Морський видобуток нафти та газу. Що таке платформа бурова? Види бурових платформ Скільки нафтових платформ у світі

Бурові платформи

Родовища нафти перебувають не лише на суші. Прибережні родовища нерідко продовжуються на розташованій під водою частині материка, яку називають шельфом. Його кордонами є берег і так звана брівка - чітко виражений уступ, за яким глибина стрімко зростає. Зазвичай глибина моря над брівкою становить 100-200 метрів, але іноді вона доходить і до 500 метрів, і навіть до півтора кілометра.

Морський видобуток нафти- це видобуток рідкої вуглеводневої сировини в результаті розробки корінних порід та відкладень нижче рівня океану. Розробка корінних порід та відкладень нижче рівня океану здійснюється за допомогою морських плавучих бурових установок та морських стаціонарних платформ.

Морська плавуча бурова установка (ПБО)- судно, здатне проводити бурові роботи та/або здійснювати видобуток ресурсів, що знаходяться під дном моря.

Залежно від конструкції ПБО поділяються на:

Самопідйомна ПБУ (СПБУ)

напівзанурювальна ПБУ (ППБУ)

занурювальна ПБУ

ПБУ на натяжних зв'язках

бурове судно

бурова баржа

Морська ствоціонарна платформа (МСП)- морська нафтогазопромислова споруда, що складається з верхньої будови та опорної основи, зафіксована на весь час використання на ґрунті та є об'єктом облаштування морських родовищ нафти та газу.

Залежно від конструктивних особливостей МСП класифікуються так:

МСП гравітаційна(морська стаціонарна платформа гравітаційного типу) - споруда, стійкість на ґрунті якої забезпечується в основному за рахунок власної ваги та ваги баласту, що приймається;
МСП пальова(морська стаціонарна платформа пальового типу) - споруда, стійкість на ґрунті якого забезпечується в основному за рахунок забитих у ґрунт паль;
МСП щогла- морська глибоководна стаціонарна платформа, стійкість якої забезпечується або відтяжками, або відповідним обсягом плавучості.

Залежно від глибини розробки та конструктивних особливостей платформи класифікуються таким чином:

глибоководна платформа на колонах

мілководна платформа на колонах

конструкційний острів (кесон)

монопод/монокон

Морські нафтогазові споруди

Розробка нафтових родовищ під дном морів та океанів здійснюється за допомогою не тільки вище розглянутих ПБО та МСП, а цілого комплексу морських нафтогазових споруд (МНГС). Морськими називаються нафтогазові споруди, які здійснюють процеси, пов'язані з видобутком, транспортуванням, зберіганням та обробкою нафти та газу з родовищ, розташованих на акваторіях морів та пов'язаних з ними водойм. Крім споруд, розташованих безпосередньо в морській акваторії, до умовно морських можна віднести нафтогазові споруди на прибережних територіях, що об'єднуються технологічними процесами до загального морського нафтогазового комплексу.

"Чисто" морськими або просто "морськими" називаються споруди, що знаходяться постійно або тимчасово на морській акваторії. До таких споруд відносяться:

Стаціонарні та плавучі споруди

Підводні трубопроводи

Сховища

Об'єкти, призначені для швартування

Причальні берегові стінки та виносні естакади

Порти

Підводні нафтогазові споруди

Умовно морськими називаються споруди, розташовані в безпосередній близькості до урізу води та призначені для виконання різних технологічних операцій з нафтою або газом, що надходять з морських нафтогазових родовищ. До них відносяться:

споруди для приймання та зберігання нафти (резервуарні парки, насосні станції, підземні та наземні трубопроводи та ін.);
споруди для первинної обробки нафти (зневоднення, очищення від механічних домішок тощо);
термінали для прийому нафтоналивних танкерів та газоводів.

По виду робочого становища МНГС класифікуються на:

МНГС, що спираються на дно моря

МНГС, що не спираються на дно

Залежно від конструктивних ознак МНГС класифікуються так:

Споруди лінійні

Споруди точкові або моноопорні

Споруди багатоопорні

Споруди масивні

Споруди плавучі (плавучі об'єкти)

Споруди підводні

Видобуток корисних копалин ведеться за допомогою спеціальних інженерних споруд – бурових платформ. Вони забезпечують необхідні умови для того, щоб велися розробки. Бурова платформа може облаштовуватись на різній глибині - це залежить від того, наскільки глибоко залягають і газу.

Буріння на суші

Нафта залягає як на суші, а й у континентальному шлейфі, оточений водою. Ось тому деякі установки оснащуються особливими елементами, завдяки яким вони тримаються на воді. Така бурова платформа - це монолітна споруда, яка постає як опора для інших елементів. Монтаж конструкції виконується у кілька етапів:

спочатку буриться тестова свердловина, що необхідно визначення знаходження родовища; якщо є перспектива розробки конкретної зони, виконуються подальші роботи;
готується майданчик для бурової установки: для цього навколишня територія максимально вирівнюється;
заливається фундамент, особливо якщо вежа має велику вагу;
на підготовленій основі збирається бурова вежа та інші її елементи.

Методи визначення родовища

Бурові платформи – основні споруди, на основі яких ведуться розробки нафти та газу як на суші, так і на воді. Будівництво бурових платформ ведеться лише після того, як визначено наявність нафти та газу у конкретному регіоні. Для цього буриться свердловина різними методами: обертальним, роторним, турбінним, об'ємним, гвинтовим та багатьма іншими.

Найбільш поширений роторний метод: при його використанні всередину породи проводиться долото, що обертається. Популярність цієї технології пояснюється можливістю буріння витримувати значні навантаження протягом тривалого часу.

Навантаження на платформи

Бурова платформа може бути різною за конструкцією, але зводитися вона повинна грамотно, в першу чергу з урахуванням показників безпеки. Якщо про них не подбати, наслідки можуть бути серйозними. Наприклад, через неправильні розрахунки установка може просто зруйнуватися, що призведе не лише до втрат фінансів, а й до загибелі людей. Усі навантаження, що діють на установки, бувають:

Постійними: під ними мають на увазі сили, що діють протягом усього експлуатації платформи. Це і вага самих конструкцій над установкою, і опір води, якщо йдеться про морські платформи.
Тимчасовими: такі навантаження впливають на конструкцію за певних умов. Тільки під час запуску установки спостерігається сильна вібрація.

У нашій країні розроблено різні види бурових платформ. На сьогоднішній день на російському шлейфі працюють 8 стаціонарних видобувних систем.

Надводні платформи

Нафта може залягати як на суші, а й під товщею води. Щоб видобувати її за таких умов, застосовуються бурові платформи, що ставляться на плавучі споруди. Як плавальні засоби в цьому випадку використовуються понтони, самохідні баржі - це залежить від специфічних особливостей розробки нафти. Морські платформи мають певні конструктивні особливості, тому можуть триматися на воді. Залежно від того, якою є глибина нафти або газу, використовуються різні бурові установки.

Близько 30% нафти видобувається саме з морських родовищ, тому дедалі частіше зводяться свердловини на воді. Найчастіше робиться це на мілководді за допомогою фіксування паль та встановлення на них платформ, вишок, потрібного обладнання. Для буріння свердловин на глибоководних ділянках використовують плавучі платформи. У деяких випадках виконується сухе буріння свердловин на воду, що є доцільним для неглибоких прорізів до 80 м.

Плавуча платформа

Плавучі платформи встановлюються на глибину 2-150 м і можуть застосовуватись у різних умовах. Такі конструкції можуть бути компактними і працювати в невеликих річках, а можуть встановлюватися і у відкритому морі. Плавуча бурова платформа - це вигідна споруда, тому що навіть за невеликих розмірів вона може викачати великий обсяг нафти або газу. А це дозволяє економити на витратах на транспорт. Така платформа проводить у морі кілька днів, потім повертається на базу, щоб спустошити резервуари.

Стаціонарна платформа

Стаціонарна морська бурова платформа є спорудою, що складається з верхньої будови та опорної основи. Воно фіксується у ґрунті. Конструктивні особливості таких систем різні, тому виділяються такі види стаціонарних установок:

гравітаційні: стійкість цих споруд забезпечується власною вагою конструкції та вагою баласту, що приймається;
пальові: вони набувають стійкості за рахунок забитих у ґрунт паль;
щогла: стійкість цих конструкцій забезпечується відтяжками або потрібним обсягом плавучості.

Залежно від того, на якій глибині ведуться розробки нафти та газу, всі стаціонарні платформи поділяються на декілька видів:

глибоководні на колонах: основа таких установок стикається з дном акваторії, а як опори використовуються колони;
мілководні платформи на колонах: вони мають таку ж будову, як і глибоководні системи;
конструкційний острів: така платформа стоїть на металевій основі;
монопод - це мілководна платформа на одній опорі, виконується у вигляді баштового типу і має вертикальні або похилі стінки.

Саме на фіксовані платформи припадають основні видобувні потужності, тому що вони вигідніші в економічному плані і простіші в монтажі та експлуатації. У спрощеному варіанті такі установки мають сталеву каркасну основу, яка виступає як конструкція, що несе. Але використовувати стаціонарні платформи потрібно з урахуванням статичності та глибини води у районі буріння.

Установки, в яких основа виконана із залізобетону, укладаються на дно. Вони не потребують додаткових кріплень. Такі системи застосовуються на мілководних родовищах.

