На суше и на море

На суше и на море

Практический опыт разработки месторождений в арктической зоне: проблемы и достижения западных и российских компаний


Фото: Евгений Уваров, Максим Авдеев, FOTOBANK, FOTOSA

Несмотря на столетия исследований и неоднократные попытки подобраться к гигантским ископаемым запасам северных морей и материковых зон, о глобальном освоении Арктики говорить рано. Однако рывок на север произойдет уже в ближайшие годы: современный технологический уровень нефтяной промышленности это вполне позволяет

Эксперты прочат Арктике большое нефтегазовое будущее, предполагая, что более 20% всех неразведанных извлекаемых запасов углеводородов мира скрыто под толщей вечной мерзлоты и арктических морей. Отчасти эти прогнозы уже подтверждаются результатами освоения месторождений на континентальной части Заполярья.

Между тем существует ряд сложностей, с которыми приходится сталкиваться всем странам, желающим начать освоение углеводородных ресурсов региона. В первую очередь это суровый климат — низкие температуры, продолжительная полярная ночь, льды и тундра. Все эти факторы накладывают серьезные ограничения на работу оборудования и трудоспособность персонала. Проблем добавляет неразвитость, а чаще — полное отсутствие инфраструктуры. Причем если снабжение всем необходимым вахтовых поселков или буровых платформ — задача выполнимая, то транспортировка добытых ресурсов требует серьезных финансовых вложений и зачастую ставит под вопрос целесообразность освоения того или иного участка. Если учесть при этом удаленность территорий, становится понятно, почему на подготовительный этап освоения заполярных месторождений часто уходят годы и даже десятилетия. Такая затянутость инвестиционного цикла резко повышает риск перерасхода средств и осложняет привлечение финансирования. Отсрочка получения прибыли усугубляется расходами, связанными с обеспечением экологической безопасности разработок.

СОКРОВИЩА ВЕЧНОЙ МЕРЗЛОТЫ

Несмотря на серьезные трудности, покушаться на подземные арктические богатства стали еще в начале ХХ века, а к 60‑м годам геологи в Заполярье сделали столько, что не найти углеводороды было уже практически невозможно. Но из восьми стран — счастливых обладателей арктических территорий: России, Канады, США, Дании (Гренландии), Финляндии, Исландии, Норвегии и Швеции, именно Россия, а точнее, СССР стала первооткрывателем крупных полярных месторождений. В 1962 году в Ямало‑Ненецком автономном округе, недалеко от побережья Обской губы, было открыто Тазовское нефтегазоконденсатное месторождение. Обнаруженные на Ямале в 60‑х годах континентальные арктические залежи нефти и газа сегодня — экономическая основа развития региона, обеспечивающая ему до 98% валового продукта.

Примерно в то же время американские геологи пытались найти углеводороды на Аляске. После нескольких лет безуспешного разведывательного бурения их старания увенчались успехом. В 1968 году на побережье моря Бофорта было открыто крупнейшее нефтегазовое месторождение в западной арктической зоне — Prudhoe Bay с начальными извлекаемыми запасами нефти порядка 1,95 млрд тонн. Позднее вдоль побережья нашли ряд менее крупных месторождений.

Несмотря на значительные запасы нефти и газа, обнаруженные в Арктике, до настоящего времени активно разрабатывались лишь несколько залежей углеводородов. В России это в основном крупные газовые месторождения на Ямале и несколько нефтяных в Ненецком автономном округе, в США — в первую очередь Prudhoe Bay, на которое приходится немалая доля нефтедобычи в стране. Главные причины такой неспешности — трудности с транспортировкой и невысокая рентабельность добычи.

Прежде чем начать добычу на Prudhoe Bay, американцы провели к месторождению Трансаляскинский нефтепровод длиной 1288 км, пересекающий Аляску с севера на юг. Решению о строительстве нефтепровода предшествовал энергетический кризис 1973 года и прогнозы о подорожании нефти, что обещало окупить затраты на строительство и сделать экономически выгодной разработку столь удаленного участка. Эти прогнозы оправдались, и в 70—80‑х годах активные работы в Арктике велись не только в США, но и в Канаде. Однако канадцы, хотя и обнаружили крупные залежи углеводородов в дельте реки Маккензи и акватории моря Бофорта, довольно быстро охладели к идее их промышленного освоения, отдав предпочтение разработке нефтяных песков Альберты.

НА СЕВЕР

В СССР геологоразведка континентальных арктических территорий началась еще до войны и активно продолжалась вплоть до начала 90‑х. За это время в континентальном Заполярье были открыты десятки месторождений нефти и газа, пробурены сотни разведочных скважин. Однако если газ в Арктике, например на Ямале, начали активно добывать в начале 80‑х годов, то в случае с нефтью дальше разведки дело, как правило, не шло. Главная причина та же — трудности с транспортировкой. К тому же стране хватало «легких» месторождений нефти в Западной Сибири.

