Um mit der Entwicklung der arktischen Reserven zu beginnen, marine Ölplattformen. Bis vor kurzem wurden schwimmende Bohrinseln hauptsächlich im Ausland gekauft oder geleast. Im derzeitigen geopolitischen Klima wird selbst dies unpraktisch, daher ist es wichtig, den Prozess der Schaffung von Zentren für den Bau solcher Einrichtungen so schnell wie möglich zu beschleunigen.
Offshore-Ölplattformen in Russland
Während der „stürmischen Neunziger“ und der ersten Hälfte der „stabilen Null“ fehlte die Nachfrage nach Produkten wie einer schwimmenden Ölplattform im Großen und Ganzen. So wurde der Bau der Hubinsel (SPBK) „Arctic“, die 1995 auf Kiel gelegt wurde und 1998 in Betrieb gehen sollte, erst zu Beginn dieses Jahrzehnts abgeschlossen. So bedeutendes Projekt habe gerade aufgehört zu finanzieren. Was können wir über kleinere Unternehmen sagen.
Nur die Notwendigkeit, so schnell wie möglich mit der Erschließung der Reserven der Arktis zu beginnen, veranlasste die Regierung, ernsthaft über den Stand der Dinge in der Branche nachzudenken. Das Mieten von importierter Ausrüstung kostet heute jeden Tag Hunderttausende von Dollar. Beim derzeitigen Stand des Rubelkurses sind die Kosten unerschwinglich, und eine sehr wahrscheinliche Verschlechterung der Beziehungen zum Westen könnte heimischen Unternehmen sogar diese Ausrüstung entziehen.
Darüber hinaus ist es keineswegs eine Tatsache, dass heute auf der Welt im Allgemeinen eine Ölplattform produziert wird, die unter Permafrostbedingungen betrieben werden kann. Neben extrem niedrigen Temperaturen muss die Ausrüstung den stärksten seismischen Erschütterungen, Stürmen und Eisangriffen standhalten. Es werden die zuverlässigsten Einrichtungen benötigt, und es ist besser, dass sie vollständig mit Haushaltsgeräten ausgestattet sind.
Was den Bau einer Ölplattform in der Russischen Föderation erschwert
Das Maximum, das russische Werke bisher erreicht haben, ist die Schaffung der Basis der Ölplattform und die Selbstmontage der verbleibenden Elemente aus ausländischen Komponenten. Wohnmodule, Bohrkomplexe, Abladevorrichtungen, Stromanlagen und andere großformatige Gegenstände müssen im Ausland gekauft werden.
Auch die unterentwickelte Verkehrsinfrastruktur ist ein erhebliches Problem. Die Lieferung von Baumaterialien und Ausrüstungen zu Produktionsstätten in der Arktis und dorthin, wo Großprojekte geplant sind, wird erhebliche Kosten verursachen. Ein mehr oder weniger normaler Zugang besteht bisher nur zum Asowschen Meer, zur Ostsee und zum Kaspischen Meer.
Erfolge russischer Hersteller
Dennoch kann in dieser Branche die Abhängigkeit vom Westen nicht als kritisch bezeichnet werden. Das bedeutendste der einheimischen Projekte ist natürlich geworden, bei deren Erstellung wir gesehen haben, dass die Strukturen der Industrie-, Ressourcen- und wissenschaftlichen und technischen Gemeinschaften in der Lage sind, die ihnen übertragenen Aufgaben mit ausreichender Unterstützung effektiv zu koordinieren und zu lösen vom Staat.
Diese Anlage hat drei Winter ohne Notfälle erfolgreich überstanden und wird bereits abgebaut und verladen. Zu den weiteren Errungenschaften russischer Ingenieure gehören die vor relativ kurzer Zeit in Betrieb genommenen Offshore-Ölplattformen "Berkut" und "Orlan". Sie zeichnen sich durch ihre Fähigkeit aus, niedrigsten Temperaturen und starken seismischen Erschütterungen standzuhalten, sowie eine minimale Empfindlichkeit gegenüber riesigen Eisschollen und Wellen.
Was zukünftige Projekte betrifft, sind das gemeinsame Unternehmen und die Fabriken des Kaliningrader Gebiets zu erwähnen. Die Ölmänner planen, fünf Bohrtürme gleichzeitig im Meer zu installieren, Dutzende Kilometer von der Küste entfernt. Das vorläufige Investitionsvolumen sollte etwa 140 Milliarden Rubel betragen. Die Ausrüstung wird in den Kaliningrader Maschinenbauwerken hergestellt. Wenn keine höhere Gewalt vorliegt, soll die Produktion bereits 2017 beginnen.
Schlussfolgerungen
Die Entwicklung und Herstellung einer modernen Ölplattform ist ein Prozess, der in seiner Komplexität durchaus mit Raumfahrtprojekten vergleichbar ist. Zu Sowjetzeiten wurden fast 100% der Komponenten für Bohrinseln in einheimischen Unternehmen hergestellt. Mit dem Zusammenbruch der Union landeten einige von ihnen im Ausland, und einige von ihnen hörten vollständig auf zu existieren. Vieles muss restauriert werden. Die nötige Kapazität Russische Fabriken Es gibt sie, aber sie werden nur mit Unterstützung des Staates umgesetzt werden können.
Wenn die Regierung wirklich damit rechnet, im Land zu schaffen vollen Zyklus Produktion und wird die Heimmontage ausländischer Komponenten nicht mehr als solche in Betracht ziehen, ernsthafte integrierte Lösungen und Finanzspritzen werden erforderlich sein. Bis dies geschieht, werden Unternehmen weiterhin hauptsächlich importierte Ausrüstung verwenden, und Russland wird den etwas prestigeträchtigen Titel eines Rohstoff-Anhängsels des Westens behalten.