Бурова баржа

На морі виконується за допомогою мобільних установок наступних видів: самопідйомних, напівзанурюваних, бурових суден та барж. Баржі застосовуються на мілководних родовищах, причому існує кілька видів барж, які можуть працювати на різній глибині: від 4 м до 5000 м.

Бурова платформа у вигляді баржі використовується на початкових етапах розробки родовищ, коли потрібно бурити свердловини на мілководді або захищених ділянках. Такі установки застосовуються в гирлах річок, озер, боліт, каналів на глибині 2-5 м. Такі баржі здебільшого несамохідні, тому за їх допомогою не можна проводити роботи у відкритому морі.

Бурова баржа має три основні складові: підводний занурювальний понтон, який встановлюється на дно, надводну платформу з робочою палубою та конструкцію, яка з'єднує ці дві частини.

Самопідйомна платформа

Самопідйомні бурові платформи схожі на бурові баржі, але перші модернізовані і досконалі. Вони піднімаються на щоглах-домкратах, які спираються на дно.

Конструктивно такі установки складаються з 3-5 опор з черевиками, які опускаються та вдавлюються на дно на час проведення бурових робіт. Такі конструкції можуть ставитися на якорі, але опори - безпечніший режим експлуатації, так як корпус установки не стосується поверхні води. Самопідйомна плавуча платформа може працювати на глибині до 150 м-коду.

Цей вид установки височить над поверхнею моря завдяки колонам, які спираються на ґрунт. Верхня палуба понтона – це місце, де монтується необхідне технологічне обладнання. Усі самопідйомні системи відрізняються формою понтона, кількістю опорних колон, формою їх перетину та конструктивними особливостями. Найчастіше понтон має трикутну, прямокутну форму. Кількість колон - 3-4, але ранніх проектах системи створювалися на 8 колонах. Сама бурова вежа або розташовується на верхній палубі, або висувається за корму.

Бурове судно

Ці бурові установки є самохідними та не вимагають буксирування на ділянку, де проводяться роботи. Проектування таких систем виконується спеціально для встановлення на невеликій глибині, тому вони не відрізняються стійкістю. Бурові судна використовуються при розвідці нафти та газу на глибині 200-3000 м та глибше. На таке судно ставиться бурова вежа, а буріння виконується безпосередньо через технологічний отвір у самій палубі.

При цьому судно оснащується всім необхідним обладнанням, щоб можна було керувати ним за будь-яких погодних умов. Якірна система дозволяє забезпечити належний рівень стійкості у воді. Добута нафта після очищення зберігається у спеціальних резервуарах у корпусі, та був перевантажується у вантажні танкери.

Напівзавантажувальна установка

Напівнавантажена нафтова бурова платформа - одна з найпопулярніших бурових установок на морі, так як вона може експлуатуватися на глибині понад 1500 м. Плавучі конструкції можуть занурюватися на значну глибину. Установка доповнена вертикальними та похилими розкосами та колонами, які забезпечують стійкість усієї споруди.

Верхній корпус таких систем – це житлові приміщення, які обладнані за останнім словом техніки та мають потрібні запаси. Популярність напівзанурювальних установок пояснюється різноманітними варіантами архітектурних рішень. Вони залежить від кількості понтонів.

Напівнавантажувальні установки мають 3 види опади: буріння, режим штормового відстою та перехід. Плавучість системи забезпечується опорами, які до того ж дозволяють установці зберігати вертикальне положення. Зазначимо, що робота на бурових платформах Росії оплачується високо, проте для цього потрібно мати не лише відповідну освіту, а й великий досвід роботи.

Висновки

Таким чином, бурова платформа – це модернізована система різного типу, яка може бурити свердловини на різній глибині. Конструкції широко застосовуються в нафто- та газодобувній промисловості. Перед кожною установкою ставиться конкретне завдання, тому вони відрізняються конструктивними особливостями, і функціональністю, і обсягом переробки, і транспортуванням ресурсів.

З метою розвідки чи експлуатації мінеральних ресурсів під дном моря.

Бурові платформи переважно несамохідні, допустима швидкість їх буксирування 4-6 вузлів (при хвилюванні моря до 3 балів, вітру 4-5 балів). У робочому положенні на точці буріння бурові платформи витримують спільну дію хвилювання при висоті хвиль до 15 м та вітру зі швидкістю до 45 м/с. Експлуатаційна маса плавучих бурових платформ (з технологічними запасами 1700-3000 т) досягає 11 000-18 000 т, автономність роботи з суднових та технологічних запасів 30-90 діб. Потужність енергетичних установок бурової платформи 4-12 МВт. Залежно від конструкції та призначення розрізняють самопідйомні, напівзанурювальні, занурювальні, стаціонарні бурові платформи та бурові судна. Найбільш поширені самопідйомні (47% від загальної кількості, 1981) та напівзанурювальні (33%) бурові платформи.

Самопідйомні (рис. 1) плавучі бурові платформи використовують для буріння головним чином при глибині моря 30-106 м. Вони являють собою водоізомісний три-або чотирипорний понтон з виробничим обладнанням, піднятий над поверхнею моря за допомогою підйомно-стопорних механізмів на висоту 9-15 м. При буксируванні понтон із піднятими опорами знаходиться на плаву; у точці буріння опори опускаються. У сучасних самопідйомних плавучих бурових платформах швидкість підйому (спуску) понтону становить 0,005-0,08 м/с, опор - 0,007-0,01 м/с; сумарна вантажопідйомність механізмів до 10 тисяч т. За способом підйому розрізняють підйомники крокуючої дії (переважно пневматичні та гідравлічні) та безперервної дії (електромеханічні). Конструкція опор забезпечує можливість постановки бурових платформ на ґрунт із несучою здатністю не менше 1400 кПа при максимальному заглибленні їх у ґрунт до 15 м. Опори мають квадратну, призматичну та сферичну форму, по всій довжині обладнуються зубчастою рейкою та закінчуються черевиком.

Плавучі бурові платформи напівзанурювального типу використовують для буріння в основному при глибині моря 100-300 м і є понтоном з виробничим обладнанням, піднятий над поверхнею моря (на висоті до 15 м) за допомогою 4 і більше стабілізуючих колон, які спираються на підводні корпуси ( 2 та більше). Бурові платформи транспортують до точки буріння на нижніх корпусах при осаді 4-6 м. Плавуча платформа занурюється на 18-20 м шляхом прийому водяного баласту в нижній корпус. Для утримання напівзанурювальних бурових платформ використовується восьмиточкова якорна система, що забезпечує обмеження переміщення установки від гирла свердловини трохи більше 4% від глибини моря.

Занурювальні бурові платформи застосовують для буріння розвідувальних або експлуатаційних свердловин на і на глибині моря до 30 м. Вони являють собою понтон з виробничим обладнанням, піднятий над поверхнею моря за допомогою колон квадратної або циліндричної форми, нижні кінці яких спираються на понтон або черевик, що водовипромінює, де розташовані баластові цистерни. Занурювальна плавуча бурова платформа встає на ґрунт (з несучою здатністю не менше 600 кПа) в результаті заповнення водою баластових цистерн водоймного понтона.

Стаціонарні морські бурові платформи використовують для буріння та експлуатації куща свердловин на нафту та газ при глибині моря до 320 м. З однієї платформи бурять до 60 свердловин, що похило спрямовані. Стаціонарні бурові платформи є конструкцією у вигляді призми або чотиригранної піраміди, що піднімається над рівнем моря (на 16-25 м) і спирається на дно за допомогою забитих у дно паль (каркасні бурові платформи) або фундаментних черевиків (гравітаційне бурові платформи). Надводна частина складається з майданчика, на якому розміщено енергетичне, бурове та технологічне обладнання, житловий блок з вертолітним майданчиком та інше обладнання загальною масою до 15 тисяч т. Опорний блок каркасних бурових платформ виконують у вигляді трубчастих металевих ґрат, що складається з 4-12 колон діаметром 1-2,4 м. Закріплюють блок за допомогою забивних або бурозаливних паль. Гравітаційні платформи виготовляються цілком із залізобетону або комбінованими (опори з металу, черевики із залізобетону) і утримуються за рахунок маси споруди. Підстави гравітаційної бурової платформи складаються з 1-4 колон діаметром 5-10 м.

Стаціонарні бурові платформи призначені для тривалої (не менше 25 років) роботи у відкритому морі, і до них пред'являються високі вимоги щодо забезпечення перебування обслуговуючого персоналу, підвищеної пожежо- та вибухобезпеки, захисту від корозії, заходів щодо охорони навколишнього середовища (див. Морське буріння) та інших. Відмінна риса стаціонарних бурових платформ — стала динамічність, тобто. для кожного родовища розробляється свій проект комплектації платформ енергетичним, буровим та експлуатаційним обладнанням, при цьому конструкцію платформи визначають умови в районі буріння, глибина буріння та кількість свердловин, кількість верстатів для буріння.

Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Геологи досліджують як сушу, і акваторії морів і океанів.

Родовища природного газу знаходяться не лише на суші. Існують морські родовища - нафта і газ іноді зустрічаються і в надрах, прихованих водою.

