http neft gazedu ru index php lektsii osvoenie shelfovykh mestorozhdenij 101

http: //neft gazedu. ru/index. php/lektsii osvoenie shelfovykh mestorozhdenij/101 vrashhatelnoe burenie

МОРСКИЕ СООРУЖЕНИЯ

Повышение эффективности поисково-разведочного бурения на новых и малоизученных площадях лежит в основе государственной программы изучения недр и воспроизводства минерального сырья Выработанность запасов основных нефтегазовых провинций РФ q. Северный Кавказ – 80% q. Урал Поволжье – 70% q. Западная Сибирь – 45% Степень разведанности перспективных нефтегазовых провинций РФ q. Восточная Сибирь – 9, 7% q. Дальний Восток – 15, 5% q. Континентальный Шельф – 4, 4% Углеводородные ресурсы континентального шельфа РФ составляют более 45% потенциала шельфа мирового океана В настоящее время объемы добычи углеводородов начинают превышать приросты запасов

• Исторически считается, что первая морская нефтяная скважина была пробурена Генри Вильямсом с деревянной эстакады в 1897 году близ Саммерлэнда США. • Событие это произошло через 38 лет после того, как была пробурена канатно ударным способом первая наземная скважина полковника Эдвина Дрейка в Титусвилле Пенсильвания. • В течение последующих пяти лет 22 компаниями было сооружено 14 эстакад и общее количество морских скважин возросло к 1902 г до 412. • Это было началом шельфовой добычи.

Первые в мире нефтяные эстакады в Саммерлэнде 1920 г.

Baku Oil Stones

• Интересным является тот факт, что добыча с использованием эстакад в Калифорнии не прекращается и сегодня. • После успеха Саммерлэнда, бурение продолжилось на Великих озерах, на озере Каддо в Луизиане и на озере Маракайбо в Венесуэле. • Сначала с использованием эстакад, затем со стационарных деревянных платформ. Каждая скважина требовала отдельную платформу.

Нефтяные сооружения на Озере Маракайбо, Венесуэла

• Пока бурение скважин велось на территории озер конструкция нефтяных платформ и технология их установки практически оставались неизменными. • Единственным серьезным усовершенствованием в то время можно считать переход с деревянных платформ на железобетонные конструкции. • К 1920 году длина металлических эстакад уходящих в море в районе Ринкона и Элвуда достигла четверти мили.

Oil piers off Summerland, California, about 1904.

• Там же, в 1932 году небольшая компания под названием Indian Petroleum Corp. обнаружила залежи нефти на расстоянии полумили от берега. • Вместо строительства громоздкой эстакады было принято решение построить только часть эстакады укрепленной поперечинами. • Баржей были доставлены и установлены поверх эстакады палуба с буровой вышкой.

• К сентябрю 1932 года при глубине моря в 32 фута был сооружен «стальной остров» размером 60 х90 футов поднятый на 25 футов над водой. • Это первая платформа, оборудованная вышкой высотой в 122 фута, была способна работать в открытом море. • Работы на платформе велись с переменным успехом до тех пор, пока в 1939 году не пробурили скважину с дебетом 40 баррелей в сутки. • В январе 1940 года «железный остров» потерпел крушение во время бури разразившейся в Тихом океане. • Для ликвидации последствий катастрофы и скважин впервые были использованы водолазы.

Built off Rincon, southern California, in 1932, the “Steel Island” was one of the first oil platforms in the world.

Introduction • В 1938 году было открыто первое месторождение в Мексиканском заливе. Однако, Вторая мировая война внесла свои коррективы и вынудила приостановить шельфовое бурение. • Работы не возобновлялись вплоть до 1945 года, до тех пор, пока в штате Луизиана не была продана первая лицензия на разработку шельфа. • По окончании войны появилась идея переоборудовать излишек десантных кораблей под вспомогательные суда обслуживания платформ.

Introduction • Расположив циркуляционную систему, электрогенераторы и расходные материалы на тендерном судне инженерам удалось разгрузить конструкцию платформы более чем в 10 раз. • Так появились платформы с тендерным обслуживанием, которые в свою очередь послужили основой для создания мобильных плавучих конструкций MODU.

Shell Blue Water Rig No. 1

• В период с 1940 по 1950 морские конструкции получили бурное развитие. • Одной из первых появилась баржа с буровой установкой смонтированной на стальных колоннах. • После буксировки до места назначения баржа затоплялась, в то время как буровая установка оставалась на поверхности. • Затем на смену пришли погружные платформы, с высокими стальными колоннами имеющие запас плавучести способный выдержать вес оборудования во время транспортировки.

Sea Gem BP

• Разработкой и внедрением шельфовых конструкций занимались не только гражданские инженеры. • Военные приступили к выполнению проектов по переоборудованию военных судов для бурения. • Первые плавучие буровые установки появились на основе переделанных минных тральщиков. • Для проведения операций по бурению сбоку борта корабля устанавливалась специальная А – образная рама для удержания труб и гидромониторных долот. • При помощи гидромонитора трубы заглублялись в грунт, затем внутрь сбрасывалась грунтоноска для удаления шлама.

Knock John sea fort

Maunsell Army Fort

Нефтяные и газовые скважины бурят на суше и на море при помощи буровых установок. В последнем случае буровые установки монтируются на эстакадах, плавучих буровых платформах или судах

• В последствии появились переделанные из патрульных кораблей буровые суда. • Буровая мачта и ротор на таких судах размещались за бортом. • Первое буровое судно вступило в строй в 1953 году и имело возможность при глубине моря в 400 футов бурить скважины глубиной до 3000 футов.