Die Entwicklung von Offshore-Öl- und Gasfeldern erforderte die Schaffung einzigartiger Strukturen - stationäre Offshore-Plattformen. Einen Punkt mitten auf offener See zu fixieren ist eine sehr schwierige Aufgabe. Und in den letzten Jahrzehnten wurden die interessantesten Lösungen entwickelt, ohne Übertreibung Beispiele für geniale Ingenieure.Die Geschichte der Ölmänner, die zur See fuhren, begann in Baku am Kaspischen Meer und in der Nähe von Santa Barbara, Kalifornien, am Pazifischen Ozean. Sowohl russische als auch amerikanische Ölmänner versuchten, eine Art Pfeiler zu bauen, die mehrere hundert Meter ins Meer ragten, um auf den bereits entdeckten Feldern an Land zu bohren. Der wirkliche Durchbruch kam jedoch Ende der 1940er Jahre, als erneut in der Nähe von Baku und jetzt im Golf von Mexiko die Arbeiten auf hoher See begannen. Die Amerikaner sind stolz auf die Leistung von Kerr-McGee, die 1947 die erste industrielle Bohrung "außerhalb der Landsicht", dh in einer Entfernung von etwa 17 km von der Küste, bohrte. Die Meerestiefe war gering - nur 6 Meter.
Das berühmte Guinness-Buch der Rekorde betrachtet jedoch die berühmten "Ölfelsen" (Neft Daslari - Aserbaidschanisch) in der Nähe von Baku als die erste Ölplattform der Welt. Jetzt ist es ein grandioser Komplex von Plattformen, der seit 1949 weiter funktioniert. Sie besteht aus 200 separaten Plattformen und Basen und ist eine echte Stadt auf hoher See.
In den 1950er Jahren war der Bau von Offshore-Plattformen im Gange, deren Sockel aus Metallrohren oder -profilen geschweißte Gittertürme waren. Solche Strukturen wurden mit speziellen Pfählen buchstäblich auf den Meeresboden genagelt, was ihre Stabilität bei Wellengang gewährleistete. Die Strukturen selbst waren ausreichend "transparent" für passierende Wellen. Die Form einer solchen Basis ähnelt einem Pyramidenstumpf, im unteren Teil kann der Durchmesser einer solchen Struktur doppelt so groß sein wie im oberen Teil, auf dem die Bohrplattform selbst installiert ist.
Es gibt viele Designs solcher Plattformen. Eigene Entwicklungen, die auf der Grundlage der Betriebserfahrung der "Oil Rocks" erstellt wurden, befanden sich in der UdSSR. Beispielsweise wurde 1976 die Plattform "Named 28. April" in einer Tiefe von 84 Metern installiert. Die bekannteste Plattform dieser Art ist jedoch Cognac im Golf von Mexiko, die 1977 für Shell in einer Tiefe von 312 Metern installiert wurde. Lange Zeit es war ein Weltrekord. Die Entwicklung solcher Plattformen für Tiefen von 300 bis 400 Metern ist noch im Gange, aber solche Strukturen können Eisangriffen nicht widerstehen, und es wurden spezielle eisbeständige Strukturen geschaffen, um dieses Problem zu lösen.
1967 wurde das größte amerikanische Feld, Prudhoe Bay, auf dem arktischen Schelf von Alaska entdeckt. Es war notwendig, stationäre Plattformen zu entwickeln, die der Eislast standhalten. Bereits in den frühen Stadien tauchten zwei Grundideen auf - die Schaffung großer Caisson-Plattformen und tatsächlich origineller künstlicher Inseln, die einem Eishaufen standhalten würden, oder Plattformen auf relativ dünnen Beinen, die das Eis durchlassen und seine Felder mit schneiden würden diese Beine. Ein solches Beispiel ist die Dolly-Varden-Plattform, die mit ihren vier Stahlbeinen, von denen jedes etwas mehr als 5 Meter im Durchmesser hat, auf den Meeresboden genagelt ist, während der Abstand zwischen den Mittelpunkten der Stützen fast 25 Meter beträgt. Die Pfähle, die die Plattform sichern, gehen bis zu einer Tiefe von etwa 50 Metern in den Boden.
Beispiele für eine eisbeständige Caisson-Plattform sind die Prirazlomnaya-Plattform in der Pechersk-See und Molikpaq, auch bekannt als Piltun-Astokhskaya-A, vor der Küste der Insel Sachalin. Die Molikpaq wurde für den Betrieb in der Beaufortsee entworfen und gebaut und 1998 renoviert und an einem neuen Standort in Betrieb genommen. Der Molikpaq ist ein mit Sand gefüllter Caisson, der als Ballast dient, um den Boden der Plattform gegen den Meeresboden zu drücken. Tatsächlich ist der Boden des Molikpaks ein riesiger Saugnapf, der aus mehreren Abschnitten besteht. Diese Technologie wurde erfolgreich von norwegischen Ingenieuren im Prozess der Erschließung von Tiefwasservorkommen in der Nordsee entwickelt.
Das Nordsee-Epos begann bereits Anfang der 70er Jahre, doch zunächst verzichteten die Ölmänner auf exotische Lösungen – sie bauten bewährte Plattformen aus Rohrbindern. Beim Vordringen in große Tiefen waren neue Lösungen gefragt. Die Apotheose des Baus von Betonplattformen war der Troll A-Turm, der in einer Tiefe von 303 Metern installiert wurde. Die Basis der Plattform ist ein Komplex aus Senkkästen aus Stahlbeton, die am Meeresboden haften. Aus der Basis wachsen vier Beine, die die Plattform selbst tragen. Die Gesamthöhe dieser Struktur beträgt 472 Meter, und dies ist die höchste Struktur, die jemals in einer horizontalen Ebene bewegt wurde. Das Geheimnis dabei ist, dass sich eine solche Plattform ohne Lastkähne bewegt – sie muss nur geschleppt werden.
