Освоение морских нефтегазовых месторождений включает комплекс работ, которые начинаются с геолого-геофизических исследований и завершаются ликвидацией объектов добычи. Основные этапы освоения включают поисково-разведочные работы, строительство платформ и бурение эксплуатационных скважин, а также обустройство месторождений с последующей их эксплуатацией.
Для успешного освоения морских нефтегазовых месторождений требуется комплексное понимание рынков сбыта и того, какой продукт следует туда поставлять.
Это определяет дальнейшее развитие инфраструктуры, путей транспортировки и подготовку специалистов для решения всех сопутствующих задач. Важным элементом становится координация множества отраслей промышленности, таких как:
Для успешной реализации проекта необходим системный подход, который обеспечивается путем разработки «Дорожной карты». Эта карта должна включать:
Таким образом, «Дорожная карта» представляет собой документ, который систематизирует все аспекты проекта, от планирования и координации инфраструктуры до выполнения задач по добыче и транспортировке ресурсов, обеспечивая реализацию проекта освоения месторождения с учётом всех рисков и возможностей.
Для успешного освоения морских нефтегазовых месторождений требуется комплексное понимание рынков сбыта и того, какой продукт следует туда поставлять.
Это определяет дальнейшее развитие инфраструктуры, путей транспортировки и подготовку специалистов для решения всех сопутствующих задач. Важным элементом становится координация множества отраслей промышленности, таких как:
- Ледокольное сопровождение танкеров — для обеспечения безопасности судоходства в замерзающих морях.
- Координация метеоусловий — важна для минимизации рисков, связанных с суровыми погодными условиями.
- Создание путей эвакуации судов — необходимо для быстрого реагирования в случае ухудшения погоды.
- Полярная авиация — обеспечивает оперативную связь и транспортные услуги в удаленных районах.
- Морские порты — играют ключевую роль в обеспечении логистики.
- Координация с рыбохозяйственной и оборонной промышленностью — для минимизации конфликта интересов в использовании морских ресурсов и охране границ.
- Юридические вопросы — включают разрешение вопросов, связанных с морской юрисдикцией и правами на добычу.
Для успешной реализации проекта необходим системный подход, который обеспечивается путем разработки «Дорожной карты». Эта карта должна включать:
- Цель проекта — обеспечение проектного уровня добычи.
- Ключевые этапы реализации — каждый этап должен сопровождаться четкими контрольными датами и определением ответственных лиц и организаций.
- Маркетинговые исследования — для выявления потребностей рынков сбыта, объемов и сроков поставок продукции.
- Исполнители — определение потенциальных подрядчиков и специалистов, которые будут участвовать в проекте.
Таким образом, «Дорожная карта» представляет собой документ, который систематизирует все аспекты проекта, от планирования и координации инфраструктуры до выполнения задач по добыче и транспортировке ресурсов, обеспечивая реализацию проекта освоения месторождения с учётом всех рисков и возможностей.
Поисково-разведочные работы
Первый этап — это проведение геолого-геофизических исследований для поиска перспективных месторождений углеводородов. Используются современные технологии, такие как сейсмическая разведка и поисковое бурение. После обнаружения залежей нефти и газа необходимо проведение детальных исследований для оценки их размера, формы и продуктивности.
Строительство и обустройство
После выявления месторождения начинается его обустройство. Строятся стационарные и плавучие платформы, бурятся эксплуатационные скважины. Параллельно создается инфраструктура для сбора, подготовки и транспортировки нефти и газа. Важнейшей задачей является разработка плана мероприятий (Дорожная карта), который включает ключевые этапы, сроки и объемы добычи, величину инвестиций и последовательность ввода объектов в эксплуатацию.
Разработка и эксплуатация
Этот этап включает добычу и обработку углеводородов, при этом большое внимание уделяется экологической безопасности и соблюдению нормативных требований. Используются инновационные технологии для повышения коэффициента извлечения нефти и газа, что позволяет максимально эффективно использовать природные ресурсы. Разработка морских месторождений может занимать десятки лет, а срок от открытия залежей до начала эксплуатации может достигать 25 лет.
