В настоящее время до 70% всей энергии, потребляемой в мире, дают нефть и газ. Истощение этих природных ресурсов на суше обусловливает увеличение их добычи в море. Уже через 10-20 лет половину необходимой индустриальным регионам земного шара энергии смогут дать месторождения, расположенные в морских акваториях. Ни огромные затраты на сооружение сложнейших технологических объектов, ни крайне тяжелые природные условия освоения подводных месторождений не остановят роста добычи нефти и газа из-под морских глубин.
Основной ее объем будет обеспечен в результате разработки залежей в континентальном шельфе, где на 16 млн км 2 возможно скопление нефти и газа.
Объем морских поисково-разведочных работ и добыча нефти и газа будут продолжать расти, в том числе и в глубоководных районах, несмотря на то, что эти работы требуют огромных затрат. В морскую нефтегазовую промышленность каждый год вкладываются сотни миллиардов долларов США, причем более трети всех инвестиций приходится на разведку и эксплуатацию.
Весьма значителен парк передвижных плавучих буровых установок, с помощью которых ежегодно бурят более 2 тысяч скважин, включая примерно 850 поисково-разведочных. Спрос на подвижные буровые платформы достаточно устойчив и составляет почти тысячу единиц.
Мировая потребность в баржах-трубоукладчиках и трубозаглубителях, а также в плавучих кранах оценивается до 250 - 300, а во вспомогательных судах - до 1800 единиц. Сохраняется спрос на стационарные стальные и бетонные платформы и на подвижные буровые платформы.
Прогнозируется рост объемов работ, связанных с инспектированием и ремонтом морских сооружений (трубопроводов, платформ и т. д.). В связи с этим ожидается увеличение спроса на подводные суда для наблюдения за работами по прокладке и ремонту подводных нефте- и газопроводов, а также установки подводных систем для эксплуатации скважин.
Несмотря на расширение использования манипуляторов с дистанционным управлением, увеличится спрос на водолазные работы, так как во многих случаях робототехнические устройства по-прежнему не могут заменить человека при работе под водой.
К 2005 г. новые месторождения нефти и газа были открыты в 96 странах; разведанные запасы газа при этом составили (По данным журнала «Oil and Gas Journal») более 146 трлн куб. м, а накопленная мировая добыча газа - 69 трлн куб. м. Основные разведанные запасы газа сосредоточены в России, Иране, Катаре, Саудовской Аравии, Абу-Даби, США.
Большинство стран мира проявляет высокую активность в разведке и разработке морских месторождений. Важной составной частью этой деятельности является строительство морских трубопроводных систем.
В ближайшие годы Россия имеет хорошие перспективы в части освоения морских месторождений, обусловленные высокой перспективностью российского шельфа. Как показывают исследования, в России из общего объема неразведанных ресурсов на месторождения шельфа приходится более 42%.
Крупные ресурсы газа сосредоточены на шельфах Баренцева, Печорского, Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского, Чукотского, Берингова, Охотского, Японского морей, Восточно-Камчатского и Южно-Курильского секторов Тихого океана, а также Каспийского и Азовского морей.
Для шельфов морей России установлено следующее:
недра почти всех акваторий страны (за исключением Белого моря) перспективны в отношении нефтегазоносности; на долю арктических морей приходится 85% начальных суммарных ресурсов углеводородов, дальневосточных - около 14% и внутренних- несколько более 1%; концентрация ресурсов на шельфе высокая;
основная часть наиболее достоверных ресурсов углеводородов сосредоточена на шельфе с глубиной дна моря от 20 до 50 м и в разновозрастных осадочных отложениях, залегающих на глубинах до 4-5 км, и технически доступна для бурения;
на шельфах наиболее перспективных морей РФ в общем объеме начальных суммарных запасов углеводородов преобладают более достоверные ресурсы и выявленные месторождения газа.
Всего на шельфах открыто 34 газовых, газоконденсатных и газонефтяных месторождения, в том числе на шельфе Балтийского моря - 2, Баренцева и Печорского морей - 10, Карского - 8, Охотского - 8, Каспийского - 1, Азовского - 5.
Среди перечисленных есть уникальные по запасам газа месторождения: Штокмановское, Русаковское и Ленинградское. Крупными являются месторождения Приразломное, Лудловское, Чайво-море, Одопту-море, Пилыун-Астохское и др.
До 2050 г. важное значение для добычи газа будут иметь северные акватории Западной Сибири и акватории южной части Карского и Баренцева морей. В подготовке новых запасов газа за счет неразведанных ресурсов первостепенная роль будет постепенно переходить от Западной Сибири к западной части арктического шельфа, Восточной Сибири и дальневосточным акваториям. После 2050 г. роль акваторий, особенно северных, включая восточный сектор шельфа, будет возрастать.
Таким образом, в ближайшие десятилетия с увеличением добычи газа и нефти из месторождений шельфа России потребности в морских трубопроводах будут нарастать.
Планируют создать отечественную технологию подводной добычи углеводородов. Об этом в феврале 2016 года рассказал директор Валентин Костюков на совещании о российских информационных и суперкомпьютерных технологиях с участием Дмитрия Медведева , следует из материалов, опубликованных на сайте правительства.
Технология будет включать отечественное подводное оборудование и автоматизированную систему управления технологическим процессом и подготовки химических составов. Этот комплекс должен обеспечить добычу углеводородов на шельфе, включая все этапы жизненного цикла: от обустройства до эксплуатации и технического обслуживания.
В «Росатоме» отмечают, что пока российский рынок производства основного оборудования для подводного освоения месторождений представлен, главным образом, зарубежными поставщиками. В числе крупнейших - американские компании FMC Technologies, One Subsea, Vetco Gray и норвежская Aker Solutions.
Оборудование для глубинной добычи нефти и газа с августа 2014 года - в списке технологий, которые запрещены к поставке в Россию в связи с санкциями США против российских компаний нефтегазовой отрасли. Помимо этого, Вашингтон ввел запрет на поставку оборудования для разработки арктического шельфа и сланцевых нефтяных и газовых запасов.
Южно-Киринское месторождение на шельфе Охотского моря, открытое «Газпромом» в 2010 году, должно стать первым, где будет применяться созданный «Газпромом» и «Росатомом» отечественный комплекс для подводной добычи углеводородов.
К 2020 году компании планируют разработать технологию монтажа, наладки и эксплуатации подводно-добычного комплекса на дне моря, к 2021 году – завершить изготовление оборудования подводно-добычного комплекса, а в 2023 году - начать с его помощью добычу на Южно–Киринском месторождении в режиме опытной эксплуатации.
По задумке «Газпрома» и «Росатома», отечественный комплекс будет стоить примерно на 30% дешевле зарубежных аналогов при сопоставимых технических характеристиках.
Создание отечественного комплекса будет способствовать обеспечению энергетической и экономической стабильности России, отмечают в «Росатоме». В компании также уверены, что комплекс будет обладать высоким экспортным потенциалом.
В пределах Мирового океана установлено около 70 нефтегазоносных или потенциально нефтегазоносных бассейнов или провинций.
Генетически они разнородны, поэтому при анализе целесообразно сгруппировать их по географическому признаку в 7 основных регионов: Северный Ледовитый океан, Северная Атлантика, Южная Атлантика, западная часть Индийского океана, восточная часть Индийского океана, западная часть Тихого океана, восточная часть Тихого океана.
Северный Ледовитый океан.
Относится к наименее изученному в нефтегазоносном отношении региону Мирового океана. Характеризуется сложными природно-климатическими условиями, сдерживающими освоение его нефтегазовых ресурсов. Относительно исследована юго-западная часть, где выделяют Северо-Аляскинский, дельты р. Макензи - моря Бофорта и Свердрупский нефтегазоносные бассейны. Кроме того, к потенциально нефтегазоносным относят бассейны на шельфе Гренландии и Евразии. Северо-Аляскинский нефтегазоносный бассейн площадью 462 тыс. км включает в себя краевой прогиб Колвилл и две впадины (Умнат на востоке и Чукотскую на западе), разделенные сводом Барроу. В пределах бассейна выявлено свыше 30 месторождений углеводородов, большая часть которых располагается в акватории.
Наиболее крупное, преимущественно нефтяное, месторождение бассейна Прадхо-Бей открыто в 1968 году в США. Основные залежи нефти сосредоточены в песчаниках триаса (на глубине 2460-2650 м), юры (2060-2150 м) и в каменноугольных известняках (2680- 3190 м). Большая часть залежей расположена на суше. Геологические запасы нефти этого месторождения оцениваются в 3 млрд. т. При коэффициенте извлечения 32- -43 % извлекаемые запасы составят 0,97-1,32 млрд. т. Извлекаемые запасы газа - 736 млрд. м. Разработка месторождения началась в 1977 г. после сооружения Трансаляскинского нефтепровода протяженностью 1287 км. Эксплуатация этого месторождения в течение 10 лет принесла США доход 100 млрд. дол.
К западу от месторождения Прадхо-Бей в 1976 г. в юрских песчаниках выявлено крупное нефтяное месторождение Купарук-Ривер с извлекаемыми запасами нефти до 200 млн. т. В 1980 г. в песчаниках триаса, юры и мела открыто нефтяное месторождение Милн-Пойнт. К востоку от месторождения Прадхо-Бей на побережье обнаружено четыре месторождения в песчаных коллекторах палеогена и три месторождения па шельфе (Сег-Дельта, Дак-Айленд, Флаксаман-Айленд) в каменноугольных отложениях, отложениях верхнего триаса и мела.
В целом, разведанные извлекаемые запасы углеводородов 16 морских месторождений Северо-Аляскинского бассейна составляют 1,5 млрд. т нефти и 750 млрд. м. газа. Потенциальные ресурсы оцениваются приблизительно в 3 млрд. т нефти и 1,7 трлн. м. газа.
Нефтегазоносный бассейн дельты р. Маккензи - моря Бофорта занимает площадь 120 тыс. км размеры его 120 Х 500 км. Поисковое бурение начато в 1965 г. Первое месторождение нефти (Аткинсон) открыто здесь в 1970 г. Всего в бассейне выявлено 25 нефтяных и газовых месторождений. Наиболее крупные газовые месторождения на побережье - Таглу и Парсонс - имеют извлекаемые запасы газа порядка 100 млрд. м. каждое. Непосредственно на шельфе моря Бофорта бурение было начато в 1979 г. с искусственных островов в 10 - 15 км от дельты р. Макензи. Сразу же были открыты два газонефтяных месторождения - Адю и Гарри. В 1976 г. начато бурение с плавучих буровых установок, приведшее к открытию в 1978 г. крупнейшего нефтяного месторождения Копаноар. Месторождение находится в 50 км от берега, глубина воды здесь 57 м. Извлекаемые запасы нефти оцениваются в 247 млн. т. Залежи залегают на глубине порядка 3,5 км.
