Форпост

Начало добычи на арктическом шельфе. Технологии

«Приразломная» — высокотехнологичный комплекс, в котором собраны лучшие разработки в области бурения, добычи и транспортировки жидких углеводородов
Нефтеналивные танкеры усиленного ледового класса «Михаил Ульянов» и «Кирилл Лавров» были созданы специально для работы на Приразломном
Перекачка нефти из нефтехранилища платформы на танкеры происходит с помощью комплексов устройств прямой отгрузки нефти (КУПОН)
Фото: Максим Авдеев, Дмитрий Ловецкий

Освоение российского арктического шельфа началось с разработки Приразломного месторождения нефти. В конце 2013 года первая нефть поступила в хранилища морской платформы «Приразломная» — высокотехнологичного комплекса, в котором собраны лучшие разработки в области бурения, добычи и транспортировки жидких углеводородов.

Текст: София Зорина

Приразломное месторождение нефти расположено в самой изученной части российского арктического шельфа — Баренцевом море, а точнее, в его юго-восточной мелководной части — Печорском море. Залежи здесь — морское продолжение огромного Тимано-Печорского нефтегазоносного бассейна, занимающего большую часть Республики Коми и Ненецкого автономного округа. Осадочная толща Тимано-Печоры, миллионы лет назад ставшая материнской породой для будущих нефтяных и газовых залежей, представлена палеозойскими и мезозойским отложениями, которые на юге достигают Перми, а на севере уходят далеко в Баренцево море.

Освоение континентальной Тимано-Печоры началось еще в XVIII веке, когда на берегу реки Ухты нашли поверхностные выходы нефти. С тех пор геологи в поисках месторождений углеводородов тщательнейшим образом изучили эти территории. А вот до шельфовой части нефтегазоносной провинции добрались лишь в 80‑х годах прошлого века. Приразломное было открыто в 1989 году, оно расположено в 55 км к северу от материка и в 980 км к западу от Мурманска. Глубина моря в пределах месторождения не превышает 19–20 м. Cтруктура залежи представляет собой двухкупольную антиклинальную складку, простирающуюся на северо-запад. По всей площади предполагается наличие небольших разломов (тектонических нарушений), ориентированных вдоль длинной оси складки. Верхние породы — глины, под ними залегают нефтенасыщенные слои, разделяемые плотными породами. Что касается самой нефти Приразломного, то она малосернистая, тяжелая и вязкая, ее характеристики наиболее схожи с маркой Urals.

МОРСКОЙ ЗАКОН

Небольшие глубины в районе месторождения позволили установить платформу «Приразломная» прямо на морском дне. В итоге куст эксплуатационных скважин удалось расположить так, чтобы с водной средой непосредственного контакта они не имели. Таким образом, бурение на платформе ведется практически так же, как на суше. При этом на «Приразломной» соблюдаются принятые на морских объектах повышенные требования в области охраны труда, промышленной и экологической безопасности. Всего на платформе есть заготовки для 40 скважин: 19 добывающих, 16 нагнетательных, одна шламовая, еще четыре — резервные. С самого начала разработки месторождения приоритетным методом увеличения дебита выбрано строительство горизонтальных скважин, поэтому лишь одна из добывающих будет вертикальной, остальные — горизонтальными, причем две из них — двузабойными с проектным дебитом нефти 3300 куб. м/сутки.

Бурение горизонтальных скважин — и так достаточно сложный технологический процесс, а в морских условиях отягощающим фактором становятся повышенные экологические требования. На «Приразломной» ряд проблем, связанных с бурением, был решен за счет применения суперсовременных высокоингибированных буровых растворов. В частности, раствор Kla-Shield для бурения сложных, протяженных участков в разрезах активных глин, составляющих верхнюю часть месторождения, применяется и на суше, но благодаря своим высоким экономическим и экологическим характеристикам он получил широкое распространение в условиях морского бурения. Раствор укрепляет стенки ствола скважины, обеспечивая при этом его эффективную очистку, уменьшает набухание глины и ее налипание на долото. Экономический эффект достигается за счет того, что для прохождения даже длинных секций с активными глинами требуется относительно небольшое количество раствора. Не менее тщательно подбирался и раствор для вскрытияпродуктивных горизонтов. Использующаяся система на водной основе для вскрытия пластов успешно применяется западными компаниями при бурении на шельфе благодаря своей экологичности.

