Aby rozpocząć rozwój rezerwatów arktycznych, morskie platformy wiertnicze. Do niedawna pływające platformy wiertnicze były głównie kupowane lub dzierżawione z zagranicy. W obecnym klimacie geopolitycznym nawet to staje się niepraktyczne, dlatego ważne jest jak najszybsze przyspieszenie procesu tworzenia centrów budowy takich obiektów.
Morskie platformy wiertnicze w Rosji
W „rozpięknych latach dziewięćdziesiątych” i pierwszej połowie „stabilnego zera” popyt na produkty, takie jak pływająca platforma wiertnicza, w zasadzie nie istniał. Na przykład budowa instalacji podporowej (SPBK) „Arctic”, która została położona w 1995 roku i miała zostać oddana do użytku w 1998 roku, została ukończona dopiero na początku tej dekady. Więc znaczący projekt właśnie przestałem finansować. Co możemy powiedzieć o mniejszych przedsięwzięciach.
Dopiero konieczność jak najszybszego rozpoczęcia rozbudowy rezerw Arktyki sprawiła, że rząd poważnie zastanowił się nad sytuacją w branży. Wynajem importowanego sprzętu kosztuje dziś setki tysięcy dolarów każdego dnia. Przy obecnym stanie kursu rubla koszty są nieopłacalne, a bardzo prawdopodobne pogorszenie relacji z Zachodem może pozbawić rodzime firmy nawet tego sprzętu.
Ponadto nie jest faktem, że platforma wiertnicza zdolna do działania w warunkach wiecznej zmarzliny jest obecnie powszechnie produkowana na świecie. Rzeczywiście, oprócz ekstremalnie niskich temperatur, sprzęt będzie musiał wytrzymać najsilniejsze wibracje sejsmiczne, burze i ataki lodowe. Potrzebne są najbardziej niezawodne urządzenia i lepiej, aby były w pełni wyposażone w sprzęt domowy.
Co utrudnia budowę platformy wiertniczej w Federacji Rosyjskiej
Do tej pory maksimum, jakie udało się osiągnąć rosyjskim zakładom, to stworzenie podstawy platformy wiertniczej i samodzielny montaż pozostałych elementów z komponentów zagranicznych. Za granicą trzeba kupować moduły mieszkalne, kompleksy wiertnicze, urządzenia przeładunkowe, systemy zasilania i inne wielkogabarytowe przedmioty.
Istotnym problemem jest również słabo rozwinięta infrastruktura transportowa. Dostawa materiałów budowlanych i sprzętu do zakładów produkcyjnych w Arktyce oraz tam, gdzie planowane są duże projekty, będzie wymagała znacznych kosztów. Mniej więcej normalny dostęp na razie jest tylko do Morza Azowskiego, Bałtyckiego i Kaspijskiego.
Sukcesy rosyjskich producentów
Niemniej jednak w tej branży nie można nazwać krytycznego uzależnienia od Zachodu. Najważniejszym z krajowych projektów stał się oczywiście, w procesie tworzenia, którego widzieliśmy, że struktury środowisk przemysłowych, zasobowych i naukowo-technicznych są w stanie skutecznie koordynować i rozwiązywać powierzone im zadania przy wystarczającym wsparciu od państwa.
Obiekt ten z powodzeniem przetrwał trzy zimy bez żadnego zagrożenia i jest już w trakcie wydobycia i załadunku. Inne osiągnięcia rosyjskich inżynierów to uruchomione stosunkowo niedawno morskie platformy wiertnicze „Berkut” i „Orlan”. Wyróżniają się odpornością na najniższe temperatury i silne drgania sejsmiczne oraz minimalną wrażliwość na gigantyczne kry lodowe i fale.
Jeśli chodzi o przyszłe projekty, warto wspomnieć o wspólnym przedsięwzięciu i fabrykach obwodu kaliningradzkiego. Naftowcy planują jednorazowo zainstalować pięć platform wiertniczych na lokalnym morzu, kilkadziesiąt kilometrów od wybrzeża. Wstępna wielkość inwestycji powinna wynosić około 140 miliardów rubli. Sprzęt powstanie w kaliningradzkich zakładach budowy maszyn. Jeśli nie ma siły wyższej, produkcja powinna rozpocząć się już w 2017 roku.
wnioski
Rozwój i produkcja nowoczesnej platformy wiertniczej to proces, który pod względem złożoności jest porównywalny z projektami kosmicznymi. W czasach sowieckich prawie 100% komponentów do platform wiertniczych wykonano w przedsiębiorstwach krajowych. Wraz z rozpadem Związku część z nich trafiła za granicę, a część zupełnie przestała istnieć. Wiele trzeba przywrócić. Niezbędna pojemność Rosyjskie fabryki jest, ale będzie to możliwe do zrealizowania tylko przy wsparciu państwa.
Jeśli rząd naprawdę spodziewa się stworzyć w kraju? pełny cykl produkcji i nie będzie nadal rozważać jako takiego rodzimego montażu zagranicznych komponentów, konieczne będą poważne zintegrowane rozwiązania i zastrzyki finansowe. Do tego czasu korporacje będą nadal korzystać głównie z importowanego sprzętu, a Rosja zachowa nieco prestiżowy tytuł surowcowego dodatku Zachodu.
