Лекция 10 Начало шельфовой добычи на Каспии
В пору, когда основными орудиями нефтедобытчиков были веревка и ведро, немногие смельчаки в стремлении не упустить прибыль отваживались вступать на чуждую и опасную территорию — в море, совершенно справедливо полагая, что нефтесодержащий пласт не обрывается на берегу, но продолжается под водой. Установить, кто первым взялся за морскую добычу нефти, непросто. Российские историки указывают, что уже в 1824 году на Апшеронском полуострове недалеко от Баку, в нескольких десятках метров от берега, промышленники устраивали колодцы и черпали оттуда нефть. Американцы же считают первопроходцами шельфа своих соотечественников. Согласно документальным свидетельствам, некий мистер Уильямс, нефтяник из Калифорнии, в 1896 году построил насыпь в 400 метрах от берега и пробурил с нее скважину. Самые простые решения — бурение с насыпей и наклонных скважин с берега — не позволяли уйти дальше. Открытое море опасно. Сильные ветры и высокие волны грозили уничтожить буровые установки, да и тащить их по воде особенно было не на чем. Так или иначе, но попытки освоить шельф на протяжении XIX столетия предпринимали единицы, никто специально бурить морское дно в поисках ископаемого топлива не желал: нефти хватало и на суше.
Переломный момент наступил в конце 40-х годов XX века, сразу после Второй мировой войны. Ровно 60 лет назад, в ноябре 1947-го, американская компания «Керр Макги» (существующая и поныне) построила первую в мире нефтяную платформу в Мексиканском заливе в 16 км от берега на глубине 6 м и тогда же начала с нее бурение. Платформа Кермак-16 была размером с обычную жилую комнату и стоила всего 230 тысяч долларов, ее демонтировали в 1984 году.
Чуть позже, в 1948 году, на Каспии в 42 км от Апшеронского полуострова начали возводить сооружение, превратившееся впоследствии в город на воде — Нефтяные Камни, и по сей день остающийся уникальным проектом. Нефтяные Камни — это гигантское сооружение на сваях, установленных вокруг каменной гряды, с комплексом сложнейших гидротехнических и технологических сооружений, асфальтированными дорогами, общежитиями, столовыми, магазинами. Глубины моря в тех местах небольшие, всего 10—20 м, но то были первые шаги в освоении шельфа, доказавшие, что человек «пришел в море» не случайно и останется здесь надолго.
В конце XIX века, когда нефтяной промысел только начинался, лишь немногие отваживались покидать берег и бурить скважины в море. А ведь прибрежные месторождения часто продолжаются под водой. Серьезные технологии, позволяющие разведку и добычу ископаемого топлива на океанском дне, появились после Второй мировой войны. Так, в 1960-е годы разработка нефти и газа на шельфе Северного моря стала одной из главных причин роста европейской экономики. Сегодня взоры специалистов обращены на ледовые моря Арктики, но как к ним подступиться, пока неясно.
К 1980 году геологи обнаружили порядка 600 осадочных бассейнов на Земле, перспективных в отношении нефти и газа. Из них 400 уже освоены, а около 200 — пока нет. Замечено, что основные мировые запасы сосредоточены всего в нескольких бассейнах, таких как Персидский и Мексиканский заливы, Западная Сибирь, на сотни же остальных приходится около 10% запасов. Так что среди двух сотен неизученных бассейнов ожидали найти максимум 10 супергигантских залежей, но, похоже, их не более 4—5.
Относительно суши, изученной в большей степени, крупные открытия и не предполагались. Эксперты прочили их там, где раньше еще не искали — на континентальном шельфе. Что, собственно, и произошло в конце 1980-х — начале 1990-х. В настоящее время на шельфе добывают более 34% нефти и 25% газа. Это вовсе не значит, что специалисты там все изучили — по большому счету, за морские поиски только принимаются. Перспективы недр шельфа как вместилища ископаемого топлива действительно высоки. Геологические запасы нефти (до глубины 305 м) составляют 280 млрд. тонн, газа — 140 трлн. м3. Впечатляют и открытия в конце прошлого века гигантских нефтяных и газовых месторождений у берегов Анголы, Нигерии, на Каспии, в арктических морях.
