Буровые платформы

Месторождения нефти находятся не только на суше. 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.

Морская добыча нефти - это добыча жидкого углеводородного сырья в результате разработки коренных пород и отложений ниже уровня океана. Разработка коренных пород и отложений ниже уровня океана осуществялется при помощи морских плавучих буровых установок и морских стационарных платформ.

Морская плавучая буровая установка (ПБУ) - судно, способное производить буровые работы и/или осуществлять добычу ресурсов, находящихся под дном моря.

В зависимости от конструкции ПБУ подразделяются на:

• cамоподъёмная ПБУ (СПБУ)
- ПБУ, поднимаемая в рабочем состоянии над поверхностью моря на колоннах, опирающихся на грунт;
• полупогружная ПБУ (ППБУ)
- БУ со стабилизирующими колоннами, находящаяся в рабочем состоянии на плаву и удерживаемая в горизонтальной плоскости с помощью якорей, подруливающих устройств или других средств позиционирования;
• погружная ПБУ
- ПБУ со стабилизирующими колоннами, опирающаяся в рабочем состоянии на грунт;
• ПБУ на натяжных связях
- ПБУ со значительной избыточной плавучестью в рабочем состоянии, удерживаемая в точке бурения/добычи натянутыми анкерными связями, закрепленными на морском дне;
• буровое судно
- судно, имеющее буровую установку;
• буровая баржа
- баржа, имеющая буровую установку.

Морская ствационарная платформа (МСП) - морское нефтегазопромысловое сооружение, состоящее из верхнего строения и опорного основания, зафиксированное на все время использования на грунте и являющееся объектом обустройства морских месторождений нефти и газа.

В зависимости от конструктивных особенностей МСП классифицируются следующим образом:

• МСП гравитационная (морская стационарная платформа гравитационного типа) - сооружение, устойчивость на грунте которого обеспечивается в основном за счет собственного веса и веса принимаемого балласта;
• МСП свайная (морская стационарная платформа свайного типа) - сооружение, устойчивость на грунте которого обеспечивается в основном за счет забитых в грунт свай;
• МСП мачтовая - морская глубоководная стационарная платформа, устойчивость которой обеспечивается либо оттяжками, либо соответствующим объемом плавучести.

В зависимости от глубины разработки и конструктивных особенностей платформы классифицируются следующим образом:

• глубоководная платформа на колоннах
- платформа на колоннах, высотой существенно превосходящих характерный размер поперечного сечения. Она состоит из следующих элементов; колонн (не менее одной), нижнего опорного основания, соприкасающегося с дном акватории, и верхней несущей конструкции;
• мелководная платформа на колоннах
- платформа на колоннах высотой, сопоставимой с характерным размером поперечного сечения. Они состоят из тех же элементов, что и глубоководные платформы на колоннах;
• конструкционный остров (кессон)
- мелководная платформа на сплошном металлическом основании;
• монопод/монокон
- одноопорная мелководная платформа башенного типа с вертикальными или наклонными стенками соответственно.

Морские нефтегазовые сооружения

Разработка нефтяных месторождений под дном морей и океанов осуществляется при помощи не только выше рассмотренных ПБУ и МСП, а целого комплекса морских нефтегазовых сооружений (МНГС) . Морскими называются нефтегазовые сооружения, которые осуществляют процессы, связанные с добычей, транспортировкой, хранением и обработкой нефти и газа с месторождений, расположенных на акваториях морей и связанных с ними водоемов. Кроме сооружений, расположенных непосредственно в морской акватории, к условно морским можно отнести нефтегазовые сооружения на прибрежных территориях, объединяемые технологическими процессами в общий морской нефтегазовый комплекс.

«Чисто» морскими или просто «морскими» называются сооружения, находящиеся постоянно или временно на морской акватории. К таким сооружениям относятся:

1. Стационарные и плавучие сооружения
, называемые «платформами и буровыми судами». Они предназначены для размещения на них комплекса оборудования, необходимого при бурении разведочных и эксплуатационных скважин, а также для первичной обработки добываемого продукта (нефть, газ, газовый конденсат). Под первичной обработкой понимается очистка добываемой нефти от механических примесей (например, песка) от воды, поступающей из скважин вместе с нефтью. На буровых судах и платформах размещается необходимое для выполнения технологических операций оборудование и материалы, а также помещения для размещения обслуживающего персонала.
2. Подводные трубопроводы
, предназначенные для транспортировки нефти и газа от платформ к сооружениям, на которых осуществляется сбор и длительное хранение или накопление перекачиваемого продукта для загрузки его в танкеры.
3. Хранилища
(накопители) нефти и газа, располагаемые в акватории моря или на платформах, а также на прибрежной территории.
4. Объекты, предназначенные для швартовки
нефтеналивных судов или газоводов. Они могут размещаться как в морской акватории на значительном расстоянии от берега, так и вблизи берега.
5. Причальные береговые стенки и выносные эстакады
для причаливания танкеров и различных вспомогательных судов, а также ограждающие сооружения.
6. Порты
, предназначенные для строительства морских нефтегазовых сооружений (МНГС), выполнения необходимых погрузочно-разгрузочных работ, отстоя танкеров и вспомогательных судов при штормах.
7. Подводные нефтегазовые сооружения
, предназначенные для первичной обработки нефти и газа, а также сепарации, т.е, разделения составных частей добываемого продукта.

Условно морскими называются сооружения, располагаемые в непосредственной близости к урезу воды и предназначенные для выполнения различных технологических операций с нефтью или газом, поступающих с морских нефтегазовых месторождений. К ним относятся:

• сооружения для приема и хранения нефти (резервуарные парки, насосные станции, подземные и наземные трубопроводы и др.);
• сооружения для первичной обработки нефти (обезвоживание, очистка от механических примесей и т.д.);
• терминалы для приема нефтеналивных танкеров и газоводов.

