В работе выполнен расчет экономической эффективности двух альтернативных вариантов организации системы ППД для подключения сателлитного месторождения к платформе: подготовка воды для закачки в продуктивный пласт на технологической платформе с прокладкой трубопровода до подводных нагнетательных скважин; применение подводной станции подготовки морской воды, находящейся в непосредственной близости от нагнетательных скважин на дне акватории. Произведен расчет более 30 вариантов водоводов с разными номинальными диаметрами и рабочими давлениями для транспортировки воды от платформы до устьев скважин на расстояния от 5 до 50 км. Для выполнения гидравлических расчетов трубопроводов использовалось ПО PipeSim. Результатом работы является определение диапазона объемов закачки воды и расстояния от платформы до подводных нагнетательных скважин, в пределах которого использование подводной станции подготовки и закачки морской воды позволяет повысить рентабельность проекта. В настоящее время технология подводной подготовки морской воды слабо масштабируется на большие объемы, однако с развитием коммерциализации данной технологии будут появляться более высокопроизводительные единицы оборудования, что позволит расширить обозначенные диапазоны применимости.
При подключении нового нефтяного месторождения к действующей добывающей платформе зачастую возникает вопрос обеспечения требуемых объемов воды для ППД. Свободных мощностей технологического комплекса платформы (системы подготовки морской воды и закачки воды в пласт) может быть недостаточно. Таким образом, для обеспечения ППД на новом сателлитном месторождении помимо строительства водовода от платформы, как правило, требуется и дорогостоящая модернизация оборудования технологического комплекса. В данной статье рассмотрен альтернативный вариант обеспечения ППД на сателлитном месторождении, при котором комплекс подготовки воды для закачки в продуктивный пласт находится на дне акватории в непосредственной близости от нагнетательных скважин. Таким образом, было рассмотрено два варианта ППД:
1. Модернизация имеющегося оборудования системы ППД на платформе и прокладка водовода до нагнетательных скважин с мокрым заканчиванием;
2. Установка подводного модуля подготовки и закачки морской воды около устьев скважин с прокладкой шлангокабеля от платформы.
В настоящее время подводные станции подготовки морской воды выпускаются только норвежской компанией NOV, модуль SEABOX имеет пропускную способность по воде в 20 000 барр./сут. При сравнении с первым (стандартным) вариантом обеспечения ППД рассматривались диапазоны удаленности от платформы – от 5 до 50 км; объемов закачки – от 20 000 до 100 000 барр./сут.
В качестве граничного условия при расчетах устьевое давление закачки воды было принято равным 15 МПа. Некоторые из рассчитанных вариантов трубопроводного транспорта воды (вар.1) представлены в таблице 1.
Стоимость комплекса подготовки воды после индексации составляет 529,46 млн руб. Данная комплектация является самой бюджетной среди тех, что представлена производителем, она позволяет очищать воду до 24 мкм, проводит электрохлорирование, очистку от грубых примесей, обработку гидроксильными радикалами. Стоимость подводного однофазного насоса центробежного типа (SSPP Centrifigural) с мощностью 25 000 барр./сут составляет 724,34 млн руб. Отсюда можно сделать вывод, что большую часть расходов при выборе концепции с подводным модулем пойдет на закупку оборудования.
Сравнение экономической эффективности вариантов производилось по критерию минимизации CAPEX с учетом стоимости оборудования, трубопроводов, шлангокабелей и морских операций.
На рисунке 1 показано сравнение стоимости оборудования и монтажных работ при 5 вариантах объемов закачки воды:
а) 20 000 барр./сут (3 180 м3/сут),
б) 40 000 барр./сут (6 360 м3/сут),
в) 60 000 барр./сут (9 570 м3/сут),
г) 80 000 барр./сут (12 720 м3/сут),
д) 100 000 барр./сут (15 900 м3/сут).
При каждом объеме закачки посчитан как вариант подводного обустройства, так и модернизация системы ППД с прокладкой трубопровода на расстояние от 5 до 50 км. По полученным стоимостям построены линии тренда, при пересечении которых находится «критическая» точка.
Вывод
Таким образом, опираясь на графики стоимости строительства, а именно – на расположение критической точки, можно сделать вывод, что подводный модуль подготовки воды эффективнее модернизации платформы и строительства водовода в следующих случаях:
a) при закачке до 20 000 барр./сут (установка 1 SEABOX и 1 SSPP Centrifigural) на любом расстоянии от платформы;
b) при закачке до 40 000 барр./сут (установка 2 SEABOX и 2 SSPP Centrifigural) от 10,7 км;
c) при закачке до 60 000 барр./сут (установка 3 SEABOX и 3 SSPP Centrifigural) от 43,0 км;
d) при закачке до 80 000 барр./сут (установка 4 SEABOX и 4 SSPP Centrifigural) от 52,4 км
Новая технология подводной подготовки и закачки морской воды уже прошла испытания на норвежском шельфе и имеет существенный потенциал оптимизации стоимости подводного обустройства, который будет только увеличиваться по мере коммерциализации технологии и создания более высокопроизводительных единиц оборудования.
Литература
1. Olsen, J.-E., & Pinchin, D., Subsea Water Treatment and Injection Station: 2013.
2. Valdal, M. B. L., Plug and Abandonment Operation Performed Riserless using a Light: 2013, University of Stavanger.
3. Дзюбло А.Д., Нефтегазоносность и геолого-геофизические модели шельфа Российской Арктики и Дальнего Востока: 2018, ИЦ РГУ нефти и газа.
4. T. Hegdal, D. Pinchin, Subsea Water Treatment and Injection for IOR and EOR: 2014, Offshore Technology Conference.
5. Finn Øivind Fevang, Analysis of method for increased field knowledge prior to the field development: 2017, University of Stavanger.
6. Мирзоев Д.А. Нефтепромысловые сооружения для освоения углевод. ресурс. мелков. шельфа: 2020, ИЦ РГУ нефти и газа.
