Буровая в море. Виды буровых вышек

Нефтяные (буровые) вышки - это сооружения, которые являются частью бурильных станций. Они делятся на мачтовые и башенные и используются для:

СПО (спускоподъемных операций);
поддержки (на талевой основе) буровой колонны при бурении;
размещения бурильных труб, извлеченных из скважины;
расположения талевой системы;
размещения механизмов СПО и АСП, платформ: рабочей, экстренной эвакуации и вспомогательного оборудования;
расположения верхнего привода.

Нефтяные вышки России строятся в основном на судоверфях Калининграда, Северодвинска, Выборга и Астрахани. Все буровые установки - это сложнейший комплекс, который предназначен для бурения любых скважин, как на земле, так и в море.

Первые нефтяные вышки в России были построены на Кубани. И одна из них дала фонтан нефти, позволивший вырабатывать более 190 тонн в сутки.

Виды бурения

Бурение разделяется на два вида: горизонтальное и Горизонтальное бурение - это бестраншейный управляемый метод прокладывания коммуникаций под землей с помощью специальных буровых установок. Бурение скважин - процесс большого и малого диаметра. Дно при этом называется забоем, а поверхность - устьем.

Буровая колонна

Буровая колонна - основная часть конструкции нефтяной вышки. Колонна состоит из:

Сама по себе бурильная колонна - это сборка из специальных бурильных труб, которые спущены в скважину. Трубы предназначаются для подачи механической и гидравлической энергии непосредственно к долоту, чтобы создать на него необходимую нагрузку и управлять траекторией скважины.

Функции бурильной вышки

Нефтяная вышка выполняет следующие функции:

передает вращение между ротором и долотом;
воспринимает реактивные моменты от двигателей забоя;
подает промывочный агент к забою;
подводит мощность (гидравлическую) к двигателю и долоту;
вдавливает долото в породы при помощи силы тяжести;
обеспечивает замену двигателя и долота путем их транспортировки к забою;
позволяет проводить специальные и аварийные работы в самой скважине.

Работа нефтяной вышки

Предназначена нефтяная вышка для спуска и подъема в колонны. При этом вышка позволяет поддерживать ее на весу. Так как масса таких поддерживающих элементов многотонна, для уменьшения нагрузки используется специальное оборудование. А подъемное оборудование - одна из основных составляющих любой буровой вышки.

Также нефтяная вышка выполняет и ряд других работ: размещает в бурильной колонне талевую систему, и другое оборудование. При работе вышки самая большая опасность - это полное или частичное их разрушение. Чаще всего основной причиной является недостаточный надзор за конструкцией при эксплуатации.

Спускают и поднимают бурильные колоны по несколько раз. Операции эти строго систематичны и последовательны. Нагрузки на лебедку - цикличны. Когда происходит подъем, то мощность крюка идет от двигателя к лебедке, при спуске - наоборот. Для того чтобы мощности использовались максимально, применяют многоскоростные режимы работы. При бурении и после его окончания свечи поднимаются строго на 1-й скорости.

Разновидности буровых вышек

Нефтяные вышки делятся на разные типы по высоте, конструкции и грузоподъемности. Помимо вышек мачтового типа, используют и башенные, собирающиеся сверху вниз. Перед началом сборки монтируется подъемник на основании вышки. После полного монтажа он демонтируется.

Привышечные сооружения

При монтаже нефтяной вышки всегда проводится возведение рядом с ней привышечных сооружений, таких как:

редуктор;
насосный сарай;
приемный мост (наклонный или горизонтальный);
система очистки породы;
склады для сыпучих материалов и химреагентов;
вспомогательные сооружения при бурении (трансформаторные площадки и т. д.);
бытовые объекты (столовая, общежития и т. д.);
талевая система;
лебедки;
инструменты для развинчивания и свинчивания БТ.

Морские нефтяные вышки

От бурильной вышки, которая находится на суше, морская отличается наличием воды между буровой установкой и устьем скважины. Есть несколько способов бурения на акваториях:

со стационарных морских платформ;
с гравитационных морских платформ;
с буровых самоподъемных установок;
с буровых полупогружных установок;
с буровых судов.

Нефтяная вышка в море - это платформа, основание которой опирается на дно, а сама она возвышается над морем. После окончания эксплуатации платформа остается на своем месте. Поэтому предусмотрена водоотделяющая платформа, которая изолирует скважину от воды и соединяет устье с площадкой платформы. На МСП монтируется устьевое оборудование.

Для того чтобы отбуксировать платформу к скважине, применяют пять буксиров, при этом участие принимают и вспомогательные суда (сопровождения, тягачи и т. д.). Морская гравитационная платформа - это основание, которое изготавливают из стали и железобетона. Нефтяная вышка строится в глубоких заливах и буксирами доставляется в нужную точку. Она предназначена как для бурения, так и для хранения и до ее отправки. Имеет большой вес, поэтому дополнительные устройства для удержания ее на месте не требуются.

Самоподъемная установка обладает хорошей плавучестью. Устанавливается на дно при помощи подъемных механизмов на недосягаемую для волн высоту. После окончания эксплуатации используют обсадные колонны и ликвидационные мосты.

Полупогруженная установка состоит из оборудованной площадки и понтонов, соединенных колоннами. Понтоны заполняются водой и погружают платформу на нужную глубину.

Самоподъемные установки имеют хорошую плавучесть и большой корпус, что обеспечивает буксировку сразу с установленным на них оборудованием. В установленной точке их опускают на дно и погружают в грунт.

Как сделать нефтяную вышку и из чего она изготавливается?

