Морские нефтяные платформы. Морская добыча нефти и газа и ее перспективы Нефтедобывающая платформа

Эту публикацию мы делаем для тех, кому всегда было интересно, как устроена морская буровая платформа и как работает это чудо инженерной мысли.

Типы морских платформ:

стационарная нефтяная платформа;

морская нефтяная платформа, свободно закреплённая ко дну;

полупогружная нефтяная буровая платформа;

мобильная морская платформа с выдвижными опорами;

буровое судно;

плавучее нефтеналивное хранилище (FSO) - плавучее нефтехранилище, способное хранить нефть или хранить и отгружать на побережье;

плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) - плавучее сооружение, способное хранить, отгружать и добывать нефть;

нефтяная платформа с растянутыми опорами (плавучее основание с натяжным вертикальным якорным креплением).

Четыре основных компонента нефтяной платформы: корпус, буровая палуба, якорная система и буровая вышка – позволяют решать задачи по разведыванию и добыче черного золота в условиях большой воды.

Корпус – это по сути своей понтон с треугольным или четырехугольным основанием, которое поддерживают огромные колонны. Над корпусом находится буровая палуба, выдерживающая сотни тонн бурильных труб, несколько грузоподъемных кранов и полноразмерную вертолетную площадку. Над буровой палубой возвышается буровая вышка, задачей которой является опускать/поднимать к морскому дну бур. В море всю конструкцию удерживает на месте якорная система. Несколько лебедок крепко натягивают стальные швартовые тросы, заякоренные на океанском дне, и удерживающие платформу на месте.

Принцип работы

Процесс добычи нефти начинается с сейсмической разведки. В море сейсмическая разведка проводится с помощью специальных кораблей, обычно водоизмещением до 3 000 тонн. Такие суда разматывают за собой сейсмические косы, на которых расположены гидрофоны (приемные устройства) и создают акустические волны с помощью источника колебаний (пневмопушки). Ударные акустические волны отражаются от пластов земли, и, возвращаясь к поверхности, улавливаются гидрофонами. Благодаря таким данным создают двухмерные и трехмерными сейсмические карты, на которых видны потенциальные резервуары с углеводородами. Однако никто не может гарантировать, что он нашел нефть, пока она не хлынет из скважины.

Итак, после разведки, начинается процесс бурения. Для бурения команда собирает бур секционно. Каждая секция имеет высоту 28 метров и состоит из железных труб. Например, нефтяная платформа EVA-4000 способна соединить максимум 300 секций, что позволяет углубиться в земную кору на 9,5 км. Шестьдесят секций в час, с такой скоростью опускают бур. После сверления бур вынимается для запечатывания скважины, чтобы нефть не вытекала в море. Для этого на дно опускают противовыбросовое оборудование или превентор, благодаря которому ни одно вещество не покинет скважину. Превентор высотой 15 м и весом 27 тонн снаряжен контрольным оборудованием. Он действует как огромная втулка и способен за 15 секунд перекрыть нефтяной поток.

Когда нефть найдена, нефтяная платформа может перемещаться в другое место для поиска нефти, а на ее место прибывает плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO), которая выкачает нефть из Земли и отправит ее на нефтеперерабатывающие заводы на берегу.

Нефтедобывающая платформа может стоять на якоре десятилетиями, невзирая на любые сюрпризы моря. Ее задача извлекать нефть и природный газ из недр морского дна, отделяя загрязняющие элементы и отправляя нефть и газ на берег.

Плавучие стальные острова с высотой двадцатиэтажного дома работают над водой на полуторакилометровой глубине по всему мировому океану, буря скважины протяженностью до 10 км, ища сокровища с помощью уникальных технологий.

Эти чудеса инженерной мысли утоляют мировую жажду топлива миллионам людей и их механизмам. Однако работники этих морских сооружений могут пострадать в любой момент. Здесь людям противостоит только железо, но оно не делает скидок. Так, когда чудовищный ураган в Мексиканском заливе, сшибая нефтяные платформы, на четверть сократил для США объемы добычи нефти. Экипажу этой огромной машины пришлось вновь вывести ее в море и ввести в эксплуатацию, чтобы бурить скважины в морском дне, совершив один из сложных инженерных подвигов, которые только можно вообразить.

