Avamereväljade arendamine. Millised on avamere kaevandamise omadused

Avamereväljade arenguetapid

1. Viimastel aastakümnetel on maailma tööstusriikides märgatavalt suurenenud huvi merede ja ookeanide nafta- ja gaasivarude arendamise probleemi vastu. Selle põhjuseks on esiteks kütuse ja energiatoorme tarbimise intensiivne kasv kõikides tööstuse ja põllumajanduse valdkondades ning teiseks nafta- ja gaasiressursside oluline ammendumine enamikus nafta- ja gaasipiirkondades, kus on võimalik tööstuslike kategooriate varude edasine märgatav kasv maismaal on ammendatud.

Üldpind Ookeanid moodustavad 71% Maa pinnast, millest 7% asub mandrilaval, mis sisaldab teatud potentsiaalset nafta- ja gaasivaru.

Mandrilava ehk mandrilava geoloogilises ja topograafilises mõttes on maismaa jätk mere poole. See on mandrit ümbritsev tsoon madala veetasemest kuni sügavuseni, mille juures põhjakalle dramaatiliselt muutub. Kohta, kus see juhtub, nimetatakse mandrilava servaks. Tavaliselt asub serv tinglikult 200 m sügavusel, kuid on teada juhtumeid, kui kalde järsk tõus toimub sügavamal kui 400 m või vähem kui 130 m mandrilava, kasutatakse terminit "piirimaa".

Joonis 1.1. Mandrilava profiil.

Joonisel 1.1. esitatakse mandrilava profiil. Rannajoonele 2 järgneb mandrilava 5, mille serva 4 tagant algab mandrinõlv 5, mis laskub meresügavusse. Mandrinõlv algab keskmiselt sügavuselt C = 120 m ja jätkub sügavuseni C = 200-3000 m. Mandri nõlva keskmine järsus on 5°, maksimaalne 30° (Sri idaranniku lähedal Lanka). Nõlva 6 jalami taga on settekivimite ala, nn mandri tõus 7, mille kalle on väiksem kui mandri nõlval. Mandritõusu tagant algab 8. mere süvavee tasane osa.

Ameerika okeanograafide sõnul jääb mandrilava laius vahemikku 0–150 km. Selle laius on keskmiselt umbes 80 km.

Uuring näitas, et kogu maakera keskmisena on riiuliserva sügavus ligikaudu 120 m, mandrilava keskmine kalle on 1,5-2 m 1 km kohta.

Mandrilava tekke kohta on olemas järgmine teooria. Ligikaudu 18-20 tuhat aastat tagasi oli mandriliustistel nii suur veekogus, et meretase oli praegusest tunduvalt madalam. Neil päevil oli mandrilava osa maast. Jää sulamise tagajärjel vajus riiul vee alla.

Omal ajal peeti riiuleid laineerosiooni tagajärjel tekkinud terrassideks. Hiljem hakati neid pidama settekivimite ladestumise saadusteks. Maapinna uuringuandmed ei nõustu aga täielikult ühegi teooriaga. Võimalik, et mõned riiulipiirkonnad tekkisid erosiooni tagajärjel, teised aga settekivimite ladestumise tõttu. Samuti on võimalik, et seletus peitub nii erosioonis kui ka settimises.

Teaduslik ja praktiline huvi mandrilava vastu on viimastel aastakümnetel märkimisväärselt kasvanud ja selle põhjuseks on selle mitmekesised loodusvarad.

aastal läbiviidud nafta ja gaasi geograafiliste ja uuringute tulemused ookeanide rannikualadel ja mandrilaval. viimased aastad paljudes riikides üle maailma kinnitavad need oletused.

1980. aastate alguseks otsis enam kui 100 120-st merele juurdepääsuga riigist mandrilaval naftat ja gaasi ning umbes 50 riiki arendas juba nafta- ja gaasimaardlaid. Maailma avameremaardlate naftatootmise osakaal moodustas 21% ehk 631 miljonit tonni ja gaasi üle 15% ehk 300 miljardit tonni.

Kogu avamereväljade kasutamise perioodi jooksul 1982. aasta alguses toodeti umbes 10 miljardit tonni naftat ja 3,5 triljonit tonni naftat. gaas.

Suurimad avamere nafta- ja gaasitootmispiirkonnad on Mehhiko laht, järv. Maracaibo (Venezuela), Põhjameri ja Pärsia laht, mis annavad 75% naftatoodangust ja 85% gaasitoodangust.

Praegu koguarv avamere tootmiskaevude arv ületab kogu maailmas 100 000 ja naftat toodetakse kuni 300 m sügavusel merel. Newfoundland (Kanada rannik).

Veealadel tehakse süvauurimuslikku puurimist tehissaartelt madalas vees, kuni 100 m sügavusel merepinnaga ujuvpuurplatvormidega (MODU) ja kuni 300 m sügavusel poolsukeldatavate ujuvpuurplatvormidega (SSDR). -600 m ujuvpuurlaevu per suured sügavused.

Seega on praegu Põhjameri, Vaikse ookeani šelfivööndi Aasia osa ja Mehhiko laht (USA) jätkuvalt peamised avamere puurimispiirkonnad välismaal.

Nagu näitab mere- ja ookeaniriiulite nafta- ja gaasivarude arendamise kogemus, annab süsivesinike tooraine kaevandamine avamereväljadelt märkimisväärset kasu vaatamata suurtele kapitaliinvesteeringutele. Riiulil toodetud nafta ja gaasi müügist saadav kasum katab kulud 4 korda. Uurimis- ja uuringutööde maksumus veealadel on 10–20% avamereväljade arendamise kogumaksumusest.

Üldised kapitaliinvesteeringud avamere nafta- ja gaasimaardlate arendamisse sõltuvad kliimatingimustest, meresügavusest ja maardlate kaugusest maismaa teenindusbaasidest, leiukoha taastuvatest varudest, kaevu voolukiirustest ning lõpuks teaduse ja tehnika arengust selles valdkonnas. kogu puurimisprotsessi automatiseerimine, avamere infrastruktuuri arendamine, väljad, nafta ja gaasi kaevandamine, kogumine, ettevalmistamine ja transport meretingimustes.

Näiteks USA-s varieeruvad kapitaliinvesteeringud nafta- ja gaasimaardlate arendamisse olenevalt varudest 30 miljonist dollarist 2 miljoni tonnise varuga kuni 2 miljardi dollarini 300 miljoni tonnise varuga.

Nafta- ja gaasiväljade arendamise kapitaliinvesteeringute efektiivsuse oluliseks näitajaks on ühikukulud toodanguühiku kohta. Suurimad hoiused nõuavad oma arendamiseks väiksemaid ühikukulusid kui sarnastes tingimustes, kuid väiksemate reservidega hoiused. Näiteks kui arendada välismaal väikeseid avameremaardlaid, mille naftavarud on 2–5 miljonit tonni (või 2–5 miljardit m 1000 m 3 gaasi kohta. 5–50 miljoni tonni nafta- või 5–50 miljardi tonni gaasivarudega keskmise suurusega maardlate arendamise erikulud jäid vahemikku 84–140 dollarit 1 tonni toodetud nafta kohta ja 43–84 dollarit. dollarit 1000 m3 gaasi kohta. Suurte avamere nafta- ja gaasimaardlate puhul, mille varud on üle 50 miljoni tonni naftat või 50 miljardit m3 gaasi, on nende arendamise erikulud vastavalt 60-115 dollarit 1 tonni nafta kohta ja 20-30 dollarit 1000 gaasi kohta.

Avamereväljade arendamisel suunatakse oluline osa kapitaliinvesteeringutest platvormide rajamisele ja paigaldamisele, operatiivseadmetele ja torustike ehitamisele, mis keskmise suurusega naftaväljade puhul moodustab 60-80%. Seetõttu mõjutab avamereväljade arendamise erikulusid oluliselt mere sügavus. Nii näiteks ulatuvad need Brasiilias 120 m sügavusel merel 100 dollarini 1 tonni toodetud nafta kohta järvel. Maracaibo Venezuelas vee sügavusega 5 m – 6 dollarit

Põhjameres on erikulud 1 tonni toodetud nafta kohta 48 dollarit meresügavusel 80 m ja 60-80 dollarit sügavamal kui 100 meetrit, samas kui Pärsia lahes on suurte puuraukude voolukiiruste tõttu erikulud naftaväljade arendamine meresügavusel 90 m, on need vaid 16 dollarit tonn.

Mehhiko lahes osutus 50 m sügavusel merel asuvate maardlate ühikukulu 20 dollariks.