Ein gewisses Analogon des "Trolls" ist die eisbeständige Plattform "Lunskaya-2", die 2006 auf dem Regal von Sachalin installiert wurde. Obwohl die Meerestiefe dort nur etwa 50 Meter beträgt, muss sie im Gegensatz zum Troll Eislasten standhalten. Die Plattform wurde von norwegischen, russischen und finnischen Spezialisten entwickelt und gebaut. Seine "Schwester" ist die Berkut-Plattform des gleichen Typs, die auf dem Feld Piltun-Astokhskoye installiert ist. Sein technologischer Komplex, gebaut von Samsung, ist das weltweit größte Bauwerk seiner Art.
Die 80er und 90er Jahre des 20. Jahrhunderts waren geprägt vom Aufkommen neuer konstruktiver Ideen zur Erschließung von Tiefsee-Ölfeldern. Zur gleichen Zeit gingen die Ölarbeiter, die die 200-Meter-Tiefe überquerten, formell über das Regal hinaus und begannen, tiefer entlang des Kontinentalhangs abzusteigen. Die zyklopischen Strukturen, die auf dem Meeresboden stehen sollten, nähern sich der Grenze des Machbaren. Und bei Kerr-McGee wurde wieder eine neue Lösung vorgeschlagen - der Bau einer schwimmenden Plattform in Form eines Navigationsmeilensteins.
Die Idee ist genial einfach. Ein Zylinder mit großem Durchmesser wird gebaut, abgedichtet und sehr lang. Am Boden des Zylinders wird eine Ladung aus einem Material platziert, das ein spezifisches Gewicht hat, das größer ist als das von Wasser, wie beispielsweise Sand. Das Ergebnis ist ein Schwimmer mit einem Schwerpunkt weit unter dem Wasserspiegel. Für den unteren Teil wird eine Spar-Plattform mit Kabeln an Bodenankern befestigt - speziellen Ankern, die in den Meeresboden geschraubt werden. Die erste Plattform dieses Typs namens Neptun wurde 1996 im Golf von Mexiko in einer Tiefe von 590 Metern gebaut. Die Länge der Struktur beträgt mehr als 230 Meter mit einem Durchmesser von 22 Metern. Die bisher tiefste Plattform dieses Typs ist die Bohrinsel Perdido, powered by Hülse, im Golf von Mexiko in einer Tiefe von 2450 Metern.
Die Erschließung von Offshore-Feldern erfordert immer mehr neue Entwicklungen und Technologien, nicht nur beim eigentlichen Bau von Plattformen, sondern auch bei der sie bedienenden Infrastruktur, wie zum Beispiel Pipelines, die besondere Eigenschaften für das Arbeiten unter Offshore-Bedingungen aufweisen müssen . Dieser Prozess findet in allen entwickelten Ländern statt, die an der Herstellung relevanter Produkte beteiligt sind. In Russland entwickeln beispielsweise die Ural-Rohrhersteller von ChTPZ aktiv die Produktion von Rohrprodukten, die speziell auf den Betrieb im Regal und unter den schwierigen Bedingungen der Arktis ausgerichtet sind. Anfang März wurden neue Entwicklungen vorgestellt, wie z. B. Rohre mit großem Durchmesser für Riser (Steiger, die die Plattform mit Unterwasserausrüstung verbinden) und andere Strukturen, die in der Arktis Widerstand erfordern. Die Arbeit wird durch die Notwendigkeit der Importsubstitution beschleunigt - aus Russische Unternehmen Es gibt immer mehr Anfragen nach Futterrohren und anderen Ausrüstungen für die Einrichtung von Brunnen unter Wasser. Technologien stehen nicht still, was bedeutet, dass es Chancen für die Entwicklung neuer vielversprechender Felder gibt.
Die Offshore-Ölförderung wird zusammen mit der Erschließung von Schiefer- und schwer abbaubaren Kohlenwasserstoffreserven schließlich die Erschließung traditioneller „schwarzer Gold“-Lagerstätten an Land verdrängen, da letztere erschöpft sind. Gleichzeitig erfolgt die Gewinnung von Rohstoffen in Offshore-Gebieten überwiegend mit teuren und arbeitsintensiven Methoden, die jedoch mit den komplexesten verbunden sind technische Komplexe- Ölplattformen
Besonderheit der Offshore-Ölförderung
Reduzierung der Bestände an traditionellen Ölfelder an Land zwang die führenden Unternehmen der Branche, ihre Anstrengungen der Entwicklung reicher Offshore-Blöcke zu widmen. Pronedra schrieb zuvor, dass der Anstoß für die Entwicklung dieses Produktionssegments in den siebziger Jahren gegeben wurde, nachdem die OPEC-Länder ein Ölembargo verhängt hatten.
Nach übereinstimmenden Schätzungen von Experten erreichen die geschätzten geologischen Ölreserven in den Sedimentschichten der Meere und Ozeane 70% des gesamten Weltvolumens und können Hunderte von Milliarden Tonnen betragen. Etwa 60 % dieses Volumens fallen auf Regalflächen.
Bis heute bedeckt die Hälfte der vierhundert Öl- und Gasvorkommen der Welt nicht nur die Kontinente an Land, sondern erstreckt sich auch auf den Schelf. Derzeit werden etwa 350 Felder in verschiedenen Zonen des Weltozeans erschlossen. Sie befinden sich alle innerhalb der Schelfbereiche und die Förderung erfolgt in der Regel in bis zu 200 Metern Tiefe.