Буровые вышки изготавливают из профильного проката или отработанных компрессорных труб. Делают их высотой до 28 метров, а грузоподъемностью - до 75 тонн. Высокие вышки наиболее удобны, так как подъем и спуск можно производить не только одиночками, но и коленами, что значительно ускоряет работы.

Расстояние между нижними ногами вышки и верхней частью делают примерно по 8 метров. Если скважина неглубокая, то потребуются и мачты. Вышки и мачты монтируют на крепком фундаменте, который обязательно укрепляют дополнительно при помощи крепящихся к якорям.

На вышках устанавливают кронблоки, где располагается талевая система с крюком для подъема. Работа на нефтяных вышках предусматривает установку лестниц, которые монтируются для рабочих. Изготавливаются они из металла или дерева.

Эту публикацию мы делаем для тех, кому всегда было интересно, как устроена морская буровая платформа и как работает это чудо инженерной мысли.

Типы морских платформ:

стационарная нефтяная платформа;

морская нефтяная платформа, свободно закреплённая ко дну;

полупогружная нефтяная буровая платформа;

мобильная морская платформа с выдвижными опорами;

буровое судно;

плавучее нефтеналивное хранилище (FSO) - плавучее нефтехранилище, способное хранить нефть или хранить и отгружать на побережье;

плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO) - плавучее сооружение, способное хранить, отгружать и добывать нефть;

нефтяная платформа с растянутыми опорами (плавучее основание с натяжным вертикальным якорным креплением).

Четыре основных компонента нефтяной платформы: корпус, буровая палуба, якорная система и буровая вышка – позволяют решать задачи по разведыванию и добыче черного золота в условиях большой воды.

Корпус – это по сути своей понтон с треугольным или четырехугольным основанием, которое поддерживают огромные колонны. Над корпусом находится буровая палуба, выдерживающая сотни тонн бурильных труб, несколько грузоподъемных кранов и полноразмерную вертолетную площадку. Над буровой палубой возвышается буровая вышка, задачей которой является опускать/поднимать к морскому дну бур. В море всю конструкцию удерживает на месте якорная система. Несколько лебедок крепко натягивают стальные швартовые тросы, заякоренные на океанском дне, и удерживающие платформу на месте.

Принцип работы

Процесс добычи нефти начинается с сейсмической разведки. В море сейсмическая разведка проводится с помощью специальных кораблей, обычно водоизмещением до 3 000 тонн. Такие суда разматывают за собой сейсмические косы, на которых расположены гидрофоны (приемные устройства) и создают акустические волны с помощью источника колебаний (пневмопушки). Ударные акустические волны отражаются от пластов земли, и, возвращаясь к поверхности, улавливаются гидрофонами. Благодаря таким данным создают двухмерные и трехмерными сейсмические карты, на которых видны потенциальные резервуары с углеводородами. Однако никто не может гарантировать, что он нашел нефть, пока она не хлынет из скважины.

Итак, после разведки, начинается процесс бурения. Для бурения команда собирает бур секционно. Каждая секция имеет высоту 28 метров и состоит из железных труб. Например, нефтяная платформа EVA-4000 способна соединить максимум 300 секций, что позволяет углубиться в земную кору на 9,5 км. Шестьдесят секций в час, с такой скоростью опускают бур. После сверления бур вынимается для запечатывания скважины, чтобы нефть не вытекала в море. Для этого на дно опускают противовыбросовое оборудование или превентор, благодаря которому ни одно вещество не покинет скважину. Превентор высотой 15 м и весом 27 тонн снаряжен контрольным оборудованием. Он действует как огромная втулка и способен за 15 секунд перекрыть нефтяной поток.

Когда нефть найдена, нефтяная платформа может перемещаться в другое место для поиска нефти, а на ее место прибывает плавучая установка для добычи, хранения и отгрузки нефти (FPSO), которая выкачает нефть из Земли и отправит ее на нефтеперерабатывающие заводы на берегу.

Нефтедобывающая платформа может стоять на якоре десятилетиями, невзирая на любые сюрпризы моря. Ее задача извлекать нефть и природный газ из недр морского дна, отделяя загрязняющие элементы и отправляя нефть и газ на берег.

Нефтяная буровая установка представляет собой комплекс специализированного оборудования для . Устанавливается непосредственно на месте бурения, с помощью нее операции выполняются самостоятельно, поскольку все механизмы автоматизированы. Буровое оборудование позволяет добывать нефть при любых погодных условиях.

Места использования нефтяных буровых установок

Нефтяные буровые установки применяют в нескольких случаях.

При получении скважин небольшого размера, в основном до 25 м, предназначенных для сейсморазведки, часто их бурят на месте, где уже определено наличие нефти, они необходимы для оценки количества добываемого материала и составления плана работ на местности.

Для бурения добывающих скважин, глубина их составляет до 6000 м, применяются для получения газа, нефти и других видов твердых полезных ископаемых;

Для получения скважин оценки, с помощью них специалисты составляют прогнозы и анализ движения нефтяных плит на исследуемой территории, а также определяют приблизительное количество полезных ископаемых.

Для рытья скважин контроля – происходит слежение за давлением в местах проведения работ.

Для проделывания наблюдательных отверстий, они позволяют отследить количество добытого материала и его остатки. Таким способом можно оценить контакт нефти и газа с водой.

Нефтяные буровые установки также используются для ремонта нефтегазовых скважин, и получения .

