Начало добычи нефти на шельфе доклад

Обновлено: 17.05.2024

Постепенное истощение запасов нефти и газа на суше и обострение мирового энергетического кризиса обусловило необходимость все более и более широкого освоения нефтегазовых ресурсов морского дна в недрах которого сосредоточено почти в 3 раза больше нефти и газа, чем на суше.

Работа содержит 1 файл

Лекции+1-5.doc

ОСВОЕНИЕ шельфовых месторождений

Лекция №1. Введение. Современное состояние освоения морских месторождений.

Около 22% площади Мирового океана (примерно 80,6 млн7 км 2 ) занимает водная окраина материков, состоящая из трех зон: шельфа, материкового склона и подножья. Из общей площади дна морей и океанов перспективны на нефть и газ около 75 млн. км 2 (примерно 21 %), в том числе на шельфе 19,3 млн. км 2 , на материковом склоне 20,4 млн. км 2 и в пределах материкового подножья -35 млн. км 2 . Наиболее доступной является шельфовая зона.

Под шельфом ( анг. Shelf) понимается выровненная часть подводной окраины материков с незначительным уклоном, примыкающая к суше и характеризующаяся общим с ней геологическим строением. Глубины у внешней границы шельфа обычно составляют 100-200 м, но в отдельных случаях достигают 1500-2000 м (Южно-Курильская котловина Охотского моря). Ширина шельфа лежит в пределах от 1 до 1700 км (Северный Ледовитый океан), составляя в среднем 65-70 км, а общая площадь - около 32 млн. км 2 или почти 11,3 % поверхности Мирового океана. Основная часть площади шельфа Мирового океана (примерно 70%) располагается на глубинах, не превышающих 180 м, а глубина моря в районе перехода шельфа в материковый склон колеблется от 200 до 600 м.

На рисунке 1 представлен профиль континентального шельфа. За береговой линией 2 следует континентальный шельф 3, за кромкой 4 которого начинается континентальный склон 5, спускающийся в глубь моря. За подножьем 6 склона находится область отложения осадочных пород, так называемый континентальный подъем 7, уклон которого меньше, чем у континентального склона. За континентальным подъемом начинается глубоководная равнинная часть 8 моря.

Рис.2-Профиль континентального шельфа.

Изучение показало, что глубина кромки шельфа по всему земному шару, составляет примерно 120 м, средний уклон континентального шельфа -1,5-2 м на 1 км.

По прогнозам специалистов свыше 60% площади шельфа перспективны на нефть и газ. При этом прогнозируемые ресурсы и запасы, выявленные в месторождениях газа и конденсата, преобладают над соответствующими ресурсами и запасами нефти.

Освоение морских месторождений началось в 1824г., когда на шельфе Апшеронского полуострова в районе Баку в 25-30 м от берега стали сооружать изолированные отводы – нефтяные колодцы, и вычерпывать нефть из неглубоко залегающих горизонтов. Нефтегазовые месторождения в прибрежной зоне Каспийского моря начали осваиваться еще более 100 лет назад. С 1891 года в США стали продаваться участки моря, на дне которых были обнаружены запасы углеводородного сырья. В эти же годы на Калифорнийском побережье началось бурение наклонных скважин, достигающих залежей нети на расстоянии 200 м от берега. В 1936 г. на шельфе Каспийского моря, а с 1947г. на шельфе Мексиканского залива стали устанавливать буровые платформы на свайном основании.

В настоящее время на шельфе эксплуатируется достаточно большое количество буровых установок различного типа. Ежегодно бурится около 1000 поисково-разведочных и примерно 2000 эксплуатационных скважин. Всего же в мире пробурено более 100 000 скважин.

Россия в настоящее время находится на пороге промышленного освоения запасов нефти и газа на континентальном шельфе. Она располагает 22 % площади шельфа Мирового океана, 80-90% из которого считаются перспективными для добычи углеводородов.. Около 85 % запасов топливно- энергетических ресурсов приходится на шельф арктических морей, 12 %, а по некоторым данным 14 % приходится на шельф дальневосточных морей, а остальное на шельфы Каспийского, Азовского и Балтийского морей.

Наиболее перспективной по запасам углеводородов является акватория Западной Арктики, включающая регионы Баремского, Красного и Печорского морей. В последние годы здесь выявлены крупные структуры и открыто 10 месторождений нефти и газа и 2 газоконденсатных, среди которых 4 гигантских по запасам: Штокмановское- газоконденсатное, Ленинградское, Русановское- газовые и Приразломное- нефтяное.