В 1980 г. были открыты нефтегазовые месторождения Тарсьют, Некторалик, Иссунгнак и газовое месторождение Укалерк. Наиболее крупное месторождение Тарсьют. Извлекаемые запасы - 54-220 млн. т нефти. В 1981 г. в 32 км к востоку от месторождения Копаноар обнаружено нефтяное месторождение Коакоак. Четыре залежи залегают в интервале глубин 3240 - 3450 м. Максимальный дебит нефти - 685 т/сут, извлекаемые запасы - 274 млн. т. В 1984 г. в 74 км от берега при глубине воды 33 м выявлено нефтегазовое месторождение Амаулигак с запасами 83-100 млн. м3 нефти и 42 млрд. м3 газа. Дебиты скважин-до 1600 м3/ сут. Всего на побережье нефтегазоносного бассейна дельты р. Макензи-море Бофорта доказанные запасы нефти, оцениваются в 720 млн. т, газа - в 210 млрд. м3. На шельфе соответственно - 500 млн. т и 100 млрд. м3. Потенциальные извлекаемые ресурсы бассейна от 4,5 до 9,6 млрд. т нефти и приблизительно 1,7 трлн. м3 газа.
Свердрупский нефтегазоносный бассейн имеет площадь280 тыс. км2 и занимает большую часть Арктического архипелага Канады. В его строении выделяют две впадины: Парри и Элемир, разделенные горстовидным поднятиями о. Амунд-Рингнес.
С 1969 г. в бассейне открыто 19 месторождений углеводородов, в том числе одно нефтяное. Наиболее крупные газовые месторождения Дрейк-Пойнт (142 млрд. м3) и Хекла (198 млрд. м3) находятся в: юго-западной части бассейна, на северном побережье о-ва Мелвилл. Месторождения связаны с антиклинальными структурами. В 1979 г. в процессе бурения с намороженных ледовых оснований на внутреннем шельфе архипелага Парри при глубине моря 277- 318 м были открыты крупные газовые месторождения Уайтфиш и Чар. Разведанные извлекаемые запасы газа в бассейне достигли, почти 600 млрд. м3.
В начале 80-х годов были выявлены залежи легкой нефти в рифовом массиве девонского возраста (месторождение Бент-Хорн), а также ряд нефтегазовых месторождении (Маклин, Скейт, Сиско). С их открытием извлекаемые запасы нефти в Свердрупском бассейне, достигли 213 млн. т. В целом, для этого бассейна потенциальные извлекаемые ресурсы углеводородов оцениваются в 250 млн. т нефти и 1,13 трлн. м3 газа. Суммарная оценка потенциальных нефтегазовых ресурсов юго-западной части Северного Ледовитого океана (Арктический мегабассейн Северной Америки) составляет: 2,5-4,2 млрд. т нефти и 3,4-4,5 трлн. м3 газа, или 5,2-7,8 млрд. т углеводородов в пересчете на нефть. Здесь уже выявлено 60 морских и прибрежно-морских месторождений, в том числе 35 нефтяных и нефтегазовых и 25 газовых и газоконденсатных.
Северная Атлантика.
Располагается между континентами Северная Америка и Европа примерно до параллели 20" с. ш. На севере ограничена по меридиану восточных островов архипелага Шпицберген. Ширина Северной Атлантики колеблется от 3500 до 6400 км. К Северной Атлантике относят Средиземное море и условно Черное, Азовское и Каспийское моря. В тектоническом отношении Северная Атлантика представлена подводной окраиной материков, океанским ложе и срединно-океаническим хребтом. Нефтегазоносность связана с первой геотектурой океанского дна.
Нефтегазоносные бассейны Северной Атлантики располагаются в пределах подводных окраин Европейского и Северо-Американского материков, а также во внутренних морях типа Средиземного и Черного. К наиболее крупным нефтегазоносным бассейнам относятся: Норвежский, Североморский, Юго-Западной Европы, Лабрадорский, Мексиканский, Карибский, Западно-Средиземноморский, Адриатический, Восточно-Средиземноморский и Южно-Каспийский.
Норвежский нефтегазоносный бассейн расположен вдоль северо-западного побережья Скандинавского полуострова (Норвежское море).
Континентальный склон Норвежского моря осложнен краевым плато Беринг шириной около 200 км, опущенным на глубину до 1200 м и ограниченным с юго-запада поперечным разломом Ян-Майен. В восточной (внутренней) части плато находится рифтогенная впадина Беринг с осадочным чехлом мощностью более 8 км и утоненной до 15 км корой. Поисковое бурение начато в конце 70-х годов. В 1979 г. в Норвежском желобе на границе с Северным морем при глубине воды 340 м открыто газовое месторождение Тролл. Залежи находятся в хорошо проницаемых песчаниках юрского возраста. Освоение месторождения оценивается в 10 млрд. дол. Его детальная характеристика будет приведена позже.
В начале 80-х годов в северных районах Норвежского бассейна (юг Баренцева моря) установлены газовые залежи в триасовых и юрских песчаниках, залегающие на глубине 2,5 км, на площадях Тромсё и Хейдрун (банка Хальтен). На первой из них дебиты газа составили до 1 млн. м3 и конденсата до 30 м3 в сутки.
Североморский нефтегазоносный бассейн площадью 660 тыс. км2 охватывает большую часть акватории Северного моря. К настоящему времени в Северном море открыто более 100 нефтяных и около 80 газовых месторождений, из которых извлекается 24 % нефти и 30 % газа от общемировой морской нефте - газодобычи. Суммарные извлекаемые запасы углеводородов оцениваются в 7,5 млрд. т, из которых более 4 млрд. т приходится па долю нефти. Основная часть запасов (90 % нефти и 34 % газа) тяготеет к Центрально-Североморской рифовой системе, состоящей из нескольких грабенов (Центральный грабен, или Экофикс, Фортиз, Викинг, Северо-Нидерландский). Месторождения углеводородов в пределах Центрально-Североморской рифовой системы распределены неравномерно. Выделяют четыре участка с повышенной концентрацией нефти и газа: северную и центральную части грабена Викинг, грабены Фортиз и Экофиск (Центральный).
Плотность запасов северной части грабена Викинг 230 тыс. т/км2. Здесь сосредоточены крупнейшие нефтяные месторождения - Статьфиорд, Статвик, Брент, Ниниан, Слейпнер. Плотность запасов углеводородов центральной части грабена Викинг равен 120 тыс. т/км2 тут находятся такие месторождения нефти и газа как Берил, Хеймдал, Фригг.
К грабену Фортиз (плотность залежей 100 тыс. т/км2) приурочено крупное одноименное месторождение нефти.
Грабен Экофиск (Центральный) с плотностью запасов 210 тыс. т/км2 содержит крупные газонефтяные месторождения Экофиск и Элдфиск, газоконденсатные месторождения Албускыл и Валгалл.
В грабенах Викинг, Фортиз и Экофиск, площадь которых 22 тыс. км2, сконцентрировано более половины разведанных запасов углеводородов Северного моря. На остальной площади Центрально-Североморской рифовой системы средняя плотность запасов 14 тыс. т/км2.
Ряд месторождений выявлен на горстовидных поднятиях, смежных с грабенами. Так, в пределах поднятия Викинг, ограничивающего с востока одноименный грабен, открыто крупное нефтяное месторождение Озеберг, приуроченное к антиклинальной складке. Залежи находятся в песчаниках средней юры. Дебиты нефти до 770 т/сут, газа - 535 тыс. м3/сут, конденсата-150 т/сут. Общие извлекаемые запасы нефти оцениваются в 100 млн. т, газа - в 50 млрд. м3.
В Западно-Норвежском грабене в 1979 г. в водах глубиной 340 м открыто гигантское газонефтяное месторождение Тролл, приуроченное к антиклинальной складке площадью 700 км2.
В Южно-Североморской впадине установлены в основном газовые месторождения. Здесь известны такие крупные месторождения, как Леман, Индифатигейбл, Хьюитт, Вайкинг, Пласид. На суше находится гигантское газовое месторождение Гронинген (около 2 трлн. м3 газа).
Нефтегазоносный бассейн Юго-Западной Европы охватывает подводную ее окраину. В составе подводной окраины выделяют юго-западный шельф Франции в Бискайском заливе (Армориканский шельф), шельф Пиренейского полуострова (Испанский шельф) и Португальский шельф. Шельфовые зоны узкие (до 160 км), обрываются крутым континентальным склоном. Протяженность шельфов более 2500 км.
На Армориканском шельфе скважины, пробуренные до глубины 4,5 км, не дали положительных результатов. На шельфе Испании в 60 км от берега при глубине моря 146 м открыто нефтяное месторождение Кантабрико-Мар. Нефть легкая (0,837 г/см3), получена с глубины 1450 м из низов эоцена. В 13 км от порта Бермео (близ г. Бильбао) выявлено газовое месторождение с дебитом до 1,4 млн. м3/сут. В Кадисском заливе на продолжении Гвадалквивирской впадины при глубине моря 120 м открыто семь мелких газовых месторождений в песчаниках миоцена. На шельфе Португалии пробурено около 30 скважин, из которых только в трех обнаружена непромышленная нефть. Потенциальные ресурсы шельфа Юго-Западной Европы оцениваются невысоко: 0,3-0,6 млрд. т нефти и 0,1-0,3 трлн. м3 газа. Небольшие месторождения углеводородов открыты на шельфе Ирландского моря, в частности, газовое месторождение Кинсеил-Хед с запасами 40 млрд. м3 и месторождение нефти с запасами 40 млн. т (рифовая впадина Поркьюпайн).
Лабрадорский нефтегазоносный бассейн занимает северо-восточную часть атлантической окраины Северной Америки. В составе Лабрадорского нефтегазоносного бассейна можно выделить несколько нефтегазоносных областей (суббассейнов), из которых наиболее значительны Балтимор-Каньон, Новошотландская, Большой Ньюфаундлендской банки и Лабрадорская.
Нефтегазоносная область Балтимор-Каньон связана с грабенообразно впадиной размером 300X150 км, потенциальные ресурсы области оцениваются в 81 млн. т нефти и 116 млрд. м3 таза.
Более значительные перспективы связываются с погруженным рифовым массивом восточнее Балтимор-Каньона, а также с погруженным плато Блейк и банкой Джорджес.
Новошотландская нефтегазоносная область расположена в районе о-ва Сейбл. Здесь пробурено около 150 скважин и открыто несколько мелких залежей нефти и газа. Запасы газа наиболее крупного месторождения Тебо 13,5 млрд. м3, месторождение Венчур оценивается в 47,6 млрд. м3 газа и 2 млн. т конденсата.
Нефтегазоносная область Большой Ньюфаундлендской банки. Наиболее крупное месторождение нефти Хиберния открыто в 1977 г. Месторождение расположено в 310 км от берега, где глубина моря 80-90 м. Нефтяные залежи находятся в интервале глубин 2164-4465 м, в песчаниках мелового и позднеюрского возраста. Запасы месторождения оцениваются около 90 млн. т нефти. В пределах банки уже выявлено 15 газовых и нефтяных месторождений (Терра-Нова, Бен-Невис, Хеброн, Южный Темпест и др.), суммарные запасы которых оценивают в 177 млн. м3 нефти и 150 млрд. м3 газа. В 1979 г. в этом районе была пробурена скважина на глубину 6103 м при глубине воды 1480 м.
Лабрадорская нефтегазоносная область находится между 55° и 60° с. ш., связана с рифтогенным трогом Найн. В области открыт ряд газовых и газоконденсатных месторождений - Бьярни, Гудрнч, Снорри и Хопдайл. Извлекаемые запасы области оцениваются в 1,4 млрд. м3 газа и 600 млн. т нефти.
