Разработка морских месторождений в Арктике

Успех разведки и добычи углеводородов в арктических морях России зависит от наличия техники и технологий, позволяющих вести работы в экстремальных природно-климатических условиях. Особые сложности вызывает обеспечение необходимого уровня экологической и промышленной безопасности.

Очевидно, что последствия чрезвычайных ситуаций – гибель персонала, ущерб окружающей среде и/или экономические убытки – могут быть более серьезными в Арктике вследствие:

• удаленности от крупных населенных пунктов, колоссальных расстояний и отсутствия инфраструктуры;
• высокой продолжительности темного времени суток или полярной ночи;
• экстремальных температур и погодных условий;
• морского льда, осложняющего спасательные работы, и устранение последствий разливов нефти;
• уязвимости морской и прибрежной окружающих сред;
• потенциально длительного периода простоя оборудования после аварий при наличии лишь сезонного доступа для проведения ремонта и других причин.

В силу этого ряд технологий и технических решений, традиционно используемых при разведке и обустройстве морских месторождений, в арктических условиях оказывается непригодным, что требует модификации, замены или создания принципиально новых решений.

Было выделено 10 основных функциональных областей, охватывающих все стадии разработки и обустройства морских месторождений в Арктике, и осуществлена идентификация критических направлений развития технологий в обеспечение экологической и промышленной безопасности.

1. Характеристики окружающей среды

Характеристики арктической окружающей среды таковы, что для успешной разведки и добычи углеводородов критически важным является развитие методов поисково-оценочных работ на больших глубинах, а также совершенствование систем управления ледовой обстановкой. Для этого необходимо совершенствование методов измерения параметров окружающей среды, создание баз данных по характеристикам однолетних и многолетних льдов, более полное понимание воздействия изменения климата на наличие и свойства льда, исследования в целях повышения эффективности операций по буксировке айсбергов в паковом льду.

2. Воздействие льда на морские нефтегазовые сооружения

Критически важным в данной функциональной области является более полное понимание воздействия льда и ледовых нагрузок на поисково-оценочное бурение.

Исходя из этого, необходимы новые технические решения для строительства как гравитационных, так и плавучих морских нефтегазовых сооружений в целях:

• увеличения продолжительности операционного сезона;
• обеспечения круглогодичной эксплуатации;
• создания систем быстрой отстыковки от скважины и систем позиционирования;
• разработки принципиально новых методов швартовки и новых типов швартовых линий.

Для их разработки необходимы:

• переоценка доступных данных для определения расчетных ледовых нагрузок;
• эксперименты для получения данных о ледовых нагрузках (особенно в части, касающейся многолетнего льда, айсбергов, аномальных ледовых образований);
• вероятностные модели ледовых нагрузок;
• моделирование дрейфа льда и физических процессов, оценка динамических ледовых нагрузок и вызываемых ими воздействий для проектирования морских нефтегазовых сооружений и систем позиционирования;
• моделирование глобальных, местных и динамических ледовых нагрузок для проектирования морских операций;
• более полное понимание динамики снижения ледовых нагрузок, вызванного формированием мелкобитого льда и набрызговых ледяных барьеров;
• оценка воздействия пакового льда на суда обеспечения и стационарные системы отгрузки.

3. Подводное обустройство

В подводном обустройстве на сегодняшний день слабо развиты технологии заглубления и отсыпки подводных трубопроводов. Критически важным является уменьшение величины заглубления.

В целом, совершенствование технологий подводного обустройства является наиболее перспективным направлением развития добычи углеводородов в арктических морях.

4. Управление ледовой обстановкой

Анализ показывает, что ледовые условия в российской Арктике таковы, что разведка и добыча углеводородов фактически невозможна без создания систем управления ледовой обстановкой (УЛО). Отсутствие опыта активного воздействия на лед создает наибольшие риски с точки зрения промышленной и экологической безопасности. Новые проекты буровых платформ, которые позволят уменьшить/избежать использование систем управления ледовой обстановкой могут оказаться дорогостоящими.

До начала интенсивной разведки и добычи углеводородов необходимо наличие систем активного воздействия для управления большими айсбергами, в том числе в паковом льду. Для повышения их эффективности необходимы полевые испытания и учет полученных данных при проектировании морских нефтегазовых сооружений, их интеграция в общие системы принятия решений по управлению морскими нефтегазовыми сооружениями.

5. Защита окружающей среды

Критически важным с точки зрения окружающей среды является развитие:

• технологий для обнаружения и контроля нефти на/в/под различными типами льда;
• систем обнаружения утечек со скважин, подводного оборудования и трубопроводов для снижения опасности возникновения разливов нефти;
• технологий бурения пилотных стволов, особенно при работе в глубоководных районах;
• технологий ликвидации разливов в ледовых условиях, в том числе с использованием диспергентов и специальных мобильных превенторных устройств.

6. Инжиниринг и проектирование морских нефтегазовых сооружений

Инжиниринг и проектирование морских нефтегазовых сооружений напрямую связаны с результатами ледовых исследований. В настоящий момент необходимо более полное понимание того, какие усложнения в конструкциях вызывает наличие льда, например, для создания гравитационных платформ, способных работать в многолетнем льду на глубине более 100 м с учетом наличия многолетней мерзлоты.

7. Транспортировка углеводородов

Россия обладает уникальным опытом транспортных операций в арктических условиях, накопленным за десятилетия эксплуатации Северного морского пути, а также уникальным ледокольным флотом. Технологии в данной области можно считать достаточно развитыми, но не исключать возможности их дальнейшего совершенствования (например, создания новых типов судов обеспечения, танкеров, газовозов и т. д.).

8. Промышленная безопасность и охрана труда

В области промышленной безопасности и охраны труда критическими являются:

• разработка новых технологий аварийного реагирования, специальных программ обучения;
• совершенствование средств индивидуальной защиты;
• проектирование систем эвакуации и спасения, систем поиска и передачи персонала.

9. Логистика, инфраструктура, снабжение

Для разведки и добычи углеводородов в арктических морях России крайне необходимо возрождение или создание новой инфраструктуры и баз снабжения в удаленных арктических регионах.

10. Бурение и эксплуатация

Бурение из всех морских операций наиболее подвержено влиянию арктических условий и максимально рискованно с точки зрения промышленной и экологической безопасности.

Критичными здесь являются технологии:

• уменьшения сроков бурения (т. е. увеличения продолжительности бурового сезона);
• контроля над скважиной;
• управления ледовой обстановкой;
• отстыковки буровых платформ при нарастании опасности воздействия айсбергов или многолетнего льда;
• обеспечения стабильности положения морских нефтегазовых сооружений.

Таким образом, разведка и добыча углеводородов в арктических морях России нуждается, в первую очередь, в развитии техники и технологий, связанных с созданием, систем управления ледовой обстановкой, ледостойких морских нефтегазовых сооружений, защитой окружающей среды. При этом, учитывая прогресс в области систем подводной добычи, следует ожидать, что именно они в ближайшее время станут основным методом обустройства арктических месторождений.