Освоение нефтегазового месторождения осуществляется в несколько этапов, включающих геолого-геофизические работы по поиску перспективных структур, содержащих нефть и газ, проведение разведочных буровых работ по вскрытию продуктивных пластов, строительство стационарных, плавучих, полупогружных платформ и бурение с них эксплуатационных скважин, обустройство месторождения технологическими и коммуникационными сооружениями по добыче, сбору, подготовке и транспорту нефти и газа, непосредственно его разработку и эксплуатацию [1].
На завершающем этапе освоения морских углеводородных ресурсов происходит ликвидация объектов морского нефтегазового промысла.
Для эффективного решения стратегической задачи освоения нефтегазовых ресурсов континентального шельфа должны быть определены сроки, объемы добычи, величина инвестиций в поисковые работы, разведку и освоение месторождений, а также последовательность ввода в эксплуатацию объектов обустройства. Необходимо понимание того, где находятся рынки сбыта и какой продукт нужно туда поставлять. От этого зависит развитие соответствующей инфраструктуры, путей и средств транспортировки, а также подготовка специалистов, которые будут решать все эти и множество других задач. Необходима координация целого ряда отраслей промышленности. Сюда входит ледокольное сопровождение танкеров, координация метеоусловий, создание путей эвакуации судов в случае ухудшения погодных условий, полярная авиация, морские порты, координация с рыбно-хозяйственной и оборонной промышленностью, охрана морских и сухопутных границ, решение множества юридических вопросов [2]. Для решения обозначенных задач необходимо составить «Дорожную карту», т.е. план мероприятий по реализации проекта освоения месторождения или целого региона, если речь идет о комплексном освоении группы морских нефтегазовых месторождений. Таким образом будет обеспечен системный подход: осознанная концепция и механизм реализации проекта.
Дорожная карта реализации проекта освоения морских нефтегазовых месторождений должна быть отправной точкой проекта – документом, в котором следует отражать цель проекта, ключевые этапы реализации, контрольные даты, потенциальных исполнителей, маркетинговые исследования и определение направлений объемов и сроков поставки продукции.
Основной целью проекта освоения месторождения как на суше, так и на континентальном шельфе является обеспечение проектного уровня добычи.
Как правило, продолжительность освоения морских месторождений нефти и газа составляет несколько десятков лет. При этом период от открытия месторождения до его ввода в эксплуатацию может составлять от 13 до 25 лет. Освоение морских нефтегазовых ресурсов континентального шельфа является сложной в техническом отношении и весьма дорогостоящей задачей. Операции по реализации проектов освоения включают целый комплекс взаимосвязанных этапов.
Современные методы и техника позволяют производить поиск и разведку углеводородов как на глубоководной незамерзающей части шельфа и континентального склона, так и в труднодоступной части арктического шельфа. Однако, несмотря на явный прогресс в этой области, поиск морских месторождений по-прежнему связан со значительным риском. Даже если не только сейсмические исследования, но и поисковое бурение показали наличие углеводородов, требуется проведение большого объема дополнительных работ для точной оценки размеров, формы и продуктивности или потенциала открытой залежи.
Для оптимизации технических решений по разработке и обустройству нефтегазового месторождения необходимо реализовать программу исследований, которые будут направлены на обоснование рекомендуемого варианта освоения. В результате более точной оценки потенциала или извлекаемых запасов месторождения, оптимального выбора мощности и расположения промысловых сооружений, рационального подбора наиболее эффективных технологий добычи, сбора и подготовки углеводородов будет достигнут более высокий коэффициент их извлечения из пласта и конечная эффективность освоения месторождения.
Учитывая значительную взаимосвязь между разработкой залежи морского месторождения и его обустройством, уже на этапе выявления и оценки каждому варианту разработки залежи рекомендуется определенный вид обустройства месторождения.
После принятия инвестиционного решения проект вступает в инвестиционную стадию, в рамках которой осуществляются: рабочее проектирование объектов обустройства; поставки оборудования и материалов; строительство объектов обустройства; транспортировка комплектующих и самих объектов к месту установки; монтаж объектов обустройства на акватории месторождения; пусконаладка отдельных объектов и всей системы обустройства; пуск в эксплуатацию месторождения.