Rozwój morskich pól naftowych i gazowych wymagał stworzenia unikalnych konstrukcji – stacjonarnych platform wiertniczych. Mocowanie w jednym punkcie na środku otwartego morza to bardzo trudne zadanie. A na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci powstały najciekawsze rozwiązania, bez przesady, przykłady geniuszu inżynierskiego.Historia nafciarzy wypływających na morze zaczęła się w Baku nad Morzem Kaspijskim iw pobliżu Santa Barbara w Kalifornii nad Oceanem Spokojnym. Zarówno rosyjscy, jak i amerykańscy nafciarze próbowali zbudować rodzaj pomostów, które wchodziły kilkaset metrów w morze, aby rozpocząć wiercenia na odkrytych już polach na lądzie. Ale prawdziwy przełom nastąpił pod koniec lat czterdziestych, kiedy ponownie w pobliżu Baku, a teraz w Zatoce Meksykańskiej, rozpoczęto prace na pełnym morzu. Amerykanie są dumni z osiągnięć firmy Kerr-McGee, która w 1947 roku wywierciła pierwszą studnię przemysłową „poza lądem”, czyli w odległości około 17 km od wybrzeża. Głębokość morza była niewielka - tylko 6 metrów.
Jednak słynna Księga Rekordów Guinnessa uważa słynne „Skały naftowe” (Nieft Daslari - Azerbejdżan) w pobliżu Baku za pierwszą na świecie platformę wiertniczą. Teraz jest to imponujący kompleks platform, który funkcjonuje nieprzerwanie od 1949 roku. Składa się z 200 oddzielnych platform i baz i jest prawdziwym miastem na pełnym morzu.
W latach 50. trwała budowa platform przybrzeżnych, których podstawą były wieże kratowe spawane z metalowych rur lub profili. Takie konstrukcje były dosłownie przybijane do dna morskiego specjalnymi palami, co zapewniało ich stabilność podczas falowania. Same konstrukcje były wystarczająco „przezroczyste” do przepuszczania fal. Kształt takiej podstawy przypomina ściętą piramidę, w dolnej części średnica takiej konstrukcji może być dwukrotnie większa niż w górnej, na której montowana jest sama platforma wiertnicza.
Istnieje wiele konstrukcji takich platform. Opracowania własne, stworzone na podstawie doświadczeń operacyjnych „Oil Rocks”, znajdowały się w ZSRR. Na przykład w 1976 roku platforma „Nazwa 28 kwietnia” została zainstalowana na głębokości 84 metrów. Jednak najbardziej znaną platformą tego typu jest Cognac w Zatoce Meksykańskiej, zainstalowany dla Shella w 1977 roku na głębokości 312 metrów. Przez długi czas był to rekord świata. Rozwój takich platform dla głębokości 300-400 metrów wciąż trwa, jednak takie konstrukcje nie są w stanie oprzeć się atakom lodowym, a do rozwiązania tego problemu stworzono specjalne konstrukcje odporne na lód.
W 1967 roku na arktycznym szelfie Alaski odkryto największe amerykańskie pole, Prudhoe Bay. Konieczne było opracowanie stacjonarnych platform, które wytrzymałyby obciążenie lodowe. Już na wczesnych etapach pojawiły się dwa podstawowe pomysły - stworzenie dużych platform kesonowych, a właściwie oryginalnych sztucznych wysp, które wytrzymałyby stos lodu, lub platform na stosunkowo cienkich nogach, które przepuszczałyby lód, przecinając jego pola te nogi. Takim przykładem jest platforma Dolly Varden, przybita do dna morskiego czterema stalowymi nogami, z których każda ma nieco ponad 5 metrów średnicy, a odległość między środkami podpór wynosi prawie 25 metrów. Pale zabezpieczające platformę wbijają się w ziemię na głębokość około 50 metrów.
Przykładami odpornej na lód platformy kesonowej są platforma Prirazlomnaya na Morzu Peczerskim i Molikpaq, znana również jako Piltun-Astokhskaya-A, przybrzeżna wyspa Sachalin. Molikpaq został zaprojektowany i zbudowany do działania na Morzu Beauforta, aw 1998 roku został odnowiony i zaczął działać w nowej lokalizacji. Molikpaq to keson wypełniony piaskiem, który działa jak balast, który dociska dno platformy do dna morskiego. W rzeczywistości spód Molikpaka to ogromna przyssawka, składająca się z kilku sekcji. Technologia ta została z powodzeniem opracowana przez norweskich inżynierów w procesie zagospodarowania złóż głębinowych na Morzu Północnym.
