Практика поисков и разведки нефтяных и газовых месторождений

В море источник буксируют судном (рис. 29). Испускаемая сейсмическая энергия достаточно сильна для проникновения сквозь морское дно. Отраженные сигналы регистрируются детекторами вибрации, называемыми гидрофонами. Их размещают в длинной пластиковой трубке – сейсмоприемной косе, которая также перемещается судном. От гидрофонов через сейсмоприемную косу тянется кабель к регистрирующей аппаратуре, расположенной на судне.

Рис. 29. Технология применения сейсморазведки на море

Для того чтобы охватить большую территорию, на сейсмическое судно устанавливают 12 параллельных сейсмоприемных кос.

Сейсморазведка на суше, особенно в условиях пересеченной местности, наиболее дорогостоящая операция. Гораздо дешевле ее проводить на море, причем качество получается выше.

Бурение скважин на море осуществляется аналогично бурению на суше с использованием такого же оборудования. Главное различие состоит в наличии верхнего привода и основания, на котором монтируется буровая установка.

Для морских поисковых скважин буровую установку монтируют на барже, плавучей платформе или перемещающемся корабле. После обнаружения морского месторождения устанавливают эксплуатационную платформу для бурения оставшихся скважин и добычи нефти и газа.

Перед выбором местоположения для морской буровой установки необходимо провести разведку грунта морского дна на предмет

31

elib.pstu.ru

состава и несущей способности, чтобы убедиться, выдержит ли оно буровую установку.

Среди морских инженерных сооружений, предназначенных для буровых работ при освоении шельфовых месторождений нефти и газа, различаются установки:

–плавучие (погружные, самоподъемные, полупогружные, буровые суда).

–стационарные (искусственные острова, металлические железобетонные платформы).

Плавучие буровые установки предназначены для строительства поисковых и разведочных скважин на континентальном шельфе. Американские специалисты одним из основных факторов при выборе типа плавучей буровой установки считают глубину моря в месте бурения. В зависимости от глубины моря и с учетом ветровых нагрузок они рекомендуют использовать следующие типы буровых установок:

Погружные буровые установки (рис. 30) к месту бурения бук-

сируются специальными плавсредствами. После установления балласта и погружения на дно они приобретают свойства гравитационного гидротехнического сооружения. После бурения установку можно снять с грунта и перевести на новую точку бурения. Такие установки просты в эксплуатации. Однако следует учитывать возможность их засасывания в илистые донные отложения, а также вымывание грунта из-под корпуса за счет сильных донных течений на мелководье. Такое вымывание может привести к опрокидыванию буровой уста-

32

elib.pstu.ru

новки. Поэтому перед погружением установок на место бурения необходимы тщательные изыскательские работы.

Рис. 30. Ледостойкая погружная платформа

Рис. 31. Самоподъемные буровые установки:

1 – корпус; 2 – буровая вышка; 3 – опорная колонна; 4 – краны; 5 – надстройка; 6 – портал колонны с подъемным механизмом; 7 – вертолетная площадка; 8 – башмак

33

elib.pstu.ru

Самоподъемные буровые установки (рис. 31) в походном по-

ложении находятся на плаву. При эксплуатации ее верхний корпус с буровой поднимается над уровнем моря по опирающимся на грунт колоннам. Их достоинством является возможность осуществления работ в сложных гидрогеологических условиях (ураганы, слабые грунты). Недостатками являются наличие большого числа подвижных элементов, низкая надежность подводного оборудования и необходимость подъема опор при буксировке.

Полупогружные буровые установки (рис. 32) конструктивно состоят из водоизмещающих понтонов различной конфигурации и надводного корпуса, укрепленного на трех, пяти, шести или восьми стабилизирующих колоннах цилиндрической формы.

Такие установки отличаются высокой устойчивостью, отсутствием ограничений по глубине. Однако, их эксплуатация связана с необходимостью использования громоздких конструкций.

Буровые суда. Их эффективность повышается по мере увеличения глубины вод и удаления районов бурения от береговых баз. Их основной особенностью является наличие на палубе буровой вышки (рис. 33). Во время переходов буровые вышки крепятся в горизонтальном положении.

Максимальная глубина моря при использовании буровых судов («Гломар Челленджер», 1968 г.) составила 6100 м. Современные буровые суда имеют длину 100–140 м, ширину 20–24 м, высоту борта 8–12 м, водоизмещение 10–16 тыс. т.

Буровые суда обладают высокой мобильностью и грузоподъемностью. Их недостатки (трудности при швартовке, сильная качка) часто окупаются низкой стоимостью.

Стационарные морские сооружения предназначены для экс-

плуатации открытого месторождения. Это искусственные острова, металлические железобетонные платформы. Искусственные острова сооружаются из местного строительного материала (песок, гравий, песчано-гравийные смеси).

34

elib.pstu.ru

Различные металлические железобетонные платформы представлены на рисунках 34, 35, 36, 37.