Beim gegenwärtigen Stand der Technologieentwicklung ist die Offshore-Ölförderung mit hohen Kosten und technischen Schwierigkeiten sowie einer Reihe externer negativer Faktoren verbunden. Hindernisse für effektive Arbeit Auf See gibt es oft eine hohe Seismizitätsrate, Eisberge, Eisfelder, Tsunamis, Hurrikans und Tornados, Permafrost, starke Strömungen und große Tiefen.
Die schnelle Entwicklung der Offshore-Ölförderung wird auch durch die hohen Kosten für Ausrüstung und Feldentwicklungsarbeiten behindert. Die Höhe der Betriebskosten steigt mit zunehmender Fördertiefe, Gesteinshärte und Mächtigkeit sowie der Entfernung des Feldes von der Küste und der Komplexität der Bodentopographie zwischen der Abbauzone und der Küste, an der die Pipelines verlegt werden. Auch mit der Umsetzung von Maßnahmen zur Vermeidung von Ölaustritt sind erhebliche Kosten verbunden.
Allein die Kosten für eine Bohrplattform, die für Arbeiten in Tiefen von bis zu 45 Metern ausgelegt ist, belaufen sich auf 2 Millionen US-Dollar, Geräte, die für eine Tiefe von bis zu 320 Metern ausgelegt sind, können bis zu 30 Millionen US-Dollar kosten (113 Millionen US-Dollar).
Transport des produzierten Öls zu einem Tanker
Der Betrieb einer mobilen Bohrplattform in einer Tiefe von fünfzehn Metern wird auf 16.000 USD pro Tag geschätzt, 40 Meter auf 21.000 USD, eine selbstfahrende Plattform bei Verwendung in Tiefen von 30 bis 180 Metern auf 1,5 bis 7 Millionen USD Fälle, in denen wir über große Ölreserven sprechen.
Es sollte auch berücksichtigt werden, dass die Kosten der Ölförderung in verschiedenen Regionen unterschiedlich sein werden. Die mit der Entdeckung eines Feldes im Persischen Golf verbundenen Arbeiten werden auf 4 Millionen US-Dollar geschätzt, in den Meeren Indonesiens auf 5 Millionen US-Dollar und in der Nordsee steigen die Preise auf 11 Millionen US-Dollar für die Genehmigung zur Erschließung von Land.
Arten und Anordnung von Ölplattformen
Bei der Ölförderung aus den Feldern des Weltozeans nutzen Betreibergesellschaften in der Regel spezielle Offshore-Plattformen. Letztere sind technische Komplexe, mit deren Hilfe sowohl Bohrungen als auch direkte Gewinnung von Kohlenwasserstoffrohstoffen unter dem Meeresboden durchgeführt werden. Die erste Offshore-Ölplattform wurde 1938 im US-Bundesstaat Louisiana vom Stapel gelassen. Die erste in der Welt direkt Offshore-Plattform unter dem Namen „Oil Rocks“ wurde 1949 im aserbaidschanischen Kaspischen Meer in Betrieb genommen.
Hauptarten von Plattformen:
- stationär;
- frei fixiert;
- Halbtaucher (Exploration, Bohrung und Produktion);
- Hubbohrinseln;
- mit verlängerten Stützen;
- schwimmende Öllager.
Schwimmendes Bohrgerät mit einziehbaren Beinen „Arctic“
Verschiedene Arten von Plattformen sind sowohl in reiner als auch in kombinierter Form zu finden. Die Wahl des einen oder anderen Plattformtyps ist mit spezifischen Aufgaben und Bedingungen für die Entwicklung von Lagerstätten verbunden. Verwendungszweck verschiedene Typen Plattformen bei der Anwendung der Haupttechnologien der Offshore-Produktion werden wir im Folgenden betrachten.
Strukturell besteht die Ölplattform aus vier Elementen – dem Rumpf, dem Ankersystem, dem Deck und der Bohrinsel. Der Rumpf ist ein dreieckiger oder viereckiger Ponton, der auf sechs Säulen montiert ist. Die Struktur wird über Wasser gehalten, da der Ponton mit Luft gefüllt ist. Auf dem Deck befinden sich Bohrgestänge, Kräne und ein Hubschrauberlandeplatz. Der Turm senkt den Bohrer direkt auf den Meeresboden und hebt ihn bei Bedarf an.
1 - Bohrturm; 2 - Hubschrauberlandeplatz; 3 - Ankersystem; 4 - Körper; 5 - Deck
Der Komplex wird von einem Ankersystem gehalten, das neun Winden an den Seiten der Plattform und Stahlseile umfasst. Das Gewicht jedes Ankers erreicht 13 Tonnen. Moderne Plattformen werden an einem bestimmten Punkt nicht nur mit Hilfe von Ankern und Pfählen stabilisiert, sondern auch fortgeschrittene Technologien, einschließlich Positionierungssysteme. Die Plattform kann unabhängig von den Wetterbedingungen auf See mehrere Jahre an derselben Stelle festgemacht werden.
Der Bohrer, der von Unterwasserrobotern gesteuert wird, wird in Sektionen zusammengebaut. Die Länge eines Abschnitts, bestehend aus Stahl Röhren, ist 28 Meter. Bohrer werden mit einer ziemlich breiten Palette von Fähigkeiten hergestellt. Beispielsweise kann der Bohrer der EVA-4000-Plattform bis zu dreihundert Abschnitte umfassen, was es ermöglicht, um 9,5 Kilometer tiefer zu gehen.