К северу от Лабрадорского нефтегазоносного бассейна в Девисовом проливе в результате поискового бурения получены непромышленные притоки углеводородов.
Мексиканский нефтегазоносный бассейн (рис 3) Его площадь почти 2 млн. км2. По оценкам американских геологов, это единственное место Мирового океана, где целесообразно бурение скважин на нефть и газ глубиной более 7,5 км. На северном шельфе Мексиканского залива в 200 км от берега открыто более 130 нефтяных и 410 газовых месторождений с начальными извлекаемыми запасами более 1 млрд. т нефти и 2,33 трлн. м3 таза; в сумме почти 3 млрд. т углеводородов. Мощность осадочного чехла достигает здесь 17 км, в том числе 12 км приходится па дельтовые песчано-глинистые отложения кайнозоя, сформированные Палеомиссисипи. 85 % разведанных запасов нефти северного шельфа Мексиканского залива (Голф-Кост) связано с 27 месторождениями, расположенными па шельфе штатов Луизиана и Техас. Месторождения концентрируются в зоне погребенного Мнссисипского рифта, выраженного в рельефе дна каньоном. В водах Миссисипи - каньон глубиной 2292 м - пробурена самая глубоководная скважина залива, из которой можно добывать нефть. Большинство месторождений имеют извлекаемые запасы 200 млн. т нефти и 100 млрд. м3 газа. Здесь находится самое крупное на территории США (исключая Аляску) нефтяное скопление - Ист-Тексас, начальные извлекаемые запасы которого оценивались в 850 млн. т. Значительное число крупных залежей углеводородов выявлено и в прибрежной части залива: Бей-Марчанд, Тимбалиер-Бей, Бей-Кайю, Кейллу-Айленд, Соут-Пасс. Всего в пределах Галф-Коста (совместно с прилегающей сушей) открыто более 1500 месторождений с извлекаемыми запасами нефти - 7,7 млрд. т и газа - 4,3 трлн. м3.
Геофизическими работами установлено продолжение продуктивной зоны и глубоководную часть Мексиканского залива (Миссисипский подводный каньон), где при глубине моря 375 м открыто нефтяное месторождение Коньяк.
Перспективной считается антиклинальная зона Пердидо, расположенная в глубоководной впадине Сигсби на континентальном склоне Техаса.
В последние годы наряду со снижением добычи морской нефти в пределах побережья Галф-Кост увеличилась добыча газа. Всего на северном шельфе Мексиканского залива добыто почти 1 млрд. т нефти и 1,3 трлн. м3 газа, что составляет около 70% начальных извлекаемых запасов углеводородов этой акватории. На западном шельфе Мексиканского залива располагается экваториальная часть нефтегазоносного бассейна Тампико-Тукспаи. Регион характеризуется широким развитием ископаемых рифов, которые образуют гигантское кольцо («Золотой пояс»), западная часть которого находится на суше, а восточная - в акватории. Протяженность как сухопутной, так и морской системы рифов составляет 180 км при ширине до 3 км. Высота рифов около 1 -1,5 км, иногда достигает 2,5 км. В настоящее время морские рифы Золотого пояса дают в год почти 2 млн. т нефти. В северной части Золотого пояса находится самое крупное месторождение нефти этого региона - Аренке, извлекаемые запасы которого составляют 141 млн. т.
Начальные разведанные запасы западного шельфа Мексиканского залива оценивались в 300 млн. т нефти и 70 млрд. м3 газа, неоткрытые запасы - в 100 млн. т нефти и 30 млрд. м3 газа.
В юго-западной части Мексиканского залива находится шельф залива Кампече, где поисковые работы ведутся с 50-х годов прошлого столетия. Наиболее крупные месторождения - Чак, Нооч, и Акал расположены в пределах горстовидного поднятия Кантарел. Разработка месторождений Кантарел начата в 1979 г., Доказанные извлекаемые запасы месторождении оцениваются в 1,2 млрд. т нефти. Перспективны меловые и верхнеюрские комплексы. В непосредственной близости от месторождения Кантарел открыт еще ряд месторождений нефти (Бакай, Абкатун, Малуб и др.). Начальные извлекаемые запасы нефти и газа в заливе Кампече, включая глубоководную часть, оценивают от 5 до 10 млрд. т.
Высокие перспективы нефтегазоносности и у шельфов п-ов Юкатан и Флорида. Мощность осадков здесь 3-6 км. Однако пробуренные скважины пока не дали положительных результатов. Перспективна и глубоководная часть Мексиканского залива (впадина Сигсби).
Общие начальные потенциальные извлекаемые ресурсы Мексиканского залива оцениваются в 6,3 млрд. т нефти и 4,8 трлн. м3 газа. В пересчете на нефть это составит более 10 млрд. т углеводородов, в том числе 4,5 млрд. т в акватории США и 5,6 млрд. т в акватории Мексики.
Карибский нефтегазоносный бассейн. В пределах бассейна наибольшие концентрации углеводородов известны в заливе (лагуне) Маракайбо (Маракайбский нефтегазоносный суббассейн). Залив Маракайбо приурочен к одноименной межгорной впадине, окруженной горными хребтами Анд. Впадина имеет форму треугольника площадью 30 тыс. км2. Со стороны Карибского моря через узкий пролив морские воды вторгаются в пределы суши, образуя морскую лагуну-озеро с максимальной глубиной дна 250 м. Площадь ее 11,2 тыс. км2, что примерно составляет 1/3 площади всей впадины.
Регион характеризуется извлекаемыми запасами нефти более 7 млрд. т, причем почти 2/3 их (от 3,12 до 4,5 млрд. т) концентрируются в недрах нефтяного гиганта - месторождения Боливар Прибрежный (Боливар-Кост). Последнее располагается вдоль восточного берега Маракайбского озера, частично захватывая и прилегающую сушу. Размеры его 85 X (20-80) км, площадь - 3,5 тыс. км2. В состав гигантского месторождения входит несколько самостоятельных месторождений: Тиа-Хуана, Лагунилас, Бачакуэр, Мене Гранде, объединенных единым контуром нефтегазоносности. Водами лагуны перекрыто 4/5 площади месторождения, разработка которого осуществляется с помощью 4500 скважин.
На месторождении Боливар Прибрежный установлено более 200 залежей нефти самого различного типа, из которых в конце 70-х годов ежегодно добывалось до 85 млн. т нефти. Основные залежи (миоцен-олигоцен), которые дают до 80% добычи, находятся в интервале глубин 170-3400 м. Известны крупные залежи в эоценовых породах на глубине свыше 4 км.
К западу от Боливара Прибрежного в бассейне озера открыто еще два нефтяных гиганта - Лама и Ламар. Извлекаемые запасы месторождения Лама оцениваются в 285 млн. т Месторождение Ламар имеет извлекаемые запасы нефти 180 млн. т, а годовую добычу 6 млн. т. В акватории Маракайбского озера известны и более мелкие месторождения, которые, как правило, частично располагаются на суше. В последние годы в южной части бассейна выявлено еще одно месторождение легкой нефти с извлекаемыми запасами более 100 млн. т.
На южном шельфе Карибского моря значительные перспективы связывают с недрами Венесуэльского залива. Потенциальные ресурсы оцениваются в 800 млн. т нефти и 200 млрд. м3 газа. К западу от залива открыто два газовых месторождения. К востоку от него в пределах Колумбийского шельфа также установлена промышленная газоносность. Перспективны в нефтегазовом отношении шельфы Панамы и Никарагуа.
В пределах Антильской складчатой зоны выявлено несколько мелких нефтяных месторождении (о. Барбадос).
На атлантической окраине Карибского бассейна находится Тринидатский нефтегазоносный суббассейн, охватывающий залив Парна, о. Тринидад и его атлантический шельф. В пределах акватории уже открыто свыше 30 месторождений углеводородов с извлекаемыми запасами нефти 181 млн. т и газа 282 млрд. м3.
Средиземноморские нефтегазоносные бассейны располагаются в западной и восточной частях Средиземного моря, общая площадь которого 2,5 млн. км2. Из них 529 тыс. км2 приходится на шельф (до 200 м), 531 тыс. км2 - на континентальный склон (от 200 до 1000 м) и 1440 тыс. км2 - на глубоководные области. По особенностям регионального тектонического строения Средиземное море распадается па две тектонические области: Западно-Средиземноморскую и Восточно-Средиземноморскую. Геофизическими работами установлено существование в северной части Средиземного моря зоны субдукции, фиксирующей погружение Африканской литосферной плиты под Европейский континент. К этой зоне приурочены зоны землетрясений и действующие вулканы.
3ападно - Средиземноморский нефтегазоносный бассейн располагается на опущенном блоке Западно-Европейской герцинской платформы. Область окружена альпийскими складчатыми сооружениями Пиренеев и Атласа. В Западно-Средиземноморском нефтегазоносном бассейне месторождения углеводородов выявлены только на шельфе. Испании - в Валенсийском рифте шириной до 10 км. Здесь установлено восемь нефтяных месторождений Месторождения сравнительно мелкие; запасы их в пределах первых десятков миллиардов тонн. Также разработаны пять месторождений: Ампоста-Марино, Касабланка, Кастелон, Дорадо и Таррако с начальными извлекаемыми запасами около 70 млн. т нефти и 20 млрд. м3 газа. Более половины текущей добычи нефти приходится па месторождение Касабланка с запасами 11,5 млн. т.
Адриатический нефтегазоносный бассейн. Первые газовые месторождения открыты в начале 60-х годов недалеко от г. Равенна (Равенна-Маре, Равенна-Маре-Зюд, Порто-Корсини-Маре и Чезатино-Маре). Запасы месторождений 20-30 млрд. м3. Позже выявлены мелкие нефтяные месторождения. Всего на адриатическом шельфе Италии открыто свыше 40 газовых месторождений с начальными доказанными запасами более 160 млрд. м3.
Восточно-Средиземноморский (Сицилийско-Тунисский) нефтегазоносный бассейн расположен на Мальтийской плите древней Африканской платформы.
На шельфе Сицилии выявлено несколько месторождений нефти: Джела, Перла, Мила, Вега, Нилде. На шельфе Туниса также выявлено несколько месторождений нефти и газа. Наиболее крупное месторождение Ашмардит имеет запасы нефти 103 млн. т и газа 31 млрд. м3. В дельте р. Нил (Египет) открыто несколько газовых месторождений на глубине 2,4 - 2,6 км (месторождения Лбу-Кир, Абу-Мади, Эль-Темзах и др.) и нефтяное месторождение Эль-Тина. Глубина моря около 10 м.
Всего в Средиземном море выявлено свыше 40 нефтяных и 60 газовых месторождений с разведанными извлекаемыми запасами 500 млн. т нефти и более 400 млрд. м3 газа. Общий начальный углеводородный потенциал Средиземного моря оценивается в 1,5 млрд. т нефти и 1 трлн. м3 газа, или около 2,5 млрд. т углеводородного сырья.
Южно-Каспийский нефтегазоносный бассейн охватывает южную часть Общая площадь провинции - 250 тыс. км2, из них 145 тыс. км скрыто под водами Южного Каспия. Месторождения нефти и газа открыты как на Апшеронском, так и па Туркменском шельфах. Глубина их залегания 2-3 км. Самая глубокая нефтяная залежь установлена па площади Сангачлы-море (5240 м), а самая глубокая газовая залежь - на площади Булла-море (5203 м). Всего в провинции открыто более 50 нефтегазовых и свыше 20 газовых и газоконденсатных месторождений при глубине воды до 120 м.
