3.2 Надводные способы разработки шельфовых нефтяных и газовых месторождений

Для разработки крупных месторождений нефти и газа отечественными учеными были предложены конструкции и высокопроизводительные методы строительства морских эстакад и примыкающих к ним специальных приэстакадных площадок как для бурения скважин, так и для размещения на них промысловых объектов сбора, подготовки и транспорта продукции скважин, поддержания пластового давления системы (ППД). Строительство первой такой эстакады было начато в 1947 г. для освоения морского нефтяного месторождения в районе о. Артема в Каспийском море.

После открытия морского нефтегазового месторождения выполняют комплекс работ, включающих конструирование, изготовление и установку системы бурового и нефтегазопромыслового оборудования, сооружение объектов промыслового сбора, подготовки и транспорта продукции, системы ППД и др. Для этого, как правило, в соответствии с традиционной практикой строят стационарную, опирающуюся на морское дно, базовую платформу. Первая была сооружена на деревянных сваях в 1925–34 гг. в районе о. Артема вблизи г. Баку. Ввиду того, что такие платформы обладали низкой прочностью и сложной технологией монтажа, впоследствии отказались от их строительства.

Стационарные платформы – за рубежом были применены в нефтяной промышленности примерно в середине 30-х годов в акватории Мексиканского залива. С их помощью можно было работать в условиях мелкой воды. Следует отметить, что многие из первых металлических стационарных платформ, построенных в 30-х и 40-х годах у нас в стране и за рубежом, продолжают успешно эксплуатироваться и в настоящее время.

Освоение более глубоких акваторий шельфа потребовало создания более совершенных конструкций.

Их применение имеет следующие преимущества:

- используются простые методы строительства платформ на освоенных глубинах моря и в районах с различными гидрометеорологическими условиями благодаря их крупноблочности;

- имеется при необходимости возможность расширения палубной площади основания;

- обеспечивается частичный или полный демонтаж стационарных платформ после завершения буровых и эксплуатационных работ;

- создается сравнительно большая устойчивость против действия волновой и ветровой нагрузок благодаря пространственности конструкций и пирамидальной форме блоков.

Эти преимущества обеспечили широкое применение стационарных платформ при разведке, разработке и эксплуатации морских нефтегазовых месторождений.

Известна схема оснований островного типа в комбинации с тендерными судами. Данная схема обеспечивает значительное упрощение конструкции основания (платформы) за счет того, что на ней размещают только буровой станок с приводом. Все остальное - циркуляционную систему, насосы, запасы сыпучих и жидких материалов, топливо, трубы, жилые комплексы и другие объекты располагают на вспомогательном блоке – тендерной установке. В зимнее время ее можно устанавливать на льду, а в период навигации – на воде.

В зависимости от гидрогеологических условий, удаленности от береговой линии, наличия местных материалов и ряда других факторов в условиях моря могут найти применение различные конструкции гидротехнических сооружений. Здесь могут быть различные варианты, систематизированные в: железобетонные конструкции (двухопорные с заглублением в грунт водоема), гравитационные железобетонные платформы, искусственные островные сооружения с бетонным укреплением откосов, комбинированные варианты сооружений, железобетонные и металлические цилиндрические каркасные сооружения и др.

При освоении морских месторождений нефти и на все больших глубинах стационарные основания и плавучие буровые установки оказались непригодными, так как опирающиеся на дно моря сооружения становятся слишком громоздкими, металлоемкими и дорогостоящими. Возникают особые трудности при их изготовлении, транспортировании и установке на точке бурения. Задачи, связанные с освоением больших глубин, решаются с помощью конструкций плавучего типа, таких как буровые суда и полупогружные установки.

Впервые бурение на плаву при помощи специальных судов было осуществлено в Каспийском море еще в 1934 г. Вначале установки, работающие на плаву, применяли исключительно для проводки картировочных и инженерно-геологических скважин. В настоящее время они оснащены новейшим оборудованием и позволят вести сложные работы по освоению нефти и газа на континентальном шельфе.

Основные преимущества сооружений плавучего типа заключаются в следующем:

- ПБУ и БС полностью изготавливают на судостроительных заводах, включая монтаж промыслового и бурового оборудования;

- отпадает необходимость в строительстве громоздких и дорогостроящих гидротехнических сооружений, опирающихся на дно моря;

- спецсуда обладают высокими мореходными качествами, позволяющими после завершения буровых работ на одной точке быстро перебазироваться на плаву в район проводки очередной скважины;

- есть возможность применения одной и той же установки для бурения скважин в широком диапазоне изменения глубин моря.

При надежных системах удерживания и дистанционного позиционирования подводного устьевого комплекса буровые суда по технико-экономическим соображениям целесообразно использовать для организации структурного и разведочного бурения на глубоководных акваториях.