Майже 70 відсотків поверхні Землі перебуває під водою; Не дивно, що пошуково-розвідувальні компанії звертають увагу на корінні породи і відкладення нижче рівня океану, розглядаючи їх як джерело корисних копалин. Ця так звана «морська видобуток» - справа не нова. Перші морські розвідувальні роботи велися в 1960-х і 1970-х роках, Якщо більша частина поверхні Землі вкрита водою, то чому метод морського видобутку так повільно набирає сили? Цьому існує два пояснення: політика та технологічні обмеження. До Конференції ООН з морського права не було згоди про те, яка частина морського шельфу належить країні, а де починаються міжнародні води. Тепер, коли врегульовані питання володінь, зробила крок технологія, а ціни на товари стали захмарними, все гостріше постає питання морської геологорозвідки.

В наш час досить гостро постає питання про вдосконалення морських бурових установок, про те, як зробити видобуток нафти на акваторіях більш продуктивним та безпечним.

Історія морського видобутку нафти

Початок морського видобутку нафти належить до 20 років дев'ятнадцятого, коли в районі міста. Баку за 20-30 м від берега споруджували ізольовані від води колодязі, з яких черпали морську нафту з неглибоко залягаючих горизонтів. Зазвичай такий колодязь експлуатувався кілька років. B 1891 на Каліфорнійському узбережжі Тихого океану була пробурена похила свердловина, забій якої відхилився на відстань 250 м від берега, вперше розкрила продуктивні пласти морського покладу. З того часу каліфорнійський шельф став основним об'єктом пошуку, розвідки та видобутку вуглеводнів під дном Тихого океану.

Перший у світі морський нафтопромисел з'явився 1924 року біля міста Баку, де почали вести буріння свердловин у морі з дерев'яних острівців, які пізніше стали кріпити сталевими палями, що цементуються у морському дні. Підстави для буріння свердловин з метою розробки морських нафтових родовищ стали створювати в CCCP на початку 30-х років. 20 століття.

У кінці 40-х - початку 50-х років широке застосування на Каспії отримав естакадний спосіб видобутку нафти. Подібні морські нафтопромисли при глибині моря 15-20 метрів були споруджені також у Мексиканській затоці та у Венесуелі. Будівництво плавучих технічних засобів для освоєння морських родовищ нафти почалося в основному в 50-х роках 20 століття із створення Бурових платформ.

Систематичні пошуки нафтових родовищ на акваторіях морів і океанів були розпочаті в 1954 році. океанів та понад 140 здійснюють їх пошуки на шельфах.

Географія родовищ

Роботами на нафту та газ охоплено величезні акваторії Світового океану. В осадовій товщі дна якого відкрито близько 1000 родовищ.

Основні запаси нафти та газу припадають на континентальний шельф, у ряді районів Світового океану вважаються нафтогазоносними також континентальний схил та океанічне ложе. Родовища нафти та газу виявлено на шельфах 60 країн. Понад 500 покладів розробляється у узбережжя США, близько 100 - у Північному морі, понад 40 - у Перській затоці. Нафта виявлена і видобувається на шельфах Північної та Південної Америки, Європи, Південно-Східної Азії, Африки, Австралії, Нової Зеландії та інших акваторій. B CCCP традиційний нафтовидобувний район – Каспійське море.

В Атлантичному океані та його морях відкрито велику кількість морських родовищ нафти та газу, які інтенсивно розробляються. До найбагатших морських нафтогазоносних районів світу відносять Мексиканську затоку, лагуну Маракайбо, Північне море, Гвінейську затоку, які інтенсивно розробляються. Три великі нафтогазоносні провінції виявлені в Західній Атлантиці:

1) від Денисова протоки до широти Нью-Йорка (промислові запаси у Лабрадора і на південь від Ньюфаундленду);

2) на шельфі Бразилії від мису Калканьяр до Ріо-де-Жанейро (відкрито понад 25 родовищ);

3) у прибережних водах Аргентини від затоки Сан-Хорхе до Магелланова протоки. Згідно з оцінками, перспективні нафтогазоносні площі становлять близько 1/4 акваторії океану, а загальні потенційні ресурси нафти і газу, що видобуваються, оцінюються більш ніж у 80 млрд т.

На відносно розвиненому шельфі провінції експлуатуються великі нафтогазоносні басейни Північного, Ірландського, Балтійського та Середземного морів. На прилеглих до моря територіях провінції розвідано великі родовища вуглеводневої сировини. Ряд родовищ мають світове значення

Надра Тихого океану багаті на нафту і природний газ, проте вивчена і освоєна лише їх незначна частина. Запаси потенційних ресурсів нафти і газу оцінюються до 90-120 млрд т (30-40% запасів Світового океану). У категорію розвіданих і видобутих запасів переведено понад 3 млрд. т, а до перспективних і прогнозних віднесено 7,6 млрд. т. Підводні розробки ведуться головним чином на глибинах до 100 м і на відстані від берегів 90-100 км. Основними районами морського нафтогазовидобутку є: південна частина Каліфорнійського шельфу і акваторія затоки Кука (США), Басів протока (Австралія), прибережні води Малайського архіпелагу, Брунея та Індонезії, затока Бохайвань (КНР), акваторія затоки Гуая. Широкі пошуково-розвідувальні роботи ведуться на шельфі Сахаліну, Південно-Китайського моря, в протоці Магеллана. На шельфах провінцій видобувається нафта і газ, багато родовищ прибережної зони (мають світове значення.) Найбільш інтенсивний розвиток галузі морського господарства отримали в Індонезії, Малайзії, Сінгапурі. Індонезія - найбільший виробник у регіоні нафти та нафтопродуктів (загальні запаси, включаючи шельф, становлять близько 8 млрд т), олов'яної руди. Континентально-морські родовища нафти і газу зосереджені біля узбережжя островів Ява та Мадура, у північній частині Західної протоки та біля західного та східного узбережжя острова Калімантан.

Збільшується видобуток нафти та газу в штаті Саравак (м. Мірі), на шельфі північно-західної частини острова Калімантан та біля півострова Малакка

Надра північно-східних приморських регіонів і континентального шельфу провінції також багаті на вуглеводневу сировину (Аляска, район Лос-Анджелеса і прибережні води штату Каліфорнія),

У прибережних штатах Мексики експлуатуються родовища нафти (Чьяпос), узбережжя Колумбії розвідані запаси нафти, в Еквадорі досить успішно розробляються родовища нафти і. Однак у країнах Східної провінції на Тихоокеанському узбережжі родовища зустрічаються рідше, ніж у глибинних районах та на Атлантичному узбережжі.

Технології морського видобутку нафти Типи бурових установок

B загальну систему видобутку нафти і газу на Морських нафтогазових промислах зазвичай входять такі елементи:

· одна або кілька платформ, з яких буряться експлуатаційні свердловини,

· трубопроводи, що з'єднують платформу з берегом;

· берегові установки з переробки та зберігання нафти,

навантажувальні пристрої

Бурова установка – це складна технічна споруда, призначена для видобутку нафти газу на морському шельфі.

Прибережні родовища нерідко продовжуються на розташованій під водою частині материка, яку називають шельфом. Його кордонами є берег і так звана брівка - чітко виражений уступ, за яким глибина стрімко зростає. Зазвичай глибина моря над брівкою складає 100-200 метрів, але іноді вона сягає і 500 метрів, і навіть до півтора кілометра, наприклад, у південній частині Охотського моря або біля берегів Нової Зеландії. Залежно від глибини застосовують різноманітні технології. На мілководді зазвичай споруджують укріплені «острова», з яких і здійснюють буріння. Саме так нафту здавна добувалась на Каспійських родовищах у районі Баку. Застосування такого способу, особливо в холодних водах, часто пов'язане з ризиком пошкодження нафтовидобувних «острівів» льодами. Наприклад, у 1953 році великий крижаний масив, що відірвався від берега, знищив близько половини нафтовидобувних свердловин у Каспійському морі. Рідше застосовується технологія, коли потрібну ділянку окантовують дамбами і відкачують воду з котловану, що утворився. За глибини моря до 30 метрів раніше споруджувалися бетонні та металеві естакади, на яких розміщували обладнання. Естакада з'єднувалася з сушею або була штучним островом. Згодом ця технологія втратила актуальність.

Якщо родовище розташовується близько до суші, є сенс бурити схилу схилу з берега. Одна з найцікавіших сучасних розробок – дистанційне керування горизонтальним бурінням. Фахівці здійснюють контроль проходження свердловини із берега. Точність процесу настільки висока, що можна потрапити в потрібну точку з відстані кількох кілометрів. У лютому 2008 року корпорацією Ексон Мобіл (Exxon Mobil) встановлено світовий рекорд у бурінні подібних свердловин у рамках проекту «Сахалін-1». Протяжність стовбура свердловини тут становила 11 680 метрів. Буріння здійснювалося спочатку у вертикальному, а потім у горизонтальному напрямку під морським дном на родовищі Чайво за 8-11 кілометрів від берега. Чим глибше води, тим складніші технології застосовуються. На глибинах до 40 метрів споруджуються стаціонарні платформи (рис4), якщо ж глибина досягає 80 метрів, використовують плавучі бурові установки (рис4), оснащені опорами. До 150-200 метрів працюють напівзанурювальні платформи (рис4,5), які утримуються дома за допомогою якорів чи складної системи динамічної стабілізації. А буровим судам підвладне буріння і набагато більших морських глибинах. Більшість свердловин-рекордсменів було проведено в Мексиканській затоці - понад 15 свердловин пробурено на глибині, що перевищує півтора кілометри. Абсолютний рекорд глибоководного буріння був встановлений у 2004 році, коли бурове судно Discoverer Deel Seas компаній Transocean та ChevronTexaco розпочало буріння свердловини в Мексиканській затоці (Alaminos Canyon Block 951) при глибині моря 3053 метри.