По виду рабочего положения МНГС классифицируются на:

1. МНГС, опирающиеся на дно моря
. Такие сооружения в своем конструктивном оформлении должны обязательно иметь опорные устройства. Они позволяют передать на грунтовое основание нагрузки от веса самого сооружения и размещенного на нем оборудования. Кроме того, опорные устройства передают па грунтовое основание усилия от воздействий окружающей среды; ветра, волн, течений, давления льда, возможного навала судна при причаливании и т.п. Как правило, верхняя часть МНГС находится выше поверхности моря настолько, чтобы волны, течения и лед не оказывали силового воздействия на верхние конструкции. Все нагрузки в период эксплуатации МНГС воспринимаются в основном опорными устройствами.
2. МНГС, не опирающиеся на дно
. Такие МНГС называют плавучими (плавающими). Эти сооружения обладают всеми свойствами морских судов, т.е. обладают необходимой грузоподъемностью, плавучестью, остойчивостью, управляемостью. Одной из важных особенностей плавучих МНГС является необходимость удержания их в расчетной точке.

В зависимости от конструктивных признаков МНГС классифицируются следующим образом:

1. Сооружения линейные
- конструкции, поперечные размеры которых в десятки, а то и в сотни раз меньше длины. К таким сооружениям можно отнести подводные трубопроводы, ограждающие сооружения (дамбы), линейно-протяженные причалы, подпорные стенки.
2. Сооружения точечные или моноопорные
- сооружения, опирающиеся на дно моря или удерживаемые на дне на одной условной точке. К таким конструкциям относятся буровые установки на моноопорном (иначе точечном) основании, точечные причальные устройства для налива нефти в танкеры большой грузоподъемности и для причаливания челночных (малой грузоподъемности) танкеров, доставляющих нефть от добывающих платформ к магистральным танкерам, способным перевозить сразу до 1 млн. т нефти. К точечным также можно отнести различного рода якорные устройства, предназначенные для удержания в необходимом месте различных плавсредств.
3. Сооружения многоопорные
- конструкции, в процессе работы по бурению или постоянно (от начала бурения и весь период эксплуатации) опирающиеся на дно с помощью нескольких опор. В практике известны платформы, опирающиеся на дно десятью и более опорами. Наиболее часто используются трех-четырехопорные конструкции.Многоопорные конструкции могут быть как стационарными, т.е. не изменяющие своего местоположения весь период эксплуатации, так и полустационарными. Последние могут перемещаться при подъеме опор по поверхности моря с помощью буксиров.
4. Сооружения массивные
- называют также гравитационными, объемными, массивными, К объемным относят сооружения в форме огромного массива из бетона, металла, камня, грзшта. Массив опирается на дно моря и удерживается от всплытия и горизонтальных подвижек за счет собственного веса. На большой по размерам площадке, поднятой над поверхностью моря на величину не достигаемой для волн при любых штормах, устанавливается необходимое технологическое оборудование и жилые помещения. В теле массива устанавливаются различного рода емкости и помещения, предназначенные для временного хранения добываемой нефти, а также размещения материалов, необходимых для обеспечения жизнедеятельности самой платформы, технологического оборудования и обслуживающего персонала.
5. Сооружения плавучие (плавучие объекты)
- МНГС, позволяющие вести все работы на нефтегазовых месторождениях без опирания на дно. Эти сооружения(объекты) обладают способностью перемещаться без помощи буксиров на большие расстояния. К ним относятся специальные суда с установленными на них буровым оборудованием, оборудованием для отбора проб грунта со дна моря, проведения геофизических исследований. Таким образом обеспечивается практически полная автономность МНГС. К плавучим сооружениям можно отнести специальные трубоукладочные суда, предназначенные для укладки подводных трубопроводов как в пределах месторождений (внутрипромысловые), так и магистральных, соединяющих месторождение с береговыми сооружениями.
6. Сооружения подводные
- МНГС, устанавливаемые на дне моря и автономно осуществляющие операции, связанные с добычей и первичной обработкой добываемых продуктов.

БУРОВАЯ ПЛАТФОРМА, гидротехническое сооружение для бурения скважин при разработке морских месторождений нефти и газа. В зависимости от конструкции и назначения различают морские стационарные платформы (для эксплуатационного бурения) и плавучие буровые установки (для поисково-разведочного бурения).

Морские стационарные платформы, в основном трёхъярусные, используют при глубинах до 350 м для одновременного бурения, добычи и подготовки пластовой продукции к транспортировке. Платформы, предназначенные только для бурения нефтяных или газовых скважин, изготавливают в одноярусном исполнении. С палубы буровой платформы, находящейся на недосягаемой для волн высоте, одним или двумя буровыми станками может осуществляться строительство нескольких десятков вертикальных, наклонно направленных, горизонтальных и разветвлённых (многозабойных) скважин. Стационарные буровые платформы закрепляются на морском дне следующими способами: свайным (забивка в морское дно свай, жёстко скреплённых с опорным блоком буровой платформы); гравитационным (удерживаются на дне за счёт массы сооружения, при этом опорный блок заполняется грунтом или водой для надёжного оседания на морское дно); комбинированным, или свайно-гравитационным (затапливаемый опорный массив, располагаемый на дне, дополнительно закрепляется сваями по всему периметру); с помощью якорных цепей или натяжных тросов (если опорный блок буровой платформы выполнен из понтонов, погружённых в воду полностью или частично). Опорный блок буровой платформы выполняют стальным (преимущественно трубчатым), железобетонным или же комбинированным (железобетонная гравитационная нижняя часть, верхняя - стальная решётчатая конструкция). Надводная часть буровой платформы включает основные комплексы: буровой, эксплуатационный, энергетический, жилой и жизнеобеспечения. В акваториях арктических морей используют буровые платформы в ледостойком исполнении с опорами в форме цилиндра, призмы или конуса для снижения ледовой нагрузки.