Назначение установок

Нефтяные системы предназначены для бурения скважин, отличающихся не только размерами, но и

назначением. Именно такие различия и определяют цели бурения:

Инженерно-геологические изыскания (используют для изучения местности, состава геологических плит).
Гидрогеологическое бурение (необходимо для добычи воды, а также понижения ее уровня на определенном участке).
Установки незаменимы для проведения геотермального теплоснабжения.
Строительные работы (проведения строительных мероприятий, обустройство свайных и микросвайных оснований, размещение анкеров).
Геологоразведочные мероприятия (изучение геологического строения местности, составление прогноза и проведение анализа дальнейшего ее поведения).
Прогнозирование сейсморазведочных работ.
Установка опор для ЛЭП.

Буровое оборудование имеет широкое распространение, что означает различные конструктивные особенности каждого типа. К тому же определенный тип машины может работать только при определенных климатических условиях.

Виды и классификация нефтяных буровых установок

Различают несколько типов классификаций нефтяных комплексов, в основе которых определен важный критерий установки.

Конструкция

По конструкционным особенностям машины различаются между собой. Это объясняется тем, что определенный тип машины применяется только для узкого вида работ. По конструкции оборудование бывает:

Мачтовые (механическая часть располагается на двух опорах).
Башенные (имеет 4 механизма опоры, нагрузка на каждый из них распределяется равномерно).

Как правило, башенные агрегаты отличаются большими размерами, а также высокой производительностью работ.

Способ перемещения

Буровое оборудование имеет различия и по способу перемещения. Эти особенности очень важны для работ на разных типах местности. Буровые агрегаты по критерию перемещения делят:

передвижные;
стационарные.

Передвижные нефтяные буровые установки незаменимы при разведывательных мероприятиях, а также изучения состава местности. С помощью них специалисты берут пробы на проведение различных исследований. Стационарные же модели необходимы для добычи материала.

Место размещения

Добыча полезных ископаемых может проводиться на любой местности, независимо от того, твердая это поверхность или водоем. Основываясь на данные критерии, буровые установки разделяют на:

наземные;
морские (фиксация осуществляется на дно).

Нефтяные месторождения могут располагаться в любом месте, к тому же ее количество не зависит от того, находится она на твердой поверхности или в воде. Поэтому машины могут выкачивать нефть при любых условиях.

Способ бурения

Чтобы пробурить скважины, используют различные типы бурения. В зависимости от этого нефтяные установки разделяются:

Вращательное бурение (работы осуществляются за счет вращательного движения специального конструктивного элемента машины).
Вращательно-ударное бурение (для получения скважины используется определенная сила удара, после чего элемент установки начинает вращательное движение).
Ударное (бурение проводится за счет удара элемента о поверхность местности).
Бурение вибрацией.
Огнеструйное бурение.

В последнее время разработан новый вид бурового оборудования, с помощью которого образование скважины происходит за счет разрядно-импульсного бурения.

К тому же нефтяные вышки могут работать от электрического, электрогидравлического или дизельного привода.

Конструкция нефтяных буровых установок

Нефтяная буровая установка включает в своей конструкции несколько систем.

Энергетическая

Двигатель перерабатывает топливо в необходимый вид энергии, с помощью которой происходит питание генератора электрического типа. Он в свою же очередь осуществляет поток электроэнергии остальным механизмам и агрегатам машины.

Механическая

В этой части расположено подъемное устройство, которое перемещает тяжелые элементы. К тому же в этой части нефтяной буровой конструкции расположен ствол ротора.

Вспомогательная

Система включает в себя дополнительное оборудование, с помощью которого имеется свет, вентиляционные элементы, а также может осуществляться движение агрегата.

Информационная

Осуществление строгого контроля над работой всех типов агрегатов и механизмов. При наличии неполадки срабатывает оповестительный сигнал.

Циркуляционная

С помощью данного типа системы происходит продвижение химического раствора в бурильную колонну. Под определенным давлением он перемещается по всем трубам и попадает в ствол ротора.

Помимо систем, из которых состоят нефтяные комплексы, выделяют рабочие органы устройства:

Буровая вышка (поддерживает бурильную машину во время проведения работ на местности, осуществляет спуск и подъем необходимого оборудования).
Высокотехнологичные насосы (осуществляют закачку в систему химического раствора).
Система трубопроводов (происходит соединение механизмов и агрегатов между собой).
Ротор (осуществление движение бура при проведении работ, а также поддержание равновесия оборудования).
Бур (агрегат, с помощью которого происходит разрушение пород местности, где проводятся работы).
Лебедки (подают инструмент на забой, обеспечивают вращение ротора).

К тому же в агрегате находятся такие элементы, как превенторы, которые обеспечивают герметичное фиксирование клапанов труб.

Использование нефтяных систем

Устанавливают системы для получения нефти блоками или агрегатами. В качестве монтажной основы применяются облегченные опоры. Эксплуатация осуществляется в несколько этапов:

Подготовка участка, где будет находиться данная система, проверка всего оборудования на исправность и целостность.
На местности проводят разметку, а также убирают все устройства, которые характеризуются высокой степенью пожароопасности.
В первую очередь собирается опорная часть, состоящая из лебедки и ротора, к ним уже при помощи специальных болтов прикрепляют хозяйственную и вспомогательную установку.
После этого осуществляется сборка осей, стола ротора и будущего центра скважины.

Заключительным этапом проводится сборка вышки и дополнительного к ней оборудования. Все работы ведутся с помощью машинного крана.

Доставка машины для бурения считается довольно сложным процессом, который включает в себя:

Расчет, согласно ему решается вопрос о методе транспортировки.
Определение маршрута, в этом случае учитываются все уклоны местности, а также качество дороги.
Проверка и подготовка оборудования, с помощью которого будет крепиться агрегат к транспортировочному оборудованию.
Погрузка.