В 240 км от побережья Луизианы в Мексиканском заливе, где глубина моря превышает 1600 м, без остановок работает плавучая фабрика - буровая платформа EVA-4000, принадлежащая компании Noble Jim Thompson. Это сооружение космической эры создано для поиска сокровища - нефти, двигателя современного мира, которому уже миллионы лет. Гигантская нефтяная платформа предназначена исключительно для ее поиска. Это одна из крупнейших мобильных морских платформ в мировой истории нефтедобычи.

типы морских платформ:

Стационарная нефтяная платформа;

Морская нефтяная платформа, свободно закреплённая ко дну;

Мобильная морская платформа с выдвижными опорами;

Буровое судно;

Плавучее нефтеналивное хранилище (FSO) - плавучее нефтехранилище, способное хранить нефть или хранить и отгружать на побережье;

Плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) - плавучее сооружение, способное хранить, отгружать и добывать нефть;

Нефтяная платформа с растянутыми опорами (плавучее основание с натяжным вертикальным якорным креплением).

Одно морское месторождение может выдать за один день 250 тысяч баррелей нефти-сырца. Этого достаточно, чтобы наполнить бензобаки 2,5 миллионов автомашин. Но это лишь малая часть рыночных потребностей. Ежедневно по всему миру мы сжигаем до 80 миллионов баррелей нефти. И если ситуация не изменится, то следующих 50 лет потребность в энергетике удвоится.

На сегодняшний день в мировом океане существует всего 100 разведывательных буровых платформ. На постройку новой нефтяной платформы необходимо 4 года и 500 миллионов долларов США.

самая большая в мире газодобывающая стационарная платформа «Troll A»

Палуба нефтяной платформы EVA-4000 это 10 баскетбольных площадок. Ее буровая вышка возвышается на 52 м, а ее корпус способен удерживать на плаву все ее 13600 тонн веса. Даже сегодня масштабы этого гиганта поражают воображение. А всего лишь каких-то 150 лет назад дни первой нефтяной скважины было невозможно представить.

В 1859 года Титусвилл, штат Пенсильвания, первая нефтяная вышка в истории обнаружила нефть всего в 21 м от поверхности Земли. С момента этой американской удачи поиски нефти охватили все континенты, кроме Антарктики. Десятилетиями скважины на суше удовлетворяли мировые потребности в топливе, но с их ростом многие нефтяные месторождения иссякли. И тогда компании принялись искать нефть в море, а именно в таких богатых водных просторах, как Мексиканский залив. В период с 1960 по 1990 год на мелководье недалеко от берега обосновались 4 тысячи нефтяных платформ.

Но потребности превышают резервы этого месторождения. Нефтяные компании стали отходить от берега все дальше и все глубже за континентальный шельф, опускаясь почти на 2400 метров. А инженеры сооружают морские гиганты, о которых никто, и мечтать не мог.

Нефтяная платформа EVA-4000 входит в число самых крупных и самых прочных буровых платформ нового поколения. Она проводит разведку в удаленных районах, разработка которых некогда считалась невозможной. Но за такую смелость приходиться платить суровую цену. В таких океанских далях этим сооружениям постоянно угрожает опасность - взрывы, сокрушение волн и самое опасное - ураганы.

В августе 2005 года ураган Катрина навис над горизонтом, а через несколько дней накрыл Новый Орлеан и опустошил побережье Мексиканского залива. Двадцать тысяч нефтяников с нефтяных платформ пришлось эвакуировать. Высота волн достигала 24 метра, а ветер дул со скоростью 274 км/час. Сорок восемь часов ураган свирепствовал над нефтеносными районами. Когда погода, наконец, наладилась, масштабы разрушений поразили нефтяников. Более 50 буровых платформ были повреждены или уничтожены, более десяти платформ, сорвало с якорей. Одну платформу отнесло к суше на 129 км, другая врезалась в подвесной мост в Мобиле, штат Алабама, а третью вынесло на берег, которая не подлежала восстановлению. В первые дни после урагана весь мир ощутил последствия урагана. Цена нефти мгновенно подскочила.

Нефтяная платформа в основном состоит из четырех компонентов, благодаря которым работает весь комплекс - корпус, якорная система, буровая палуба и буровая вышка.

Корпус представляет собой понтон, своего рода стальной спасательный круг с треугольным или четырехугольным основанием, которые поддерживает шесть огромных колон. Каждая секция наполнена воздухом, что позволяет удерживать наплаву все морское сооружение.