Разработку морских месторождений на Апшеронском шельфе ведут со свайных оснований с 1923 г. Наиболее известный морской промысел - Нефтяные камни.
Современное состояние освоения морских месторождений
морской месторождение нефтяной газовый
Постепенное истощение запасов нефти и газа на суше и обострение мирового энергетического кризиса обусловило необходимость все более и более широкого освоения нефтегазовых ресурсов морского дна в недрах которого сосредоточено почти в 3 раза больше нефти и газа, чем на суше.
Около 22% площади Мирового океана (примерно 80,6 млн7 км 2) занимает водная окраина материков, состоящая из трех зон: шельфа, материкового склона и подножья. Из общей площади дна морей и океанов перспективны на нефть и газ около 75 млн. км 2 (примерно 21 %), в том числе на шельфе 19,3 млн. км 2 , на материковом склоне 20,4 млн. км 2 и в пределах материкового подножья -35 млн. км 2 . Наиболее доступной является шельфовая зона.
Под шельфом (анг. Shelf) понимается выровненная часть подводной окраины материков с незначительным уклоном, примыкающая к суше и характеризующаяся общим с ней геологическим строением. Глубины у внешней границы шельфа обычно составляют 100-200 м, но в отдельных случаях достигают 1500-2000 м (Южно-Курильская котловина Охотского моря). Ширина шельфа лежит в пределах от 1 до 1700 км (Северный Ледовитый океан), составляя в среднем 65-70 км, а общая площадь - около 32 млн. км 2 или почти 11,3 % поверхности Мирового океана. Основная часть площади шельфа Мирового океана (примерно 70%) располагается на глубинах, не превышающих 180 м, а глубина моря в районе перехода шельфа в материковый склон колеблется от 200 до 600 м.
На рисунке 1 представлен профиль континентального шельфа. За береговой линией 2 следует континентальный шельф 3, за кромкой 4 которого начинается континентальный склон 5, спускающийся в глубь моря. За подножьем 6 склона находится область отложения осадочных пород, так называемый континентальный подъем 7, уклон которого меньше, чем у континентального склона. За континентальным подъемом начинается глубоководная равнинная часть 8 моря.
Рис.2-Профиль континентального шельфа.
Изучение показало, что глубина кромки шельфа по всему земному шару, составляет примерно 120 м, средний уклон континентального шельфа -1,5-2 м на 1 км.
По прогнозам специалистов свыше 60% площади шельфа перспективны на нефть и газ. При этом прогнозируемые ресурсы и запасы, выявленные в месторождениях газа и конденсата, преобладают над соответствующими ресурсами и запасами нефти.
Освоение морских месторождений началось в 1824г., когда на шельфе Апшеронского полуострова в районе Баку в 25-30 м от берега стали сооружать изолированные отводы – нефтяные колодцы, и вычерпывать нефть из неглубоко залегающих горизонтов. Нефтегазовые месторождения в прибрежной зоне Каспийского моря начали осваиваться еще более 100 лет назад. С 1891 года в США стали продаваться участки моря, на дне которых были обнаружены запасы углеводородного сырья. В эти же годы на Калифорнийском побережье началось бурение наклонных скважин, достигающих залежей нети на расстоянии 200 м от берега. В 1936 г. на шельфе Каспийского моря, а с 1947г. на шельфе Мексиканского залива стали устанавливать буровые платформы на свайном основании.
В настоящее время на шельфе эксплуатируется достаточно большое количество буровых установок различного типа. Ежегодно бурится около 1000 поисково-разведочных и примерно 2000 эксплуатационных скважин. Всего же в мире пробурено более 100 000 скважин.
Россия в настоящее время находится на пороге промышленного освоения запасов нефти и газа на континентальном шельфе. Она располагает 22 % площади шельфа Мирового океана, 80-90% из которого считаются перспективными для добычи углеводородов.. Около 85 % запасов топливно- энергетических ресурсов приходится на шельф арктических морей, 12 %, а по некоторым данным 14 % приходится на шельф дальневосточных морей, а остальное на шельфы Каспийского, Азовского и Балтийского морей.
Наиболее перспективной по запасам углеводородов является акватория Западной Арктики, включающая регионы Баремского, Красного и Печорского морей. В последние годы здесь выявлены крупные структуры и открыто 10 месторождений нефти и газа и 2 газоконденсатных, среди которых 4 гигантских по запасам: Штокмановское-газоконденсатное, Ленинградское, Русановское- газовые и Приразломное- нефтяное.
Мировые запасы нефти оцениваются примерно в 90 млрд. тонн. Наибольщее запасы нети находятся в Саудовской Аравии, Кувейте, Иране, Ираке, США, Объединенных Арабских Эмиратах. В России впервые нефть начали добывать на Кавказе, позднее были открыты месторождения нефти в Поволжье, Западной Сибири, Темано-Печорской провинции, на Сахалине. Теперь на очереди Восточный Сибирь и континентальный шельф морей.
В 40-х гг. ХХ в. на шельфе Каспийского моря началась добыча нефти и газа с искусственных насыпных островов, а затем – с металлических эстакад, что обеспечило добычу нефти с глубин моря от 0,2 до 2,9 м. На Каспии был создан целый город буровиков и добытчиков нефти и газа – Нефтяные Камни.
Существенно доля морской нефтегазодобычи в общемировом балансе стала проявляться лишь в 60-е гг. ХХ в. Рост морской нефтедобычи в настоящее время более чем в 5 раз превышает динамику роста добычи на суше (таблица 1).
Таблица 1. Доля морской нефтедобычи в мировом балансе
Главные ресурсы нефти и газа также расположены в Атлантическом и Индийском океанах. В начале 70-х гг. нефтегазодобычу в морях и океанах вело 21 государство, геофизические и буровые работы осуществляли 46 стран и 5 готовились к ним. В начале 80-х гг. более 100 стран участвовало в освоении континентального шельфа, 37 из них вели разработку морских месторождений нефти и газа. Поисками морских месторождений и их разработкой в начале 90-х гг. занимались уже 136 компаний и фирм из 118 государств. В эти годы добыча нефти и газа на континентальном шельфе Мирового океана достигла 900 млн. т. условного топлива (в пересчете на нефть, где 1 т нефти равна 1200 м 3 газа) в год и составила около 35 % мировой добычи.
В настоящее время более 120 государств вовлечены в работы по освоению углеводородных ресурсов на континентальном шельфе. На шельфах морей и океанов выявлено около 2000 месторождений нефти и газа, значительная часть которых может быть отнесена к гигантским или крупным (рис. 2).
Рис.2-Морские месторождения нефти и газа в мире (без России): 1-добыча на шельфе малым числом скважин; 2- зоны промышленной добычи; 3- перспективные районы добычи.
Наиболее богатыми нефтью и газом участками континентального шельфа Мирового океана являются Персидский (более половины общемировых запасов нефти), Мексиканский и Гвинейский заливы, моря Юго-Восточной Азии, Бофорта и Северное, морская лагуна Маракайбо (Венесуэла).
На них приходится большая часть запасов нефти и газа континентального шельфа. Открыты крупнейшие в мире морские месторождения нефти – Саффания с запасамим, оцениваемыми в 5 млрд.т, и с годовым дебитом 75,5 млн. т (Саудовская Аравия); лагуна Маракайбо с запасами, превышающими 7 млрд. т, и газа –Норз Доум с запасами 71 трлн. м 3 (Катар). В настоящее время все масштабнее развертывается морская нефтегазодобыча в Карибском море, в Мексиканском заливе, у берегов Саудовской Аравии и Кувейта, в Северном и Норвежском морях, на шельфе Аляски и других морских акваториях.
Контрольные вопросы:
1. Что такое шельф?
2. Когда началось освоение морских месторождений?
3. Сколько государств в настоящее время вовлечены в работы по освоению углеводородных ресурсов на континентальном шельфе?
4. Из каких зон состоит водная окраина метериков?
5.Какие участки континентального шельфа Мирового океана являются наиболее богатыми углеводородами?
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Почти 70 процентов поверхности Земли находится под водой; неудивительно, что поисково-разведочные компании обращают внимание на коренные породы и отложения ниже уровня океана, рассматривая их в качестве источника полезных ископаемых Эта так называемая «морская добыча» - дело не новое. Первые морские разведочные работы велись в 1960-х и 1970-х годах, Если большая часть поверхности Земли покрыта водой, так почему метод морской добычи так медленно набирает силу? Этому существует два объяснения: политика и технологические ограничения. До Конференции ООН по морскому праву не было согласия о том, какая часть морского шельфа принадлежит стране, а где начинаются международные воды. Теперь, когда урегулированы вопросы владений, шагнула вперед технология, а цены на товары стали заоблачными, все острее встает вопрос морской геологоразведки.
Начало морской добычи нефти относится к 20-м годам девятнадцатого, когда в районе города. Баку в 20-30 м от берега сооружали изолированные от воды колодцы, из которых черпали морскую нефть из неглубоко залегающих горизонтов. Обычно такой колодец эксплуатировался несколько лет. B 1891 на Калифорнийском побережье Тихого океана была пробурена наклонная скважина, забой которой отклонился на расстояние 250 м от берега, впервые вскрыла продуктивные пласты морской залежи. C тех пор калифорнийский шельф стал основным объектом поиска, разведки и добычи углеводородов под дном Tихого океан.
B конце 40-x - начале 50-x годов широкое применение на Kаспие получил эстакадный способ добычи нефти. Подобные морские нефтепромыслы при глубине моря 15-20 метров были сооружены также в Мексиканском заливе и в Венесуэле. Строительство плавучих технических средств для освоения морских месторождений нефти началось в основном в 50-x годах 20 века c создания Буровых платформ.
Основные запасы нефти и газа приходятся на континентальный шельф, в ряде районов Мирового океана считаются нефтегазоносными также континентальный склон и океаническое ложе. Месторождения нефти и газа обнаружены на шельфах 60 стран. Более 500 залежей разрабатывается y побережья США, около 100 - в Северном море, более 40 - в Персидском заливе. Нефть обнаружена и добывается на шельфах Северной и Южной Америки, Европы, Юго-восточной Азии, Африки, Австралии, Новой Зеландии и ряда других акваторий. B CCCP традиционный нефтедобывающий район - Каспийское море.
