Шельф России
Энергетическая стратегия России на период до 2035 года называет освоение углеводородного ресурсного потенциала континентального шельфа арктических морей важнейшим геополитическим и технологическим вызовом для нефтегазового комплекса РФ. Адекватный ответ на него означает обеспечение достаточной добычи углеводородного сырья в стране за временным горизонтом 2035 года [1].
Континентальный шельф России включает в себя нефтегазоносные провинции: Западно-Баренцевскую, Восточно-Баренцевскую, Тимано-Печорскую, Западно-Сибирскую, Хатанго-Вилюйскую, Лаптевскую, Восточно-Арктическую, Новосибирско-Чукотскую, Охотскую, Балтийскую и Прикаспийскую. Первые восемь провинций располагаются в зоне арктического шельфа, являющегося стратегическим регионом с точки зрения ресурсного потенциала и возможностей развития минерально-сырьевой базы [2]. Суммарные извлекаемые ресурсы углеводородов на шельфе России оцениваются в 100 млрд т.у.т., львиная доля из которых – 80 % – приурочена к залежам газа [3]. В целом по нефтегазовому комплексу России на шельф приходится около 8 % от всей добычи газа и около 5 % от общего объема добычи нефти. Отметим, что аналогичные показатели в целом по миру составляют 25 % и 34 % для добычи газа и нефти соответственно [3, 4].
Согласно данным государственной федеральной автоматизированной системы лицензирования недропользования ФГБУ «Росгеолфонд», по состоянию на 2023 год выдано и действуют 123 лицензии на разведку, добычу, геологическое изучение и оценку запасов углеводородного сырья на российском шельфе [5]. Географическое распределение указанных лицензий (см. рис. 1) показывает, что 64 % из них выдано на шельф трех морей – Карского, Охотского и Баренцева.
Среди 25 недропользователей российского шельфа 70 % лицензий (с учетом лицензий, выданных как самим материнским компаниям, так и их дочерним обществам) делят между собой три крупнейшие вертикально-интегрированные нефтегазовые компании: ПАО «Роснефть» (33 %), ПАО «Газпром» (30 %) и ПАО «Лукойл» (7 %) [5]. Практически все лицензионные участки арктического шельфа распределены между двумя государственными компаниями ПАО «Роснефть» и ПАО «Газпром», за исключением нескольких лицензий, отошедших ПАО «Новатэк» [5].
Буровые работы на шельфе
Для строительства скважин на шельфе используются различные технические решения, среди которых можно выделить четыре:
- искусственные острова, сооружаемые в незамерзающих морях на глубинах нескольких метров, а в акваториях с тяжелым ледовым режимом – на глубинах 20 метров и более [6, 7];
- морские стационарные платформы (рис. 2) [7], которых в России насчитывается 11 по состоянию на 2023 год (см. табл. 1);
- строительство горизонтальных скважин с большими отходами от вертикали для разработки прибрежных месторождений с берега (таким образом, например, разрабатывается месторождение Одопту на шельфе острова Сахалин, а также построена поисковая скважина Центрально-Ольгинская-1 на шельфе моря Лаптевых);
- надводные технические средства – плавучие буровые установки (ПБУ).
Эксплуатационное бурение может осуществляться всеми перечисленными выше способами, а поисково-разведочное только последними двумя (см. рисунок 3).
Первые два из перечисленных способов – возведение искусственных островов и стационарных платформ – сопряжены со значительными финансовыми и временными затратами. Третий способ – разработка месторождений с берега горизонтальными скважинами – экономически, безусловно, наиболее привлекательный, но его применение ограничено из-за расположения большинства нефтегазовых залежей на большом удалении от побережья. Строительство скважин при вышеперечисленных трех способах практически не отличается от традиционного бурения на суше. Последний из перечисленных способов – использование ПБУ – стоит особняком ввиду того, что буровые работы производятся с платформ, представляющих собой морские суда. Рассмотрим данные технические средства – плавучие буровые установки, которыми управляют российские компании-операторы. В соответствии с ГОСТ Р 55311 – 2012 [8] они подразделяются на:
- Погружные плавучие буровые установки, имеющие балластные емкости, предназначенные для получения отрицательной плавучести, с целью опирания их корпуса в рабочем положении на грунт морского дна;
- Полупогружные плавучие буровые установки (ППБУ), имеющие балластные емкости, предназначенные для регулирования уровня погружения их корпуса в рабочем положении и оснащенные системой удержания (якорной или динамического позиционирования) для ограничения горизонтальных смещений в заданных пределах;
- Самоподъемные плавучие буровые установки (СПБУ), оснащенные подъемными механизмами для установки их корпуса в рабочем положении над поверхностью воды на колоннах, опирающихся на грунт морского дна.
