منصة النفط في البحر. ميزات إنتاج النفط والغاز البحري

من أجل البدء في تطوير محميات القطب الشمالي والبحرية منصات النفط. حتى وقت قريب ، تم شراء أو تأجير الحفارات العائمة بشكل أساسي من الخارج. في المناخ الجيوسياسي الحالي ، حتى هذا يصبح غير عملي ، لذلك من المهم تسريع عملية إنشاء مراكز لبناء مثل هذه المرافق في أسرع وقت ممكن.

منصات النفط البحرية في روسيا

خلال فترة "التسعينيات المحطمة" والنصف الأول من "الصفر المستقر" كان الطلب على منتجات مثل منصة النفط العائمة غائبًا إلى حد كبير. على سبيل المثال ، تم الانتهاء من بناء تركيب الرافعة (SPBK) "القطب الشمالي" ، الذي تم وضعه في عام 1995 وكان من المفترض أن يتم تشغيله في عام 1998 ، في بداية هذا العقد فقط. لذا مشروع كبيرتوقفت للتو عن التمويل. ماذا يمكننا أن نقول عن المشاريع الصغيرة.

فقط الحاجة إلى البدء في تطوير احتياطيات القطب الشمالي في أسرع وقت ممكن جعلت الحكومة تفكر بجدية في حالة الشؤون في الصناعة. يكلف استئجار المعدات المستوردة اليوم مئات الآلاف من الدولارات كل يوم. مع الوضع الحالي لسعر صرف الروبل ، فإن التكاليف لا يمكن تحملها ، والتدهور المحتمل جدًا في العلاقات مع الغرب قد يحرم الشركات المحلية حتى من هذه المعدات.

بالإضافة إلى ذلك ، ليس من الحقيقة أن منصة النفط القادرة على العمل في ظروف التربة الصقيعية يتم إنتاجها بشكل عام اليوم في العالم. في الواقع ، بالإضافة إلى درجات الحرارة المنخفضة للغاية ، ستحتاج المعدات إلى مقاومة أقوى الاهتزازات الزلزالية والعواصف وهجمات الجليد. هناك حاجة إلى المرافق الأكثر موثوقية ، ومن الأفضل أن تكون مجهزة تجهيزًا كاملاً بالمعدات المحلية.

ما يجعل من الصعب بناء منصة نفطية في روسيا الاتحادية

حتى الآن ، فإن الحد الأقصى الذي تمكنت المصانع الروسية من تحقيقه هو إنشاء قاعدة منصة النفط والتجميع الذاتي للعناصر المتبقية من المكونات الأجنبية. يجب شراء الوحدات السكنية ومجمعات الحفر وأجهزة التفريغ وأنظمة الطاقة وغيرها من العناصر كبيرة الحجم من الخارج.

كما تعد البنية التحتية للنقل المتخلفة مشكلة كبيرة. سيتطلب تسليم مواد ومعدات البناء إلى مواقع الإنتاج في القطب الشمالي وإلى حيث يتم التخطيط للمشاريع الكبرى تكاليف كبيرة. الوصول العادي إلى حد ما حتى الآن هو فقط إلى بحر آزوف وبحر البلطيق وقزوين.

نجاحات الشركات المصنعة الروسية

ومع ذلك ، في هذه الصناعة ، لا يمكن اعتبار الاعتماد على الغرب أمرًا بالغ الأهمية. أصبحت أهم المشاريع المحلية بالطبع في عملية الإنشاء التي رأيناها أن هياكل المجتمعات الصناعية والموارد والمجتمعات العلمية والتقنية قادرة على التنسيق الفعال وحل المهام الموكلة إليها بدعم كافٍ. من الدولة.

نجحت هذه المنشأة في البقاء على قيد الحياة لمدة ثلاثة فصول شتاء دون أي طوارئ وهي تقوم بالفعل بالتعدين والتحميل. وتشمل الإنجازات الأخرى للمهندسين الروس منصتي النفط البركتين "بيركوت" و "أورلان" ، اللتين تم تشغيلهما مؤخرًا نسبيًا. تتميز بقدرتها على تحمل أدنى درجات الحرارة والاهتزازات الزلزالية الشديدة ، فضلاً عن الحد الأدنى من الحساسية لطواف وموجات الجليد العملاقة.

أما بالنسبة للمشاريع المستقبلية ، فمن الجدير بالذكر المشروع المشترك والمصانع في منطقة كالينينغراد. يخطط عمال النفط لتركيب خمس منصات حفر في البحر المحلي دفعة واحدة ، على بعد عشرات الكيلومترات من الساحل. يجب أن يكون الحجم الأولي للاستثمارات حوالي 140 مليار روبل. سيتم إنشاء المعدات في مصانع بناء الآلات في كالينينجراد. إذا لم تكن هناك قوة قاهرة ، فيجب أن يبدأ الإنتاج في وقت مبكر من عام 2017.

الاستنتاجات

يعد تطوير وتصنيع منصة نفطية حديثة عملية قابلة للمقارنة تمامًا من حيث التعقيد مع المشاريع الفضائية. في العهد السوفياتي ، تم تصنيع ما يقرب من 100 ٪ من مكونات أجهزة الحفر في الشركات المحلية. مع انهيار الاتحاد انتهى المطاف ببعضهم في الخارج ، وانتهى بعضهم تمامًا. هناك حاجة لاستعادة الكثير. القدرة اللازمة المصانع الروسيةهناك ، لكن لن يكون من الممكن تنفيذه إلا بدعم من الدولة.