В Атлантическом океане и его морях открыто большое количество морских месторождений нефти и газа, которые интенсивно разрабатываются. К богатейшим морским нефтегазоносным районам мира относят Мексиканский залив, лагуну Маракайбо, Северное море, Гвинейский залив, которые интенсивно разрабатываются. Три крупные нефтегазоносные провинции выявлены в Западной Атлантике:
Недра Тихого океана богаты нефтью и природным газом, однако изучена и освоена лишь их незначительная часть. Запасы потенциальных ресурсов нефти и газа оцениваются до 90--120 млрд т (30--40 % запасов Мирового океана). В категорию разведанных и извлекаемых запасов переведено более 3 млрд т, а к перспективным и прогнозным отнесено 7,6 млрд. т. Подводные разработки ведутся главным образом на глубинах до 100 м и на удалении от берегов 90--100 км. Основными районами морской нефтегазодобычи являются: южная часть Калифорнийского шельфа и акватория залива Кука(США), Бассов пролив (Австралия), прибрежные воды Малайского архипелага, Брунея и Индонезии, залив Бохайвань (КНР), акватория залива Гуаякиль (Эквадор) и шельфовая зона Перу. Широкие поисково-разведочные работы ведутся на шельфе Сахалина, Южно-Китайского моря, в Магеллановым проливе. На шельфах провинций добывается нефть и газ, многие из месторождений прибрежной зоны (имеют мировое значение.) Наиболее интенсивное развитие отрасли морского хозяйства получили в Индонезии, Малайзии, Сингапуре. Индонезия -- крупнейший производитель в регионе нефти и нефтепродуктов (общие запасы, включая шельф, составляют около 8 млрд т), оловянной руды. Континентально-морские месторождения нефти и газа сосредоточены у побережья островов Ява и Мадура, в северной части Западного пролива и у западного и восточного побережья острова Калимантан.
· одна или несколько платформ, c которых бурятся эксплуатационные скважины,
· трубопроводы, соединяющие платформу c берегом;
· береговые установки по переработке и хранению нефти,
погрузочные устройства
Буровая установка - это сложное техническое сооружение, предназначенное для добычи нефти газа на морском шельфе.
Прибрежные месторождения нередко продолжаются на расположенной под водой части материка, которую и называют шельфом. Его границами служат берег и так называемая бровка - четко выраженный уступ, за которым глубина стремительно возрастает. Обычно глубина моря над бровкой составляет 100-200 метров, но иногда она доходит и до 500 метров, и даже до полутора километров, например, в южной части Охотского моря или у берегов Новой Зеландии. В зависимости от глубины применяют различные технологии. На мелководье обычно сооружают укрепленные «острова», с которых и осуществляют бурение. Именно так нефть издавна добывалась на Каспийских месторождениях в районе Баку. Применение такого способа, особенно в холодных водах, часто сопряжено с риском повреждения нефтедобывающих «островов» плавучими льдами. Например, в 1953 году, большой ледяной массив, оторвавшийся от берега, уничтожил около половины нефтедобывающих скважин в Каспийском море. Реже применяется технология, когда нужный участок окантовывают дамбами и откачивают воду из образовавшегося котлована. При глубине моря до 30 метров раньше сооружались бетонные и металлические эстакады, на которых размещали оборудование. Эстакада соединялась с сушей или же представляла собой искусственный остров. Впоследствии эта технология утратила актуальность.
Если месторождение располагается близко к суше, есть смысл бурить наклонную скважину с берега. Одна из наиболее интересных современных разработок - дистанционное управление горизонтальным бурением. Специалисты осуществляют контроль прохождения скважины с берега. Точность процесса настолько высока, что можно попасть в нужную точку с расстояния в несколько километров. В феврале 2008 года корпорацией Эксон Мобил (Exxon Mobil) установлен мировой рекорд в бурении подобных скважин в рамках проекта «Сахалин-1». Протяженность ствола скважины здесь составила 11 680 метров. Бурение осуществлялось сначала в вертикальном, а затем в горизонтальном направлении под морским дном на месторождении Чайво в 8-11 километрах от берега. Чем глубже воды, тем более сложные технологии применяются. На глубинах до 40 метров сооружаются стационарные платформы(рис4), если же глубина достигает 80 метров, используют плавучие буровые установки(рис4), оснащенные опорами. До 150-200 метров работают полупогружные платформы(рис4,5), которые удерживаются на месте при помощи якорей или сложной системы динамической стабилизации. А буровым судам подвластно бурение и на гораздо больших морских глубинах. Большинство «скважин-рекордсменов» было проведено в Мексиканском заливе - более 15 скважин пробурены на глубине, превышающей полтора километра. Абсолютный рекорд глубоководного бурения был установлен в 2004 году, когда буровое судно Discoverer Deel Seas компаний Transocean и ChevronTexaco начало бурение скважины в Мексиканском заливе (Alaminos Canyon Block 951) при глубине моря 3053 метра.
В отличающихся сложными условиями северных морях чаще строят стационарные платформы, которые удерживаются на дне благодаря огромной массе основания. Вверх от основания поднимаются полые «столбы», в которых можно хранить добытую нефть или оборудование. Сначала конструкцию буксируют к месту назначения, затапливают, а потом, прямо в море, надстраивают верхнюю часть. Завод, на котором строят такие сооружения, по площади сравним с небольшим городом. Буровые установки на больших современных платформах можно передвигать, чтобы пробурить столько скважин, сколько нужно. Задача конструкторов таких платформ - установить максимум высокотехнологичного оборудования на минимальной площади, что делает эту задачу похожей на проектирование космического корабля. Чтобы справиться с морозами, льдами, высокими волнами, буровое оборудование могут установить прямо на дне. Развитие этих технологий чрезвычайно важно для стран, обладающих обширным континентальным шельфом
Интересные факты Норвежская платформа «Тролл-А», яркая «представительница» семейства больших северных платформ, достигает 472 м в высоту и весит 656 000 тонн.(рис 6)
Американцы считают датой начала морского нефтепромысла 1896 год, а его первопроходцем - нефтяника Уильямса из Калифорнии, который бурил скважины с построенной им насыпи.
В 1949 году в 42 км от Апшеронского полуострова на эстакадах, сооруженных для добычи нефти со дна Каспийского моря, был построен целый поселок под названием Нефтяные Камни. В нем неделями жили сотрудники предприятия. Эстакаду Нефтяных Камней можно увидеть в одном из фильмов о Джеймсе Бонде - «И целого мира мало».Необходимость обслуживать подводное оборудование буровых платформ существенно повлияло на развитие глубоководного водолазного оборудования. Чтобы быстро закрыть скважину при аварийной ситуации - например, если шторм не позволяет буровому судну оставаться на месте, - используют своего рода пробку под названием «превентер». Длина таких превентеров достигает 18 м, а вес - 150 тонн. Началу активной разработки морского шельфа способствовал мировой нефтяной кризис, разразившийся в 70-х годах прошлого столетия.
После объявления эмбарго странами ОПЕК возникла острая необходимость в альтернативных источниках поставок нефти. Также освоению шельфа способствовало развитие технологий, достигших к тому времени такого уровня, который позволял бы осуществлять бурение на значительных морских глубинах.
Газовое месторождение Гронинген, открытое у побережья Голландии в 1959 году, не только стало отправной точкой в разработке шельфа Северного моря, но и дало название новому экономическому термину. Эффектом Гронингена (или голландской болезнью) экономисты назвали существенное удорожание национальной валюты, произошедшее в результате роста экспорта газа и негативно сказавшееся на других экспортно-импортных отраслях.
Рассмотрим подробнее технологии бурения скважин на акваториях и типы буровых установок.
Выделяют следующие способы бурения скважин на акваториях(рис 8):
1. с морских стационарных платформ;
2. гравитационных морских стационарных платформ;
3. самоподъемных буровых установок;
4. полупогружных буровых установок;
5. буровых судов.
Морская стационарная платформа - это буровое основание, опирающееся на дно акватории и возвышающееся над уровнем моря. Так как по окончании эксплуатации скважины МСП остается на месте сооружения, то схемой бурения морской скважины в отличие от схемы строительства наземной скважины предусмотрено наличие водоотделяющей колонны, изолирующей скважину от толщи воды и соединяющей подводное устье с буровой площадкой морской стационарной платформы. Устьевое оборудование (превенторы, головки обсадных колонн, устройство для отвода промывочной жидкости из скважины в системы очистки) монтируется также на МСП.
Для буксировки платформы к месту строительства скважины требуется четыре или пять буксиров. Обычно в буксировке МСП участвуют и другие вспомогательные суда (портовые тягачи, суда сопровождения и т.п.). В хорошую погоду средняя скорость буксировки составляет 1,5 - 2,0 уз/ч.
Гравитационная морская стационарная платформа - буровое основание, изготовленное из железобетона и стали. Она строится в глубоководных заливах и затем с помощью буксиров доставляется на точку бурения эксплуатационных и разведочных скважин. ГМСП предназначена не только для бурения скважин, но и для добычи и хранения черного золота до отправки ее танкерами к месту переработки. Платформа обладает большим весом, поэтому для удержания ее на точке бурения не требуется дополнительных устройств.
После разработки месторождения производится консервация всех скважин, отсоединение установки от устьев скважин, отрыв ее от морского дна и транспортировка на новую точку в пределах данной площади или в другой регион бурения и нефтедобычи и газа. В этом заключается преимущество ГМСП перед МСП, которая после разработки месторождения остается в море навсегда.
Самоподъемная плавучая буровая установка обладает достаточным запасом плавучести, что имеет большое значение для ее транспортировки на точку бурения вместе с буровым оборудованием, инструментом и необходимым запасом расходных материалов. На месте бурения с помощью специальных подъемных механизмов и опор устанавливают СПБУ на морское дно. Корпус установки поднимают над уровнем моря на недосягаемую для морских волн высоту. По способу монтажа превенторных устройств и способу соединения буровой площадки с подводным устьем скважины СПБУ аналогична МСП. Для обеспечения надежности эксплуатации скважины обсадные колонны подвешивают под столом ротора. По завершении бурения и после освоения разведочной скважины устанавливают ликвидационные мосты и все обсадные колонны обрезают ниже уровня дна моря.
Полупогружная плавучая буровая установка состоит из корпуса, который включает в себя собственно буровую площадку с оборудованием и понтоны, соединенные с площадкой стабилизирующими колоннами. В рабочем положении на точке бурения понтоны заполняются расчетным количеством морской воды и погружаются на расчетную глубину под воду; при этом действие волн на платформу уменьшается. Так как ППБУ подвержена качке, то жесткое соединение ее с подводным устьем скважины с помощью водоотделяющей колонны (райзера) невозможно. Поэтому для предотвращения разрушения связки устье - ППБУ в составе водоотделяющей колонны предусмотрены телескопическое соединение с герметизирующим узлом и герметичные шарнирные соединения ВОК. с плавсредством и подводным устьевым противовыбросовым оборудованием Герметичность подвижных элементов водоотделяющей колонны должна обеспечивать изоляцию скважины от морской воды и безопасность работ при допустимых условиях эксплуатации.
На точку бурения ППБУ доставляют с помощью буксирных судов и удерживают на ней якорной системой в течение всего периода бурения и испытания скважины. По окончании ее строительства ППБУ снимают с точки бурения и перегоняют на новое место
При строительстве глубоких морских нефтяных и газовых скважин используется буровое судно, на котором смонтировано все буровое и вспомогательное оборудование и находится необходимый запас расходного материала Па точку бурения БС идет своим хо-дом; его скорость достигает 13 уз/ч (24 км/ч). Над точкой бурения судно удерживается с помощью динамической системы позицирования, которая включает в себя пять подруливающих винтов и два ходовых винта, постоянно находящихся в работе
Противовыбросовое подводное оборудование устанавливается на морское дно после постановки БС на точку бурения, оно связано с устьем скважины с помощью водоотделяющей колонны с дивертором, двух шарнирных соединений и телескопического соединения для компенсации вертикальных и горизонтальных перемещений бурового судна в процессе строительства скважины.