У північних морях, що відрізняються складними умовами, частіше будують стаціонарні платформи, які утримуються на дні завдяки величезній масі основи. Вгору від основи піднімаються порожнисті «стовпи», у яких можна зберігати видобуту нафту чи устаткування. Спочатку конструкцію буксирують до місця призначення, затоплюють, а потім, прямо в морі, надбудовують верхню частину. Завод, на якому будують такі споруди, за площею можна порівняти з невеликим містом. Бурові установки на великих сучасних платформах можна пересувати, щоб пробурити стільки свердловин, скільки потрібно. Завдання конструкторів таких платформ – встановити максимум високотехнологічного обладнання на мінімальній площі, що робить це завдання схожим на проектування космічного корабля. Щоб впоратися із морозами, льодами, високими хвилями, бурове обладнання можуть встановити прямо на дні. Розвиток цих технологій надзвичайно важливий для країн, що мають великий континентальний шельф.

Цікаві факти Норвезька платформа "Трол-А", яскрава "представниця" сімейства великих північних платформ, досягає 472 м у висоту і важить 656 000 тонн. (рис 6)

Американці вважають датою початку морського нафтопромислу 1896, а його першопрохідником - нафтовика Вільямса з Каліфорнії, який бурив свердловини з побудованого ним насипу.

У 1949 році за 42 км від Апшеронського півострова на естакадах, споруджених для видобутку нафти з дна Каспійського моря, було збудовано ціле селище під назвою Нафтове Каміння. У ньому тижнями мешкали співробітники підприємства. Естакаду Нафтового Каміння можна побачити в одному з фільмів про Джеймса Бонда – «І цілого світу мало». Необхідність обслуговувати підводне обладнання бурових платформ суттєво вплинуло на розвиток глибоководного водолазного обладнання. Щоб швидко закрити свердловину при аварійній ситуації - наприклад, якщо шторм не дозволяє буровому судну залишатися на місці, - використовують пробку під назвою «превентер». Довжина таких превентерів сягає 18 м, а вага – 150 тонн. Початку активної розробки морського шельфу сприяла світова нафтова криза, що вибухнула в 70-х роках минулого століття.

Після оголошення ембарго країнами ОПЕК виникла гостра потреба у альтернативних джерелах постачання нафти. Також освоєнню шельфу сприяло розвиток технологій, що досягли на той час такого рівня, який дозволяв би здійснювати буріння на значних морських глибинах.

Газове родовище Гронінген, відкрите біля узбережжя Голландії в 1959 році, не тільки стало відправною точкою в розробці шельфу Північного моря, але й назвало новий економічний термін. Ефектом Гронінгена (або голландською хворобою) економісти назвали суттєве подорожчання національної валюти, що відбулося в результаті зростання експорту газу і негативно позначилося на інших експортно-імпортних галузях.

Розглянемо докладніше технології буріння свердловин на акваторіях та типи бурових установок.

Вирізняють такі способи буріння свердловин на акваторіях (рис 8):

1. з морських стаціонарних платформ;

2. гравітаційних морських стаціонарних платформ;

3. самопідйомних бурових установок;

4. напівзанурювальних бурових установок;

5. Бурові судна.

Морська стаціонарна платформа - це бурова основа, що спирається на дно акваторії і височить над рівнем моря. Так як по закінченні експлуатації свердловини МСП залишається на місці спорудження, то схемою буріння свердловини на відміну від схеми будівництва наземної свердловини передбачено наявність водовідокремлювальної колони, що ізолює свердловину від товщі води і сполучає підводне гирло з буровим майданчиком морської стаціонарної платформи. Устьеве обладнання (превентори, головки обсадних колон, пристрій для відведення промивної рідини зі свердловини до системи очищення) монтується також на МСП.

Для буксирування платформи до місця будівництва свердловини потрібно чотири або п'ять буксирів. Зазвичай у буксируванні МСП беруть участь та інші допоміжні судна (портові тягачі, судна супроводу тощо). У хорошу погоду середня швидкість буксирування становить 1,5 – 2,0 уз/год.

Гравітаційна морська стаціонарна платформа - бурова основа, виготовлена із залізобетону та сталі. Вона будується в глибоководних затоках і потім за допомогою буксирів доставляється на точку буріння експлуатаційних та розвідувальних свердловин. ГМСП призначена не тільки для буріння свердловин, але й для видобутку та зберігання чорного золота до відправки танкерами до місця переробки. Платформа має велику вагу, тому для утримання її на точці буріння не потрібно додаткових пристроїв.

Після розробки родовища проводиться консервація всіх свердловин, від'єднання установки від усть свердловин, відрив її від морського дна та транспортування на нову точку в межах даної площі або в інший регіон буріння та нафтовидобутку та газу. У цьому полягає перевага ГМСП перед МСП, яка після розробки родовища залишається у морі назавжди.

Самопідйомна плавуча бурова установка має достатній запас плавучості, що має велике значення для її транспортування на точку буріння разом із буровим обладнанням, інструментом та необхідним запасом витратних матеріалів. На місці буріння за допомогою спеціальних підйомних механізмів та опор встановлюють СПБО на морське дно. Корпус установки піднімають над рівнем моря на висоту, що недосяжна для морських хвиль. За способом монтажу превенторних пристроїв та способом з'єднання бурового майданчика з підводним гирлом свердловини СПБУ аналогічна МСП. Для забезпечення надійності експлуатації свердловини колони обсадні підвішують під столом ротора. Після завершення буріння та після освоєння розвідувальної свердловини встановлюють ліквідаційні мости і всі обсадні колони обрізають нижче рівня дна моря.

Напівнавантажувальна плавуча бурова установка складається з корпусу, який включає в себе власне буровий майданчик з обладнанням та понтони, з'єднані з майданчиком стабілізуючими колонами. У робочому положенні на точці буріння понтони заповнюються розрахунковою кількістю морської води та занурюються на розрахункову глибину під воду; при цьому дія хвиль на платформу зменшується. Так як ППБУ схильна до хитавиці, то жорстке з'єднання її з підводним гирлом свердловини за допомогою водовідокремлювальної колони (райзера) неможливе. Тому для запобігання руйнуванню зв'язки гирло - ППБУ у складі водовідокремлювальної колони передбачено телескопічне з'єднання з герметизуючим вузлом та герметичні шарнірні з'єднання ВОК. з плавзасобом та підводним гирловим противикидним обладнанням Герметичність рухомих елементів водовідокремлювальної колони повинна забезпечувати ізоляцію свердловини від морської води та безпеку робіт за допустимих умов експлуатації.

На точку буріння ППБУ доставляють за допомогою буксирних суден та утримують на ній якірною системою протягом усього періоду буріння та випробування свердловини. Після закінчення її будівництва ППБУ знімають із точки буріння та переганяють на нове місце.

При будівництві глибоких морських нафтових і газових свердловин використовується бурове судно, на якому змонтовано все бурове та допоміжне обладнання і знаходиться необхідний запас витратного матеріалу. Па точку буріння БС йде своїм ходом; його швидкість досягає 13 уз/год (24 км/год). Над точкою буріння судно утримується за допомогою динамічної системи позиціювання, яка включає п'ять гвинтів, що підрулюють, і два ходові гвинти, що постійно перебувають у роботі.

Противикидове підводне обладнання встановлюється на морське дно після постановки БС на точку буріння, воно пов'язане з гирлом свердловини за допомогою водовідокремлювальної колони з дивертором, двох шарнірних з'єднань і телескопічного з'єднання для компенсації вертикальних і горизонтальних переміщень бурового судна в процесі будівництва свердловини.

Основним чинником, що впливає вибір типу плавучих бурових засобів, є глибина моря дома буріння. До 1970 р самопідйомні бурові установки використовувалися для буріння свердловин при глибинах 15-75 м, в даний час - до 120 м і більше. -300 м і більше.

Бурові судна, завдяки більш високій маневреності та швидкості переміщення, більшій автономності порівняно з ППБУ, використовуються при бурінні пошукових та розвідувальних свердловин у віддалених районах при глибинах акваторій до 1500 м і більше. Наявні на суднах великі запаси витратних матеріалів, розраховані на 100 днів роботи установки, забезпечують успішне буріння свердловин, а велика швидкість пересування судна - швидке їхнє перебазування з пробуреної свердловини на нову точку. На відміну від ППБУ для БС є великі обмеження роботи залежно від хвилювання моря. Так, при бурінні вертикальна качка бурових суден допускається до 3,6 м, а для ППБУ - до 5 м. Так як ППБУ має більшу стійкість (за рахунок занурення нижніх понтонів на розрахункову глибину) порівняно з буровими суднами, то вертикальна качка ППБУ становить 20-30% від висоти хвилі. Таким чином, буріння свердловин з ППБУ здійснюють за значно більшого хвилювання моря, ніж при бурінні з БС. До недоліків напівзанурювальної плавучої бурової установки можна віднести малу швидкість пересування з пробуреної свердловини на нову точку. Новим напрямом підводного видобутку нафти є створення підводних експлуатаційних комплексів (рис 9), на яких створені нормальні атмосферні умови для роботи операторів. Обладнання та матеріали (цемент, глина, труби, агрегати та ін.) доставляються на бурові платформи суднами постачання. На них встановлюються також декомпресійні камери та необхідне обладнання для проведення водолазних та ряду допоміжних робіт. Добута нафта транспортується на берег за допомогою морських трубопроводів, які прокладаються у відкритому морі за допомогою спеціалізованих судноукладачів. Наряду з трубопроводами використовуються системи з рейдовими причалами. Hефть до причалу надходить по підводному трубопроводу і далі гнучкими шлангами або стояками подається до танкерів.