Мировые запасы нефти оцениваются примерно в 90 млрд. тонн. Наибольщее запасы нети находятся в Саудовской Аравии, Кувейте, Иране, Ираке, США, Объединенных Арабских Эмиратах. В России впервые нефть начали добывать на Кавказе, позднее были открыты месторождения нефти в Поволжье, Западной Сибири, Темано-Печорской провинции, на Сахалине. Теперь на очереди Восточный Сибирь и континентальный шельф морей.

В 40-х гг. ХХ в. на шельфе Каспийского моря началась добыча нефти и газа с искусственных насыпных островов, а затем – с металлических эстакад , что обеспечило добычу нефти с глубин моря от 0,2 до 2,9 м. На Каспии был создан целый город буровиков и добытчиков нефти и газа – Нефтяные Камни.

Существенно доля морской нефтегазодобычи в общемировом балансе стала проявляться лишь в 60-е гг. ХХ в. Рост морской нефтедобычи в настоящее время более чем в 5 раз превышает динамику роста добычи на суше ( таблица 1).

Чтобы не остаться без энергоносителей, человечество научилось разведывать месторождения в холодных морях, бурить среди айсбергов и торосов, бережно относиться к окружающей среде, учитывая даже такие факторы, как сезонная миграция моржей и тюленей. То, что еще недавно считалось недоступным, технологический прогресс сделал реальностью.

Буровые уходят в море

КСТАТИ

Почти весь российский шельф располагается в холодных морях Северного Ледовитого океана и в Охотском море. Его протяженность составляет 21% всего шельфа Мирового океана, а разведанные запасы только в Арктике составляют 25% мировых запасов углеводородного сырья.

По данным Международного энергетического агентства, треть нефти и газа в мире добывается на шельфовых и глубоководных месторождениях. Эта доля будет с каждым годом расти, поскольку за последние 10 лет 2/3 открытий новых месторождений были сделаны на шельфе. По данным норвежской аналитической компании Rystad Energy, за шесть месяцев 2018 года на шельфе открыты новые месторождения с запасами на 4,5 млрд. баррелей нефтяного эквивалента.

По оценкам экспертов, ресурсы мирового шельфа оцениваются в 457 млрд тонн нефтяного эквивалента. Доля России составляет 33%, или 153 млрд тонн нефтяного эквивалента, а основные разведанные ресурсы арктических углеводородов сосредоточены в Баренцевом, Печорском и Карском морях. Именно поэтому за экономическое влияние в регионе конкурирует не только пятерка стран-участниц Арктического совета – Россия, США, Канада, Норвегия, Дания, но также их европейские союзники и даже азиатские государства. В частности, обостряется борьба за право добычи природных ресурсов на шельфе Северного Ледовитого океана и беспрепятственный доступ к Северному морскому пути. Поэтому России крайне важно наращивать свое присутствие в Арктике.

По мнению Алексея Конторовича, академика, научного руководителя Института нефтегазовой геологии и геофизики Сибирского отделения РАН, уже в 2030 - 40-е годы мир рискует столкнуться с дефицитом нефти. Но ее много в Арктике, куда все стремятся. У нас самый богатый шельф в мире. Арктика - это огромные запасы нефти и газа, алмазов, редких металлов, которых нигде больше нет. Это очень большие ресурсы на многие десятки лет и будущее экономики страны. При этом задача в том, чтобы создать эффективные технологии разработки, которые не нанесут ущерб природе.

Прожекты инженера Згленицкого

10 февраля 1898 года Лебедев представил начальнику Кавказского горного управления пояснительную записку и два геологических разреза, с высокой степенью вероятности демонстрировавших значимую нефтеносность морского дна Биби-Эйбатской бухты. Техническая комиссия по охранению Бакинских нефтяных промыслов признала необходимость использования нефтеносного морского дна для добычи нефти, однако сочла нецелесообразным осуществление морского бурения, предложив засыпку нефтеносных участков морского дна землей. Витольд Згленицкий предлагал все новые и новые решения для организации морского бурения, но они также не находили поддержки. В 1904 году Згленицкий скончался, а продолжателей его дела не нашлось.

