Освоение морских нефтегазовых месторождений кардинально отличается от разведки, обустройства и эксплуатации сухопутных месторождений [1].
Сложные гидрометеорологические условия и специфика производства работ в морских условиях требуют применения специальных технологий и технических средств при обустройстве и эксплуатации морских месторождений.
В настоящее время на шельфах замерзающих морей в различных регионах мира, таких как море Бофорта, Большая Ньюфаундлендская банка, Баренцево, Каспийское, Охотское моря находятся в разработке свыше 30 месторождений. В частности, на шельфе Российской Федерации в Охотском море уже успешно реализуются проекты «Сахалин-1», «Сахалин-2» и «Сахалин-3». В рамках данных проектов используются следующие виды обустройства месторождений: надводный – ледостойкие стационарные платформы «Пильтун-Астохская-А», «Пильтун-Астохская-Б», «Орлан», «Лунская-А», «Беркут» на месторождениях Пильтун-Астохское, Чайво, Лунское и Аркутун-Даги; надземный (с помощью наклонно направленных скважин, пробуренных с суши) – на месторождениях Одопту-море и Чайво; подводный – Киринское месторождение.
Однако с ростом глубины акватории и удаленности месторождений нефти и газа от суши бурение протяженных скважин (более 14 км) становится технологически невозможным, а применение ледостойких стационарных платформ на глубинах свыше 100 метров экономически нецелесообразным. Следует отметить, что на сегодняшний день ограничено и применение полностью подводного вида обустройства ввиду того, что нет возможности: во-первых, обеспечить полный цикл добычи и подготовки нефти к транспорту в подводном исполнении; во-вторых, обеспечить устойчивое энергоснабжение и управление подводным добычным комплексом (ПДК) при удалении месторождений от береговой инфраструктуры более 50 км; наконец, обслуживать и производить ремонт ПДК во время ледового периода.
Прогнозные ресурсы углеводородов в акваториях замерзающих морей Российской Федерации составляют более 100 миллиардов тонн условного топлива, значительная часть из которых приходится на отдаленные глубоководные месторождения. Поэтому освоение нефтегазовых месторождений замерзающих морей РФ на глубоководье является актуальной проблемой, а применение комбинированного вида обустройства с использованием плавучих технологических платформ является весьма перспективным ее решением.
На сегодняшний день для разработки глубоководных нефтегазовых месторождений применяются несколько типов плавучих технологических платформ, но большинство из них, за исключением технологических платформ судового типа (по классификации российского морского регистра судоходства [2] – плавучий нефтегазодобывающий комплекс судового типа, ПНК СТ, по международной – FPSO), не имеют опыта эксплуатации в условиях ледовых образований.
Комбинированный вид обустройства с применением плавучих нефтегазодобывающих комплексов судового типа относится к решениям уже апробированным, целесообразность которых была полностью признана на практике на месторождениях канадского шельфа, близ о. Ньюфаундленд, где присутствуют ледовые образования.
Каждый проект освоения морского нефтегазового месторождения в своем роде является уникальным, и под него необходимо подбирать свои определенные морские нефтегазопромысловые сооружения и объекты обустройства. Поэтому далее рассмотрим концепцию технико-технологических решений по освоению нефтяной залежи одного из месторождений Охотского моря с применением комбинированного вида обустройства, включающего в себя: подводный добычной комплекс и ПНК СТ (рисунок 1).
РИС. 1. Основные объекты комбинированного вида обустройства месторождения (без учета шлангокабелей и систем управления ПДК):
1 – подземный предохранительный клапан; 2 – центральное запорное устройство;
3 – устройство для измерения давления; 4 – устройство для измерения температуры;
5 – боковое запорное устройство; 6 – измеритель обводненности продукции скважин;
7 – акустический детектор песка; 8 – датчик эрозии; 9, 18 – манифольд;
10 – внутрипромысловый трубопровод; 11 – оконечное устройство; 12 – устройство подключения райзеров; 13 – добывающие райзеры; 14 – платформа; 15 – экспортный райзер; 16 – челночный танкер; 17 – нагнетательный райзер; 19 – нагнетательные скважины; 20 – зарезервированное место; 21 – ледокол
При комбинированном виде одним из главных объектов обустройства является плавучий нефтегазодобывающий комплекс судового типа, представляющий собой технологическое судно, в верхнем строении которого находится оборудование для приема продукции скважин, подготовки нефти, попутных газа и воды. Предусматривается непрерывная добыча нефти, которая после подготовки подается в танки-хранилища (расположены в корпусе судна) и периодически отгружается на танкеры.