Paljutõotav suund suurtes sügavustes asuvate nafta- ja gaasivarude arendamises on veealuste süsteemide loomine ja laialdane kasutuselevõtt avamereväljade kasutamiseks. Selle probleemiga tegelevad arenenud riikide juhtivad uurimis- ja disainiinstituudid.

Põhjameres on merealuseid puurkaevu arendatud alates 1971. aastast meresügavusel 70–75 m, esmalt Ekofiski väljal ja seejärel Argilli väljal.

Välismaiste avamereväljade arendamise efektiivsuse analüüs näitas, et keskmise suurusega maardlate (üle 20 miljoni tonni nafta- või üle 50 miljardi tonni gaasivarudega) kogu arendusperioodi puhastulu on üle 1 dollari. miljardit.

USA ja Mehhiko avamereväljade arendamise majanduslik efekt ulatus 10 dollarini iga kulutatud dollari kohta. Nafta hinna tõusuga suureneb vastavalt ka avamereväljade arendamise majanduslik efektiivsus.

Avamereväljade kasutamist peetakse kasumlikuks, kuna Mehhiko lahes on minimaalsed taaskasutatavad naftavarud 2,3 miljonit tonni ja 6,2 miljardit gaasi; 7,9 miljonit tonni naftat ja 15,9 miljardit tonni Cook Inletis; 18,5 miljonit tonni naftat ja 45,3 miljardit gaasi Beauforti meres.

Suurte (üle 50 miljoni tonnise varuga) nafta- ja gaasimaardlate ettevalmistamise ja arendamise kapitaliinvesteeringute tasuvusaeg on kuni üks aasta ja Arktika tingimustes pikeneb see periood 10-20 aastani.

Nende tööde majanduslikku otstarbekust näitavad ka Kaspia mere nafta- ja gaasiväljade arendamise kogemused.

Igasuguse mererikkuse arendamisel peab inimene looma spetsiaalsed tehnilised tehnoloogilised vahendid, võttes arvesse oma arengu iseärasusi.

Avamere nafta- ja gaasimaardlate arendamise pikaajaline praktika nii meil kui ka välismaal näitab, et nende varude efektiivseks kasutamiseks on rakendatud maismaal. traditsioonilised meetodid arendamine ja käitamine ei ole alati vastuvõetavad.

Aserbaidžaani naftameeste tihedas koostöös riigi teiste tööstusharude töötajatega kogutud Kaspia mere nafta- ja gaasiväljade arendamise kogemus võimaldab paljastada ja näidata avamere nafta- ja gaasitootmise iseloomulikke tehnilisi ja tehnoloogilisi omadusi, ratsionaalset. meetodid nende intensiivistamiseks, samuti peamised tegurid, mis aitavad kaasa nafta taaskasutamise suurenemisele.

Avamere nafta- ja gaasiväljade arendamise tunnused hõlmavad järgmist.

I. Uute ujuvtehniliste rajatiste (ujuvad kraanapaigalduslaevad, teeninduslaevad, torupaigalduspraamid ja muud erilaevad) loomine, võttes arvesse karme mere hüdrometeoroloogilisi tingimusi, spetsiaalseid hüdraulilisi rajatisi geofüüsikaliseks, geoloogiliseks uuringuks ja naftavälja ehitamiseks mererajatised ja nende hooldus kaevude väljatöötamise, puurimise, käitamise ja remondi käigus, samuti nende toodete kogumisel ja transportimisel.

II. Suundkaevude klastri puurimine üksikutest fikseeritud platvormidest, estakaadilähedastel platvormidelt kunstlikult loodud saared, tungrauaga ja poolsukeldatavatelt ujuvseadmetelt ja muudelt nii vee kohal kui ka all asuvatelt konstruktsioonidelt.

III.Täiendavate tehniliste, tehnoloogiliste ja
majandusülesanded nafta-, gaasi- ja gaasikondensaadiväljade arendamise projekteerimisel. Need sisaldavad:

1. Analüütiliste meetodite laialdane kasutamine naftavälja protsesside iseärasuste täielikumaks uurimiseks. Avamere nafta- ja gaasitootmise protsesside juhtimiseks ei piisa ainult maardla konkreetse punkti tundmisest, oluline on teada terviklikke parameetreid, mis iseloomustavad veehoidlat tervikuna. Simulatsioonimudelid peegeldavad kõige adekvaatsemalt tegelikku objekti. On kindlaks tehtud, et modelleerimisel on võimalik kasutada valimimeetodit, mis võimaldab määrata integraalparameetrid piisavalt väikesest proovivõtu raam andmeid.

Selle ja teiste kasutamine matemaatilised meetodid, aga ka erinevad diagnostikameetodid arvutite kaasamisega, muutub tungivaks vajaduseks, kuna nende abiga on võimalik edukalt lahendada avamere nafta- ja gaasimaardlate ratsionaalse ja tõhusa arendamise protsesside kavandamise ja juhtimise küsimusi.

2. Antud põllu või maardla jaoks kõige ratsionaalsema kaevuvõrgu projekteerimisel, mis peaks olema sellise tihedusega, et see ei nõuaks tihendamist, kuna see on meretingimustes seotud äärmiselt suurte raskustega, mis on tingitud juba olemasolevast väljaarendussüsteemist ja veealuste kommunikatsioonide võrk, kui uute hüdroehitiste paigaldamine täiendavate kaevude puurimiseks ei pruugi olla võimalik.

3. Ratsionaalsete konstruktsioonide ja fikseeritud platvormide, estakaadiplatvormide, ujuvate operatiivtekkide ja muude konstruktsioonide arvu valik, et mahutada nendel optimaalne arv kaevu (olenevalt kihistute sügavusest, kaevude puurimise ajast, nende suudmete vahelisest kaugusest). , nende eeldatavad voolukiirused olemasolevate kaevupeade rõhkude korral jne).

4. Peamine põhimõte on nafta- ja gaasitootmise intensiivistamise järkjärguliste meetodite kasutamine, et suurendada nafta ja gaasi taaskasutamist reservuaaridest, jätmata seejuures reservuaari mõjutamise meetoditele tootmismääradest mahajäämust.

5. Stimulatsioonimeetodite rakendamine veehoidla katvuse suurendamiseks nii pindalalt kui ka paksuselt (mitmekihilistel väljadel).

Nafta- ja gaasiväljade arendamise tehniliste ja majanduslike probleemide ratsionaalseks lahendamiseks ning nende kasutamise kiirendamise huvides on vaja laialdaselt rakendada mitmekihiliste maardlate ühise eraldiseisva kasutamise meetodeid.

See kiirendab mitmekihiliste põldude arengut ja vähendab tootmiskaevude arvu.

6. Puurkaevude rajamise sundimine, luues töökindlad seadmed ja täiustatud tehnoloogia sihitud kaevude puurimiseks vajaliku kõrvalekaldega vertikaalist ning puurimismeeskondade autonoomia tagamine (nii et nende töö ei sõltuks mere hüdrometeoroloogilistest tingimustest) platvormide, estakaatide ja muude objektide kitsastes tingimustes, mis võimaldab kõigi projekteeritavate kaevude puurimise lõpetada lühikese aja jooksul ja alles pärast seda alustada nende väljaarendamist, välistades vajaduse samaaegse puurimise ja kaevude käitamise järele.

7. Hüdro- ja muude konstruktsioonide vastupidavuse ja töökindluse vastavus nafta- ja gaasiväljade arendamise tingimustega, s.o maksimaalse nafta kaevandamise periood maardlast ja kogu maardlast tervikuna.

IV. Spetsialiseeritud rannabaaside loomine hüdroehitiste, moodulkonstruktsiooniga tehnoloogiliste komplekside, ujuvrajatiste ja muude puurimis-, nafta- ja gaasitootmisrajatiste tootmiseks, avamere naftatootmiskompleksi ehitamiseks ja hooldamiseks.

V. Uusimate, arenenumate tehniliste vahendite loomine kaevude arendamiseks, käitamiseks ja parandamiseks avamere tingimustes.

VI. Kaevude samaaegse puurimise, käitamise ja parandamise probleemide lahendamine nende suudmete vahel väikeste vahemaade tagant, kui see on seotud nende pika ehitusperioodiga.

VII. Väikeste, suure võimsusega, töökindlate moodulkonstruktsiooniga plokiautomaatsete seadmete loomine, et kiirendada puurimisrajatiste ehitamist, kaevude käitamist ja tööd ning platvormide paigutust toodetud toodete kogumiseks ja transportimiseks avamere tingimustes.