Первая арктическая нефть была получена в 1986 году на острове Колгуев, расположенном на востоке Баренцева моря. Здесь нефтяникам пришлось столкнуться со всеми «прелестями» заполярной добычи: для перевозки нефти на материк понадобились танкеры, способные ходить в ледовых условиях, хрупкая экосистема потребовала особого отношения к условиям разработки. На Колгуеве впервые в стране была осуществлена перевалка нефти прямо в море: танкеры загружаются примерно в 5 км от берега с помощью дюкера — плавучего нефтепровода.

2000‑е годы стали переломными в истории арктической добычи — нефтяники продвигаются все дальше на Север. «Газпром нефть» можно по праву назвать одним из пионеров промышленного освоения заполярных нефтяных месторождений. У компании два крупных арктических ресурса на материке — Новопортовское месторождение и Мессояхская группа, которую компания сейчас осваивает совместно с «Роснефтью». Оба расположены в Ямало‑ Ненецком автономном округе. Оба долгое время были заморожены.

Основная проблема Новопорта, открытого еще в 1964 году, — удаленность. Сегодня вопрос транспортировки нефти с месторождения принципиально решен — разрабатывается проект нефтеналивного терминала в Обской губе у мыса Каменного. Это не первый подобный объект в Арктике — ледостойкий погружной терминал уже есть у ЛУКОЙЛа на Варандее в Баренцевом море. Однако вода в Обской губе, в отличие от морей, практически пресная, а значит, плотность льда здесь выше; жестче и требования к прочности промышленного объекта. Поэтому конструкция терминала «Газпром нефти» будет уникальной. От месторождения к мысу тянут стокилометровый нефтепровод. Нефть с месторождения будет вывозиться по Северному морскому пути круглогодично.

Проблемы Мессояхской группы месторождений — Западно‑Мессояхского и ВосточноМессояхского, открытых на Ямале в конце 80‑х годов, не ограничиваются географией. Камнем преткновения при их освоении стали свойства самой нефти — она тяжелая и высоковязкая. Тем не менее современные технологии добычи позволяют сделать рентабельной разработку даже такого сложного актива. Традиционный для Заполярья вопрос транспортировки нефти решит магистральный нефтепровод «Заполярье‑Пурпе», строительство которого уже ведет «Транснефть».

НЕПРИСТУПНЫЙ ШЕЛЬФ

Поиски запасов углеводородов в Арктике не ограничились сушей. На волне повышения стоимости нефти в 70‑х годах США и Канада продолжили разведку уже на шельфе Бофортова и Чукотского морей. Чуть позже активно изучать шельфы начали в Норвегии и СССР. В результате были обнаружены крупные нефтегазоносные бассейны (НГБ), в том числе продолжавшие НГБ, уже открытые на суше, такие как Маккензи в Канаде, Северный склон Аляски в США. К настоящему времени на российской части Арктики неплохо изучены шельфы Баренцева, Печорского и Карского морей, в то время как в море Лаптевых, Восточно‑Сибирском и Чукотском до сих пор не пробурено ни одной разведывательной скважины. По словам профессора РГУНГ им. И.М. Губкина Василия Богоявленского, всего в российских морях Арктики к 2012 году пробурено 86 поисково‑разведочных скважин и открыто 20 месторождений, в том числе в переходной зоне суша‑море. По количеству скважин и открытых месторождений это меньше, чем в одной лишь норвежской части Баренцева моря, но больше с точки зрения запасов углеводородов.

Американцы первыми взялись за морские богатства. Уже в 1987 году BP начал добычу нефти на месторождении Endicott на Аляске, сейчас на Северном склоне разрабатывается девять месторождений. Правда, добыча ведется либо с искусственных островов, либо наклонными и горизонтальными скважинами с берега. В 2007 году разрабатывать газоконденсатное месторождение Snohvit на норвежском шельфе Баренцева моря начал Statoil. Несмотря на большие глубины и необходимость бурения с плавучей платформы, можно сказать, что норвежцам повезло — природно‑климатические условия в арктических акваториях Норвегии гораздо более благоприятны, чем в России или Америке.

Что касается собственно России, то в настоящее время идет промышленное освоение лишь одного морского нефтегазоконденсатного месторождения — Юрхаровского, расположенного в Тазовской губе Карского моря. Под морским дном залегает западная часть месторождения, разработка которой ведется с суши с помощью горизонтальных скважин. Пока здесь добываются только газ и газоконденсат.

Стремление сделать работу в арктических условиях максимально безопасной для людей и окружающей среды привело к появлению ряда прогрессивных технологий. В частности, по заказу Shell на Аляске организована служба подготовки комплексного прогноза погоды, где обработка данных со спутников и многочисленных датчиков позволяет не только определять грядущие изменения температуры или скорости ветра, но и составлять долгосрочный прогноз движения ледовых полей. Для мониторинга экологической обстановки вдали от береговой линии и отслеживания дрейфа льдов в Арктике используются беспилотные летательные аппараты с дистанционным управлением, укомплектованные специальными сенсорными системами. В связи с использованием наклонных и горизонтальных скважин при бурении как с суши, так и с платформы разрабатываются новые технологии бурения — такие как бурение с управлением давлением потока бурового раствора на устье скважины, роторные системы направленного бурения.