Над корпусом находится буровая палуба размерами больше футбольного поля. Она достаточно прочна, чтобы выдержать сотни тонн бурильных труб, несколько грузоподъемных кранов и полноразмерную вертолетную площадку. Но корпус и палуба это лишь сцена, где разыгрываются главные события. На высоте 15-этажного дома над буровой палубой возвышается буровая вышка, задачей которой является опускать (поднимать) к морскому дну бур.

В море всю конструкцию удерживает на месте якорная система, состоящая из 9 огромных лебедок по три на каждой стороне корпуса нефтяной платформы. Они крепко натягивают стальные швартовые тросы, заякоренные на океанском дне, и удерживающие платформу на месте.

Только представьте, какой механизм удерживает нефтяную платформу. Восьмисантиметровые стальные тросы, прикрепленные к цепям со звеньями крупнее человеческой головы. Стальной трос находится на верхнем конце растяжки, он разматывается и наматывается лебедкой на палубе. На нижнем конце растяжки находится стальная цепь, которая намного тяжелее троса, что добавляет вес в совокупности с якорями. Одно звено цепи может весить 33 кг. Стальные якорные тросы такие прочные, что способны противостоять совокупной силе пяти самолетов Боинг-747. На конце каждой цепи крепится якорь типа Брюс, весом 13 тонн и шириной 5,5 м. Его острые лапы зарываются в морское дно.

Несамоходные морские нефтяные платформы перемещают в районы нефтяных месторождений с помощью буксиров со скоростью 6 км/час. Но чтобы найти нефтяные отложения, геологи освещают морское дно звуковыми волнами, получая эхолокационный снимок каменных пластов, которые затем превращается в трехмерное изображение.

Однако, несмотря на высокие ставки - результат никто не гарантирует. Никто не может сказать, что он нашел нефть, пока она не плинет со скважины.

Бурильщикам нужно видеть дно, чтобы знать, что бур попал в цель и контролировать работу. Специально для этой цели инженеры создали аппарат на дистанционном управлении (АДУ), который способен выдерживать давление 140 кг на куб. см. Данный подводный робот, созданный для работы там, где человек не может выжить. Бортовая видеокамера передает изображение из холодных темных глубин.

Для бурения команда собирает бур секционно. Каждая секция имеет высоту 28 метров и состоит из железных труб. Например, нефтяная платформа EVA-4000 способна соединить максимум 300 секций, что позволяет углубиться в земную кору на 9,5 км. Шестьдесят секций в час, с такой скоростью опускают бур. После сверления бур вынимается для запечатывания скважины, чтобы нефть не вытекала в море. Для этого на дно опускают противовыбросовое оборудование или превентор, благодаря которому ни одно вещество не покинет скважину. Превентор высотой 15 м и весом 27 тонн снаряжен контрольным оборудованием. Он действует как огромная втулка и способен за 15 секунд перекрыть нефтяной поток.

Строители нефтяных платформ издавна пытались решить вопрос как удержать этих морских гигантов стабильно на якорях во время шторма, там, где до дна сотни метров воды. И, вот морской инженер Эд Хортон нашел гениальное решение, на которое его вдохновила служба на подводной лодке ВМС США. Инженер придумал альтернативу типичным нефтяным платформам. Платформа типа Spar состоит из лонжерона (цилиндра) большого диаметра, к которому прикрепляется буровая палуба. Цилиндр имеет основной вес в нижней части лонжерона, заполненного материалом, который плотнее воды, что снижает центр тяжести платформы и обеспечивает стабильность. Успех первой в мире платформы типа Spar системы «Нептун» ознаменовало начало новой эпохи для глубоководных нефтяных платформ.

Плавучие нефтяные платформы с лонжероном под водой, простирающимся до 200 метров фиксируется к морскому дну посредством специальной системы швартовки (свай), которые врезаются в морское дно на 67 м.

Со временем нефтяные платформы типа Spar также получили модернизацию. Первая плавучая нефтяная платформа имела цельный корпус, но теперь лонжерон цельный только до половины своей длины. Его нижняя секция представляет собой сетчатую структуру с тремя горизонтальными пластинами. Вода задерживается между этими пластинами, создавая жидкий цилиндр, помогая стабилизировать всю конструкцию. Эта гениальная идея позволяет удерживать больший вес с использованием меньшего количества стали.

На сегодняшний день нефтяные платформы типа Spar являются основным видом плавучих нефтяных платформ, которые используются для бурения нефти в очень глубоких водах.

Самой глубоководной плавучей нефтяной платформой в мире, работающей на глубине около 2450 метров в Мексиканском заливе является «Perdido». Ее владелец нефтяная компания Shell.