VIII. Uurimis- ja projekteerimisprobleemide lahendamine uue, traditsioonilisest täiesti erineva tehnoloogia ja seadmete loomiseks veealuse kaevupea asukohaga kaevude puurimiseks, käitamiseks ja parandamiseks ning nende rajatiste teenindamine nii vee all kui ka spetsiaalsetel ujuvrajatistel.

IX. Seadmete ja tehnoloogia arendamine mere- ja ookeaniriiulite arendamiseks eriti rasketes hüdrometeoroloogilistes tingimustes, kui on vaja luua väga kallid rajatised puurimiseks, arendamiseks, nafta ja gaasi tootmiseks, toodete transportimiseks triiviva jää, jäämägede tingimustes, sagedased orkaanid
tuuled, tugevad põhjahoovused jne.

X. Spetsiaalsete tehniliste vahendite ja tehnoloogiliste protsesside, samuti ujuvseadmete ning füüsikaliste ja keemiliste ainete loomine, mis tagavad merekeskkonna, samuti õhubasseini kaitse geoloogilise uurimistöö, geofüüsikaliste ja puurimistööde, kaevude käitamise ja remondi ajal. , nende toodete kogumine ja transportimine ning arenenud avamere nafta- ja gaasiväljade mitmekülgse naftaväljade majanduse hooldus.

XI. Ülesannete komplekti lahendamine tehniliste vahendite loomiseks ja personali kaitsmiseks erimeetmete võtmiseks, mis on tingitud vajadusest teha ohutut tööd piiratud ala suurenenud müra, vibratsiooni, niiskuse ja muude kahjulike tingimustega, kui kultuuriliste, sotsiaalsete ja sanitaarmeetmete loomine avamere nafta- ja gaasitootjate tervise kaitseks on eriti oluline.

XII. Töö- ja inseneripersonali füüsiline ja psühholoogiline eriväljaõpe meretingimustes töötamiseks. Avamere nafta- ja gaasitootjate koolitamine ohutute töömeetodite kohta allveeväljade arendamise ajal. Samal ajal tuleks erilist tähelepanu pöörata sukeldujate ja akvanautide väljaõppele, kuna nende professionaalne väljaõpe määrab suures osas ära kiire ja ohutu töö suurlaevade arendamisel. mere sügavused ja avamere nafta- ja gaasitootmisprotsesside katkematu hooldus.

XIII. Hüdrometeoroloogiateenistuse ja vaatluspunktide loomine ilmastikuolude prognoosimiseks ja õigeaegseks edastamiseks ohutusmeetmete rakendamiseks vajaliku lühi- ja pikaajalise teabe saamiseks.

XIV. Tuleohutusmeeskondade ja -teenuste pakkumine gaasi- ja õlipurskkaevude ennetamiseks ja likvideerimiseks spetsiaalse varustusega purskkaevude ja tulekahjude lokaliseerimise ja likvideerimise tööde teostamiseks meretingimustes.

Nende omaduste arvestamine ja nafta- ja gaasiväljade ratsionaalse arendamise nõuete järgimine.

2. Nafta- ja gaasipuuraukude ehitamise praktikas meres tehakse uurimuspuurimine ujuvatest puurimisrajatistest (PBS):

puurimislaevad;

puurpraamid;

Tungrauaga, poolsukeldatavad ja sukeldatavad ujuvpaigaldised.

Üheks peamiseks teguriks, mis mõjutab puurimisujuvvahendi (PBS) tüübi valikut, on mere sügavus puurimiskohas.

PBS klassifitseeritakse peamiselt puurimise ajal kaevu kohale paigaldamise meetodi järgi, jagades need kahte põhirühma (klassi):

1. Põhineb merepõhjas puurimisel:

Ujuvad puurimisseadmed sukeldatav tüüp(PBU – sukeldatavad puurseadmed).

Tungrauaga ujuvad puurimisseadmed (tugarastusega puurimisseadmed);

2. Ujuvad puurimisettevõtted:

poolsukeldavad puurseadmed (SSDR);

Puurimislaevad (BS).

Sukelpuurplatvorme (SDR) kasutatakse töödel madalas vees. Alumiste nihkekehade või stabiliseerivate kolonnide veega täitmise tulemusena paigaldatakse need merepõhja. Tööplatvorm on nii puurimise kui ka transpordi ajal veepinna kohal.

Tungrauaga ujuvpuurplatvorme (jack-up drilling rigs) kasutatakse peamiselt uurimuslikul puurimisel avamere nafta- ja gaasiväljadel veealadel, mille veesügavus on 30–120 m või rohkem. Tungraua platvormidel on suured kered, mille ujuvusvaru tagab seadme pukseerimise töökohta koos vajalikuga. tehnoloogilised seadmed, tööriist ja materjal. Pukseerimisel tõstetakse toed üles ning puurimiskohas lastakse toed põhja ja lüüakse maasse ning kere tõstetakse mööda neid tugesid vajalikule projekteerimiskõrgusele üle merepinna.

Poolsukeldatavad puurseadmed (SSDR) ja puurlaevad (BS) on töökorras vee peal ja neid hoitakse ankurdussüsteemide või dünaamilise stabiliseerimissüsteemi abil.

MODU kasutatakse geoloogiliseks uuringuks veealade sügavustel 90-100 m kuni 200-300 m sügavusel ankru kinnitussüsteemiga puurkaevu suudme kohal ja rohkem kui 200-300 m dünaamiline süsteem stabiliseerimine (positsioneerimine).

Tänu suuremale manööverdusvõimele ja liikumiskiirusele ning SSDR-iga võrreldes suuremale autonoomiale kasutatakse puurlaevu (BS) peamiselt puurimisuuringuteks ja uuringukaevudäärealadel meresügavusel kuni 1500 m või rohkem. Suured varud (kuni 100 tööpäeva) tagavad mitme kaevu puurimise ja suure liikumiskiiruse (kuni 24 km/h) - nende kiire ümberpaigutamise kaevu lõpetatud puurimisega uude punkti. BS-i puuduseks võrreldes MODU-dega on nende suhteliselt suurem tööpiirangud, olenevalt mereseisundist. Seega on BS-i kallutamine puurimisel lubatud kuni 3,6 m ja MODU-l kuni 5 m. Kuna MODU-l on suurem stabiilsus (madalamate pontoonide vajumise tõttu kuni 30 m või rohkem) võrreldes BS-iga, MODU vertikaalne liikumine on 20–30% lainekõrgusega. Seega toimub MFDR-ga kaevude puurimine praktiliselt palju kõrgemal mereseisundil kui BS-ga puurimisel. SSDR-i puuduseks on madal liikumiskiirus kaevu uude punkti puurimise lõpetamisel.

Avamere kaevude puurimise efektiivsus sõltub paljudest looduslikest, tehnilistest ja tehnoloogilistest teguritest, sealhulgas kasutatava avamere puurimisplatvormi tüübist (joonis 1.2). Avamere puurimisplatvormi ratsionaalse tüübi, konstruktsiooni ja parameetrite valikut mõjutavad ka paljud tegurid: otstarve, sügavus vees ja kivimites, konstruktsioon, kaevu alg- ja lõppläbimõõt, töö hüdroloogilised ja meteoroloogilised omadused, kivimi omadused. , puurimismeetod, puurimismehhanismide, -seadmete ja -tööriistade põhjal olemasolevate võimsus- ja massiomadused.

Puurimisaluse ratsionaalse tüübi valikut mõjutavad peamised hüdroloogilised ja meteoroloogilised omadused on järgmised: mere sügavus puurimisalal, selle lainetusaste, tuule tugevus, jäärežiim ja nähtavus.

Riiuli maksimaalne sügavus on enamikus merealades 100-200 m, kuid mõnel pool ulatub see 300 m-ni või rohkemgi. Seni on riiulite geoloogilise uurimise põhiobjektiks alad rannikualadel, mille veesügavus on kuni 50 m ja harva ka 100 m. Selle põhjuseks on madalamate sügavuste maardlate uurimise ja arendamise odavam hind ning suhteliselt madal veesügavus. suur riiulipind sügavusega kuni 50 m. Suurte riiulite alade madala vee kinnitamine on asjakohased andmed Venemaa rannikut pesevate merede kohta: Aasovi mere sügavus ei ületa 15 m; Kaspia mere põhjaosa keskmine sügavus (pindala 34360 ruutmiili) on 6 m, suurim - 22 m; Tšuktši mere valdavad sügavused on 40–50 m, 9% alast sügavusega 25–100 m; 45% Laptevi mere pindalast sügavusega 10-50 m, 64% - sügavusega kuni 100 m; lääne- ja kesksed osad Ida-Siberi meres domineerivad sügavused 10–20 m, idas 30–40 m, mere keskmine sügavus on 54 m; Kara mere valdav sügavus on 30–100 m, rannikumadaliku sügavus kuni 50 m; Läänemere valdav sügavus on 40–100 m, lahtedes alla 40 m; Valge mere keskmine sügavus on 67 m, lahtedes - kuni 50 m; Barentsi mere valdavad sügavused on 100-300 m, kaguosas 50-100 m; Petšora lahe sügavus (pikkus umbes 100 km, laius 40-120 km) ei ületa 6 m.

