О социально-экономических последствиях аварий при шельфовой нефтегазодобыче Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

УДК 338.14:622.242.4 О СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЯХ АВАРИЙ ПРИ ШЕЛЬФОВОЙ НЕФТЕГАЗОДОБЫЧЕ Н.А. Калашник

Горный институт КНЦ РАН

Аннотация

Рассмотрены наиболее характерные случаи чрезвычайных ситуаций и аварий при шельфовой нефтегазодобыче. Выполнен статистический анализ событий и вызванный ими социально-экономический ущерб. Предложены методические подходы к экономической оценке последствий аварийных ситуаций и ожидаемой прибыли нефтегазопромысла с учетом риска чрезвычайных ситуаций и аварий.

Ключевые слова:

нефтегазодобыча, шельф, аварии, социально-экономические последствия.

Добыча нефти и газа, как известно, ведется не только на суше, но и на шельфе морей (Мексиканский залив, Северное и Норвежское, Каспийское, Охотское моря, Персидский залив, побережье Северной Америки и другие регионы). В мировом объеме морская (шельфовая) нефтегазодобыча к настоящему времени превысила 30% и в перспективе должна увеличиться до 50% [1]. При этом ежегодные суммарные затраты на освоение ресурсов нефти и газа на шельфе морей превышают 80 млрд долл., из которых около 25% идут на поисково-разведочные работы и до 60-80% - на содержание и установку платформ, буровое и эксплуатационное оборудование, строительство скважин, строительство подводных трубопроводов и пр. Экономический эффект от разработки морских месторождений в США и Мексиканском заливе составляет до 10 долларов на каждый затраченный доллар, при сроках окупаемости капитальных вложений от 1 до 3 лет. Для арктических условий, по мнению авторов работы [1], экономический эффект втрое ниже, а срок окупаемости увеличивается до 10-20 лет.

Вместе с тем, мировой опыт показывает, что на морских нефтегазопромыслах по разным причинам возникают чрезвычайные ситуации и аварии, которые приводят к социальноэкономическим последствиям в виде непредвиденных сверхпланируемых финансовых затрат и ущерба. Это обусловлено прежде всего особенностями освоения шельфовых и морских нефтегазовых месторождений, среди которых можно выделить следующие:

• используются специальные дорогостоящие сооружения (платформы различных видов, эстакадные площадки, специальные суда, плавучие эксплуатационные палубы, подводные модули и другие) и технические средства, обеспечивающие функционирование нефтегазопромысловых объектов, добычу, временное хранение и трубопроводное транспортирование углеводородного сырья по дну моря. Повреждения и потеря функциональности этих сооружений требуют ремонта и дополнительных финансовых затрат для вывода их на рабочий режим и ликвидацию последствий аварий;

• нефтегазопромысловые объекты постоянно подвергаются значительным внешним нагрузкам: движение воды (течения, волны, приливные явления), ветровые нагрузки, ледовые нагрузки и айсберги (для арктических морей), природные и вызванные извлечением нефти/газа деформационные процессы, сейсмические явления и др., которые могут создавать чрезвычайные ситуации, вплоть до аварий. Для снижения воздействия этих нагрузок необходимо применение специальных защитных сооружений и превентивных мероприятий, что приводит к удорожанию проекта в целом;

• весь комплекс нефтегазопромысловых работ концентрируется в жестко ограниченном пространстве (например, на платформе) и выполняется в стесненных условиях в автономном, зачастую весьма удаленном от обеспечивающих береговых структур, режиме. Жизнеобеспечение персонала, работ и нефтегазовых объектов в целом также требует дополнительных финансовых затрат;

• используемые на шельфовых нефтегазовых объектах скважины и трубопроводы очень чувствительны к незначительным деформациям и смещениям, причем сложности в материально-

техническом обеспечении и их труднодоступность делают даже обычные простои или ремонтные работы такого оборудования весьма дорогостоящими (свыше 150 тыс. долл. в день), а в случае аварии приводят к значительным социально-экономическим последствиям.

Накопленный к настоящему времени мировой опыт морских (шельфовых) нефтегазовых разработок [2, 3] показывает, что количество аварийных ситуаций на платформах, сооружениях для добычи и хранения нефтеуглеводородов, скважинах, трубопроводах и др., составляет около 3 тыс. случаев, а экономический ущерб превышает 43 млрд долл. (рис. 1).

ш всего и платформы и скважины н трубопроводы адруие

Рис. 1. Количество аварий на нефтегазообъектах и ущерб от них по основным регионам

морского нефтегазопромысла

Анализ влияния различных факторов на возникновение аварийных ситуаций на морских нефтегазоразработках показывает, что наибольшее число аварий произошло за счет потери устойчивости, повреждений и разрушений конструкций (36%), тяжелых погодных условий (7%), удара (5%) и др. факторов [4]. При этом отмечено, что фактически по каждой пятой и более аварийной ситуации причина неизвестна (22%).