Одна буровая платформа ежедневно добывает нефти на 4 миллиона долларов США. Для круглосуточного контроля требуется всего 24 рабочих, а всю остальную работу выполняют машины. Они извлекают из камня нефть-сырец и отделяют природный газ. Излишки газа сжигаются. Сто миллионов лет нефть казалось недоступной человеку, но теперь технологии 21 века устремились в объятия цивилизации. Обширные сети трубопроводов на морском дне доставляет нефть в перерабатывающие центры на побережье. Когда все идет как надо, добыча нефти и газа рутинна и неопасна, но катастрофа может произойти в мгновении ока и тогда эти супер платформы превращаются в смертоносное пекло.

Так в марте 2000 года наступила новая эра глубоководных нефтедобывающих платформ. Бразильское правительство ввело в строй самую крупную из всех «Petrobras-36». Начав функционировать, нефтяная платформа должна будет добывать 180 тысяч баррелей нефти ежесуточно, работая на глубине до 1,5 км, но через год она стала «Титаником» среди морских платформ. 15 марта 2001 года в 12 часов ночи утечка природного газа из-под распределительного вентиля одной из опорных колон привела к серии мощнейших взрывов. В результате чего платформа накренилась на 30 градусов от поверхности Атлантического океана. Практически всех нефтяников удалось спасти аварийно-спасательными средствами, но 11 из них так и не удалось найти. Через 5 дней нефтяная платформа «Petrobras-36» ушла под воду на глубину 1370 метров. Так было потеряно сооружение стоимостью полмиллиарда долларов. Тысячи галлонов нефти-сырца и газового топлива вылились в океан. Прежде чем платформа затонула, рабочие смогли закупорить скважину, предотвратив крупную природную катастрофу.

Но судьба стального морского гиганта «Petrobras-36» напоминает риски, на которые мы идем, уходя в погоне за черным золотом все дальше и дальше от побережья. Ставки в этой гонке невозможно подсчитать, а скважины представляют собой угрозу для окружающей среды. Крупные разливы нефти способны уничтожить пляжи, губить заболоченные заводи, уничтожать флору и фауну. А очистка местности после подобной катастрофы обходится в миллионы долларов и годы труда.

Нефть и газ - определяющие составляющие развития экономики многих развитых стран. Потенциал развития Российской Федерации во многом зависит от будущего нефти и газа на морских глубинах. Морская добыча ресурсов постепенно приобретает важнейшее значение. Для адекватного понимания ситуации достаточно знать, что 85% общих ресурсов сосредоточены в морях.

Начиная с XX века, одной из актуальных проблем стало обеспечение потребностей многих стран топливно-энергетическими ресурсами. Раньше в качестве традиционных ресурсов воспринимали уголь и древесное топливо.

Естественное развитие человечества поспособствовало добыче нефти. Вскоре в лидеры вышел газ.

Прорывом стало время после Второй мировой войны. Потребление нефти увеличилось в пять раз. Потребление газа вовсе достигло невероятных значений.

Основные потребители:

Россия;
Ведущие страны Западной Европы;

Районы Земли не одинаково обеспечены полезными ископаемыми. Получается серьёзный дефицит между желанием и возможностями. Два самых лучших примера - и Япония. Американцы добывают треть нефти в мире, но вынуждены покрывать тридцатипроцентный дефицит, импортируя ресурсы.

Япония практически не имеет месторождений нефти, но является ведущей промышленной державой мира. Достаточно вспомнить автомобильную промышленность. Как так получилось? Страна, занимая второе место в мире по объёмам использования нефти, закупает 20 процентов мировой нефти, доступной в мировом рынке.

Безумные темпы потребления полезных ископаемых вынудили учёных искать ответы. При подобном положении дел многие страны начали искать внутренние резервы. По мнению учёных и ведущих экспертов, глубоководная добыча нефти имеет громадный потенциал. Развитые страны сейчас нацелены на поиск новых источников в океане и морских глубинах.

До девятнадцатого века люди не задумывались, что в море существуют источники ископаемых. Морская добыча нефти и газа отсутствовала. Первые попытки добычи нефти из морских глубин описаны в 20–30 годах 19-го века. Азербайджанцы попробовали добывать нефть из неглубоких горизонтов.

Постепенно попытки начали осуществлять американцы, где была пробурена скважина, вскрывшая нефтяные пласты. Азербайджан может считаться родиной морских месторождений.

