21. Подводные технологии добычи нефти и газа. Плавучие системы для освоения глубоководных месторождений (fpso).
Якорная система, позволяет судну, оборудованному производственной, хранилищной и отгрузочной площадками, вращаться вокруг вертикальной оси, для того, чтобы, при наличии ветра, его воздействию была подвержена минимальная площадь. Буровая шахта (англ. moonpool) проходит сквозь корпус судна, расширяясь к низу; буровые линии уходят от нее в глубину.
Рассмотрим структуру такой установки на примере бурового судна Terra Nova (рис. 22), участвующего в разработке одноименного месторождения, открытого компанией Petro-Canada в 35 километрах от Hibernia, близ острова Ньюфаундленд. Запасы нефти этого месторождения составляют 406 миллионов баррелей (55,6 млн. тонн).
Активное управление кораблем, основанное главным образом на GPS устройствах, предоставляет возможность проводить буровые операции непосредственно с корабля только в пределах площади, на которой его перемещения не будут мешать процессу бурения. Нижний корпус судна оборудован – азимутальными подруливающими устройствами - азиподами, обеспечивающими движение судна в любом направлении. Якорная система, позволяет судну, оборудованному производственной, хранилищной и отгрузочной площадками, вращаться вокруг вертикальной оси, для того, чтобы, при наличии ветра, его воздействию была подвержена минимальная площадь.
При наличии небольших глубин (90-100 метров) этот район характерен сезонным присутствием ледяных масс от 0,5 до 1,5 метров толщиной, а также плавающими айсбергами. Поэтому система добычи включает подводную добывающую установку, расположенную на дне и связанную с буровым судном при помощи гибкого трубопровода. Для защиты от айсбергов подводные добывающие установки размещают в специально вырытых на дне моря колодцах (см.схему на рис. 23). При оценке рабочей стабильности всей системы учитывалось влияние сотен тонн льда в зимний период. Предусмотрена возможность управления процессом оледенения оффшорных средств обслуживания с помощью жидкостей, имеющих гораздо более
низкую температуру замерзания, а также специальной тепловой изоляции гибкого трубопровода. Terra Nova имеет двойной корпус и 3000 тонн дополнительной стали, чтобы противостоять столкновениям с айсбергами и защитить процесс производства.
Terra Nova имеет двойной корпус и 3000 тонн дополнительной стали, чтобы противостоять столкновениям
с айсбергами и защитить процесс производства.
В случае критической ситуации судно способно быстро отсоединить якорную систему и переместиться, что повышает безопасность рабочих.
Terra Nova имеет длину 280 метров и ширину 45 метров. 9000-тонное производственное оборудование установлено на 4,5 метра выше главной палубы, способно производить 150 000 баррелей нефти и 38 кубометров газа в день (рис.24). Емкость для хранения нефти в нижней части судна может вместить 900 000
бареллей нефти.
Техническое оборудование и силовые установки расположены на палубе, а добытая и очищенная нефть до того, как ее
загружают в челночные грузовые танкеры, хранится в резервуарах корпуса.Из нефтехранилища Terra Nova сырая нефть с помощью разгрузочной системы, расположенной на кормовой палубе, экспортируется в челночные нефтяные танкеры при волнении до 5 метров.
Глубоководные месторождения осваиваются с использованием плавучих платформ - технологических судов (FPSO), в том числе их новой разновидности – FDPSO включающей буровую установку. Также используются при этом подводные добычные комплексы, технологии транспорта продукции скважин по гибким трубопроводам и многофункциональным шлангам.
Якорная система, позволяет таким судам, вращаться вокруг вертикальной оси, и при наличии ветра, его воздействию подвержена минимальная площадь судна.
Суда оборудованы азимутальными подруливающими устройствами - азиподами, обеспечивающими перемещение судна в любом направлении.
Активное управление кораблем, основанное на GPS устройствах, предоставляет возможность FDPSO проводить буровые операции непосредственно с корабля в пределах площади, на которой его перемещения не мешают процессу бурения.
Суда в случае критической ситуации могут быстро отсоединиться и отойти.
FPSO и FDPSO имеют длину около 300 метров и ширину 40-50 метров.
Подводное компримирование газа: технологический скачок
■ Для месторождений требующих увеличения потока пласта
■ Подводное компримирование заменяет необходимость морской платформы или береговой компрессорной станции
● Эффективное решение с точки зрения капитальных затрат (CAPEX)
● Сокращенные расходы на эксплуатацию (OPEX)
■ Преимущества размещения компрессорной станции близко к скважине
● Увеличение и ускорение добычи
● Снижение выбросов CO2 за счет меньшего потребления энергии
● Нет выбросов или утечек в море
■ Безопаснее за счет автоматической эксплуатации (без обслуживающего персонала)
Якорная система, позволяет судну, вращаться вокруг вертикальной оси, для того, чтобы, при наличии ветра, его воздействию была подвержена минимальная площадь.
Рассмотрим структуру такой установки на примере бурового судна Terra Nova, участвующего в разработке одноименного месторождения, открытого компанией Petro-Canada в 35 километрах от Hibernia, близ острова Ньюфаундленд. Запасы нефти этого месторождения составляют 55,6 млн. тонн.