Крайне важным моментом при проектировании бурения на платформе был выбор системы для хранения и транспортировки шлама — полностью закрытой, простой в обслуживании. Действующее на «Приразломной» требование «нулевого сброса» не допускает сброса с платформы в окружающую среду ничего, кроме воды для пожаротушения и очищенных хозбытовых стоков. Использованный буровой раствор, шлам и другие отходы закачиваются в специальную поглощающую скважину, а собранные дренажной системой и очищенные масло- и нефтесодержащая вода, загрязненные дождевая вода и снег закачиваются обратно в пласт. Остальные отходы (тара, ртутные лампы, аккумуляторы и т.д.) будут вывозиться на берег, так же как и избытки шлама, если таковые появятся.

ТРОЙНОЙ КОНТРОЛЬ

Бессмысленно говорить о безопасности морской добывающей платформы без оценки риска фонтанного выброса нефти, который может произойти в ходе бурения или эксплуатации скважин. На «Приразломной» он сведен практически к нулю за счет установки на всех скважинах двойной системы защиты от аварийных выбросов: клапана-отсекателя и дублирующего гидравлического клапана, входящего в состав фонтанной арматуры. Это уникальное оборудование было специально разработано для условий Приразломного нефтяного месторождения и учитывает специфику и особые требования к проведению работ именно в этом регионе.

Клапан-отсекатель модели Onyx-5 (E) предназначен для отсечения нижней части скважины при возникновении нештатной ситуации. Он устанавливается на глубине около 150 м от устья скважины. Гидравлическая система соединяет клапан-отсекатель с системой аварийного останова на поверхности. Как только на гидравлическое оборудование приходит сигнал от системы безопасности, давление жидкости на клапан прекращается, и он автоматически устанавливается в закрытое положение, изолируя таким образом скважину. Все это происходит на глубине, достаточной для обеспечения безопасности эксплуатации скважины и комплекса платформы.

Устье скважины в целях безопасности во время бурения перекрывается противовыбросовым оборудованием, а перед началом добычи его заменяют на фонтанную арматуру, в том числе включающую в себя дистанционно управляемую гидравлическую задвижку. Эта задвижка дублирует функции клапана-отсекателя в случае его неисправности. Работа всех этих систем завязана на автоматизированную систему управления и безопасности (АСУБ).

Помимо вышеописанных клапанов и задвижек существует и третья ступень безопасности — механический управляемый скважинный контрольный клапан RCV™ Baker Oil Tools, расположенный на глубине более 2 тыс. м. Он устанавливается в скважине во время размещения системы первичного заканчивания для регулировки режима притока пласта. При замене электроцентробежного насоса или капитального ремонта скважины этот клапан перекрывает приток из коллектора, предотвращая тем самым потери пластового флюида. В то же время он может выполнять и функции клапана-отсекателя, обеспечивая дополнительную защиту.

ЛЕДОВЫЙ КЛАСС

Очевидные источники риска — процессы хранения, отгрузки и транспортировки нефти. На «Приразломной» главные опасности при хранении — утечка и возможность взрыва — исключены практически полностью. Добываемая нефть поступает в нижнюю часть платформы — кессон со стенками трехметровой толщины и двойным дном, где опасность взрыва устраняется за счет «мокрого» способа хранения (см. материал на стр. 16), который исключает попадание кислорода в нефтехранилище. Балластная вода, используемая при «мокром» хранении, поддерживает постоянное давление в танке с нефтью, обеспечивая таким образом не только 100%‑ную заполняемость резервуара, но и подпор насосам, задействованным при отгрузке.

Отгрузка представляет собой наиболее уязвимый процесс, ведь именно здесь нефть покидает неприступный кессон. Тем не менее риски, связанные с отгрузкой, также предельно минимизированы. Перекачка нефти из нефтехранилища платформы на танкеры происходит с помощью комплексов устройств прямой отгрузки нефти (КУПОН), расположенных на платформе. Таких устройств два, что обеспечивает беспрепятственный подход танкеров к платформе в любых погодных и навигационных условиях. Для предотвращения разлива нефти в процессе перекачки отгрузочная линия оснащена системой аварийной остановки, позволяющей прекратить перекачку сырья в течение 7 секунд.

Перед началом отгрузочных операций челночные танкеры, оборудованные носовой загрузочной системой, осуществляют бесконтактную швартовку. Удерживать танкер на месте, несмотря на ветер и волны, позволяет система динамического позиционирования. Нефтеналивные танкеры усиленного ледового класса с двойным корпусом и дедвейтом (допустимой массой груза) 70 тыс. тонн — «Михаил Ульянов» и «Кирилл Лавров» были созданы специально для работы на Приразломном.