Рис. 36. Морское эксплуатационное основание с гравитационным Рис. 37. Гибкая платформа

фундаментом

36

elib.pstu.ru

Морское дно бывает очень нестабильно около речных дельт, где в несцементированных отложениях нередки придонные осыпи, называемые подводными селями. Во время крупного урагана в дельте Миссисипи в 1969 году были разрушены несколько морских нефтяных платформ. Ураганные волны стали источником возмущения мощных подводных селей, прошедших по дну дельты Миссисипи. Они и выбили опоры из-под установки. Из-за нестабильности дна в дельте Миссисипи ежегодно происходит разрушение 110 трубопроводов. За все время нефтедобычи стихией было разрушено 23 платформы.

Стационарные и плавучие инженерные сооружения, помимо буровых работ применяются и в других направлениях. Например, в Японии на искусственных островах, средняя площадь которых составляет 5–7 км2, размещены промышленные предприятия для удаления их от городов. В США построена плавучая атомная электростанция, во Франции и Японии налажено производство плавучих аммиачных, крекинговых и других предприятий. В России изготовлены в речном и морском исполнении плавучие электростанции «Северное сияние» для арктических условий.

В стадии строительства в настоящее время в мире находится 126 морских буровых установок (МБУ) (табл. 1).

Газпром рассчитывает в 2008 году начать бурение с СПБУ «Арктическая», которая уже более 10 лет строится в Северодвинске

(рис. 38).

Суточная стоимость эксплуатации буровой баржи постоянно растет. В 2003 году аренда судна для средней глубины составляла 13 тыс. долл. в сут., в 2007 году – в среднем 39 тыс. долл. Глубоководные буровые баржи, аренда которых в 2003 году обходилась в 17 тыс. долл. в сутки, в 2007 году обходятся в среднем в 53 тыс. долл.

Бурение скважин в океане обходится гораздо дороже, чем на суше.

37

elib.pstu.ru

Таблица 1

Построенные морские буровые установки в 2007 году

Рис. 38. СПБУ «Арктическая»

38

elib.pstu.ru

В 1998 году в США Американский нефтяной институт сообщил, что средняя глубина нефтяных скважин в море составляет 3300 м, их средняя стоимость – 6,5 млн долл., а для морских газовых скважин эти показатели соответственно равны 3400 м и 7,0 млн долл.

Для сравнения: на суше средняя глубина нефтяных скважин составляет 1550 м, их средняя стоимость – 450 тыс. долл., а для газовых скважин эти показатели соответственно равны 1900 м и 620 тыс. долл.

Самая «дорогая» сухая скважина в мире была пробурена в

1983 году в море Бофорта на Аляске недалеко от крупнейшего в мире месторождения Прадхо-Бей. Для ее бурения потребовалось сооружение искусственного гравийного острова в море Бофорта. Скважина оказалась сухой и обошлась в 120 млн долл. Причина отсутствия нефти не установлена. Предполагается, что сланец, перекрывающий песчаный коллектор оказался не слишком надежной покрышкой, а также, возможно, что ловушка образовалась после миграции нефти.

Шельфовое нефтяное месторождение очень часто выгоднее разрабатывать с помощью наклонных скважин, установленных на берегу, так как конструирование морских буровых платформ требует огромных затрат (рис. 39).

Рис. 39. Использование наклонных скважин

Для оптимальной разработки крупного месторождения в глубоких водах лучше всего поставить одну буровую платформу в центре и бурить много радиально расходящихся наклонных скважин. От

39

elib.pstu.ru

платформы Коньяк рядом с дельтой Миссисипи пробурены 62 наклонные скважины.

Весной 2007 года установлен рекорд бурения наклонной сква-

жины компанией Parker Drilling. На наземной установке «Ястреб» компания пробурила скважину Z-11 с большим отклонением от вертикали на морском месторождении Чайво в рамках проекта «Сахалин – 1». Протяженность ствола скважины составила 11282 м – в настоящее время это наибольший показатель в мире.

К 2011 году прогнозируется дальнейшее удвоение объемов морской добычи нефти и газа. Несмотря на то, что морские месторождения нефти и газа разбросаны по всему миру, более половины суммарных расходов на их освоение связаны с разработкой Северного моря, Мексиканского залива и Южно-Китайского моря. Пик добычи нефти из морских месторождений ожидается через 10 ближайших лет, и будет составлять около 40 млн барр / сут. Пик добычи газа не прогнозируется, по меньшей мере, до 2030 года.

Многие секторы морской нефтегазодобывающей промышленности вплоть до 2011 года будут испытывать недостаток оборудования и людских ресурсов. Соответственно, суточная стоимость останется довольно высокой. Это, в первую очередь, относится к основным средствам, таким, как высокотехнологичные буровые установки и различные морские платформы. Наличие опытного персонала, необходимого для разработки, изготовления и эксплуатации бурового и добывающего оборудования также будет являться основополагающим фактором, влияющим на развитие отрасли.

Многие сдерживающие факторы напрямую связаны с трудностями проведения разведки в регионах, право на разработку которых принадлежит частным нефтегазовым компаниям.

Значительный прирост добычи к 2011 году может быть достигнут только в случае успешной разработки труднодоступных сверхглубоководных месторождений, а также залежей, расположенных в Арктическом регионе.

40

elib.pstu.ru