Буріння на нафту та газ в арктичних умовах

Буріння на нафту та газ в арктичних умовах має свої особливості та залежить від льодової обстановки та глибини моря.

Існує 3 способи буріння в цих умовах: c плавучого судна; co льоду; з встановленої на дні платформи або судна, здатних протистояти дії льоду. Великий досвід з буріння co льоду накопичений в Kанаді, де бурять на глибині до 300 м. При відсутності потужної льодової основи і значних глибинах застосовуються масивні плавучі кесонні конструкції, оснащені підрулюючими пристроями, здатні функціонувати без людини року і протистояти дії рухомого, що рухається, та течій. Для розколювання великих крижин і відведення айсбергів служать допоміжні судна. За наявності великих айсбергів, відвід яких утруднений, кесонна експлуатаційна конструкція від'єднується від дна і відводиться убік за допомогою пристроїв, що підрулюють.

Основні райони видобутку нафти

Вже зараз близько 20% нафти видобувається з дна морів та океанів. За деякими оцінками, половина запасів нафти Землі перебуває в шельфі й у глибоководних районах.

У Мексиканській затоці ознаки нафти виявлені на глибині понад 3000 м. Основні райони морського видобутку нафти - це Венесуельська затока, шельфи Мексиканської затоки та штату Каліфорнія, Перська затока, деякі райони Гвінейської затоки (у Західної Африки), Північне море, Перу, Еквадору, а також Каспійське море, акваторії оз. Mаракайбо та та затоки Кука.

Морський видобуток нафти в Росії

Розвідка та експлуатація морських підводних надр має більш ніж двовікову давність. Вчені та нафтопромисловці давно звертали увагу на численні виходи нафти та газу з дна моря у прибережних водах деяких островів Апшеронського та Бакинського архіпелагів, особливо у Бакинській бухті.

У 1781 - 1782 рр. ескадра російських кораблів, котрі займалися вивченням Каспійського моря, відвідала район о. Житловий. Команда помітила на поверхні моря плівку, про що було зроблено запис у бортовому журналі одного з кораблів. Багато часу приділив вивченню геології Азербайджану, нафтових родовищ та грязьових вулканів російський академік Г.В. Абіх(рис 12). Вивчаючи острови Каспійського моря, він звернув увагу на виходи нафти та газу із дна моря біля деяких островів. У своїй праці, присвяченій вивченню грязьових вулканів, він зокрема вказував на наявність нафти і газу в надрах під дном Каспійського моря в районі Нафтового Каміння в Бібі-Ейбатській бухті.

На початку 19 ст. мешканець Баку Гаджі Касумбек Мансурбеков вирішив зайнятися видобутком нафти з дна моря у Бібі-Ейбатській бухті. З цією метою в 1803 р. він спорудив два колодязі, обсаджені дерев'яними зрубами, за 18 і 30 м від берега. Ці колодязі, що давали значну кількість нафти, експлуатувалися до 1825 року, коли були зруйновані штормом.

Після цього інтерес до морського видобутку нафти виник знову наприкінці 1873 - початку 1874 р. Група, що складалася з нафтопромисловця Роберта Нобеля, шкіпера Роберта Міллера, жителя Лібави Б. де Бура і лейтенанта флоту Костянтина Ірецького, звернулася до Управління гірничою частиною. Вони клопотали про відведення їм по 10 десятин морського дна в Бібі-Ейбатській бухті для організації робіт з видобутку нафти. Це клопотання зустріло запеклий опір нафтопромисловців Зубалова та Джакелі, власників нафтових ділянок на березі цієї бухти. Вони звернулися з протестом до Бакинського губернатора, обґрунтовуючи свої заперечення тим, що вишки заважатимуть їх морським судам підвозити до причалів, споруджених на березі бухти, необхідні матеріали для буріння та видобутку. Лише 1877 р. управління гірської частиною відповіло відмовою прохання надати ділянки на море.

Наступними прохачами були В.К. Згленицький, Н.І. Лебедєв та І.С. Заковенко, які клопотали перед різними інстанціями у 1896, 1898, 1900 та 1905 р. про отримання дозволу на морське буріння. У 1896 р. гірничий інженер В.К. Згленицький подав прощення до Управління державним майном Бакинської губернії та Дагестанської області, в якому він просив відвести йому ділянку морського дна для пошуків та видобутку нафти. Управління державним майном відповіло відмовою, посилаючись на те, що море та морське дно не перебувають у його віданні.

Наступного разу прохання було подано на ім'я міністра землеробства та державного майна та залишено без відповіді. Тільки після повторного звернення Міністерство землеробства та державного майна передало прохання на розгляд гірничого департаменту, який, не розібравшись по суті пропозиції, висловився негативно. Відмова обґрунтовувалася тим, що нафта, що видобувається на морі, буде дорожчою, ніж на суші, організація нафтової промисловості в морі завдасть великої шкоди рибальству, а наявність вишок у морі і, можливо, відкриті нафтові фонтани заважатимуть судноплавству. Проте департамент визнав необхідність глибоко вивчити наявність нафтових пластів під дном моря. У 1897 р вивчення цього питання було передано інженеру Кавказького рудного управління Н.І. Лебедєву, який своїми дослідженнями підтвердив нафтоносність пластів Бакинської бухти. У результаті Гірський департамент приймає таке рішення: «У тих частинах морського дна, де геологічними дослідженнями встановлено вже присутність нафти і де готівка нафтових промислів не завдасть шкоди рибальству та судноплавству, видобуток нафти може бути допущений, але не безпосередньо, а після засипання землею».

Це рішення не змусило В.К. Згленицького відмовитися від свого проекту, і в 1900 р. він знову звертається з клопотанням до Кавказького гірничого управління про надання йому права на видобуток нафти в Бібі-Ейбатській бухті. Управління направило це клопотання до Міністерства землеробства та державного майна зі своїм висновком, яке свідчило, що проект небезпечний у пожежному відношенні та видобуток нафти на морських ділянках можна допустити лише після створення штучної території шляхом засипання моря на відведених ділянках. Проект В.К. Згленицького передали на розгляд технічної комісії міністерства. За проектом буріння свердловин передбачалося з майданчиків, що окремо стоять, споруджуються на дерев'яних палях, забитих у ґрунт. Щоб уникнути забруднення моря та втрат нафти у разі викиду на підставі передбачалося спорудження ємності на 3000 т. Для транспортування нафти на берег проектувалося будівництво нафтоналивної баржі вантажопідйомністю 3000 т з необхідним насосним обладнанням. Технічна комісія не прийняла проект і, так само як Гірський департамент, висловилася за розробку морських нафтових ділянок лише після їхнього засипання ґрунтом. Одночасно вона визнала за можливе відвести в Бібі-Ейбатській бухті під засипку 300 десятин (одна десятина трохи більше 1 га). Після обговорення цього питання у кабінеті міністрів 30 червня 1901 р. Гірський департамент ухвалив рішення про засипку частини акваторії Бібі-Ейбатської бухти. Відповідно до цього рішення виділені під засипку 300 десятин було розбито на ділянки площею по 4 десятини кожен. Було доведено до відома нафтопромисловців про здачу цих ділянок за ціною 125 тис. руб. Для керівництва роботами із засипки було створено виконавчий комітет, що складався з нафтопромисловців, який розпочав роботу наприкінці 1905 р., коли було здано в оренду вже 50 ділянок.

Однак, незважаючи на рішення Гірського департаменту про можливість розробки морських родовищ тільки після засипання ґрунтом відведених територій, наприкінці 1905 р. до департаменту звернувся інженер Н.С. Заковенко з клопотанням дозволити буріння свердловин за допомогою плавучої бурильної установки, розміщеної на кесон-понтоні. Хоча експерти дали високу оцінку цьому проекту, його також відкинули Гірський департамент, який мотивував відмову недопрацьованістю проекту. Остаточно було залишено проект засипки бухти. Згідно з проектом, ділянка моря 300 десятин попередньо підлягала огорожі кам'яним молом. Для керівництва роботами із засипання бухти виконавчий комітет запросив інженера П.М. Потоцького, який працював у Херсоні на будівництві каналу у гирлі Дніпра.