Доставка буровой установки может осуществляться полуприцепным механизмом, если позволяют размеры агрегата.

Морская добыча нефти, наряду с освоением сланцевых и трудноизвлекаемых углеводородных запасов, со временем вытеснит освоение традиционных месторождений «чёрного золота» на суше в силу истощения последних. В то же время, получение сырья на морских участках осуществляется преимущественно с применением дорогих и трудоёмких методов, при этом задействуются сложнейшие технические комплексы - нефтяные платформы

Специфика добычи нефти в море

Сокращение запасов традиционных нефтяных месторождений на суше заставило ведущие компании отрасли бросить свои силы на разработку богатых морских блоков. Пронедра писали ранее, что толчок к развитию данного сегмента добычи был дан в семидесятые годы, после того, как страны OPEC ввели нефтяное эмбарго.

По согласованным оценкам специалистов, предполагаемые геологические нефтяные запасы, располагающиеся в осадочных слоях морей и океанов, достигают 70% от совокупных мировых объёмов и могут составить сотни миллиардов тонн. Из этого объёма порядка 60% приходятся на шельфовые участки.

К настоящему времени из четырёх сотен нефтегазоносных бассейнов мира половина охватывает не только континенты на суше, но и простирается на шельфе. Сейчас разрабатываются порядка 350 месторождений в разных зонах Мирового океана. Все они размещаются в пределах шельфовых районов, а добыча производится, как правило, на глубине до 200 метров.

На актуальном этапе развития технологий добыча нефти на морских участках сопряжена с большими затратами и техническими сложностями, а также с рядом внешних неблагоприятных факторов. Препятствиями для эффективной работы на море зачастую служат высокий показатель сейсмичности, айсберги, ледовые поля, цунами, ураганы и смерчи, мерзлота, сильные течения и большие глубины.

Бурному развитию нефтедобычи на море также препятствует дороговизна оборудования и работ по обустройству месторождений. Размер эксплуатационных расходов увеличивается по мере наращивания глубины добычи, твёрдости и толщины породы, а также удалённости промысла от побережья и усложнения рельефа дна между зоной извлечения и берегом, где прокладываются трубопроводы. Серьёзные затраты связаны и с выполнением мероприятий по предотвращению утечек нефти.

Стоимость одной только буровой платформы, предназначенной для работы на глубинах до 45 метров, составляет $2 млн. Техника, которая рассчитана на глубину до 320 метров, может стоить уже $30 млн. В среднем устройство среднего эксплуатационного основания для добычи на большой глубине в Мексиканском заливе обходится в $113 млн.

Отгрузка добытой нефти на танкер

Эксплуатация буровой платформы передвижного типа на пятнадцатиметровой глубине оценивается в $16 тыс. в сутки, 40 метров - $21 тыс., самоходной платформы при использовании на глубинах 30–180 метров - в $1,5–7 млн. Затратность разработки месторождений в море делают их рентабельными лишь в случаях, когда речь идёт о крупных запасах нефти.

Следует учитывать и то, что расходы на добычу нефти в разных регионах будут различными. Работы, связанные с открытием месторождения в Персидском заливе, оцениваются в $4 млн, в морях Индонезии - $5 млн, а в Северном море расценки вырастают до $11 млн. Дорого обойдётся оператору и лицензия на разработку морского месторождения - заплатить придётся в два раза больше, чем за разрешение на освоение сухопутного участка.

Типы и устройство нефтяных платформ

При добыче нефти из месторождений Мирового океана компании-операторы, как правило, используют специальные морские платформы. Последние представляют собой инженерные комплексы, с помощью которых осуществляется как бурение, так и непосредственно извлечение углеводородного сырья из-под морского дна. Первая нефтяная платформа, которая использовалась в прибрежных водах, была запущена в американском штате Луизиана в 1938 году. Первая же в мире непосредственно морская платформа под названием «Нефтяные Камни» была введена в эксплуатацию в 1949 году на азербайджанском Каспии.

Основные виды платформ:

стационарные;
свободно закреплённые;
полупогружные (разведочные, буровые и добывающие);
самоподъёмные буровые;
с растянутыми опорами;
плавучие нефтехранилища.

Плавучая буровая установка с выдвижными опорами «Арктическая»

Разные типы платформ могут встречаться как в чистом, так и в комбинированном видах. Выбор того или иного типа платформы связан с конкретными задачами и условиями освоения месторождений. Использование разных видов платформ в процессе применения основных технологий морской добычи мы рассмотрим ниже.

Конструктивно нефтяная платформа состоит из четырёх элементов - корпуса, системы якорей, палубы и буровой вышки. Корпус - это понтон треугольной или четырёхугольной формы, установленный на шести колоннах. Сооружение удерживается на плаву за счёт того, что понтон наполняется воздухом. На палубе размещаются бурильные трубы, подъёмные краны и вертолётная площадка. Непосредственно вышка опускает бур к морскому дну и поднимает его по мере необходимости.

1 - буровая вышка; 2 - вертолётная площадка; 3 - якорная система; 4 - корпус; 5 - палуба

Комплекс удерживается на месте якорной системой, включающей девять лебёдок по бортам платформы и стальные тросы. Вес каждого якоря достигает 13 тонн. Современные платформы стабилизируются в заданной точке не только при помощи якорей и свай, но и передовых технологий, включая системы позиционирования. Платформа может быть заякоренной в одном и том же месте несколько лет, вне зависимости от погодных условий в море.