Плавучие буровые установки подразделяют на погружные (ПБУ), самоподъёмные (СПБУ), полупогружные (ППБУ) и буровые суда (БС).

ПБУ предназначены для бурения скважин на мелководье в диапазоне глубин от 2 до 20 м (некоторые до 50 м). Все ПБУ имеют подводный корпус (затопляемый понтон), на который опираются опорные колонны. Для подъёма ПБУ со дна используется система размыва грунта под днищем для уменьшения сил присоса.

С СПБУ ведётся разведочное бурение на глубинах от 5 до 150 м. СПБУ состоит из водоизмещающего корпуса (понтона), опорных колонн (от 3 до 6), подъёмных механизмов и буровой вышки. В корпусе имеются помещения различного назначения - для размещения оборудования, складские, жилые каюты. При транспортировке СПБУ опорные колонны максимально выдвинуты вверх. На точке бурения колонны опускаются на грунт, корпус с помощью гидравлического или электромеханического подъёмника поднимается из воды, а нижняя часть колонн, оборудованная специальными башмаками, вдавливается в грунт.

ППБУ и БС используются при глубинах моря 150-1500 м. Устойчивость ППБУ обеспечивается формой корпуса понтона, расстоянием между понтонами, а также числом и диаметром опорных колонн, на которых установлена надводная часть. ППБУ и БС фиксируются на точке бурения с помощью якорных систем или путём обеспечения динамического позиционирования, осуществляемого специальными движителями, встроенными в корпус погружённого в воду понтона. БС, в отличие от других типов плавучих буровых установок, сохраняют высокие мореходные качества, свойственные обычным судам.

Лит.: Вяхирев Р. И., Никитин Б. А., Мирзоев Д. И. Обустройство и освоение морских нефтегазовых месторождений. М., 2001.

Владимир Хомутко

Время на чтение: 6 минут

А А

Особенности морской добычи нефти и газа

Морская и газа, так же как извлечение других трудноизвлекаемых запасов углеводородного сырья (к примеру, разработка ), по прогнозам многих специалистов с течением времени станет преобладать, а затем и вовсе вытеснит добычу этих энергоресурсов на месторождениях традиционного вида, поскольку такие залежи уже сейчас серьезно истощены, а в не таком уж и далеком будущем будут совсем исчерпаны.

Нефть в море добывается главным образом с использованием весьма дорогостоящих и трудозатратных технологий, применяя при этом очень сложные технические сооружения, которые называются нефтяными платформами. О том, как добывают «черное золото» с морского и океанского дна, и пойдет речь в этой статье.

Постепенное истощение запасов углеводородов на традиционных месторождениях, расположенных на суше, с одной стороны, и наличие на морских и океанских шельфах огромных запасов этих энергоресурсов, с другой, привели к тому, что ведущие нефтедобывающие компании усилили работу по освоению морских промыслов. Первым и главным толчком к развитию этого сегмента нефтедобычи послужило введенное странами ОПЕК в период арабо-израильского конфликта нефтяное эмбарго, в 70-е годы прошлого столетия.

Подавляющее большинство специалистов сходятся во мнении, что предполагаемые запасы углеводородного сырья, расположенные в осадочных породах морского и океанского дна, составляют 70 процентов от всех имеющихся на планете запасов этих полезных ископаемых, что в количественном выражении составляется несколько сотен миллиардов тонн. Из всего этого количества около 60-ти процентов залежей расположены на шельфовых участках.

На данный момент из четырёхсот разведанных мировых нефтегазоносных бассейнов 50 процентов расположены не только на суше, но также захватывают шельфы близлежащих морей и океанов. В настоящее время активные разработки в мировом океане обхватывают примерно 350-т морских нефтяных месторождений, разбросанных по всему земному шару. Все эти месторождения относятся к шельфовым, а большая часть добычи ведется на глубинах, не превышающих 200 метров.

Современное развитие добывающих технологий делает разработку морских нефтяных и газовых залежей весьма затратным и технически сложным делом. Кроме того, такая добыча сопряжена с высокими рисками, связанными с внешними неблагоприятными факторами.

Эффективной и спокойной работе морских нефтяных платформ часто мешают высокая сейсмичность, наличие в северных широтах айсбергов и дрейфующих ледовых полей, сильные подводные течения, большие глубины, а также разного рода природные катаклизмы – смерчи, ураганы, подводные землетрясения и цунами.

Помимо перечисленных неблагоприятных факторов, бурному росту объемов морской нефтедобычи препятствует большая капиталоемкость обустройства таких промыслов (дороговизна оборудования, сложность и высокая стоимость платформ и так далее). Кроме того, суммы эксплуатационных расходов постоянно растут по мере увеличения глубины добычи, при которой повышается твёрдость и толщина пробуриваемых пород.

Также на эти затраты влияет удалённость промысла от берега и сложные донные рельефы на участках от берега до места добычи, по которым прокладываются трубопроводы. Много денег вкладывается в обеспечение безопасности работы платформы и предотвращение утечек в воды океана добываемого сырья.

• стоимость только самой буровой платформы, рассчитанной для эксплуатации на глубине до 45-ти метров, начинается от двух миллионов долларов США;
• оборудование, которое может работать на глубинах до 320-ти метров, обойдется добывающей компании уже в 30 миллионов долларов;
• средняя стоимость обустройства эксплуатационного основания для глубоководной нефтедобычи в акватории Мексиканского залива составляет 113 миллионов долларов США.