Но работы на шельфе, глубоко под водой, очень дороги, технически сложны и рискованны. В запасе есть другие варианты, например активнее исследовать горизонты глубокого залегания на суше. Большая часть посчитанных запасов нефти лежит до глубины 3 км, ниже месторождения находят редко, еще реже на глубинах 5—7 км (там чаще находят газ). В северо-западной части полуострова Флорида изученность месторождения такова, что из одной скважины с глубины 4,7 км получают 234,5 т нефти и 60 000 м3 газа в сутки. Из недавних открытий — обнаруженные в августе 2006 года промышленные запасы нефти на глубине 8,5 км в Мексиканском заливе (под 2-километровой толщей воды). В России глубинные поиски нефти пока происходят в рамках научного бурения. Так, сверхглубокая Тюменская скважина в Западной Сибири — 7,5 км — вскрыла перспективные пласты палеозойского возраста, хотя промышленных запасов нефти или газа там не оказалось.
Еще один источник нефти — остатки в пласте. В недрах нефть находится под давлением (например, при глубине 2 км ее давление в коллекторе достигает 20 МПа), поэтому при вскрытии скважины она начинает стремиться вверх (фонтанировать, как говорят нефтяники) и первое время извлекается без труда. Затем давление в пласте падает, нефть перестает подниматься кверху, и ее приходится вытеснять, закачивая в коллектор воду, или выкачивать мощными насосами. Чем ниже давление, тем более сложные и дорогостоящие технологии приходится использовать (гидроакустические, физико-химические и даже бактериальные), чтобы заставить породу «отдать» нефть. Добирать остатки очень дорого, а иногда технически невозможно. Полностью же выбрать всю нефть, особенно если она вязкая, из пород нельзя, в месторождении ее может оставаться еще много. Весьма редко, на отдельных месторождениях, разрабатываемых новейшими способами, доля извлеченной нефти достигает 35— 40%, обычно это — 18—25%.
«Глубинный» или «остаточный» способы не дешевле морского. И большой вопрос, как лучше распорядиться деньгами — вложить их в морской проект, где разведочная скважина обойдется в 15 миллионов долларов, или зарыть в землю. Для каждого региона решение принимается индивидуально. К примеру, на Аляске, где создана хорошая нефтедобывающая инфраструктура, бросать которую, конечно, неразумно, идут путем извлечения остатков, хотят выжать недра до последней капли.
Первая в России
В северных морях обычно используют стационарные платформы на гравитационном основании, крепко стоящие на дне благодаря своей огромной массе. Основание, то есть подводная часть платформы, похоже на гигантский перевернутый стол с четырьмя ножками. «Ножки» делают внутри полыми, чтобы хранить там добытое сырье, технологическое оборудование. Пустоты облегчают конструкцию, и ее можно буксировать по морю из доков к месту назначения, а там затапливать. Верхнюю, стальную, часть платформы, несущую на себе добывающее оборудование, собирают отдельно и устанавливают сверху на основание уже в море. Идею, ставшую стандартом в морском нефтегазовом промысле, внедрили в 1970-х годах в Норвегии, а самая большая платформа этого типа «Тролл-А» — высотой 472 м и весом 656 000 тонн (вместе с основанием) — работает с 1996 года в Северном море. Для эксплуатации газового месторождения Лунское в Охотском море компанией «Сахалин Энерджи» решено было построить платформу, подобную норвежским, — вообще первую газодобывающую платформу в России. Необычность сооружения не только в циклопических размерах, но и в конструкции, которая рассчитана на тяжелые ледовые условия и высокую сейсмичность региона (у берегов Сахалина бывают землетрясения магнитудой до 8 баллов, а море замерзает). Железобетонное основание платформы «Лун-А» высотой 69,5 метра и весом 103 000 тонны построили в порту Восточный в бухте Врангеля. Летом 2005 года основание отбуксировали на расстояние 1 500 км от места создания и затопили на глубине 48 метров — прямо над месторождением. Благодаря большой массе оно не требует специального крепления ко дну и способно выдержать сильные штормы и напор льдов. Верхние строения (палубу) «Лун-А» конструировала компания Samsung на судоверфи острова Кодже в Южной Корее.