إذا كانت الحكومة تتوقع حقًا أن تخلق في البلاد دورة كاملةالإنتاج ، ولن تستمر في التفكير في التجميع المنزلي للمكونات الأجنبية ، وستكون هناك حاجة إلى حلول متكاملة وجادة وضخ مالي. وإلى أن يحدث ذلك ، ستستمر الشركات في استخدام المعدات المستوردة في الغالب ، وستحتفظ روسيا باللقب المرموق بعض الشيء لملحق المواد الخام للغرب.

يتطلب تطوير حقول النفط والغاز البحرية إنشاء هياكل فريدة - منصات بحرية ثابتة. يعد التثبيت على نقطة واحدة في وسط البحر المفتوح مهمة صعبة للغاية. وعلى مدى العقود الماضية ، تم تطوير أكثر الحلول إثارة للاهتمام ، دون مبالغة ، أمثلة على العبقرية الهندسية.

بدأ تاريخ ذهاب رجال النفط إلى البحر في باكو ، على بحر قزوين ، وبالقرب من سانتا باربرا ، كاليفورنيا ، على المحيط الهادئ. حاول كل من رجال النفط الروس والأمريكيين بناء نوع من الأرصفة التي وصلت عدة مئات من الأمتار في البحر لبدء الحفر في الحقول المكتشفة بالفعل على الأرض. لكن الاختراق الحقيقي حدث في أواخر الأربعينيات ، عندما بدأ العمل مرة أخرى بالقرب من باكو والآن في خليج المكسيك ، في أعالي البحار. الأمريكيون فخورون بإنجاز كير ماكجي ، الذي حفر في عام 1947 أول بئر صناعي "بعيدًا عن الأنظار على الأرض" ، أي على مسافة حوالي 17 كيلومترًا من الساحل. كان عمق البحر صغيرًا - 6 أمتار فقط.

ومع ذلك ، يعتبر كتاب غينيس للأرقام القياسية أن "صخور الزيت" الشهيرة (نفط داسلاري - أذربيجان) بالقرب من باكو هي أول منصة نفطية في العالم. الآن هو مجمع ضخم من المنصات التي استمرت في العمل منذ عام 1949. تتكون من 200 منصة وقاعدة منفصلة وهي مدينة حقيقية في أعالي البحار.

في الخمسينيات من القرن الماضي ، كان يجري بناء المنصات البحرية ، وكانت قواعدها عبارة عن أبراج شبكية ملحومة من أنابيب معدنية أو مقاطع جانبية. تم تثبيت هذه الهياكل حرفيًا في قاع البحر بأكوام خاصة ، مما يضمن ثباتها أثناء الأمواج. كانت الهياكل نفسها "شفافة" بما فيه الكفاية لتمرير الموجات. شكل مثل هذه القاعدة يشبه الهرم المقطوع ؛ في الجزء السفلي ، يمكن أن يكون قطر مثل هذا الهيكل ضعف عرض الجزء العلوي ، حيث يتم تثبيت منصة الحفر نفسها.

هناك العديد من التصاميم لهذه المنصات. التطورات الخاصة، التي تم إنشاؤها على أساس الخبرة التشغيلية لـ "صخور النفط" ، كانت في الاتحاد السوفياتي. على سبيل المثال ، في عام 1976 ، تم تركيب المنصة "المسماة 28 أبريل" على عمق 84 مترًا. لكن لا تزال أشهر منصة من هذا النوع هي كونياك في خليج المكسيك ، وقد تم تركيبها لشركة شل عام 1977 على عمق 312 مترًا. لفترة طويلةلقد كان رقما قياسيا عالميا. لا يزال تطوير مثل هذه المنصات لأعماق 300-400 متر جاريًا ، ومع ذلك ، لا يمكن لمثل هذه الهياكل مقاومة هجمات الجليد ، وقد تم إنشاء هياكل خاصة مقاومة للثلج لحل هذه المشكلة.

في عام 1967 ، تم اكتشاف أكبر حقل أمريكي ، وهو Prudhoe Bay ، على الجرف القطبي الشمالي في ألاسكا. كان من الضروري تطوير منصات ثابتة تتحمل حمل الجليد. بالفعل في المراحل المبكرة ، ظهرت فكرتان أساسيتان - إنشاء منصات غواصة كبيرة ، وفي الواقع ، جزر اصطناعية أصلية يمكنها تحمل كومة من الجليد ، أو منصات على أرجل رفيعة نسبيًا تسمح للجليد بالمرور ، وتقطع حقولها باستخدام هذه الأرجل. مثل هذا المثال هو منصة Dolly Varden ، التي يتم تثبيتها في قاع البحر من خلال أرجلها الفولاذية الأربعة ، يبلغ قطر كل منها أكثر بقليل من 5 أمتار ، بينما تبلغ المسافة بين مراكز الدعامات حوالي 25 مترًا. تذهب الركائز التي تثبت المنصة إلى الأرض على عمق حوالي 50 مترًا.

من الأمثلة على منصة caisson المقاومة للثلج منصة Prirazlomnaya في بحر Pechersk و Molikpaq ، والمعروف أيضًا باسم Piltun-Astokhskaya-A ، قبالة الشاطئ في جزيرة سخالين. تم تصميم وبناء Molikpaq للعمل في بحر بوفورت ، وفي عام 1998 تم تجديده وبدأ العمل في موقع جديد. Molikpaq عبارة عن غواص مملوءة بالرمال تعمل كثقل للضغط على قاع المنصة مقابل قاع البحر. في الواقع ، الجزء السفلي من Molikpak عبارة عن كوب شفط ضخم ، يتكون من عدة أقسام. تم تطوير هذه التكنولوجيا بنجاح من قبل المهندسين النرويجيين في عملية تطوير رواسب المياه العميقة في بحر الشمال.