Далее идут эксплуатационные расходы. Так, эксплуатация нефтяной передвижной платформы на глубине пятнадцати метров стоит шестнадцать тысяч долларов США в сутки. При повышении глубины до сорока метров эта сумма вырастает до 21-ой тысячи. Если используется платформа самоходного типа, то её эксплуатация на глубине от 30-ти до 180-ти метров обходится в 1,5 – 7 миллионов долларов (в зависимости от глубины).

Такие высокие первоначальные и эксплуатационные расходы на разработку морских месторождений оправданы только в тех случаях, когда запасы таких месторождений отличаются большими, а лучше громадными объемами.

Также необходимо учитывать тот факт, что затратность нефтедобычи напрямую зависит от географического расположения таких месторождений.

К примеру, средняя стоимость работ, связанных с разведкой месторождения в акватории Персидского залива, составляет около 4-х миллионов долларов, на шельфе Индонезии эта сумма составляет 5 миллионов, а в акватории Северного моря эти затраты возрастают до 11-ти миллионов долларов США.

Кроме того, лицензии на разработку морских месторождений тоже стоят совсем недешево – почти в два раза дороже, чем лицензия на разработку сухопутного промысла.

Нефтяные платформы. Разновидности и особенности устройства

Основная добыча нефти из месторождений, расположенных в Мировом океане, производится при помощи специальных технологических сооружений, называемых нефтяными платформами.

Это сложные и дорогостоящие инженерные комплексы, которые позволяют проводить как само бурение, так и непосредственную добычу углеводородов из горных пород морского дна.

Первой нефтяной платформой, которая была использована в прибрежных морских водах, была платформа, запущенная в 1938-ом году вблизи побережья штата Луизиана (Соединенные Штаты Америки).

Первая в мире именно морская добывающая платформа называлась «Нефтяные Камни». Её ввели в эксплуатацию в 1949-ом году на азербайджанском шельфе Каспийского моря.

Нефтедобывающие морские платформы бывают следующих типов:

• стационарного;
• свободно закреплённого;
• полупогружного (подтипы разведочный, буровой и добывающий);
• самоподъёмного бурового;
• тип с растянутыми опорами;
• тип плавучие нефтехранилища.

Стоит сказать, что различные типы таких платформ могут как относиться к какому-либо конкретному виду, так и быть комбинированными.

Выбор конкретного типа морской платформы производится с учетом конкретных задач, выполнение которых она должна обеспечивать, а также с учетом особенностей конкретного месторождения. Поэтому говорить о существовании каких-либо типовых платформ, производство которых можно было бы поставить на поток, не приходится.

Конструкция самой нефтяной платформы представляет собой четыре основных элемента:

Корпус представляет собой треугольный или четырёхугольный понтон, который опирается на шесть колонн. На плаву вся конструкция держится за счёт того, что сам понтон наполнен воздухом.

Палуба предназначена для размещения бурильных труб, подъёмных кранов и механизмов, а также вертолётной площадки.

Буровая вышка, как понятно из названия, предназначена для опускания бурового инструмента на морское дно и его обратный подъем в случае возникновения такой необходимости.

Якорная система удерживает весь технологический комплекс на месте. Она состоит из девяти лебёдок, расположенных на бортах платформы, системы стальных тросов и крепящихся к ним якорей. Вес одного якоря может достигать 13-ти тонн.

Типы нефтедобывающих морских платформ

Стабилизацию современных нефтяные платформ в заданном месте в настоящее время обеспечивают не только сваи и якоря, но и применение передовых технологий позиционирования. Платформа может оставаться заякоренной в одной и той же точке в течение нескольких лет, и все это время она должна выдерживать переменчивые морские погодные условия.

Работу бура, выполняющего разрушение донных пород, контролируют специальные подводные роботы. Бур собирается из отдельных стальных трубных секций, длина каждой из которых – 28-мь метров. Современные буры обладают широким спектром своих возможностей. Например, бур, используемый на платформе EVA-4000, может состоять из трёхсот трубных секций, что позволяет проводить бурение на глубину до 9,5 километров.

Строительство буровой платформы заключается в доставке на место предполагаемой добычи и последующего затопления основания плавучей конструкции. На этот своеобразном «фундаменте» затем надстраивают остальные необходимые компоненты.

Изначально такие платформы изготавливались при помощи сварки решетчатых башен, имеющих форму усеченной пирамиды, из металлических труб и профилей, которые затем намертво прибивали сваями к морскому или океанскому дну. На таких конструкциях впоследствии устанавливалось необходимое буровое или эксплуатационное оборудование.

Когда появилась необходимость разработки месторождений, расположенных в северных широтах, потребовались ледостойкие платформы. Это привело к тому, что инженерами были разработаны проекты сооружения кессонных оснований, фактически представляющих собой искусственные острова. Сам такой кессон заполняют балластом, в качестве которого, как правило, выступает песок. Ко дну моря такое основание прижимается под действием своего собственного веса, на который действуют силы гравитации.

Однако, со временем размеры морских плавучих сооружений стали увеличиваться, что вызывало необходимость пересмотреть особенности их конструкций. В связи с этим, разработчиками американской компании Kerr-McGee был создан проект плавучего объекта, имеющего форму навигационной вехи. Сама конструкция является цилиндром, нижняя часть которого заполнена балластом.

Днище этого цилиндра ко дню крепится с помощью специальных донных анкеров. Такое техническое решение дало возможность строительства достаточно надёжных платформ воистину гигантских размеров, которые используются для добычи нефтяного и газового сырья на сверхбольшой глубине.

Справедливости ради стоит сказать, что каких-либо принципиальных отличий между процессом извлечения углеводородного сырья и его последующей отгрузки между добывающими скважинами морского и сухопутного типа нет.