Ликвидация объектов добычи
Когда месторождение исчерпывается, наступает этап ликвидации производственных объектов. Важно обеспечить экологически безопасное завершение добычных операций, включая демонтаж платформ, очистку окружающей среды и восстановление экосистем.
Координация и интеграция отраслей
Освоение морских нефтегазовых ресурсов требует координации множества отраслей промышленности, таких как ледокольное сопровождение, полярная авиация, морские порты и транспортная инфраструктура. Это также включает взаимодействие с рыбной, оборонной и экологической промышленностью.
Современные риски
Освоение арктического шельфа остается одной из наиболее сложных задач. Необходимы инновационные технологии и оборудование, способное работать в условиях низких температур и ледового покрытия. Несмотря на прогресс, поиск морских месторождений сопряжен с высокими рисками, и лишь комплексный подход к разработке позволяет снизить риски и оптимизировать затраты.
Таким образом, освоение морских месторождений требует четкого планирования, многопрофильной координации и внедрения современных технологий.
Таким образом, освоение морских месторождений требует четкого планирования, многопрофильной координации и внедрения современных технологий.
Требования к бурению разведочных скважин на море
Бурение разведочных скважин на море требует особого подхода, обусловленного специфическими условиями эксплуатации, геологическими особенностями акваторий и техническими требованиями. Наиболее распространенными трубами при морском бурении являются бурильные трубы нефтяного сортамента диаметром 0,127 м, что обуславливает минимальный диаметр скважины в 0,132 м. Параметры скважин зависят от геологических условий и задач бурения, включая максимальные и минимальные диаметры в рыхлых отложениях и коренных породах.
Основные параметры бурения
Геологические условия морского шельфа
Основной геологический контекст при бурении на шельфе включает разнообразие донных отложений, представленных илом, песком, глиной и галькой. Присутствие валунов также характерно для акваторий, особенно на Дальнем Востоке. Это создает дополнительные трудности при бурении, особенно в условиях изменяющихся физических и механических свойств пород.
Рациональные методы бурения разведочных скважин
Выбор способа бурения основывается на задачах, поставленных перед проектом, и определяется рядом факторов: геологической информативностью, техническими возможностями, производительностью и экономической эффективностью. Рациональный метод должен обеспечивать решение задач с минимальными затратами времени и ресурсов, при этом основные критерии выбора способа бурения включают:
Ударный способ бурения
Ударное бурение делится на несколько видов: сплошное ударное, кольцевое и забивное. При бурении на море ударное бурение применяется при необходимости разрушения валунов и твердых пород. Забивной способ позволяет эффективно получать керн в рыхлых породах, хотя в условиях воды его применение ограничено гидравлическими сопротивлениями.
Вращательный способ бурения
Вращательный способ является основным для получения качественного керна в твердых породах. Он особенно эффективен при инженерно-геологических изысканиях, где требуется точное определение физических и механических свойств пород. Этот метод также позволяет бурить глубокие разведочные скважины, обеспечивая высокую производительность.
Таким образом, выбор рационального метода бурения для морских условий определяется множеством факторов, где ключевую роль играют особенности донных отложений, технические требования и экономическая целесообразность.
Основные параметры бурения
- Максимальная глубина скважин: 300 м по воде и 300 м по породам.
- Диаметр скважины в рыхлых отложениях: максимальный — 0,325 м, минимальный — 0,146 м.
- Диаметр скважины в коренных породах: максимальный — 0,131 м, минимальный — 0,059 м.
Геологические условия морского шельфа
Основной геологический контекст при бурении на шельфе включает разнообразие донных отложений, представленных илом, песком, глиной и галькой. Присутствие валунов также характерно для акваторий, особенно на Дальнем Востоке. Это создает дополнительные трудности при бурении, особенно в условиях изменяющихся физических и механических свойств пород.
Рациональные методы бурения разведочных скважин
Выбор способа бурения основывается на задачах, поставленных перед проектом, и определяется рядом факторов: геологической информативностью, техническими возможностями, производительностью и экономической эффективностью. Рациональный метод должен обеспечивать решение задач с минимальными затратами времени и ресурсов, при этом основные критерии выбора способа бурения включают:
- Геологическая информативность — обеспечивается качественным отбором керна, что позволяет получить точные данные о литологии, границах продуктивных пластов и физико-механических свойствах горных пород.