Epopeja na Morzu Północnym zaczęła się na początku lat 70., ale naftowcy początkowo obeszli się bez egzotycznych rozwiązań - budowali sprawdzone platformy z rurowych kratownic. Nowe rozwiązania były wymagane podczas przemieszczania się na duże głębokości. Apoteozą konstrukcji betonowych platform była wieża Troll A, zainstalowana na głębokości 303 metrów. Podstawą platformy jest zespół kesonów żelbetowych, które przyklejają się do dna morskiego. Z podstawy wyrastają cztery nogi, które podtrzymują samą platformę. Całkowita wysokość tej konstrukcji wynosi 472 metry i jest to najwyższa konstrukcja, jaką kiedykolwiek przeniesiono w płaszczyźnie poziomej. Sekret polega na tym, że taka platforma porusza się bez barek - wystarczy ją holować.
Pewnym odpowiednikiem „Trolla” jest odporna na lód platforma „Lunskaya-2”, zainstalowana w 2006 roku na półce sachalińskiej. Pomimo tego, że głębokość morza wynosi tam tylko około 50 metrów, w przeciwieństwie do trolla musi wytrzymać obciążenia lodowe. Platforma została opracowana i zbudowana przez specjalistów z Norwegii, Rosji i Finlandii. Jego „siostrą” jest platforma Berkut tego samego typu, która jest zainstalowana na polu Piltun-Astokhskoye. Jego kompleks technologiczny, wybudowany przez Samsung, to największa tego typu konstrukcja na świecie.
Lata 80. i 90. XX wieku były naznaczone pojawieniem się nowych konstruktywnych pomysłów na rozwój głębinowych pól naftowych. W tym samym czasie, formalnie, naftowcy, przekraczając 200-metrową głębokość, wyszli poza szelf i zaczęli schodzić głębiej wzdłuż zbocza kontynentalnego. Cyklopowe konstrukcje, które miały stać na dnie morskim, zbliżają się do granicy tego, co jest możliwe. W Kerr-McGee ponownie zaproponowano nowe rozwiązanie - zbudować pływającą platformę w formie nawigacyjnego kamienia milowego.
Pomysł jest genialnie prosty. Budowany jest cylinder o dużej średnicy, uszczelniany i bardzo długi. Na dnie cylindra umieszczony jest ładunek z materiału, którego ciężar właściwy jest większy niż ciężar wody, np. piasek. Rezultatem jest pływak ze środkiem ciężkości znacznie poniżej poziomu wody. W dolnej części platforma typu Spar jest przymocowana linkami do kotwic dennych - specjalnych kotwic wkręcanych w dno morskie. Pierwsza tego typu platforma, nazwana Neptune, została zbudowana w Zatoce Meksykańskiej w 1996 roku na głębokości 590 metrów. Długość konstrukcji to ponad 230 metrów przy średnicy 22 metrów. Do tej pory najgłębszą platformą tego typu jest platforma Perdido, napędzana przez Powłoka, w Zatoce Meksykańskiej na głębokości 2450 metrów.
Rozwój złóż offshore wymaga coraz to nowych rozwiązań i technologii, nie tylko w zakresie samej budowy platform, ale również w zakresie infrastruktury je obsługującej, jak np. rurociągi, które muszą mieć specjalne właściwości do pracy w warunkach offshore . Proces ten ma miejsce we wszystkich krajach rozwiniętych, które zajmują się produkcją odpowiednich produktów. Na przykład w Rosji producenci rur Ural z ChTPZ aktywnie rozwijają produkcję wyrobów rurowych, specjalnie zorientowanych na działanie na półce iw trudnych warunkach Arktyki. Na początku marca zaprezentowano nowe rozwiązania, takie jak rury o dużej średnicy do pionów (piony łączące platformę z urządzeniami podmorskimi) i inne konstrukcje wymagające odporności w Arktyce. Prace przyspiesza konieczność substytucji importu – od Rosyjskie firmy pojawia się coraz więcej próśb o rury osłonowe i inny sprzęt do układania studni pod wodą. Technologie nie stoją w miejscu, co oznacza, że pojawiają się możliwości rozwoju nowych obiecujących dziedzin.
Wydobycie ropy naftowej na morzu, wraz z rozwojem łupków i trudnych do wydobycia złóż węglowodorów, ostatecznie wyprze rozwój tradycyjnych złóż „czarnego złota” na lądzie ze względu na wyczerpywanie się tych ostatnich. Jednocześnie pozyskiwanie surowców na obszarach offshore odbywa się głównie kosztownymi i pracochłonnymi metodami, przy czym angażuje się najbardziej skomplikowane kompleksy techniczne- platformy wiertnicze
Specyfika wydobycia ropy naftowej na morzu
Zmniejszenie zapasów tradycyjnych pola naftowe na lądzie zmusił wiodące firmy z branży do poświęcenia wysiłków na rozwój bogatych bloków offshore. Pronedra pisała wcześniej, że impuls do rozwoju tego segmentu produkcji nadano w latach siedemdziesiątych, po nałożeniu przez kraje OPEC embarga na ropę.
Według uzgodnionych szacunków ekspertów szacowane geologiczne zasoby ropy naftowej znajdujące się w warstwach osadowych mórz i oceanów sięgają 70% całkowitej światowej objętości i mogą sięgać setek miliardów ton. Około 60% tej ilości przypada na półki.