Geoloogide poolt uuritud riiuli põhitsoon on sadade meetrite kuni 25 km laiune riba.

Riis. 1.2. Avamere kaevude puurimise tõhusust mõjutavad tegurid

Kaevude paigutuspunktide kaugus kaldast kiirjäält puurimisel sõltub kiirjääriba laiusest ja ulatub Arktika merede puhul 5 km-ni.

Läänemerel, Barentsi merel, Ohhotski merel ja Tatari väinas puuduvad suletud ja poolsuletud lahtede puudumise tõttu tingimused paatide kiireks varjumiseks tormi korral. Siin on puurimiseks tõhusam kasutada autonoomseid RDU-sid, kuna mitteautonoomsete paigaldiste kasutamisel on raske tagada personali ohutust ja paigaldise ohutust tormitingimustes. Suureks ohuks on tööd järskude ja kiviste kallaste juures, millel pole piisavalt laia rannaala. Sellistes kohtades, kui mitteautonoomne PBU ankrutest laguneb, on selle surm peaaegu vältimatu.

Arktika šelfialadel puuduvad peaaegu üldse varustatud kaid, baasid ja sadamad, mistõttu tuleb siinkohal erilist tähelepanu pöörata puurtornide ja neid teenindavate laevade elutagamise küsimustele (remont, tankimine, varjumine tormi ajal). Igas mõttes on parimad tingimused Jaapani ja Venemaa sisemeres. Võimalikest varjualustest kaugemal asuvates piirkondades puurides peaks olema hästi välja töötatud ilmaennustuse hoiatusteenus ning puurimiseks kasutataval veesõidukil peab olema piisav autonoomia, stabiilsus ja merekindlus.

Kaevandamis- ja geoloogilisi tingimusi iseloomustavad peamiselt kaevust läbitavate kivimite paksus ning füüsikalised ja mehaanilised omadused. Riiuliladestused on tavaliselt lahtised kivid koos rändrahnidega. Põhjasetete põhikomponendid on muda, liiv, savi ja veeris. Erinevates vahekordades võivad tekkida liiv-kivisadestised, liivsavi, liivsavi, liiv-muda jne. Kaug-Ida mere šelfi jaoks on põhjasettekivimid esindatud järgmiste tüüpidega, %: muda - 8, liivad - 40, savid - 18, veerised - 16, muud - 18. Rahne esineb 4-6% piires. puurkaevude jagu ja 10-12% kaeve nende koguarvust.

Lahtiste lademete paksus ületab harva 50 m ja varieerub 2–100 m. Teatud kivimite vahekihtide paksus varieerub mõnest sentimeetrist kümnete meetriteni ning nende avaldumise intervallid sügavuses ei järgi mingit regulaarsust, kusjuures erandiks on setted, mis enamasti paiknevad põhjapinnal, ulatudes "rahulikes" suletud lahtedes 45 m kõrgusele.

Põhjasetete kivimid, välja arvatud savid, on ebaühtlased ja hävivad puurimisel kergesti (puuritavuse poolest II-IV kategooria). Kaevude seinad on äärmiselt ebastabiilsed ja ilma fikseerimata varisevad pärast kokkupuudet kokku. Sageli tekivad kivide olulise kastmise tõttu vesiliivad. Südamiku taastumine sellistest horisontidest on keeruline ja nende puurimine on võimalik peamiselt korpusetorudega põhjaaugu ette.

Lahtiste lademete all asub aluspõhjakivimite murenemiskoorik koos teravnurksete graniidi, dioriitide, basaltide ja muude kivimite tükkidega (kuni XII puuritavusega).

Ratsionaalne on selline kaevu puurimise meetod, mis tagab ülesande piisavalt kvaliteetse täitmise minimaalse tööjõu- ja materjalikuluga. Selle puurimismeetodi valik põhineb võrdlev hindamine selle tõhusus, mille määravad paljud tegurid, millest igaüks võib olenevalt geoloogilistest ja metoodilistest nõuetest, puurimise eesmärgist ja tingimustest olla määrava tähtsusega.

B.M. Rebrik soovitab käsitleda puurimismeetodi efektiivsust kui kompleksset kontseptsiooni ning koondada tegurid rühmadesse, mis kajastavad puurimisprotsessi olemuslikku poolt või iseloomustavad selleks mõeldud tehnilisi vahendeid. Eelkõige teeb ta ettepaneku määrata insenergeoloogiliste kaevude puurimismeetodi tõhusus kolme tegurite rühma järgi: insenergeoloogiline, tehniline ja majanduslik.

Põhimõtteliselt on see rühmitus vastuvõetav ka muuks otstarbeks kaevude puurimisel. Ratsionaalse puurimismeetodi valimisel tuleks seda hinnata eelkõige ja peamiselt kaevu otstarvet kajastava teguri järgi. Kui tuvastatakse kaks või enam puurimismeetodit, mis tagavad isegi erineva, kuid piisava ülesande kvaliteedi, tuleks neid täiendavalt hinnata muude tegurite alusel. Kui võrreldavad meetodid ei anna kvalitatiivset lahendust geoloogilisele või tehnilisele probleemile, mille lahendamiseks puurimist teostatakse, siis pole praktilist mõtet neid hinnata näiteks tootlikkuse ja majandusliku efektiivsuse aspektist.

Avamere puurimise protsessi ja efektiivsust mõjutavad tegurid on spetsiifilised. Need piiravad või välistavad täielikult võimaluse kasutada mõnda meetodit ja tehnilisi vahendeid, mis on tunnistatud tõhusaks samal otstarbel kaevude puurimiseks maismaal. Sellest lähtuvalt tehakse ettepanek hinnata merel uurimuspuuraukude puurimismeetodite tõhusust nelja näitaja järgi: geoloogilise teabe sisu, töö- ja tehnoloogilised võimalused, tehniline efektiivsus ja majanduslik efektiivsus.

Geoloogilise teabe sisu määravad uuringukaevude puurimise spetsiifilised ülesanded. Maardlate uurimisel hinnatakse puurimismeetodite geoloogilist informatsiooni sisaldust proovis võetava südamiku kvaliteedi järgi. Südamik peaks andma geoloogilise läbilõike ja maardla tegelikud parameetrid: puuritavate maardlate litoloogiline ja granulomeetriline koostis, nende veelõikus, produktiivse reservuaari piirid, selles oleva metalli suurus (paigaldajate uurimisel) , kasuliku komponendi sisaldus, peenmaterjali ja savilisandite sisaldus (ehitusmaterjalide uurimisel) jne. Nende parameetrite täpseks määramiseks on vaja vältida iga proovivõtuintervalli jaoks võetud tuumaproovide rikastamist või ammendumist.

Puurimismeetodi töö- ja tehnoloogilised võimalused määravad ülesande kvaliteet, tehniline ja majanduslik efektiivsus.

Tehnilise efektiivsuse hindamise kriteeriumid on: hetkeline, keskmine, marsruut, tehniline, laevastiku, tsükliline puurimiskiirus; tootlikkus vahetuse, hooaja kohta; üksikute toimingute tegemise aeg, kogu kaevu sõitmine või selle individuaalne intervall; seadmete, korpuse torude ja tööriistade kulumine; universaalsus; metalli tarbimine; energia intensiivsus; võimsus; puurimisseadmete transporditavus jne.

Igat tüüpi puurimise kiirused ja tootlikkus määratakse konkreetse protsessi või toimingu sooritamiseks kulutatud aja järgi. Mereolude jaoks puurimismeetodi valimisel on ajafaktor üks olulisemaid kriteeriume. Kiirete puurimismeetodite ja -tehnoloogiate abil saab paljusid uuringukaeve käivitada ja lõpetada hea ilmaga ja valgel ajal. See võimaldab vältida hädaolukordi, mis tekivad puurimata kaevu konserveerimisel pimeduse, tormide jms tõttu.