Эти суда — часть морской транспортно-технологической системы (МТТС), в свою очередь входящей в комплекс обустройства Приразломного нефтяного месторождения. Помимо «Ульянова» и «Лаврова» МТТС составляют специально созданные для проекта многофункциональные ледокольные суда (МФЛС) «Владислав Стрижов» и «Юрий Топчев». Ледоколы были построены специально по заказу «Газпром нефть шельфа», занимающегося разработкой Приразломного месторождения. Недавно ледокольный флот был усилен третьим судном — «Венгери», зафрахтованным у компании «ФЕМКО». Все ледоколы предназначены как для обеспечения круглогодичного обслуживания платформы, доставки грузов, так и для несения аварийно-спасательного дежурства. Кроме того, в качестве вспомогательных буксиров они помогают при отгрузке нефти на танкер. Суда рассчитаны на работу в условиях повышенных ледовых нагрузок и обеспечены новейшими комплексами аварийного нефтесборного оборудования, предназначенного для ликвидации разливов нефти как на открытой воде, так и в ледовых условиях. Дополнительное судно обеспечения было привлечено в соответствии с действующим в рамках проекта планом предупреждения и ликвидации разливов нефти, а также в связи с началом активной фазы работ: в декабре 2013 года на месторождении Приразломное началась добыча, в первом квартале этого года выполнена отгрузка на танкер первой партии нефти.

По мере развития проекта в систему также войдут суда портового флота, плавучее нефтехранилище и линейные танкеры.


Инфографика: Оксана Бондаренко
«Газпром» — форпост России в Арктике. В прошлом году мы покорили Ямал, создав на суше в арктических широтах не имеющий аналогов в мире новый центр газодобычи. Сегодня — стали пионерами освоения российского шельфа Арктики. Нет сомнений, «Газпром» продолжит покорение Арктики.

АЛЕКСЕЙ МИЛЛЕР,
Председатель Правления «Газпрома»

Транспортная система проекта, включающая три многофункциональных ледокольных судна и два челночных танкера, позволяет выполнять полный цикл работ для бесперебойного снабжения и безопасного функционирования «Приразломной». Суда доставляют на платформу грузы и персонал, обеспечивают технологическую и экологическую безопасность работ, осуществляют круглогодичную отгрузку и транспортировку нефти. В случае необходимости они окажут помощь в ликвидации последствий аварий на платформе и возможных разливов нефти в зоне ответственности платформы.
Кроме того, недавно по заказу компании «ФЕМКО» было начато проектирование и строительство многофункционального ледокола «Алеут», который, как судно более высокого ледового класса и улучшенных технических характеристик, в соответствии с обязательствами судовладельца осенью 2015 года придет на смену «Венгери» и приступит к аварийно-спасательному дежурству у платформы.

ГЕННАДИЙ ЛЮБИН,
исполнительный директор «Газпром нефть шельфа»

ПРИРАЗЛОМНОЕ НЕФТЯНОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ

― открыто в 1989 г.

― расположено на шельфе Печорского моря, в 60 км от пос. Варандей, Ненецкий АО

― глубина моря в районе месторождения — 19–20 м

― извлекаемые запасы нефти — 71,96 млн тонн

― проектный уровень добычи — около 6 млн тонн в год
(будет обеспечен после 2020 года)

― срок разработки — 25 лет

― фонд скважин — 36 шт.

― продуктивные горизонты залегают на глубине 2300–2700 м

«МОКРОЕ» ХРАНЕНИЕ НЕФТИ

Танки для хранения нефти расположены в нижней части платформы — кессоне. «Мокрый» способ хранения подразумевает, что каждый танк постоянно полностью заполнен жидкостью, независимо от количества сырья. Достичь этого удается за счет системы балластной воды. Так, в режиме заполнения нефть поступает в танк сверху через специальные устройства, которые называются диффузорами. Во время заполнения нефтью происходит вытеснение воды из танка в балластную систему. Во избежание загрязнения балластной системы подтоварной водой последняя отводится в систему очистки и в дальнейшем используется для поддержания давления в продуктивном пласте.

В режиме отгрузки нефть вытесняется из танка водой, которая самотеком поступает в танк из напорного резервуара. Одновременно грузовой насос откачивает нефть с поверхности танка в систему отгрузки. По мере того как насос откачивает товарную нефть с поверхности танка, балластная вода поступает в танк снизу через два разбрызгивателя, расположенные у днища. Таким образом, она постепенно замещает нефть в танке.