6.6. Комбинированные морские промыслы

При разработке морских нефтегазовых месторождений на практике, как правило, сравнительно редко применяют только один из перечисленных выше методов. Обычно используют комбинированные способы сооружения морских промыслов. Например, сочетают надводный промысел с подводным устьевым заканчиванием скважин на кустовом комплексе. Надводную часть устанавливают на ледостойких платформах, на которых размещают буровое и эксплуатационное оборудование, а также систему дистанционного управ­ления оборудованием устьев подводных скважин.

334

Еще одним примером комбинированного промысла является вари­ант, когда прибрежную часть месторождения осваивают с помощью буре­ния наклонных скважин, заложенных на суше, а несколько удаленную от берега его часть - скважинами, расположенными на эстакадах или мор­ских стационарных платформах.

Эксплуатационные скважины могут быть пробурены также с по­мощью передвижных буровых установок в комбинации со стационарным блоком или подводным эксплуатационным комплексом. Кроме того, при эксплуатационном бурении используют тендерное судно или платформу тендерного типа, размеры которой позволяют размещать на ней лишь бу­ровую вышку и энергетическое обеспечение. Остальное оборудование, материалы и жилые помещения находятся на тендерном судне, пришвар­тованном к платформе.

В настоящее время комбинированные платформы применяют в за­висимости от гидрометеорологических и ледовых условий района. Буре­ние скважин проводят в межледовый период с использованием комбини­рованной конструкции, состоящей из крупноблочного ледостойкого осно­вания и дополнительной временной буровой платформы, в качестве кото­рой используют неледостойкие переносные платформы, демонтируемые после завершения буровых работ. Для эксплуатации скважин оставляют только ледостойкую часть основания, площадь которой достаточна для размещения эксплуатационного оборудования.

Одним из возможных комбинированных вариантов освоения, обес­печивающего повышение безопасности работ, является способ, суть кото­рого заключается в бурении скважин из блок-модулей подземной системы только до кровли продуктивного пласта, а вскрытие последнего ведут с плавучей буровой установки.

Реализация предлагаемого способа не требует большого числа ПБУ из-за их высокой производительности и вряд ли существенно повы­сит стоимость скважин, так как применяемые для данной цели установки сравнительно просты и дешевы.

Учитывая высокую производительность ПБУ, следует отметить, что достаточно даже короткого межледового периода для выполнения значительного объема буровых работ. Кроме того, возможно ускорить бу­рение основной части ствола скважин из блок-модулей при готовности последних.

Подводный буровой комплекс для круглогодичного бурения экс­плуатационных скважин в акваториях замерзающих морей Б.А. Никити­ным, B.C. Вовк, А.Д. Седых, Д.А. Мерзоевым и др. с учетом сложностей проведения буровых и эксплуатационных работ в условиях замерзающих акваторий в течение всего года предлагается совершенно оригинальный проект подводного сооружения и технологических операций под водой. Учитывая несомненный интерес этой работы, мы позволили себе привес­ти этот материал в трактовке авторов с небольшими сокращениями.

335

Подводные технологии безальтернативны при освоении шельфо-вых арктических месторождений углеводородов на закрываемых льдами акваториях при глубине моря более 60 м.

Актуальность работ по созданию в ближайшие 10-12 лет комплек­са подводных технических средств, обеспечивающих технологию кругло­годичного режима ведения буровых работ, в настоящее время не вызывает сомнения.

Работы по созданию подводного бурового комплекса ведутся по заказам ОАО «Газпром», начиная с 1994 г.

За указанное время определены основные конструкторские реше­ния, доказана экономическая и техническая целесообразность создания, разработан эскизный проект подводной буровой установки, выполняется эскизный проект подводного бурового судна и донной опорной плиты.

Новизна и оригинальность решений подтверждена патентом Рос­сийской Федерации с приоритетом от 19.06.98 г.