При этом следует учитывать, что начиная с первых этапов реализации проекта освоения месторождения необходима подготовка соответствующих правовых законодательных и нормативных основ проектирования, строительства и эксплуатации объектов обустройства с учетом промышленной и экологической безопасности.
Обустройство морских нефтегазовых месторождений следует рассматривать как единый технологический комплекс промысловых сооружений, размещаемых как на платформе, так и под водой (подводное заканчивание устьев скважин) и на берегу, включающий в общем виде [4]:
- гидротехнические инженерные сооружения (платформы, острова, эстакады, плавучие буровые и добычные системы);
- систему сбора, подготовки и транспорта нефти, газа, конденсата и воды;
- систему энергообеспечения;
- систему жизнеобеспечения;
- спасательные средства.
На данном этапе необходимо выделить следующие задачи, которые могут повлиять на продолжительность реализации этапа обустройства месторождения:
- строительство береговых баз обеспечения;
- эксплуатационное бурение и заканчивание скважин;
- строительно-монтажные работы на ранней стадии освоения месторождения.
Строительство береговых баз обеспечения
Необходимо учитывать, что удаленность от логистической инфраструктуры в сочетании со сложными природно-климатическими условиями приводит к значительному расширению состава флота обеспечения и, как следствие, существенному увеличению стоимости всего проекта.
При планировании работ в удаленных, особенно это касается арктических, регионах необходимо планировать логистическое обеспечение таким образом, чтобы иметь возможность вести работы непрерывно, вне зависимости от погодных условий. Должны быть разработаны логистические решения в отношении надежной поставки бурильных и обсадных труб, ингредиентов для бурового раствора, продуктов питания, смены вахт на буровой установке и судах обеспечения в сложных погодных условиях [4].
Логистические операции в большинстве случаев осуществляются с использованием базы обеспечения, расположенной в ближайшем порту. Однако в арктических регионах и регионах, удаленных от развитой транспортной инфраструктуры, с коротким сезоном ведения строительных работ, на логистическое обеспечение накладываются дополнительные ограничения, связанные с погодными условиями и значительным транспортным плечом.
Необходимо учитывать, что расположенные в арктических регионах порты в большей части являются мелководными и ограничивают возможную осадку судов снабжения и, как следствие, грузоподъемность. Использование глубоководных, но удаленных от места ведения работ портов требует привлечения судов снабжения для организации надежной логистической цепи. Данный подход влечет за собой существенные финансовые затраты и увеличение рисков возникновения нештатных ситуаций вследствие возрастания числа морских операций.
В зарубежной практике обеспечение морских проектов выделено в самостоятельный вид деятельности, где рынок распределен между ограниченным числом крупных компаний. В процессе подготовки к освоению месторождения операторы шельфовых проектов на основе проведения тендеров определяют подрядчика, специализирующегося на данном виде деятельности и возлагают на него ответственность за организацию обеспечения проекта.
Строительно-монтажные работы
Проведение строительно-монтажных работ при обустройстве морского нефтегазового промысла сопряжено с планированием и выполнением ряда морских операций, таких как:
- транспортировка/буксировка опорных блоков и модулей верхнего строения платформ и установку на месте эксплуатации, операции по погрузке/выгрузке;
- укладка подводных трубопроводов;
- операции по подготовке площадки для монтажа подводных модулей;
- операции по монтажу (демонтажу).
При организации строительно-монтажных работ в море и обслуживании морского промысла используют вспомогательные плавучие средства:
- плавучие краны и крановые суда с набором комплекса сваебойного оборудования и оборудования для производства погрузочно-разгрузочных работ;
- суда снабжения обычного типа и ледового класса;
- морские буксиры, транспортные баржи;
- суда-трубоукладчики;
- суда по борьбе с пожаром, ликвидации аварийных разливов нефти;
- суда по доставке экипажа, эвакуации персонала в случае аварий;
- а также вертолеты обслуживания объектов в море.
