых мате­риалов и основного оборудования и вследствие этого применяются в отдаленных акваториях, где использование вспомогательных су­дов в целях снабжения связано с большими затратами. Буровые суда широко применяются при глубоководном бурении.

Буровые баржи представляют собой суда, дно которых ис­пользуется в качестве основания для буровой вышки. Буровые баржи обычно буксируются к месту назначения и погружаются на дно с помощью балласта для проведения буровых работ. Подобно­го рода буровые установки используются в болотистых районах или на мелководье

Вспомогательные суда часто используются в зоне шельфа, как, например, на Дальнем Востоке или в Венесуэле, где глубина воды невелика и где небольшие и дешевые платформы могут быть эффективно использованы. Вспомогательное судно, оснащенное всем необходимым для бурения с платформы оборудованием, ста­новится на якорь рядом с платформой. В качестве вспомогательно­го бурового судна может служить баржа или же полупогружная установка. По окончании бурения судно переправляется к сле­дующей платформе.

Затраты на обустройство морских нефтегазовых месторожде­ний составляют сгыше 50 % всех капиталовложений. Стоимость отдельных нефтеглзопромысловых платформ достигает 1-2 млрд. долл. Например, эксплуатирующаяся в настоящее время глубоко­водная гравитационная платформа для месторождения Тролль в Северном море оценивается в сумму свыше 1 млрд. долл. Затраты на прокладку современного глубоководного магистрального тру­бопровода составляют 2-3 млн. долл. за километр.

Каждый новый этап в освоении шельфа вызывает к жизни но-

66

вые технические решения, соответствующие возникающей про­блеме. Разработан целый спектр технических средств освоения шельфа, выбор которых определяется совокупностью технологи­ческих, геолого-, гидрометеорологических, экономических, поли­тических и других условий. Так, например, для выполнения работ по разведке, бурению скважин и добыче нефти и газа используют­ся различные типы технических средств, изображенных на рис. 3.3 и 3.4.

Рис. 3.3. Современные технические средства, используемые для разработки шельфовых нефтегазовых месторождений

Среди инженерных компаний, успешно работающих в области создания новой техники и морских нефтегазовых сооружений, приоритетные позиции занимают «Браун & Рут», «Мак-Дермот», «Квернер», «Аккер», «Кеппел» и др.

67

Рис. 3.4. Современные глубоководные платформы, используемые для разработки шельфовых нефтегазовых месторождений

В ближнем зарубежье опыт в этой области накоплен организа­циями Азербайджана, где институт Гипроморнефтегаз спроекти­ровал, а Бакинский завод глубоководных оснований изготовил и установил более десяти металлических платформ на глубинах око­ло 100 м. Институтом ВНИПИШельф разработаны платформы вы­сотой около 30 метров для газовых месторождений Крыма. Мор­ские трубопроводы диаметром до 500-700 мм проложены на Кас­пийском и Черном морях и на Дальнем Востоке через Татарский пролив.

В настоящее время зарубежными и российскими компаниями разработаны и реализуются проекты ледостойких стационарных платформ. Это, в первую очередь, платформы кессонного типа для Пильтун-Астохского месторождения на Сахалине (платформа Мо-ликпак) и для месторождений Приразломное в Печорском море. В стадии проектирования находятся ледостойкие платформы других типов для сахалинских месторождений. Построен уникальный трубопровод для транспортировки российского газа в Турцию по дну Черного моря.