Бур, работа которого контролируется при помощи подводных роботов, собирается по секциям. Длина одной секции, состоящей из стальных труб, составляет 28 метров. Выпускаются буры с достаточно широкими возможностями. К примеру, бур платформы EVA-4000 может включает до трёх сотен секций, что даёт возможность углубиться на 9,5 километра.

Буровая нефтяной платформы

Строительство буровых платформ осуществляется путём доставки в зону добычи и затопления основания конструкции. Уже на полученном «фундаменте» и надстраиваются остальные компоненты. Первые нефтяные платформы создавались путём сварки из профилей и труб решетчатых башен в форме усечённой пирамиды, которые намертво прибивались к морскому дну сваями. На такие конструкции и устанавливалось буровое оборудование.

Строительство нефтяной платформы «Тролль»

Необходимость разработки месторождений в северных широтах, где требуется ледостойкость платформ, привела к тому, что инженеры пришли к проекту строительства кессонных оснований, которые фактические представляли собой искусственные острова. Кессон заполняется балластом, обычно - песком. Своим весом основание прижимается к дну моря.

Стационарная платформа «Приразломная» с кессонным основанием

Постепенное увеличение размеров платформ привело к необходимости пересмотра их конструкции, потому разработчики из Kerr-McGee (США) создали проект плавучего объекта с формой навигационной вехи. Конструкция представляет собой цилиндр, в нижней части которого размещается балласт. Днище цилиндра прикрепляется к донным анкерам. Такое решение позволило строить относительно надёжные платформы поистине циклопических размеров, предназначенные для работ на сверхбольших глубинах.

Плавучая полупогружная буровая установка «Полярная звезда»

Впрочем, следует отметить, что большого отличия непосредственно в процедурах извлечения и отгрузки нефти между морскими и сухопутными буровыми нет. К примеру, основные компоненты платформы стационарного типа на море идентичны элементам буровой вышки на суше.

Морские буровые характеризуются в первую очередь автономностью работы. Для достижения такого качества установки оснащаются мощными электрогенераторами и опреснителями воды. Пополнение запасов платформ осуществляется при помощи судов обслуживания. Кроме того, морской транспорт задействуется и с целью перемещения конструкций к точкам работы, в спасательных и противопожарных мероприятиях. Естественно, транспортировка полученного сырья производится при помощи трубопроводов, танкеров или плавающих хранилищ.

Технология морской добычи

На современном этапе развития отрасли при небольших расстояниях от места добычи до побережья бурятся наклонные скважины. При этом иногда применяется передовая разработка - управление дистанционного типа процессами бурения горизонтальной скважины, что обеспечивает высокую точность контроля и позволяет отдавать команды буровому оборудованию на расстоянии в несколько километров.

Глубины на морской границе шельфа как правило составляют порядка двухсот метров, однако иногда доходят до полукилометра. В зависимости от глубин и удалённости от побережья при бурении и извлечении нефти применяются разные технологии. На мелководных участках сооружаются укреплённые основания, своеобразные искусственные острова. Они и служат основой для установки бурильного оборудования. В ряде случае компании-операторы окантовывают дамбами участок работы, после чего из полученного котлована откачивается вода.

Если расстояние до берега составляет сотни километров, то в этом случае принимается решение о строительстве нефтяной платформы. Стационарные платформы, наиболее простые в конструкции, возможно использовать только на глубинах в несколько десятков метров, мелководье вполне позволяет закрепить конструкцию с помощью бетонных блоков или свай.

Стационарная платформа ЛСП-1

При глубинах порядка 80 метров применяются плавучие платформы с опорами. Компании на более глубоких участках (до 200 метров), где закрепление платформы проблематично, применяют полупогружные буровые установки. Удержание таких комплексов на месте осуществляется при помощи системы позиционирования, состоящей из подводных двигательных систем и якорей. Если речь идёт о сверхбольших глубинах, то в этом случае задействуются буровые суда.

Буровое судно Maersk Valiant

Скважины обустраиваются как одиночным, так и кустовым методами. В последнее время начали использоваться передвижные основания для бурения. Непосредственно бурение в море производится с использованием райзеров - колонн из труб большого диаметра, которые опускаются до дна. После завершения бурения на дне устанавливаются многотонный превентор (противовыбросная система) и устьевая арматура, что позволяет избежать утечки нефти из новой скважины. Также запускается оборудование для контроля состояния скважины. Закачивание нефти на поверхность после начала добычи осуществляется по гибким трубопроводам.

Применение разных систем добычи в море: 1 - наклонные скважины; 2 - стационарные платформы; 3 - плавучие платформы с опорами; 4 - полупогружные платформы; 5 - буровые суда

Сложность и высокотехнологичность процессов освоения морских участков очевидна, даже если не вдаваться в технические детали. Целесообразно ли развитие данного сегмента добычи, учитывая немалые сопутствующие сложности? Ответ однозначен - да. Несмотря на препятствия в освоении морских блоков и большие расходы в сравнении с работой на суше, всё же нефть, добытая в водах Мирового океана, востребована в условиях непрекращающегося превышения спроса над предложением.

Напомним, Россия и азиатские страны планируют активно наращивать мощности, задействованные в морской добыче. Такую позицию можно смело считать практичной - по мере истощения запасов «чёрного золота» на суше, работа на море станет одним из основных способов получения нефтяного сырья. Даже принимая во внимание технологические проблемы, затратность и трудоёмкость добычи на море, нефть, извлечённая таким образом, не только стала конкурентоспособной, но уже давно и прочно заняла свою нишу на отраслевом рынке.