بدأت ملحمة بحر الشمال في أوائل السبعينيات ، ولكن في البداية فعل رجال النفط دون حلول غريبة - فقد بنوا منصات مثبتة من دعامات أنبوبية. كانت هناك حاجة إلى حلول جديدة عند الانتقال إلى أعماق كبيرة. كان تأليه بناء المنصات الخرسانية هو برج Troll A ، الذي تم تثبيته على عمق 303 أمتار. قاعدة المنصة عبارة عن مجمع من القيسونات الخرسانية المسلحة التي تلتصق بقاع البحر. أربعة أرجل تنمو من القاعدة ، والتي تدعم المنصة نفسها. يبلغ إجمالي ارتفاع هذا الهيكل 472 مترًا ، وهو أطول هيكل تم تحريكه على الإطلاق في مستوى أفقي. السر هنا هو أن مثل هذه المنصة تتحرك بدون صنادل - تحتاج فقط إلى سحبها.

هناك نظير معين لـ "ترول" هو المنصة المقاومة للثلج "Lunskaya-2" ، التي تم تركيبها في عام 2006 على رف سخالين. على الرغم من حقيقة أن عمق البحر لا يتجاوز 50 مترًا ، إلا أنه على عكس Troll ، يجب أن يقاوم الأحمال الجليدية. تم تطوير وبناء المنصة من قبل متخصصين نرويجيين وروس وفنلنديين. "أختها" هي منصة Berkut من نفس النوع ، والتي يتم تثبيتها في حقل Piltun-Astokhskoye. مجمعها التكنولوجي ، بني من سامسونج، هو أكبر هيكل من نوعه في العالم.

تميزت الثمانينيات والتسعينيات من القرن العشرين بظهور أفكار بناءة جديدة لتطوير حقول النفط في المياه العميقة. في الوقت نفسه ، رسمياً ، اجتاز عمال النفط العمق البالغ 200 متر الجرف وبدأوا في النزول إلى عمق أكبر على طول المنحدر القاري. الهياكل الحلقية التي كان من المفترض أن تقف في قاع البحر تقترب من الحد الممكن. وتم اقتراح حل جديد مرة أخرى في Kerr-McGee - لبناء منصة عائمة في شكل معلم ملاحة.

الفكرة بسيطة للغاية. يتم بناء أسطوانة ذات قطر كبير ومحكمة الإغلاق وطويلة جدًا. في الجزء السفلي من الأسطوانة يتم وضع حمولة من مادة لها جاذبية معينة أكبر من جاذبية الماء ، مثل الرمل. والنتيجة هي عوامة بمركز جاذبية أقل بكثير من مستوى الماء. بالنسبة للجزء السفلي منها ، يتم إرفاق منصة من نوع Spar بكابلات إلى المراسي السفلية - وهي عبارة عن مراسي خاصة يتم تثبيتها في قاع البحر. تم بناء أول منصة من هذا النوع تسمى نبتون في خليج المكسيك عام 1996 على عمق 590 مترًا. يبلغ طول الهيكل أكثر من 230 مترا وقطره 22 مترا. حتى الآن ، فإن أعمق منصة من هذا النوع هي منصة Perdido ، التي تعمل بواسطة صدَفَة، في خليج المكسيك على عمق 2450 متر.

يتطلب تطوير الحقول البحرية المزيد والمزيد من التطورات والتقنيات الجديدة ، ليس فقط في البناء الفعلي للمنصات ، ولكن أيضًا من حيث البنية التحتية التي تخدمها ، مثل خطوط الأنابيب ، على سبيل المثال ، التي يجب أن يكون لها خصائص خاصة للعمل في الظروف البحرية . هذه العملية مستمرة في جميع البلدان المتقدمة التي تشارك في إنتاج المنتجات ذات الصلة. في روسيا ، على سبيل المثال ، يعمل مصنعو أنابيب الأورال من ChTPZ بنشاط على تطوير إنتاج منتجات الأنابيب ، الموجهة خصيصًا للتشغيل على الرف وفي الظروف الصعبة في القطب الشمالي. في أوائل مارس ، تم تقديم تطورات جديدة ، مثل الأنابيب ذات القطر الكبير للناهضين (الناهضون الذين يربطون المنصة بمعدات تحت سطح البحر) وغيرها من الهياكل التي تتطلب مقاومة في القطب الشمالي. يتم تسريع العمل بسبب الحاجة إلى استبدال الواردات - من الشركات الروسيةهناك المزيد والمزيد من الطلبات على أنابيب التغليف وغيرها من المعدات لترتيب الآبار تحت الماء. التقنيات لا تقف مكتوفة الأيدي ، مما يعني أن هناك فرصًا لتطوير مجالات جديدة واعدة.

سيحل إنتاج النفط البحري ، جنبًا إلى جنب مع تطوير الصخر الزيتي واحتياطيات الهيدروكربونات التي يصعب استردادها ، في نهاية المطاف محل تطوير رواسب "الذهب الأسود" التقليدية على الأرض بسبب نضوب الأخير. في الوقت نفسه ، يتم الحصول على المواد الخام في المناطق البحرية بشكل أساسي باستخدام طرق مكلفة وكثيفة العمالة ، مع إشراك أكثرها تعقيدًا المجمعات التقنية- منصات البترول

خصوصية إنتاج النفط البحري

التقليل من المخزونات التقليدية حقول النفطعلى الأرض أجبرت الشركات الرائدة في الصناعة على تكريس جهودها لتطوير الكتل البحرية الغنية. وكتب برونيدرا في وقت سابق أن الدافع لتطوير هذا القطاع الإنتاجي كان في السبعينيات ، بعد أن فرضت دول أوبك حظرا على النفط.

