«Приразломная» — первый и пока единственный проект по добыче нефти на арктическом шельфе России. Вопросы безопасности здесь в приоритете.

Защищена — значит, безопасна

Вопросы безопасности на «Приразломной» — первой и пока единственной морской платформе, ведущей нефтедобычу на арктическом шельфе России, в Печорском море


Фото: Максим Авдеев, Сергей Анисимов

Жить и работать в Арктике — это как на другой планете: ледяные торосы высотой два метра с ноября по май, полярная ночь два месяца, —40°С — обычное дело. Добавьте сюда еще по 20 штормов в год, каждый из которых длится в среднем по десять дней: двести дней в году шторм! Неудивительно, что вопросы безопасности как для работников, так и для окружающей среды на «Приразломной» — в абсолютном приоритете.

За состоянием основания платформы «Приразломная» следит множество разных датчиков:
18 динамометров оценивают давление на грунт, 8 инклинометров измеряют наклон кессона, 12 акселерометров контролируют сейсмическую активность вокруг платформы, 42 датчика деформации измеряют ледовые нагрузки на кессон.

Запас прочности

Учитывая, в каких условиях работает платформа «Приразломная», возникают логичные вопросы: как вообще она может устоять на месте при подобных внешних нагрузках и есть ли вероятность ее разрушения? Ответы кроются в инженерных решениях и технических характеристиках стального острова: квадратная платформа шириной 126 м и высотой 141 м стоит прямо на дне моря (глубина здесь небольшая, всего 20 метров) под тяжестью собственного веса, составляющего 506 тыс. тонн. Чтобы обеспечить дополнительную устойчивость и защитить грунт под платформой от подмыва, по периметру платформы сделана щебне-каменная отсыпка объемом больше 45 тыс. куб. метров и весом 120 тыс. тонн. Кстати, за счет островного расположения платформы куст эксплуатационных скважин не имеет непосредственного контакта с морской средой — скважины начинаются внутри платформы и сразу уходят в грунт.

Морская вода и коррозия не в силах нанести ущерб стенам основания платформы (кессону). Они сделаны из особой стали толщиной в 4 см, на них нанесено специальное антикоррозионное покрытие и электрохимическая (катодная) защита (см. врез). Трехметровое пространство между стенками кессона заполнено сверхпрочным бетоном. И это еще не все.

Катодная защита

Электрохимическая защита от коррозии основана на наложении отрицательного потенциала на защищаемую деталь. Добиться необходимого эффекта удается за счет подключения к защищаемой металлической поверхности постоянного тока. В результате сама поверхность становится катодом и перестает корродировать, а обуславливающий коррозию анодный процесс переносится на вспомогательные электроды, так называемый жертвенный анод. Катодная защита широко применяется для защиты от коррозии наружной поверхности больших металлоемких объектов энергетического комплекса, таких как подземные и наземные магистральные и промысловые трубопроводы, металлических свайных фундаментов в грунте, морских причалов, оснований нефтегазовых платформ, опор мостов или любых других металлических конструкций, в том числе судов, находящихся в морской воде. Впервые на судах катодная защита была применена в 1824 году.

Скважинный контроль

Все скважины на «Приразломной» обеспечены двойной системой защиты от аварийных выбросов: клапаном-отсекателем и дублирующим гидравлическим клапаном, входящим 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 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.

В целях безопасности на устье скважины во время бурения устанавливается противовыбросовое оборудование, включающее в себя универсальный превентор, сдвоенный плашечный превентор и превентор со срезающими плашками, 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). Все устьевое оборудование способно выдержать давление до 35 МПа (примерно 350 атмосфер).

От бушующей стихии платформу «Приразломная» ограждает дефлектор — специальная конструкция высотой 16,4 м из высокопрочной стали, верхняя часть которой имеет наклон для того, чтобы волны не могли перелиться через край. Дефлектор в состоянии выдержать десятиметровые волны и атаку ветра со скоростью 183 км/ч — согласно шкале Бофорта, это 12 баллов из 12, то есть ураган. Хотя такие явления здесь и случаются, согласно статистике, не чаще чем раз в сто лет, в деле безопасности ничего не бывает слишком, поэтому запас прочности основания платформы многократно превосходит реально существующие недетские нагрузки. Оно способно выдержать даже прямой торпедный удар!