Bohrinsel für Ölplattformen
Der Bau von Bohrplattformen erfolgt durch Lieferung an das Produktionsgebiet und Fluten der Basis der Struktur. Bereits auf dem erhaltenen „Fundament“ werden die restlichen Komponenten aufgebaut. Die ersten Ölplattformen entstanden durch Schweißen von Profilen und Rohren zu Gittertürmen in Form eines Pyramidenstumpfes, die mit Pfählen fest auf den Meeresboden genagelt wurden. Auf solchen Strukturen wurde Bohrausrüstung installiert.
Bau der Troll-Ölplattform
Die Notwendigkeit, Lagerstätten in den nördlichen Breiten zu erschließen, wo eisbeständige Plattformen erforderlich sind, veranlasste die Ingenieure, ein Projekt zum Bau von Kassettenfundamenten zu entwickeln, die eigentlich künstliche Inseln waren. Der Senkkasten ist mit Ballast gefüllt, normalerweise Sand. Mit seinem Gewicht wird das Fundament gegen den Meeresgrund gedrückt.
Stationäre Plattform "Prirazlomnaya" mit Caisson-Basis
Die allmähliche Vergrößerung der Plattformen machte eine Überarbeitung ihres Designs erforderlich, weshalb die Entwickler von Kerr-McGee (USA) ein Projekt eines schwimmenden Objekts in Form eines Navigationsmeilensteins erstellten. Das Design ist ein Zylinder, in dessen unterem Teil ein Ballast platziert ist. Der Boden des Zylinders wird an den unteren Ankern befestigt. Diese Entscheidung ermöglichte den Bau relativ zuverlässiger Plattformen mit wahrhaft zyklopischen Abmessungen, die für Arbeiten in extrem großen Tiefen ausgelegt sind.
Schwimmende Halbtaucher-Bohrinsel „Polyarnaya Zvezda“
Allerdings ist zu beachten, dass es direkt bei den Verfahren zur Förderung und Verschiffung von Öl keinen großen Unterschied zwischen Offshore- und Onshore-Bohrinseln gibt. Beispielsweise sind die Hauptkomponenten einer feststehenden Offshore-Plattform identisch mit denen einer Onshore-Bohrinsel.
Offshore-Bohrinseln zeichnen sich vor allem durch eine autonome Betriebsweise aus. Um diese Qualität zu erreichen, sind die Anlagen mit leistungsstarken Stromgeneratoren und Wasserentsalzungsanlagen ausgestattet. Die Auffüllung der Bestände an Plattformen erfolgt mit Hilfe von Serviceschiffen. Außerdem, Seetransport Es wird auch verwendet, um Strukturen zu Arbeitspunkten, bei Rettungs- und Brandbekämpfungsaktivitäten zu bewegen. Der Transport der angelieferten Rohstoffe erfolgt selbstverständlich über Pipelines, Tanker oder schwimmende Lager.
Offshore-Technologie
Im gegenwärtigen Entwicklungsstadium der Industrie werden in kurzen Abständen vom Produktionsort zur Küste Schrägbrunnen gebohrt. Gleichzeitig wird manchmal eine fortschrittliche Entwicklung verwendet - die Fernsteuerung der Prozesse zum Bohren eines horizontalen Bohrlochs, die eine hohe Steuergenauigkeit bietet und es Ihnen ermöglicht, Bohrgeräten in einer Entfernung von mehreren Kilometern Befehle zu erteilen.
Die Tiefen an der Meeresgrenze des Schelfs betragen normalerweise etwa zweihundert Meter, erreichen aber manchmal bis zu einem halben Kilometer. Je nach Tiefe und Entfernung zur Küste werden unterschiedliche Technologien zum Bohren und Fördern von Öl eingesetzt. In seichten Bereichen werden befestigte Fundamente, eine Art künstliche Inseln, errichtet. Sie dienen als Grundlage für die Installation von Bohrgeräten. In einigen Fällen umgeben die Betreiberfirmen die Baustelle mit Dämmen, wonach Wasser aus der entstandenen Grube gepumpt wird.
Wenn die Entfernung zur Küste Hunderte von Kilometern beträgt, wird in diesem Fall entschieden, eine Ölplattform zu bauen. Stationäre Plattformen, die einfachsten im Design, können nur in Tiefen von mehreren zehn Metern verwendet werden, flaches Wasser ermöglicht die Befestigung der Struktur mit Betonblöcken oder Pfählen.
Stationäre Plattform LSP-1
In Tiefen von etwa 80 Metern werden schwimmende Plattformen mit Stützen verwendet. Unternehmen in tieferen Gebieten (bis zu 200 Meter), wo die Befestigung der Plattform problematisch ist, verwenden Halbtaucher-Bohrgeräte. Die Fixierung solcher Komplexe erfolgt über ein Positionierungssystem bestehend aus Unterwasserantrieben und Ankern. Wenn wir von supergroßen Tiefen sprechen, dann sind in diesem Fall Bohrschiffe beteiligt.
Bohrschiff Maersk Valiant
Die Brunnen sind sowohl mit Einzel- als auch mit Clustermethoden ausgestattet. Seit kurzem werden mobile Bohrbasen eingesetzt. Das direkte Bohren im Meer erfolgt mit Steigleitungen - Säulen mit Rohren mit großem Durchmesser, die auf den Grund sinken. Nach Abschluss des Bohrens werden am Boden ein Multi-Tonnen-Preventer (Blowout-Preventer) und Bohrlochkopfarmaturen installiert, die es ermöglichen, das Austreten von Öl aus einem neuen Bohrloch zu vermeiden. Die Ausrüstung zur Überwachung des Brunnenzustands wird ebenfalls in Betrieb genommen. Nach Produktionsbeginn wird Öl durch flexible Pipelines an die Oberfläche gepumpt.