Система, заточенная под добычу нефти, была создана в Баку в 20-х годах прошлого века. В 1924 там появился первый в мире нефтепромысел. Американцы считают датой начала морского нефтепромысла 1896-й.

Один человек самостоятельно бурил скважины с банальной насыпи. Никаких технологических разработок не велось. Прогресса относительно этой области не удалось добиться из-за Второй мировой войны.

Изучение новых аспектов отрасли продолжилось только в 50-х годах после долгих лет застоя. Более 50 государств добывают нефть со дна морей и океанов. Более 150 стран осуществляют поиски полезных ископаемых, используя шельфы.

Крупнейшие морские запасы месторождений

Официально признано более четырёхсот нефтегазоносных бассейнов. Это места, где теоретически можно вести работы по извлечению и добыче нефтяных ресурсов. Крупнейших центров очень мало. Они обеспечивают основные потребности населения Земли. Сюда принято включать четыре источника добычи нефти. Три залива и море:

Персидский залив;
Венесуэльский залив;
Гвинейский залив;
Северное море.

Выше указаны крупнейшие источники добычи ресурсов. Взят весь мировой океан. Добыча полезных ископаемых на глубинах более 200 метров требует дорогостоящей техники. Извлечение нефти со дна морей обходится значительно дороже, чем на суше, поэтому многие страны, имеющие огромный потенциал относительно добычи, не могут себе позволить специальную технику, предназначенную для кропотливой работы.

Самое проблемное месторождение дало первую нефть

Как добывают ресурсы

Первый этап - работа для геологов. Специально обученные люди изучают акватории морей. После исследования строятся . При процессе работы используются полноценные платформы, которые плавают над местом бурения. Их удерживают огромной тяжести якоря, вес которых достигает несколько тонн.

Альтернатива первому варианту - буровые платформы гравитационного типа. Специальные якоря не используются. Платформы фактически устанавливаются на морское дно. В это основание уже встроены колонны для бурения скважин. Местонахождения рабочих именуется буровой вышкой. Исходя от уровня вместимости платформенного сооружения, там теоретически могут располагаться несколько сотен рабочих.

Норвегия имеет невероятную платформу для современных промышленных реалий. Конструкция достигает практически 500 метров в высоту. Вес составляет 656 000 тонн.

В России морская добыча нефти в морях и океанах существенными темпами начала составлять конкуренцию месторождениям на суше в 2007-м. В 2009-м после бурения скважин нефти началась и добыча газа.

За десять лет компания «Газпром» установила несколько рекордов. Две из трёх платформ, где добывается нефть, установленные на Сахалине, являются самыми тяжеловесными конструкциями в мире.

Российская компания имеет буровые установки в нескольких морях:

Охотском;
Баренцевом;
Печорском.

Компания имеет различные подразделения в других государствах, сотрудничая с Казахстаном, Индией и одним из лидеров отрасли - Венесуэлой.

Насколько нефти и газа хватит человечеству

Нефть и газ - исчерпаемые ресурсы планеты Земля. Двадцать лет назад прогнозы были неутешительны - скоро нефть должна исчезнуть. Вскоре пессимизма стало меньше. На Земле уже не осталось неизведанных мест, где можно поставить буровую установку и открыть месторождение. Текущих запасов нынешнему поколению должно хватить, если учитывать громадный потенциал технологического развития.

Самые богатые страны по количеству нефти:

Саудовская Аравия;
Венесуэла;
Канада;
Ирак;
Иран.

Россия - один из . По расчётам многих статистических групп, окончательно иссякнут через тридцать лет. Всего человечеству при текущих расчётах нефти должно хватить на 50 лет. Учёные считают, что динамика потребления нефти увеличивается. Прогноз будет корректироваться.

Относительно газа прогноз более благоприятный. Специалисты насчитали около 200 триллионов метров кубических. Любопытно, что четверть - 25% газовых запасов находится в недрах Российской Федерации. Весь мир добывает за 12 месяцев четыре триллиона метров кубических. По самым грубым подсчётам, газа хватит на пятьдесят лет. Существует много факторов, указывающих, что потребление газа будет расти с каждым годом.

Пессимистические прогнозы предвещают человечеству жестокую борьбу. Прогнозируются войны за энергетические ресурсы. Радикальное развитие событий не поддерживают большинство компаний, занимающихся добычей нефти. У человечества есть громадный запас, чтобы придумать, как в будущем заменить нынешние ресурсы. В развитых странах задумываются над этой проблемой, вынося проблемные вопросы на ведущие промышленные семинары.