На Всемирных выставках «EXPO- 98» (Лиссабон) и «EXPO-2000» (Ганновер) демонстрировались макеты подводных буровых систем в составе общей экспозиции ОАО «Газпром» как одно из стратегических направлений развития топливно-сырьевой базы России.

Комплекс для выполнения подводных буровых работ пред­полагается в составе следующих технических сооружений:

• подводное буровое судно;

• донная опорная плита;

• подводное судно обеспечения;

• транспортно-спасательные подводные аппараты;

• контейнеры системы пополнения расходных материалов;

• системы внешних коммуникаций, обеспечивающих подачу элек­троэнергии на подводное буровое судно и донную опорную плиту, беспе­ребойную двустороннюю связь подводных объектов с центром управле­ния, прием продукции скважин, подачу метанола, а также комплекс базо­вого обеспечения для выполнения транспортных, грузовых и пассажир­ских операций.

Основное преимущество подводногго бурового комплекса заклю­чается в независимости его использования от ледовой обстановки, т.е. в возможности организации всесезонного режима ведения буровых работ, что в свою очередь имеет решающее значение для сокращения сроков окупаемости первоначальных капитальных затрат на обустройство место­рождений.

Это преимущество реализуется в эксплуатационном бурении при обустройстве уже разведанного газоконденсатного месторождения, когда принято решение о его освоении.

В этом случае предусматривалось совместное использование под­водного бурового и подводного эксплуатационного комплексов или под-

336

водного бурового комплекса совместно с ледостойкой опорно-технологической платформой, располагаемой в точке с глубиной моря около 35 м, где технически возможна установка ледостойкой платформы.

Планируется следующая последовательность операций (при этом рассматривается только буровой комплекс).

1. Подготавливается площадка для установки донной опорной пли­ты. В качестве варианта рассматривается возможность использования подводного судна обеспечения для обследования поверхности дна, вы­равнивания площадки с помощью подводных приспособлений, установки донных акустических маяков ответчиков. Возможна подготовка площадки с помощью надводных судов в период навигации.

2. Производится буксировка донной опорной плиты к месту уста­новки, установка ее на дно, заглубление устьевых соединителей, подклю­чение донной опорной плиты к энергосистеме. Операции проводятся в период навигации с помощью надводных судов (крановое судно, буксиры и др.).

3. Производится буксировка и установка на донную опорную плиту подводного бурового судна. Стыкуются коммуникации судна и донной опор­ной плиты, устанавливается водоотделяющая колонна, герметизируются со­единения судна, водоотделяющей колонны и устьевого соединителя.

4. Проводится бурение на глубину 150 м, водоотделяющая колонна отстыковывается и убирается, на место водоотделяющей колонны уста­навливается блок противовыбросового оборудования, герметизируются соединения.

5. Проводится бурение под кондуктор, техническую и эксплуата­ционную колонны.

6. Устанавливаются насосно-компрессорные трубы.

7. Производится опробование скважины. При этом прорабатыва­ лись следующие варианты сброса технологического газа:

• через факельное устройство на плавающем буе;

• по трубопроводу в цистерну сдувок подводного эксплуатацион­ного блока;

• по трубопроводу через факельное устройство опорно-технологи­ческой базы.

8. Блок противовыбросового оборудования убирается в шахту под­водного бурового судна. На его место устанавливается и подключается блок фонтанной арматуры.

9. Подводное буровое судно с помощью устройств донной плиты перемещается на ось следующей скважины.

В настоящее время отсутствуют правила и требования, оп­ределяющие промышленную безопасность подводных технических соору­жений. Поэтому при создании подводных буровых комплексов были исполь­зованы методы обеспечения промышленной безопасности, использующиеся

337

при проектировании, строительстве и эксплуатации подводных кораолей и аппаратов ВМФ, которые базируются на следующих принципах:

• многолетний опыт эксплуатации;

• четко оговоренные требования к основным техническим элемен­там корабля, исходящие из необходимости решения определенных задач и опыта эксплуатации;

• обязательное предъявление требований ко всему оборудованию, системам, устройствам, механизмам, выполнение которых делает прогно­зируемым их поведение при различных видах аварий;

• стандартизация состава оборудования, постоянные экспертные оценки нормативных материалов и их корректировка;

• проведение специальных исследований, научных разработок и натурных экспериментов для корректировки установленных норм и пра­вил обеспечения технической безопасности при появлении новых классов кораблей.