По состоянию на 2023 год в РФ насчитывается 11 плавучих буровых, включая 2 ППБУ, 8 СПБУ и 1 погружную ПБУ. Данным флотом оперируют АО «Газпром шельфпроект» (3 ПБУ), ООО «Газпром флот» (1 ПБУ), АО «Арктикморнефтегазразведка» (2 ПБУ), ООО «Буровая компания Евразия Шельф» (4 ПБУ) и АО «Роснефтефлот» (1 ПБУ).
АО «Газпром шельфпроект»
Сервисная компания, оказывающая комплекс услуг по реализации морских нефтегазовых проектов, включая поиск, разведку и разработку морских месторождений углеводородов, а также интегрированное управление проектами при строительстве скважин на шельфе. Компания оперирует тремя плавучими буровыми установками: ППБУ «Полярная звезда», ППБУ «Северное сияние» и СПБУ «Арктическая» [9].
ППБУ «Полярная звезда» (рис. 4) и ППБУ «Северное сияние» (рис. 5) являются буровыми платформами шестого поколения, оснащенные современным комплексом бурового и технологического оборудования. Способны проводить разведочное и эксплуатационное бурение нефтяных и газовых скважин глубиной до 7500 метров при глубинах моря от 70 до 500 метров. Каждая ППБУ снабжена якорной системой позиционирования, включающей 8 якорей массой по 15 т и динамической, состоящей из четырех движительно-рулевых комплексов мощностью по 3400 кВт. Конструктивно верхнее строение каждой платформы установлено на 6 стабилизирующих колоннах (по три колонны с каждой стороны), которые внизу сопряжены с двумя понтонами. Кроме того, платформы оснащены специальной центральной колонной, защищающей райзер от ледового воздействия, а также закрытые, винтеризованные буровые вышки. Перечисленные особенности позволяют работать данным ППБУ в климатических условиях Арктики. Корпуса платформ построены на Выборгском судостроительном заводе, возведение верхнего строения и бурового комплекса выполнено в Южной Корее на судоверфи в городе Пусан. Первоначально «Полярная звезда» и «Северное сияние» предназначались для разработки уникального по запасам Штокмановского газоконденсатного месторождения в Баренцевом море, но в связи с переносом сроков освоения месторождения местом работы ППБУ стал шельф острова Сахалин [10].
СПБУ «Арктическая» (рис. 6) предназначена для бурения разведочных и эксплуатационных скважин на нефть и газ на шельфе арктических морей глубиной до 6500 м, при глубине моря от 8 до 100 метров [9]. Работы по созданию СПБУ «Арктическая» были развернуты на двух предприятиях Северодвинска – Центре судоремонта «Звездочка» и ПО «Севмаш», проектировщик – ЦКБ «Коралл» [11]. По сути, это первая буровая установка, полностью созданная силами отечественных судостроителей в современной России [2].
При создании СПБУ «Арктическая» в Центре судоремонта «Звездочка» был реализован ряд принципиально новых технических решений по строительству морских сооружений. Впервые в России разработана технология и выполнен монтаж опорных колонн СПБУ высотой 139 м. Ранее при строительстве аналогичных буровых установок такие работы заказывались за рубежом [12]. 70 % оборудования на буровой платформе российского производства [11].