Основным фактором, влияющим на выбор типа плавучих буровых средств, является глубина моря на месте бурения. До 1970 г самоподъемные буровые установки использовались для бурения скважин при глубинах 15--75 м, в настоящее время -- до 120 м и более Плавучие установки полупогружного типа с якорной системой удержания над устьем бурящейся скважины применяются для производства геологоразведочных работ при глубинах акваторий до 200-300 м и более.
Буровые суда, благодаря более высокой маневренности и скорости перемещения, большей автономности по сравнению с ППБУ, используются при бурении поисковых и разведочных скважин в отдаленных районах при глубинах акваторий до 1500 м и более. Имеющиеся на судах большие запасы расходных материалов, рассчитанные на 100 дней работы установки, обеспечивают успешное бурение скважин, а большая скорость передвижения судна - быструю их перебазировку с пробуренной скважины на новую точку. В отличие от ППБУ для БС имеются большие ограничения в работе в зависимости от волнения моря. Так, при бурении вертикальная качка буровых судов допускается до 3,6 м, а для ППБУ - до 5 м. Так как ППБУ обладает большей остойчивостью (за счет погружения нижних понтонов на расчетную глубину) по сравнению с буровыми судами, то вертикальная качка ППБУ составляет 20--30 % от высоты волны. Таким образом, бурение скважин с ППБУ осуществляют при значительно большем волнении моря, чем при бурении с БС. К недостаткам полупогружной плавучей буровой установки можно отнести малую скорость передвижения с пробуренной скважины на новую точку.Hовым направлением подводной добычи нефти является создание подводных эксплуатационных комплексов(рис 9), на которых созданы нормальные атмосферные условия для работы операторов. Oборудование и материалы (цемент, глина, трубы, агрегаты и др.) доставляются на буровые платформы судами снабжения. Ha них устанавливаются также декомпрессионные камеры и необходимое оборудование для проведения водолазных и ряда вспомогательных работ. Добытая нефть транспортируется на берег c помощью морских трубопроводов, которые прокладываются в открытом море c помощью специализированных судов-трубоукладчиков. Hаряду c трубопроводами используются системы c рейдовыми причалами. Hефть к причалу поступает по подводному трубопроводу и далее по гибким шлангам или стоякам подаётся к танкерам.
Существует 3 способа бурения в этих условиях: c плавучего судна; co льда; c установленной на дне платформы или судна, способных противостоять действию льда. Большой опыт по бурению co льда накоплен в Kанаде, где бурят на глубине до 300 м. При отсутствии мощного ледового основания и значительных глубинах применяются массивные плавучие кессонные конструкции, оснащённые подруливающими устройствами, способные функционировать без человека года и противостоять действию движущегося льда, волн, ветра и течений. Для раскалывания крупных льдин и отвода айсбергов служат вспомогательные суда. При наличии крупных айсбергов, отвод которых затруднён, кессонная эксплуатационная конструкция отсоединяется от дна и отводится в сторону при помощи подруливающих устройств.
Уже сейчас около 20% нефти добывается со дна морей и океанов. По некоторым оценкам, половина запасов нефти Земли находится на шельфе и в более глубоководных районах.
В Мексиканском заливе признаки нефти обнаружены на глубине более 3000 м. Основные районы морской добычи нефти - это Венесуэльский залив, шельфы Мексиканского залива и штата Калифорния, Персидский залив, некоторые районы Гвинейского залива (у Западной Африки), Северное море, отмели у берегов Аляски, Перу, Эквадора, а также Каспийское море, акватории оз. Mаракайбо и и залива Kука.
Разведка и эксплуатация морских подводных недр имеет более чем двухвековую давность. Ученые и нефтепромышленники давно обращали внимание на многочисленные выходы нефти и газа со дна моря в прибрежных водах некоторых островов Апшеронского и Бакинского архипелагов, особенно в Бакинской бухте.
В 1781 -- 1782 гг. эскадра русских кораблей, занимавшихся изучением Каспийского моря, посетила район о. Жилой. Команда заметила на поверхности моря пленку, о чем была сделана запись в бортовом журнале одного из кораблей. Много времени уделил изучению геологии Азербайджана, нефтяных месторождений и грязевых вулканов российский академик Г.В. Абих(рис 12). Изучая острова Каспийского моря, он обратил внимание на выходы нефти и газа со дна моря около некоторых островов. В своем труде, посвященном изучению грязевых вулканов, он, в частности, указывал на наличие нефти и газа в недрах под дном Каспийского моря в районе Нефтяных Камней в Биби-Эйбатской бухте.
В начале 19 в. житель Баку Гаджи Касумбек Мансурбеков решил заняться добычей нефти со дна моря в Биби-Эйбатской бухте. С этой целью в 1803 г. он соорудил два колодца, обсаженные деревянными срубами, в 18 и 30 м от берега. Эти колодцы, дававшие значительное количество нефти, эксплуатировались до 1825 г., когда были разрушены штормом.
После этого интерес к морской добыче нефти возник вновь в конце 1873 - начале 1874 г. Группа, состоявшая из нефтепромышленника Роберта Нобеля, шкипера Роберта Миллера, жителя Либавы Б. де Бура и лейтенанта флота Константина Ирецкого, обратилась в Управление горной частью. Они ходатайствовали об отводе им по 10 десятин морского дна в Биби-Эйбатской бухте для организации работ по добыче нефти. Это ходатайство встретило яростное сопротивление нефтепромышленников Зубалова и Джакели, владельцев нефтяных участков на берегу этой бухты. Они обратились с протестом к Бакинскому губернатору, обосновывая свои возражения тем, что вышки будут мешать их морским судам подвозить к причалам, сооруженным на берегу бухты, необходимые материалы для бурения и добычи. Лишь в 1877 г. Управление горной частью ответило отказом на просьбу предоставить участки на море.
Следующими просителями были В.К. Згленицкий, Н.И. Лебедев и И.С. Заковенко, которые ходатайствовали перед различными инстанциями в 1896, 1898, 1900 и 1905 г. о получении разрешения на морское бурение. В 1896 г. горный инженер В.К. Згленицкий подал прощение в Управление государственным имуществом Бакинской губернии и Дагестанской области, в котором он просил отвести ему участок морского дна для поисков и добычи нефти. Управление государственным имуществом ответило отказом, ссылаясь на то, что море и морское дно не находятся в его ведении.
В следующий раз прошение было подано на имя министра земледелия и государственного имущества и оставлено без ответа. Только после повторного обращения Министерство земледелия и государственного имущества передало прошение на рассмотрение Горного департамента, который, не разобравшись в сущности предложения, высказался отрицательно. Отказ обосновывался тем, что нефть, добываемая на море, будет дороже, чем на суше, организация нефтяной промышленности в море нанесет большой ущерб рыболовству, а наличие вышек в море и, возможно, открытые нефтяные фонтаны будут мешать судоходству. Однако департамент признал необходимость глубоко изучить наличие нефтяных пластов под дном моря. В 1897 г. изучение этого вопроса было передано инженеру Кавказского рудного управления Н.И. Лебедеву, который своими исследованиями подтвердил нефтеносность пластов Бакинской бухты. В результате Горный департамент принимает следующее решение: «В тех частях морского дна, где геологическими исследованиями установлено уже присутствие нефти и где наличность нефтяных промыслов не причинит вреда рыболовству и судоходству, добыча нефти может быть допущена, но не непосредственно, а после засыпки землей».
Данное решение не заставило В.К. Згленицкого отказаться от своего проекта, и в 1900 г. он вновь обращается с ходатайством в Кавказское горное управление о предоставлении ему права на добычу нефти в Биби-Эйбатской бухте. Управление направило это ходатайство в Министерство земледелия и государственного имущества со своим заключением, которое гласило, что проект опасен в пожарном отношении и добычу нефти на морских участках можно допустить только после создания искусственной территории путем засыпки моря на отведенных участках. Проект В.К. Згленицкого передали на рассмотрение технической комиссии министерства. По проекту бурение скважин предусматривалось с отдельно стоящих площадок, сооружаемых на деревянных сваях, забитых в грунт. Во избежание загрязнения моря и потерь нефти в случае выброса на основании предусматривалось сооружение емкости на 3000 т. Для транспортировки нефти на берег проектировалось строительство нефтеналивной баржи грузоподъемностью 3000 т с необходимым насосным оборудованием. Техническая комиссия не приняла проект и, так же как Горный департамент, высказалась за разработку морских нефтяных участков только после их засыпки грунтом. Одновременно она признала возможным отвести в Биби-Эйбатской бухте под засыпку 300 десятин (одна десятина чуть больше 1 га). После обсуждения этого вопроса в кабинете министров 30 июня 1901 г. Горный департамент принял решение о засыпке части акватории Биби-Эйбатской бухты. Согласно этому решению выделенные под засыпку 300 десятин были разбиты на участки площадью по 4 десятины каждый. Было доведено до сведения нефтепромышленников о сдаче этих участков по цене 125 тыс. руб. Для руководства работами по засыпке был создан исполнительный комитет, состоявший из нефтепромышленников, который приступил к работе в конце 1905 г., когда было сдано в аренду уже 50 участков.
Однако несмотря на решение Горного департамента о возможности разработки морских месторождений только после засыпки грунтом отведенных территорий, в конце 1905 г. в департамент обратился инженер Н.С. Заковенко с ходатайством разрешить бурение скважин с помощью плавучей бурильной установки, размещенной на кессон-понтоне. Хотя эксперты дали высокую оценку этому проекту, он также был отвергнут Горным департаментом, который мотивировал отказ недоработанностью проекта. Окончательно был оставлен проект засыпки бухты. Согласно проекту, участок моря в 300 десятин предварительно подлежал ограждению каменным молом. Для руководства работами по засыпке бухты исполнительный комитет пригласил инженера П.Н. Потоцкого, работавшего в Херсоне на строительстве канала в устье Днепра.
Сооружение заградительного мола, начатое в январе 1910 г., было закончено в середине 1911 г., после чего общество «Сормово» приступило к засыпке. С этой целью Сормовский судостроительный завод построил специальный землечерпальный караван в составе двух землесосов мощностью по 1100 л. с, двух рефулеров, шести буксиров, десяти барж вместимостью 1100 м3 и двух вспомогательных судов. Работы продолжались 8,5 лет, и было засыпано 193 десятины (или 211 га) морского дна. 28 апреля 1920 г. в Азербайджане была установлена Советская власть, а 24 мая национализированы предприятия, занимающиеся добычей и переработкой нефти. С первых дней национализации нефтяники Баку приступили к восстановлению и реконструкции нефтяной промышленности. В скором времени были также возобновлены работы по засыпке бухты. Первая очередь засыпки площадью 27 га была закончена в течение двух лет. Уже в 1922 г. на отвоеванной у моря территории были заложены первые разведочные скважины. В начале 1923 г. в бурении находилось 10 скважин. Труды нефтяников по освоению нефтяных месторождений с искусственно созданной территории увенчались успехом. Первая законченная бурением скважина 18 апреля 1923 г. дала фонтан чистой нефти.
Исключительно хорошие результаты, полученные при бурении и эксплуатации первых скважин, побудили усилить темпы разработки засыпанной нефтяной площади и приступить к работам по засыпке второй очереди в соответствии с разработанным П.Н. Потоцким проектом.