2018-12-14

Для освоения углеводородных запасов в Арктике необходимы морские нефтедобывающие платформы. В России в основном используют зарубежные плавучие буровые. Они либо куплены, либо были взяты в аренду. Сегодня из-за санкционной политики со стороны США, геополитической и экономической ситуации приобретать новые платформы у западных компаний становится невозможно.

Во времена СССР 100% комплектующих для буровых установок делалось на отечественных предприятиях. С развалом Союза некоторые из них оказались за пределами России, а часть и вовсе прекратила существование.

Но необходимость освоения запасов Арктики заставляет задуматься о состоянии дел в отрасли. В начале двухтысячных годов спроса на морские нефтяные платформы не было. Строительство самоподъемной установки «Арктическая», которую заложили в 1995 году и планировали сдать в 1998 году, перестали финансировать. Проект удалось завершить в начале нынешнего десятилетия.

Наиболее знаковым из отечественных проектов стала построенная в 2013 году нефтедобывающая платформа «Приразломная», в процессе создания которой промышленные, ресурсные и научно-технические структуры решали поставленные перед ними задачи при поддержке государства.

Другими достижениями российских инженеров стали морские нефтедобывающие платформы «Беркут» и «Орлан». Их отличает способность выдерживать низкие температуры и жесткие сейсмические колебания. На судоверфи в Астрахани в 2014 году сдали ледостойкую платформу для того, чтобы добывать на Каспии.

Дорогое удовольствие

Разработка и изготовление современной нефтяной платформы - процесс, который по сложности вполне сопоставим с космическими проектами. Стоимость плавучих буровых платформ начинается от отметки $0,5–1 млрд, при этом страхование объектов составляет 2% от стоимости имущества. Аренда обходится в сотни тысяч долларов ежесуточно. Такие суммы приходится тратить из‑за того, что нет отечественных аналогов.

На сегодняшний день российским заводам удалось освоить создание оснований нефтяных платформ и самостоятельную сборку оставшихся элементов из иностранных компонентов. Жилые модули, буровые комплексы, устройства отгрузки, энергетические системы и другие крупногабаритные элементы приобретаются за границей.

Эксперты отмечают, что существенной проблемой является и недостаточно развитая транспортная инфраструктура. Доставка стройматериалов и оборудования на производственные площадки в Арктике и на Дальнем Востоке, где планируются основные проекты, требует существенных расходов. Доступ есть только к Азовскому, Балтийскому и Каспийскому морям.

Несмотря на активные действия Минэнерго и Минпромторга России в отношении замещения иностранных технологий, отраслевые эксперты признают невозможность замещения даже в отдалённой перспективе иностранных технологий в сфере строительства морских нефтедобывающих платформ в связи с тем, что в нашей стране нет современных технологий для реализации таких проектов. Из-за того что замещенные технологии имеют высокую себестоимость, отечественные заказы реализуются на азиатских судоверфях. Разработка отечественных шельфовых технологий предусмотрена Федеральной целевой программой «Развитие гражданской морской техники», но её реализация пока не началась.

Грандиозные планы

Российские и азиатские судостроительные заводы планируют наращивать выпуск продукции. Согласно прогнозу министерства энергетики, к 2030 году на шельфе России количество морских платформ достигнет 30 единиц. До 2020 года в рамках текущих обязательств должны быть реализованы 100 проектов, направленных на .

Сейчас на российском шельфе работают 15 буровых платформ. Из них - восемь стационарных добычных, рассчитанных на , а также семь мобильных платформ-судов, которые предназначены для бурения скважин. Для мобильных платформ необходимо еще организовать подводную добычу или построить стационарную платформу.

Что такое нефтяная платформа и как она работает

Морская нефтяная платформа состоит из четырёх основных компонентов - корпуса, буровой палубы, якорной системы и буровой вышки. Корпус является понтоном, основание которого поддерживают колонны. Над корпусом находится буровая палуба, выдерживающая груз сотен тонн бурильных труб, а также - несколько грузоподъемных кранов и вертолетная площадка. Над буровой палубой возвышается буровая вышка, задачей которой является опускать к забою, а затем поднимать бур. В море всю конструкцию с помощью стальных швартовых тросов удерживает на месте якорная система.

В море начинается после проведения сейсмической разведки специальными кораблями, водоизмещением до 3 тыс. тонн. Такие суда разматывают за собой сейсмические косы, на которых расположены приемные устройства для создания акустических волн с помощью источника колебаний. Ударные волны отражаются от пластов земли и, возвращаясь к поверхности, улавливаются приборами на судне. На основе полученных данных создают двухмерные и трехмерными сейсмические карты с морскими запасами нефти.

После разведки начинается процесс бурения. По завершении процесса сверления бур вынимается для запечатывания скважины, чтобы нефть не вытекала в море. Для этого на дно опускают противовыбросовое оборудование высотой 15 м и весом 27 т, благодаря которому ни одно вещество не покинет скважину. Оно способно за 15 секунд перекрыть нефтяной поток.

Когда нефть найдена, то специальная установка для добычи, хранения и отгрузки нефти выкачает нефть со дна моря и отправит ее на нефтеперерабатывающие заводы на берегу. Нужно отметить, что нефтедобывающая платформа может стоять на якоре десятилетиями.

