книги / Морская нефть. Развитие технологий освоения морских арктических месторождений нефти и газа

Все операции выполнялись в соответствии с графиком. Так как погода была благоприятной, то испытания завершили за 14 сут. Первоначально при благоприятной погоде испытания планировали провести за 12 сут. Однако вследствие необычно хороших погодных условий время испытаний решили увеличить.

Программа испытаний предусматривала их продолжение или завершение в зависимости от состояния бурового судна — его двигателей, системы дина­ мического позиционирования; системы связи; состояния скважины; состояния моря и поведения бурового судна — его вертикальной, килевой и бортовой качки; погодных условий — ветра, волн, видимости; наличия айсбергов и па­ кового льда, скорости айсбергов, расстояния до них.

Анализ информации о характеристиках пласта и особенно пластовых дав­ лений показал, что испытуемая зона должна быть газоносной с некоторым содержанием конденсата.

Программа опробования первоначально предусматривала время отбора продукции, равное 3 ч. Однако, поскольку погода была благоприятной, уда­ лось провести три серии испытаний продолжительностью по 2 ч каждая при трех размерах штуцера в каждой секции, причем общая продолжительность отбора продукции превышала 9 ч. Время испытаний распределялось следую­ щим образом:

В процессе испытаний скважина фонтанировала с дебигами до 56 тыс. м3/сут газа без примесей сероводорода и до 17 м3/сут конденсата.

Успешное бурение скважины «Хекья 0-71» (скважина оказалась продук­ тивной и была подтверждена техническая возможность бурения в данном районе) могло стимулировать расширение поисково-разведочных работ в Девисовом проливе и севернее. Скважину «Хекья 0-71» пробурили до глубины 4566 м, однако вскрытую структуру оценили не полностью. В Девисовом про­ ливе имелись и другие структуры, так что перспективы нефтегазоносности этого района весьма благоприятные.

Условия работ в Северном Ледовитом океане очень осложняются дрейфом ледовых полей, долгой полярной ночью и неблагоприятным воздействием низ­ ких температур на людей и оборудование. В 1970 г. возможность проведения разведочного бурения в этом районе подвергалась сомнению. Добыча нефти

здесь представлялась затруднительной (по крайней мере, до конца столетия) как с экономической, так и с экологической точки зрения.

В 80-е гг. XX в. проведение разведочных работ и разработка месторож­ дений в условиях Северного Ледовитого океана становилась осуществимой. Наиболее перспективным методом борьбы с натиском ледяных полей счита­ лось возведение искусственных островов.

Результаты разведочного бурения показали, что месторождения в море Бофорта могут быть введены в стадию разработки. Разведочные скважины прошли через мощные отложения. На нескольких скважинах опробование дало значительные дебиты. Открытие профилирующего нефтяного месторождения

в1979 г., результаты интерпретации сейсмических исследований и геологи­ ческое строение указывали, что структура Копаноар потенциально сходна по параметрам и продуктивности с месторождением Фортиз в Северном море.

Для подтверждения возможности разработки нефтяных месторождений

вморе Бофорта были проведены следующие исследовательские работы:

-определение минимума извлекаемых запасов нефти (64 тыс. м3) на одну эксплуатационную платформу;

-тщательное изучение существующих ледовых условий и воздействия

льда на эксплуатационную платформу;

-изучение особенностей и определение стоимости танкерного транспор­ тирования добываемой нефти через Северо-Западный проход;

-определение степени загрязнения окружающей среды как в районах до­ бычи, так и на трассе танкерного транспортирования нефти.

Проведенные исследования показали, что эксплуатация месторождений

ипоследующее транспортирование добываемой нефти возможны со всех то­ чек зрения: технологической, экономической и экологической.

Из всех месторождений, открытых в море Бофорта, структура Копаноар являлась наиболее перспективной. Хотя сейсмические исследования уже до­ казали, что запасы нефти в ней можно отнести к промышленным, все же для более точной их оценки было необходимо дополнительное бурение.

Месторождение Копаноар должно было разрабатываться в два этапа: одна скважина должна быть пробурена в восточной части в 1980 г., другая— в начале 1981 г. Положительные результаты бурения первой скважины дали бы возмож­ ность планировать более широкое строительство островов для других платформ. Первая нефть должна была поступить на рынки Восточной Канады к 1981 г.