Спорудження загороджувального молу, розпочате у січні 1910 р., було закінчено у середині 1911 р., після чого товариство «Сормово» розпочало засипання. З цією метою Сормівський суднобудівний завод збудував спеціальний землечерпальний караван у складі двох землесосів потужністю по 1100 л. з, двох рефулерів, шести буксирів, десяти барж місткістю 1100 м3 та двох допоміжних суден. Роботи тривали 8,5 років, і було засипано 193 десятини (або 211 га) морського дна. 28 квітня 1920 р. в Азербайджані було встановлено Радянську владу, а 24 травня націоналізовано підприємства, що займаються видобутком та переробкою нафти. З перших днів націоналізації нафтовики Баку розпочали відновлення та реконструкцію нафтової промисловості. Незабаром були також відновлені роботи із засипання бухти. Перша черга засипки площею 27 га була закінчена протягом двох років. Вже 1922 р. на відвойованої біля моря території було закладено перші розвідувальні свердловини. На початку 1923 р. у бурінні знаходилося 10 свердловин. Праці нафтовиків з освоєння нафтових родовищ із штучно створеної території увінчалися успіхом. Перша закінчена бурінням свердловина 18 квітня 1923 дала фонтан чистої нафти.

Винятково хороші результати, отримані при бурінні та експлуатації перших свердловин, спонукали посилити темпи розробки засипаної нафтової площі та приступити до робіт із засипки другої черги відповідно до розробленого П.М. Потоцьким проектом.

Результати, отримані при бурінні свердловин, та дослідження, проведені геологами, показали, що багаті поклади йдуть у море, далеко за межі засипаної території. Тоді з'явилася ідея бурити свердловини зі спеціально споруджуваних острівців у відкритому морі. Ще в 1925 р. зі свердловини, пробуреної з дерев'яної основи, що окремо стоїть, спорудженої в Бібі-Ейбатській бухті, вдарив потужний фонтан. Свердловина 61, закінчена бурінням з цього острівця, - перша у світі пробурена в морі. Цей успішний досвід призвів до того, що роботи з освоєння нафтових покладів, що залягають під дном моря, продовжилися за допомогою буріння свердловин, що окремо стоять.

За п'ять років після введення в експлуатацію свердловини 61 було пробурено 262 свердловини та видобуто 6600 тис. т нафти та значну кількість газу. Спочатку штучні острівці споруджувалися шляхом забивання в ґрунт дерев'яних паль копром, змонтованим на двох спарених човнах - киржимах. На підставу однієї свердловини потрібно до 300 довгомірних паль. Необхідність завезення лісу із північних районів країни, а також сезонність доставки серйозно гальмували розворот робіт із залучення в експлуатацію багатих нафтових покладів. Недоліком було те, що палі не можна було забивати в районах моря, де дно складене міцними породами, з наявністю підводних скель. Лише 1934 р. молоді інженери Н.С. Тимофєєв та К.Ф. Михайлов запропонували і здійснили практично метод будівництва морських індивідуальних підстав на металевих буро-заливних палях. Почалася розробка морських родовищ у прибережних водах о. Артем.

Таким чином, можна констатувати, що розвідка та розробка морських нафтових родовищ методами створення штучних територій та будівництва індивідуальних основ острівного типу вперше в морі були здійснені в СРСР у бухті Ілліча (колишня Бібі-Ейбатська).

Аж до початку Великої Вітчизняної війни йшла планомірна робота з освоєння підводних багатств Каспію. Викликане війною перебазування буровиків разом із технікою на схід країни призвело до різкого скорочення бурових робіт скрізь, у тому числі й на морі. Із закінченням війни та поступовим поверненням до Азербайджану буровиків знову розгорнулися бурові роботи. На морі розвідувальне та експлуатаційне буріння тривалий час здійснювалося на невеликих глибинах з індивідуальних основ конструкцій Н.С. Тимофєєва, Б.А. Рагінського та інших нафтовиків.

Через часті шторми роботи зі спорудження підстав затягувалися. Це дуже стримувало освоєння морських родовищ нафти та газу. Окремі свердловини, закладені на березі та здійснювані бурінням похило-спрямованим способом у море, мало сприяли максимальному нарощуванню видобутку з акваторії Каспію. Все це призвело до появи конструкції блокових основ, окремі вузли якої виготовлялися на механічному заводі і переправлялися на берег, ближче до зони буріння, що намічається. Перша подібна бурова вежа конструкції Л.А. Межлумова було встановлено в районі о. Артем в 1948 р. зі створенням нового, найефективнішого стаціонарного підстави бурові роботи на море отримали широкий розмах. Потреби повоєнної держави у нафти зумовлювали необхідність введення у експлуатацію нових багатих родовищ. У зв'язку з цим гостро постало питання про розвідку та видобуток нафти на морських акваторіях.

Враховуючи наявність позитивних геологічних та розвідувальних даних, у 1948 р. було вирішено закласти в районі Нафтового Каміння морську розвідувальну свердловину. Перший промисловий фонтан нафти на Нафтовому Камені вдарив 7 листопада 1949 р. Це була подія, що сповістила про відкриття унікального нафтогазового родовища на Каспії.

Велике значення у прискореному освоєнні морських нафтогазових родовищ мало використання морських естакад та високопродуктивних методів їх будівництва, розроблених Б.А. Рагінським, А.О. Асан-Нурі, Н.С. Тимофєєвим та ін. У 1951 р. було розпочато будівництво естакад на родовищі Нафтові Камені. До 1964 р. у морі було побудовано понад 200 км естакад та приестакадних майданчиків, освоєно глибини моря до 40 м. На базі широкомасштабних робіт з розвідки та освоєння морських нафтових площ з'явилася нова галузь нафтогазопромислової справи – розробка морських нафтогазових родовищ. На підставі узагальнення та систематизації досвіду освоєння та експлуатації морських покладів нафти та газу було вироблено низку положень та принципів техніки та технології видобутку нафти та газу в морі. В даний час довжина естакад на Каспії перевищує 350 км, освоєно глибини до 70 м. У 1980 р. була споруджена плавуча напівзанурювальна бурова установка (ППБУ) «Каспморнафта», побудована на замовлення Мінгазпрому фірмою «Раума Репола» у Фінляндії що дозволяє бурити розвідувальні свердловини глибиною 6000 м при товщі води до 200 м.

За час розробки з 1949 по 1980 з родовищ Південного Каспію було видобуто понад 260 млн т нафти і більше 135 млрд м3 газу. У вже в 1978 р. було створено спеціальне управління при Мінгазпромі для розробки шельфових морських родовищ. У 1990 р. в управлінні працювали майже 100 тис. осіб.

Тенденція зростання видобуток нафти та газу (1928-1965) (рис 13)

Морський видобуток нафти та газу, розпочатий на Каспії, тепер поширився і на інші моря та океани. Інтенсивне споживання паливно-енергетичної сировини спричинило те, що до початку 1980-х років. пошуки нафти та газу на континентальному шельфі проводили понад 100 із 120 країн, які мають вихід до моря, причому близько 50 країн розробляли морські родовища нафти та газу. За Женевською конвенцією 1958 р. територія моря до глибини 200 м-коду, що примикає до берегової лінії, належить території країни, а далі починається вільна зона. Найбільш великими районами морського видобутку є Мексиканська затока, оз. Маракайбо (Венесуела), Північне море та Перська затока, на частку яких припадає 75% світового видобутку нафти та 85% - газу. В даний час загальна кількість морських видобувних свердловин в усьому світі перевищує 100 000, і нафта видобувається з глибин моря до 300 - 600 м. За темпами морського буріння і видобутку нафти з морських родовищ попереду США, Норвегія та Великобританія. У США розвідку шельфу субсидує уряд, і розміри дотацій становлять до 80% від загальної вартості проекту. 25% всього світового видобутку. Нині частку нафти, видобутої з морських родовищ, припадає близько 30 % всієї світової продукції, а газу - ще більше. Видобуток нафти на шельфі ведеться за допомогою занурювальних та напівзанурювальних бурових платформ. У нашій країні бурових установок, які застосовують у західних країнах, мало, оскільки вони є дорогими. Крім того, це складні інженерні споруди. Одна з найбільших установок має висоту 170 м, важить 10 млн т, має чотири опори, в кожну з яких міг би увійти дев'ятиповерховий трисекційний будинок. Працює на ній кран вантажністю 2,5 тис. т. Він може підняти п'ятиповерховий 100-квартирний будинок. Бурити з такої установки можна до 48 свердловин, а видобуток становить до 8 млн т нафти, що дорівнює всьому річному видобутку Каспію. Вартість такої установки 2 млрд. дол. У Росії експлуатуються чотири плавучі бурові установки (рис 14), закуплені свого часу Канаді. Встановлено їх у Баренцевому морі та на Сахаліні. Для розробки континентального шельфу Росії створено консорціум, до якого увійшли Японія та США.

морський видобуток нафту буріння

Умови буріння на морі

На процес буріння свердловин на морі впливають природні, технічні та технологічні фактори (рис 15) Найбільший вплив мають природні фактори, що визначають організацію робіт, конструктивне виконання техніки, її вартість, геологічну інформативність буріння і т.п. До них відносяться гідрометеорологічні, геоморфологічні та гірничо-геологічні умови.