Результаты, полученные при бурении скважин, и исследования, проведенные геологами, показали, что богатые залежи уходят в море, далеко за пределы засыпанной территории. Тогда появилась идея бурить скважины со специально сооружаемых островков в открытом море. Еще в 1925 г. из скважины, пробуренной с отдельно стоящего деревянного основания, сооруженного в Биби-Эйбатской бухте, ударил мощный фонтан. Скважина 61, законченная бурением с этого островка, -- первая в мире пробуренная в море. Этот успешный опыт привел к тому, что работы по освоению нефтяных залежей, залегающих под дном моря, продолжились при помощи бурения отдельно стоящих скважин.
За пять лет после ввода в эксплуатацию скважины 61 были пробурены 262 скважины и добыто 6600 тыс. т нефти и значительное количество газа. Первое время искусственные островки сооружались путем забивки в грунт деревянных свай копром, смонтированным на двух спаренных лодках -- киржимах. На основание одной скважины требовалось до 300 длинномерных свай. Необходимость завоза леса из северных районов страны, а также сезонность доставки серьезно тормозили разворот работ по вовлечению в эксплуатацию богатых нефтяных залежей. Недостатком было и то, что сваи нельзя было забивать в районах моря, где дно сложено крепкими породами, с наличием подводных скал. Только в 1934 г. молодые инженеры Н.С. Тимофеев и К.Ф. Михайлов предложили и осуществили на практике метод строительства морских индивидуальных оснований на металлических буро-заливных сваях. Началась разработка морских месторождений в прибрежных водах о. Артем.
Таким образом, можно констатировать, что разведка и разработка морских нефтяных месторождений методами создания искусственных территорий и строительства индивидуальных оснований островного типа впервые в море были осуществлены в СССР в бухте Ильича (бывш. Биби-Эйбатская).
Вплоть до начала Великой Отечественной войны шла планомерная работа по освоению подводных богатств Каспия. Вызванная войной перебазировка буровиков вместе с техникой на восток страны привела к резкому сокращению буровых работ везде, в том числе и на море. С окончанием войны и постепенным возвращением в Азербайджан буровиков вновь развернулись буровые работы. На море разведочное и эксплуатационное бурение долгое время осуществлялось на небольших глубинах с индивидуальных оснований конструкций Н.С. Тимофеева, Б.А. Рагинского и других нефтяников.
Из-за частых штормов работы по сооружению оснований затягивались. Это очень сдерживало освоение морских месторождений нефти и газа. Отдельные скважины, заложенные на берегу и осуществляемые бурением наклонно-направленным способом в море, мало способствовали максимальному наращиванию добычи с акватории Каспия. Все это привело к появлению конструкции блочных оснований, отдельные узлы которой изготавливались на механическом заводе и переправлялись на берег, ближе к зоне намечаемого бурения. Первая подобная буровая вышка конструкции Л.А. Межлумова была установлена в районе о. Артем в 1948 г. С созданием нового, более эффективного стационарного основания буровые работы в море получили широкий размах. Потребности послевоенной страны в нефти обусловливали необходимость ввода в эксплуатацию новых богатых месторождений. В связи с этим остро встал вопрос о разведке и добыче нефти на морских акваториях.
Учитывая наличие положительных геологических и разведочных данных, в 1948 г. было решено заложить в районе Нефтяных Камней морскую разведочную скважину. Первый промышленный фонтан нефти на Нефтяных Камнях ударил 7 ноября 1949 г. Это было событие, возвестившее об открытии уникального нефтегазового месторождения на Каспии.
Большое значение в ускоренном освоении морских нефтегазовых месторождений имело внедрение морских эстакад и высокопроизводительных методов их строительства, разработанных Б.А. Рагинским, А.О. Асан-Нури, Н.С. Тимофеевым и др. В 1951 г. было начато строительство эстакад на месторождении Нефтяные Камни. К 1964 г. в море было построено более 200 км эстакад и приэстакадных площадок, освоены глубины моря до 40 м. На базе широкомасштабных работ по разведке и освоению морских нефтяных площадей появилась новая отрасль нефтегазопромыслового дела -- разработка морских нефтегазовых месторождений. На основании обобщения и систематизации опыта освоения и эксплуатации морских залежей нефти и газа был выработан ряд положений и принципов техники и технологии добычи нефти и газа в море. В настоящее время длина эстакад на Каспии превышает 350 км, освоены глубины до 70 м. В 1980 г. была сооружена плавучая полупогружная буровая установка (ППБУ) «Каспморнефть», построенная по заказу Мингазпрома фирмой «Раума Репола» в Финляндии и оснащенная мощным буровым оборудованием, которое позволяет бурить разведочные скважины глубиной 6000 м при толще воды до 200 м.
За время разработки с 1949 по 1980 г. из месторождений Южного Каспия было добыто свыше 260 млн т нефти и более 135 млрд м3 газа. В СССР уже в 1978 г. было создано специальное управление при Мингазпроме для разработки шельфовых морских месторождений. В 1990 г. в управлении работали почти 100 тыс, человек.
Тенденция роста добыч нефти и газа(1928-1965)(рис 13)
Морская добыча нефти и газа, начатая на Каспии, теперь распространилась и на другие моря и океаны. Интенсивное потребление топливно-энергетического сырья было причиной тому, что к началу 1980-х гг. поиски нефти и газа на континентальном шельфе проводили более 100 из 120 стран, имеющих выход к морю, причем около 50 стран разрабатывали морские месторождения нефти и газа. По Женевской конвенции 1958 г. территория моря до глубины 200 м, примыкающая к береговой линии, принадлежит территории страны, а дальше начинается свободная зона. Наиболее крупными районами морской добычи являются Мексиканский залив, оз. Маракайбо (Венесуэла), Северное море и Персидский залив, на долю которых приходится 75 % мировой добычи нефти и 85 % -- газа. В настоящее время общее число морских добывающих скважин во всем мире превышает 100 000, и нефть добывается с глубин моря до 300 -- 600 м. По темпам морского бурения и по добыче нефти из морских месторождений впереди США, Норвегия и Великобритания. В США разведку шельфа субсидирует правительство, и размеры дотаций составляют до 80 % от общей стоимости проекта.За 20 лет, с 1960 по 1980 г., добыча нефти на континентальном шельфе увеличилась в 7 раз -- со 110 до 720 млн т и составила до 25 % всей мировой добычи. В настоящее время на долю нефти, добытой из морских месторождений, приходится около 30 % всей мировой продукции, а газа -- еще больше. Добыча нефти на шельфе ведется при помощи погружных и полупогружных буровых платформ. В нашей стране буровых установок, которые применяют в западных странах, мало, так как они дороги. Кроме того, это сложные инженерные сооружения. Одна из самых больших установок имеет высоту 170 м, весит 10 млн т, имеет четыре опоры, в каждую из которых мог бы войти трехсекционный девятиэтажный дом. Работает на ней кран грузоподъемностью 2,5 тыс. т. Он может поднять пятиэтажный 100-квартирный дом. Бурить с такой установки можно до 48 скважин, а добыча составляет до 8 млн т нефти, что равно всей годовой добыче Каспия. Стоимость такой установки 2 млрд дол. В России эксплуатируются четыре плавучие буровые установки(рис 14), закупленные в свое время в Канаде. Установлены они в Баренцевом море и на Сахалине. Для разработки континентального шельфа России создан консорциум, в который вошли Япония и США.
На процесс бурения скважин на море влияют естественные, технические и технологические факторы (рис 15)Наибольшее влияние оказывают естественныефакторы, определяющие организацию работ, конструктивное исполнение техники, ее стоимость, геологическую информативность бурения и т.п. К ним относятся гидрометеорологические, геоморфологические и горно-геологические условия.
Гидрометеорологические условия характеризуются волнением моря, его ледовым и температурным режимами, колебаниями уровня воды (приливы -- отливы, сгоны -- нагоны) и скоростью ее течения, видимостью (туманы, низкая облачность, метели, осадки). Для большинства морей, омывающих берега России (Японское, Охотское, Берингово, Белое, Баренцево, Татарский пролив), характерна следующая средняя повторяемость высоты волн, %: до 1,25 м (3 балла) -- 57; 1,25 -- 2,0 м (4 балла) -- 16; 2,0 -- 3,0 м (5 баллов) -- 12,7; 3,0 -- 5,0 (6 баллов) -- 10. Средняя повторяемость высоты волн до 3,0 м в Балтийском, Каспийском и Черном морях составляет 93 %, 3,0 --5,0 м -- 5 %. Прибрежная зона арктических морей большую часть года покрыта неподвижными припайными льдами. Судоходство здесь возможно лишь 2 -- 2,5 месяца в году. В суровые зимы в закрытых заливах и бухтах арктических морей возможно бурение со льда и ледяного припая. Представляет опасность бурение со льда в периоды его таяния, разламывания и дрейфа. В то же время дрейфующий лед сглаживает волнение. Особенно это характерно для морей Карского, Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского. Здесь средняя повторяемость высоты волн до 3 м составляет 92 %, 3 -- 5 м -- 6,5 %. Для бурения на акваториях опасны отрицательные температуры воздуха, вызывающие обледенение бурового основания и оборудования и требующие больших затрат времени и труда на приведение в готовность силового оборудования после отстоя. Ограничивает время бурения на море также снижение видимости, которое в безледовый период чаще отмечается в ночные и утренние часы. Влияние пониженной видимости на процесс бурения на море можно уменьшить, применив на буровой установке и на берегу современную технику радиолокационного наведения и радиосвязи. Буровые основания подвержены в море действию течений, связанных с ветровой, приливно-отливной и общей циркуляцией вод. Скорость течений в некоторых морях достигает больших значений (например, в Охотском море до 5 м/с). Воздействие течений изменяется во времени, по скорости и направлению, что требует постоянного контроля положения плавучей буровой установки (ПБУ) и даже перестановки ее якорей. Работа при течениях свыше 1 м/с возможна только при усиленных якорных устройствах и средствах их развоза. В зоне высоких приливов и отливов обнажается дно большой части прибрежной акватории и резко увеличивается так называемая зона недоступности, в которую буровые суда не могут доставлять установки. Высота приливов даже на соседствующих морях и их участках различна. Так, в Японском море приливы практически не ощутимы, а в северной части Охотского моря они достигают 9--11 м, образуя при отливе многокилометровые полосы обнаженного дна. Геоморфологические условия определяются очертаниями и строением берегов, топографией и почвой дна, удаленностью точек заложения скважин от суши и обустроенных портов и т.п. Для шельфов почти всех морей характерны малые уклоны дна. Изобаты с отметкой 5 м находятся на расстоянии 300-- 1 500 м от берега, а с отметкой 200 м -- 20--60 км. Однако имеются желоба, долины, впадины, банки. Почва дна даже на незначительных площадях неоднородна.