Например, основные элементы стационарной морской платформы совпадают с основными элементами сухопутного промысла.

Главная особенность морской буровой – это, в первую очередь, автономность её работы.

Чтобы достичь такой автономности, морские буровые установки оборудуют очень мощными электрическими генераторами, а также опреснителями морской воды. Запасы на удаленных от берега платформах возобновляются с помощью обслуживающих судов.

Также применение морского транспорта необходимо для доставки всей конструкции к месту добычи, в случае проведения спасательных и противопожарных мероприятий. Транспортировка добытого с морского дна сырья осуществляется посредством донных трубопроводов, а также с помощью танкерного флота или через плавающие нефтехранилища.

Современные технологии в случае, если место добычи расположено неподалеку от побережья, предусматривают бурение наклонно-направленных скважин.

В случае необходимости этот технологический процесс предусматривает применение передовых разработок, позволяющих дистанционно управлять буровыми процессами, чем обеспечивается высокая точность проводимых работ. Такие системы предоставляют оператору возможность отдавать буровому оборудованию команды даже с расстояния нескольких километров.

Глубины добычи на морском шельфе, как правило, находятся в пределах двухсот метров, в отдельных случаях достигая значения в полкилометра. Применение той или иной буровой технологии напрямую зависит от глубины залегания продуктивного слоя и удалённости места добычи от берега.

На участках мелководья, как правило, возводят укреплённые основания, представляющие собой искусственные острова, на которых впоследствии монтируется бурильное оборудование. В некоторых случаях на мелководье применяется технология, предусматривающая ограждение участка добычи системой дамб, что дает возможность получить огороженный котлован, из которого затем можно откачать воду.

В случаях, когда от места разработки до берега – сотня или более километров, без использования плавучей нефтяной платформы уже никак не обойтись. Самыми простыми по своей конструкции являются платформы стационарного типа, однако их можно применять только при глубине добычи несколько десятков метров, поскольку на таком мелководье есть возможность закрепить стационарную конструкцию при помощи свай или бетонных блоков.

Начиная с глубин около 80-ти метров, начинается использование плавучих платформ, оборудованных опорами. На участках с большими глубинами (до 200 метров) закрепить платформу уже становится проблематично, поэтому в таких случаях используются буровые установки полупогружного типа.

На месте такие платформы удерживаются с помощью якорных систем и систем позиционирования, которые представляют собой целый комплекс подводных двигателей и якорей. Бурение на сверхбольших глубинах осуществляется с помощью специализированных буровых судов.

При обустройстве морских скважин применяется как одиночный, так и кустовой методы. В последние годы стали практиковать применение так называемых передвижных буровых оснований. Сам процесс морского бурения выполняется при помощи райзеров, которые представляют собой опускаемые до самого дна трубные колонны больших диаметров.

После того, как процесс бурения заканчивается, на дно ставится многотонный превентор, который представляет собой противовыбросную систему, а также устьевая арматура. Все это дает возможность предотвратить утечки добываемого сырья из пробуренной скважины в открытые воды. Кроме того, обязательно устанавливается и запускается контрольно-измерительное оборудование, следящее за текущим состоянием скважины. Сам подъем нефти на поверхность производится при помощи системы гибких шлангов.

Как становится понятно, сложность и высокий уровень технологичности процессов по освоению морских месторождений – очевидны (даже без углубления в технические детали таких процессов). В связи с этим возникает вопрос: «Является ли такая сложная и затратная нефтедобыча целесообразной?» Однозначно – да. Здесь основными факторами, говорящими в её пользу, являются постоянно растущий спрос на нефтепродукты при постепенном истощении сухопутных месторождений. Все это перевешивает затратность и сложность такой добычи полезных ископаемых, поскольку сырье востребовано и окупает затраты на свою добычу.

В настоящее время Россия и некоторые азиатские страны в ближайшем будущем планируют нарастить мощности в морской добыче углеводородов. И обусловлено это чисто практической стороной вопроса, поскольку многие российские месторождения имеют высокую степень выработанности, и пока они приносят доход, необходимо обустройство альтернативных месторождений с большими запасами сырья, чтобы впоследствии безболезненно перейти на морскую добычу.

Несмотря на существующие технологические проблемы, высокие трудозатраты и большие капитальные вложения, извлеченная с морского и океанского дна нефть уже сейчас является конкурентоспособным товаром и прочно занимает свою нишу на мировом рынке углеводородного сырья.

Самой большой нефтяной платформой в мире считается размещенная в Северном море норвежская платформа под названием «Тролл-А». Её высота составляет 472 метра, а общая масса – 656 тысяч тонн.

В Соединенных Штатах датой начала американской морской нефтедобычи считают 1896-ой год, а её основателем – калифорнийского нефтяника по фамилии Уильямс, который уже в те годы бурил скважины, используя построенную им собственноручно насыпь.

В 1949-ом году на расстоянии 42 километра от Апшеронского полуострова, на металлических эстакадах, которые были возведены для нефтедобычи со дна Каспийского моря, построили целый поселок, который был назван «Нефтяные Камни». В этом поселке обслуживающие работу промысла люди жили по нескольку недель. Эта эстакада (Нефтяные Камни) даже появилась в одном из фильмов «Бондианы», который назывался «И целого мира мало».

С появлением плавучих буровых платформ появилась необходимость обслуживания их подводного оборудования. В связи с этим стало активно развиваться глубоководное водолазное оборудование.

Для быстрой герметизации нефтяной скважины в случае возникновения аварийных ситуаций (к примеру, если шторм бушует такой силы, что буровое судно на месте удержать не удается), используется превентер, который представляет собой своеобразную пробку. Длина такой «пробочки» может доходить до 18-ти метров, а весить такой превентер может до 150-ти тонн.