СПБУ «Арктическая» оснащена буровой вышкой на кантилевере (выдвижной консоли) и может бурить до 12 скважин с одной локации. Опорно-подъемное устройство СПБУ «Арктическая» состоит из трех опор ферменной конструкции, каждая из которых оборудована реечно-шестеренчатым механизмом подъема непрерывного действия с электромеханическим приводом [12].
ООО «Газпром флот»
Дочернее общество ПАО «Газпром», пробурившее свыше 70 скважин и открывшее 9 месторождений на континентальном шельфе [13], в настоящее время владеет СПБУ «Амазон» (рис. 7).
Буровая установка построена в 1982 году в Норвегии, способна работать при глубине воды от 4 до 50 метров и вести бурение скважин глубиной до 3000 метров [14]. Имеет четыре сплошных опорных колонны с квадратным в плане сечением, механизм подъема опор – гидравлический [15].
В начале 2000-х годов на судоверфи Мянтулуото в Финляндии, а затем на Мурманском судоремонтном заводе была проведена винтеризация и подготовка СПБУ «Амазон» к работе в арктических условиях Крайнего Севера [16].
В общей сложности на шельфе Баренцева и Карского морей СПБУ «Амазон» пробурила 22 скважины [4].
АО «Арктикморнефтегазразведка»
Дочерняя структура компании «Зарубежнефть», оказывающая сервисные услуги по бурению на морском шельфе России и зарубежных стран. Компанией открыто 15 нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений, в том числе крупнейшее на российском арктическом шельфе Штокмановское газоконденсатное месторождение. Компания ведет производственную деятельность в Балтийском море по контракту с ООО «ЛУКОЙЛ-Калининградморнефть» и во Вьетнаме по контракту с совместным предприятием «Вьетсовпетро» [17].
В настоящее время располагает двумя плавучими буровыми СПБУ «Мурманская» и СПБУ «Невская».
СПБУ «Мурманская» (рис. 8) построена Выборгским судостроительным заводом по проекту ЦКБ «Корал». СПБУ позволяет выполнять бурение нефтяных и газовых скважин глубиной до 6500 м при глубине моря от 20 до 100 метров. Платформа имеет три опоры ферменного типа длиной 148 м [15]. С 1994 по 2005 годы буровая платформа построила 13 скважин в Баренцевом и Карском морях [4].
СПБУ «Невская» (рис. 9) относительно новая платформа в парке плавучих установок АО «Арктикморнефтегазразведка», приобретена всего несколько лет назад. Способна бурить скважины глубиной до 9144 м при максимальной глубине моря до 120 м [17].
ООО «Буровая компания Евразия Шельф»
Морской буровой подрядчик, специализирующийся на строительстве и капитальном ремонте скважин всех назначений на шельфе Каспийского моря, эксплуатирует четыре СПБУ: «Астра», «Сатурн», «Нептун» и «Меркурий». Все буровые платформы оснащены кантилевером (выдвижной консолью), на котором расположен буровой комплекс. За 20 лет деятельности суммарный объем сервисных работ компании, включая бурение и КРС, составил 222 скважины в российском, казахстанском и туркменском секторах Каспийского моря [18].
СПБУ «Астра» (рис. 10) построена в 1983 году на японской верфи «Nippon Kokan Shipbuilding». Позволяет выполнять бурение скважин глубиной до 4570 м при глубине моря от 5 до 45 метров. Платформа имеет три треугольные опоры ферменного типа длиной 67,7 м. В 1998 году СПБУ прошла модернизацию на судостроительном заводе «Красные Баррикады» в городе Астрахань.
СПБУ «Сатурн» построена в 2000 году в Сингапуре на верфи «Keppel-FELS», финальная сборка и монтаж оборудования были произведены в Баку компанией «CSC». СПБУ может работать при глубине моря от 6 до 107 метров при этом максимальная глубина бурения составляет 7925 метров. Платформа имеет три треугольные опоры ферменного типа длиной 151 м, оснащена реечным механизмом подъема.