Наиболее ярким примером является месторождение Экофиск, разрабатываемое в Северном море, на котором за более чем 30 лет добычи произошло проседание морского дна над центральной

частью месторождения на глубину более 7 м, приведшее к значительным техническим и экономическим последствиям. Вследствие проседания морского дна, основания ряда платформ и внешняя стенка нефтехранилища оказались недопустимо низкими по отношению к уровню моря, и потребовалось провести работы по наращиванию и подъему оснований платформ и возведению дополнительной, более высокой, внешней стены нефтехранилища. Значительное проседание дна моря также привело к деформации и повреждениям уложенных на дне моря трубопроводов и конструкций. За несколько лет было выполнено свыше 70 повторных ремонтных работ на эксплуатационных скважинах, направленных на ликвидацию разрывов в зонах цементирования, сплющивания или разрушения обсадных труб. По разным оценкам, затраты на выполнение этих работ превысили 400 млн долл. США [3].

Другой характерный пример, получивший широкую мировую огласку и приведший к огромным экологическому и социально-экономическому ущербам, - авария в Мексиканском заливе на платформе Deepwater Horizon, принадлежащей британской компании British Petroleum [5]. Платформа Deepwater Horizon представляла собой буровую установку 5-го поколения, RBS-8D дизайна, предназначавшуюся для сверхглубоководного морского бурения на перспективном слое Макондо в 80 км от юго-восточного побережья Луизианы. Установка должна была произвести начальное бурение, после чего другие установки предназначалось использовать для добычи нефти из этой скважины. Платформа обслуживалась экипажем из 130 чел. 20 апреля 2010 г. произошел выброс из скважины и взрыв метана, в результате чего буровая загорелась. Попытки потушить пожар были неудачными, и 22 апреля, после 36-часового пожара, Deepwater Horizon затонула и опустилась на дно залива на глубину 1.5 тыс. м в 400 м к северо-западу от пробуренной скважины. Вследствие аварии 11 чел. погибли, 17 получили ранения. В воды залива из скважины вытекло почти 5 млн баррелей нефти. На поверхности воды образовалось нефтяное пятно, которое постепенно достигло береговой линии всех пяти штатов, расположенных на побережье Мексиканского залива. На сегодняшний день убытки British Petroleum составили уже 12 млрд долл. на ликвидацию последствий экологической катастрофы и компенсации потерпевшим. Образовавшийся в результате разлив нефти был признан самой масштабной экологической катастрофой в истории США.

В целом анализ показал, что более трети от общего числа аварий - на платформах, но в силу более высокой стоимости оборудования и самой платформы суммарный объем убытков превысил 50% от общего объема [4]. Аварии на трубопроводах также являются довольно частым явлением (свыше 25% от общего числа), а суммарный объем убытков составил около 18% .

Анализ аварий на морских промыслах Северо-Западно-Европейского региона показал, что наибольшее число случаев произошло на платформах (34%) и на трубопроводах (25%). Также подвержены чрезвычайным ситуациям и авариям скважины, в особенности те, которые оснащены устьевым оборудованием (19%) (рис. 2).

Уместно отметить, что скважины, являясь ключевым элементом добычи углеводородного сырья, представляют собой наиболее уязвимый элемент нефтепромысла. На бурение скважин различного назначения разведывательными и нефтегазодобывающими компаниями ежегодно тратится около 20 млрд долл. [6]. Значительная часть этих средств, порядка 15%, уходит на разрешение возникающих осложнений (проблем) при бурении: потери раствора и оборудования, потеря устойчивости стенок скважин и пр. Убытки, которые терпят нефтегазовые компании вследствие неустойчивости стенок скважин, оцениваются в 1 млрд долл. ежегодно [6]. В среднем (в расчете на одну скважину) убытки от простоев, связанных с потерей ее устойчивости, составляют около 1.5 млн долл., достигая в экстремальных случаях (Deepwater Horizon) 12 млрд долл. Прогноз и предотвращение этих нежелательных осложнений позволят значительно сократить непроизводительные затраты на бурение и ремонт скважин.

Убытки вследствие аварий на морских нефтегазопромыслах в общем виде включают в себя 5 основных групп: 1) убытки, связанные непосредственно с разрушением объектов промысла и оборудования; 2) убытки за счет вылившихся нефтепродуктов, в том числе приводящие к потере извлекаемых запасов; 3) убытки вследствие недопоставки нефтепродуктов, в т.ч. за время ремонтновосстановительных работ (так называемое «недополучение прибыли»); 4) убытки, обусловленные вынужденными затратами на ремонтно-восстановительные работы; 5) убытки, обусловленные вынужденными затратами на устранение (ликвидацию) последствий.