Большие трудности при разработке месторождений в море Бофорта созда­ ют плавучие льды, встречающиеся практически в течение всего года. За деся­ тилетие 1970-1980 гг. частными и правительственными исследовательскими группами были проведены работы по изучению характеристик морского дрей­

фующего льда, как однолетнего, так и многолетнего. Толщина многолетних ледяных полей достигала 30 м, а диаметр — 5 км. Изредка через море Бофорта проходят небольшие айсберги (толщиной до 60 м и диаметром 7-15 км), об­ разующиеся в результате сползания глетчеров с острова Эллесмер.

Конструкции платформ, устанавливаемых в море Бофорта, должны сущест­ венно отличаться от конструкций платформ, применяемых при разработке мор­ ских месторождений в других шельфовых зонах. Для проведения разведочного бурения к 1980 г. было сооружено 17 искусственных островов, последний из которых расположен в водах глубиной 20 м. Ни один из этих островов не был поврежден ледяными полями.

Сопротивление искусственного острова срезающему воздействию ледовых полей примерно пропорционально объему его надводной части. Типичные ис­ кусственные острова для разведочного бурения и размещения эксплуатацион­ ного оборудования имеют высоту 3-4 м и 25 м, диаметр 100 м и 500-600 м со­ ответственно. Следовательно, сопротивление срезу эксплуатационного остро­ ва превышает сопротивление острова для разведочного бурения в 50-100 раз.

Предлагалась также конструкция искусственного острова-атолла, пред­ назначенного одновременно как для эксплуатации месторождения, так и для налива добываемой нефти в танкеры.

В 1933 г. один из первых искусственных островов был построен в Север­ ном море у берегов Нидерландов. Для возведения его понадобилось 30 млн м3 песка и 13 млн м3 глины.

Строительство искусственных островов в море Бофорта имеет свои осо­ бенности, обусловленные наличием плавучих льдов, глубиной вод 60 м и бо­ лее, неблагоприятными характеристиками грунта, используемого для насыпки. Транспортирование добываемой нефти (по крайней мере, до объема добычи 120 тыс. м3/сут) от месторождений в море Бофорта к Восточной Канаде рента­ бельнее осуществлять танкерами, а не трубопроводом. Использование танке­ ров ускорит ввод месторождений в эксплуатацию, так как отпадает длитель­ ный период укладки трубопровода. Танкер дедвейтом 200 тыс. т при мощности двигателей ПО тыс. кВт может следовать через Северо-Западный проход со скоростью 33 км/ч в открытых водах и 11 км/ч во льдах толщиной до 3 м. Если принять, что протяженность пути следования танкера от района добычи нефти в море Бофорта до Восточной Канады и обратно составляет 12800 км и продолжительность стоянки в порту — 3 сут, то за год каждый танкер сможет выполнять 16 рейсов при перевозочной способности 8 тыс. м3/сут.

Оценочные затраты на разработку месторождения Копаноар примерно в два раза превышают фактические затраты на разработку месторождения Фортиз в Северном море.

Если месторождения Копаиоар и другие, открытые в море Бофорта, оказа­ лись бы промышленными, то начало добычи нефти в этом районе ожидалось к 1985 г.

Великобритания смогла полностью обеспечивать себя нефтью через де­ вять лет после открытия (в начале 70-х гг.) нефтяных месторождений в Север­ ном море, т. е. в 1979 г., когда добыча нефти в стране достигла 320 тыс. м3/сут. Если Канада за такой же период (девять лет) смогла бы довести добычу нефти

вморе Бофорта до 80-160 тыс. м3/сут, то импорт нефти мог бы прекратиться.

В1982 г. между федеральным правительством Канады и властями про­ винций, прилегающими к Атлантическому океану, продолжался спор о том, кому пршшдлежат морские ресурсы углеводородов и как распределять налоги, взимаемые с фирм, ведущих разработку месторождений, поскольку эксплуа­ тация морских месторождений у восточного побережья Канады и в Арктике позволяла стране добиться энергетической самообеспеченности.