Затраты на добычу

Извлечение нефти со дна морей обходится значительно дороже. Процесс является рентабельным. Вложения практически всегда имеют необходимую отдачу. Безусловно, в акватории вкладываются большие денежные средства, которые не приносят прибыль, но такие случаи встречаются нечасто.

Сейчас спрос существенно опережает предложение. Ситуация приводит к тому, что цена на нефть постоянно повышается. В развитых странах более трети промышленных затрат - это расходы на поиск и добычу нефти.

В начале XXI века добротным показателем считалось, когда ресурсы, полученные из морских месторождений, приносили прибыль в четыре раза больше затрат. В последние годы этот показатель снизился, но в будущем, когда нефтяные ресурсы начнут иссякать не исключён очередной ценовой скачок вверх.

Мировые лидеры вкладывают в развитие поисковых работ по глубинным месторождениям огромные деньги, но результатов всё меньше. Альтернативный путь - освоить глубоким бурением подводные пространства. Вполне возможно найти перспективные месторождения, которые помогут ещё не один десяток лет человечеству протянуть на текущих энергетических ресурсах.

В современных реалиях морская добыча ресурсов является одной из важнейших задач для развитых государств. Более 70% всей энергии, потребляемой в мире, дают именно эти ресурсы. Они - исчерпаемые, и человечество продолжает искать всё новые залежи природных ресурсов.

На суше подобных мест практически не осталось. Потенциал есть в глубоководных пространствах морей и океанов. Объёмы затрат на поиск новых месторождений будут расти, но, по прогнозам учёных, с учётом новых месторождений, нефти человечеству хватит не больше, чем на сто лет. Это не повод поддаваться панике, учитывая темпы разработок мировой науки.

Видео: Добыча нефти

Месторождения природного газа находятся не только на суше. Существуют морские месторождения - нефть и газ иногда встречаются и в недрах, скрытых водой.

Берег и шельф

Геологи исследуют как сушу, так и акватории морей и океанов. Если месторождение находят близко к берегу - в прибрежной зоне, то с суши в сторону моря строят наклонные разведочные скважины. Месторождения, которые находятся дальше от берега, относятся уже к зоне шельфа. Шельфом называют подводную окраину материка с таким же геологическим строением, как у суши, и границей его является бровка - резкий перепад глубины. Для таких месторождений используют плавучие платформы и буровые установки, а если глубина небольшая - просто высокие сваи, с которых ведется бурение .

Для добычи углеводородов на морских месторождениях существуют плавучие буровые установки - специальные платформы - в основном трех видов: гравитационного типа, полупогружные и самоподъемные.

Для небольших глубин

Самоподъемные платформы представляют собой плавучие понтоны, в центре которых установлена буровая вышка, а по углам - колонны-опоры. На месте бурения колонны опускаются на дно и углубляются в грунт, а платформа поднимается над водой. Такие платформы могут быть огромными: с жилыми помещениями для рабочих и экипажа, вертолетной площадкой, собственной электростанцией. Но используют их на небольших глубинах, и устойчивость зависит от того, какой грунт на дне моря.

Где глубже

Полупогружные платформы используют на больших глубинах. Платформы не поднимаются над водой, а плавают над местом бурения, удерживаемые тяжелыми якорями.

Буровые платформы гравитационного типа наиболее устойчивы, так как имеют мощное бетонное основание, опирающееся о морское дно. В это основание встроены колонны для бурения скважин, резервуары для хранения добытого сырья и трубопроводы, а поверх основания располагается буровая вышка. На таких платформах могут жить десятки и даже сотни рабочих.

Добытый с платформы газ транспортируется на обработку либо на специальных танкерах, либо по подводному газопроводу (как, например, в проекте «Сахалин-2»)

Морская добыча в России

Поскольку России принадлежит самый обширный в мире шельф, где находится множество месторождений, развитие морской добычи является крайне перспективным для нефтегазовой отрасли. Первые морские скважины для добычи газа в России начала бурить в 2007 году компания «Сахалинская энергия» на Лунском месторождении Сахалина. В 2009 году с платформы «Лунская-А» началась добыча газа. Сегодня проект «Сахалин-2» - один из крупнейших проектов «Газпрома». Две из трех платформ гравитационного типа, установленных на шельфе Сахалина, являются самыми тяжеловесными конструкциями на море за всю историю мировой нефтегазовой отрасли.

