В конце сороковых и начале пятидесятых годов на Каспийском море и в Мексиканском заливе было предпринято широкое наступление на морские залежи нефти, которые успешно завершились созданием морских нефтепромыслов. Морские эстакады, индивидуальные и плавучие основания для бурения разведочных и эксплуатационных скважин, подводные трубопроводы и парки товарной нефти, целые города в море - это реальность сегодняшнего дня.
Разведка и добыча нефти ведутся в настоящее время на всех континентах как на морских акваториях, так и на внутренних водоемах. Наиболее интенсивно ведется работа в Мексиканском и Персидском заливах, в Каспийском и Северном морях и на озере Моракаибо, на Черном, Азовском и Охотском морях. Происходит непрерывный рост добычи нефти с морских акваторий.
Специфические условия работы в море позволили при освоении нефтяных месторождений широко использовать целый флот различных передвижных сооружений, с помощью которых производятся разнообразнейшие работы при строительстве нефтепромыслов. К ним относятся плавучие буровые установки и буровые суда для бурения разведочных и эксплуатационных скважин. Вследствие высокой мобильности и автономности их применение оказалось чрезвычайно эффективным, несмотря на значительную первоначальную стоимость.
|
|
На первом этапе развития конструкций МНГС первое металлическое свайное основание было разработано Н.С. Тимофеевым, металлические сваи которого погружались методом забуривания. После бурения шурфов под сваи и установки и цементирования свай в морском дне пролётное строение собиралось и сваривалось на месте строительства. В 1940 г. Б.А. Рагинский предложил крупноблочную конструкцию верхнего строения морского основания, которая устанавливалась и монтировалась на зацементированых сваях. Применение крупноблочных элементов заводского изготовления резко сократило время строительства.
В процессе разработки морских месторождений потребовалось надежное сообщение между отдельными объектами, расположенными на морских стационарных основаниях. Доставка грузов на судах при волнении свыше 4 баллов и ветре свыше 5 баллов была затруднена. Кроме этого, несудоходность акватории в местах разработки (например, район Нефтяных камней) обусловила создание эстакад как средств сообщения между объектами существующего промысла.
Следующим шагом в развитии конструкций было создание металлических стационарных оснований ЛАМ конструкции Л.А. Межлумова, металлических оснований МОС конструкции Л.А. Межлумова, С.А. Оруджева и Ю.А. Сатгарова. В 1976 г. на месторождении им. 28 апреля построено стационарное металлическое основание на глубине моря 84 м.
|
|
В зарубежной практике освоение морских нефтяных месторождений также было начато с применением стационарных оснований на деревянных сваях. Характерной особенностью американской практики строительства стационарных морских оснований было использование железобетонных и бетонных конструкций в виде кессонов, массивов, отпускных колодцев и свай. Например, основание Коллинса, представляющее собой цилиндрическую бетонную колонну-массив диаметром 5,8 м, погруженную в грунт на требуемую глубину. Применялись гигантские массивы на кессонах с размером в плане 12x20 м, по периметру которой забивали ряд шпунтовых свай. Все пространство, окруженное шпунтовым рядом, засыпалось песком. Ввиду высокой стоимости эти конструкции не получили широкого распространения.
Вторым этапом в развитии конструкций морских гидротехнических сооружений для бурения скважин и добычи нефти было создание морских стационарных платформ (МСП), состоящих из опорной части, массивного моноблока и съемного многопалубного верхнего строения. Особенность этих конструкций - применение массивных блоков (модулей) заводского изготовления, укомплектованных определенным технологическим оборудованием и размещаемых на разных по высоте палубах многопалубного верхнего строения стационарной платформы. Это обеспечило одновременное проведение буровых работ и добычу нефти.
Наиболее ускоренное развитие конструкций МСП произошло при освоении нефтяных и газовых месторождений Северного моря. Наряду с массивными стационарными металлическими платформами, закрепляемыми к морскому дну сваями, в Северном море широко применяются массивные железобетонные платформы гравитационного типа. Используют также конструкции комбинированные: низ конструкции изготовляют из железобетона, а верх -из металла.