Активное управление кораблем, основанное на GPS устройствах, предоставляет возможность проводить буровые операции непосредственно с корабля только в пределах площади, на которой его перемещения не будут мешать процессу бурения.
Судно оборудовано азимутальными подруливающими устройствами - азиподами, обеспечивающими движение судна в любом направлении.
При глубинах до 100 метров этот район характерен сезонным присутствием ледяных масс от 0,5 до 1,5 метров толщиной, а также плавающими айсбергами.
Для защиты от айсбергов подводные добывающие комплексы размещают в специально вырытых на дне моря котлованах.
Terra Nova имеет двойной корпус, чтобы противостоять столкновениям с айсбергами и в случае критической ситуации судно способно быстро отсоединиться и отойти.
Terra Nova имеет длину 280 метров и ширину 45 метров.
FPSO (Floating Production, Storage and Offloading) - плавучее судно c функциями добычи углеводородов, их подготовки, хранения и отгрузки. Судно может оборудоваться турелями, способными принимать пластовую продукцию от подводных добычных комплексов и производить отгрузку на танкеры-челноки или в подводные трубопроводы.
FSO (Floating Storage and Offloading) - плавучее хранилище с отгрузочным устройством. Предназначено для приема и хранения нефтепродуктов, которые могут транспортироваться через подводный трубопровод либо перегружаться на танкеры-челноки.
SPM (Single Point Moored) - одноточечный перегрузочный причал, заякоренный на морском дне и оборудованный устройствами для приема продукции из скважины и передачи ее на FPSO, танкера и т.д.
Турель - устройство, позволяющее принимать и транспортировать пластовую продукцию, закрепленное к морскому дну якорями и допускающее маневрирование судна вокруг себя.
Плавучие эксплуатационные системы
Плавучие эксплуатационные системы (floating production system FPS) - системы, которые остаются в плавучем состоянии и не прикрепляются к морскому дну ничем, кроме якорей.
Принцип работы плавучих эксплуатационных систем:
Нефть накапливается в плавучей установке для добычи, хранения и отгрузки нефти до тех пор, пока не накопится достаточного количества для наполнения нефтеналивного судна.
На плавучей платформе может происходить сепарация нефти. Однако предпочтительнее осуществлять первичную сепарацию на нефтепромысловой платформе для экономии места в резервуарах плавучей платформы.
Многие нефтяные компании направили свои усилия на совершенствование плавучих эксплуатационных систем на базе танкеров (FPSO - Floating production oil storage and offloading).
Существующие к началу 21 века плавучие эксплуатационные системы для глубоких вод можно сгруппировать по конструкционным признакам и по проводимым на них операциям.
FPSO – плавучая система нефтедобычи, хранения и отгрузки продукции на базе танкера;
FPSS – плавучая система нефтедобычи на базе полупогружных платформ (SEMI);
TLP – плавучая система нефтедобычи на базе полупогружной платформы с избыточной плавучестью с натяжными опорами;
SPAR – плавучая система на столбовидном буе;
FPDSO – плавучая система бурения нефтедобычи, хранения и отгрузки на базе танкера;
DD SEMI – двухъярусная полупогружная платформа.
В 2002 г. парк плавучих эксплуатационных систем составлял 119 единиц, более половины из которых были FPSO.
Технические особенности использования FPSO. Перспективы их применения при освоении глубоководных месторождений
Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки нефти (англ. Floating Production, Storage and Offloading (FPSO)) вид нефтепромысловой платформы, используемой при добыче нефти в открытом море. Нефть и газ поступают в установку с близлежащих платформ и хранятся до отгрузки в нефтеналивное судно или оправки по нефтепроводу. В начале XXI века была подана и обсуждается идея создания плавучей установки для добычи, сжижения и отгрузки сжиженного природного газа, которая смогла бы (работая по тому же принципу, что и нефтяная установка) добывать и сжижать газ, и доставлять его на сушу.
Характеристика |
Наименьшее значение (название месторождения, государство-владелец) |
Наибольшее значение |
Объем хранилища |
47 тысяч баррелей (Crystal Sea – Норвегия) |
2 млн баррелей (Petrobras - Бразилия) |
Количество подготавливаемой продукции |
11 тысяч баррелей в сутки (San Jacinto – Индонезия) |
220 тысяч баррелей в сутки (Norne – Норвегия) |
Глубина установки |
20 м (Chang Qing Hao – Китай) |
1853 м (Seillean – Бразилия) |
Обладая новыми современными технологиями, позволяющими вести добычу нефти из месторождений на глубине 2200 м, а вскоре, возможно, и на глубинах более 7000 м.
Бурение на таких огромных глубинах в Атлантическом океане стало отличительной чертой бразильской программы освоения нефтяных месторождений. Так же как и на других подобных морских глубоководных скважинах, добыча нефти здесь ведется не с традиционных четырехопорных нефтепромысловых платформ, а с помощью плавучих систем нефтедобычи, хранения и выгрузки (FPSO). По сути дела, эти системы представляют собой модернизированные заякоренные нефтеналивные танкеры с оборудованием для нефтедобычи, смонтированным на стапелях высотой в три этажа, прикрепленных к корпусу танкера.
Распределение FPSO по регионам:
28% - Африка
24% - Азия
19% - Северная Америка
12% - Латинская Америка
8% - Западная Европа
8% – Австралия
1% - Другие