Исходя из указанного, целесообразно создание пилотного опытно-штатного подводного бурового комплекса, испытания которого и полно­масштабную отработку провести на реальном морском месторождении газоконденсата в безледовый период, например, на Штокмановском Г'КМ.

Пилотный подводный буровой комплекс создается с целью прак­тического подтверждения возможности применения подводой технологии бурения. В связи с этим его состав должен быть сокращен по сравнению со штатным, т к. необходимо получить исчерпывающие ответы на все принципиальные вопросы организации подводного бурения при мини­мальном объеме финансирования и минимальном риске.

Исходя из этого, в состав пилотного подводного бурового ком­плекса входят:

• подводное буровое судно;

• робото-технический комплекс «донная опорная плита»;

• надводное судно поддержки;

• транспортно-спасательный подводный аппарат;

- контейнеры системы пополнения расходных материалов при подводном бурении.

При этом надводное судно поддержки и транспортно-спасательный подводный аппарат можно использовать из состава сущест­вующих, взятых в аренду, с необходимым дооснащением на период испы­таний и опытно-промышленной эксплуатации.

Указанные элементы должны выполнять следующие функции.

1. Подводное буровое судно (ПБС) обеспечивает бурение куста эксплуатационных скважин глубиной до 6000 м при глубинах моря 60...400 метров. ПБС осуществляет бурение, находясь на донной опорной плите. Энергия, которая необходима для осуществления буровых опера­ций, подается на БС со стационарной платформы или надводного судна поддержки по подводному кабелю через донную опорную плиту. Основ-

338

ные конструктивные решения ПБС обеспечивает размещение и работо­способность буровой установки «сухого» типа при одноатмосферном дав­лении среды в буровом отсеке. ПБС сформировано из пяти функциональ­но завершенных прочных модулей - корпусов, объединенных наружными корпусными конструкциями в единое целое.

2. Робото-технический комплекс «Донная опорная плита» (РТК «ДОП») представляет собой функциональный модуль, обеспечивающий бурение, эксплуатацию куста до 8 скважин. Для опытно-промышленной эксплуатации пилотного подводного бурового комплекса (ППБК) доста­точно пробурить 4 скважины.

При ведении буровых работ ДОП служит опорой для ПБС, по ко­торой ПБС перемещается с помощью подвижного блока ДОП. На ДОП размещается фонтанная арматура. Шлам, сепарируемый из бурового рас­твора, складируется в балластных цистернах ДОП.

3. Надводное судно поддержки предназначено для обеспечения внешней поддержки ПБС в период опытно-штатной эксплуатации пилот­ного комплекса. Судно должно выполнять следующие функции:

• передача на ПБС электроэнергии мощностью до 5 МВт;

• передача на ПБС контейнеров с расходными материалами и трубами;

• размещение и использование транспортно-спасательного аппара­та, обеспечивающего смену экипажа ПБС, доставку малогабаритных гру­зов (инструмента, пищи, воды) и выполнение работ по эвакуации людей в аварийных ситуациях;

• обеспечение бесперебойной кабельной связи с ПБС и радиосвязи с береговыми центрами управления;

• прием с ПБС продуктов газопроявлений при бурении, техноло­гического газа при опробовании скважин со сжиганием на факельном уст­ройстве;

• обеспечение подводных технических работ с помощью теле­управляемых подводных роботов и водолазов. Перед работой в составе пилотного комплекса судно должно пройти переоборудование.