ПЕЧОРСКИЙ ПРОРЫВ

Под контролем «Газпром нефти» реализуется два проекта на российском арктическом шельфе — разработка месторождения Приразломное и геологоразведочные работы на Долгинском месторождении. Оба объекта находятся в Печорском море. «В 2014 году мы планируем пробурить на Долгинском первую разведочную скважину и потом наращивать свои усилия, чтобы к 2016–2017 году месторождение было разведано и сделана его технико-экономическая оценка, — рассказал заместитель генерального директора „Газпромнефть-Сахалина“ Игорь Таныгин. — Так как Долгинское находится в 30–40 милях от Приразломного, есть возможность создать на базе последнего центр нефтяной добычи в Печорском море». Но если речь о промышленной разработке Долгинского еще не идет, то на Приразломном весь 2013 год велась подготовка к началу добычи. Здесь установлена первая в стране морская стационарная ледостойкая платформа (МЛСП).

Эксперты отмечают ряд технических сложностей, возникающих при проектировании и эксплуатации буровых платформ в северных широтах. В частности, необходимо учитывать, что низкие температуры усложняют работу персонала, могут привести к обмерзанию металлоконструкций, оборудования. В замкнутом пространстве платформы повышается риск накопления взрывоопасных газов. Ее корпус должен быть устойчив к воздействию ледовых нагрузок. Также необходимо предусмотреть возможность свободного падения аварийных шлюпок и безопасной эвакуации людей в условиях дрейфующих льдов и штормового моря.

При конструировании МЛСП «Приразломная» все эти аспекты были учтены. Платформа надежно удерживается на дне моря, на глубине 19,2 м, за счет своего гравитационного веса — 506 тыс. тонн. Вокруг платформы отсыпано около 120 тыс. тонн щебня и камня — так называемая защитная берма, предотвращающая размыв грунта по периметру кессона (см. устройство кессона на стр. 31) подводными и приливно-отливными течениями. Сам кессон является одновременно хранилищем добытой нефти, причем поток сырья, поступающий в хранилище, вытесняет балластную воду, и наоборот, при откачке нефти в танкер происходит замещение ее балластной водой. Таким образом хранилище нефти постоянно заполнено жидкостью: нефтью или балластной водой, что обеспечивает отсутствие свободной зоны для накопления взрывоопасного газа. Верхняя часть МЛСП защищена от воздействия льда и волн специальными ледовым и волновым дефлекторами, установленными по периметру платформы. Ледовый дефлектор — это стена высотой 16,4 м, наклоненная верхняя часть которой предотвращает переливание набегающих волн. На МЛСП «Приразломная» используется автоматизированная система управления и безопасности (АСУБ). Дистанционно и в автоматическом режиме АСУБ управляет процессами добычи, подготовки, хранения и отгрузки нефти, процессами производства и распределения электроэнергии, а также осуществляет контроль пожарогазовой обстановки, аварийную остановку оборудования и технологических процессов.

В ближайшее время на Приразломном месторождении будет получена первая промышленная нефть, и сам проект откроет новую страницу в истории освоения российской Арктики.

ДЕНИС СУГАИПОВ,
глава дирекции по крупным проектам «Газпром нефти»
Ко всем нашим северным крупным проектам мы можем применить слово «самый»: самый северный из наземных это «Мессояха», самый крупный на Ямале по запасам это «Новый порт», самый первый в мире это морская арктическая платформа «Приразлом ная», самые современные это все три месторождения. Вопреки, а может быть, и благодаря погодным и инфраструктурным услови ям, мы применяем в обустройстве месторождений только новейшие технологии, которые на большой земле до сих пор остаются штуч ными инновациями.

Другой аспект нашей работы на Ямале это взаимоотноше ния с подрядными организациями, буквально в ноябре этого года мы провели первую в истории компании ежегодную конференцию сервисных компаний по проектам Ямальского кластера стре мимся быть с партнерами в одной системе координат, требований и планов.
АЛЕКСАНДР МАЦКЕВИЧ,
генеральный директор ЗАО «Морнефтегазпроект» генерального проектировщика МЛСП «Приразломная»
Само создание нефтедобывающей платформы, эксплуатируемой в Арктике, является уникальным проектом. Тем более что «Прираз ломная» предназначена для ведения круглогодичного производ ственного процесса, и это в условиях замерзающего Печорского моря. Безопасность функционирования платформы полностью обес печивается ее конструктивными особенностями: опорное основание (кессон) выполнено из стальных двойных конструкций, заполненных бетоном, создающим совместно со стальными переборками эффект композита сталь бетон; для защиты грунтов от размыва преду смотрена обваловка кессона каменной бермой; комплексы устройств прямой отгрузки нефти обеспечивают бескон тактную швартовку танкеров. Отмечу, что при проек тировании платформы использовался опыт западных компаний, а сам проект прошел все необходимые экспертизы и согласования в объеме требований, действующих в Российской Федерации.