Автоматика на страже

Основные технические решения

Помимо опасностей внешних существуют риски внутренние, недаром нефтяная платформа «Приразломная» относится к объектам самого высокого класса опасности — первого. К нему же принадлежат атомные электростанции и заводы по ликвидации химического оружия. Причина такой суровой оценки в том, что на сравнительно небольшой площади платформы производится множество технологических операций с углеводородами: идет бурение скважин, добыча нефти, хранение, отгрузка нефти на танкеры. Поэтому в первую очередь автоматизированная система управления и безопасности (АСУБ) нацелена на предотвращение ситуаций, в которых может случиться аварийный выброс нефти или возгорание в любом отсеке платформы.

АСУБ контролирует на платформе буквально все: технологические процессы, системы пожарной и газовой сигнализации, систему аварийного останова. Она построена на принципе failsafe — «безопасный при отказе»: здесь все процессы дублируют друг друга, обеспечение безопасности не требует вмешательства человека, а задача работников платформы — только следить за тем, чтобы система оставалась в рабочем состоянии. 1800 датчиков отслеживают ситуацию — датчики дыма, пламени, тепловые датчики, датчики обнаружения углеводородов. Если хотя бы один из них показывает выход параметра за критическую отметку, срабатывает предупредительная сигнализация.

По понятным причинам особое внимание уделяется основному источнику опасности на платформе — добывающим скважинам. Так, если по каким-либо причинам давление в скважине достигает критического уровня, система аварийного останова прекращает работу скважинного насоса, а клапаны-отсекатели, способные справляться с мощнейшим давлением, перекрывают скважину (см. врез). На то, чтобы полностью загерметизировать скважину при любых сбоях в системе, потребуется всего несколько секунд.

Аналогичная технология предусмотрена и при отгрузке нефти. 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 в случае внештатной ситуации прекратить перекачку сырья в течение 7 секунд.

Для предотвращения разрушения от коррозии кессона «Приразломной» используются системы анодной и катодной защиты. Всего в системах электрохимической защиты платформы задействовано 52 нерастворимых электрода и более 10 тыс. растворимых цинковых анодов.

Огонь не пройдет

Чтобы свести на нет возможность возгорания углеводородов, на «Приразломной» применяется «мокрый» способ хранения нефти. В принципе, все просто: свободный объем танка с нефтью заполняется водой, которая вытесняется по мере наполнения танков сырьем. Таким образом, кислород вообще не проникает в нефтехранилище и взрывоопасная ситуация возникнуть просто не может.

На случай, если все-таки ЧП случится и где-то проскочит искра, тоже все предусмотрено: система пожаротушения на платформе способна предотвратить взрыв газа, распылив в воздухе инертное вещество — хладон. А стены танков с нефтью могут выдержать температуру более 1000°C в течение двух часов. Также на различных конструкциях платформы используются специальные огнестойкие изоляционные материалы, огнезадерживающие заслонки в системе отопления и вентиляции, конструктивные огнестойкие преграды. Поэтому, даже если возгорание и возникнет, огонь будет быстро локализован.

Приразломное месторождение

В Арктике добывается десятая часть общемировых объемов нефти и четвертая часть природного газа. На российском Крайнем Севере сосредоточено 80% всей арктической нефти и практически весь арктический газ. На территории России также находится 80% всех видов живых организмов, обитающих в Заполярье.

Между тем арктический шельф России — одна из самых сложных для освоения территорий. Целенаправленные поисково-разведочные работы здесь начались лишь в конце 1970-х годов. Приразломная структура в Печорском море была выявлена в 1977 году и за последующее десятилетие подготовлена к глубокому бурению. В 1989 году специалисты объединения «Арктикморнефтегазразведка», проводившие разведочное бурение, подтвердили наличие здесь промышленных запасов нефти, а к 1991 году была сформирована геологическая модель Приразломного месторождения.