وفقًا لتقديرات الخبراء المتفق عليها ، تصل احتياطيات النفط الجيولوجية المقدرة الموجودة في الطبقات الرسوبية للبحار والمحيطات إلى 70 ٪ من إجمالي الحجم العالمي ويمكن أن تصل إلى مئات المليارات من الأطنان. يقع حوالي 60٪ من هذا الحجم في مناطق الرفوف.

حتى الآن ، لا يغطي نصف أحواض النفط والغاز في العالم ، البالغ عددها أربعمائة ، القارات على اليابسة فحسب ، بل يمتد أيضًا على الرف. الآن يتم تطوير حوالي 350 حقلاً في مناطق مختلفة من المحيط العالمي. تقع جميعها داخل مناطق الرف ، ويتم الإنتاج ، كقاعدة عامة ، على عمق يصل إلى 200 متر.

في المرحلة الحالية من التطور التكنولوجي ، يرتبط إنتاج النفط البحري بارتفاع التكاليف والصعوبات الفنية ، فضلاً عن عدد من العوامل الخارجية السلبية. عقبات ل عمل فعالفي البحر ، غالبًا ما يكون هناك معدل زلزالي مرتفع ، وجبال جليدية ، وحقول جليدية ، وأمواج تسونامي ، وأعاصير وأعاصير ، وتربة صقيعية ، وتيارات قوية وأعماق كبيرة.

كما أن التطور السريع في إنتاج النفط البحري يعوقه ارتفاع تكلفة المعدات وأعمال تطوير الحقول. يزداد مقدار تكاليف التشغيل مع زيادة عمق الإنتاج وصلابة الصخور وسمكها ، وكذلك بعد الحقل عن الساحل وتعقيد التضاريس السفلية بين منطقة الاستخراج والساحل حيث تم وضع خطوط الأنابيب. ترتبط التكاليف الجسيمة أيضًا بتنفيذ تدابير لمنع تسرب النفط.

تبلغ تكلفة منصة الحفر وحدها ، المصممة للعمل على أعماق تصل إلى 45 مترًا ، 2 مليون دولار ، ويمكن أن تصل تكلفة المعدات المصممة لعمق يصل إلى 320 مترًا إلى 30 مليون دولار. بسعر 113 مليون دولار

شحن النفط المنتج إلى ناقلة

تشغيل منصة حفر متنقلة على عمق خمسة عشر مترا تقدر بـ 16 ألف دولار في اليوم ، 40 مترا - 21 ألف دولار ، منصة ذاتية الدفع عند استخدامها على أعماق 30-180 مترا - بسعر 1.5-7 مليون دولار. فقط في الحالات التي نتحدث فيها عن احتياطيات نفطية كبيرة.

يجب أيضًا مراعاة أن تكلفة إنتاج النفط في مناطق مختلفة ستكون مختلفة. العمل المرتبط باكتشاف حقل في الخليج الفارسي يقدر بـ 4 ملايين دولار ، في بحار إندونيسيا - 5 ملايين دولار ، وفي بحر الشمال ترتفع الأسعار إلى 11 مليون دولار.لإذن لتطوير الأرض.

أنواع وترتيب منصات البترول

عند استخراج النفط من حقول المحيط العالمي ، تستخدم الشركات المشغلة ، كقاعدة عامة ، منصات بحرية خاصة. هذه الأخيرة عبارة عن مجمعات هندسية يتم من خلالها إجراء عمليات الحفر والاستخراج المباشر للمواد الخام الهيدروكربونية من قاع البحر. تم إطلاق أول منصة نفطية بحرية في ولاية لويزيانا الأمريكية في عام 1938. الأول في العالم مباشرة منصة بحريةتحت اسم "صخور النفط" بدأ العمل في عام 1949 في بحر قزوين الأذربيجاني.

الأنواع الرئيسية للمنصات:

ثابت؛
ثابت بحرية
شبه مغمورة (التنقيب والحفر والإنتاج) ؛
منصات الحفر الرافعة
مع دعامات ممتدة
مخازن الزيت العائمة.

جهاز حفر عائم بأرجل قابلة للسحب "القطب الشمالي"

يمكن العثور على أنواع مختلفة من المنصات في كل من الأشكال النقية والمجمعة. يرتبط اختيار نوع أو آخر من المنصات بمهام وشروط محددة لتطوير الودائع. إستعمال أنواع مختلفةالمنصات في عملية تطبيق التقنيات الرئيسية للإنتاج البحري ، سننظر أدناه.

من الناحية الهيكلية ، تتكون منصة النفط من أربعة عناصر - الهيكل ونظام المرساة والسطح وجهاز الحفر. البدن عبارة عن عائم مثلث أو رباعي الزوايا مثبت على ستة أعمدة. يتم الاحتفاظ بالهيكل طافيًا بسبب حقيقة أن العائم ممتلئ بالهواء. توجد أنابيب الحفر والرافعات ومهبط طائرات الهليكوبتر على سطح السفينة. يخفض البرج الحفر مباشرة إلى قاع البحر ويرفعه حسب الحاجة.

1 - جهاز حفر 2 - مهبط طائرات الهليكوبتر 3 - نظام المرساة ؛ 4 - الجسم 5 - سطح السفينة

يتم تثبيت المجمع في مكانه بواسطة نظام مرساة ، والذي يتضمن تسعة روافع على طول جوانب المنصة والكابلات الفولاذية. يصل وزن كل مرساة إلى 13 طنًا. يتم تثبيت المنصات الحديثة في نقطة معينة ليس فقط بمساعدة المراسي والأكوام ، ولكن أيضًا التقنيات المتقدمة، بما في ذلك أنظمة تحديد المواقع. يمكن إرساء المنصة في نفس المكان لعدة سنوات ، بغض النظر عن الظروف الجوية في البحر.