Разработка морских месторождений, расположенных у восточного побе­ режья Канады на обширных акваториях от провинции Новая Шотландия до моря Бофорта и островов Арктического архипелага позволяла, по оценочным данным, в течение 125 лет удовлетворять внутренний спрос Канады на обыч­ ную нефть.

Федеральное правительство осознавало, что энергетическое будущее Ка­ нады связано с эксплуатацией морских месторождений. Предлагалось, чтобы 80% расходов на разведку приходилось на долю канадских фирм. Правитель­ ство было намерено контролировать деятельность нефтяных компаний, которые бурят скважины на участках, принадлежащих федеральному правительству.

Расходы па разведку в 1981 г. составили 1 млрд дол. (канадских). После того как в Канаде начала осуществляться программа национальной энерге­ тической политики, объем нефтяных операций в стране снизился. В 1982 г.

вморе у восточных берегов Канады разведочное бурение велось с помощью семи передвижных установок. Кроме того, в море Бофорта бурили с четырех искусственных островов и здесь же действовали четыре буровых судна группы «Доум». В 1980 г. у восточного побережья Канады эксплуатировалось 12 бу­ ровых установок.

Следует отметить, что в 1981 г. впервые в Канаде расходы на разведочные работы в море составили 1 млрд дол. (из них 400 млн дол. было затрачено на разведку у восточного побережья страны 600 млн дол. — на разведку в Аркти­ ке). Всего в 1981 г. на разведку в Канаде израсходовали 2,5 млрд дол. Таким образом, расходы на разведку на море составили 40% от общих затрат.

По прогнозу Боба Менелея (вице-президент по разведочным работам фир­ мы «Петро-Канада»), в 1982 г. у берегов канадских провинций, прилегающих

к Атлантическому океану, должно было действовать от 9 до 15 буровых устано­ вок. Министр финансов Аллен Макичен, выступая в июне 1981 г. на конферен­ ции по разработке морских месторождений, которая состоялась в Галифаксе, заявил, что, у побережья провинций, прилегающих к Атлантическому океану, в 1982 г. будет эксплуатироваться 15 буровых установок, а в 1983 г. их число, возможно, увеличится до 20.

Доказанные запасы нефти в Канаде в 1982 г. составили 1270 млн м3. Сюда не входили запасы в недавно обнаруженных крупных месторождениях в про­ винции Альберта, море Бофорта и у берегов Лабрадора, так как эти месторож­ дения еще не были оконтурены.

Потенциальные запасы нефти в Канаде в 1982 г. оценивались в 14,3 млрд м3. Полагали, что они в основном сосредоточены в море Бофорта и в Атлантичес­ ком океане у восточного побережья страны. Доказанные и потенциальные за­ пасы газа оценивались в 34 трлн м3 (интересно отметить, что внутреннее по­ требление газа на ближайшие 25 лет прогнозировалось в 2,2 трлн м3).

В 1982 г. активизировалось разведочное бурение восточнее Новой Шотлан­ дии; компания «Петро-Канада» пробурила скважину в 64 км восточнее острова Сейбл, а фирма «Шелл» пробурила четыре скважины, в том числе три — в во­ дах глубиной 1200-1500 м.

Оценивались запасы газового месторождения Веичур, чтобы определить, достаточны ли они для промышленной разработки. Это месторождение на­ ходится на шельфе Новой Шотландии, восточнее острова Сейбл. Считалось, что для его рентабельной разработки запасы газа должны составлять минимум 85 млрд м3, и, по-видимому, такие запасы в месторождении имеются. Для ме­ сторождения Венчур характерны многочисленные пласты с высоким давлени­ ем, залегающие на глубине более 4570 м.

Поскольку при бурении морских скважин у берегов Новой Шотландии встречается аномально высокое пластовое давление, не наблюдаемое обычно в большинстве других районов Канады, то требовалось использовать специ­ альное оборудование, предназначенное для работы при высоких давлениях.

Запасы газа и конденсата в районе острова Сейбл, провинции Новая Шот­ ландия, оценивались в 48-286 млрд м3, а общая стоимость извлечения этих запасов соответственно могла составить 1,66-6,8 млрд дол.

Спомощью ЭВМ была составлена экономическая модель разработки

иэксплуатации данного района, учитывающая геологию, природные усло­ вия, затраты, сроки и цены. Модель позволила определить предполагаемые

иизвлекаемые запасы газа, рассчитать стоимость разработки и нормы при­ были, составить временные графики и графики движения денежных фондов (табл. 3.2).