Основным побудительным мотивом к развитию морской нефтедобычи стал мировой нефтяной кризис 70-х годов прошлого столетия, спровоцированный эмбарго, наложенным странами ОПЕК на поставку черного золота западным странам. Такие ограничения вынудили американские и европейские нефтяные компании искать альтернативные источники нефтяного сырья. Кроме этого, освоение шельфа стало вестись более активно с появлением новых технологий, которые уже в то время позволяли производить морское бурение на больших глубинах.

Самая большая в мире морская буровая платформа Troll

Начало разработке шельфа Северного моря было положено в момент открытия у голландского побережья газового месторождения под названием Гронинген (1959-ый год). Интересно, что название этого месторождения привело к появлению нового экономического термина – эффект Гронингена (по-другому – «голландская болезнь»). Суть этого термина с экономической точки зрения – значительное удорожание национальной валюты, которое произошло из-за резкого увеличения объемов экспортных поставок газа, что крайне негативно отразилось на прочих отраслях экономики, связанной с экспортно-импортными операциями.

Нет соответствующих видео

Многим знакомы образы этих стальных островов высотой с многоэтажный дом, возвышающихся над поверхностью моря на огромных массивных опорах. С помощью самых современных технологий эти агрегаты способны бурить скважины глубиной до 10 км. Рассмотрим подробнее эти уникальные сооружения.

Как устроена морская буровая платформа?

Любая нефтяная платформа состоит из четырех основных частей - корпуса, якорной системы, буровой палубы и буровой вышки. Корпус нефтяной платформы представляет собой огромный понтон треугольной или четырехугольной формы. Его поддерживают на плаву шесть огромных колонн, наполненных воздухом.

На корпусе закреплена буровая палуба, которая по размерам превышает футбольное поле. Палуба отличается большой прочностью, чтобы выдерживать массу бурильной установки, вертолетной площадки, нескольких кранов и другого оборудования. Над буровой палубой, примерно на высоте 10-15-этажного дома, возвышается буровая вышка, которая поднимает и опускает бур.

Якорная система, удерживающая платформу на месте, состоит из 9 лебедок, расположенных по три на каждой стороне корпуса платформы. Эти лебедки натягивают стальные швартовые тросы, которые крепятся к якорям, находящимся на морском дне. Стальной трос находится в верхней части растяжки, он сматывается и разматывается лебедкой. В нижней части растяжки находится стальная цепь, которая крепится к якорю. Толщина тросов, удерживающих платформу, составляет восемь сантиметров; звенья цепи, к которым они крепятся, по размеру превышают голову человека. Масса одного звена составляет 33 кг. Якорные тросы настолько крепкие, что их не сможет порвать даже совокупное усилие пяти самолетов «Боинг-747». На конце каждой растяжки крепится якорь типа «Брюс» диаметром 5,5 м и весом более 13 тонн. До места назначения платформу доставляют с помощью морских буксиров со скоростью примерно 6 узлов.

Однако, даже несмотря на такую мощную и надежную конструкцию, штормы и ураганы до сих пор представляют собой грозную опасность для морских платформ. Так, например, в августе 2005 года из-за угрозы урагана Катрин пришлось эвакуировать более 20 тысяч нефтяников с буровых вышек, расположенных в Мексиканском заливе. За двое суток, пока в регионе бушевал ураган, было повреждено или разрушено около 50 буровых платформ, десять из них сорвало с якорей. Одну из платформ отнесло на 129 км, другую выбросило на берег. Восстановлению она уже не подлежала. Такие серьезные потери в нефтедобывающей отрасли привели к резкому скачку цен на «черное золото» на всех мировых биржах.

EVA-4000 - чудо космического века

Первая нефтяная вышка в истории была построена в 1859 году близ города Титусвилл, что в штате Пенсильвания, США. Она добывала нефть с глубины в 21 м. С этого момента начинается история нефтедобычи, которой вскоре были охвачены все континенты. За десятки лет, прошедших с того времени, запасы нефти, расположенные на суше, изрядно истощились. Поэтому нефтедобывающие компании обратили свое внимание на запасы углеводородов, скрытые в глубинах морей и океанов. Одним из первых регионов, где развернулась добыча нефти с морского дна, стал Мексиканский залив. В период с 1960 по 1990 годы на мелководье вблизи берега разместилось более 4 тысяч морских буровых платформ разного размера.

Но по мере того, как росли потребности человечества, запасов нефти, которые можно было добыть вблизи побережья, стало не хватать. И нефтедобыча начала двигаться все дальше и дальше в открытое море, удаляясь от берега. Постепенно нефтяные компании покинули континентальный шельф. Буровые платформы стали располагаться в местах, где расстояние до дна моря превышало 2,5 км. Чтобы добывать здесь нефть, пришлось строить настоящих стальных гигантов.

Одним из таковых является буровая платформа EVA-4000, принадлежащая компании Noble Jim Thompson. На сегодня это самая крупная нефтяная буровая платформа.

Это скорее настоящая плавучая фабрика по поиску и добыче нефти. EVA-4000 может проводить разведку нефтяных месторождений в таких местах, которые раньше считались абсолютно недоступными. Размер ее палубы по площади равен 10 баскетбольным площадкам, а буровая вышка «маячит» на высоте 52 метров над уровнем моря. Общий вес комплекса составляет 13 600 тонн. На сегодня в мире существует 100 подобных платформ, которые умеют не только добывать нефть, но и производить разведку месторождений. Для того чтобы понять, зачем строить такие сложные сооружения, приведем несколько цифр. Одна морская буровая платформа за день может получить 250 тысяч баррелей нефти. Такого количества достаточно, чтобы заправить 2,5 млн автомобилей. Однако человечество за день сжигает более 80 млн баррелей черного топлива, а значит, добывать нефти нужно очень много. Поэтому, несмотря на то что на постройку нефтяной платформы уходит 4 года и полмиллиарда долларов США, их продолжают строить.