يتم تجميع المثقاب ، الذي يتم التحكم فيه بواسطة روبوتات تحت الماء ، في أقسام. طول قسم واحد يتكون من أنابيب فولاذية، 28 مترا. يتم إنتاج التدريبات بمدى واسع إلى حد ما من القدرات. على سبيل المثال ، يمكن أن يشتمل حفر منصة EVA-4000 على ما يصل إلى ثلاثمائة قسم ، مما يجعل من الممكن التعمق أكثر بمقدار 9.5 كيلومترات.

منصة حفر البترول

يتم تنفيذ إنشاء منصات الحفر من خلال التسليم إلى منطقة الإنتاج وإغراق قاعدة الهيكل. بالفعل على "الأساس" الذي تم استلامه ، تم بناء بقية المكونات. تم إنشاء المنصات الزيتية الأولى عن طريق اللحام من مقاطع جانبية وأبراج شبكية على شكل هرم مقطوع ، تم تثبيته بإحكام في قاع البحر باستخدام أكوام. تم تركيب معدات الحفر على هذه الهياكل.

بناء منصة النفط ترول

أدت الحاجة إلى تطوير الرواسب في خطوط العرض الشمالية ، حيث يلزم وجود منصات مقاومة للجليد ، إلى قيام المهندسين بالتوصل إلى مشروع لبناء أساسات مغطاة ، والتي كانت في الواقع جزرًا اصطناعية. يمتلئ الغواص بالصابورة ، وعادة ما يكون الرمل. مع ثقلها ، يتم ضغط الأساس على قاع البحر.

منصة ثابتة "Prirazlomnaya" بقاعدة غواص

أدت الزيادة التدريجية في حجم المنصات إلى الحاجة إلى مراجعة تصميمها ، لذلك أنشأ المطورون من Kerr-McGee (الولايات المتحدة الأمريكية) مشروعًا لكائن عائم على شكل معلم ملاحة. التصميم عبارة عن أسطوانة ، يتم وضع الصابورة في الجزء السفلي منها. يتم توصيل الجزء السفلي من الأسطوانة بالمراسي السفلية. جعل هذا القرار من الممكن بناء منصات موثوقة نسبيًا بأبعاد دائرية حقيقية ، مصممة للعمل في أعماق كبيرة جدًا.

جهاز الحفر العائم شبه الغاطس "بوليارنايا زفيزدا"

ومع ذلك ، تجدر الإشارة إلى أنه لا يوجد فرق كبير بين الحفارات البحرية والبرية مباشرة في إجراءات استخراج النفط وشحنه. على سبيل المثال ، تتطابق المكونات الرئيسية لمنصة بحرية من النوع الثابت مع تلك الخاصة بمنصة النفط البرية.

تتميز الحفارات البحرية في المقام الأول باستقلالية التشغيل. لتحقيق هذه الجودة ، تم تجهيز المحطات بمولدات كهربائية قوية ومحطات لتحلية المياه. يتم تجديد مخزون المنصات بمساعدة سفن الخدمة. بجانب، النقل البحريكما أنها تستخدم لنقل الهياكل إلى نقاط العمل ، في أنشطة الإنقاذ ومكافحة الحرائق. وبطبيعة الحال ، يتم نقل المواد الخام المستلمة باستخدام خطوط الأنابيب أو الناقلات أو مرافق التخزين العائمة.

التكنولوجيا البحرية

في المرحلة الحالية من تطور الصناعة ، على مسافات قصيرة من مكان الإنتاج إلى الساحل ، يتم حفر الآبار المائلة. في الوقت نفسه ، يتم استخدام تطوير متقدم في بعض الأحيان - التحكم عن بعد في عمليات حفر بئر أفقي ، مما يوفر دقة تحكم عالية ويسمح لك بإعطاء أوامر لمعدات الحفر على مسافة عدة كيلومترات.

عادة ما تكون الأعماق عند الحدود البحرية للجرف حوالي مائتي متر ، ولكنها تصل أحيانًا إلى نصف كيلومتر. اعتمادًا على الأعماق والمسافة من الساحل ، يتم استخدام تقنيات مختلفة للحفر واستخراج النفط. أساسات محصنة ، نوع من الجزر الاصطناعية ، يتم بناؤها في مناطق ضحلة. إنها بمثابة أساس لتركيب معدات الحفر. في عدد من الحالات ، تقوم الشركات المشغلة بتطويق موقع العمل بالسدود ، وبعد ذلك يتم ضخ المياه من الحفرة الناتجة.

إذا كانت المسافة إلى الساحل مئات الكيلومترات ، في هذه الحالة يتم اتخاذ قرار لبناء منصة نفطية. لا يمكن استخدام المنصات الثابتة ، وهي الأبسط في التصميم ، إلا على أعماق تصل إلى عدة عشرات من الأمتار ؛ وتتيح المياه الضحلة إصلاح الهيكل بكتل خرسانية أو أكوام.

منصة ثابتة LSP-1

على أعماق حوالي 80 مترا ، يتم استخدام منصات عائمة مع دعامات. تستخدم الشركات في المناطق العميقة (حتى 200 متر) ، حيث يمثل إصلاح المنصة مشكلة ، منصات حفر شبه غاطسة. يتم تنفيذ تثبيت مثل هذه المجمعات في مكانها باستخدام نظام تحديد المواقع الذي يتكون من أنظمة الدفع تحت الماء والمراسي. إذا كنا نتحدث عن أعماق كبيرة جدًا ، ففي هذه الحالة تشارك سفن الحفر.

