Страница 3 из 12
Сегодняшнее положение дел с морской добычей нефти и газа при помощи морских (оффшорных платформ) демонстрирует рис. 1.
Рис.1. Распределение добычи и обработки нефти и газа на морских месторождениях по странам мира.
Быстрыми темпами, несмотря на высокую стоимость, растут и объемы глубоководного бурения. Значительные приросты бурения запасов газа наблюдаются в Норвегии, Малайзии, Индии, Индонезии, Вьетнаме. Открываются крупные месторождения в акватории Южно-Китайского моря. Запасы только нефти и газа только на месторождении Натуна в Южно-Китайском море по предварительным расчетам составляют не менее 859 млрд. м3.
Время освоения морского нефтегазового месторождения, начиная с геофизических исследований и до ввода его в эксплуатацию на максимальную добычу может составлять от 3 до 15 лет, а период бурения эксплуатационных и разведочных скважин по уточнению контура – 2-8 лет. Большое удлинение сроков поисковых, буровых работ и обустройства месторождения стараются не допускать, так как это приводит к большим дополнительным расходам.
Капитальные вложения на освоение морского месторождения при прочих равных условиях (глубина и число скважин, сетка их размещения) на порядок, до 20 раз выше, чем на суше. Удельные капитальные затраты на одну морскую скважину также в несколько раз выше, чем на суше, из-за высокой стоимости гидротехнических сооружений и газонефтепромыслового оборудования.
Некоторые оценки стоимости морских добычных систем приведены ниже:
а) – для платформ, установленных в Персидском заливе:
– Максимальная глубина: 72 м (макс. глубина воды в Персидском заливе составляет около 120 м).
– Вес: от 500 тонн до 10 000 тонн (3 000 тонн для конструкции и 7000 тонн собственно на платформу).
– Цена: до 80.000.000 Долл. за платформу.
– Цена за газодобывающую платформу: 400.000.000 долларов США (для 4-х платформ и трубопроводов до берега).
– Стоимость рабочего проектирования от цены контракта: 3% до 5% от общей стоимости.
– Закупочная цена: около 55% от общей цены.
б) – для полупогружных платформ, установленных в Каспийском море:
– Максимальная глубина: 1000 м (максимальная глубина воды в южной части Каспийского моря 1027 м) и максимальная глубина воды в северной части Каспийского моря примерно в 150 м).
– Вес: около 30 000 тонн.
– Цена: 350.000.000 долларов США для платформы плюс 60.000.000 долларов США за 3 буксира.
Основным направлением снижения стоимости разработки морских сооружений являются:
– снижение объема строительства гидротехнических сооружений,
– максимальное увеличение числа скважин платформы,
– удешевление стоимости МП и их капитального ремонта за счет применения более долговечных коррозионностойких материалов,
– повышение отдачи от оборудования, снижение простоев, повышение надежности и безопасности оборудования и др.
Учитывая огромные общие затраты на освоение морского нефтегазового месторождения, рентабельность может быть обеспечена при наличии крупного месторождения с большими извлекаемыми запасами углеводородов и высоким суточным дебитом скважин.
Экономическую эффективность разработки месторождения оценивают извлекаемой прибылью, ее отношением к капитальным затратам, сроком окупаемости вложенных средств. В структуре капитальных вложений, при исключении рентных платежей, составляющих до 40% общих капитальных вложений, основные затраты приходятся на обустройство и разработку месторождения. Затраты на поисково-разведочные работы, составляющие 4-20%, определяются ограниченным объемом их проведения и условиями геолого-поисковых работ. Обычно бурение поисково-разведочных скважин ограничивается одной – двумя скважинами в Мексиканском и Персидском заливах, 5-12 скважинами в Северном море, 1-10 скважинами в акваториях Юго-Восточной Азии и Австралии.
Наиболее важным критерием эффективности капиталовложений при освоении месторождений нефти и газа являются удельные затраты на единицу добываемой продукции. На более крупных месторождениях удельные затраты на их разработку меньше, чем на месторождениях, находящихся в аналогичных условиях с более низкими запасами.
Для освоения месторождений газа и нефти на различных глубинах моря как в России, так и за рубежом создаются плавучие технические средства – буровые, геофизические и инженерно-геологические суда, плавучие краны, морские стационарные платформы, необходимые для проведения поисково-разведочных работ, бурения и эксплуатации скважин.
Этот модуль разработан для того, чтобы глубже разобраться с особенностями арматуры, применяемой на морских платформах и дать расширенное представление о работе морских платформ. Это позволит Вам лучше понять и спрогнозировать использование различной арматуры в установках и оборудовании морских платформ.
1. Морские платформы и суда
Оффшорные платформы используются во всем мире для различных функций в различных по глубине водах и окружающей среде. Поскольку правильный подбор оборудования, видов платформ и способа бурения, а также правильное планирование, проектирование, изготовление, транспортировка, монтаж и ввод в эксплуатацию нефтяных платформ, с учетом глубины воды и условий окружающей среды очень важен, то мы сначала хотели бы представить общий обзор этих аспектов.
Рис. 1.1. Общий вид морской платформы
В этом разделе рассматриваются основы всех типов оффшорных платформ (фиксированных или плавающих). В случае фиксированных платформ, будет показано и их применение. Общая цель заключается в том, чтобы дать общее представление о различных стадиях проектирования, строительства, снаряжения, транспортировки и монтажа морских платформ.
1.1. Исторический обзор развития морской добычи
Начальный период добычи
Самые первые добычные вышки в воде появились в 1891 году в США на озере Гранд-Лейк-Сейнт-Морис.
Рис. 1.2. Нефтяные скважины в Гранд-Лейк- Сейнт-Мэрис
Первая МП в России была сооружена на деревянных сваях в 1925-1934 гг. в районе о. Артема вблизи г. Баку. Ввиду того, что такие платформы обладали низкой прочностью и сложной технологией монтажа, впоследствии от их строительства отказались.
Стационарные платформы за рубежом были применены в нефтяной промышленности примерно в середине 30-х годов в акватории Мексиканского залива. В их помощью можно было работать в условиях мелкой воды. Отметим, что многие из первых металлических стационарных платформ, построенных в 30-х- 40-х годах у нас в стране и за рубежом, продолжают успешно эксплуатироваться и в настоящее время.
Исторически первой металлической конструкцией МП в России была платформа на металлическом свайном основании, разработанная Н.С. Тимофеевым, металлические сваи которого погружались методом забуривания. После бурения шурфов под сваи и установки и цементирования свай в морском дне пролетное строение разбиралось и сваривалось на месте строительства. В 1940 году Б.А. Рагинский предложил крупноблочную конструкцию верхнего строения морского основания, которая устанавливалась и монтировалась на зацементированных сваях.
Применение крупноблочных элементов заводского изготовления резко сократило время строительства. В процессе разработки морских месторождений потребовалось надежное сообщение между отдельными объектами, расположенными на морских стационарных основаниях. Доставка грузов на судах при волнении свыше 4 баллов и ветре свыше 5 баллов была затруднена. Кроме этого несудоходность акватории в местах разработки (например, мелководье в районе Нефтяных камней недалеко от Баку), обусловила создание эстакад как средства сообщения между объектами существующего промысла.