Как бурят морское дно?

Бурение морского дна отличается тем, что контролировать работу бура намного сложнее. Ведь между головкой бура и бурильщиком не только километры твердой породы, но еще и огромная толща морской воды, бурильщику нужно видеть морское дно и контролировать работу бура. Специально для этой цели был создан подводный аппарат на дистанционном управлении, способный выдерживать давление 140 кг/см2. Данный робот предназначен для того, чтобы работать там, куда не может добраться человек. С помощью видеокамеры он передает изображение на поверхность, прямо в рубку управления платформой.

Сам бур собирается из секций длиной 28 метров, состоящих из железных труб. Количество секций для каждой буровой платформы ограничено ее техническими характеристиками. Например, EVA-4000 может провернуть и удержать бур, состоящий из 300 секций. Это позволит пробурить скважину глубиной 9,5 км. Бур опускается в воду со скоростью 60 секций в час.

После того как буровая коронка достигнет нефтяного пласта, бур поднимают, а скважину запечатывают, чтобы избежать выброса нефти в воду. Для этого на дно опускают специальное противовыбросовое оборудование или превентор. Превентор наглухо закрывает скважину, не позволяя ни одной капле просочиться в окружающую среду. Сам превентор напоминает собой втулку высотой 15 метров и массой в 27 тонн. Специальная контрольная аппаратура, расположенная на превенторе, следит за просачиванием нефти из скважины.

После того как месторождение нефти обнаружено и разведано, платформа, с которой велась разведка, перемещается в другое место. А ее место занимает буровая вышка, предназначенная для добычи, хранения и отгрузки нефти в танкеры. Буровая вышка, благодаря своей конструкции, может целые десятилетия стоять на якоре, невзирая на любые погодные условия. За счет высокой автоматизации контроль за работой установки осуществляют 20-30 человек.

Нефтедобыча уходит на глубину

Долгое время нерешенной была задача удержания морских платформ на глубине, превышающей сотни метров.

Дело в том, что во время шторма всегда существовала угроза, что установку сорвет с якорей. Задачу решил морской инженер Эд Хартон, который использовал для этого свой опыт службы на подводной лодке. Он разработал оригинальную конструкцию буровой платформы, состоящей из цилиндра огромной высоты и большого диаметра, к которому крепится буровая палуба. Нижняя часть цилиндра заполнена материалом, который намного плотнее воды, поэтому центр его тяжести смещен вниз, что обеспечивает устойчивость и стабильность всей платформе.

Под водой цилиндр простирается до глубины 200 метров, к морскому дну он крепится системой свай, каждая из которых погружается в морское дно на 60-70 метров. Платформы такой конструкции стали называться Spar. Первой в мире буровой платформой типа Spar стала установка системы «Нептун». Именно с нее начался новый этап развития морских глубоководных платформ.

Сегодня платформы типа Spar являются основным видом нефтяных платформ, предназначенных для добычи нефти с большой глубины. Самой глубоководной платформой является установка Perdido компании Shell, расположенная в Мексиканском заливе. Она работает на глубине 2 450 метров.

Оставить комментарий

Сегодня я расскажу о том, как устроена Морская Ледостойкая Стационарная Платформа (МЛСП) на примере нефтяной платформы в Каспийском море, посмотрим как добывают нефть в море. Хоть платформа и стоит почти в центре Каспия, гл убина здесь всего 12 метров. Вода прозрачная и дно хорошо просматривается с вертолета.
Данная буровая начала качать нефть чуть меньше года назад 28 апреля 2010 года и рассчитана на 30 лет эксплуатации. Она состоит из двух частей, соединенных между собой 74-метровым мостом:

В жилом блоке, размером 30 на 30 метров, живут 118 человек. Работают в 2 смены по 12 часов в день. Вахта длится 2 недели. Купаться и рыбачить с платформы строго запрещено, также как и выкидывать за борт любой мусор. Курить можно только в одном месте в жилом блоке. За выкинутый в море бычок тут же увольняют:

Жилой блок называется ЛСП2 (Ледостойкая Стационаная Платформа), а основная буровая - ЛСП1:

Ледостойкой она называется, потому что зимой море покрывается льдом и она рассчитана ему противостоять. Шланг, который вы видите на фотографии - это морская вода, которую использовали для охлаждения. Ее забрали из моря, прогнали через трубы и вернули обратно. Платформа построена по принципу нулевого сброса:

Вокруг платформы постоянно курсирует судно обеспечения, способное принять на борт всех людей в случае аварии:

Рабочих на станцию доставляют вертолетом. Лететь час:

Перед полетом все проходят инструктаж, а летят в спасательных жилетах. Если вода холодная, то еще и гидрокостюмы заставляют надевать:

Как только вертолет приземляется, на него направляют 2 брандспойта - пожаров здесь очень боятся:

Прежде чем попасть на платформу, все прилетевшие проходят обязательный инструктаж по технике безопасности. Для нас провели расширенный инструктаж, так как мы попали на платформу впервые:

Передвигаться по ЛСП1 можно только в касках, рабочих ботинках и куртках, а вот в жилом блоке можно ходить хоть в домашних тапочках, что многие и делают:

Морская платформа - объект повышенной опасности, и безопасности здесь уделяют очень много внимания:

На жилом блоке и на ЛСП 1 есть спасательные шлюпки, каждая из которых вмещает по 61 человеку. Таких шлюпок 4 на жилой ЛСП2 и 2 на ЛСП1, то есть все 118 человек смогут спокойно поместиться на спасательные средства - это вам не Титаник:

Пассажиров с корабля поднимают на специальном "лифте", вмещающем 4 человека одновременно:

В каждой комнате на каждой палубе есть указатели направления эвакуации - красные стрелки на полу:

Все провода аккуратно убраны, низкие потолки или ступеньки обозначены красно-белой полосатой маркировкой:

В конце нашей экскурсии я узнал, что эту платформу полностью построили у нас. Я был удивлен, так как был уверен, что она "иномарка" - совком здесь и не пахнет. Все сделано очень аккуратно и из качественных материалов:

Так как фотографий и информации очень много, я решил разбить свой рассказ на 2 поста. Сегодня расскажу о жилом блоке, а о самом интересном - о скважинах и процессе добычи - в следующем посте.