Anwendung verschiedener Offshore-Fördersysteme: 1 - geneigte Bohrlöcher; 2 - stationäre Plattformen; 3 - schwimmende Plattformen mit Stützen; 4 - Halbtauchplattformen; 5 - Bohrschiffe
Die Komplexität und Hochtechnologie von Offshore-Entwicklungsprozessen sind offensichtlich, auch ohne auf technische Details einzugehen. Ist es ratsam, dieses Produktionssegment angesichts der damit verbundenen erheblichen Schwierigkeiten auszubauen? Die Antwort ist eindeutig - ja. Trotz der Hindernisse bei der Entwicklung von Offshore-Blöcken und hohe Ausgaben im Vergleich zur Arbeit an Land ist jedoch das in den Gewässern der Ozeane geförderte Öl unter den Bedingungen des unaufhörlichen Überschusses der Nachfrage über das Angebot gefragt.
Daran erinnern, dass Russland und die asiatischen Länder planen, die Kapazität der Offshore-Produktion aktiv zu erhöhen. Eine solche Position kann mit Sicherheit als praktisch angesehen werden - da die Reserven an "schwarzem Gold" an Land erschöpft sind, wird die Arbeit auf See zu einer der wichtigsten Möglichkeiten, um Ölrohstoffe zu gewinnen. Auch unter Berücksichtigung der technologischen Probleme, der Kosten- und Arbeitsintensität der Offshore-Förderung ist das auf diese Weise gewonnene Öl nicht nur wettbewerbsfähig geworden, sondern hat seine Nische auf dem Industriemarkt lange und fest besetzt.
Erdgasfelder gibt es nicht nur an Land. Es gibt Offshore-Vorkommen - Öl und Gas werden manchmal in den vom Wasser verborgenen Eingeweiden gefunden.
Küste und Regal
Geologen erforschen sowohl Land als auch Meere und Ozeane. Wenn die Lagerstätte in Küstennähe gefunden wird - in der Küstenzone - werden geneigte Erkundungsbohrungen vom Land zum Meer gebaut. Lagerstätten, die weiter von der Küste entfernt sind, gehören bereits zur Schelfzone. Das Schelf wird als Unterwasserrand des Festlandes mit der gleichen geologischen Struktur wie das Land bezeichnet, und seine Grenze ist der Rand - ein scharfer Tiefenabfall. Für solche Lagerstätten werden schwimmende Plattformen und Bohrgeräte verwendet, und wenn die Tiefe gering ist, nur hohe Pfähle, von denen aus gebohrt wird.
Für die Förderung von Kohlenwasserstoffen in Offshore-Feldern gibt es schwimmende Bohrinseln – spezielle Plattformen – hauptsächlich in drei Typen: Schwerkraft-, Halbtaucher- und Jack-up-Bohrinseln.
Für geringe Tiefen
Selbsthebende Plattformen sind schwimmende Pontons, in deren Mitte ein Bohrgerät installiert ist, und in den Ecken Stützsäulen. An der Bohrstelle sinken die Säulen auf den Boden und gehen tief in den Boden, und die Plattform erhebt sich über das Wasser. Solche Plattformen können riesig sein: mit Unterkünften für Arbeiter und Besatzung, einem Hubschrauberlandeplatz, einem eigenen Kraftwerk. Sie werden jedoch in geringen Tiefen eingesetzt, und die Stabilität hängt davon ab, welche Art von Boden sich auf dem Meeresboden befindet.
Wo ist tiefer
Halbtauchplattformen werden in großen Tiefen verwendet. Plattformen erheben sich nicht aus dem Wasser, sondern schweben über der Bohrstelle, gehalten von schweren Ankern.
Schwerkraft-Bohrplattformen sind am stabilsten, da sie einen starken Betonsockel haben, der auf dem Meeresboden ruht. In diese Basis sind Bohrsäulen, Lagertanks für abgebauten Rohstoffe und Rohrleitungen eingebaut, auf der Basis befindet sich eine Bohranlage. Dutzende und sogar Hunderte von Arbeitern können auf solchen Plattformen leben.
Das von der Plattform produzierte Gas wird entweder auf speziellen Tankschiffen oder durch eine Unterwasser-Gaspipeline (wie zum Beispiel im Projekt Sachalin-2) zur Verarbeitung transportiert.
Offshore-Produktion in Russland
Da Russland das umfangreichste Schelf der Welt besitzt, auf dem sich viele Felder befinden, ist die Entwicklung der Offshore-Förderung für die Öl- und Gasindustrie äußerst vielversprechend. Die ersten Offshore-Bohrungen für die Gasförderung in Russland wurden 2007 von Sakhalin Energy im Feld Lunskoye in Sachalin gebohrt. 2009 begann die Gasförderung auf der Lunskaya-A-Plattform. Heute ist das Sachalin-2-Projekt eines der größten Projekte von Gazprom. Zwei der drei auf Schwerkraft basierenden Plattformen, die vor der Küste von Sachalin installiert wurden, sind die schwersten Offshore-Strukturen in der Geschichte der globalen Öl- und Gasindustrie.
Darüber hinaus führt Gazprom das Sachalin-3-Projekt im Ochotskischen Meer durch und bereitet die Entwicklung des Feldes Shtokman in der Barentssee und des Feldes Prirazlomnoye in der Petschora-See vor. In den Gewässern der Buchten von Ob und Taz werden Explorationsarbeiten durchgeführt.