Do tej pory połowa z czterystu basenów naftowych i gazowych świata obejmuje nie tylko kontynenty na lądzie, ale także rozciąga się na szelfie. Obecnie w różnych strefach Oceanu Światowego zagospodarowanych jest około 350 pól. Wszystkie znajdują się w obszarach półek, a produkcja odbywa się z reguły na głębokości do 200 metrów.
Na obecnym etapie rozwoju technologii wydobycie ropy naftowej na morzu wiąże się z wysokimi kosztami i trudnościami technicznymi, a także szeregiem niekorzystnych czynników zewnętrznych. przeszkody dla efektywna praca na morzu często występuje wysoki wskaźnik sejsmiczności, góry lodowe, pola lodowe, tsunami, huragany i tornada, wieczna zmarzlina, silne prądy i duże głębokości.
Szybki rozwój wydobycia ropy naftowej na morzu hamują również wysokie koszty sprzętu i prac rozwojowych na polach. Wysokość kosztów operacyjnych wzrasta wraz ze wzrostem głębokości wydobycia, twardości i grubości skały, a także oddalenia pola od wybrzeża i złożoności topografii dna między strefą wydobycia a wybrzeżem, na którym układane są rurociągi. Poważne koszty wiążą się również z wdrożeniem środków zapobiegających wyciekom oleju.
Koszt samej platformy wiertniczej, zaprojektowanej do pracy na głębokości do 45 m, to 2 miliony dolarów, a sprzęt zaprojektowany do głębokości do 320 metrów może kosztować nawet 30 milionów dolarów przy 113 milionach dolarów
Transport wyprodukowanego oleju na tankowiec
Eksploatację mobilnej platformy wiertniczej na głębokości piętnastu metrów szacuje się na 16 tys. przypadków, w których mówimy o dużych rezerwach ropy.
Należy również wziąć pod uwagę, że koszt wydobycia ropy w różnych regionach będzie różny. Prace związane z odkryciem złoża w Zatoce Perskiej szacuje się na 4 miliony dolarów, na morzach Indonezji na 5 milionów dolarów, a na Morzu Północnym ceny rosną do 11 milionów dolarów za pozwolenie na zagospodarowanie terenu.
Rodzaje i rozmieszczenie platform wiertniczych
Wydobywając ropę naftową ze złóż Oceanu Światowego, firmy operacyjne z reguły korzystają ze specjalnych platform offshore. Te ostatnie to kompleksy inżynieryjne, za pomocą których prowadzone jest zarówno wiercenie, jak i bezpośrednie wydobycie surowców węglowodorowych spod dna morskiego. Pierwsza morska platforma wiertnicza została uruchomiona w amerykańskim stanie Luizjana w 1938 roku. Pierwszy na świecie bezpośrednio platforma offshore pod nazwą „Skały naftowe” został oddany do użytku w 1949 roku w azerbejdżańskim regionie kaspijskim.
Główne typy platform:
- stacjonarny;
- swobodnie ustalone;
- półzanurzalne (poszukiwania, wiercenie i produkcja);
- wiertnice samonośne;
- z przedłużonymi podporami;
- pływające magazyny ropy naftowej.
Wiertnica pływająca z wysuwanymi nogami „Arctic”
Różne rodzaje platform można znaleźć zarówno w postaci czystej, jak i kombinowanej. Wybór takiego lub innego rodzaju platformy wiąże się z określonymi zadaniami i warunkami rozwoju złóż. Stosowanie różne rodzaje platformy w procesie stosowania głównych technologii produkcji offshore, rozważymy poniżej.
Strukturalnie platforma wiertnicza składa się z czterech elementów - kadłuba, systemu kotwiczącego, pokładu i wiertnicy. Kadłub to trójkątny lub czworokątny ponton zamontowany na sześciu kolumnach. Konstrukcja utrzymuje się na powierzchni dzięki temu, że ponton jest wypełniony powietrzem. Rury wiertnicze, dźwigi i lądowisko dla helikopterów znajdują się na pokładzie. Wieża bezpośrednio obniża wiertło na dno morskie i podnosi je w razie potrzeby.
1 - wiertnica; 2 - lądowisko dla helikopterów; 3 - system kotwic; 4 - ciało; 5 - pokład
Kompleks jest utrzymywany na miejscu przez system kotwiczący, który obejmuje dziewięć wciągarek wzdłuż boków platformy i stalowe liny. Waga każdej kotwicy sięga 13 ton. Nowoczesne platformy są stabilizowane w danym punkcie nie tylko za pomocą kotew i pali, ale także zaawansowane technologie, w tym systemy pozycjonowania. Platformę można zacumować w tym samym miejscu przez kilka lat, niezależnie od panujących na morzu warunków atmosferycznych.
Wiertarka, którą sterują roboty podwodne, jest składana w sekcje. Długość jednej sekcji, składającej się z stalowe rury, wynosi 28 metrów. Wiertła produkowane są z dość szerokim zakresem możliwości. Na przykład wiertło platformy EVA-4000 może obejmować nawet trzysta sekcji, co pozwala zejść głębiej o 9,5 kilometra.