- Эксплуатационно-технологические возможности — определяются эффективностью выполнения буровых задач.
- Техническая эффективность — оценивается по скорости бурения, срокам выполнения отдельных операций, износу оборудования, универсальности и энергоемкости.
- Экономическая эффективность — включает показатели затрат на метр бурения, стоимость скважины, содержание вспомогательных плавсредств и использование материалов, подверженных износу в морских условиях.
Ударный способ бурения
Ударное бурение делится на несколько видов: сплошное ударное, кольцевое и забивное. При бурении на море ударное бурение применяется при необходимости разрушения валунов и твердых пород. Забивной способ позволяет эффективно получать керн в рыхлых породах, хотя в условиях воды его применение ограничено гидравлическими сопротивлениями.
Вращательный способ бурения
Вращательный способ является основным для получения качественного керна в твердых породах. Он особенно эффективен при инженерно-геологических изысканиях, где требуется точное определение физических и механических свойств пород. Этот метод также позволяет бурить глубокие разведочные скважины, обеспечивая высокую производительность.
Таким образом, выбор рационального метода бурения для морских условий определяется множеством факторов, где ключевую роль играют особенности донных отложений, технические требования и экономическая целесообразность.
Строительство береговых баз обеспечения
Строительство береговых баз обеспечения играет важную роль при освоении морских нефтегазовых месторождений, особенно в удаленных и арктических регионах. Логистическая поддержка становится критическим аспектом успешного выполнения проекта в условиях удаленности от развитой инфраструктуры и сложных природно-климатических условий. Эти факторы значительно увеличивают стоимость проекта, что связано с расширением состава флота обеспечения и увеличением числа морских операций.
Особенности логистического обеспечения:
Международная практика:
В мировой практике обеспечение морских проектов выделено в отдельный вид деятельности. Для организации логистики операторы морских проектов через тендеры выбирают подрядчиков, которые берут на себя ответственность за организацию транспортных цепочек и обеспечение всех необходимых материалов и услуг.
Строительно-монтажные работы:
Работы по обустройству морских нефтегазовых месторождений связаны с выполнением ряда сложных операций:
Вспомогательные плавсредства:
Для выполнения строительно-монтажных работ и обеспечения морских объектов используют различные суда и технику:
Оптимизация работы:
В связи с ограниченным временем работы в условиях открытого моря в Арктике критически важно искать возможности для оптимизации строительных и монтажных операций. Это может включать совершенствование технических решений, улучшение координации между участниками проекта и использование более эффективных средств для транспортировки и монтажа оборудования.
В результате хорошо организованная береговая база обеспечения и слаженная логистика становятся важнейшими факторами успеха в освоении морских нефтегазовых месторождений, особенно в арктических регионах.
Особенности логистического обеспечения:
- Непрерывность работы — в арктических условиях важно планировать работу так, чтобы погодные условия не становились препятствием. Это включает постоянное снабжение материалами, необходимыми для бурения (трубы, ингредиенты для раствора), продуктами питания и обеспечение смены вахт на буровых установках.
- Удаленность портов и транспортные ограничения — в арктических регионах порты зачастую мелководные, что ограничивает осадку и грузоподъемность судов. Использование глубоководных портов требует привлечения дополнительных судов снабжения, что ведет к росту затрат и рисков, связанных с увеличением числа операций.
- Сезонность работ — в арктических условиях период ведения морских операций ограничен, что усиливает необходимость тщательного планирования всех этапов логистики и строительных работ.
Международная практика:
В мировой практике обеспечение морских проектов выделено в отдельный вид деятельности. Для организации логистики операторы морских проектов через тендеры выбирают подрядчиков, которые берут на себя ответственность за организацию транспортных цепочек и обеспечение всех необходимых материалов и услуг.
Строительно-монтажные работы:
Работы по обустройству морских нефтегазовых месторождений связаны с выполнением ряда сложных операций:
- Транспортировка и установка опорных блоков и модулей платформ — это включает буксировку и установку на месте эксплуатации.