Для глубоководных акваторий имеется ряд разработок платформ с натяжными опорами, проекты которых осуществляются в настоящее время.
Выполнен ряд проектов как по совершенствованию жестких металлических конструкций, так и по исследованиям и разработке проектов упругих конструкций платформ на большие глубины (от 300 до 1050 м). В проектах используется эффект взаимной компенсации волновых нагрузок при резонансных частотах. Разработан ряд конструкций платформ для работы в ледовых условиях.
В последние годы наметилась тенденция применения плавучих систем освоения морских нефтяных и газовых месторождений. Плавучие системы используют при разработке малодебитных месторождений, а также на первом этапе для освоения месторождений с большими извлекаемыми запасами.
Об эффективности применения плавучих буровых установок (ПБУ) может служить пример плавучего основания, построенного на Каспии для структурно-поискового бурения в 1959 г. За один год эксплуатации ПБУ пробурено 22 скважины, общая проходка составила 14 тыс.м, т.е. 1200 м на станок в месяц, в то время как на стационарных индивидуальных основаниях проходка составляла 400 м на станок в месяц.
Не менее успешна работа буровых судов (БС). Одно из них, БС «Сокол», ведущее геологическую разведку в море, за 10 месяцев 1960 г. пробурило 140 скважин со скоростью 1600 м на станок в месяц.
Создание первых действующих плавучих буровых агрегатов относится к концу сороковых и началу пятидесятых годов, в первую очередь, в бывшем СССР и США, начавших первыми осваивать морские месторождения.
К первой попытке создания передвижного основания в море относится затапливаемое передвижное деревянное основание братьев Хубецовых, построенное ими в 1937 г. на Каспийском море. Вследствие недостаточной прочности деревянного корпуса основания оно было разрушено штормом после бурения первой же скважины. В 1947 г. инженером Тарасовичем был разработан проект плавучего стального острова, который не был построен. Лишь в 1959 г. на Каспии была построена по проекту Гипроморнефти успешно действовавшая затапливаемая передвижная буровая установка. Затем в начале шестидесятых годов были сооружены также ПБУ с опорными колоннами для глубокого разведочного бурения.
|
|
Первая ПБУ в США была создана в 1949 г., после чего быстро развивался флот передвижных буровых агрегатов, а к 1957 г. в строю было уже 38 ПБУ.
Первые буровые суда (БС) появились в США и в бывшем СССР почти одновременно, в начале пятидесятых годов. Первоначально они предназначались лишь для неглубокого структурно-поискового бурения и геологических изысканий при строительстве морских сооружений в море. Обычно они переоборудовались из различных небольших морских судов путем установки обычного бурового станка, предназначавшегося для суши. На Каспийском море для этой цели использовались спаренные кержимы, а позже переоборудовались самоходные суда типа «Багратион» и буксировщики типа «Скорый» и «Казах».
За рубежом для выполнения необходимого объема разведочного и эксплуатационного бурения в основном используют передвижные плавучие буровые агрегаты: при глубине моря до 100 м -самоподъемные ПБУ, при большей глубине моря - буровые суда и полупогружные установки. К началу 70-х годов было построено 273 подобных установок; из 214 находящихся в эксплуатации единиц 108 (50%) составили самоподъемные ПБУ, 56 (27%) – буровые суда, 50 (23%) - полупогружные ПБУ.
С другой стороны, современным достижением в области морской нефтегазодобычи (например, в Норвегии) считается переход от дорогостоящих и грандиозных платформ и сооружений к донным установкам по заканчиванию скважин, которые позволяют устранить влияние на работу установки ледового покрытия и выносить установки сбора и первичной подготовки скважинной продукции на берег.
Контрольные вопросы:
|
|
1. Главная особенность шельфовых разработок
2. Особенности разработки морских нефтяных и газовых месторождений
3. Инженерно–геологические и поисково-разведочные работы на море
4. Техника и технология разведочных работ на море
5. Этапы освоения освоения месторождений