15 км от Сахалина на глубину 48 м. В июле 2006 года на него установили палубу. «Лун-А» будет неподвижно стоять на дне, удерживаемая собственной тяжестью. Такая конструкция позволит вести добычу сырья круглый год, не опасаясь напора льдов и штормов
Сердце платформы, ради которого ее, собственно, и строят, представляет собой буровую установку. Ее высота — 45 метров. Современные технологии позволяют бурить целый куст скважин, не передвигая саму платформу с места на место, а только модуль буровой. По рельсам буровая установка скользит от скважины к скважине, которые могут находиться на расстоянии трех метров друг от друга. Всего здесь пробурят 27 скважин. Они проникнут в недра и охватят месторождение с разных сторон, как корни гигантского растения. Шестиуровневая палуба вмещает в себя необходимое технологическое оборудование, жилые и рабочие помещения, вертолетную площадку. В мае 2006 года палубу массой 22 000 тонн на погрузочной раме скатили на баржу, специально построенную для этого случая в Китае. При погрузке, чтобы баржа с палубой не затонули от резкого смещения центра тяжести, равновесие поддерживали накачкой воды по системе труб внутри баржи. Путь к месту стоянки платформы — почти 3 000 км — занял около двух недель. Баржа остановилась между торчащими из воды железобетонными опорами, и на них опустили стальные строения платформы. При этом требовалась большая точность, потому что стыковка двух частей происходила по четырем точкам: там, где смонтированы сейсмоизоляторы — устройства, которые гасят колебания конструкции, вызванные подземными толчками. Это большие стальные полусферы, которые свободно «ходят» в своих гнездах, не давая верхним строениям платформы сильно раскачиваться. Производственный цикл «Лун-А» разработан с учетом стандарта «нулевого сброса»: с платформы в море ничего не должно попадать — ни химические реагенты, ни добытое сырье, ни бытовые отходы.
На дне морском
надо в менее суровых районах. Таким тренировочным полигоном для отработки технологий, которые будут применять, В мире нет пока работающих технологий для добычи сырья в регионах, подобных Баренцеву морю. Тренироваться возможно, уже в ближайшем будущем для добычи нефти и газа в замерзающих морях, становится Норвежское море. Одно из очевидных решений — установить оборудование под водой, прямо на дне, чтобы снизить воздействие высоких волн, морозов, льдов. За ее воплощение взялась норвежская компания Norsk Hydro, в распоряжение которой отдали гигантское газовое месторождение Ормен Ланге с запасами 400 млрд. м3. Ормен Ланге открыли в 1997 году, оно расположено в Норвежском море в 120 км от берега, на глубине 2 км и накрыто километровой толщей воды. Суть проекта состоит в том, чтобы установить на дно буровое оборудование и перекачивать добытый газ напрямую по подводному трубопроводу на берег, на завод сжиженного природного газа (СПГ). Затем жидкий газ отправить по другому подводному трубопроводу потребителям в Англию. Строительство инфраструктуры начали в апреле 2004 года, а в октябре 2007-го подводные буровые заработают. Это в общих чертах, а в частности же норвежцам предстояло решить несколько нетривиальных задач. В августе 2005 года в месте бурения установили две донные платформы (кессоны), рассчитанные на 16 скважин. Из-за сильных течений их пришлось специально крепить ко дну. С платформ уже начали бурение 6 стволов, и если все пойдет хорошо, то на дно опустят еще две платформы. Все 4 установки будут соединены с двумя подводными трубопроводами для перекачки природного газа. Еще две ветки доставят на буровые антифриз (в данном случае моноэтиленгликоль) — жидкость, препятствующую образованию твердых частиц — гидратов, которые обязательно будут выпадать из метана при низкой температуре и забьют трубы. Несмотря на теплое течение, в Норвежском море сильно «дыхание Арктики» и температура воды близ места добычи держится –1,2°C большую часть года. Смесь газа и антифриза будут разделять уже на заводе СПГ. Много усилий потребовалось, чтобы проложить трубопроводы по неровному скалистому дну. Путь, конечно, оптимизировали, но некоторые места пришлось буквально ровнять. Несколько месяцев робот «Спайдер» ползал по дну, расчищал взрывами дорогу и убирал камни мощной струей воды. Нашпигованная датчиками машина передавала на берег данные, по которым строилась объемная картина происходящего под водой, и операторы управляли манипуляторами «паука» с точностью до градуса. Летом 2006 года судно «Солитер» приступило к укладке трубопроводов (диаметр труб 760 мм) от месторождения до завода СПГ на острове Госса.