Тот факт, что период открытого моря в Арктическом регионе ограничен по времени, делает выполнение строительно-монтажных операций критичным, поэтому принимать во внимание следует любые возможности по оптимизации этой деятельности. Технические решения и требования по транспортировке и монтажу, а также необходимые для этого вспомогательные суда определяются в каждом конкретном случае в зависимости от проекта освоения месторождения.
Эксплуатационное бурение и заканчивание скважин
Техническая доступность или возможность организации поисково-разведочных и эксплуатационных работ на шельфе зависит от природно-климатических условий, главным из которых является ледовый режим. В этом смысле различные участки арктических морей не равнозначны и существенно отличаются своими природными условиями.
Особую сложность в районах с ледовым режимом вызывает выполнение работ, длительность которых превышает 2–3 месяца (навигационный период). В первую очередь это относится к бурению эксплуатационных скважин и обустройству месторождений.
Бурение эксплуатационных скважин со стационарных платформ осуществляется в непрерывном режиме, поэтому реализация проектного фонда скважин в установленный проектом год не вызывает проблем. Если схема обустройства предусматривает применение систем подводной добычи с созданием нескольких центров бурения (кустов скважин), то для обеспечения начала добычи в установленные сроки и обеспечения проектного фонда эксплуатационных скважин может понадобиться не одна буровая установка, что приводит к удорожанию проекта в целом.
Создание подводного добычного комплекса является одной из самых сложных задач, учитывая незначительный опыт применения такой технологии в России. В данном случае при планировании эксплуатации систем подводной добычи и подготовки следует учитывать риски, связанные с неапробированностью данных технологий в арктических условиях.
После проведения всех необходимых буровых работ наступает собственно процесс добычи. С точки зрения потока денежных средств это поворотный пункт, поскольку начиная с этого момента появляется прибыль, которую можно использовать для возращения вложенных ранее средств или финансирования новых проектов. Минимизация времени от начала геологического изучения до получения первых объемов добычи нефти и газа является одной из самых важных целей в каждом новом проекте.
Технологические и транспортные риски этапа эксплуатации, характерные для шельфа северных морей, связаны со сложностью (а иногда с отсутствием) технологий, повышенной вероятностью отказа оборудования (особенно в арктических условиях), отсутствием опыта транспортировки углеводородов в значительных объемах на большие расстояния, дефицитом танкеров и ледоколов и т.д. Выбор технологии и технических средств для транспортировки ресурсов определяется влиянием целого ряда факторов: географического положения акватории, глубины моря, объема транспортируемой продукции, расстояния транспортировки и т.д.
Перспективы освоения ресурсов глубоководных районов с легкими и средними ледовыми условиями (большинство районов Баренцева моря) связаны в первую очередь с гигантскими глубоководными месторождениями газа, такими как Штокмановское и Ледовое. Транспортировка продукции из месторождений подобных размеров может быть осуществлена с помощью трубопроводов. Сложной представляется проблема контроля и обслуживания и защиты части трубопровода, расположенной в глубоководной акватории. Рассматривая проблемы создания транспортной системы для данных районов, необходимо учитывать, что значение транспортной магистрали не ограничивается только одним конкретным объектом, она может служить основой создания инфраструктуры для освоения целого ряда других месторождений.
Для районов с относительно небольшими глубинами моря, тяжелыми и очень тяжелыми ледовыми условиями (шельфы Охотского, Печорского, Карского и Восточно-Арктических морей) характерны специфические проблемы прокладки газопроводов, связанные главным образом с преодолением достаточно протяженной, замерзающей мелководной зоны и выводом трубопроводов на сушу в условиях вечной мерзлоты. Сложность данной задачи усугубляется тем, что на малых глубинах происходит ледовое «выпахивание» дна. Это явление может наблюдаться на батиметрических отметках до 40–50 м. Наиболее интенсивно оно проявляется при глубинах менее 20–30 м, где глубина «выпахивания» может превышать 5,5 м. В результате этого возникает необходимость значительного заглубления трубопровода и установки дополнительных автоматических задвижек на случай его повреждения. Вывод трубопроводов на берег осложняется в районах с вечной мерзлотой, где возникает необходимость принимать специальные меры по защите окружающей среды. Такие меры включают выемку траншей и создание гравийной бермы, в которую укладывают трубопровод, или сооружение свайно-эстакадного моста. Весьма актуальным является вопрос круглогодичного контроля и обслуживания трубопроводов на наиболее мелководных участках ледовых акваторий.