СПБУ «Нептун» (рис. 11) и СПБУ «Меркурий» самые современные платформы в парке ООО «БКЕ Шельф», построенные соответственно в 2013 и 2014 годах в Объединенных Арабских Эмиратах на верфи «Lamprell Shipyard». Характеристики СПБУ «Нептун» и СПБУ «Меркурий» идентичны: минимальная глубина моря – 6 метров, максимальная – 107 метров, максимальная глубина бурения – 9144 метров. Платформы имеет три прямоугольные опоры решетчатого типа длиной 145 м, оснащены реечным механизмом подъема.
АО «Роснефтефлот»
Дочернее общество ПАО «НК «Роснефть» является владельцем погружной плавучей буровой установки «Исполин», совмещенной с краном-трубоукладчиком. ПБУ построена по схеме катамарана с двумя соединенными друг с другом корпусами (рис. 12).
Назначение судна – разведочное бурение скважин на нефть и газ глубиной до 3000 метров при глубине моря 3,6–4,5 метра в безледовый период. В рабочем состоянии нижняя часть корпуса судна заполняется водой и погружается на дно, верхняя площадка остается над поверхностью воды.
Плавучий кран «Исполин» был построен в 1986 году в Югославии. В 1989 году судно было передано на астраханский судостроительный завод «Красные баррикады» для его финальной достройки и комплектации. В 2001 году ЦКБ «Коралл» разработало проект модернизации судна под буровую платформу. В течение 2003–2006 годов судно было дооборудовано буровым комплексом для разведочного бурения на мелководном шельфе. Плавкран судна имеет грузоподъемность 1200 тонн, что позволяет ему работать в Каспийском море не только в качестве буровой установки, но и как средство для прокладки трубопроводов по дну моря и монтажа стационарных нефтегазовых платформ на шельфе Каспия [19, 20].
Сводные данные по плавучим буровым установкам, находящимися в собственности российских компаний по состоянию на 2023 год приведены в таблице 2.
Справочно отметим, что за период с 2006 по 2020 годы для строительства скважин на российском шельфе были привлечены на условиях аренды 14 зарубежных плавучих буровых (см. табл. 3), которые пробурили 23 скважины [4]. Глубины моря и бурения в таблице 3 содержат информацию по фактически построенным скважинам и не являются максимальными техническими характеристиками ПБУ (в отличие от значений, приведенных в таблице 2).
Обратим внимание, что за рубежом, характеризуя глубину моря, на которой может работать ПБУ, иногда используют термин «глубоководное бурение» (англ. deepwater drilling), подразумевающий глубину воды более 1200 м [21]. В России данный термин относится к другому диапазону глубин, а именно к работам при глубине моря свыше 600 м [6]. Кроме того, за рубежом для морского бурения при глубинах воды более 2100 м употребляется специальный термин «сверхглубоководное бурение» (англ. ultra-deepwater drilling) [21], отечественного аналога которому не существует. Такое различие в терминологии связано в первую очередь с различием технических характеристик российских и зарубежных ПБУ, что проиллюстрировано на рисунке 13 максимальными глубинами моря и бурения [10, 15, 22].
В настоящем обзоре не рассмотрены буровые суда (БС) по причине их отсутствия в собственности российских операторов. Тем не менее отметим, что, по мнению ФГУП «Крыловский государственный научный центр», БС является одним из самых адаптированных к эксплуатации в ледовых условиях типом ПБУ в силу простоты придания ему ледокольных обводов и наличия достаточно мощной ЭУ, позволяющей передвигаться в относительно толстых льдах. В этой связи БС представляется достаточно хорошим решением для эксплуатации на арктическом шельфе России, особенно с учетом громадного опыта проектирования и строительства ледоколов отечественной судостроительной промышленностью [22].