Семь российских гигантов

Из семи буровых платформ-судов в России пять принадлежат компании «Газфлот», дочерней структуре «Газпрома». Еще две - находятся в собственности «Арктикморнефтегазразведки» (входит в структуру «Зарубежнефти»), они выполняют заказы на бурение. Больше всего стационарных платформ находится на сахалинском шельфе: «Моликпак», «Пильтун-Астохская-Б» и «Лунская-А», которые использует «Газпром». Платформы «Беркут» и «Орлан» находятся на проекте «Роснефти» «Сахалин-1». Ещё две - каспийская ЛСП-2 и D-6 работают на Кравцовском месторождении Балтийского моря - принадлежат «ЛУКОЙЛу». И, наконец, платформа «Приразломная», компании «Газпром нефть», расположена в Печорском море.

Верхняя часть большинства российских платформ, которые осуществляют систему управления и контроля бурения, сделана за рубежом. Например, верхнее строение платформы «Беркут» на месторождении Аруктун-Даги в проекте «Сахалин-1» построено в Республике Корея компанией Samsung Heavy Industries. Платформа «Орлан» на месторождении Чайво собрана в Японии и поставлена на основание, изготовленное в России. Платформа «Приразломная» представляет собой буровой и технический модули, взятые со списанной в Норвегии платформы Hutton и смонтированные с основанием, изготовленным на северодвинском предприятии «Севмаш». Верхние строения платформ «Лунская-А» и «Пильтун-Астохская-Б» также были сделаны в Республике Корея. Платформа «Моликпак» полностью перевезена на Сахалин с канадского шельфа.

По оценкам экспертов, строительство одной платформы при стабильном финансировании занимает от 2 до 4 лет, стоимость строительства одной платформы варьируется от $0,5 до $1 млрд, в зависимости от заявленной мощности добычи. Большую часть заказов на компоненты для буровых платформ получают заводы в Республике Корея. Низкотехнологичные составляющие производят Выборгский судостроительный завод и завод «Звезда». Отечественные судостроительные заводы выполняют заказы для работы на шельфе четырёх российских нефтегазовых компаний, но детали пока не раскрываются.

Санкции против России ударили по США

Если в России не хватает морских платформ, особенно для работы в Арктике, то за рубежом в последние три года сложилась обратная ситуация. Платформы остаются без контрактов на подводные буровые работы.

Среди основных причин отраслевые эксперты называют нестабильность цен на нефть и ограничение возможностей участия в проектах на российском шельфе, что опять‑таки происходит из‑за западных санкций, направленных прежде всего на российскую нефтедобывающую отрасль. Здесь основной упор сделан на добычу углеводородов на российском шельфе. Однако этот удар рикошетом затронул и американские компании, занимающиеся морским бурением и производством оборудования. В результате благодаря запретам своего правительства они лишились запланированных ими долгосрочных контрактов в России.

В водах Северо-Западной Европы количество действующих морских буровых платформ, например в 2017 году сократилось на 20 единиц. В связи с тем, что большинство из них спроектировано для жёстких природно-климатических условий эксплуатации в северных морях Европы, они не могут рассчитывать на применение в других, более теплых, районах. А санкции США не позволяют использовать их на российском шельфе. В результате буровые платформы консервируются в ожидании того, когда ситуация изменится в лучшую сторону.

Рынок глубоководного бурения штормит

Инвестиции добывающих компаний в подводное бурение динамично росли после финансового кризиса 2008–2009 годов. При этом, согласно исследованиям GBI Research, на протяжении 2010–2015 годов они должны были ежегодно увеличиваться в среднем на 6,6% и в итоге достигнуть $490 миллиардов. Большую часть этих средств предполагалось направить на освоение глубоководных зон - в акватории Мексиканского залива, у побережья Бразилии, Западной Африки, а также ряда стран Азиатско-Тихоокеанского региона.

Крупнейшие западные нефтегазовые компании планировали строительство морских платформ в значительных количествах. Однако в результате ценового кризиса на рынке энергоносителей летом 2014 года произошло снижение финансирования программ морского бурения и, как следствие, эти планы были свёрнуты, причём быстрыми темпами. Если в 2010 году в мире работало 389 морских буровых установок, и к 2013 году в результате планомерного увеличения их количество составило 459 ед., то в 2014 году, вместо запланированного роста, оно сократилось до 453 единиц.

Эксперты прогнозировали частичное замораживание профильных инвестиционных программ, отсрочку ввода в строй новых морских буровых. Тем не менее к 2017 году число действующих морских буровых установок увеличилось до 497 единиц.

Предложения превысили спрос

В результате роста действующих морских буровых установок предложение на этом рынке продолжает существенно превышать спрос. В 2016 году велось строительство 184 новых платформ различных типов, а в 2017 году - 160 ед. этой техники. Согласно оценкам отраслевых экспертов, в ближайшее время отсутствие спроса и увеличение предложений будет ещё больше за счёт ввода в строй новых платформ, заказанных в период с 2011 года по 2013 год.

В этой связи операторы стремятся перенести сроки приёма новых 22 плавучих и 73 самоподъёмных буровых установок на 2019 год. В сложившейся ситуации, по мнению аналитиков, из этого количества только лишь 10 буровых смогут получить контракты сразу же после ввода в строй.

Картина усугубляется еще и тем, что процесс списания морских буровых установок, отслуживших свой срок, идёт недостаточными темпами для того, чтобы компенсировать появление на рынке нового оборудования. В результате этого сложилась ситуация, когда не всем хватает контрактов, на которые рассчитывали раньше.

Согласно оценке IHS Petrodata, за два последних года общее количество морских буровых платформ уменьшилось на 9,5%, в то время как число работающих установок за тот же период сократилось на 34% - до 403 единиц.