Кроме того, «Газпромом» осуществляется проект «Сахалин-3» в Охотском море, готовятся к разработке Штокмановское месторождение в Баренцевом море и Приразломное - в Печорском. Геологоразведочные работы проводятся в акватории Обской и Тазовской губ.

«Газпром» также работает на шельфах Казахстана, Вьетнама, Индии и Венесуэлы.

Как устроен подводный комплекс по добыче газа

В настоящее время в мире насчитывается более 130 морских месторождений, где применяются технологические процессы по добыче углеводородов на морском дне.

География распространения подводной добычи обширна: шельфы Северного и Средиземного морей, Индия, Юго-Восточная Азия, Австралия, Западная Африка, Северная и Южная Америка.

В России первый добычной комплекс будет установлен «Газпромом» на шельфе Сахалина в рамках обустройства Киринского месторождения. Подводные технологии добычи планируется также применять в проекте освоения Штокмановского газоконденсатного месторождения.

Добывающий паук

Подводный добычной комплекс (ПДК) с несколькими скважинами с виду напоминает паука, телом которого является манифольд.

Манифольд - это элемент нефтегазовой арматуры, который представляет собой несколько трубопроводов, обычно закрепленных на одном основании, рассчитанных на высокое давление и соединенных по определенной схеме. На манифольде собираются углеводороды, добытые на нескольких скважинах. Оборудование, которое установлено над скважиной и управляет ее работой, называется фонтанной арматурой, а в зарубежной литературе ее называют Christmas tree (или X-tree) - «рождественской елкой». Несколько таких «рождественских елок» могут быть объединены и закреплены одним темплетом (донной плитой), как яйца в корзинке для яиц. Также на ПДК устанавливаются системы контроля.

По сложности подводные комплексы могут варьироваться от отдельной скважины до нескольких скважин в темплете или сгруппированных около манифольда. Продукция со скважин может транспортироваться либо на морское технологическое судно, где производятся дополнительных технологические процессы, либо сразу на берег, если до берега недалеко.

Гидрофоны для динамической стабилизации судна

На судне имеется дайвинговое оборудование

Среднеглубинная арка поддерживает райзеры перед подачей на судно

По гибким добычным райзерам добытый газ направляется от донной плиты на плавучую установку

Диаметр райзера - 36 см

Установка ПДК производится с помощью специальных судов, которые должны быть снабжены дайвинговым оборудованием для небольших глубин (несколько десятков метров) и робототехникой для больших глубин.

Высота защитной конструкции манифольда - 5 м

Колонны манифольда врезаются в морское дно на глубину 0,5 м

Предыстория

Подводные технологии добычи углеводородов начали развиваться с середины 70-х годов прошлого века. Впервые подводное устьевое оборудование начало эксплуатироваться в Мексиканском заливе. Сегодня подводное оборудование для добычи углеводородов производят порядка 10 компаний в мире.

Изначально задачей подводного оборудования было лишь выкачивание нефти. Первые проекты снижали обратное давление (противодавление) в резервуаре с помощью подводной нагнетательной системы. Газ отделялся от жидких углеводородов под водой, затем жидкие углеводороды выкачивались на поверхность, а газ поднимался под собственным давлением.

В «Газпроме» уверены, что использование подводных добычных комплексов является безопасным. Но такие сложные современные технологии требуют персонала самой высокой квалификации, поэтому при подборе кадров для проектов разработки морских месторождений отдается предпочтение инженерам с большим опытом работы на промыслах. Такой подход позволит снизить риски возникновения происшествий, подобных аварии на буровой платформе BP в Мексиканском заливе, причиной которой, во многом стал именно человеческий фактор.

Сегодня технологии подводной добычи позволяют осуществлять под водой выкачивание углеводородов, разделение газа и жидкости, отделение песка, обратную закачку воды в пласт, подготовку газа, сжатие газа, а также мониторинг и контроль над этими процессами.

Где нужны «добывающие пауки»?

Сначала подводные технологии применялись только на зрелых месторождениях, поскольку они позволяли увеличивать коэффициент извлечения углеводородов. Зрелые месторождения обычно характеризуются низким пластовым давлением и высокой обводненностью (высоким содержанием воды в углеводородной смеси). Для того чтобы увеличить пластовое давление, благодаря которому углеводороды поднимаются на поверхность, в пласт закачивается вода, выделенная из углеводородной смеси.

Однако и новые месторождения могут характеризоваться низким начальным пластовым давлением. Поэтому подводные технологии стали применять как на новых, так и на зрелых месторождениях.