Надводное судно поддержки должно иметь относительно свобод­ную площадь палубы для размещения оборудования и коммуникации (до 600...800 м²), грузоподъемные средства с возможностью выполнять опе­рации с грузом массой до 60 т. Судно должно иметь систему позициони­рования с точностью ± 20 м от расчетной точки, а также возможность приема вертолета и обеспечивать время работы на точке до 12 мес. при условии пополнения запасов воды и провизии, топлива, смены экипажа.

4. Транспортно-спасательный подводный аппарат предназначен для:

• смены экипажа ПБС, доставки ремонтников, продуктов, ЗИП;

• эвакуации и спасения персонала ПБС;

- поиска и осмотра различных подводных объектов подводного бурового судна, донной опорной плиты, контейнеров.

339

Оценка стоимости постройки новых технических средств произво­дилась с использованием:

• технико-экономических показателей заводов - строителей под­водных технических средств ПО «Севмашпредприятие» и ОАО «Завод «Красное Сормово»;

• отраслевых нормативов судостроительной промышленности:

- статистических материалов ОАО «ЦКБ «Лазурит» на трудоем­кость и стоимость подводных объектов;

- нормативов трудоемкостей НПО «Ритм» на изготовление кор­пусных конструкций;

- нормативов Волжско-Камского института технологии судо­строения на строительство плавучих буровых установок. В качестве ТСПА предполагается использовать существующий подводный аппарат ГТР 18270, арендуя его у ВМФ.

5. Контейнеры системы пополнения расходных материалов ПБС. На ПБС размещается исходный запас расходных материалов для бурения одной скважины глубиной 3500 м. При бурении куста скважин пополне­ние расходных материалов осуществляется в специальных герметичных грузовых контейнерах двух типов:

- для обсадных труб; -для сыпучих материалов.

Для пополнения расходных материалов и труб для бурения сле­дующей скважины потребуется 20 контейнеров.

Пилотный подводный буровой комплекс создается как опытно-штатный, поэтому схема и объем его испытаний соответствует объему испытаний головного комплекса, который определен ч. 3.4 «Руководства по техническому надзору за постройкой судов и изготовлением материа­лов и изделий» Российского Регистра.

Объем испытаний в соответствии с требованиями Российского Ре­гистра включает следующие виды испытаний:

• швартовные испытания; -ходовые испытания;

• ревизию:

• контрольные испытания (контрольный выход);

- эксплуатационные (технологические) испытания (для головных образцов).

После испытаний элементов, составляющих пилотный подводный буровой комплекс, должны быть проведены испытания комплекса, под­тверждающие его готовность к опытной эксплуатации.

Буровая установка создается и поставляется на буровое судно, как готовое законченное изделие, прошедшее поэтапную отработку всех со­ставляющих компонентов в составе буровых установок.

340

Совмещенные морские испытания пилотного подводного бурового комплекса предусматривают проверку взаимодействия всех элементов комплекса, как первый этап технологических испытаний.

Для испытаний должна быть подобрана закрытая морская аквато­рия с глубиной около 50 м.

Испытания включают установку ДОП на площадку, органи­зованную на дне, подсоединение к ней всех видов коммуникаций, идущих с надводного судна поддержки, проверку работы устройства посадки и закрепления ПБС на ДОП, проверку узлов стыковки и подсоединения коммуникации ПБС и ДОП, механизмы перемещения ПБС относительно

ДОП.

После завершения проверки работоспособности всех механизмов и систем ПБС и ДОП под водой проводятся испытания работы буровой ус­тановки. При этом осуществляется забуривание на глубину около 500 м.

После проведения указанных испытаний принимается решение о готовности пилотного подводного бурового комплекса к второму этапу опытно-шахтной эксплуатации на одном из газовых месторождений Ба­ренцева моря.

Исходя из предлагаемого состава пилотного комплекса, его стои­мость будет слагаться из стоимости постройки сооружений:

Наименование сооружения	Стоимость, млн. дол.
Подводное буровое судно	214.0
Донная опорная плита	34.5
Контейнеры, 5 шт.	10.0
Переоборудование надводного судна	26.0
ИТОГО	284,5