Добычу нефти на месторождении предполагается вести при жестководонапорном режиме с поддержанием пластового давления (ППД), что позволит значительно повысить коэффициент извлечения нефти (КИН). Так, к примеру, при реализации системы ППД и методов повышения нефтеотдачи на норвежских месторождениях в Северном море КИН приближается к 70% (в РФ КИН – 28%) [3]. Для сравнения: при подводном виде обустройства месторождения на режиме истощения залежи КИН составляет всего 10%.
Для безопасной работы ПНК СТ в акватории замерзающего моря сформирован ряд требований, необходимых для выполнения: во-первых, корпус судна должен быть рассчитан на ледовые нагрузки, которые могут возникнуть в течение расчетного срока эксплуатации; во-вторых, ПНК СТ должен иметь внутреннюю турельную систему удержания, вокруг которой судно в условиях нормальной эксплуатации может поворачиваться в зависимости от погодных условий, а также отсоединяемый буй системы удержания райзеров на случай экстренного покидания района эксплуатации, когда ледовая нагрузка на систему швартовки превышает расчетный уровень; наконец, на месторождении необходимо организовать мониторинг и управление ледовой обстановкой [4].
Целью управления ледовой обстановкой в случае с ПНК СТ является выявление любых ледовых режимов и их характеристик, представляющих потенциальную угрозу для судна и его якорной системы удержания, а также разрушение в зоне эксплуатации ПНК СТ ледовых образований до состояния крупно- и мелкобитого льда и отбуксировка крупных ледяных объектов.
На акваториях Охотского моря основную опасность при комбинированном виде обустройства месторождений представляют обширные ледовые поля, поэтому для снижения ледовой нагрузки на ПНК СТ необходимо привлечение ледокольного флота.
Одной из важнейших задач мониторинга и управления ледовой обстановкой является требование по выявлению угрожающих ледовых условий для ПНК СТ, как минимум за 6 часов до их прохождения через точку швартовки, плюс время необходимое для выполнения ледокольных операций. В этом случае будет достаточно времени для прекращения работ и предотвращения столкновения ПНК СТ со льдом, а также для того, чтобы в организованном порядке отдать швартовые, если с помощью мероприятий по управлению ледовой обстановкой не удалось добиться желаемых результатов.
Использование комбинированного вида обустройства нефтегазовых месторождений в замерзающих морях с применением плавучего нефтегазодобывающего комплекса судового типа позволит: во-первых, организовать энергоснабжение и управление подводным добычным комплексом непосредственно на месторождении; во-вторых, обеспечить полную подготовку нефти и газа к транспорту и воды для закачки в пласт с использованием технологий и оборудования, разработанных для сухопутных месторождений (при возможной небольшой их адаптации к морским условиям); в-третьих, использовать корпус платформы для накопления и хранения жидких углеводородов с их последующей отгрузкой на танкеры; наконец, обеспечить самостоятельные отсоединение и отход платформы на безопасное расстояние в случае возникновения айсберговой, ледовой, волновой или любой другой угрозы и оперативные, опять же самостоятельные, возвращение и установку на точку с возобновлением добычи.
Таким образом, комбинированный вид обустройства нефтегазовых месторождений с использованием ПНК СТ позволит проводить добычу нефти и газа на акваториях арктического и дальневосточного шельфов (Баренцево и Охотское моря) в течение большей части года с применением современных методов повышения нефтеотдачи и, как следствие, обеспечит высокий коэффициент извлечения нефти. При организации мониторинга и управления ледовой обстановкой эксплуатация месторождений в этих районах может быть круглогодичной.
Литература
-
Основы морского нефтегазопромыслового дела: Том 1: Обустройство и эксплуатация морских нефтегазовых месторождений / Под ред. Д.А. Мирзоева. – М.: РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2014. – 272 с.
-
Правила классификации, постройки и оборудования морских плавучих нефтегазодобывающих комплексов. СПб.: Российский морской регистр судоходства, 2011. – 162 с.
-
Дмитриевский А.Н. Проблемы инновационного развития нефтегазового комплекса [Текст] / А.Н. Дмитриевский, Н.И. Комков, М.В. Кротова // МИР (Модернизация. Инновации. Развитие). – 2015. – Т. 6. № 3. – С. 62–77
-
Харченко Ю.А. Турельные системы удержания платформ для месторождений замерзающих морей [Текст] / Ю.А. Харченко, Р.М. Тер-Саркисов, Е.А. Потысьев // Территория «НЕФТЕГАЗ». – 2016. – № 9. – С. 76–84.