Биби-Эйбатская эпопея

В первые годы ХХ века в нефтяной отрасли России обозначились первые признаки кризиса, вызвавшие падение объемов добычи. По итогам 1902 года США вышли на первое место по добыче, обогнав Россию. Во многом это было связано с тем, что четыре основные нефтеносные площади Апшеронского полуострова — Балаханская, Сабунчинская, Раманинская и Биби-Эйбатская — вошли в режим истощения. В качестве одной из мер по изменению негативной тенденции в Горном департаменте было решено вернуться к идее разработки перспективных морских месторождений. Было принято решение о грунтовой засыпке части Биби-Эйбатской бухты.

Однако проект сразу столкнулся с препятствиями, причиной которых был экономический кризис начала ХХ века, а затем трагические события на промыслах Апшеронского полуострова августа 1905 года, когда религиозными экстремистами было уничтожено более половины эксплуатационных нефтяных скважин. Только в 1906 году дело сдвинулось с места. Согласно проекту, подготовленному группой специалистов под руководством гражданского инженера Максима Филиппео, участок моря в 300 десятин, подлежащий засыпке, предварительно нужно было огородить каменным молом, а затем осушить и засыпать грунтом.

Проект был одобрен 3 августа 1907 года. Для осушки и последующей засыпки нефтеносного участка Биби-Эйбатской бухты была построена целая флотилия из 23 специализированных судов. Полномасштабные работы начались в 1912 году, однако в сентябре 1914 года, в связи с началом войны России с Германией, часть судов были мобилизованы для нужд обороны страны. Работы существенно замедлились, и в конечном счете к середине 1918 года было осушено только 193 десятины (около 211 га) акватории.

Буровые в открытом море

Первое крупноблочное основание системы Межлумова было сооружено в 1946 года в районе Гюрганы всего за три месяца вместо восьми по прежней технологии строительства. Готовые блоки к месту установки доставлялись на баржах и монтировались с помощью плавучих кранов. В следующем году здесь же было начато строительство морских эстакад при помощи специального высокопролетного крана, передвигавшегося по рельсовому пути на свайном основании. Таким образом, в Каспийском море впервые в мире советские нефтяники применили индустриальные методы обустройства морских нефтяных месторождений.

На нефтяных камнях

В период годов в Каспийском море было построено 139 морских стационарных платформ. В разработку были введены месторождения Нефтяные Камни (1949), Банка Дарвина (1951), Жилое-море (1952), начато разведочное бурение на структурах Песчаный-море, Григоренко-море, Дуванны-море и других. В феврале 1951 года первый танкер, заполненный нефтью месторождения Нефтяные Камни, встал под разгрузку к причалу нефтеналивного порта Дюбенди. Бурение морских наклонно направленных скважин впервые в нашей стране было освоено на Нефтяных Камнях. Здесь же была разработана и внедрена в практику эффективная технология эксплуатации подводных месторождений нефти.

Путь к арктической нефти

В послевоенный период были начаты работы по поиску и разведке нефти и газа в акваториях других регионов страны. В годы были проведены первые рекогносцировочные геолого-геофизические исследования на Западно-Арктическом шельфе, по результатам которых была дана первая высокая прогнозная оценка перспектив недр на углеводородное сырье. Однако настоящие открытия здесь случились позднее.

К концу годов ведущие транснациональные корпорации все больше внимания уделяли разработке морских месторождений нефти. Так, в период с 1960 по 1977 год ежегодный прирост морской нефтедобычи в мире составил 9,2%, в то время как на суше — 5,4%. Советское правительство также осознавало необходимость развития морских поисково-разведочных работ на нефть и газ, в том числе в арктических морях, где сосредоточена большая часть морских ресурсов шельфа страны.

Статья посвящена актуальному на сегодняшний день вопросу морской добычи нефти. В статье акцентируется внимание на том, что высокий потенциал добычи нефти существует на арктическом шельфе, однако проекты в данном регионе находятся на начальной стадии, и в ближайшие десять лет промышленная добыча там не ожидается. Владение морскими технологиями является необходимым, но развитие добычи нефти в Арктике сомнительно не только по естественным экологическим ограничениям, но и по экономическим параметрам.

Ключевые слова: морская добыча нефти, шельф, энергоресурсы, загрязнение нефтью

Морская добыча нефти является важнейшим компонентом мирового энергоснабжения. Она требует использования всё более изощрённых технологий и всё большего внимания в связи с её пагубным воздействиям на окружающую среду.