- Укладка подводных трубопроводов — важный элемент инфраструктуры для транспортировки добытой нефти и газа.
- Монтаж подводных модулей — требует подготовки площадки и специального оборудования.
Вспомогательные плавсредства:
Для выполнения строительно-монтажных работ и обеспечения морских объектов используют различные суда и технику:
- Плавучие краны и крановые суда.
- Суда снабжения ледового класса.
- Морские буксиры и транспортные баржи.
- Суда-трубоукладчики.
- Суда для борьбы с аварийными разливами нефти.
- Вертолеты для доставки персонала и эвакуации в случае аварий.
Оптимизация работы:
В связи с ограниченным временем работы в условиях открытого моря в Арктике критически важно искать возможности для оптимизации строительных и монтажных операций. Это может включать совершенствование технических решений, улучшение координации между участниками проекта и использование более эффективных средств для транспортировки и монтажа оборудования.
В результате хорошо организованная береговая база обеспечения и слаженная логистика становятся важнейшими факторами успеха в освоении морских нефтегазовых месторождений, особенно в арктических регионах.
Эксплуатационное бурение и заканчивание скважин на море
Эксплуатационное бурение и заканчивание скважин на шельфе зависит от природно-климатических условий, ключевым из которых является ледовый режим. Арктические моря различаются по этим условиям, что усложняет проведение длительных работ, таких как бурение эксплуатационных скважин и обустройство месторождений, особенно если продолжительность работ превышает 2−3 месяца, что совпадает с коротким навигационным периодом.
Бурение эксплуатационных скважин со стационарных платформ, как правило, осуществляется в непрерывном режиме, что позволяет выполнить запланированный объем в течение года. Однако, если для добычи используются системы подводной добычи с несколькими центрами бурения, может потребоваться несколько буровых установок, что увеличивает затраты проекта.
Создание подводного добычного комплекса — сложная задача, особенно в условиях недостаточного опыта использования таких технологий в России. При планировании эксплуатации этих систем необходимо учитывать риски, связанные с недостаточной апробацией в арктических условиях. После завершения буровых работ начинается добыча нефти и газа — ключевой момент с точки зрения финансов, так как с этого момента проект начинает приносить прибыль, которая может использоваться для возврата инвестиций или для финансирования новых проектов. Одной из главных целей любого проекта является минимизация времени между началом геологоразведки и началом добычи.
Этап эксплуатации на шельфе северных морей сопровождается технологическими и транспортными рисками, связанными с ограниченностью технологий, вероятностью отказов оборудования в сложных условиях, нехваткой опыта транспортировки углеводородов на большие расстояния, а также дефицитом специализированных судов, таких как танкеры и ледоколы. Выбор технологий для транспортировки зависит от ряда факторов, таких как географическое положение, глубина моря, объем продукции и расстояние транспортировки.
Освоение ресурсов глубоководных районов с легкими и средними ледовыми условиями (например, районы Баренцева моря) связано в первую очередь с разработкой гигантских месторождений газа, таких как Штокмановское и Ледовое. Продукция с таких месторождений может транспортироваться по трубопроводам, однако это создает сложности с контролем и обслуживанием трубопровода на больших глубинах. При создании транспортной системы для таких районов необходимо учитывать, что трубопроводная магистраль может стать основой для освоения других месторождений.
В районах с небольшими глубинами и тяжелыми ледовыми условиями (Охотское, Печорское, Карское и Восточно-Арктические моря) возникают специфические проблемы с прокладкой газопроводов, связанные с замерзающей мелководной зоной и вечной мерзлотой на суше. На малых глубинах происходит ледовое «выпахивание» дна, что требует значительного заглубления трубопроводов и установки автоматических задвижек на случай повреждения. Вывод трубопроводов на берег в условиях вечной мерзлоты также осложнен, что требует применения специальных технологий, таких как укладка трубопроводов в гравийные насыпи или на сваи.