Лекция № 11
Проект разработки ПИЛЬТУН- ОСТОХСКОГО месторождения
Одним из стратегически приоритетных регионов
для ОАО «Газпром» на долгосрочную перспективу является Восточная Сибирь и Дальний Восток.
Государственная политика по формированию газовой промышленности на Востоке России определена в «Программе создания в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке единой системы добычи, транспортировки газа и газоснабжения с учетом возможного экспорта газа на рынки Китая и других стран АТР», которая одобрена Правительством РФ 15 июня 2007 года (утверждена приказом Минпромэнерго № 340 от
\3 сентября 2007 года).
«Газпром» назначен координатором деятельности по реализации Программы. Для достижения поставленных целей в Программе определена очерёдность разработки газовых ресурсов региона. Промышленная добыча газа в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке начинается на наиболее подготовленных к эксплуатации месторождениях шельфа о. Сахалин (проекты «Сахалин-1» и «Сахалин-2»).
Проект «Сахалин-2»
Оператором проекта «Сахалин-2» является компания Sakhalin Energy Investment Company Ltd. (Sakhalin Energy).
Акционеры Sakhalin Energy
— Gazprom Sakhalin Holdings B.V. (дочернее предприятие ОАО «Газпром», 50% плюс одна акция).
— Shell Sakhalin Holdings B. V. (дочернее предприятие Royal Dutch Shell plc., 27,5% минус одна акция).
— Mitsui Sakhalin Holdings B. V. (дочернее предприятие компании Mitsui & Co. Ltd., 12,5% акций).
— Diamond Gas Sakhalin B. V. (дочернее предприятие компании Mitsubishi Corporation, 10% акций).
Платформа «Моликпак» (ПА-А)
В апреле 1994 года Royal Dutch Shell plc., Mitsui & Co. Ltd. и Mitsubishi Corporation основали компанию Sakhalin Energy для освоения Пильтун-Астохского и Лунского месторождений на северо-восточном шельфе острова Сахалин в рамках проекта «Сахалин-2».
В июне 1994 года между Sakhalin Energy и российской стороной (в лице Правительства Российской Федерации и администрации Сахалинской области) было подписано Соглашение о разделе продукции (СПР). Это соглашение стало первым соглашением о разделе продукции, реализованным в России.
В 1996 году началась реализация первого этапа проекта.
В 1999 году на Пильтун-Астохском месторождении была добыта первая нефть.
В 2003 году был дан старт второму этапу проекта.
В декабре 2006 года «Газпром», Shell, Mitsui и Mitsubishi подписали протокол о вхождении «Газпрома» в Sakhalin Energy в качестве ведущего акционера.
В апреле 2007 года ОАО «Газпром» и акционеры компании Sakhalin Energy подписали Соглашение о купле-продаже, в соответствии с которым «Газпром» приобрел 50% плюс одну акцию Sakhalin Energy.
В октябре 2007 года международная консалтинговая компания AEA Technology опубликовала отчет по экологической оценке проекта «Сахалин-2». В отчете указано, что разработанный Sakhalin Energy план охраны труда и окружающей среды, а также техники безопасности при проведении работ по проекту «Сахалин-2» в целом соответствует требованиям международного и российского законодательства в области экологической и промышленной безопасности.
В феврале 2009 года на Сахалине начал работу первый в России завод СПГ.
Платформа ПА-Б
В рамках проекта «Сахалин-2» предусмотрено поэтапное освоение Пильтун-Астохского нефтяного и Лунского газового месторождений. Оба месторождения расположены в 13–16 км от северо-восточного побережья острова Сахалин.