С целью обеспечения бесперебойной эксплуатации морского промысла рекомендуется проанализировать вероятное влияние проблем логистики в регионе на возможность выполнения всех операций по обслуживанию и использовать экономическую модель для определения последствий для различных «моделей технического обслуживания».
Со временем разработка каждого месторождения перестает быть рентабельной. Если возможности продления периода разработки исчерпаны, то необходимо выводить месторождение из эксплуатации. Этот процесс включает в себя планирование, утверждение и выполнение компанией-оператором нефтяного или газового месторождения действий по демонтажу, удалению, утилизации или использованию по другому назначению промысловых объектов, которые больше не требуются для выполнения своих первоначальных функций.
Одним из важнейших вопросов успешного осуществление процесса освоения месторождения на шельфе является управление его реализацией. Эффективный менеджмент проекта гарантирует, что будут спроектированы, подготовлены, смонтированы и начнут эксплуатироваться рациональные морские сооружения, причем оптимальным образом. Основными функциями менеджмента шельфовых проектов являются [3]:
- выбор партнеров для кооперации на различных этапах реализации проекта;
- решение технических вопросов, включающих установление уровня надежности проектных решений;
- учет требований экономической эффективности освоения шельфа в условиях отсутствия инфраструктуры;
- акцентирование внимания на вопросах безопасности и охраны окружающей среды.
Выбор партнеров предполагает:
- подбор персонала для компаний-операторов разработки шельфовых месторождений, при использовании соответствующего авторитета или опыта;
- выбор проектных институтов, работающих на начальных стадиях проекта;
- выбор проектных институтов/инженерных компаний для выполнения работ на стадии детального проектирования;
- выбор места для строительства морских платформ;
- выбор компаний для выполнения строительно-монтажных работ на море;
- выбор компаний для выполнения контроля качества работ на различных стадиях проекта.
Высокий уровень качества менеджмента является залогом принятия эффективных технико-технологических и экономических управленческих решений при реализации проекта. Данное обстоятельство представляется особенно важным, т.к. шельфовое пространство (прежде всего арктическое) представляет собой новый неосвоенный район, а строительство морских нефтегазовых сооружений в нем – новую для российской промышленности область технологий. Таким образом, шельфовые месторождения обладают большим углеводородным потенциалом, способным обеспечить значительную часть энергетических потребностей страны и принести огромный экономический эффект. Однако их эффективное и безопасное освоение требует решения ряда проблем экономического, нормативно-правового, технико-технологического и экологического характера [3].
Литература
1. Вяхирев Р.И., Никитин Б.А., Мирзоев Д.А. Обустройство и освоение морских нефтегазовых месторождений // Изд. Академии горных наук, 2001.
2. Золотухин А.Б. Технологии освоения нефтегазовых ресурсов шельфа Арктики // журнал Региональная энергетика и энергоснабжение. № 4, 2015, с. 66–67.
3. Фадеев А.М., Череповицын А.Е., Ларичкин Ф.Д., Егоров О.И. Экономические особенности реализации проектов по освоению углеводородных месторождений шельфа // Экономические и социальные перемены: факты, тенденции, прогноз 3 (11) 2010, с. 61–74.
4. Петренко В.Е., Новиков А.И., Мирзоев Д.А., Ибрагимов И.Э., Гречко А.Г., Богатырева Е.В. Морские подводные нефтегазовые промыслы: В 2 т.: Т. 2: Технологии и технические средства для подводного обустройства и эксплуатации морских нефтегазовых месторождений: Учеб. Пособие – М.: Российский государственный университет нефти и газа (НИУ) имени И.М. Губкина, 2020 – 405 с.