سفينة الحفر ميرسك فاليانت

الآبار مجهزة بكل من الطرق الفردية والعنقودية. في الآونة الأخيرة ، بدأ استخدام قواعد الحفر المتنقلة. يتم إجراء الحفر المباشر في البحر باستخدام الناهضين - أعمدة من الأنابيب ذات القطر الكبير التي تغرق في القاع. بعد الانتهاء من الحفر ، يتم تركيب مانع متعدد الأطنان (مانع الانفجار) وتركيبات رأس البئر في الجزء السفلي ، مما يجعل من الممكن تجنب تسرب الزيت من بئر جديد. كما تم إطلاق معدات مراقبة حالة البئر. بعد بدء الإنتاج ، يُضخ الزيت إلى السطح عبر خطوط أنابيب مرنة.

تطبيقات أنظمة الإنتاج البحرية المختلفة: 1- الآبار المائلة ؛ 2 - المنصات الثابتة ؛ 3 - منصات عائمة مع دعامات ؛ 4 - المنصات شبه الغاطسة ؛ 5- حفر السفن

إن التعقيد والتكنولوجيا العالية لعمليات التطوير في الخارج واضحان ، حتى بدون الخوض في التفاصيل الفنية. هل من المستحسن تطوير هذا الجزء من الإنتاج ، بالنظر إلى الصعوبات الكبيرة المرتبطة به؟ الجواب لا لبس فيه - نعم. على الرغم من العقبات في تطوير الكتل البحرية و نفقات باهظةبالمقارنة مع العمل على الأرض ، مع ذلك ، فإن النفط المنتج في مياه المحيطات مطلوب في ظروف الزيادة المستمرة في الطلب على العرض.

تذكر أن روسيا والدول الآسيوية تخطط بنشاط لزيادة القدرة المشاركة في الإنتاج البحري. يمكن اعتبار هذا الوضع عمليًا بأمان - نظرًا لاستنفاد احتياطيات "الذهب الأسود" على الشاطئ ، سيصبح العمل في البحر أحد الطرق الرئيسية للحصول على المواد الخام النفطية. حتى مع الأخذ في الاعتبار المشاكل التكنولوجية والتكلفة وكثافة العمالة للإنتاج البحري ، فإن النفط المستخرج بهذه الطريقة لم يصبح منافسًا فحسب ، بل احتل مكانته في سوق الصناعة منذ فترة طويلة وبقوة.

حقول الغاز الطبيعي ليست فقط على الأرض. توجد رواسب بحرية - يوجد النفط والغاز أحيانًا في الأحشاء مخبأة بالماء.

الساحل والجرف

يستكشف الجيولوجيون الأرض والبحار والمحيطات. إذا تم العثور على الرواسب بالقرب من الشاطئ - في المنطقة الساحلية ، فإن آبار الاستكشاف المائلة يتم بناؤها من الأرض إلى البحر. الودائع البعيدة عن الساحل تنتمي بالفعل إلى منطقة الرف. يُطلق على الرف اسم الهامش تحت الماء من البر الرئيسي بنفس التركيب الجيولوجي للأرض ، وحدوده هي الحافة - انخفاض حاد في العمق. لمثل هذه الرواسب ، يتم استخدام المنصات العائمة وأجهزة الحفر ، وإذا كان العمق صغيرًا ، يتم إجراء الحفر فقط من خلالها.

لإنتاج الهيدروكربونات في الحقول البحرية ، توجد منصات حفر عائمة - منصات خاصة - بشكل أساسي من ثلاثة أنواع: نوع الجاذبية ، شبه مغمور ورافعة.

لأعماق ضحلة

المنصات ذاتية الرفع عبارة عن طوافات عائمة ، يتم تثبيت جهاز حفر في وسطها ، وفي الزوايا - أعمدة الدعم. في موقع الحفر ، تغرق الأعمدة في القاع وتتعمق في الأرض ، وترتفع المنصة فوق الماء. يمكن أن تكون هذه المنصات ضخمة: مع أماكن معيشة للعمال وأفراد الطاقم ، ومهبط للطائرات العمودية ، ومحطة توليد الطاقة الخاصة بهم. لكنها تستخدم في الأعماق الضحلة ، ويعتمد الاستقرار على نوع التربة الموجودة في قاع البحر.

أين أعمق

تستخدم المنصات شبه الغاطسة في أعماق كبيرة. لا ترتفع المنصات فوق الماء ، ولكنها تطفو فوق موقع الحفر ، مثبتة بمراسي ثقيلة.

منصات الحفر من نوع الجاذبية هي الأكثر استقرارًا ، حيث تتمتع بقاعدة خرسانية قوية ترتكز على قاع البحر. تم بناء أعمدة الحفر وخزانات تخزين المواد الخام وخطوط الأنابيب في هذه القاعدة ، كما يوجد جهاز حفر أعلى القاعدة. يمكن لعشرات وحتى مئات العمال العيش على مثل هذه المنصات.

يتم نقل الغاز المنتج من المنصة للمعالجة إما على ناقلات خاصة أو عبر خط أنابيب غاز تحت الماء (على سبيل المثال ، في مشروع سخالين -2)

الإنتاج البحري في روسيا

نظرًا لأن روسيا تمتلك أكبر رف في العالم ، حيث توجد العديد من الحقول ، فإن تطوير الإنتاج البحري يعد واعدًا للغاية لصناعة النفط والغاز. بدأت أولى الآبار البحرية لإنتاج الغاز في روسيا الحفر في عام 2007 بواسطة شركة سخالين للطاقة في حقل لونسكوي في سخالين. في عام 2009 ، بدأ إنتاج الغاز من منصة Lunskaya-A. يعد مشروع سخالين 2 اليوم أحد أكبر مشاريع شركة غازبروم. اثنتان من المنصات الثلاثة القائمة على الجاذبية المثبتة في عرض البحر في سخالين هما أثقل الهياكل البحرية في تاريخ صناعة النفط والغاز العالمية.