Безработные платформы

Активный вывод платформ из эксплуатации наблюдался практически во всех основных регионах морской нефтегазодобычи. В последнее время, в период с 2015 года по 2017 год, больше всего морских буровых платформ было сокращено в Латинской Америке - 42 единицы. Это коснулось буровых работ в морях Центральной и Южной Америки, в странах Карибского бассейна и акватории Мексиканского залива. Сокращение затронуло мелких операторов, а десять крупнейших нефтяных компаний, наоборот, только укрепили свои позиции за это время.

На 38 ед. сократилась численность платформ в Азиатско-Тихоокеанском регионе. Признанный региональный лидер - китайская COSL - сохранила все свои установки, однако фактически задействована едва половина из них.

Разработчики шельфа Западной Африки прекратили буровые работы на 21 морской установке. В секторе Мексиканского залива, где работают компании США, перестали работать 16 буровых платформ. На Ближнем Востоке 13 установок прекратили добычу, из которых восемь были законсервированы на месте.

Ситуация с работой морских платформ в северных морях, предназначенных для использования в суровых природно-климатических условиях, преимущественно на шельфе Северо-Запада Европы, обстоит лучше, чем в других регионах.

Несмотря на резкое снижение со второй половины 2014 года мировых цен на нефть, коэффициент использования этих платформ вплоть до начала 2015 года оставался на уровне 100%. Ссылаясь на высокую себестоимость добычи нефти, операторы, работающие в северных морях, рассчитывали на дополнительные льготы от своих правительств. Кому‑то их удалось получить.

В первой половине 2015 года в норвежском и британском секторах северного шельфа объёмы добычи нефти достигали рекордного уровня. Этого удалось добиться за счёт повышения интенсивности производства наиболее перспективных скважин при сокращении общего количества задействованных в регионе морских платформ. Коэффициент их занятости составил 70%. Зимой 2015–2016 годов, когда цена на нефть достигла $30 за барр., некоторые морские буровые платформы в этом регионе переставали эксплуатировать. В результате к сентябрю 2016 года без работы остались ещё 20 установок. Общий коэффициент их использования опустился ниже 40% и только к июню 2017 года коэффициент загрузки вновь достиг отметки 40%.

Поможет ли списание старых платформ?

В общемировом масштабе сложилась ситуация, когда в России не стало хватать морских платформ на нефтедобывающем шельфе, в основном в арктической его части. В западных странах и в США, наоборот, спрос на них упал, и на рынке часть этих мощностей стала не востребована. Сегодня простаивающие платформы нельзя использовать в России из‑за санкционной политики США, а загрузить их у себя нечем. В итоге владельцы морских платформ несут значительные убытки, потому что стоимость ежедневной аренды морской платформы достигает $100 тысяч.

В сложившейся ситуации надежды на нормализацию положения в основном связаны со списанием имеющихся морских установок. К подобному шагу операторов подталкивает средний возраст полупогружного флота, существенно превосходящий аналогичный показатель буровых судов для глубоководных работ. Однако пока намеченные широкие планы далеки от реализации, общее положение не внушает операторам особого оптимизма.

Наша справка
Надводные платформы
Чтобы добывать нефть под толщей воды, применяются буровые платформы, которые ставятся на плавучие сооружения. В качестве плавательных средств используются понтоны, самоходные баржи. Морские буровые платформы имеют определенные конструктивные особенности, поэтому могут держаться на воде. В зависимости от того, какова глубина залегания месторождения нефти или газа, используются разные буровые установки.
Плавучая платформа
Плавучие платформы устанавливаются на глубину от 2 до 150 м и могут применяться в разных условиях. Плавучая буровая платформа - это выгодное сооружение, так как даже при небольших размерах она может выкачать большой объем нефти или газа, что дает возможность экономить на затратах на транспорт. Такая платформа проводит в море несколько дней, затем возвращается на базу, чтобы опустошить резервуары.
Стационарная платформа
Стационарная морская буровая платформа представляет собой сооружение, которое состоит из верхнего строения и опорного основания. Оно фиксируется в грунте. Конструктивные особенности таких систем разные, поэтому выделяются несколько видов стационарных установок.

Гравитационные - устойчивость этих сооружений обеспечивается собственным весом конструкции и весом принимаемого балласта.

Свайные - обретают устойчивость за счет забитых в грунт свай.

Мачтовые - устойчивость этих конструкций обеспечивается оттяжками или нужным объемом плавучести.

В зависимости от того, на какой глубине ведутся разработки нефти и газа, все стационарные платформы делятся на глубоководные и мелководные платформы.
Самоподъемная платформа
Самоподъемные буровые платформы похожи на буровые баржи, но первые более модернизированные и совершенные. Они поднимаются на мачтах-домкратах, которые опираются на дно. Конструктивно такие установки состоят из 3–5 опор, которые опускаются на дно для проведения буровых работ. Такие конструкции могут ставиться на якорь. Самоподъемная плавучая платформа может работать на глубине до 150 метров. Эти установки возвышаются над поверхностью моря благодаря колоннам, которые опираются на грунт.
Полупогружная установка
Полупогружная нефтяная буровая платформа - одна из популярных буровых установок на море, так как она может эксплуатироваться на глубине свыше 1,5 тыс. метров. Плавучие конструкции могут погружаться на значительную глубину. Установка дополнена вертикальными и наклонными раскосами и колоннами, которые обеспечивают устойчивость всего сооружения. Верхний корпус таких систем - это жилые помещения, которые оборудованы по последнему слову техники и имеют нужные запасы.

THE BELL