Песок, глина, ил чередуются со скоплениями ракушки, гравия, гальки, валунов, а иногда и с выходами скальных пород в виде рифов и отдельных камней. На первой стадии освоения морских месторождений твердых полезных ископаемых основным объектом геологического изучения являются участки в прибрежных районах с глубинами акваторий до 50 м. Это объясняется меньшей стоимостью разведки и разработки месторождений на меньших глубинах и достаточно большой площадью шельфа с глубинами до 50 м. Единичные разведочные скважины пробурены во впадинах глубиной до 100 м.Основная зона шельфа, разведываемая геологами, составляет полосу шириной от сотен метров до 25 км. Удаленность точек заложения скважин от берега прибурении с ледового припая зависит от ширины припайной полосы и для арктических морей достигает 5 км. Балтийское, Баренцево, Охотское моря и Татарский пролив не имеют условий для быстрого укрытия плавсредств в случае шторма из-за отсутствия закрытых иполузакрытых бухт. Здесь для бурения эффективнее применять автономные ПБУ, так как при использовании неавтономных установок трудно обеспечить безопасность персонала и сохранность установки в штормовых условиях. Большую опасность представляет работа у крутых обрывистых и каменистых берегов, не имеющих достаточно широкой зоны пляжа. В таких местах при срыве неавтономной ПБУ с якорей ее гибель практически неизбежна. В районах шельфа арктических морей почти нет обустроенных причалов, баз и портов, поэтому вопросам жизнеобеспечения буровых установок и обслуживающих их кораблей (ремонт, заправка, укрытие на время шторма) здесь необходимо придавать особое значение. Во всех отношениях лучшие условия имеются в Японском и внутренних морях России. При бурении в удаленных от возможных мест укрытий районах должна быть хорошо налажена служба оповещения прогноза погоды, а применяемые для бурения плавсредства должны обладать достаточной автономностью, остойчивостью и мореходностью. Горно-геологические условия характеризуются в основном мощностью и физико-механическими свойствами горных пород, пересекаемых скважиной. Отложения шельфа обычно представлены рыхлыми породами с включением валунов. Основными составляющими донных отложений являются илы, пески, глины и галька. В различных соотношениях могут образовываться отложения песчано-галечные, суглинки, супеси, песчано-илистые и т.д. Для шельфа дальневосточных морей породы донных отложений представлены следующими видами, %: илы -- 8, пески -- 40, глины -- 18, галька -- 16, прочие -- 18. Валуны встречаются в пределах 4 -- 6 % в разрезе пробуренных скважин и 1 0-- 1 2 % скважин от общего их количества. Мощность рыхлых отложений редко превышает 50 м и изменяется от 2 до 100 м. Мощность прослоек тех или иных пород колеблется от нескольких сантиметров до десятков метров, а интервалы их проявления по глубине не подчиняются никакой закономерности, за исключением илов, которые находятся в большинстве случаев на поверхности дна, достигая в “спокойных”закрытых бухтах 45 м.Илы в верхних слоях находятся в разжиженном состоянии, на больших глубинах несколько уплотнены: сопротивление сдвигу 16 -- 98 кПа; угол внутреннего трения 4 -- 26°; пористость 50 -- 83 %; влажность 35 -- 90 %. Пески имеют сцепление, практически равное нулю, угол внутреннего трения 22 -- 32°, пористость 37-- 45 %. Сопротивление сдвигу глин составляет 60 -- 600 кПа; показатель консистенции 0,18--1,70; пористость 40 -- 55 %; влажность 25 -- 48 % . Породы донных отложений, за исключением глин, несвязные и легко разрушаются при бурении (II -- IV категорий по буримости). Стенки скважин крайне неустойчивы и без крепления после их обнажения обрушиваются. Нередко из-за значительной обводненности пород образуются плывуны. Подъем керна с таких горизонтов затруднен, а их бурение возможно преимущественно с опережением забоя скважины обсадными трубами.
Аварии при добыче нефти(рис 17) на континентальном шельфе Добыче газа и нефти на морском шельфе неизбежно сопутствуют различного рода аварии. Это источники сильного загрязнения морской среды на всех стадиях проведения работ. Причины и тяжесть последствий таких аварий могут варьироваться очень сильно, это зависит от конкретного стечения обстоятельств, технических и технологических факторов. Можно сказать, что каждая отдельная авария разворачивается по своему собственному сценарию.
Самые типичные причины - это поломка оборудования, ошибки персонала и чрезвычайные природные явления, такие как ураганный ветер, сейсмическая активность и многие другие. Основная опасность таких аварий, разливы или выбросы нефти, газа и массы других химических веществ и компонентов, ведет к тяжелейшим последствиям для окружающей среды. Особенно сильное влияние такие аварии оказывают, случаясь неподалеку от берега, на мелководье и в местах с медленным водооборотном.
Аварии на стадии бурения Такие аварии связаны, в первую очередь с неожиданными выбросами жидких и газообразных углеводородов из скважины в результате прохождения буром зон с повышенным давлением. Пожалуй, только разливы нефти с танкеров, могут сравнится с такими авариями по силе, тяжести, а также частоте.Их условно можно разделить на две основные категории. Первая включает в себя интенсивный и длительный фонтанообразный выброс углеводородов, что случается, когда давление в зоне бурения становиться ненормально высоким и обычные методы заглушки не помогают. Это особенно часто происходит при разработке новых месторождений. Именно такая авария случилась при разработке месторождения Сахалин-1. Второй тип происшествий связан с регулярными эпизодами утечки углеводородов в течение всего времени бурения. Они не так впечатляющи, как достаточно редкие случаи фонтанирования, однако влияние, оказываемое ими на морскую среду вполне сравнимы, в силу их частоты
Сложные и протяженные подводные трубопроводы были и остаются одним из основных факторов экологического риска при добыче нефти на шельфе. Причин тому несколько, они разнятся от дефектов материала и его усталости, до тектонических движений дна и повреждения якорями и донными тралами. В зависимости от причины и характера повреждения, трубопровод может стать источником как небольшой, так и крупной утечки или выброса нефти.
Крупнейшие аварии на нефтедобывающих платформах
Март 1980 г. Нефтедобывающая платформа Alexander Keilland в Северном море разломилась в результате "усталости металла" и опрокинулась. Погибло 123 человека.
· Сентябрь 1982 г. Нефтедобывающая платформа Ocean Ranger (США) перевернулась в Северной Атлантике, погибло 84 человека.
· Февраль 1984 г. Один человек погиб и 2 ранены в результате взрыва на нефтедобывающей платформе в Мексиканском заливе около побережья Техаса.
· Август 1984 г. В результате взрыва и пожара на платформе Petrobras около побережья Бразилии 36 человек утонуло и 17 ранено.
· Июль 1988 г. Крупнейшая катастрофа в истории -- на нефтедобывающей платформе Occidental Petroleum"s Piper Alpha в результате взрыва, последовавшего за утечкой газа, погибло 167 человек.
· Сентябрь 1988 г. 4 человека погибли в результате взрыва и последующего затопления нефтедобывающей платформы, принадлежащей Total Petroleum Co. (Франция), около побережья Борнео.
· Сентябрь 1988 г. Взрыв и пожар на нефтедобывающей платформе Ocean Odyssey в Северном море, один человек погиб.
· Май 1989 г. Три человека ранены в результате взрыва и пожара на нефтедобывающей платформе Union Oil Co. (США) у берегов Аляски.
· Ноябрь 1989 г. Взрыв на нефтедобывающей платформе Penrod Drilling Co. в Мексиканском заливе, ранено 12 человек.
· Август 1991 г. Взрыв на принадлежащей Shell нефтедобывающей
· Январь 1995 г. Взрыв на принадлежащей Mobil нефтедобывающей платформе около побережья Нигерии, 13 человек погибли.
· Январь 1996 г. 3 человека погибли и 2 ранены в результате взрыва на нефтедобывающей платформе Morgan в Суэцком заливе.
· Июль 1998 г. 2 человека погибли в результате взрыва на нефтедобывающей платформе Glomar Arctic IV.
· Январь 2001 г. 2 человека погибли в результате пожара на газодобывающей платформе Petrobras около побережья Бразилии.
· 16 марта 2001 г. У берегов Бразилии взорвалась Р-56 - самая крупная нефтяная платформа в мире, которая принадлежала фирме Petrobras. Погибли 10 нефтяников. 20 марта, после серии разрушительных взрывов платформа затонула, нанеся непоправимый ущерб окружающей среде региона и общие убытки, которые по оценкам специалистов (включая упущенную выгоду) превышают миллиард долларов США. В Бразилии это сообщение вызвало массовые протесты: за последние три года на предприятиях компании случилось 99 ЧП.
· 15 октября 2001 г. По заключениям экологов, развернутое возведение нефтяных платформ на сахалинском шельфе поставило под угрозу популяцию охраняемого серого кита. Нефтяная компания «Сахалинская энергия» начала сброс в Охотское море токсичных отходов своего производства.
Причины и тяжесть последствий аварий при добыче газа и нефти на морском шельфе. Конструкции полупогружных платформ. Схема подводного закачивания скважин. Особенности морской добычи нефти. Характеристика полупогружной буровой установки Glomar Arctic IV.
реферат , добавлен 11.10.2015
Разработка нефтяных месторождений. Техника и технология добычи нефти. Фонтанная эксплуатация скважин, их подземный и капитальный ремонт. Сбор и подготовка нефти на промысле. Техника безопасности при выполнении работ по обслуживанию скважин и оборудования.
отчет по практике , добавлен 23.10.2011
Общие сведения о нефтяной промышленности, как в мире, так и в России. Мировые запасы нефти, ее добыча и потребление. Рассмотрение территориальной организации добычи и переработки нефти в Российской Федерации. Основные проблемы развития отрасли в стране.
курсовая работа , добавлен 21.08.2015
Методы поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений. Этапы поисково-разведочных работ. Классификация залежей нефти и газа. Проблемы при поисках и разведке нефти и газа, бурение скважин. Обоснование заложения оконтуривающих разведочных скважин.
курсовая работа , добавлен 19.06.2011
Подготовительные работы к строительству буровой. Особенности режима бурения роторным и турбинным способом. Способы добычи нефти и газа. Методы воздействия на призабойную зону. Поддержание пластового давления. Сбор, хранение нефти и газа на промысле.
курсовая работа , добавлен 05.06.2013
Геологические основы поисков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений. Нефть: химический состав, физические свойства, давление насыщения, газосодержание, промысловый газовый фактор. Технологический процесс добычи нефти и природного газа.
контрольная работа , добавлен 22.01.2012
Орогидрография Самотлорского нефтяного месторождения. Тектоника и стратиграфия. Коллекторские свойства продуктивных пластов. Свойства нефти, газа и воды в пластовых условиях. Технология добычи нефти. Методы борьбы с осложнениями, применяемые в ОАО "СНГ".
курсовая работа , добавлен 25.09.2013
Выбор способов добычи нефти. Схема оборудования фонтанной скважины. Газлифтный и насосные способы добычи нефти. Устройство скважинной струйной насосной установки. Критерии оценки технологической и экономической эффективности способов эксплуатации.
презентация , добавлен 03.09.2015
Залежи нефти в недрах Земли. Нефтеразведка с помощью геологических, геофизических, геохимических и буровых работ. Этапы и способы процесса добычи нефти. Химические элементы и соединения в нефти, ее физические свойства. Продукты из нефти и их применение.
реферат , добавлен 25.02.2010
Общая характеристика, история и основные этапы освоения исследуемого месторождения. Используемое оборудование и инструментарий при эксплуатации нефтяных и газовых месторождений. Профессиональные права и обязанности оператора по добычи нефти и газа.