Обеспечение бесперебойной эксплуатации морского промысла требует анализа логистических проблем региона и использования экономической модели для оценки последствий разных моделей технического обслуживания. По мере исчерпания ресурсов месторождения и снижения его рентабельности возникает необходимость вывода его из эксплуатации. Этот процесс включает планирование, демонтаж, утилизацию или повторное использование оборудования, которое больше не выполняет свои первоначальные функции.
Бурение эксплуатационных скважин со стационарных платформ, как правило, осуществляется в непрерывном режиме, что позволяет выполнить запланированный объем в течение года. Однако, если для добычи используются системы подводной добычи с несколькими центрами бурения, может потребоваться несколько буровых установок, что увеличивает затраты проекта.
Создание подводного добычного комплекса — сложная задача, особенно в условиях недостаточного опыта использования таких технологий в России. При планировании эксплуатации этих систем необходимо учитывать риски, связанные с недостаточной апробацией в арктических условиях. После завершения буровых работ начинается добыча нефти и газа — ключевой момент с точки зрения финансов, так как с этого момента проект начинает приносить прибыль, которая может использоваться для возврата инвестиций или для финансирования новых проектов. Одной из главных целей любого проекта является минимизация времени между началом геологоразведки и началом добычи.
Этап эксплуатации на шельфе северных морей сопровождается технологическими и транспортными рисками, связанными с ограниченностью технологий, вероятностью отказов оборудования в сложных условиях, нехваткой опыта транспортировки углеводородов на большие расстояния, а также дефицитом специализированных судов, таких как танкеры и ледоколы. Выбор технологий для транспортировки зависит от ряда факторов, таких как географическое положение, глубина моря, объем продукции и расстояние транспортировки.
Освоение ресурсов глубоководных районов с легкими и средними ледовыми условиями (например, районы Баренцева моря) связано в первую очередь с разработкой гигантских месторождений газа, таких как Штокмановское и Ледовое. Продукция с таких месторождений может транспортироваться по трубопроводам, однако это создает сложности с контролем и обслуживанием трубопровода на больших глубинах. При создании транспортной системы для таких районов необходимо учитывать, что трубопроводная магистраль может стать основой для освоения других месторождений.
В районах с небольшими глубинами и тяжелыми ледовыми условиями (Охотское, Печорское, Карское и Восточно-Арктические моря) возникают специфические проблемы с прокладкой газопроводов, связанные с замерзающей мелководной зоной и вечной мерзлотой на суше. На малых глубинах происходит ледовое «выпахивание» дна, что требует значительного заглубления трубопроводов и установки автоматических задвижек на случай повреждения. Вывод трубопроводов на берег в условиях вечной мерзлоты также осложнен, что требует применения специальных технологий, таких как укладка трубопроводов в гравийные насыпи или на сваи.
Обеспечение бесперебойной эксплуатации морского промысла требует анализа логистических проблем региона и использования экономической модели для оценки последствий разных моделей технического обслуживания. По мере исчерпания ресурсов месторождения и снижения его рентабельности возникает необходимость вывода его из эксплуатации. Этот процесс включает планирование, демонтаж, утилизацию или повторное использование оборудования, которое больше не выполняет свои первоначальные функции.
Факторы, осложняющие разработку морских месторождений
Разработка морских месторождений углеводородов осложняется множеством факторов, которые снижают эффективность добычи, особенно в случае нефтяных месторождений, по сравнению с газовыми и газоконденсатными. Одним из таких факторов является неоднородность фильтрационно-емкостных свойств залежи, что приводит к неравномерному распределению потоков нефти. Неблагоприятное соотношение подвижностей вытесняющей и вытесняемой фаз усложняет процесс извлечения нефти, создавая так называемые «языки обводнения», когда вода проходит через высокопроницаемые зоны, оставляя нефть в менее проницаемых участках. Гравитационное разделение фаз также является проблемой, так как газ преимущественно фильтруется в верхних частях пласта, а вода — в нижних, что ухудшает равномерность разработки.