Месторождение расположено на шельфе Печорского моря, в 60 км к северу от поселка Варандей. Извлекаемые запасы углеводородов Приразломного оцениваются в 70 млн т.н.э., что позволит эффективно эксплуатировать месторождение более чем 35 лет. Всего к 2023 году здесь планируется пробурить 32 скважины — 19 добывающих, 12 нагнетательных и одну поглощающую. 11 наклонно направленных скважин будут иметь глубину более 6 тыс. м по стволу с горизонтальными участками до 1 тыс. м и со смещением от центра скважин до 4 тыс. м. Уже сегодня длина некоторых скважин на месторождении превышает 8 километров.

Подход к безопасности на «Приразломной» на самом деле всеохватный. Для всех ответственных работ существует четко прописанный порядок действий. Подобные инструкции составляются в том числе и с использованием анализа различных происшествий на похожих объектах. Так, трагический инцидент на британской нефтяной платформе Piper Alpha в 1988 году, когда в результате взрыва и последующего пожара погибли 167 человек, был учтен при появлении следующего правила — после окончания огневых работ должно быть организовано наблюдение за местом происшествия. Это нужно для того, чтобы убедиться: нигде незаметно не началось возгорание из-за повышенной температуры.

Каждый месяц службы по предупреждению и ликвидации разливов нефти проводят около 30 учебно-тренировочных занятий. Кроме этого, ежегодно проходят командно-штабные и тактико-специальные учения и не реже чем раз в три года — комплексные учения, на которых отрабатывают весь комплекс действий в условиях, максимально близких к реальным.

Нулевой сброс

Если за безопасность людей и техники на «Приразломной» можно не волноваться, то возникают другие важные вопросы: как работа платформы влияет на экологию Арктики в целом и Печорского моря в частности? А если нефть все-таки разольется?

Нулевой сброс — принцип, на котором основан подход к экологической безопасности на «Приразломной». Ровно столько вредных веществ попадает в окружающую среду — ноль. И никаких компромиссов. В Печорское море попадает только чистая вода для пожаротушения и очищенные бытовые стоки. Что происходит с отходами? Использованный буровой раствор и шлам закачиваются в специальную поглощающую скважину. Дождевую воду, которая, попадая на платформу, загрязняется, собирает дренажная система, а потом эта вода закачивается в пласт. Остальные отходы отправляются для утилизации на берег.

Что касается разлива нефти, то на этот случай есть специальный план. Он описывает порядок действий для каждого из возможных вариантов развития событий вплоть до крупной аварии. Причем описание подкреплено конкретными инструментами: всегда наготове, в режиме stand-by, уникальное морское и береговое оборудование, позволяющее быстро ликвидировать разливы нефти в арктических условиях. Акватория постоянно патрулируется профессиональными аварийно-спасательными службами, аттестованными для работ по ликвидации разливов нефти. Для поддержания всех потенциальных участников мероприятий ликвидации разливов нефти в состоянии боеготовности в районе платформы регулярно проводятся учения.

Добыча, хранение и отгрузка нефти

Добрые соседи

Воздействие на экологию опасных отходов на «Приразломной» исключено. Но как реагирует арктическая природа на соседство с таким сложным технологическим объектом, как нефтедобывающая платформа?

Дело в том, что флора и фауна в Арктике отличаются повышенной уязвимостью: организмы, обитающие здесь, обладают низкой способностью к адаптации. Местную экосистему ученые признают очень хрупкой. Чтобы свести влияние антропогенного фактора к абсолютному минимуму, на платформе «Приразломной» действует целый комплекс мер. Например, вода для технологических нужд забирается исключительно через специальные рыбозащитные устройства. Таким образом оберегаются от гибели мальки и планктон. Вертолеты, которые доставляют на платформу сотрудников, специально летают на высоте не ниже 500 метров, чтобы не беспокоить шумом местных обитателей.

Предмет особого внимания и заботы «Газпром нефти» — атлантические моржи. Ежегодные мониторинги показывают, что наличие нефтедобывающей платформы неподалеку их вообще не беспокоит: численность моржей не изменилась, привычные места лежбищ остались теми же. Можно смело сказать, что усилия по поддержанию экосистемы Печорского моря себя оправдывают: регулярные гидрометеорологические наблюдения, отбор проб морской воды, донных отложений и биологического материала, наблюдения за птицами, млекопитающими и морскими организмами убеждают — экологическая обстановка в районе платформы «Приразломная» в полном порядке.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