Majanduslikkuse kriteeriumid

Vladimir Khomutko

Lugemisaeg: 6 minutit

A A

Avamere nafta- ja gaasitootmise omadused

Avamere ja gaas, aga ka muude raskesti taastatavate süsivesinike varude kaevandamine (näiteks arendus) jäävad paljude ekspertide prognooside kohaselt aja jooksul ülekaalu ja tõrjuvad seejärel täielikult välja nende energiaressursside tootmise traditsioonilistes tingimustes. väljad, kuna sellised maardlad on juba tõsiselt ammendatud ja mitte nii kauges tulevikus täielikult ammendatud.

Nafta kaevandamine merest toimub peamiselt väga kallite ja töömahukate tehnoloogiate abil, kasutades väga keerulisi tehnilisi struktuure, mida nimetatakse naftaplatvormideks. Selle kohta, kuidas "musta kulda" merest ja ookeani põhjast kaevandatakse, ja seda arutatakse selles artiklis.

Ühelt poolt süsivesinike varude järkjärguline ammendumine traditsioonilistel maal asuvatel põldudel ja teiselt poolt nende energiaressursside tohutute varude olemasolu merel ja ookeanidel on pannud juhtivad naftaettevõtted oma tööd hoogustama. avamereväljade arendamise kohta. Selle naftatootmise segmendi arengu esimeseks ja peamiseks tõukejõuks oli naftaembargo, mille OPEC-riigid kehtestasid Araabia-Iisraeli konflikti ajal, eelmise sajandi 70. aastatel.

Valdav enamus eksperte nõustub, et hinnangulised süsivesinike varud, mis asuvad mere ja ookeani põhja settekivimites, moodustavad 70 protsenti kõigist nende mineraalide varudest planeedil, mis kvantitatiivselt ulatub mitmesaja miljardi tonnini. Sellest ligikaudu 60 protsenti maardlatest asub avamerealadel.

Praegu ei asu 50 protsenti neljasajast uuritud maailma nafta- ja gaasibasseinist mitte ainult maismaal, vaid hõivavad ka lähedalasuvate merede ja ookeanide riiulid. Praegu hõlmab maailma ookeanide aktiivne areng ligikaudu 350 tonni avamere naftamaardlaid, mis on hajutatud üle maakera. Kõik need väljad asuvad avamerel ja suurem osa toodangust toimub sügavusel, mis ei ületa 200 meetrit.

Kaasaegne kaevandamistehnoloogia areng muudab avamere nafta- ja gaasimaardlate arendamise väga kulukaks ja tehniliselt keerukaks. Lisaks on selline kaevandamine seotud väliste ebasoodsate teguritega seotud suurte riskidega.

Avamere naftaplatvormide tõhusat ja tõrgeteta töötamist takistab sageli kõrge seismilisus, põhjapoolsed laiuskraadid jäämäed ja triivivad jääväljad, tugevad allhoovused, suured sügavused, aga ka mitmesugused looduskatastroofid – tornaadod, orkaanid, veealused maavärinad ja tsunamid.

Lisaks eelnevale ebasoodsad tegurid, avamere naftatootmise kiiret kasvu takistab selliste väljade korrastamise suur kapitalimahukus (kõrge seadmete maksumus, keerukus ja platvormide kõrge hind jne). Lisaks kasvavad tootmissügavuse kasvades pidevalt tegevuskulud, mis suurendab puuritud koosseisude kõvadust ja paksust.

Neid kulusid mõjutavad ka kalapüügi kaugus rannikust ja keerulised põhjareljeefid rannikust tootmiskohani, mida mööda torujuhtmeid paigaldatakse. Palju raha investeeritakse platvormi ohutuse tagamisse ja kaevandatud tooraine lekkimise tõkestamiseks ookeanivette.

• ainult kuni 45 meetri sügavusel töötamiseks mõeldud puurplatvormi enda maksumus algab kahest miljonist USA dollarist;
• seadmed, mis võivad töötada kuni 320 meetri sügavusel, lähevad kaevandusettevõttele maksma 30 miljonit dollarit;
• Süvamere naftatootmise tootmisbaasi arendamise keskmine maksumus Mehhiko lahes on 113 miljonit USA dollarit.

Järgmiseks tulevad tegevuskulud. Seega maksab nafta liikuva platvormi käitamine viieteistkümne meetri sügavusel kuusteist tuhat USA dollarit päevas. Sügavuse suurenemisega neljakümne meetrini kasvab see summa 21 tuhandeni. Kui kasutada iseliikuvat platvormi, siis selle töö 30–180 meetri sügavusel maksab 1,5–7 miljonit dollarit (olenevalt sügavusest).

Nii suured alg- ja tegevuskulud avamereväljade arendamiseks on õigustatud vaid juhtudel, kui selliste väljade varud on suured ja eelistatavalt tohutud.

Samuti tuleb arvestada asjaoluga, et naftatootmise maksumus sõltub otseselt selliste maardlate geograafilisest asukohast.

Näiteks Pärsia lahes asuva põllu uurimisega seotud tööde keskmine maksumus on umbes 4 miljonit dollarit, Indoneesia riiulil on see summa 5 miljonit ja Põhjameres kasvavad need kulud 11 miljoni USA dollarini.

Lisaks on avamereväljade arendamise litsentsid ka üsna kallid – peaaegu kaks korda kallimad kui maismaaväljade arendamise litsents.

Naftaplatvormid. Seadme sordid ja omadused

Peamine naftatootmine Maailma ookeanis asuvatelt väljadelt toimub spetsiaalsete tehnoloogiliste rajatiste, mida nimetatakse naftaplatvormideks, abil.

Need on keerukad ja kallid insenerikompleksid, mis võimaldavad nii ise puurimist kui ka süsivesinike otsest eraldamist merepõhja kivimitest.

Esimene naftaplatvorm, mida rannikuvetes kasutati, oli platvorm, mis lasti vette 1938. aastal Louisiana (Ameerika Ühendriigid) ranniku lähedal.

Maailma esimene offshore-tootmisplatvorm kandis nime "Oil Rocks". See võeti kasutusele 1949. aastal Kaspia mere Aserbaidžaani šelfil.

Avamere naftat tootvaid platvorme on järgmist tüüpi:

• statsionaarne;
• vabalt fikseeritud;
• poolsukeldavad (alatüüpide uurimine, puurimine ja tootmine);
• tungrauaga puurimisseade;
• laiendatud tugedega tüüp;
• ujuva õlihoidla tüüp.

Tasub öelda, et erinevat tüüpi sellised platvormid võivad kuuluda teatud tüüpi või olla kombineeritud.

Konkreetset tüüpi offshore-platvormi valik tehakse, võttes arvesse konkreetseid ülesandeid, mida see peab pakkuma, aga ka konkreetse valdkonna iseärasusi. Seega ei maksa rääkida mingite tüüpiliste platvormide olemasolust, mille tootmise võiks käiku lasta.

Naftaplatvormi disain koosneb neljast põhielemendist:

Kere on kolm- või nelinurkne pontoon, mida toetab kuus sammast. Kogu konstruktsiooni hoitakse vee peal tänu sellele, et pontoon ise on õhuga täidetud.

Tekk on mõeldud puurtorude, kraanade ja mehhanismide ning kopteriväljaku mahutamiseks.

Puurimisseade, nagu nimigi ütleb, on mõeldud puurimistööriista merepõhja langetamiseks ja vajadusel tagasi tõstmiseks.

Ankrusüsteem hoiab kogu tehnoloogilise kompleksi paigal. See koosneb üheksast platvormi külgedel paiknevast vintsist, terastrosside süsteemist ja nende külge kinnitatud ankrutest. Ühe ankru kaal võib ulatuda 13 tonnini.

Avamere naftaplatvormide tüübid

Kaasaegsete naftaplatvormide stabiliseerimine antud kohas on praegu tagatud mitte ainult vaiade ja ankrutega, vaid ka täiustatud positsioneerimistehnoloogiate kasutamisega. Platvorm võib samas kohas silduda mitmeks aastaks, mille jooksul peab see vastu pidama muutuvatele mereoludele.

Põhjakivimite hävitamist teostava puuri tööd juhivad spetsiaalsed allveerobotid. Puur on kokku pandud üksikutest terastoru osadest, millest igaüks on 28 meetrit pikk. Kaasaegsetel puuridel on lai valik võimalusi. Näiteks platvormil EVA-4000 kasutatav puur võib koosneda kolmesajast toruosast, mis võimaldab puurida kuni 9,5 kilomeetri sügavusele.