بالإضافة إلى ذلك ، تنفذ غازبروم مشروع سخالين -3 في بحر أوخوتسك ، وتستعد لتطوير حقل شتوكمان في بحر بارنتس وحقل بريرازلومنوي في بحر بيتشورا. تتم أعمال الاستكشاف في مياه خليجي أوب وتاز.

تعمل غازبروم أيضًا على أرفف كازاخستان وفيتنام والهند وفنزويلا.

كيف يعمل مجمع إنتاج الغاز تحت الماء

حاليا ، هناك أكثر من 130 الحقول البحرية في العالم حيث العمليات التكنولوجيةلاستخراج الهيدروكربونات من قاع البحر.

جغرافية توزيع الإنتاج تحت الماء واسعة النطاق: أرفف بحر الشمال والبحر الأبيض المتوسط والهند وجنوب شرق آسيا وأستراليا وغرب إفريقيا وأمريكا الشمالية والجنوبية.

في روسيا ، ستقوم شركة غازبروم بتركيب أول مجمع إنتاجي على رف سخالين كجزء من تطوير حقل كيرينسكوي. ومن المقرر أيضًا استخدام تقنيات الإنتاج تحت سطح البحر في مشروع تطوير حقل شتوكمان لتكثيف الغاز.

التعدين العنكبوت

يشبه مجمع الإنتاج تحت سطح البحر (MPS) الذي يحتوي على عدة آبار عنكبوت ، وجسمه متشعب.

المتشعب هو أحد عناصر تجهيزات النفط والغاز ، والذي يتكون من عدة خطوط أنابيب ، عادةً ما تكون مثبتة على قاعدة واحدة ، مصممة للضغط العالي ومتصلة وفقًا لمخطط معين. يجمع المشعب الهيدروكربونات المنتجة من عدة آبار. المعدات التي يتم تركيبها فوق البئر وتتحكم في تشغيلها تسمى شجرة عيد الميلاد ، وفي الأدبيات الأجنبية تسمى شجرة عيد الميلاد (أو شجرة X) - "شجرة عيد الميلاد". يمكن دمج العديد من "أشجار عيد الميلاد" هذه وتأمينها بقالب واحد (اللوحة السفلية) ، مثل البيض في سلة البيض. يتم أيضًا تثبيت أنظمة التحكم في MPC.

يمكن أن يختلف تعقيد الأنظمة تحت سطح البحر من بئر واحد إلى عدة آبار في قالب أو متجمعة بالقرب من مجمع. يمكن نقل الإنتاج من الآبار إما إلى سفينة المعالجة البحرية ، حيث يتم تنفيذ عمليات تكنولوجية إضافية ، أو مباشرة إلى الشاطئ ، إذا لم يكن بعيدًا عن الشاطئ.

Hydrophones لتحقيق الاستقرار الديناميكي للسفينة

القارب مزود بمعدات الغوص.

يدعم القوس متوسط العمق الناهضين قبل التسليم للسفينة

من خلال رافعات الإنتاج المرنة ، يتم توجيه الغاز المنتج من اللوح السفلي إلى الوحدة العائمة

قطر الناهض - 36 سم

يتم تعيين MPC باستخدام سفن خاصة ، والتي يجب أن تكون مجهزة بمعدات الغوص للأعماق الضحلة (عدة عشرات من الأمتار) والروبوتات لأعماق أكبر.

ارتفاع الهيكل الواقي للمشعب - 5 م

تقطع الأعمدة المتشعبة في قاع البحر حتى عمق 0.5 متر

معرفتي

بدأت تقنيات إنتاج الهيدروكربونات تحت سطح البحر في التطور في منتصف السبعينيات من القرن الماضي. لأول مرة ، بدأت معدات رأس البئر تحت سطح البحر في العمل في خليج المكسيك. اليوم ، تنتج حوالي 10 شركات في العالم معدات تحت سطح البحر لإنتاج الهيدروكربونات.

في البداية ، كانت مهمة المعدات تحت الماء هي ضخ النفط فقط. خفضت التصميمات المبكرة الضغط الخلفي (الضغط الخلفي) في الخزان باستخدام نظام الضغط تحت سطح البحر. تم فصل الغاز عن الهيدروكربونات السائلة تحت الماء ، ثم تم ضخ الهيدروكربونات السائلة إلى السطح ، ويرتفع الغاز تحت ضغطه الخاص.

شركة غازبروم واثقة من أن استخدام مرافق الإنتاج تحت الماء آمن. لكنها معقدة للغاية التقنيات الحديثةتتطلب موظفين مؤهلين تأهيلا عاليا ، لذلك ، عند اختيار الموظفين لمشاريع التنمية الخارجية ، يفضل المهندسين ذوي الخبرة الميدانية الواسعة. سيقلل هذا النهج من مخاطر الحوادث مثل الحادث الذي وقع على منصة حفر BP في خليج المكسيك ، والذي نتج إلى حد كبير عن العامل البشري.

اليوم ، تسمح تقنيات الإنتاج تحت سطح البحر بضخ الهيدروكربونات تحت سطح البحر ، وفصل الغاز عن السائل ، وفصل الرمال ، وإعادة حقن المياه ، ومعالجة الغاز ، وضغط الغاز ، فضلاً عن مراقبة هذه العمليات والتحكم فيها.

أين هناك حاجة إلى "عناكب التعدين"؟

في البداية ، تم استخدام تقنيات تحت سطح البحر فقط في الحقول الناضجة ، لأنها سمحت بزيادة عامل استرداد الهيدروكربون. تتميز الحقول الناضجة عادةً بضغط خزان منخفض وقطر مرتفع للمياه (محتوى مائي مرتفع في خليط الهيدروكربون). من أجل زيادة ضغط الخزان ، بسبب ارتفاع الهيدروكربونات إلى السطح ، يتم ضخ المياه المستخرجة من خليط الهيدروكربون إلى الخزان.