Кроме того, организация части процессов под водой снижает затраты на строительство огромных стальных конструкций. В некоторых регионах целесообразно даже размещать под водой всю технологическую цепочку по извлечению углеводородов. Например, такой вариант может использоваться в Арктике, где надводные стальные конструкции могут повредить айсберги. Если же глубина моря слишком большая, то использование подводного комплекса вместо огромных стальных конструкций бывает просто необходимо.

Буровые платформы

Месторождения нефти находятся не только на суше. Прибрежные месторождения нередко продолжаются на расположенной под водой части материка, которую и называют шельфом. Его границами служат берег и так называемая бровка - четко выраженный уступ, за которым глубина стремительно возрастает. Обычно глубина моря над бровкой составляет 100-200 метров, но иногда она доходит и до 500 метров, и даже до полутора километров.

Морская добыча нефти - это добыча жидкого углеводородного сырья в результате разработки коренных пород и отложений ниже уровня океана. Разработка коренных пород и отложений ниже уровня океана осуществялется при помощи морских плавучих буровых установок и морских стационарных платформ.

Морская плавучая буровая установка (ПБУ) - судно, способное производить буровые работы и/или осуществлять добычу ресурсов, находящихся под дном моря.

В зависимости от конструкции ПБУ подразделяются на:

cамоподъёмная ПБУ (СПБУ)

полупогружная ПБУ (ППБУ)

погружная ПБУ

ПБУ на натяжных связях

буровое судно

буровая баржа

Морская ствационарная платформа (МСП) - морское нефтегазопромысловое сооружение, состоящее из верхнего строения и опорного основания, зафиксированное на все время использования на грунте и являющееся объектом обустройства морских месторождений нефти и газа.

В зависимости от конструктивных особенностей МСП классифицируются следующим образом:

МСП гравитационная (морская стационарная платформа гравитационного типа) - сооружение, устойчивость на грунте которого обеспечивается в основном за счет собственного веса и веса принимаемого балласта;
МСП свайная (морская стационарная платформа свайного типа) - сооружение, устойчивость на грунте которого обеспечивается в основном за счет забитых в грунт свай;
МСП мачтовая - морская глубоководная стационарная платформа, устойчивость которой обеспечивается либо оттяжками, либо соответствующим объемом плавучести.

В зависимости от глубины разработки и конструктивных особенностей платформы классифицируются следующим образом:

глубоководная платформа на колоннах

мелководная платформа на колоннах

конструкционный остров (кессон)

монопод/монокон

Морские нефтегазовые сооружения

Разработка нефтяных месторождений под дном морей и океанов осуществляется при помощи не только выше рассмотренных ПБУ и МСП, а целого комплекса морских нефтегазовых сооружений (МНГС) . Морскими называются нефтегазовые сооружения, которые осуществляют процессы, связанные с добычей, транспортировкой, хранением и обработкой нефти и газа с месторождений, расположенных на акваториях морей и связанных с ними водоемов. Кроме сооружений, расположенных непосредственно в морской акватории, к условно морским можно отнести нефтегазовые сооружения на прибрежных территориях, объединяемые технологическими процессами в общий морской нефтегазовый комплекс.

«Чисто» морскими или просто «морскими» называются сооружения, находящиеся постоянно или временно на морской акватории. К таким сооружениям относятся:

Стационарные и плавучие сооружения

Подводные трубопроводы

Хранилища

Объекты, предназначенные для швартовки

Причальные береговые стенки и выносные эстакады

Порты

Подводные нефтегазовые сооружения

Условно морскими называются сооружения, располагаемые в непосредственной близости к урезу воды и предназначенные для выполнения различных технологических операций с нефтью или газом, поступающих с морских нефтегазовых месторождений. К ним относятся:

сооружения для приема и хранения нефти (резервуарные парки, насосные станции, подземные и наземные трубопроводы и др.);
сооружения для первичной обработки нефти (обезвоживание, очистка от механических примесей и т.д.);
терминалы для приема нефтеналивных танкеров и газоводов.

По виду рабочего положения МНГС классифицируются на:

МНГС, опирающиеся на дно моря

МНГС, не опирающиеся на дно

В зависимости от конструктивных признаков МНГС классифицируются следующим образом:

Сооружения линейные

Сооружения точечные или моноопорные

Сооружения многоопорные

Сооружения массивные

Сооружения плавучие (плавучие объекты)

Сооружения подводные