Puurplatvormi ehitamine seisneb kavandatud tootmiskohta tarnimises ja sellele järgnevas ujuvkonstruktsiooni aluse üleujutamises. Sellisele "vundamendile" ehitatakse siis ülejäänud vajalikud komponendid.

Esialgu valmistati selliseid platvorme kärbitud püramiidi kujuliste võretornide keevitamise teel. metallist torud ja profiilid, mis seejärel tugevalt vaiadega mere- või ookeanipõhja naelutatakse. Seejärel paigaldati sellistele konstruktsioonidele vajalikud puurimis- või tootmisseadmed.

Kui tekkis vajadus arendada põhjapoolsetel laiuskraadidel asuvaid maardlaid, oli vaja jääkindlaid platvorme. See tõi kaasa asjaolu, et insenerid töötasid välja projekte kasseeritud vundamentide ehitamiseks, mis on tegelikult tehissaared. Selline kesson ise on täidetud ballastiga, mis reeglina on liiv. Selline alus surutakse merepõhja oma raskuse mõjul, mida mõjutavad gravitatsioonijõud.

Kuid aja jooksul hakkas avamere ujuvkonstruktsioonide suurus suurenema, mistõttu tuli nende disainilahenduste omadused uuesti läbi vaadata. Sellega seoses lõid Ameerika ettevõtte Kerr-McGee arendajad ujuva objekti projekti navigatsiooni verstaposti kujul. Struktuur ise on silinder, Alumine osa mis on ballastiga täidetud.

Selle silindri põhi on päevaks kinnitatud spetsiaalsete põhjaankrute abil. Selline tehniline lahendus võimaldas ehitada tõeliselt hiiglaslike mõõtmetega üsna töökindlaid platvorme, mida kasutatakse nafta ja gaasi tooraine kaevandamiseks ülisuurtel sügavustel.

Ausalt öeldes tuleb öelda, et süsivesinike tooraine kaevandamise protsessis ja nende edasises vedamises avamere ja maismaa tootmiskaevude vahel ei ole põhimõttelisi erinevusi.

Näiteks fikseeritud avamereplatvormi põhielemendid on samad, mis maismaapüügil.

Avamere puurimisseadme peamine omadus on ennekõike selle töö autonoomia.

Sellise autonoomia saavutamiseks on avamere puurimisseadmed varustatud väga võimsate elektrigeneraatoritega, aga ka merevee magestamisseadmetega. Avamereplatvormide varusid täiendatakse teeninduslaevade abil.

Samuti on meretranspordi kasutamine vajalik kogu ehitise kaevandusalale toimetamiseks, pääste- ja tulekustutusmeetmete puhul. Merepõhjast kaevandatud tooraine transport toimub põhjatorustike kaudu, samuti tankerlaevastiku abil või ujuvõlihoidlate kaudu.

Kaasaegsed tehnoloogiad, kui tootmiskoht asub ranniku lähedal, näevad ette suundkaevude puurimise.

Vajadusel näeb see tehnoloogiline protsess ette täiustatud arenduste kasutamise, mis võimaldavad puurimisprotsesse kaugjuhtida, mis tagab tehtud töö kõrge täpsuse. Sellised süsteemid annavad operaatorile võimaluse anda puurimisseadmetele käsklusi isegi mitme kilomeetri kauguselt.

Tootmissügavused mereriiulil jäävad reeglina kahesaja meetri piiresse, ulatudes mõnel juhul poole kilomeetrini. Konkreetse puurimistehnoloogia kasutamine sõltub otseselt tootliku kihi sügavusest ja tootmiskoha kaugusest rannikust.

Madala veega piirkondades püstitatakse reeglina tugevdatud vundamendid, mis on tehissaared, millele hiljem paigaldatakse puurimisseadmed. Mõnel juhul kasutatakse madalas vees tehnoloogiat, mis hõlmab kaevandusala tarastamist tammide süsteemiga, mis võimaldab saada tarastatud kaeve, kust saab seejärel vett välja pumbata.

Juhtudel, kui arenduspaigast rannikuni on sadakond ja enam kilomeetrit, ei saa juba praegu hakkama ilma ujuvat naftaplatvormi kasutamata. Statsionaarsed platvormid on oma konstruktsioonilt kõige lihtsamad, kuid neid saab kasutada ainult mitmekümne meetri kaevandamissügavusel, kuna sellises madalas vees on võimalik statsionaarne konstruktsioon vaiade või betoonplokkide abil kinnitada.

Alates umbes 80 meetri sügavusest alustatakse tugedega varustatud ujuvplatvormide kasutamist. Suure sügavusega piirkondades (kuni 200 meetrit) muutub platvormi kinnitamine juba problemaatiliseks, seetõttu kasutatakse sellistel juhtudel poolsukeldatavaid puurimisseadmeid.

Selliseid platvorme hoiavad paigal ankrusüsteemid ja positsioneerimissüsteemid, mis on terve kompleks allveemootoritest ja ankrutest. Puurimine ülisuurtel sügavustel toimub spetsiaalsete puurimisanumate abil.

Avamere kaevude korrastamisel kasutatakse nii üksik- kui ka kobarmeetodit. Viimastel aastatel on hakatud harjutama nn mobiilsete puurimisbaaside kasutamist. Avamere puurimise protsess ise viiakse läbi püstikute abil, mis on suure läbimõõduga torusambad, mis on langetatud põhja.

Pärast puurimisprotsessi lõppu asetatakse põhja mitmetonnine tõkesti, mis on läbipuhumisvastane süsteem, samuti kaevupea liitmikud. Kõik see võimaldab vältida kaevandatud tooraine lekkimist puurkaevust avavette. Lisaks on kohustuslik paigaldada ja käivitada kontroll- ja mõõteseadmed, mis jälgivad kaevu hetkeseisu. Õli pinnale tõstmine toimub painduvate voolikute süsteemi abil.

Nagu selgub, keerukus ja kõrge tase avamereväljade arendamiseks vajalike protsesside valmistatavus on ilmne (isegi selliste protsesside tehnilistesse üksikasjadesse laskumata). Sellega seoses tekib küsimus: "Kas nii keeruline ja kulukas naftatootmine tasub end ära?" Kindlasti jah. Siin räägivad peamised tegurid selle kasuks üha kasvav nõudlus naftasaaduste järele koos maismaamaardlate järkjärgulise ammendumisega. Kõik see kaalub üles sellise kaevandamise kulud ja keerukuse, kuna toorained on nõudlikud ja tasuvad ära nende kaevandamise kulud.

Praegu plaanivad Venemaa ja mõned Aasia riigid lähiajal süsivesinike avamere tootmisvõimsust suurendada. Ja see on tingitud probleemi puhtpraktilisest küljest, kuna paljudel Venemaa põldudel on suur ammendumisaste ja seni, kuni need teenivad tulu, on vaja välja töötada alternatiivsed valdkonnad. suured reservid toorainet, et hiljem valutult üle minna offshore-tootmisele.

Hoolimata olemasolevatest tehnoloogilistest probleemidest, kõrgetest tööjõukuludest ja suurtest kapitaliinvesteeringutest, on merest ja ookeanipõhjast kaevandatud nafta juba praegu konkurentsivõimeline kaup ja hõivab kindlalt oma niši ülemaailmsel süsivesinike turul.

Põhjameres asub maailma suurim naftaplatvorm, Norra platvorm nimega "Troll-A". Selle kõrgus on 472 meetrit ja kogukaal- 656 tuhat tonni.

Ameerika Ühendriikides peetakse Ameerika avamere naftatootmise alguskuupäevaks aastat 1896 ja selle asutajaks on California naftamees nimega Williams, kes juba neil aastatel puuris puurauke oma kätega rajatud muldkeha abil.

1949. aastal ehitati Absheroni poolsaarest 42 kilomeetri kaugusele Kaspia mere põhjast nafta tootmiseks püstitatud metallraamidele terve küla, mida kutsuti "Oil Rocks". Selles külas elasid kalapüügiga tegelevad inimesed mitu nädalat. See viadukt (Oil Rocks) ilmus isegi ühes Bondi filmis, mille nimi oli "Ja kogu maailmast ei piisa".

Ujuvate puurplatvormide tulekuga tekkis vajadus hooldada nende veealuseid seadmeid. Sellega seoses hakkasid aktiivselt arenema süvamere sukeldumisseadmed.