Platforma wiertnicza platformy wiertniczej
Budowa platform wiertniczych realizowana jest poprzez dostarczenie na obszar produkcyjny i zalanie podstawy konstrukcji. Już na otrzymanym „podstawie” zbudowane są pozostałe komponenty. Pierwsze platformy wiertnicze powstały przez spawanie z profili i rur wież kratowych w formie ściętej piramidy, które zostały mocno przybite palami do dna morskiego. Na takich konstrukcjach zainstalowano sprzęt wiertniczy.
Budowa platformy wiertniczej Troll
Konieczność zagospodarowania złóż na północnych szerokościach geograficznych, gdzie wymagane są platformy odporne na lód, skłoniła inżynierów do opracowania projektu budowy fundamentów kasetonowych, które w rzeczywistości były sztucznymi wyspami. Keson wypełniony jest balastem, zwykle piaskiem. Swoim ciężarem fundament dociska się do dna morza.
Platforma stacjonarna „Prirazlomnaya” z podstawą kesonową
Stopniowy wzrost wielkości platform spowodował konieczność zrewidowania ich konstrukcji, dlatego programiści z Kerr-McGee (USA) stworzyli projekt pływającego obiektu w kształcie kamienia milowego nawigacji. Konstrukcja to cylinder, w dolnej części którego umieszczony jest balast. Dno butli jest przymocowane do dolnych kotew. Ta decyzja umożliwiła zbudowanie stosunkowo niezawodnych platform o prawdziwie cyklopowych wymiarach, przeznaczonych do pracy na bardzo dużych głębokościach.
Pływająca półzanurzalna wiertnica „Polyarnaya Zvezda”
Należy jednak zauważyć, że nie ma dużej różnicy między platformami wiertniczymi offshore i onshore bezpośrednio w procedurach wydobycia i transportu ropy naftowej. Na przykład główne elementy platformy wiertniczej typu stałego są identyczne z elementami platformy wiertniczej na lądzie.
Platformy wiertnicze offshore charakteryzują się przede wszystkim autonomią pracy. Aby osiągnąć tę jakość, zakłady są wyposażone w potężne generatory elektryczne i instalacje do odsalania wody. Uzupełnianie zapasów platform odbywa się za pomocą statków usługowych. Oprócz, transport morski Służy również do przenoszenia konstrukcji na stanowiska pracy, w działaniach ratowniczych i przeciwpożarowych. Oczywiście transport otrzymanych surowców odbywa się za pomocą rurociągów, cystern lub pływających magazynów.
Technologia offshore
Na obecnym etapie rozwoju przemysłu, w niewielkiej odległości od miejsca wydobycia do wybrzeża, wiercone są studnie skośne. Jednocześnie czasami stosuje się zaawansowany rozwój - zdalne sterowanie procesami wiercenia odwiertu poziomego, co zapewnia wysoką dokładność sterowania i pozwala wydawać polecenia sprzętowi wiertniczemu na odległość kilku kilometrów.
Głębokości na granicy morskiej szelfu wynoszą zwykle około dwustu metrów, ale czasami sięgają nawet pół kilometra. W zależności od głębokości i odległości od wybrzeża do wiercenia i wydobycia ropy stosuje się różne technologie. Na płyciznach budowane są ufortyfikowane fundamenty, rodzaj sztucznych wysp. Służą jako podstawa do instalacji sprzętu wiertniczego. W wielu przypadkach firmy operatorskie otaczają miejsce pracy zaporami, po czym woda jest wypompowywana z powstałego wykopu.
Jeśli odległość do wybrzeża wynosi setki kilometrów, to w tym przypadku podejmowana jest decyzja o budowie platformy wiertniczej. Pomosty stacjonarne, najprostsze w konstrukcji, mogą być stosowane tylko na głębokości kilkudziesięciu metrów, płytka woda umożliwia mocowanie konstrukcji za pomocą bloczków betonowych lub pali.
Platforma stacjonarna LSP-1
Na głębokości około 80 metrów stosowane są platformy pływające z podporami. Firmy na głębszych obszarach (do 200 metrów), gdzie mocowanie platformy jest problematyczne, korzystają z półzanurzalnych platform wiertniczych. Utrzymywanie takich kompleksów w miejscu odbywa się za pomocą systemu pozycjonowania składającego się z podwodnych systemów napędowych i kotwic. Jeśli mówimy o super dużych głębokościach, to w tym przypadku chodzi o statki wiertnicze.
Statek wiertniczy Maersk Valiant
Studnie wyposażone są zarówno w metody pojedyncze, jak i klastrowe. Od niedawna zaczęto stosować mobilne bazy wiertnicze. Bezpośrednie wiercenie w morzu odbywa się za pomocą pionów - kolumn rur o dużej średnicy, które opadają na dno. Po zakończeniu wiercenia na dnie montowany jest wielotonowy ogranicznik (przeciwerupcyjny) oraz armatura głowicy odwiertu, co pozwala uniknąć wycieku oleju z nowego odwiertu. Uruchomiony zostaje również sprzęt do monitorowania stanu odwiertu. Po rozpoczęciu produkcji ropa jest wypompowywana na powierzchnię elastycznymi rurociągami.