Поскольку России принадлежит самый обширный в мире шельф, где находится множество месторождений, развитие морской добычи является крайне перспективным для российской нефтегазовой отрасли. Морская добыча нефти в России — важный элемент технологического прогресса и создания резерва гибкости на будущее, а в ряде случаев она может быть эффективней разработки месторождений в удаленных районах.

Около трети добытой нефти и газа во всём мире поступает из морских источников (в основном эту нефть добывают Бразилия, США, Ангола, Норвегия) [1] — этот показатель остаётся стабильным с начала 2000-х годов и вряд ли скоро изменится, несмотря на быстрое освоение нетрадиционных ресурсов, таких как нефтяные пески и сланцевое масло. В 2015 году объём добычи на шельфе составил 29 % от общего объёма мирового производства. В 2014–2015 году объёмы морской добычи нефти увеличились, несмотря на их последовательное ежегодное снижение с 2010 по 2013 год. Так, по итогам 2015 года на шельфе было добыто более 27 миллионов баррелей нефти, в 2016 году мировые морские месторождения нефти и природного газа достигли чуть более 2,3 млрд. баррелей в сутки [2].

Объём морской добычи нефти сосредоточен в нескольких странах, пять из которых в 2016 году обеспечили 43 % всей морской добычи нефти: Саудовская Аравия, Бразилия, Мексика, Норвегия и Соединённые Штаты. По прогнозам Аналитического центра при Правительстве Российской Федерации, объёмы морской добычи нефти в России могут вырасти на 29 % в течение 2017–2021 годов, с 19,4 миллиона тонн, зафиксированных по итогам 2016 года, до 25 миллионов [7]. Морские нефтяные проекты России находятся в основных регионах — Дальний Восток, Балтика, южные моря, Печорское море. В последние годы добыча нефти в России растет, в том числе благодаря разработке морских месторождений. Основным центром морской нефтедобычи является шельф о. Сахалин, но производство налаживается и в других районах. Новыми драйверами роста стали проекты в Каспийском и Печорском морях, и в ближайшие пять лет они могут обеспечить прирост производства нефти в объёме до 7–10 млн тонн в год, что составляет половину нынешней добычи на шельфе.

Ожидается, что в последующие годы глобальная добыча нефти останется высокой, так как многие нефтедобывающие страны продолжают наращивать производство. Усовершенствования в технологии бурения, оборудования для динамического позиционирования, плавучих установок и буровых установок сделали перспективы, которые ранее казались недостижимыми, реальными. В настоящее время рекорд глубины добычи нефти принадлежит международной нефтяной компании, которая добывает нефть из скважины, расположенной на месторождении Тобаго, на 2934 метра ниже поверхности Мексиканского залива. Показатель глубины водозаборов для добычи подводного газа составляет около 2700 м и находится на платформе, расположенной в газовом месторождении Шайенн, также в Мексиканском заливе [5].

Несмотря на то, что благодаря технологическим достижениям стали доступными новые районы нефтяных месторождений, глубоководные проекты требуют больших инвестиций и времени, чем мелководные или береговые разработки. В связи с этим большинство стран с оффшорными активами работают только на мелководье. Например, в России нет проектов по добыче нефти из глубоководных (125–1500 метров) и сверхглубоководных (более 1500 метров) месторождений, поскольку разработка таких месторождений сопряжена с необходимостью применения более сложных методов бурения и добычи, а также очень высокой себестоимостью.

В районах с глубоководными операциями добыча нефти значительно возросла, а во многих случаях даже превысила мелководную добычу нефти [4]. Большая часть глубоководной или сверхглубоководной добычи проводится в четырёх странах: Бразилии, Соединённых Штатах, Анголе и Норвегии. На долю Соединённых Штатов и Бразилии приходится более 90 % мировой добычи нефти из сверхглубоководных ресурсов.