Naftakaevu kiireks sulgemiseks hädaolukordades (näiteks kui torm möllab nii tugevalt, et puurimislaeva ei saa paigal hoida) kasutatakse tõket, mis on omamoodi kork. Sellise "korgi" pikkus võib ulatuda kuni 18 meetrini ja selline tõkestaja võib kaaluda kuni 150 tonni.

Avamere naftatootmise arendamise peamiseks motiiviks oli eelmise sajandi 70. aastate ülemaailmne naftakriis, mille põhjustas OPECi riikide kehtestatud musta kulla tarnimise embargo. lääneriigid. Sellised piirangud sundisid Ameerika ja Euroopa naftaettevõtteid otsima alternatiivsed allikadõli lähteaine. Lisaks hakkas riiuli arendamine aktiivsemalt toimuma uute tehnoloogiate tulekuga, mis võimaldas juba sel ajal teha avamere puurimist suurtes sügavustes.

Maailma suurim avamere puurimisplatvorm Troll

Põhjamere šelfi areng sai alguse Groningeni nimelise gaasivälja avastamisest Hollandi rannikult (1959). Huvitaval kombel tõi selle maardla nimi kaasa uue majandustermini - Groningeni efekti (teisisõnu - "Hollandi haigus") tekkimise. Selle mõiste olemus majanduslikust seisukohast on rahvusvaluuta märkimisväärne kallinemine, mis tulenes gaasi ekspordimahu järsust kasvust, millel oli äärmiselt negatiivne mõju teistele ekspordiga seotud majandussektoritele. imporditoimingud.

Shelf on väli merede ja ookeanide ranniku lähedal, mis sageli mõjutavad osa rannikuterritooriumist. Kaevandamiskoha piire nimetatakse servaks, mis on sügavuse erinevuse väljendunud serv. Naftamaardlate sügavus võib ulatuda 100 kuni 1500 meetrini, olenevalt kivimite asukohast. Kõige raskem on nafta kaevandamine Uus-Meremaa lähedal asuvatel riiulitel või Okhotski mere vetes.

Enne tootmistehnoloogia valimist määravad teadlased naftareservuaaride sügavuse ja leiukoha geofüüsikalised omadused. Kui väljak asub madalas vees, siis rajatakse väikesed kindlustatud saared, millele on paigaldatud kogu tehnika. Temalt tehakse puurimine. See tehnoloogia töötati välja rohkem kui 50 aastat tagasi, kui nad hakkasid uurima Kaspia piirkonda (eriti Bakuu lähedal asuvat riiulit). Kuid siin on vaja erilist hoolt, kuna külmades vetes võib saart jää kahjustada. Näiteks 1953. aastal hävitas suur jäälaev enamiku kaevudest. Kui selline oht on olemas, siis paigaldatakse suured tammid ja pumbatakse süvendis õli välja.

Kui põld on kaldale piisavalt lähedal, siis puuritakse kaev sealt, teatud kaldega. Mõnikord teevad nad isegi horisontaalse kaevu, mida on tänapäevaste tehnoloogiate abil lihtne hallata. Täpsus on nendes seadmetes nii kõrge, et õlimahutitele on võimalik täpselt tabada mitme kilomeetri kauguselt. Exxon Mobil jätkab selle tehnoloogia täiustamist ja täna peetakse seda selles suunas liidriks.

Kaevandamise keerukus ja seadmete võimsus sõltub maardla sügavusest:

• 40 meetrit - kasutatakse statsionaarseid platvorme;
• 80 meetrit - ujuvat tüüpi puurimisseadmed;
• 150-200 meetrit - poolveealused platvormid, mis on dünaamiliselt stabiliseeritud, et vältida tootmiskohast nihkumist;
• üle 200 meetri - puurivad laevad, mida kasutatakse nafta ammutamiseks rekordilistest kaevudest. See meetod on kõige levinum Mehhiko lahes, kus ühe kaevu sügavus võib ulatuda 3 km-ni.

Naftatootmise arendamine riiulitel on vajalik meede, kuna neis asub 75% maailma naftavarudest. Arktika šelf, kus asub üle 25% kogu naftavarudest, on veel uurimata, kuid selle tootmise tehnoloogiaid alles arendatakse.

Esimese Venemaa Arktika nafta kaevandamise projekt jõudis aktiivsesse faasi 2013. aasta keskel. Prirazlomnaja tagab kõigi täitmise tehnoloogilised toimingud, sealhulgas kaevude puurimine, tootmine, ladustamine, nafta ettevalmistamine ja saatmine tankeritele. Prirazlomnaja on maailma esimene statsionaarne platvorm, millelt hakati arktilisel šelfil rasketes triivivate jääväljade tingimustes naftat tootma.

Platvormi tugialus - kesson - on ainulaadne arendus: see kannab põhikoormust ja selle töökindlusest sõltub kogu platvormi töökindlus. Just kesonosa võimaldab Prirazlomnajal edukalt vastu pidada arktilisele kliimale, kaitsta kõiki seadmeid ja pakkuda ohutu töö töötajad. Kessoni kõrgus on 24,3 meetrit, s.o. peaaegu võrdne üheksakorruselise hoone kõrgusega.

Prirazlomnaya OIRSP kessonis on 16 sektsioonist koosnev naftahoidla, mille kohal asuvad kõik muud tehnoloogilised kompleksid ja platvormsüsteemid. Õlihoidlates kasutatakse õli säilitamiseks "märg" meetodit - see tähendab, et neid täidetakse pidevalt kas õli või veega. See ladustamisviis välistab plahvatusohtliku keskkonna teket, mis on platvormi ohutuse lisatingimus.

Prirazlomnaja OIRFP on varustatud kahe komplektiga otse nafta mahalaadimisseadmetega (KUPON), mis töötavad kraanasüsteemi alusel ja võimaldavad tankereid laadida platvormi naftahoidlast. KUUPONID asuvad platvormi vastasotstes, mis võimaldab tankeritel platvormile takistusteta läheneda mis tahes ilma- ja navigatsioonitingimustes.

KUPON seadmed on varustatud spetsiaalse nasaalse vastuvõtjaga. Õli transporditakse ühe seadme kaudu, sõltuvalt väliskoormuse (lained, jää triiv, vool, tuul) suunast. COUPON jälgib tankerite liikumist 180° sektoris. Kui see kaldub ühe seadmega teenindatavast sektorist kõrvale, sildutakse tanker lahti ja kantakse üle teisele KUPONGILE.

Naftasaadete skeem

Erilist tähelepanu pööratakse ohutusküsimustele: nafta vedu algab ainult siis, kui korraga on täidetud 30 vajalikku tingimust. Õli tankerile pumpamise liin on varustatud süsteemiga hädaseiskamine ja sulgemine, mis vajadusel võimaldab saadetise pea koheselt peatada – maksimaalselt 7 sekundit.

Enne mahalaadimisoperatsioonide algust viivad vöörilaadimissüsteemiga varustatud süstiktankerid Mihhail Uljanov ja Kirill Lavrov läbi kontaktivaba sildumise, mille puhul kaugus tankeri ja Prirazlomnaja OIRFP vahel on 80 ± 6 m. Et vältida tahtmatut kokkupõrget platvormil on need varustatud süsteemi dünaamilise positsioneerimisega, mis hoolimata tuulest ja lainetest võimaldab tankerit paigal hoida. Tankeri laadimiskiirus võib ulatuda kuni 10 000 m3/h, mis võimaldab tankerit ARCO õliga laadida 8-9 tunniga. Pidevat tööd platvormi kõrval teostavad spetsiaalsed laevad, mis on varustatud uusimate võimsate avariiõli kogumisseadmete komplektidega, mis on ette nähtud talvetingimustes kasutamiseks.

Uus sort Prirazlomnoje väljal toodetud õli kannab nime ARCO - ingliskeelsete sõnade "Arctic" ja "oil" algustähtedest. Uus õliklass tuli esmakordselt maailmaturule 2014. aasta aprillis.

ARCO õlil on kõrge tihedus (umbes 24 API) ja väävlisisaldus umbes 2,3%, samuti madal parafiinisisaldus. Tavalise Venemaa eksportõliga võrreldes suhteliselt raske ARCO sobib hästi süvatöötlemiseks Loode-Euroopa rafineerimistehastes. See toodab unikaalseid keemiatooteid, mida saab kasutada teedeehituses, rehvitootmises, kosmose- ja farmaatsiatööstuses.