Zastosowanie różnych morskich systemów produkcyjnych: 1 - odwierty nachylone; 2 - platformy stacjonarne; 3 - platformy pływające z podporami; 4 - platformy półzanurzalne; 5 - statki wiertnicze
Złożoność i wysoka technologia procesów rozwoju offshore są oczywiste, nawet bez wchodzenia w szczegóły techniczne. Czy warto rozwijać ten segment produkcji, biorąc pod uwagę znaczne trudności z tym związane? Odpowiedź jest jednoznaczna – tak. Pomimo przeszkód w rozwoju bloków offshore i duże wydatki w porównaniu z pracą na lądzie jednak ropa produkowana w wodach oceanów jest poszukiwana w warunkach nieustannej przewagi popytu nad podażą.
Przypomnijmy, że Rosja i kraje azjatyckie planują aktywnie zwiększać moce produkcyjne na morzu. Taką pozycję można śmiało uznać za praktyczną – w miarę wyczerpywania się zasobów „czarnego złota” na lądzie praca na morzu stanie się jednym z głównych sposobów pozyskiwania surowców naftowych. Nawet biorąc pod uwagę problemy technologiczne, koszt i pracochłonność wydobycia na morzu, pozyskiwana w ten sposób ropa nie tylko stała się konkurencyjna, ale od dawna i mocno zajmuje swoją niszę na rynku przemysłowym.
Pola gazu ziemnego znajdują się nie tylko na lądzie. Znajdują się tam złoża morskie – ropa i gaz czasami znajdują się w ukrytych pod wodą wnętrznościach.
Wybrzeże i półka
Geolodzy badają zarówno lądy, jak i morza i oceany. Jeśli złoże znajduje się blisko brzegu - w strefie przybrzeżnej, wówczas budowane są pochyłe odwierty poszukiwawcze od lądu do morza. Złoża położone dalej od wybrzeża należą już do strefy szelfowej. Szelf nazywa się podwodnym brzegiem lądu o tej samej budowie geologicznej, co ląd, a jego granicą jest krawędź - ostry spadek głębokości. Do takich złóż stosuje się platformy pływające i platformy wiertnicze, a jeśli głębokość jest niewielka, po prostu wysokie pale, z których wykonuje się wiercenie.
Do produkcji węglowodorów na polach morskich wykorzystywane są pływające platformy wiertnicze – platformy specjalne – głównie trzech typów: grawitacyjne, półzanurzalne i typu jack-up.
Na płytkie głębokości
Platformy samopodnośne to pływające pontony, pośrodku których zamontowana jest wiertnica, aw narożnikach kolumny podporowe. Na miejscu wiercenia kolumny opadają na dno i wchodzą głęboko w ziemię, a platforma unosi się nad wodą. Takie platformy mogą być ogromne: z pomieszczeniami mieszkalnymi dla robotników i załogi, lądowiskiem dla helikopterów, własną elektrownią. Ale są używane na płytkich głębokościach, a stabilność zależy od rodzaju gleby na dnie morza.
Gdzie jest głębiej
Platformy półzanurzalne są używane na dużych głębokościach. Platformy nie wznoszą się nad wodę, ale unoszą się nad miejscem wiercenia, utrzymywane przez ciężkie kotwice.
Platformy wiertnicze typu grawitacyjnego są najbardziej stabilne, ponieważ mają mocną betonową podstawę opartą na dnie morskim. W tę podstawę wbudowane są kolumny wiertnicze, zbiorniki magazynowe na wydobywane surowce i rurociągi, a na jej szczycie znajduje się wiertnica. Na takich platformach mogą mieszkać dziesiątki, a nawet setki pracowników.
Wydobyty z platformy gaz jest transportowany do przerobu na specjalnych cysternach lub gazociągiem podwodnym (jak np. w projekcie Sachalin-2)
Produkcja offshore w Rosji
Ponieważ do Rosji należy największy na świecie szelf, na którym znajduje się wiele złóż, rozwój wydobycia na morzu jest niezwykle obiecujący dla przemysłu naftowego i gazowego. Pierwsze odwierty morskie do produkcji gazu w Rosji rozpoczęły w 2007 roku wiercenie przez Sachalin Energy na złożu Łunskoje na Sachalinie. W 2009 roku rozpoczęto produkcję gazu z platformy Lunskaya-A. Dziś projekt Sachalin-2 jest jednym z największych projektów Gazpromu. Dwie z trzech platform grawitacyjnych zainstalowanych na morzu Sachalin są najcięższymi konstrukcjami morskimi w historii światowego przemysłu naftowego i gazowego.
Ponadto Gazprom realizuje projekt Sachalin-3 na Morzu Ochockim, przygotowując się do zagospodarowania złoża Sztokman na Morzu Barentsa i Prirazlomnoye na Morzu Peczora. Prace poszukiwawcze prowadzone są na wodach zatok Ob i Taz.
Gazprom pracuje także na półkach Kazachstanu, Wietnamu, Indii i Wenezueli.