ния жидкости и повышения пропускной способности трубопроводов каждые 4-6 ч предусматривалась чистка линий скребком.

В качестве платформ предполагалось использовать стандартные свайные сооружения. Рыхлый песчаный грунт и суровые климатические условия в райо­ не острова Сейбл вызывали необходимость увеличения числа свай, причем сами сооружения должны быть утяжеленного типа. Сваи забивались с помо­ щью кранового судна типа «Галф» грузоподъемностью 500 т. Для перевоз­ ки блоков конструкций намечалось использовать полупогружное судно типа «Хеерема» или транспортные баржи общего назначения, так как этот район известен своими штормами и мореходство здесь сопряжено со значительными трудностями.

Был составлен график разработки района, состоящий из следующих пунк­

тов:

-оконтуривание месторождений с помощью трех буровых установок, 1980-1982 гт. (не выполнено из-за нехватки буровых установок);

-определение запасов, конец 1982 г.;

-подача заявок на проведение работ, конец 1982 г.;

-предварительное разбуривание скважин на месторождении Венчур, се­ редина 1983 г. (табл. 3.3);

Таблица 3.3 — Данные исследования скважин на месторождении «Венчур»

*Испытания скважины Б-43 продолжаются.

-строительство и установка платформы на месторождении Венчур, 1984-1985 гг.;

-завершение буровых работ на месторождении Венчур, конец 1987 г.;

-начало эксплуатация, январь 1988 г.

На месторождениях Тебо и Ситналта аналогичные работы планировалось выполнить годом позже (табл. 3.4).

Таблица 3.4 — Стоимость извлечения наиболее вероятных запасов газа (95,2 млрд м3) в районе острова Сейбл, млн дол.

Предполагалось, что промышленная эксплуатация всех месторождений начнется почти одновременно, а обустройство каждого займет 4-6 лет. Боль­ шое число объектов создавало немалые трудности в обеспечении района рабо­ чей силой и материалом. Для провинции Новая Шотландия более приемлемой представлялась поэтапная разработка, однако масштабы открытых залежей и сроки освоения могли этому воспрепятствовать.

Для определения производственных издержек были взяты стоимостные показатели, характерные для Северного моря, так как многие трудности, с ко­ торыми приходится сталкиваться при разработке данного района, будут таки­ ми же. Шельф у острова Сейбл должен был стать одним из первых объектов морских разработок в Канаде, поэтому источники материалов и рабочей силы еще не были точно определены. К тому же их стоимость могла возрасти в ре­ зультате конкуренции со стороны других промышленных отраслей провинции Новая Шотландия.

Капиталовложения в строительство трубопроводов и газоперерабатываю­ щих установок в районе острова Сейбл, млн дол.:

Всего 2772,67

Разработанная программа освоения указанных выше месторождений предпо­ лагала проведение коррекции в случае возникновения каких-либо осложнений.

15 февраля 1982 г. у берегов Канады произошла авария с самой большой

вмире полупогружной платформой «Оушн рейнджер», которая работала на месторождения Хиберниа по контракту с фирмой «Мобил». Крупнейшая

вмире полупогружная буровая платформа стоимостью 125 млн дол. принад­ лежала фирме «Одеко». Работая в 264 км от берегов Ньюфаундленда, во время шторма она перевернулась и затонула. При этом погиб весь экипаж платфор­ мы — 84 чел. Это была самая крупная авария из когда-либо происходивших во время буровых работ. По числу жертв она стояла на втором месте после аварии с плавучим отелем «Александр Килланд» в 1980 г. (погибли 123 чел.). По страховому полису фирма «Одеко» получила 86,5 млн дол.

Самоходная платформа «Оушн рейнджер» (121x80 м) была спроекти­ рована для бурения скважин глубиной до 7600 м на глубинах моря до 900 м при скорости ветра до 115 км/ч и высоте волны до 33,5 м. Платформа работала на глубине моря 78 м. В скважину были спущены обсадные трубы и завершено цементирование.