Гідрометеорологічні умови характеризуються хвилюванням моря, його льодовим та температурним режимами, коливаннями рівня води (припливи – відливи, згони – нагони) та швидкістю її течії, видимістю (тумани, низька хмарність, хуртовини, опади). Для більшості морів, що омивають береги Росії (Японське, Охотське, Берингове, Біле, Баренцеве, Татарська протока), характерна наступна середня повторюваність висоти хвиль, %: до 1,25 м (3 бали) - 57; 1,25 - 2,0 м (4 бали) - 16; 2,0 - 3,0 м (5 балів) - 12,7; 3,0 - 5,0 (6 балів) - 10. Середня повторюваність висоти хвиль до 3,0 м у Балтійському, Каспійському та Чорному морях становить 93%, 3,0 -5,0 м - 5%. Прибережна зона арктичних морів більшу частину року покрита нерухомими припайними льодами. Судноплавство тут можливе лише 2 - 2,5 місяці на рік. У суворі зими у закритих затоках та бухтах арктичних морів можливе буріння з льоду та крижаного припаю. Представляє небезпеку буріння з льоду в періоди його танення, розламування та дрейфу. У той же час лід, що дрейфує, згладжує хвилювання. Особливо це характерно для морів Карського, Лаптєвих, Східно-Сибірського та Чукотського. Тут середня повторюваність висоти хвиль до 3 м становить 92%, 3 - 5 м - 6,5%. Для буріння на акваторіях небезпечні негативні температури повітря, що викликають зледеніння бурової основи та обладнання та потребують великих витрат часу та праці на приведення в готовність силового обладнання після відстою. Обмежує час буріння на морі також зниження видимості, яке в безльодовий період частіше відзначається в нічний та ранковий годинник. Вплив зниженої видимості на процес буріння на морі можна зменшити, застосувавши на буровій установці та на березі сучасну техніку радіолокаційного наведення та радіозв'язку. Бурові основи схильні до моря дії течій, пов'язаних з вітровою, припливно-відливною та загальною циркуляцією вод. Швидкість течій деяких морях досягає великих значень (наприклад, в Охотском море до 5 м/с). Вплив течій змінюється у часі, за швидкістю та напрямом, що потребує постійного контролю положення плавучої бурової установки (ПБО) і навіть перестановки її якорів. Робота при перебігах понад 1 м/с можлива тільки при посилених якірних пристроях та засобах їхнього розвезення. У зоні високих припливів та відливів оголюється дно великої частини прибережної акваторії та різко збільшується так звана зона недоступності, в яку бурові судна не можуть доставляти установки. Висота припливів навіть на сусідніх морях та їх ділянках різна. Так, у Японському морі припливи практично не відчутні, а в північній частині Охотського моря вони досягають 9-11 м, утворюючи при відпливі багатокілометрові смуги оголеного дна. Геоморфологічні умови визначаються обрисами та будовою берегів, топографією та ґрунтом дна, віддаленістю точок закладення свердловин від суші та облаштованих портів тощо. Для шельфів багатьох морів характерні малі ухили дна. Ізобати з відміткою 5 м знаходяться на відстані 300-1500 м від берега, а з відміткою 200 м - 20-60 км. Однак є жолоби, долини, западини, банки. Ґрунт дна навіть на незначних площах неоднорідний.

Пісок, глина, мул чергуються зі скупченнями черепашки, гравію, гальки, валунів, котрий іноді з виходами скельних порід як рифів і окремих каменів. На першій стадії освоєння морських родовищ твердих корисних копалин основним об'єктом геологічного вивчення є ділянки в прибережних районах з глибинами акваторій до 50 м. Це пояснюється меншою вартістю розвідки та розробки родовищ на менших глибинах і досить великою площею шельфу з глибинами до 50 м. пробурені у западинах глибиною до 100 м. Основна зона шельфу, що розвідується геологами, становить смугу шириною від сотень метрів до 25 км. Відстань точок закладення свердловин від берега прибурення з льодового припаю залежить від ширини припайної смуги і для арктичних морів досягає 5 км. Балтійське, Баренцеве, Охотське моря та Татарська протока не мають умов для швидкого укриття плавзасобів у разі шторму через відсутність закритих та напівзакритих бухт. Тут для буріння ефективніше застосовувати автономні ПБО, оскільки при використанні неавтономних установок важко забезпечити безпеку персоналу та збереження установки у штормових умовах. Велику небезпеку становить робота біля крутих стрімких і кам'янистих берегів, що не мають досить широкої зони пляжу. У таких місцях при зриві неавтономної ПБУ з якір її загибель практично неминуча. У районах шельфу арктичних морів майже немає облаштованих причалів, баз і портів, тому питанням життєзабезпечення бурових установок і кораблів, що їх обслуговують (ремонт, заправка, укриття на час шторму) тут необхідно надавати особливого значення. У всіх відносинах найкращі умови є в Японському та внутрішніх морях Росії. При бурінні у віддалених від можливих місць укриттів районах повинна бути добре налагоджена служба оповіщення прогнозу погоди, а плавзасоби, що застосовуються для буріння, повинні мати достатню автономність, стійкість і мореплавність. Гірничо-геологічні умови характеризуються переважно потужністю і фізико-механічними властивостями гірських порід, що перетинаються свердловиною. Відкладення шельфу зазвичай представлені пухкими породами із включенням валунів. Основними складовими донних відкладень є мули, піски, глини та галька. У різних співвідношеннях можуть утворюватися відкладення піщано-галькові, суглинки, супіски, піщано-листі тощо. Для шельфу далекосхідних морів породи донних відкладень представлені такими видами, %: мули – 8, піски – 40, глини – 18, галька – 16, інші – 18. Валуни зустрічаються в межах 4 - 6% у розрізі пробурених свердловин і 10 - 12% свердловин від загальної їх кількості. Потужність пухких відкладень рідко перевищує 50 м-коду і змінюється від 2 до 100 м-коду. поверхні дна, досягаючи в “спокійних”закритих бухтах 45 м.Илы у верхніх шарах перебувають у розрідженому стані, великих глибинах дещо ущільнені: опір зрушенню 16 -- 98 кПа; кут внутрішнього тертя 4 - 26 °; пористість 50 - 83%; вологість 35 - 90%. Піски мають зчеплення, практично рівне нулю, кут внутрішнього тертя 22 - 32 °, пористість 37 - 45%. Опір зсуву глин становить 60 - 600 кПа; показник консистенції 0,18-1,70; пористість 40 - 55%; вологість 25 - 48%. Породи донних відкладень, крім глин, незв'язні і легко руйнуються при бурінні (II - IV категорій по буримості). Стінки свердловин вкрай нестійкі і без кріплення після їхнього оголення обрушуються. Нерідко через значну обводненість порід утворюються пливуни. Підйом керна з таких горизонтів утруднений, а їхнє буріння можливо переважно з випередженням вибою свердловини обсадними трубами.

Катастрофи платформ

Аварії при видобутку нафти (рис 17) на континентальному шельфі Видобування газу та нафти на морському шельфі неминуче супроводжують різноманітні аварії. Це джерела сильного забруднення морського середовища всіх стадіях проведення робіт. Причини та тяжкість наслідків таких аварій можуть змінюватись дуже сильно, це залежить від конкретного збігу обставин, технічних та технологічних факторів. Можна сказати, що кожна окрема аварія розгортається за власним сценарієм.

Найбільш типові причини - це поломка обладнання, помилки персоналу та надзвичайні природні явища, такі як ураганний вітер, сейсмічна активність та багато інших. Основна небезпека таких аварій, розливи чи викиди нафти, газу та маси інших хімічних речовин та компонентів, веде до тяжких наслідків для навколишнього середовища. Особливо сильний вплив такі аварії надають, трапляючись неподалік берега, на мілководді та в місцях з повільним водообігом.

Аварії на стадії буріння Такі аварії пов'язані, в першу чергу, з несподіваними викидами рідких та газоподібних вуглеводнів зі свердловини в результаті проходження буром зон з підвищеним тиском. Мабуть, тільки розливи нафти з танкерів можуть порівнятися з такими аваріями за силою, тяжкістю, а також частотою. Їх умовно можна розділити на дві основні категорії. Перша включає інтенсивний і тривалий фонтаноподібний викид вуглеводнів, що трапляється, коли тиск в зоні буріння ставати ненормально високим і звичайні методи заглушки не допомагають. Особливо це відбувається при створенні нових родовищ. Саме така аварія сталася під час розробки родовища Сахалін-1. Другий тип подій пов'язаний із регулярними епізодами витоку вуглеводнів протягом усього часу буріння. Вони не такі вражаючі, як досить рідкісні випадки фонтанування, проте вплив, який вони надають на морське середовище цілком порівнянні, в силу їх частоти

Аварії на трубопроводах

Складні та протяжні підводні трубопроводи були і залишаються одним із основних факторів екологічного ризику при видобутку нафти на шельфі. Причин тому кілька, вони відрізняються від дефектів матеріалу та його втоми, до тектонічних рухів дна та пошкодження якорями та донними тралами. Залежно від причини та характеру пошкодження, трубопровід може стати джерелом як невеликого, так і великого витоку або викиду нафти.

Найбільші аварії на нафтовидобувних платформах

Березень 1980 р. Нафтовидобувна платформа Alexander Keilland у Північному морі розламалася внаслідок "втоми металу" і перекинулася. Загинуло 123 особи.

· Вересень 1982 р. Нафтовидобувна платформа Ocean Ranger (США) перекинулася в Північній Атлантиці, загинуло 84 особи.