Gazprom arbeitet auch in den Regalen von Kasachstan, Vietnam, Indien und Venezuela.
Wie der Unterwasser-Gasförderkomplex funktioniert
Derzeit gibt es weltweit mehr als 130 Offshore-Felder technologische Prozesse zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus dem Meeresboden.
Die Verbreitungsgeographie der Unterwasserproduktion ist umfangreich: die Regale des Nord- und Mittelmeers, Indiens, Südostasiens, Australiens, Westafrikas, Nord- und Südamerikas.
In Russland wird der erste Produktionskomplex von Gazprom im Rahmen der Erschließung des Kirinskoje-Feldes auf dem Sachalin-Schelf errichtet. Es ist auch geplant, im Shtokman-Gaskondensatfeld-Erschließungsprojekt Unterwasser-Produktionstechnologien einzusetzen.
Minenspinne
Der Unterwasser-Produktionskomplex (MPS) mit mehreren Bohrlöchern sieht aus wie eine Spinne, deren Körper ein Verteiler ist.
Ein Verteiler ist ein Element von Öl- und Gasarmaturen, das aus mehreren Rohrleitungen besteht, die normalerweise auf einer Basis befestigt, für Hochdruck ausgelegt und nach einem bestimmten Schema verbunden sind. Der Verteiler sammelt Kohlenwasserstoffe, die von mehreren Bohrlöchern produziert werden. Die Ausrüstung, die über dem Brunnen installiert ist und seinen Betrieb steuert, wird als Weihnachtsbaum bezeichnet, und in der ausländischen Literatur wird sie als Weihnachtsbaum (oder X-Baum) - „Weihnachtsbaum“ bezeichnet. Mehrere dieser „Weihnachtsbäume“ lassen sich wie Eier in einem Eierkörbchen mit einer Schablone (Bodenplatte) kombinieren und befestigen. Auch Steuerungssysteme sind im MPC installiert.
Die Komplexität von Unterwassersystemen kann von einem einzelnen Bohrloch bis zu mehreren Bohrlöchern in einer Vorlage oder in der Nähe eines Verteilers geclustert sein. Die Produktion aus Bohrlöchern kann entweder zu einem Offshore-Verarbeitungsschiff transportiert werden, wo zusätzliche technologische Prozesse durchgeführt werden, oder direkt zum Ufer, wenn es nicht weit vom Ufer entfernt ist.
Hydrophone zur dynamischen Schiffsstabilisierung
Das Boot hat eine Tauchausrüstung.
Mitteltiefer Bogen unterstützt Riser vor der Lieferung an das Schiff
Durch flexible Produktionssteigleitungen wird produziertes Gas von der Bodenplatte zur schwimmenden Einheit geleitet
Riser-Durchmesser - 36 cm
Der MPC wird mit speziellen Schiffen eingestellt, die mit Tauchausrüstung für geringe Tiefen (mehrere zehn Meter) und Robotik für größere Tiefen ausgestattet sein müssen.
Die Höhe der Schutzstruktur des Verteilers - 5 m
Verteilersäulen, die bis zu einer Tiefe von 0,5 m in den Meeresboden eingeschnitten sind
Hintergrund
Technologien zur Förderung von Kohlenwasserstoffen unter Wasser begannen sich Mitte der 70er Jahre des letzten Jahrhunderts zu entwickeln. Zum ersten Mal wurde im Golf von Mexiko eine Unterwasser-Bohrlochausrüstung in Betrieb genommen. Heute stellen etwa 10 Unternehmen weltweit Unterwasserausrüstung für die Kohlenwasserstoffproduktion her.
Ursprünglich bestand die Aufgabe der Unterwasserausrüstung nur darin, Öl zu pumpen. Frühe Konstruktionen reduzierten den Gegendruck (Gegendruck) im Reservoir unter Verwendung eines Unterwasser-Druckbeaufschlagungssystems. Gas wurde unter Wasser von flüssigen Kohlenwasserstoffen getrennt, dann wurden flüssige Kohlenwasserstoffe an die Oberfläche gepumpt, und das Gas stieg unter seinem eigenen Druck auf.
Gazprom ist zuversichtlich, dass die Nutzung von Unterwasser-Produktionsanlagen sicher ist. Aber so komplex moderne Technologien erfordern hochqualifiziertes Personal, daher werden bei der Personalauswahl für Offshore-Entwicklungsprojekte Ingenieure mit umfassender Felderfahrung bevorzugt. Dieser Ansatz wird das Risiko von Vorfällen wie dem Unfall auf der BP-Bohrplattform im Golf von Mexiko verringern, der größtenteils durch den menschlichen Faktor verursacht wurde.
Heutzutage ermöglichen Unterwasserfördertechnologien das Unterseepumpen von Kohlenwasserstoffen, die Gas-Flüssigkeits-Trennung, die Sandabscheidung, die Wiedereinspritzung von Wasser, die Gasbehandlung, die Gaskompression sowie die Überwachung und Steuerung dieser Prozesse.
Wo werden "Bergbauspinnen" benötigt?
Zunächst wurden Unterwassertechnologien nur in ausgereiften Feldern eingesetzt, da sie eine Erhöhung des Kohlenwasserstoffrückgewinnungsfaktors ermöglichten. Reife Felder sind in der Regel durch einen niedrigen Lagerstättendruck und einen hohen Wasseranteil (hoher Wassergehalt im Kohlenwasserstoffgemisch) gekennzeichnet. Um den Lagerstättendruck zu erhöhen, durch den Kohlenwasserstoffe an die Oberfläche steigen, wird dem Kohlenwasserstoffgemisch entzogenes Wasser in die Lagerstätte gepumpt.