ومع ذلك ، يمكن أيضًا تمييز الحقول الجديدة بضغط الخزان الأولي المنخفض. لذلك ، بدأ استخدام التقنيات تحت سطح البحر في كل من المجالات الجديدة والناضجة.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن تنظيم جزء من العمليات تحت الماء يقلل من تكلفة بناء الهياكل الفولاذية الضخمة. في بعض المناطق ، من المناسب وضع السلسلة التكنولوجية بأكملها لاستخراج الهيدروكربونات تحت الماء. على سبيل المثال ، يمكن استخدام هذا الخيار في القطب الشمالي ، حيث يمكن أن تتسبب الهياكل الفولاذية السطحية في إتلاف الجبال الجليدية. إذا كان عمق البحر أكبر من اللازم ، فمن الضروري استخدام مجمع تحت الماء بدلاً من الهياكل الفولاذية الضخمة.

> منصة النفط البحرية.

هذا استمرار للقصة حول كيفية عمل منصة النفط البحرية. الجزء الأول مع قصة عامة عن الحفارة وكيف يعيش عمال النفط عليها هنا.

تتم جميع عمليات التحكم في المنصة الثابتة المقاومة للثلج البحرية (OIRFP) من لوحة التحكم المركزية (CPU):

المنصة بأكملها مكتظة بأجهزة استشعار ، وحتى إذا أشعل عامل سيجارة في مكان ما في مكان خاطئ ، فستعلم سلطة التحالف المؤقتة بذلك على الفور ، وبعد ذلك بقليل ، في قسم شؤون الموظفين ، الذي سيعد أمرًا بإبعاد هذا الرجل الذكي حتى قبل أن تسلمه المروحية إلى أرض كبيرة:

السطح العلوي يسمى Trubnaya. يتم هنا تجميع الشموع من 2-3 أنابيب حفر ويتم التحكم في عملية الحفر من هنا:

سطح الأنابيب هو المكان الوحيد على منصة الحفر حيث يوجد تلميح من الأوساخ. جميع الأماكن الأخرى على المنصة مصقولة للتألق.

الدائرة الرمادية الكبيرة على اليمين هي بئر جديد هذه اللحظةبوريات. يستغرق حفر كل بئر حوالي شهرين:

لقد وصفت بالفعل عملية الحفر بالتفصيل في منشور حول كيفية إنتاج النفط:

رئيس الحفار. لديه كرسي على عجلات مع 4 شاشات ، وعصا تحكم وأشياء رائعة أخرى متنوعة. من هذا الكرسي المعجزة يتحكم في عملية الحفر:

مضخات تضخ الطين بضغط 150 ضغط جوي. هناك مضختان عاملة وواحدة احتياطية على المنصة (اقرأ عن سبب الحاجة إليها والغرض من الأجهزة الأخرى في المقالة حول كيفية إنتاج الزيت):

10.

شاروشكا هو إزميل. هي التي على طرف خيط الحفر:

11.

بمساعدة سائل الحفر الذي حقنته المضخات من الصورة السابقة ، يتم تدوير هذه الأسنان ، ويتم نقل الصخور الملتوية مع سائل الحفر المستهلك:

12.

في الوقت الحالي ، هناك 3 آبار نفط ، وآبار غاز ، وآبار مياه تعمل بالفعل في منصة الحفر هذه. يجري حفر بئر آخر.

يمكن حفر بئر واحد فقط في المرة الواحدة ، وسيكون المجموع الكلي 27 بئرًا ، يتراوح طول كل بئر من 2.5 إلى 7 كيلومترات (غير عميق). يقع خزان النفط على عمق 1300 متر تحت الأرض ، بحيث تكون جميع الآبار أفقية وتشع مثل مخالب من موقع الحفر:

13.

معدل تدفق البئر (أي مقدار الزيت الذي يضخه في الساعة) من 12 إلى 30 مترًا مكعبًا:

14.

في هذه الأسطوانات الفاصلة ، يتم فصل الغاز والماء المصاحب عن الزيت ، وعند المخرج بعد المرور عبر محطة معالجة الزيت ، والتي تفصل جميع الشوائب عن الزيت ، يتم الحصول على الزيت التجاري:

15.

تم وضع خط أنابيب تحت الماء بطول 58 كيلومترًا من المنصة إلى منشأة تخزين نفط عائمة تم تركيبها خارج منطقة الجليد في بحر قزوين:

16.

يتم ضخ النفط في خط الأنابيب بواسطة المضخات الرئيسية:

17.

تضخ هذه الضواغط الغاز المصاحب مرة أخرى إلى الخزان للحفاظ على ضغط المكمن ، مما يدفع النفط إلى السطح ، على التوالي ، يصبح استخراج النفط أكبر:

18.

يتم تنظيف المياه التي تم فصلها من الزيت من الشوائب الميكانيكية وإعادتها إلى الخزان (نفس الماء الذي تم ضخه من الأحشاء)

19.

تضخ مضخات 160 جوًا المياه مرة أخرى إلى الخزان:

20.

تحتوي المنصة على مختبر كيميائي خاص بها ، حيث يتم مراقبة جميع معايير النفط والغاز المصاحب والمياه:

21.

22.

يتم تزويد الحفارة بالكهرباء بواسطة 4 توربينات تعمل بالغاز المصاحب بسعة إجمالية تبلغ حوالي 20 ميجاوات. في الصناديق البيضاء توربينات بقوة 5 ميغاواط لكل منها:

23.

إذا تم قطع التوربينات لأي سبب من الأسباب ، فسيتم تشغيل الحفارة بواسطة مولدات الديزل الاحتياطية.