Образование водяных и газовых конусов в скважинах происходит, когда давление в забое падает, и вода или газ начинают поступать быстрее нефти, что приводит к преждевременному обводнению скважин. Низкий макроскопический охват пластов означает, что воздействие на залежь происходит неравномерно, из-за чего снижается общий коэффициент извлечения нефти. Важно также учитывать микроскопический коэффициент охвата, который связан с эффективностью вытеснения нефти на микроуровне внутри пористой структуры пласта. Если вытесняющая жидкость не проникает во все поры, это приводит к тому, что нефть остается в некоторых участках пласта.
Образование целиков нефти, то есть зон, из которых нефть не вытесняется, часто связано с неоднородностью пластов, особенно при высокой вязкости нефти. Эти целики остаются в зонах с низкой проницаемостью, что снижает общий объем извлекаемой нефти. Решение этих проблем требует применения современных технологий для увеличения коэффициента извлечения, таких как закачка химических реагентов, газа или пара, что может повысить эффективность добычи.
Образование водяных и газовых конусов в скважинах происходит, когда давление в забое падает, и вода или газ начинают поступать быстрее нефти, что приводит к преждевременному обводнению скважин. Низкий макроскопический охват пластов означает, что воздействие на залежь происходит неравномерно, из-за чего снижается общий коэффициент извлечения нефти. Важно также учитывать микроскопический коэффициент охвата, который связан с эффективностью вытеснения нефти на микроуровне внутри пористой структуры пласта. Если вытесняющая жидкость не проникает во все поры, это приводит к тому, что нефть остается в некоторых участках пласта.
Образование целиков нефти, то есть зон, из которых нефть не вытесняется, часто связано с неоднородностью пластов, особенно при высокой вязкости нефти. Эти целики остаются в зонах с низкой проницаемостью, что снижает общий объем извлекаемой нефти. Решение этих проблем требует применения современных технологий для увеличения коэффициента извлечения, таких как закачка химических реагентов, газа или пара, что может повысить эффективность добычи.
Обслуживание шельфовых платформ
Обслуживание шельфовых платформ является важной частью разработки морских месторождений, учитывая сложные природные и климатические условия. Компания ООО «ОРС» занимается обслуживанием месторождений, в том числе шельфовых платформ, что требует особого подхода к защите оборудования от коррозии и повреждений. В суровых условиях, таких как высокие волны, сильный ветер, соленая вода и лед, оборудование быстро выходит из строя. Особенно это касается платформ в северных широтах, где мороз и лед существенно сокращают срок службы деталей и узлов.
Традиционные смазочные материалы, такие как жидкие и пластичные смазки, используются для защиты деталей, но они часто оказываются неэффективными в этих условиях. Они смываются водой, испаряются и требуют частого обновления, что затруднительно из-за удаленности платформ.
Поэтому сейчас применяют антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП), которые значительно улучшают эксплуатационные характеристики оборудования. Эти материалы наносят на резьбовые участки труб, болты, гайки, направляющие и подшипники скольжения, запорно-регулирующую арматуру и другие узлы трения, что позволяет снизить износ, упростить монтаж и демонтаж, а также предотвратить повреждения при высоких нагрузках.
Использование АТСП позволяет увеличить срок службы узлов, облегчает техническое обслуживание и снижает затраты, что особенно важно в условиях агрессивной морской среды.
Традиционные смазочные материалы, такие как жидкие и пластичные смазки, используются для защиты деталей, но они часто оказываются неэффективными в этих условиях. Они смываются водой, испаряются и требуют частого обновления, что затруднительно из-за удаленности платформ.
Поэтому сейчас применяют антифрикционные твердосмазочные покрытия (АТСП), которые значительно улучшают эксплуатационные характеристики оборудования. Эти материалы наносят на резьбовые участки труб, болты, гайки, направляющие и подшипники скольжения, запорно-регулирующую арматуру и другие узлы трения, что позволяет снизить износ, упростить монтаж и демонтаж, а также предотвратить повреждения при высоких нагрузках.
Использование АТСП позволяет увеличить срок службы узлов, облегчает техническое обслуживание и снижает затраты, что особенно важно в условиях агрессивной морской среды.
Компания ООО «ОРС» оказывает услуги по сервисному сопровождению нефтепромыслового оборудования на месторождениях. Узнайте о наших услугах по телефону или через обратную форму на сайте.
