Программа «Газпром нефти» против COVID-19

Подробнее
Сейсмический комплекс «КРАБ»

«Крабы» выходят на шельф

«Газпром нефть» создает оборудование для поиска запасов на шельфе

Текст:
Фото: Стоян Васев
Инфографика: Алексей Столяров
«Крабы» выходят на шельф

Российский шельф — огромная кладовая углеводородного сырья нашей страны. По оценкам специалистов, запасы на нем исчисляются миллиардами тонн нефти и триллионами кубометров газа. Исследовать, разведать и приступить к добыче полезных ископаемых морских месторождений — одна из самых сложных задач для нефтегазовой отрасли. «Газпром нефть» стала инициатором создания отечественного морского сейсмического комплекса с применением донных станций «КРАБ»

В последние годы для освоения шельфовых запасов было сделано немало, но серьезным вызовом стали санкции на поставку оборудования для подобных работ. Ключевые поставщики из США, Норвегии, Франции аннулировали контракты, прекратили ремонт и поставки как самого оборудования, так и комплектующих. На первый план вышла задача разработать и внедрить отечественные образцы, которые смогут не только конкурировать, но и опережать по характеристикам иностранные аналоги. «Газпром нефть», как лидер промышленного освоения российского арктического шельфа, продемонстрировала новейший подход в решении подобной задачи.

Шельфовый интерес

Шельфовый портфель компании насчитывает 7 активов, в том числе единственное разрабатываемое в российской Арктике нефтяное морское месторождение — Приразломное. Остальные лицензионные участки находятся в стадии изучения, где основным способом геолого-геофизических исследований для поиска нефти и газа выступает сейсморазведка. В 2016 году компания утвердила отраслевую стратегию альтернативного замещения оборудования для морских сейсморазведочных работ. Для будущей успешной реализации шельфовых проектов в сложных климатических и геологических условиях требовался нестандартный подход, создание уникальных технологий, а также обязательный отказ от иностранной техники для обеспечения безопасности инвестиций в случае санкционного давления.

Совместно с ведущими сервисными компаниями России «Газпром нефть» сформировала техническое задание на разработку отечественного комплекса для морской сейсмики, который позже получил название «КРАБ». Проект был утвержден Научно-координационным советом при Министерстве промышленности и торговли и получил финансовую поддержку. Для решения такой амбициозной задачи потребовались усилия по кооперации научно-технического сообщества, органов государственной власти, производителей оборудования и сервисных компаний. Участие в создании российской разработки приняли Росгеология, «СКФ ГЕО», «Морская арктическая геологическая экспедиция». Сам комплекс был произведен на петербургском предприятии «Морской технический центр».

«Бизнес становится драйвером создания и внедрения инноваций, интегратором интеллектуально-технического потенциала. Мы гарантируем спрос, предоставляем экспертизу, формируем уникальные консорциумы. Кроме того, мы обеспечиваем возможность испытаний на наших лицензионных участках. Поддерживаем дальнейшее использование оборудования на наших активах и продвигаем комплекс через нашу сеть партнеров на мировых рынках», — отмечает начальник департамента импортозамещения и реализации технологической стратегии «Газпром нефть шельфа» Андрей Власов.

Опытным путем

Морской сейсмический комплекс «Краб»

«С приходом на российский рынок иностранных производителей отечественная отрасль по производству морской разведочной геофизики фактически перестала существовать. Импортное оборудование было доступно, обладало качественными характеристиками, сервисной поддержкой. Да, в России были определенные наработки, но вывести их на уровень конечного продукта производителям не удавалось. За три года мы проделали длинный путь от объединения вокруг задачи создания современного комплекса производителей до выпуска востребованного конкурентоспособного продукта», — рассказывает руководитель проекта «Технологическое партнерство геолого-разведочных партнерств» Ян Антонов.

В 2017 году стартовали опытно-исследовательские испытания отечественных четырехкомпонентных донных станций «КРАБ» на Долгинском месторождении в Печорском море. Специалисты компании, Росгеологии, «Морской арктической геологической экспедиции» и «СКФ ГЕО» провели тесты 400 донных станций. Для сравнения качества материала и надежности регистрирующего оборудования была использована схема расстановки станций попеременно с аналогом ведущего американского изготовителя — Geospace. Экспресс-анализ полученных данных продемонстрировал высокое качество материала по ряду ключевых параметров в сравнении с импортным образцом. В 2018 году «КРАБ» перебрался на единственный российский добычной актив на арктическом шельфе — Приразломное месторождение. Здесь оборудование было испытано вместе с еще одним западным конкурентом — изделием норвежской компании Magseis Fairfield.

В 2019 году была произведена промышленная партия донных сейсмических станций в количестве 2800 штук и 7 контейнеров-лабораторий. В полевой сезон они были задействованы в сейсморазведочных работах на Аяшском лицензионном участке в Охотском море на месторождении Нептун. Объем сейсмики составил свыше 500 квадратных километров и стал крупнейшим в России исследованием с применением четырехкомпонентных станций в формате 3D. По итогам проведенных работ со стороны специалистов компании и экспертов был сформирован ряд направлений для доработки оборудования.

Проект «КРАБ» представляет собой комплекс автономных донных станций для регистрации сейсмических сигналов по четырем компонентам, используя 3 геофона и 1 гидрофон, а также контейнер-лабораторию с программно-аппаратным оснащением для считывания и обработки информации. Автономность работы каждой станции свыше 45 суток, диапазон рабочей температуры от —10 градусов до +50. В работах участвуют 4 специализированных судна: 2 раскладчика, источник сейсмического сигнала и судно для проведения гидроакустического позиционирования. Станция регистрирует продольные и поперечные волны относительно земной поверхности, обменные волны и влияние толщи воды. Шаг пункта приема — 300 метров. При сейсморазведке на Аяшском участке в связке шла 71 станция, покрывая дистанцию свыше 2 км. Количество линий при одной операции может достигать 38.