Шторм начался в результате образования зоны низкого давления, которая, зародившись на юге США, переместилась в район мыса Гаттерас на море и ста­ ла быстро двигаться в северо-восточном направлении вдоль Атлантического побережья. 14 февраля службой погоды в Ньюфаундленде было дано штор­ мовое предупреждение: ожидался юго-западный ветер до 90-110 км/ч, к вече­ ру — перемена направления ветра на северо-западное и увеличение скорости.

В16 и 24 км от платформы «Оушн рейнджер» на месторождении Хи­ берниа работали полупогружные платформы «Сапата аглэнд» и «Седко 706». Приборы на одной из них зафиксировали некоторые характеристики шторма (в результате которого произошла катастрофа): скорость ветра 176 км/ч и вы­ соту волны 15 м.

Период сильных штормов продолжался в этом районе до конца февраля, что, естественно, помешало должным образом организовать спасательные работы.

16 февраля в 139 км от «Оушн рейнджер» затонуло советское грузовое судно «Механик Тарасов», сменившее курс по сигналу «SOS», переданному

стерпящей бедствие платформы.

Фирмы «Мобил» и «Одеко» заявили, что причины гибели платформы «Оушн рейнджер» не удастся выяснить до окончания штормов.

За 6 мес. до гибели платформа «Оушн рейнджер» прошла освидетельство­ вание Американским бюро судоходства и за две недели до случившегося была обследована канадскими официальными органами. Согласно документам этих проверок состояние платформы не вызывало опасений.

Остов крупнейшей в мире полупогружной буровой установки «Оушн рейнджер» был обнаружен с подводной лодки «Мантис». Буровая установка лежала вверх дном на глубине 80 м в 315 км юго-восточнее г. Сент-Джонса.

После трагической гибели полупогружной буровой платформы «Оушн рейнджер» фирма «Мобил» приостановила работы на месторождении Хиберниа восточнее Ньюфаундленда. На месторождении уже были закончены че­ тыре нефтяные скважины, кроме того в 37 км юго-восточнее него пробурили скважину «Хеброн 1-13», открывшую новую залежь.

В 1983 г. Американское национальное управление по безопасности в об­ ласти транспорта опубликовало отчет о причинах аварии платформы «Оушн рейнджер». Основной вывод отчета — авария произошла из-за недостаточ­ ной подготовки персонала. Приведено около 30 рекомендаций, чтобы не до­ пустить подобных трагедий в будущем. Анализируя события, которые приве­ ли к аварии, управление пришло к выводу, что волны разбили иллюминатор балластного отсека правого борта третьей палубы, находящийся в 9 м над уровнем воды. Попадание соленой морской воды в схему управления балласт­ ными отсеками вызвало короткое замыкание, после чего открылся доступ для воды в несколько бортовых отсеков. Попытки перейти на ручное управление клапанами балластных отсеков оказались безуспешны. Крен платформы стал увеличиваться и она опрокинулась. Управление рекомендовало, чтобы впредь лица, ответственные за процесс балластировки платформы, сдавали специаль­ ный экзамен.

В 1981 г. у берегов Ньюфаундленда испытали семь скважин. Все эти рабо­ ты проводила фирма «Мобил». Были испытаны следующие скважины: «Хиберниа В-08» (оконтуривающая), «Хиберниа G-55A» (окоитуривающая, ока­ залась сухой), «Хеброн 1-13» (поисковая), «Саут Темпест G-88» (поисковая), «Шеридан J-87» (поисковая), «Хиберниа К-18» (оценочная), «Уэст флайинг фоам L-23» (поисковая).

Скважина «Хиберниа К-18» (пятая скважина, пробуренная на структуру Хиберниа) значительно прирастила нефтеносную площадь месторождения в северо-западном направлении. Скважину пробурили до 5039 м, она нахо­ дится в 5 км северо-западнее скважины-открывательницы Р-15. В скважине «Хиберниа К-18» нефть и газ получили из всех девяти испытанных зон, при­ чем максимальный приток нефти составил 738 м3/сут, а газа 189182 м3/сут. Испытания показали, что имеются три основные геологические формации, и подтвердили продуктивность зон, которые прежде вскрыли скважина-от- крывателышца Р-15 и другие оценочные скважины.

Из пяти скважин, пробуренных на структуру Хиберниа, только одна (G-55A) оказалась сухой.