Первое в мире буровое судно Cuss 1, 1956 год

Буровое судно

• Удаление районов буровых работ от береговых баз, сложность и малая скорость буксировки, а также небольшая авто номность снижают эффективность использования полупогружных буровых установок. • Поэтому для поискового и разведочного бурения в отдаленных районах применяют буровые суда.

• В практике бурения разведочных скважин на море широ ко применяют однокорпусные и многокорпусные самоход ные и несамоходные суда. С середины 50 х до конца 70 х годов для бурения использовались только суда с якорной и закольной системами стабилизации, их удельный вес в парке плавучих буровых установок составлял 20— 24 %. Область применения для бурения судов с якорной системой стабилизации ограничена глубинами моря до 300 м. • Новые перспективы в освоении морских месторождений открылись в 1970 г. благодаря созданию системы динамичес кого позиционирования, использование которой позволило установить ряд рекордов по глубине разведываемых аквато рий. С этого времени произошел относительно быстрый рост мирового парка судов для бурения на больших глубинах моря.

• Примерами судов с системой являются зарубежных динамической стабилизации ü "Пеликан" (до глубины моря 350 м), ü "Седко 445" (до 1070 м), "Дисковерер Севен Сиз" (до 2440 м) ü "Пелерин" (до 1000 м первое и до 3000 м второе поколения), ü "Гломар Челенджер" (до 6000 м, фактически покорена глуби наморя 7044 м), ü "Седко 471" (до 8235 м).

Самоходные буровые суда бывают однокорпусными и двухкорпусными (катамараны). В отечественных производст венных организациях используются преимущественно однокорпусные. Обусловлено это меньшими капитальными затратами на их изготовление, так как они создавались на базе готовых проектов корпусов рыболовецких судов.

• Опыт бурения с этих судов выявил ряд их конструктив ных недостатков, основными из которых являются ненадеж ная система стабилизации на скважине, малые размеры буровой площадки и ограниченное число посадочных мест из за использования серийных корпусов рыболовецких судов, невозможность передачи на забой необходимой осевой на грузки при бурении станками шпиндельного типа без ком пенсаторов вертикальных перемещений бурового снаряда, невозможность проведения комплекса скважинных геотехнических исследований и отбора монолитов вдавливанием из за использования бурильной колонны геолого разведочного сортамента диаметром 0, 050 — 0, 064 м. Единственный вид скважинных исследований, которые можно производить с этих судов, — это прессиометрия.

Технологический комплекс каждого судна состоит из: ü буровой установки, ü системы для проведения скважинных геотехнологических исследований (статическое зондирование и пробоотбор) и донной пенетрационной установки. ü Использование бурового кондуктора (водоотделяющей колонны) на этих судах не предусмотрено. Привод основных буровых механизмов гидравлический, спускоподъемные операции механизированы.

• Более перспективным типом судов для бурения разведоч ных скважин являются катамараны. По сравнению с однокорпусными судами такого же водоизмещения они имеют ряд преимуществ: более высокую остойчивость (амплитуда бортовой качки катамарана в 2— 3 раза меньше, чем у одно корпусных судов), что позволяет работать в лучших условиях при сильном волнении моря (коэффициент рабочего времени двухкорпусных судов больше, чем однокорпусных, минимум на 25 %); более удобную для работы по форме и значительно большую (на 50 %) полезную площадь палубы (поскольку ис пользуется межкорпусное пространство), что дает возмож ность разместить на палубе необходимое количество тяжело го бурового оборудования; малую осадку и высокую манев ренность(каждый корпус снабжен ходовым винтом), что способствует использованию их в условиях мелководного шельфа. Стоимость постройки однокорпусного судна со сравнимой площадью рабочей палубы на 20 — 30 % выше стоимости судна катамарана.

Ø Американская фирма "Ридинг энд Бэтес" построила буро вое судно "Катамаран", состоящее из двух барж, скреплен ных девятью балочными фермами (рис. 12). Длина судна 79, 25 м, ширина 38, 1 м. С него можно бурить скважины глу биной до 6000 м при любой глубине моря. На судне установ лены: буровая вышка высотой 43, 25 м с грузоподъемной си лой 4500 к. Н; ротор; двухбарабанная лебедка с приводом от двух дизелей; два буровых насоса с приводом от двух других дизелей; цементировочный агрегат; резервуары для глинисто гораствора; восемь якорных лебедок с электроприводом от двух дизель генераторов переменного тока мощностью по 350 к. Вт; жилые помещения для 110 человек. Ø Из буровых судов катамаранов значительно меньших геометрических и энергетических параметров следует отметить отечественные катамараны "Геолог 1" и "Геолог Приморья"

Полупогружная платформа • Полупогружная платформа

• Параллельно с разработкой Калифорнийских буровых судов, для условий Мексиканского залива была предложена принципиально иная концепция – полупогружная платформа (Semi submersible или просто Semi). • Добавив в конструкцию погружной платформы дополнительные элементы, увеличивающие запас плавучести инженеры получили возможность проводить бурение без затопления основания на морское дно

Ship Shoal

• С 1970 начата разработка континентального шельфа Северного моря. • Возросли требования к несущей способности платформ. • Конкуренция развернулась между свайными стальными основаниями и гравитационными железобетонными конструкциями. • Было установлено 18 гравитационных платформ, при глубинах моря от 240 до 540 футов, несущая способность перешла отметку 40000 тонн.

Самоподъемное основание

Производство морских установок Основание с натяжным вертикальным якорным креплением Бетонное гравитационное основание Основание со стальным корпусом

Бетонные гравитационные основания