Dünaamiline areng ja industrialiseerumine kaasaegne ühiskond toob paratamatult kaasa süsivesinike tooraine tarbimise intensiivse kasvu kõigis inimelu valdkondades. Samal ajal on enamikus mandri nafta- ja gaasipiirkondades naftavarud ammendunud ning maardlate edasise arendamise võimalus eeldab kallite tootmismeetodite kasutamist, mis on otstarbekas ainult siis, kui süsivesinike ressursside turuväärtus on piisavalt kõrge.

Võttes arvesse süsivesinike toorainete domineerivat mõju riigi arengule, on viimastel aastakümnetel arenenud riikides järsult kasvanud huvi mandrilava nafta- ja gaasivarude arendamise probleemi vastu.

mandrilava- ookeanide vetele juurdepääsu omava riigi territoriaalvetest väljapoole ulatuvate allveelaevade merepõhi ja aluspinnas kogu osariigi maismaa territooriumi loomuliku jätku jooksul kuni mandri veealuse piiri välispiirini või kl. 200 meremiili kaugusel lähtejoontest, millest alates mõõdetakse laiust, riigi territoriaalveed, kui mandri merealuse piiri välispiir ei ulatu sellisele kaugusele. Juhtudel, kui mandrivaru ulatub lähtejoontest rohkem kui 200 meremiili kaugusele, ei ole mandrilava välispiir kaugemal kui 350 meremiili lähtejoontest, millest osariigi territoriaalvete laiust mõõdetakse, või mitte kaugemal. kui 100 meremiili 2500-meetrisest isobaadist.

Maailma ookeani pind moodustab 71% Maa pinnast, millest 7% asub mandrilaval, mis sisaldab olulisi potentsiaalseid süsivesinike varusid. Mandrilava, mida geoloogilises ja topograafilises mõttes nimetatakse mandrilavaks, on maismaa jätk mere poole. See tsoon asub ümber mandri ja seda mõõdetakse madalast veest kuni sügavuseni, mille juures põhjakalle järsult suureneb. Üleminekupiir - mandrilava serv on keskmiselt 200 m sügavusel. Selle väärtused võivad aga ulatuda üle 400 m või alla 130 m. On juhtumeid, kui kogu lava pikkuses tsoonis on serva sügavused liiga erinevad ja nende väärtused on palju kõrgemad kui riiulile tüüpilised. Selliseid alasid nimetatakse "piirialadeks".

Mandrilava profiili pinnasel kujul võib kujutada järgmiselt: rannajoone 1 taga on riiul 2, mille serv 3 läheb üle mandrinõlvasse 4, laskudes järsult meresügavusse. Keskmiselt algab see 120 m kõrguselt ja võib jätkuda kuni 200 - 3000 m. Selle järsus on peamiselt 5 °, maksimaalne - 30 ° (Sri Lanka idarannikul). Nõlva 5 jalami taga on setteala, mida nimetatakse mandritõusuks 6, mille kalle on väiksem kui nõlv 4. Edasi asub mere 7 sügavaim tasane osa.

Mandrilava uuringute tulemusena leiti, et selle laius on vastavalt 0 kuni 160 km, laiuse keskmine väärtus on 80 km, serva keskmine sügavus kogu pinna ulatuses. gloobus umbes 120 m ja keskmine kalle on vahemikus 1,5–2,0 m 1 km riiulikauguse kohta mandri rannikust.

Mandrilava arenguteooria väidab, et 18 - 20 tuhat aastat tagasi sisaldasid mandriliustikud rohkem vett kui praegu, mistõttu oli maailmamere tase praegusest oluliselt madalam. Tänapäevane mandrilava kuulus mandrite hulka. Hiljem jäi ta jää sulamise ja selle tagajärjel merepinna tõusu tagajärjel vee alla. Mandrilava tekketeoorias on teada järgmised šelfi moodustumise teooriad:

• varased ideed - riiulid - need on laineerosiooni tagajärjel tekkinud terrassid;
• hilisemad ideed – riiulid – settekivimite ladestumise saadus.

Kuid šelfmuldade uuringute andmed ei ühti nende ideedega täielikult. Võimalik, et mõnel pool tekkis šelf erosiooni, teistes aga settekivimite ladestumise tagajärjel. Samuti võib oletada, et mõlemad tegurid mõjutasid üheaegselt selle päritolu.

Mandrilava uurimine ja arendamine

Süsivesinike leiukohtade avastamise uuringud ja uuringud Maailma ookeani rannikualadel, mida on regulaarselt tehtud alates eelmise sajandi lõpust, näitavad selgelt, et mandrilava aluspinnas on suured naftavarud. ja maagaas.

To 1980ndate alguses umbes 50 riiki Naftatootmise osakaal moodustas 21%, või 631 miljonit tonni ja rohkem kui 15%, või 300 miljardit m 3, gaas.

To XX sajandi 90ndate lõpus nafta- ja gaasiuuringuid mandrilava aladel tegi valdav enamus 120 riigist, millel on juurdepääs merele, ja umbes 55 riiki juba väljaarendatud nafta- ja gaasiväljad. Naftatootmise osakaal avamereväljadelt üle maailma moodustas 26%, või 680 miljonit tonni ja üle 18%, või 340 miljardit m 3, gaas.

Suured avamere nafta- ja gaasitootmispiirkonnad on Mehhiko laht, Maracaibo järv (Venezuela), Põhjameri ja Pärsia laht, mis annavad 75% naftatoodangust ja 85% gaasist. Juba eelmise sajandi lõpus ületas avamere tootmiskaevude arv maailmas 100 tuhande piiri, mis ammutavad naftat enam kui 300 m sügavuselt. Newfoundland (Kanada rannik).

Veealadel tehakse süvauuringuid ja uurimuslikke puurimisi:

• madalas vees - tehissaartelt;
• meresügavusel kuni 100 m - tungrauaga ujuvad puurseadmed (PBU);
• meresügavusel kuni 300-600 m - poolsukeldatavad ujuvad puurplatvormid (SSDR);
• suurel sügavusel - ujuvatest puurimislaevadest.

Puurimisplatvormide park kasvab pidevalt, nagu näitavad allolevas tabelis esitatud andmed:

Enam kui kolmandik kõigist avamere uuringukaevudest on puuritud riiulile Põhja-Ameerika(USA moodustab 40%), kus on avastatud juba üle 300 maardla ja otsingud jätkuvad. Alade areng toimub üha sügavamal. Praegu ammutatakse naftat 300 m ja enamalt, mille jaoks statsionaarne teras ja betoonalused platvormid ning uurimuslikuks puurimiseks vee sügavusel kuni 900 ja 1800 m - vastavalt poolsukeldatavad ujuvad puurplatvormid ja ujuvad puurlaevad.

Alates 1980. aastast on välismaal puuritud keskmiselt 3500-4000 avamerepuurauku aastas, millest 500-600 on uuringukaevud, ülejäänud on tootmiskaevud. Uurimis- ja uurimistööd tehakse kõigil laiuskraadidel ning need on kõige aktiivsemad Põhja- ja Barentsi merel, Sahhalini šelfil. Selle põhjuseks on nende suurte settebasseinide nafta- ja gaasipotentsiaali suured väljavaated, samuti teaduslikud ja tehnoloogilised saavutused avamereplatvormide projekteerimisel ja ehitamisel.

Nafta- ja gaasitööstuse kiire areng Põhjamere piirkonnas on võimaldanud sellistel riikidel nagu Ühendkuningriik ja Norra mitte ainult keelduda impordist, vaid ka eksportida märkimisväärses koguses naftat ja gaasi teistesse riikidesse.

Nafta ja gaasi uurimistööd tehakse ka paljudes Euroopa šelfi piirkondades. Euroopa riikide jaoks pakub huvi suurte gaasiväljade, nagu Groningen (Holland) veealuste laienduste avastamine ja Po oruga (Itaalia) piirnev leiukoht.

Tänu edukale avamereuuringutele tagavad Lääne-Aafrika riikide ning mõnede Pärsia lahe ranniku ja Araabia poolsaare lõunapoolsete riikide nafta- ja gaasivarude suurenemise 35-50% avamereväljadel. Lääne-Aafrika ranniku lähedal puuritakse peamiselt Nigeerias ja Gabonis.

Seega on praegu Põhjameri, Vaikse ookeani šelfivööndi Aasia osa ja Mehhiko laht (USA) jätkuvalt peamised avamere puurimispiirkonnad välismaal.

Nafta ja gaasi uuringuid tehakse ka paljudes Euroopa, Aasia, Austraalia šelfitsoonide piirkondades, aga ka meie riigi mandrilava territooriumil.