Заключение
Существующий в настоящее время парк отечественных плавучих буровых установок (таблица 2) с точки зрения технических характеристик позволяет производить разведочное и эксплуатационное бурение на российском шельфе за исключением некоторых районов акватории Черного моря, принимая во внимание, что глубины российских морей на лицензионных участках в большинстве своем находятся в диапазоне от 5 до 100 м, а максимальные, как правило, не превышают 500 м. Вместе с тем, по оценкам экспертов, одной из главных причин невысоких темпов освоения российского шельфа и переноса на более поздние сроки выполнения условий лицензионных соглашений является недостаточное количество ПБУ [23]. Привлечение за последние десятилетия зарубежных плавучих буровых (таблица 3) для геологоразведочных работ на российском шельфе лишний раз подтверждает данный вывод.
В отношении количества необходимых ПБУ следует учитывать еще один фактор, который в долгосрочной перспективе выйдет на первый план. По мере увеличения объемов морского эксплуатационного бурения и роста добывающего фонда скважин обязательно встанет вопрос о проведении капитальных ремонтов существующих скважин (КРС), а это, в свою очередь, потребует увеличения количества ПБУ или специализированных судов для КРС. Данная проблема актуальна для месторождений, оборудованных подводными добычными комплексами, и месторождений с надводным расположением устьев скважин на блок-кондукторах (малых необитаемых платформах без бурового комплекса). Таким образом, увеличение парка ПБУ обусловлено ростом объемов работ на шельфе, при условии реализации целей и задач, предусмотренных такими федеральными документами, как Энергетическая стратегия РФ на период до 2035 года [1] и Стратегия развития минерально-сырьевой базы РФ до 2035 года [24].
Увеличивать парк можно либо за счет аренды зарубежных буровых платформ (см. таблицу 3), либо за счет постройки собственных. Учитывая, что Россия обладает компетенциями в области проектирования ПБУ, представляется целесообразным сделать акцент именно на создании собственных плавучих буровых установок и буровых судов. Компетенциями по проектированию таких технических средств в нашей стране обладает ряд специализированных предприятий, ЦКБ и НИИ, среди которых следует упомянуть ЦКБ «Коралл», входящее в состав АО «ОСК», по проектам которого построено 13 СПБУ и 8 ППБУ [24] и ФГУП «Крыловский государственный научный центр» (на экспериментальной базе которого проходили модельные испытания ходовых и ледовых качеств прототипа голландской арктической ПБУ «JBF Arctic» [10]). Более того, локализация на территории России производства технических средств для морского бурения и технологий работы на шельфе органично вписывается в концепции упомянутых выше государственных программных документов федерального уровня [1, 24].
Для работы в Восточной Арктике – на лицензионных участках ПАО «Газпром» и ПАО «Роснефть» в Хатанго-Вилюйскей, Лаптевской, Восточно-Арктической, Новосибирско-Чукотской нефтегазовых провинциях – в условиях недостаточно развитой береговой инфраструктуры поддержи бурения и морских операций целесообразно пополнение парка российских ПБУ технических средств для круглогодичного строительства скважин на шельфе без ухода с точки бурения. Принимая во внимание то, что опыт создания таких ПБУ в мире весьма ограничен, данная задача является серьезным научно-техническим вызовом и требует существенных усилий как на стадии опытно-конструкторских работ, так и на стадии сооружения данных технических средств.
Литература
1. Энергетическая стратегия РФ на период до 2035 года: утв. распоряжением Правительства РФ от 09.06.2020 № 1523-р.
2. Российская газовая энциклопедия: в 3-х т. – Т. 1: Газовая промышленность: история и современность / под ред. О.Е. Аксютина. – М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2021. – 356 с., 306: илл., портр., цв. илл., карты, табл. – ISBN 978-5-89754-101-0.
3. Лаверов Н.П., Дмитриевский А.Н., Богоявленский В.И. Фундаментальные аспекты освоения нефтегазовых ресурсов арктического шельфа России // Арктика. Экология и экономика. – № 1. – 2011. С. 26–37. URL: http://arctica-ac.ru/docs/journals/1/fundamentalnye-aspekty-osvoeniya-neftegazovyh-resursov-arkticheskogo-shelfa-ross.pdf.
4. Китайский вектор в геолого-разведочном бурении на арктическом шельфе России / И.О. Сочнева, О.Я Сочнев // Науч.-тех. журн. Neftegaz.RU. – 2021. – № 2. – С. 52–63. – ISSN 2410-3837.