Jak działa podwodny kompleks do produkcji gazu
Obecnie na świecie jest ponad 130 pól offshore, na których procesy technologiczne do wydobywania węglowodorów z dna morskiego.
Geografia rozmieszczenia produkcji podwodnej jest rozległa: półki mórz Północnych i Śródziemnomorskich, Indie, Azja Południowo-Wschodnia, Australia, Afryka Zachodnia, Ameryka Północna i Południowa.
W Rosji pierwszy kompleks produkcyjny zostanie zainstalowany przez Gazprom na szelfie sachalińskim w ramach zagospodarowania złoża Kirinskoye. W projekcie zagospodarowania złoża gazowo-kondensatowego Sztokman planuje się również wykorzystanie technologii wydobycia podmorskiego.
górniczy pająk
Podmorski kompleks produkcyjny (MPS) z kilkoma studniami wygląda jak pająk, którego ciało jest rozmaitością.
Kolektor to element armatury olejowej i gazowej, który składa się z kilku rurociągów, zwykle zamocowanych na jednej podstawie, zaprojektowanych na wysokie ciśnienie i połączonych zgodnie z określonym schematem. Kolektor zbiera węglowodory wydobyte z kilku odwiertów. Sprzęt, który jest zainstalowany nad studnią i kontroluje jego działanie, nazywa się choinką, aw zagranicznej literaturze nazywa się choinką (lub X-tree) - „choinką”. Kilka z tych „choinek” można połączyć i zabezpieczyć jednym szablonem (płytą dolną), jak jajka w koszyku na jajka. W MPC zainstalowane są również systemy sterowania.
Złożoność systemów podmorskich może wahać się od pojedynczego odwiertu do kilku odwiertów w szablonie lub zgrupowanych w pobliżu kolektora. Produkcja ze studni może być przetransportowana albo na statek przetwórczy offshore, gdzie realizowane są dodatkowe procesy technologiczne, albo bezpośrednio na brzeg, jeśli nie jest daleko od brzegu.
Hydrofony do dynamicznej stabilizacji statku
Łódź posiada sprzęt do nurkowania.
Łuk o średniej głębokości podtrzymuje piony przed dostawą na statek
Dzięki elastycznym pionom produkcyjnym wytwarzany gaz jest kierowany z płyty dolnej do jednostki pływającej
Średnica pionu - 36 cm
MPC jest ustawiany za pomocą specjalnych jednostek pływających, które muszą być wyposażone w sprzęt do nurkowania na płytkich głębokościach (kilkadziesiąt metrów) oraz robotykę na większe głębokości.
Wysokość konstrukcji zabezpieczającej kolektor - 5 m
Kolumny kolektora wcięte w dno morskie na głębokość 0,5 m
tło
Technologie wydobycia węglowodorów podmorskich zaczęły się rozwijać w połowie lat 70. ubiegłego wieku. Po raz pierwszy w Zatoce Meksykańskiej zaczęto eksploatować podmorskie głowice odwiertów. Obecnie około 10 firm na świecie produkuje urządzenia podmorskie do produkcji węglowodorów.
Początkowo zadaniem sprzętu podwodnego było jedynie pompowanie ropy naftowej. Wczesne projekty zmniejszały ciśnienie wsteczne (ciśnienie wsteczne) w zbiorniku za pomocą podmorskiego systemu ciśnieniowego. Gaz oddzielano od ciekłych węglowodorów pod wodą, następnie ciekłe węglowodory pompowano na powierzchnię, a gaz unosił się pod własnym ciśnieniem.
Gazprom jest przekonany, że korzystanie z podwodnych instalacji produkcyjnych jest bezpieczne. Ale tak skomplikowane nowoczesne technologie wymagają wysoko wykwalifikowanego personelu, dlatego przy wyborze personelu do projektów deweloperskich na morzu preferowani są inżynierowie z dużym doświadczeniem w terenie. Takie podejście zmniejszy ryzyko incydentów, takich jak wypadek na platformie wiertniczej BP w Zatoce Meksykańskiej, który był w dużej mierze spowodowany czynnikiem ludzkim.
Obecnie technologie produkcji podmorskiej umożliwiają podmorskie pompowanie węglowodorów, separację gaz-ciecz, separację piasku, ponowne wtryskiwanie wody, uzdatnianie gazu, sprężanie gazu, a także monitorowanie i kontrolę tych procesów.
Gdzie potrzebne są „pająki górnicze”?
Początkowo technologie podmorskie stosowano tylko na dojrzałych złożach, ponieważ pozwalały one na zwiększenie współczynnika odzysku węglowodorów. Złoża dojrzałe charakteryzują się zwykle niskim ciśnieniem złożowym i wysokim stopniem uwodnienia (wysoka zawartość wody w mieszaninie węglowodorów). W celu zwiększenia ciśnienia złożowego, dzięki któremu węglowodory unoszą się na powierzchnię, do złoża pompowana jest woda wydobywana z mieszaniny węglowodorów.
