Теоретическая часть

ВВЕДЕНИЕ

 

Курс «Освоение шельфовых месторождений» является обязательным для специальности 5В070800 - Нефтегазовое дело и включается в учебные планы в качестве профилирующей дисциплины.

Курс предназначен для того, чтобы дать знания будущим специалистам по вопросам проектирования разработки и добычи нефти и газа в условиях шельфовых месторождений; буровому оборудованию и техническим средствам бурения морских нефтегазовых месторождений; соблюдению мер безопасности, охраны труда и окружающей среды при разработке морских месторождений.

Курс является очередным этапом формирования бакалавра как специалиста, способного самостоятельно принимать инженерные решения, связанные с особенностями разработки и эксплуатации нефтяных месторождений на море, разбираться в гидротехнических сооружениях и оборудовании, задействованных в процессах добычи углеводородного сырья на шельфе.

В работе рассмотрены технические средства для освоения морских нефтяных и газовых месторождений, буровое оборудование, бурение и заканчивание скважин, самоподъемные и полупогружные плавучие буровые установки, подводное устьевое оборудование морских скважин, морские стационарные платформы, буровые баржи, способы эксплуатации скважин, а также расчеты, применяемые в освоении шельфовых месторождений.

 

Технические средства для освоения морских нефтяных и газовых месторождений

 

Теоретическая часть

 

Проекты освоения месторождений на шельфе существенно отли­чаются от проектов разработки наземных месторождений.

Главная особенность шельфовых разработок — высокие затраты и недостаточность места для размещения оборудования. Кроме ограничений на пространство тот факт, что скважины можно бурить только в определенном положении, ограничивает дренаж и ведет к использованию горизонтальных скважин боль­шой протяженности. Хотя широкое применение подводных сква­жин до некоторой степени изменило это положение в течение последних лет, нужно помнить, что установка подводного обо­рудования на морском дне, бурение (с плавучих установок), связь добывающих установок с главной платформой и обслуживание скважин с плавучих установок в течение всей продолжительнос­ти проекта крайне дорогостоящи.

Каждый новый этап в освоении шельфа вызывает к жизни новые технические решения, соответствующие возникающей проблеме. Разработан целый спектр технических средств освоения шельфа, выбор которых определяется совокупностью технологических, гео­лого-гидрометеорологических, экономических, политических и других условий.

Для начальных этапов проектирования и выбора принципиальных конструкций мировых нефтегазовых сооружений используются базы данных, для которых принципиальным вопросом является клас­сификация сооружений. За последнее время многими исследователями предприняты по­пытки систематизации и классификации техники и технических средств, участвующих в освоении морских нефтегазовых место­рождений.

Учитывая технологический аспект технических средств (ТС), уча­ствующих в освоении морского нефтегазового месторождения, а также возрастающую роль автоматизации в проектировании тех­нических систем, предлагается классификация, разделяющая все ТС на средства для геологоразведочных работ (G), ТС для бурения скважин (D), ТС для добычи нефти (Р), ТС транспорта и хранения (Т), ТС для переработки углеводородов (R), вспомогательные ТС (О) .

В класс G включаются технические системы для геофизических и геологических исследований (геофизические суда, суда геолого­разведочного бурения, спутниковые системы разведки и т.д.).

В класс D входят буровые платформы различного типа (стационар­ные, полупогружные, самоподъемные, с натяжными связями и т.

Класс Р включает в себя стационарные и плавучие технические системы для добычи нефти (промысловые стационарные и плаву­чие платформы, промысловые технические системы корабельного базировании и т.д.).

Класс Т объединяет ТС, служащие для сбора, транспорта и хране­ния углеводородов в морских условиях (трубопроводы, стационар­ные и плавучие хранилища различной глубины расположения, на­сосные и компрессорные станции разнообразного конструктивно­го исполнения, средства слива — налива танкеров, танкеры раз­ной конструкции и т.д.).

В последнее время получили развитие технические системы груп­пы R, включающие в себя ТС переработки нефти, обработки и сжижения газа непосредственно на месторождениях.

К вспомогательным техническим системам О отнесем ТС для транспорта людей и грузов, коммуникационные ТС и др.

Классы делятся на типы, например, в классе Р сооружений мож­но выделить тип «платформы», который, в свою очередь, делит­ся на виды.

Конечно, предлагаемая классификация не претендует на абсолют­ность. Так, например, конструкции современных гравитационных платформ предусматривают емкости в базовой части опорного блока, служащие для хранения нефти. Но вместе с тем данная системати­зация позволяет на ее основе построить автоматизированные сис­темы, используемые при принятии решений проектного и управ­ленческого характера. Среди технических средств освоения шельфа основную долю по затратам составляют морские нефтегазовые сооружения. Появилось множество новых терминов, которые требуют своего определения, например: «Технические средства освоения шельфа» (ТС) и «Морские нефтегазовые сооружения» (МНГС). Под ТС будем понимать все инженерные системы, используемые в процессе освоения морско­го нефтегазового месторождения. МНГС же включают в себя толь­ко те технические системы, которые участвуют в освоении шель­фа и изготовлены с использованием строительных технологий. Морские нефтегазовые месторождения (МНГМ), морские сооружения имеют свой жизненный цикл (ЖЦ), кото­рый условно можно разделить на основные этапы проектирова­ния (D), строительства (С) и эксплуатации (Е). В ряде случаев в целях усиления экологического аспекта при освоении морских нефтегазовых месторождений целесообразно выделить время ути­лизации месторождений и соответствующих им сооружений в от­дельный этап (U).