5. Федеральная государственная автоматизированная система лицензирования недропользования. URL: https: // rfgf.ru / info-resursy / fgis-asln.
6. Российская газовая энциклопедия: в 3-х т. – Т. 2: Теория и практика развития минерально-сырьевой базы углеводородов (суша и шельф) / под ред. О.Е. Аксютина. – М.: Газпром ВНИИГАЗ, 2022. – 356 с., 205: илл., цв. илл., карты, табл. – ISBN 978-5-89754-103-4.
7. Морские нефтегазодобывающие платформы: история, современность, перспективы. Аналитический обзор. – СПб: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2016. – 352 с., ил. . – ISBN 978-5-903002-68-9.
8. ГОСТ Р 55311 – 2012 «Нефтяная и газовая промышленность. Сооружения нефтегазопромысловые морские. Термины и определения»: утв. Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 29.11.2012 № 1579-ст // Изд.: Стандартинформ, М. – 2018.
9. Официальный сайт АО «Газпром шельфпроект». URL: www.gazprom-shelfproject.ru / services-drilling-contractor.
10. Полупогружные плавучие буровые установки: история, современность, перспективы. Аналитический обзор. – СПб: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2014. – 212 с., ил. – ISBN 978-5-903002-53-5.
11. СПБУ «Арктическая». URL: www.neftegaz.ru / tech-library / suda-neftegazovye-i-morskoe-oborudovanie-dlya-bureniya / 142229-spbu-arkticheskaya.
12. «Звездочка» завершила строительство СПБУ «Арктическая». – Пресс-релиз от 10.11.2011. URL: www.korabel.ru / news / comments / zvezdochka_zavershila_stroitelstvo_spbu_arkticheskaya.html.
13. Итоги бурового сезона 2019. – Корпоративное издание ООО «Газпром флот» газета «Мой газфлот» № 11, 2019. – Декабрь.
14. Росатомфлот провел буксировку СПБУ Амазон из Карского моря. URL: www.neftegaz.ru / news / transport-and-storage / 622329-rosatomflot-provel-buksirovku-spbu-amazon-iz-karskogo-morya.
15. Самоподъемные плавучие буровые установки: история, современность, перспективы. Аналитический обзор. – СПб: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2013. – 208 с., ил. . – ISBN 978-5-903002-41-2.
16. 19 звездочек «Амазона». URL: www.nord-news.ru / topic / ?mtopicid=331.
17. Официальный сайт АО «Артикморнефтегазразведка». URL: www.amngr.ru.
18. Официальный сайт ООО «Буровая компания Евразия Шельф». URL: http: // www.bkeshelf.ru / content / about_rus.
19. Тендеры НК «Роснефть». URL: tender.rosneft.ru / ncassets / list / 1.html.
20. Погружная плавучая буровая установка «Исполин». URL: www.fleetphoto.ru / vessel / 28048.
21. What is Deepwater and Ultra Deepwater Drilling. URL: http: // www.enhanced-drilling.com / deepwater-and-ultradeepwater-drilling.
22. Буровые суда: история, современность, перспективы. Аналитический обзор. – СПб: ФГУП «Крыловский государственный научный центр», 2015. – 87 с., ил. . – ISBN 978-5-903002-55-9.
23. К Арктике не готовы / И. Герасимова // Науч.-тех. журн. Neftegaz.RU. – 2019. – № 11. – С. 12–16. – ISSN 2410-3837.
24. Стратегия развития минерально-сырьевой базы РФ до 2035 года: утв. распоряжением Правительства РФ от 22 декабря 2018 г. № 2914-р.
25. Технологическое обеспечение работ на арктическом шельфе: опыт ЦКБ «Коралл» в создании различных типов технических средств и перспективы их применения / В.Ф. Ленский, А.Г. Махмутов, М.В. Ковалев, И.Л. Благовидова // Науч.-тех. журн. Neftegaz.RU. – 2022. – № 11. – С. 14–23. – ISSN 2410-3837.