Jednak nowe złoża mogą również charakteryzować się niskim początkowym ciśnieniem złożowym. Dlatego technologie podmorskie zaczęto wykorzystywać zarówno w nowych, jak i dojrzałych dziedzinach.
Dodatkowo organizacja części procesów pod wodą obniża koszty budowy ogromnych konstrukcji stalowych. W niektórych regionach celowe jest nawet umieszczenie całego łańcucha technologicznego wydobycia węglowodorów pod wodą. Na przykład z tej opcji można skorzystać w Arktyce, gdzie powierzchniowe konstrukcje stalowe mogą uszkadzać góry lodowe. Jeśli głębokość morza jest zbyt duża, to zastosowanie kompleksu podwodnego zamiast ogromnych konstrukcji stalowych jest po prostu konieczne.
> Morska platforma wiertnicza.
To kontynuacja historii o działaniu platformy wiertniczej na morzu. Pierwsza część z ogólną opowieścią o platformie wiertniczej io tym, jak żyją na niej nafciarze.
Cała kontrola platformy Offshore Ice-Resistant Stationary Platform (OIRFP) odbywa się z Centralnego Panelu Sterowania (CPU):
3. 
Cała platforma jest zapchana czujnikami i nawet jeśli pracownik zapali papierosa gdzieś w niewłaściwym miejscu, CPA od razu się o tym dowie, a nieco później w dziale personalnym, który przygotuje polecenie zwolnienia tego mądrala jeszcze zanim helikopter dostarczy go na duży ląd:
4. 
Górny pokład nazywa się Trubnaya. Tutaj świece składa się z 2-3 rur wiertniczych i stąd kontroluje się proces wiercenia:
5. 
6. 
Pipe Deck to jedyne miejsce na platformie, w którym jest choć trochę brudu. Wszystkie inne miejsca na podeście są wypolerowane na połysk.
Duże szare kółko po prawej stronie to nowa studnia, która ten moment Buriacja. Wywiercenie każdego odwiertu zajmuje około 2 miesięcy:
7. 
Szczegółowo opisałem już proces wiercenia w poście o tym, jak pozyskiwana jest ropa:
8. 
Główny wiertacz. Ma krzesło na kółkach z 4 monitorami, joystick i różne inne fajne rzeczy. Z tego cudownego krzesła kontroluje proces wiercenia:
9. 
Pompy pompujące błoto pod ciśnieniem 150 atmosfer. Na platformie znajdują się 2 pompy robocze i 1 zapasowa (o tym, do czego są potrzebne i przeznaczeniu innych urządzeń, przeczytaj w artykule o produkcji oleju):
10. 
Sharoshka to dłuto. To ona jest na końcu przewodu wiertniczego:
11. 
Za pomocą płuczki wiertniczej wtryskiwanej przez pompy z poprzedniego zdjęcia zęby te kręcą się, a nadgryziona skała jest przenoszona wraz ze zużytą płuczką wiertniczą:
12. 
Obecnie na tej platformie wiertniczej eksploatowane są już 3 odwierty naftowe, 1 gazowe i 1 wodne. Trwa wiercenie kolejnej studni.
Jednocześnie można wiercić tylko jeden odwiert, a będzie ich łącznie 27. Każdy odwiert ma długość od 2,5 do 7 km (nie jest głęboka). Złoże ropy znajduje się 1300 metrów pod ziemią, dzięki czemu wszystkie odwierty są poziome i promieniują jak macki z miejsca wiercenia:
13. 
Szybkość przepływu studni (czyli ile oleju pompuje na godzinę) od 12 do 30 metrów sześciennych:
14. 
W tych cylindrach separatora towarzyszący gaz i woda są oddzielane od oleju, a na wylocie po przejściu przez stację uzdatniania oleju, która oddziela wszelkie zanieczyszczenia od oleju, uzyskuje się olej handlowy:
15. 
Z Platformy do pływającego magazynu ropy, zainstalowanego poza strefą lodową Morza Kaspijskiego, położono podwodny rurociąg o długości 58 km:
16. 
Olej wtłaczany jest do rurociągu za pomocą pomp głównych:
17. 
Sprężarki te pompują powiązany gaz z powrotem do zbiornika, aby utrzymać ciśnienie w zbiorniku, co odpowiednio wypycha olej na powierzchnię, a odzysk oleju staje się większy:
18. 
Woda, która została oddzielona od oleju jest oczyszczana z zanieczyszczeń mechanicznych i zawracana z powrotem do zbiornika (ta sama woda, która została wypompowana z jelit)
19. 
Pompy 160 atmosfer pompują wodę z powrotem do zbiornika:
20. 
Platforma posiada własne laboratorium chemiczne, w którym monitorowane są wszystkie parametry ropy naftowej, towarzyszącego gazu i wody:
21. 
22. 
Wiertnica zasilana jest energią elektryczną przez 4 turbiny zasilane gazem towarzyszącym o łącznej mocy około 20 megawatów. W białych skrzynkach turbiny po 5 megawatów każda:
23. 
Jeśli z jakiegokolwiek powodu turbiny zostaną odcięte, wiertnica będzie zasilana zapasowymi generatorami diesla.