Neue Felder können sich jedoch auch durch einen niedrigen anfänglichen Lagerstättendruck auszeichnen. Daher wurden Unterwassertechnologien sowohl in neuen als auch in ausgereiften Bereichen eingesetzt.
Darüber hinaus reduziert die Organisation eines Teils der Prozesse unter Wasser die Kosten für den Bau riesiger Stahlkonstruktionen. In manchen Regionen ist es sogar sinnvoll, die gesamte Technologiekette zur Gewinnung von Kohlenwasserstoffen unter Wasser zu verlegen. Diese Option kann beispielsweise in der Arktis eingesetzt werden, wo Oberflächenstahlkonstruktionen Eisberge beschädigen können. Wenn die Meerestiefe zu groß ist, ist der Einsatz eines Unterwasserkomplexes anstelle riesiger Stahlkonstruktionen einfach notwendig.
> Offshore-Ölplattform.
Dies ist eine Fortsetzung der Geschichte über die Funktionsweise der Offshore-Ölplattform. Der erste Teil mit einer allgemeinen Geschichte über die Bohrinsel und wie Ölmänner hier darauf leben.
Die gesamte Steuerung der Offshore Ice-Resistant Stationary Platform (OIRFP) erfolgt über das Central Control Panel (CPU):
3. 
Der ganze Bahnsteig ist vollgestopft mit Sensoren, und selbst wenn sich ein Arbeiter irgendwo am falschen Ort eine Zigarette anzündet, erfährt das sofort die CPA und wenig später in der Personalabteilung, die einen Kündigungsbefehl für diesen smarten Kerl vorbereitet noch bevor der Helikopter ihn ins große Land bringt:
4. 
Das Oberdeck heißt Trubnaja. Hier werden Kerzen aus 2-3 Bohrgestänge zusammengesetzt und der Bohrvorgang von hier aus gesteuert:
5. 
6. 
Das Rohrdeck ist die einzige Stelle auf der Anlage, an der es auch nur einen Hauch von Schmutz gibt. Alle anderen Stellen auf der Plattform sind auf Hochglanz poliert.
Der große graue Kreis rechts ist ein neuer Brunnen dieser Moment Burjaten. Es dauert ungefähr 2 Monate, um jeden Brunnen zu bohren:
7. 
Den Bohrprozess habe ich bereits ausführlich in einem Beitrag zur Ölförderung beschrieben:
8. 
Oberbohrer. Er hat einen Stuhl auf Rädern mit 4 Monitoren, einem Joystick und diversen anderen coolen Sachen. Von diesem Wunderstuhl aus steuert er den Bohrvorgang:
9. 
Pumpen, die Schlamm mit einem Druck von 150 Atmosphären pumpen. Es gibt 2 funktionierende Pumpen und 1 Ersatzpumpe auf der Plattform (lesen Sie im Artikel über die Ölgewinnung nach, warum sie benötigt werden und welchen Zweck andere Geräte haben):
10. 
Sharoshka ist ein Meißel. Sie ist es, die an der Spitze des Bohrstrangs steht:
11. 
Mit Hilfe der Bohrflüssigkeit, die von den Pumpen aus dem vorherigen Foto eingespritzt wird, drehen sich diese Zähne, und das abgenagte Gestein wird mit der verbrauchten Bohrflüssigkeit nach oben getragen:
12. 
Derzeit sind auf dieser Bohrplattform bereits 3 Öl-, 1 Gas- und 1 Wasserbrunnen in Betrieb. Ein weiterer Brunnen wird gebohrt.
Es kann jeweils nur ein Brunnen gebohrt werden, insgesamt gibt es 27. Jeder Brunnen ist zwischen 2,5 und 7 Kilometer lang (nicht tief). Das Ölreservoir liegt 1300 Meter unter der Erde, sodass alle Bohrungen horizontal verlaufen und wie Tentakel von der Bohrstelle ausstrahlen:
13. 
Brunnendurchfluss (dh wie viel Öl pro Stunde gepumpt wird) von 12 bis 30 Kubikmeter:
14. 
In diesen Separatorzylindern werden Begleitgas und Wasser vom Öl getrennt und am Ausgang nach Durchlaufen einer Ölaufbereitungsanlage, die alle Verunreinigungen vom Öl trennt, wird handelsübliches Öl gewonnen:
15. 
Von der Plattform wurde eine 58 Kilometer lange Unterwasserpipeline zu einem außerhalb der kaspischen Eiszone installierten schwimmenden Öllager verlegt:
16. 
Öl wird von Hauptpumpen in die Pipeline gepumpt:
17. 
Diese Kompressoren pumpen Begleitgas zurück in die Lagerstätte, um den Lagerstättendruck aufrechtzuerhalten, wodurch Öl an die Oberfläche gedrückt wird, bzw. die Ölförderung größer wird:
18. 
Das vom Öl getrennte Wasser wird von mechanischen Verunreinigungen gereinigt und in das Reservoir zurückgeführt (dasselbe Wasser, das aus den Eingeweiden gepumpt wurde)
19. 
Pumpen mit 160 Atmosphären pumpen Wasser zurück in das Reservoir:
20. 
Die Plattform verfügt über ein eigenes chemisches Labor, in dem alle Parameter von Öl, Begleitgas und Wasser überwacht werden:
21. 
22. 
Die Bohranlage wird von 4 erdgasbetriebenen Turbinen mit einer Gesamtleistung von rund 20 Megawatt mit Strom versorgt. In weißen Kästchen Turbinen mit je 5 Megawatt:
23. 
Wenn die Turbinen aus irgendeinem Grund abgeschaltet werden, wird das Bohrgerät von Backup-Dieselgeneratoren angetrieben.