Европейский Парламент вообще выступил с предложением запретить бурение на нефть в арктических водах. В то время как Россия выступает категорически против такого решения, апеллируя к тому, что чистые технологии будут препятствовать пагубному последствию нефтедобычи в Арктике [6]. Но данные аргументы выглядят довольно сомнительными ввиду того, что, как известно, ни в России, ни в других страна мира не существует максимально безопасных технологий освоения Арктики. Необходимо отметить, что сегодня проекты по добыче нефти, реализуемые на арктическом шельфе, существенным образом отличаются друг от друга в технологическом плане, что обусловлено различными природно-климатическими условиями тех регионов, в которых они находятся. Это приводит к необходимости разработки новых технологий и поиска соответствующих технических решений практически под каждый конкретный проект, что увеличивает время реализации и стоимость проектов. Освоение арктических нефтегазовых ресурсов остаётся одним из стратегических приоритетов Российской Федерации, учитывая, что суммарные извлекаемые запасы арктического шельфа оцениваются в 106 млрд тонн нефтяного эквивалента, включая запасы газа, оцениваемые в 70 трлн м3 [9, c. 9]. Всего на российском континентальном шельфе в Арктике открыто 25 месторождений, причём все они находятся в Баренцевом и Карском морях (включая Обскую и Тазовскую губы) и имеют извлекаемые запасы промышленных категорий более 430 млн тонн нефти. Вместе с тем реализация планов по разработке арктического шельфа (довести к 2035 г. ежегодную добычу на арктическом шельфе до 35 млн тонн нефти общероссийской добычи), которая может потребовать инвестиций более 1 трлн долларов США [10], в значительной степени осложняется санкционными ограничениями в финансовой сфере.

Во всех приарктических государствах приняты правовые акты, закрепляющие стратегическое значение Арктики в первую очередь с точки зрения запасов углеводородных ресурсов. Вместе с тем степень изученности и освоенности данных ресурсов в приарктических государствах остается крайне низкой. В настоящее время на континентальном шельфе США, Норвегии и России в Арктике реализуются лишь единичные проекты. По оценкам экспертов, до 2030 г. на арктическом шельфе будут проводиться главным образом геологоразведочные работы и подготовка месторождений к последующему масштабному освоению.

Значительная техногенная нагрузка на окружающую среду от нефтегазового комплекса обуславливается экологическими катастрофами глобального масштаба, которые случаются в результате аварий при транспортировке нефти, мощных взрывов и пожаров на промышленных предприятиях, оседание грунта в результате интенсивной нефтедобычи без соблюдения требований технологических регламентов. Все эти факторы, кроме большого экономического ущерба, в первую очередь приводят к пагубным необратимым последствиям для Мирового океана.

Аварийные опасные ситуации обуславливаются различными причинами. Аварийные выбросы и открытое фонтанирование нефти является неконтролируемым и слабо урегулированным фактором опасности. По тяжести последствий и неконтролируемости ситуации аналогичным является нарушение герметичности систем сбора и транспортировки нефти на море. Одной из экологически опасных операций при нефтедобыче является бурение скважин. При реализации любого способа бурения для повышения общей эффективности нефтедобычи привлекают большое количество химических реагентов. К ним относятся соединения, полученные при переработке углеводородов нефти и газа, и отходы нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств.

Около 10 % глобального загрязнения морской экосистемы нефтью происходит в результате аварий нефтяных танкеров. Около 35 % загрязнений приходится на регулярные морские перевозки, куда включается также загрязнение нефтью от незаконной очистки цистерн. Наибольшая доля, составляющая 45 %, поступает от источников коммунальных и промышленных стоков и от рутинной эксплуатации нефтяных буровых установок, а также небольшого количества летучих масляных компонентов, которые выбрасываются в атмосферу во время различных видов процессов горения на суше, а затем попадают в воду. Еще 5 % приходится на неопределённые источники. Эти показатели, естественно, не относятся к 2010 году и другим годам, в которые произошли крупные разливы нефти. Одна только упомянутая выше катастрофа Deepwater Horizon выпустила около 700 000 тонн нефти в море — более двух третей объёма, который обычно поступает в морскую среду в течение года.

Сокращение запасов традиционных нефтяных месторождений на суше заставило ведущие компании отрасли бросить свои силы на разработку богатых морских блоков. 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, что требует больших затрат. Морская добыча нефти сопряжена также с возникновением различных рисков и последствий, которые нуждаются в тщательной идентификации и минимизации, поскольку деятельность по добыче нефти может происходить в экологически важных областях или вблизи них. Чёткое определение экологических рисков и разработка подробных планов управления с целью избежать, предотвратить или минимизировать негативные последствия морской добычи нефти, является важной и неотъемлемой частью планирования разведочных и производственных работ.

Основные термины (генерируются автоматически): морская добыча нефти, Россия, добыча нефти, Арктика, арктический шельф, Норвегия, Бразилия, окружающая среда, проект, США.

Читайте также: