Socar proceedings
 Скачать 334.2 Kb.
|
|
78 SOCAR Proceedings No.1 (2021) 078-082 SOCAR Proceedings Reservoir and Petroleum Engineering journal home page: http://proceedings.socar.az В настоящее время использование углеводо- родных ресурсов нефти и газа как источника топлива в общемировом масштабе потребления больше, чем суммарное потребление всех осталь- ных источников, включая уголь, атомной энер- гии, биоэнергии, гидроэнергии и прочие (ветер, приливы и отливы, солнечные и др.), фактически соотношение составляет 53.5% против 46.5%. Учитывая структуру потребления первичной энергии в мире до 2015 года можно предполо- жить, что в течение последующих 25 лет (к 2040 году) потребление нефти может сократиться на 4%, а потребление газа, за тот же период, увели- читься на 2%. Причем суммарная потребность в нефти и газе будет занимать более 50% от всех видов источника топлива. Из этого следует, что газовая отрасль обладает наилучшими перспек- тивами, учитывая: • рост потребления газа, особенно на насы- щенных рынках Азии; • интеграцию региональных газовых рынков в мировой рынок за счет развития поста- вок СПГ; • переход от «геополитики нефти» к «гео- политике газа». Еще одним немаловажным фактором является то, что по прогнозным оценкам истощенность континентальных нефтегазовых месторождений составляет 30 – 50%, а месторождений континен- тального шельфа менее 1%. Поэтому, основные объемы прироста запасов, увеличение и стабили- зация добычи нефти и газа в системе ТЭК должно планироваться за счет ресурсов и запасов конти- нентального шельфа, обладающего уникальными ресурсами. Такой вывод можно сделать, про- ведя краткий анализ углеводородных ресурсов континентального шельфа Арктики и Дальнего Востока, а также российской части Каспийского, Азовского, Черного и Балтийского морей. В первую очередь следует отметить, что Северный Ледовитый океан является самым бога- тым по части природных ресурсов среди всех мировых океанов, но также является «лидером» по количеству проблем, связанных с террито- риальным разделением между приарктически- ми странами, такими как Россия, США, Дания (Гренландия), Канада, Норвегия. Даже с учетом наличия многочисленных нере- шенных вопросов в настоящее время неразведан- ные углеводородные ресурсы при секторном раз- делении между странами распределяются следу- ющим образом (см. таблицу). E-mail: D_Mirzoev@vniigaz.gazprom.ru http://dx.doi.org/10.5510/OGP20210100483 ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОСВОЕНИЯ НЕФТЕГАЗОВЫХ РЕСУРСОВ КОНТИНЕНТАЛЬНОГО ШЕЛЬФА Д.А.Мирзоев Российский государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина, Москва, Россия Principal Features of the Continental Shelf Oil and Gas Resources Development D.A.Mirzoev Gubkin Russian State University of Oil and Gas, Moscow, Russia A b s t r a c t According to forecast estimates, the depletion of continental oil and gas fields of the Russian Federation is 30 - 50%, and the fields of the continental shelf are less than 1%. Therefore, the main volumes of growth of reserves, oil and gas production in the fuel and energy complex system should be planned at the expense of resources and reserves of the continental shelf. The article considers the principal features of development of oil and gas fields of the continental shelf and criteria determining types of offshore oil and gas fisheries. Keywords: Oil and gas fields development, Continental shelf; Offshore field development facilities; Design; Construction and operation of offshore oil and gas field. © 2021 «OilGasScientificResearchProject» Institute. All rights reserved. Страны Нефть, % Газ, % Россия 41 70 США (Аляска) 28 14 Дания (Гренландия) 18 8 Канада 9 4 Норвегия 4 4 79 Данная информация подготовлена экономи- ческой службой США и наглядно показывает, что доля ожидаемых ресурсов российского сектора Арктики по природному газу составляет 70%, а по нефти – 41%. Прогнозная оценка распределения сырье- вых ресурсов по морским регионам Российской Федерации показывает, что 87% находятся в недрах морей арктического региона, около 10% дальневосточного региона, а в недрах остальных регионов (Черное, Азовское, Балтийское и рос- сийская часть Каспийского моря) содержится около 3% ресурсов нефти и газа. Следовательно, основные стратегически значимые ресурсы УВ сосредоточены в недрах континентального шель- фа Арктики. Поэтому, Российская Федерация в первую очередь должна разрабатывать концеп- цию освоения углеводородных ресурсов аркти- ческого континентального шельфа, основанную на создании инновационной передовой техники, технологии, сооружений и оборудования для условий Арктики. Для определения основных направлений разви- тия инновационной техники и технологии необхо- димо анализировать приведенные выше регионы по части очередности начала их освоения с учетом генеральной схемы развития топливно-энергети- ческого комплекса Российской Федерации. С уче- том основных положений данной генеральной схемы разрабатываются долгосрочные програм- мы развития работ газовой промышленности и отдельно нефтяной промышленности. ПАО «Газпром» является лидером по мас- штабу работ на шельфе среди нефтегазовых компаний Российской Федерации. По проекту «Сахалин-3» впервые в РФ создан подводный про- мысел, успешно эксплуатируемый в настоящее время. На открытых месторождениях Баренцева моря выполняются предынвестиционные проек- ты их освоения. В Печорском море построена и эксплуатируется первая ледостойкая платформа «Приразломная», созданная без участия зару- бежных компаний. В Карском море открыты крупные газоконденсатные месторождения как «Ленинградское», «Русановское», «Динковское», Скуратовское и др. В заливе Шарапов - Шар открыто месторождение «Крузенштернское», часть которого находится на суше. В настоящее время завершается работа по составлению техно- логической схемы разработки с учетом исполь- зования комбинированного (надземного с надво- дным) промысла. В данном проекте как объект обустройства морской части промысла предла- гается искусственный грунтовый остров с верти- кальными защищенными откосами. В техниче- ском плане для строительства такого острова нет особой сложности, т. к. как в РФ, так и за рубежом по данному виду строительства опыты имеются. В акватории Обской и Тазовской губ проводятся геолого-разведочные работы, открываются новые морские месторождения. Кроме того, для место- рождения «Каменномысское – море» завершен проект его обустройства, ведется работа на заво- дах по изготовлению ледостойкой стационарной платформы для бурения и эксплуатации газовых скважин. Принципиальные особенности освоения кон- кретного месторождения связаны в основном с выбором типа промысла по следующим крите- риям: • глубина воды; • ледовые условия (акватория замерзающая); • продолжительность межледового периода; • расстояние от берега; • наличие береговой производственной инфраструктуры; • геологические характеристики месторож- дения. Кратко рассмотрим степени и зоны влияний этих критерий при выборе типа морского нефте- газового промысла. Глубина воды в зоне расположения месторож- дения определяет возможность создания, в пер- вую очередь надводного промысла, так как этот тип промысла более распространенный и име- ется огромный мировой опыт, правда в условиях незамерзающих морей. Для условий замерзаю- щих морей данный критерий становится более весомым, так как с увеличением глубин стои- мость ледостойких платформ становится значи- тельной и требуемая эффективность освоения месторождения не обеспечивается. Ледовые условия (акватория замерзающая или не замерзающая) определяют необходимость строительства всех надводных объектов обустрой- ства в ледостойком исполнении. Кроме того ледо- вые условия влияют и на параметры подводных объектов обустройства. Определяющая роль при выборе технологических схем строительства подводных и надводных объектов обустройства, решение вопросов обеспечения нормального функционирования промысла так же зависит от ледовых условий конкретного месторождения. Продолжительность безледового периода имеет огромное значение как на выбор типа промысла, так и методов бурения подводных эксплуатационных скважин. Данный критерий определяет возможность бурения фонда эксплу- атационных скважин с помощью существующих неледостойких буровых сооружений или соз- дания специальных надводных либо подводных буровых установок. Расстояние от берега в основном влияет на выбор технологической схемы транспорта добы- ваемой продукции, т. е. определяет объем работ на промысле по подготовке нефти и газа к транс- порту. Кроме того в зависимости от этого кри- терия выбираются методы и типы технических средств для смены производственного персонала и в целом обеспечение материалами, оборудова- нием морского нефтегазового промысла. Береговая производственная инфраструк- тура является производной от всех предыду- щих критериев. После выбора типа промысла, D.A.Mirzoev / SOCAR Proceedings No.1 (2021) 078-082 80 определения состава объектов обустройства, тех- нологии бурения, добычи, сбора, подготовки, хранения и транспорта добываемой продукции, формулируются требования к составу береговой базы обеспечения. Геологические характеристики месторож- дения учитываются при составлении техноло- гической схемы разработки месторождения, в которой определяется количество и координаты забоев, дебит скважин с учетом характеристик нефтегазоносных объектов и их пластов для обе- спечения необходимого объема накопленной добычи, что является основанием для принятия инвестиционного решения при освоении недр пользователем. Такая краткая информация о значениях отме- ченных критериев показывает, что выбор типа морского нефтегазового промысла является само- стоятельным направлением в области нефтяной и газовой промышленности. В условиях суши существует только один тип промысла - надзем- ный, на котором практически одна технологиче- ская схема с одними и теми же конструкциями объектов обустройства. Для условий континентального шельфа рас- сматриваются пять возможных типов промыс- ла таких как надземные, надводные, подво- дные, подземные и комбинированные. Выбор из этих вариантов требует глубокого анализа отмеченных выше критериев с учетом их взаи- модействия. Следовательно, морское нефтегазо- промысловое дело является самостоятельным, более сложным и наукоемким направлением по созданию новой техники и технологий, обе- спечивающих бурение нефтегазовых скважин, добычу, подготовку, транспорт, хранение и др. в сложных природно-климатических условиях континентального шельфа. При создании технических средств для выпол- нения комплекса технологических процессов добычи углеводородного сырья следует учиты- вать, что сухопутные объекты обустройства нахо- дятся под влиянием только литосферы и атмос- феры, а морские объекты обустройства помимо литосферы и атмосферы еще и гидросферы (см. рис.), что создает определенные проблемы при проектировании, строительстве и эксплуатации морского нефтегазового промысла. Особенно сложными являются переходы между атмосфе- рой и гидросферой (ледовые образования, торо- сы, айсберги, обломки айсбергов), а также между гидросферой и литосферой. Для условий шельфа вопросы литосферы не являются специальными, они изучаются и для условий суши (поиск, раз- ведка, бурение и разработка), а верхний слой (поверхностный) как грунтовое основание соору- жений, исследуется специально. Поэтому комплексные технико-технологиче- ские решения по поиску, разведке, обустройству и эксплуатации морских месторождений при- нимаются на основе интегрирования всех воздей- ствующих факторов атмо-, гидро- и литосферы. Таким образом, эффективность обустройства и эксплуатации морских нефтегазовых место- рождений зависит от умелого использования достижений науки и техники в области морской гидротехники, судостроительной и оборонной промышленности, а также достижений нефтяной и газовой промышленности в целом. Создание такого нефтегазового промыла и его объектов обустройства для условий арктического шельфа является не менее сложной проблемой, чем освоение космоса, а последствие неудачных технико-технологических решений могут приве- сти к авариям (фонтаны, выбросы, разлив нефти, пожары и др.) с человеческими жертвами и огром- ным финансовым потерям недропользователя. Впервые сравнение освоения шельфа с кос- мосом сделал министр газовой промышленно- сти С.А.Оруджев в августе 1978 года на сове- щании у Председателя Совета Министров СССР А.Н.Косыгина по рассмотрению вопроса об организации работ по освоению ресурсов нефти и газа на континентальном шельфе СССР. Правомерность такого сравнения подтвердилась в 2010 году в Мексиканском заливе, когда произо- D.A.Mirzoev / SOCAR Proceedings No.1 (2021) 078-082 Рис. Общая схема расположения МНГС в системе трех сфер: 1. Исследование атмосферы (ветер, температура, влажность) 2. Исследование гидросферы (течение, волнение, лед, айсберг, коррозия, обрастание) 3. Исследование литосферы (геология, бурение, разработка, инженерная геология, сейсмика) 81 шел взрыв, пожар и утечка нефти на платформе Deepwater Horizon на месторождении «Макондо» компании British Petroleum (BP), что привело к человеческим жертвам и экологическим послед- ствиям. Компания British Petroleum была оштра- фована государством США на более 60 млрд. долларов. Для сравнения стоимость одного раке- тоносителя серии «Союз-2» составляет около 3-4 млрд. долларов США. Учитывая всю сложность и ответственность при освоении морских ресурсов нефти и газа, Советом Министров СССР более 40-лет назад было при- нято историческое решение по созданию специ- ального главного управления по поиску, разведке и освоению нефтегазовых ресурсов континен- тального шельфа СССР в системе министерства газовой промышленности. Благодаря деятель- ности главного управления Мингазпрома и непо- средственного участия научных, конструкторских и производственных потенциалов Минсудпрома, Миноборонпрома, Минспецмотажстроя и дру- гих отраслей машиностроения, были открыты более 40 месторождений, до настоящего времени ведутся работы по проектам Сахалин-1 и 2, на месторождении «Приразломное» и др. D.A.Mirzoev / SOCAR Proceedings No.1 (2021) 078-082 Заключение Конструкции морских нефтегазопромысловых инженерных сооружений - как объекты обустройства морских месторождений кроме их технологического назначения (для бурения, добычи, подготовки, хранения и транспорта добывае- мой продукции) не имеют ничего общего с конструкциями объектов обустрой- ства континентальных нефтегазовых месторождений. Количество и место расположения объектов обустройства для морских месторождений определяются, как с учетом требований технологических схем разработки, так и стоимости морских нефтегазопромысловых инженерных сооружений. Выбор типа морского нефтегазового промысла практически зависит толь- ко от технической доступности месторождения. Такой проблемы в условиях континентального месторождения не существует, так как на суше применяется только надземный промысл с надземными объектами обустройства. Создание глубоководных, особенно ледостойких, нефтегазопромысловых сооружений требует использование передового достижения океанологии, гидрометеорологии, гидрологии, гидродинамики, аэродинамики, гидрогра- фии, ледотехники, теории сооружений, строительной механики, металлове- дении, инженерной геологии, судостроении и других научных дисциплин, практически не используемых для объектов обустройства континентальных нефтегазовых месторождений. Научно-техническое обеспечение проектов освоения морских нефтегазовых ресурсов является новым инновационным направлением науки и техники, интегрирующим с передовыми достижениями приведенных выше научных дис- циплин. 82 Принципиальные особенности освоения нефтегазовых ресурсов континентального шельфа Д.А.Мирзоев Российский государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина, Москва, Россия Реферат По прогнозным оценкам истощенность континентальных нефтегазовых месторождений Российской Федерации составляет 30 – 50%, а месторождений континентального шельфа менее 1%. Поэтому, основные объемы прироста запасов, добычи нефти и газа в системе топливно-энергетического комплекса должно планироваться за счет ресурсов и запасов континентального шельфа. В статье рассмотрены принципиальные особенности освоения нефтегазовых месторождений континентального шельфа и критерии определяющие типы морского нефтегазового промысла. Ключевые слова: освоение нефтегазовых месторождений; континентальный шельф; объекты обустройства морских месторождений; проектирование; строительство и экс- плуатация морского нефтегазового промысла. Kontinental şelf neft-qaz resurslarının mənimsənilməsinin əsas xüsusiyyətləri D.A.Mirzoyev İ.M.Qubkin adına Rusiya Dövlət Neft və Qaz Universiteti, Moskva, Rusiya Xülasə Proqnoz qiymətləndirmələrinə əsasən, Rusiya Federasiyasının kontinental neft-qaz yataqlarının tükənməsi 30-50%, kontinental şelf yataqlarınınkı isə 1%-dən daha az təşkil edir. Bu səbəbdən də, yanacaq-enerji kompleksi sistemində ehtiyat artımının əsas həcmləri, neft və qaz hasilatı kontinental şelf resursları və ehtiyatları hesabına planlaşdırılmalıdır. Məqalədə kontinental şelf neft-qaz yataqlarının mənimsənilməsinin əsas xüsusiyyətlərinə və dəniz neft-qaz mədənlərinin növlərini müəyyənləşdirən meyarlara baxılmışdır.. Açar sözlər: neft-qaz yataqlarının mənimsənilməsi; kontinental şelf; dəniz yataqlarının abadlaşdırılması obyektləri; layihələndirmə; dəniz neft-qaz yataqlarının tikintisi və istismarı.. D.A.Mirzoev / SOCAR Proceedings No.1 (2021) 078-082 |