По ЛСП2 нас водил сам капитан. Платформа-то морская, и главный здесь, как и на корабле, капитан:

В жилом блоке есть дублирующий ЦПУ (Центральный Пульт Управления). Вообще, все управление дОбычей (нефтяники ставят ударение на О), ведется с другого пульта управления, расположенного на ЛСП1, а этот используется как резервный:

Из окна резервного пульта хорошо видно рабочий блок:

Кабинет капитана, а за дверью слева его спальня:

Покрывала на кроватях и цветное постельное белье - единственное, что диссонирует с европеидным обликом буровой:

Все каюты были открыты, хотя их хозяева находились на смене. Воровства на платформе нет, и двери никто не закрывает:

Каждая каюта оборудована своим санузлом с душевой кабиной:

Кабинет инженеров:

Врач платформы. В основном сидит без дела:

Местный лазарет. Вертолет прилетает не каждый день, и в "случае чего" больной может отлежаться здесь под присмотром врача:

На платформе работает много девушек:

Перед столовой все моют руки:

В столовой было 4 варианта обеда на выбор:

Я выбрал треугольные пельмени "Прощай диета":

Запас еды и воды позволяет платформе автономно существовать в течение 15 дней. Алкоголь строжайше запрещен, так как в случае аварийной ситуации все люди должны быть в адекватном состоянии.

Все управление Морской Ледостойкой Стационарной Платформой (МЛСП) происходит с Центрального Пульта Управления (ЦПУ):

Вся платформа нашпигована датчиками, и даже если где-то в неположенном месте рабочий закурит сигарету, об этом сразу будут знать в ЦПУ и, чуть позже, в отделе кадров, который подготовит приказ об увольнении этого умника еще до того, как вертолет доставит его на большую землю:

Верхняя палуба называется Трубной. Здесь собирают свечи из 2-3 бурильных труб и отсюда же управляют процессом бурения:

Трубная палуба - единственное место на буровой, где есть хоть какой-то намек на грязь. Все остальные места на платформе надраены до блеска.

Большой серый круг справа - это новая скважина, которую в данный момент бурят. На бурение каждой скважины уходит около 2 месяцев:

Подробно процесс бурения я уже описывал в посте о том, как добывают нефть :

Главный бурильщик. У него кресло на колесиках с 4 мониторами, джойстиком и разными другими клевыми штуками. Из этого чудо-кресла он управляет процессом бурения:

Насосы, качающие буровой раствор под давлением в 150 атмосфер. На платформе 2 рабочих насоса и 1 запасной (о том, зачем они нужны и о назначении других устройств, читай в статье о том, как добывают нефть):

Шарошка - долото. Именно она находится на острие бурильной колонны:

С помощью бурового раствора, нагнетаемого насосами с предыдущей фотографии, крутятся эти зубья, а выгрызанная порода уносится наверх с отработанным буровым раствором:

На данный момент на этой буровой платформе уже работает 3 нефтяных, 1 газовая и 1 водяная скважины. Еще одна скважина находится в процессе бурения.

Единовременно можно бурить всего одну скважину, а всего их будет 27. Каждая скважина от 2,5 до 7 километров длинной (не глубиной). Нефтяной пласт залегает на 1300 метрах под землей, так что все скважины горизонтальные и как щупальца расходятся от буровой:

Дебит скважин (то есть, сколько нефти она качает в час) от 12 до 30 кубов:

В этих баллонах-сепараторах попутный газ и воду отделяют от нефти, и на выходе после прогона через установку подготовки нефти, которая отделяет от нефти все примеси, получают товарную нефть:

От Платформы проложен подводный трубопровод длиной 58 километров до плавучего нефтехранилища, установленного вне ледовой зоны Каспия:

В трубопровод нефть закачивают магистральные насосы:

Эти компрессора качают попутный газ обратно в пласт для поддержания пластового давления, которое выталкивает нефть на поверхность, соответственно, отдача нефти становится больше:

Воду, которую отделили от нефти, очищают от механических примесей и возвращают обратно в пласт (ту же самую воду, что и выкачали из недр)

Насосы 160 атмосфер закачивают воду обратно в пласт:

На платформе есть своя химическая лаборатория, где контролируют все параметры нефти, попутного газа и воды:

Буровую снабжают электричеством 4 турбины, работающие от попутного газа, суммарной мощностью около 20 МЕГАватт. В белых ящиках турбины на 5 мегаватт каждая:

Если турбины по каким-либо причинам отрубятся, буровую будут питать резервные дизель-генераторы:

Электрощитовая занимает 2 этажа:

Специальные котлы дожигают выхлоп из турбины и им обогревают жилой комплекс. То есть, даже выхлоп, как у машины из глушителя, утилизируется и в атмосферу попадает ноль загрязняющих веществ:

Мы застали редкий момент, когда попутный газ просто сжигали на факельной стреле, так как в это время заливали бетон между стенками скважины и обсадной колонной, а вообше, 98% попутного газа используется на собственные нужды:

Вот мы и разобрались, как устроена стационарная морская буровая нефтяная платформа.