Платформа ЛУН-А
Суммарные извлекаемые запасы углеводородов по проекту «Сахалин-2» составляют свыше 600 млрд куб. м газа и 170 млн т нефти и конденсата.
Объединенный береговой технологический комплекс
— Первый проект, реализуемый в России на условиях соглашения о разделе продукции. Первое соглашение о разделе продукции, подписанное в России.
— Первые морские нефтегазодобывающие платформы, установленные в России.
— Первый завод по производству сжиженного природного газа в России.
— Первый выход российского газа на энергетические рынки Азиатско-Тихоокеанского региона и Северное побережье Америки.
Первый этап
Реализация первого этапа проекта началась в 1996 году. В ее рамках ведется добыча нефти на Астохской площади Пильтун-Астохского месторождения. Добыча нефти на месторождении ведется с помощью производственно-добывающего комплекса «Витязь». Комплекс «Витязь» состоит из следующих элементов:
— морской нефтедобывающей платформы «Моликпак»;
— подводного трубопровода длиной 2 км;
— одноякорного причала;
— нефтеналивного хранилища «Оха».
Первая нефть была добыта на месторождении в июле 1999 года.
Строительство завода по производству СПГ
Второй этап
Старт второму этапу проекта «Сахалин-2» был дан в 2003 году. Он предполагает комплексное освоение Пильтун-Астохского и Лунского месторождений. В рамках второго этапа предусматривается:
— Дальнейшая разработка Астохского участка и выход на круглогодичный цикл добычи на платформе «Пильтун-Астохская — А» (ПА-А).
— Начало эксплуатации платформы «Пильтун-Астохская — Б» (ПА-Б) на Пильтунском участке Пильтун-Астохского месторождения.
— Начало эксплуатации первой в России морской газодобывающей платформы «Лунская-А» (ЛУН-А) на Лунском месторождении.
— Подготовка углеводородов на объединенном береговом технологическом комплексе, к которому подойдут морские нефтегазопроводы со всех трех морских платформ.
— Транспортировка нефти и газа по наземным нефтегазопроводам протяженностью 800 км, с севера на юг острова.
— Производство сжиженного природного газа (СПГ) на первом в России заводе по производству СПГ, расположенном на юге острова Сахалин в пос. Пригородное.
— Отгрузка СПГ и нефти покупателям с причала отгрузки СПГ и терминала отгрузки нефти на юге острова в пос. Пригородное.
Компания Sakhalin Energy сделала выбор в пользу сжиженного природного газа как оптимального, самого быстрого и наиболее удобного способа поставок газа в страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Это дает возможность потребителям использовать существующие у них мощности, одновременно позволяя Sakhalin Energy быстро наращивать объемы продаж нескольким потребителям в разных странах.
Строительство морских трубопроводов
Устойчивое развитие
Sakhalin Energy осознает ту роль, которую она играет в развитии Сахалина. Именно поэтому концепция содействия устойчивому развитию является краеугольным камнем, лежащим в основе философии производственной деятельности компании.
Компания считает необходимым минимизировать возможные отрицательные экологические и социальные воздействия проекта, в частности, любые воздействия на уязвимые слои населения, а также на редкие или находящиеся под угрозой исчезновения виды животных и растений. Sakhalin Energy стремится обеспечить реализацию нефтегазового проекта мирового уровня, который будет безопасным, экологичным и принесет максимальную пользу для всех его участников.
Компания признает, что на ней лежит ответственность за социальное развитие и сохранение окружающей среды там, где она ведет работы в рамках проекта. Sakhalin Energy активно работает с населением, государственными органами и независимыми экспертами в целях обеспечения оптимального соотношения между социальными, экономическими и экологическими факторами, которое принесет пользу всем, кто вовлечен в реализацию проекта «Сахалин-2» — Российской Федерации, ее населению, покупателям и акционерам компании.
Sakhalin Energy осуществляет многомиллионный проект по модернизации инфраструктуры острова Сахалин — модернизирует и строит дороги, мосты, больницы, морские порты и аэропорты. Общая сметная стоимость этих работ составляет свыше 400 млн долларов.
Выносное причальное устройство