«КРАБ» идет на неоген

Ключевая задача сейсмической съемки — построение качественного детализированного геологического разреза. Применение донных станций позволяет снять структурные геологические неопределенности, уточнить строение пластов и прогноз развития коллекторов. Несмотря на то, что основные пласты месторождений Нептун и Тритон залегают на глубинах 2800 метров, методы 3D-сейсморазведки позволяют заглянуть значительно глубже. Для ряда проектов компании это имеет важное значение.

«По своему возрасту Сахалин самый молодой регион. Это неоген, ему свойственна высокая активность тектонических процессов, продолжающаяся по сей день генерация углеводородов. В регионе проведен большой объем сейсмических работ с буксируемыми косами. Определен уверенный поисковый признак — яркое пятно, — связанный со скоплениями газа. Вместе с тем именно искажение сейсмической записи в зоне газовой тени не позволяет достоверно смоделировать разрез. Один из методов снятия неопределенностей — сейсмическая съемка с регистрацией не одной-двух, а четырех компонент, работа с так называемыми обменными волнами, применение современных алгоритмов обработки данных и профессиональная интерпретация геофизического материала», — объясняет начальник департамента геолого-разведочных работ и развития ресурсной базы «Газпром нефть шельфа» Илья Евстафьев.

Когда сейсмическая волна попадает в газовый столб, который поднимается из глубины, или в приповерхстностную газовую линзу, она изменяется или поглощается. Применяя современные технологии обработки данных с сейсмических донных станций, специалисты могут получать данные без учета газовых аномалий, определять свойства пласта и строить прогноз его развития. Таким образом, использование четырехкомпонентной системы позволяет по всему разрезу от поверхности морского дна до целевой глубины получить картину с точки зрения распространения пластов, коллекторов, тектонических разломов, решить задачу разведки и подготовить месторождение уже для разработки.

Активы под присмотром

Применяется «КРАБ» не только на этапе геолого-разведочных работ. Еще одной важной частью его работы становится проведение мониторинга разработки действующих активов. Это позволяет прослеживать зоны падения давления, дренирования запасов и их отсутствия, движения и развития пластов. Такая операция должна проходить с определенной периодичностью, дополняя данные бурения и разведки. Контроль разработки позволяет создавать трехмерную модель месторождения, наблюдая изменения и корректируя реализацию проекта. Сейчас проходят интерпретацию данные геолого-разведочных работ на Приразломном месторождении. Этот трудоемкий и затратный процесс планируется доверить машине. «Газпром нефть» уже сейчас оперирует вычислительным кластером для создания цифровых двойников месторождений, который по мощности превосходит многие российские суперкомпьютеры. Но, как подчеркивают специалисты, основная сложность — отсутствие на рынке квалифицированных компаний, способных справиться с обработкой данных, полученных от четырехкомпонентных станций. Такого опыта отечественные предприятия еще не накопили.

Еще одним плюсом использования донных станций становится незаменимость их применения в так называемых транзитных зонах, где глубина воды составляет от 6 до 10 метров. Широко используемая технология буксируемых кос в таких случаях практически неприменима. Судно-источник не может проходить на такой глубине, а плоскодонные суда не способны вытянуть 12-километровую косу, которая дает максимально качественную съемку. В активе «Газпром нефти» это Южно-Обский лицензионный участок, где глубина воды составляет всего 6 м.

Новое поколение

По итогам работ в 2019 году отечественный сейсмический комплекс «КРАБ» показал отличные результаты по ключевым параметрам, а также высокую надежность оборудования. Общее количество установок станций на дно превысило 8000 раз, при этом процент сбоев в работе составил менее одного. Тем не менее проект ждет доработка. Планируется устанавливать новые гидрофоны с улучшенными характеристиками и возможностью их замены на борту судна. Станции получат и новые всенаправленные геофоны. Будет увеличена рабочая глубина съемки, разработаны грузы для увеличения веса аппаратуры, что поможет избегать переворота станций на ребро и передачи некорректной информации. Изменится и сама конструкция «КРАБОВ». Она станет модульной для возможности быстрой замены батареи в полевых условиях.

В 2021 году обновленных «КРАБОВ» ждет испытание на арктическом шельфе, после чего запланирован их запуск в промышленное производство. Министерство промышленности и торговли поддержало инициативу улучшения отечественного сейсмического комплекса и направило средства на дальнейшее развитие проекта. Еще одним партнером проекта выступил Сбербанк, выделив кредит на производство оборудования.

Сотрудничество «Газпром нефти» с российскими компаниями в области морской разведочной геофизики позволило в краткие сроки создать современный комплекс с автономными сейсмическими донными станциями, который не уступает западным аналогам и обладает большим экспортным потенциалом. Немаловажным фактором успеха стал подход «Газпром нефти» к формированию научно-промышленной и экспертной среды для решения сложнейшего технологического проекта. Этот принцип привлечения ведущих вузов, конструкторских бюро, высокотехнологичных предприятий, поддержку стартапов и проектных команд компания планирует продолжать в Санкт-Петербурге в рамках реализации проекта технологического хаба и испытательного полигона для оборудования добычи углеводородов на шельфовых месторождениях.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