· Лютий 1984 р. Одна людина загинула і 2 поранені в результаті вибуху на нафтовидобувній платформі в Мексиканській затоці біля узбережжя Техасу.

· Серпень 1984 р. Внаслідок вибуху та пожежі на платформі Petrobras біля узбережжя Бразилії 36 осіб потонуло та 17 поранено.

· Липень 1988 р. Найбільша катастрофа історія - на нафтовидобувній платформі Occidental Petroleum's Piper Alpha внаслідок вибуху, що послідував за витіканням газу, загинуло 167 людина.

· Вересень 1988 р. 4 особи загинули внаслідок вибуху та подальшого затоплення нафтовидобувної платформи, що належить Total Petroleum Co. (Франція) біля узбережжя Борнео.

· Вересень 1988 р. Вибух і пожежа на нафтовидобувній платформі Ocean Odyssey у Північному морі, одна людина загинула.

· Травень 1989 р. Трьох людей поранено внаслідок вибуху та пожежі на нафтовидобувній платформі Union Oil Co. (США) біля берегів Аляски.

· Листопад 1989 р. Вибух на нафтовидобувній платформі Penrod Drilling Co. у Мексиканській затоці, поранено 12 людей.

· Серпень 1991 р. Вибух на нафтовидобувній, що належить Shell

· Січень 1995 р. Вибух на нафтовидобувній платформі, що належить Mobil, біля узбережжя Нігерії, 13 людей загинули.

· Січень 1996 р. 3 особи загинули і 2 поранені внаслідок вибуху на нафтовидобувній платформі Morgan у Суецькій затоці.

· Липень 1998 2 людини загинули в результаті вибуху на нафтовидобувній платформі Glomar Arctic IV.

· Січень 2001 р. 2 особи загинули внаслідок пожежі на газодобувній платформі Petrobras біля узбережжя Бразилії.

· 16 березня 2001 р. Біля берегів Бразилії вибухнула Р-56 - найбільша нафтова платформа у світі, яка належала фірмі Petrobras. Загинуло 10 нафтовиків. 20 березня, після серії руйнівних вибухів платформа затонула, завдавши непоправних збитків навколишньому середовищу регіону та загальних збитків, які за оцінками фахівців (включно з втраченою вигодою) перевищують мільярд доларів США. У Бразилії це повідомлення викликало масові протести: за останні три роки на підприємствах компанії сталося 99 НП.

· 15 жовтня 2001 р. За висновками екологів, розгорнуте зведення нафтових платформ на сахалінському шельфі поставило під загрозу популяцію сірого кита, що охороняється. Нафтова компанія «Сахалінська енергія» розпочала скидання в Охотське море токсичних відходів свого виробництва.

Подібні документи

Причини та тяжкість наслідків аварій при видобутку газу та нафти на морському шельфі. Конструкції напівзанурювальних платформ. Схема підводного закачування свердловин. Особливості морського видобутку нафти. Характеристика напівзанурювальної бурової установки Glomar Arctic IV.

реферат, доданий 11.10.2015

Розробка нафтових родовищ. Техніка та технологія видобутку нафти. Фонтанна експлуатація свердловин, їх підземний та капітальний ремонт. Збір та підготовка нафти на промислі. Техніка безпеки під час виконання робіт з обслуговування свердловин та обладнання.

звіт з практики, доданий 23.10.2011

Загальні відомості про нафтову промисловість, як у світі, так і в Росії. Світові запаси нафти, її видобуток та споживання. Розгляд територіальної організації видобутку та переробки нафти у Російській Федерації. Основні проблеми розвитку галузі країни.

курсова робота , доданий 21.08.2015

Методи пошуку та розвідки нафтових та газових родовищ. Етапи пошуково-розвідувальних робіт. Класифікація покладів нафти та газу. Проблеми при пошуках та розвідці нафти та газу, буріння свердловин. Обгрунтування закладення розвідувальних свердловин.

курсова робота , доданий 19.06.2011

Підготовчі роботи для будівництва бурової. Особливості режиму буріння роторним та турбінним способом. Способи видобутку нафти та газу. Методи на привибійну зону. Підтримка пластового тиску. Збирання, зберігання нафти та газу на промислі.

курсова робота , доданий 05.06.2013

Геологічні основи пошуків, розвідки та розробки нафтових та газових родовищ. Нафта: хімічний склад, фізичні властивості, тиск насичення, газоутримання, промисловий газовий фактор. Технологічний процес видобутку нафти та природного газу.

контрольна робота , доданий 22.01.2012

Орогідрографія Самотлорського нафтового родовища. Тектоніка та стратиграфія. Колекторські властивості продуктивних пластів. Властивості нафти, газу та води у пластових умовах. Технологія видобутку нафти. Методи боротьби з ускладненнями, що застосовуються у ВАТ "СНД".

курсова робота , доданий 25.09.2013

Вибір методів видобутку нафти. Схема обладнання фонтанної свердловини. Газліфтний та насосні способи видобутку нафти. Влаштування свердловинної струминної насосної установки. Критерії оцінки технологічної та економічної ефективності способів експлуатації.

презентація , доданий 03.09.2015

Поклади нафти надрах Землі. Нафторозвідка за допомогою геологічних, геофізичних, геохімічних та бурових робіт. Етапи та способи процесу видобутку нафти. Хімічні елементи та сполуки в нафті, її фізичні властивості. Продукти з нафти та їх застосування.

реферат, доданий 25.02.2010

Загальна характеристика, історія та основні етапи освоєння досліджуваного родовища. Обладнання та інструментарій, що використовується, при експлуатації нафтових і газових родовищ. Професійні права та обов'язки оператора з видобутку нафти та газу.

Про те, як видобувають нафту, я вже . Сьогодні я розповім про те, як влаштовано Морську Льодостійку Стаціонарну Платформу (МЛСП) на прикладі нафтової платформи в Каспійському морі.

Ця бурова почала качати нафту трохи менше року тому 28 квітня 2010 року і розрахована на 30 років експлуатації. Вона складається із двох частин, з'єднаних між собою 74-метровим мостом:

У житловому блоці, розміром 30 на 30 метрів, мешкає 118 осіб. Працюють у 2 зміни по 12 годин на день. Вахта триває 2 тижні. Купатися і рибалити з платформи суворо заборонено, також як і викидати за борт будь-яке сміття. Курити можна лише в одному місці у житловому блоці. За викинутий у морі бичок відразу звільняють:

Житловий блок називається ЛСП2 (Льодостійка Стаціонана Платформа), а основна бурова - ЛСП1:

Лідостійкою вона називається, тому що взимку море покривається льодом і вона розрахована йому протистояти. Шланг, який ви бачите на фотографії – це морська вода, яку використовували для охолодження. Її забрали з моря, прогнали через труби та повернули назад. Платформа побудована за принципом нульового скидання:

Навколо платформи постійно курсує судно забезпечення, здатне прийняти на борт усіх людей у разі аварії:

Робітників на станцію доставляють гелікоптером. Летіти година:

Перед польотом усі проходять інструктаж, а летять у рятувальних жилетах. Якщо вода холодна, то ще й гідрокостюми змушують надягати:

Як тільки вертоліт приземляється, на нього спрямовують 2 брандспойти - пожеж тут дуже бояться:

Перш ніж потрапити на платформу, всі, хто прилетів, проходять обов'язковий інструктаж з техніки безпеки. Для нас провели розширений інструктаж, тому що ми потрапили на платформу вперше:

10.

Пересуватися ЛСП1 можна тільки в касках, робочих черевиках і куртках, а ось в житловому блоці можна ходити хоч у домашніх капцях, що багато хто й робить:

11.

Морська платформа - об'єкт підвищеної небезпеки, і безпеці тут приділяють дуже багато уваги:

12.

На житловому блоці та ЛСП 1 є рятувальні шлюпки, кожна з яких вміщує по 61 людині. Таких шлюпок 4 на житловій ЛСП2 та 2 на ЛСП1, тобто всі 118 осіб зможуть спокійно поміститися на рятувальні засоби – це вам не Титанік:

13.

Пасажирів з корабля піднімають на спеціальному "ліфті", що вміщає 4 особи одночасно:

14.

У кожній кімнаті на кожній палубі є вказівники напрямку евакуації - червоні стрілки на підлозі:

15.

Всі дроти акуратно прибрані, низькі стелі або сходи позначені червоно-білим смугастим маркуванням:

16.

Наприкінці нашої екскурсії я дізнався, що цю платформу повністю збудували у нас. Я був здивований, бо був упевнений, що вона "іномарка" - совком тут і не пахне. Все зроблено дуже акуратно та з якісних матеріалів:

17.

18.

Так як фотографій та інформації дуже багато, я вирішив розбити свою розповідь на 2 посади. Сьогодні розповім про житловий блок, а про найцікавіше - про свердловини та процес видобутку - у наступному пості.

По ЛСП2 нас водив сам капітан. Платформа морська, і головний тут, як і на кораблі, капітан:

19.

У житловому блоці є дублюючий ЦПУ (Центральний Пульт Управління). Взагалі, все управління дОбычей (нафтовики ставлять наголос на), ведеться з іншого пульта управління, розташованого на ЛСП1, а цей використовується як резервний:

20.