Рис. 2. Количество аварий/объемы общих убытков (млн долл.) от аварий различных категорий

в Северо-Западно-Европейскомрегионе

Объем убытков может быть рассчитан по формуле, последовательно слева направо включающей в себя перечисленные выше группы убытков:

^Уб. = V С0 ■ У0+V сн ■ я. ■ !а +V С ■ ч1 ■ Гар+V С. ■ V +V С V л,

где Уб. - суммарные убытки вследствие чрезвычайной ситуации или аварии;

Со - удельная стоимость поврежденных объектов промысла и оборудования;

Уо - объем повреждений объектов и оборудования;

Сн - удельная стоимость нефтепродуктов;

- объем вылившихся (потерянных) нефтепродуктов;

-

время от начала аварии до прекращения утечки;

Ян - объем недопоставленных нефтепродуктов;

tар - время от момента начала аварии до возобновления работы объекта и оборудования;

Св - удельная стоимость ремонтно-восстановительных работ;

Ув - объем ремонтно-восстановительных работ;

Сл - удельная стоимость работ по ликвидации последствий;

Ул - объем социально-экологических последствий.

Реальные убытки могут быть определены только на основе фактических затрат, но прогнозные оценки могут быть выполнены, в частности, на основе методических подходов, изложенных в данной и других работах [например, 4, 7].

Исходя из вышеизложенного, для оценки ожидаемой прибыли нефтегазопромысла с учетом риска чрезвычайных ситуаций и аварий может быть предложена следующая зависимость:

Пп = Д - З - З - Р V Уб

гож. /4 ож. кап. тек. р / , ' ?

где Прож. - ожидаемая прибыль;

Дож. - ожидаемый доход;

Зкап. - капитальные затраты;

Зтек-текущие затраты;

Рр. - вероятность риска;

^Уб. - суммарные убытки вследствие чрезвычайной ситуации или аварии.

Таким образом, в данной работе рассмотрены социально-экономические последствия чрезвычайных ситуаций и аварий на морских нефтегазоразработках, знание которых является важным для принятия проектных и технологических решений по освоению нефтегазовых месторождений, прежде всего, на шельфе Баренцева моря. Предложены методические подходы к экономической оценке последствий аварийных ситуаций и ожидаемой прибыли нефтегазопромысла с учетом риска чрезвычайных ситуаций и аварий.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вяхирев Р.И. Обустройство и освоение морских нефтегазовых месторождений / Р.И. Вяхирев, Б.А. Никитин, Д.А. Мирзоев. 2-е изд. доп. М., 2002. 420 с. 2. Кайзер Марк Дж. Риски и потери при морской добыче / Марк Дж. Кайзер, Алан Г. Пулцифер // Oil&GasJournal. 2007. № 6. С. 96-105. 3. Мельников Н.Н. Шельфовые нефтегазовые разработки: геомеханические аспекты / Н.Н. Мельников, А.И. Калашник. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2009. 140 с.

4. Калашник Н.А. Экономический ущерб от чрезвычайных ситуаций и аварий на морских нефтегазоразработках: анализ и подходы к оценке // Проблемы экономики и управления нефтегазовым комплексом. 2011. № 6. С. 15-19.

5. Разбор полетов по «возможно худшей» нефтяной катастрофе в истории США // Oil&GasJournal. 2010. № 11. С. 24-28. 6. Управление риском в бурении / У. Алдрид, Ш. Горайа, Д. Плам и др. // Нефтегазовое обозрение. Шлюмберже, весна 2001. С. 12-29. 7. Экономика предприятий нефтяной и газовой промышленности / В.Ф. Дунаев, В.А. Шпаков, Н.П. Епифанова и др. М.,2004. 372 с.

Сведения об авторе

Калашник Надежда Анатольевна - научный сотрудник, e-mail: kalashnik@goi.kolasc.net.ru

УДК 92+551.465.4 МОРСКИЕ БИОЛОГИ - ХИМИИ ОКЕАНА Н.М. Адров

Мурманский морской биологический институт КНЦ РАН

Аннотация

На примере биоокеанологических исследований рассмотрены главные показатели биогидрохимического режима водных масс - линейные связи концентрации растворенного кислорода и температуры воды, выявленные в различных слоях водной толщи океана. Предложена модель для оценки физических и биохимических составляющих термоксигенной трансформации водных масс.

Ключевые слова:

биогидрохимический режим, термоксигенная трансформация, адвекция, конвекция, бюджет кислорода, гистерезис насыщения, термоксиклин.

В течение двух последних лет отмечались две знаменательные даты: 150-летие Н.М. Книповича (2012) и 135-летие К.М. Дерюгина (2013) - двух выдающихся и особо почитаемых морских биологов - основателей биоокеанологических принципов исследования морской фауны и условий ее существования. О том, как представляли себе физические механизмы изменчивости морских вод классики биологии и их последователи, мы уже говорили в прошлой статье [1], где в качестве главных физических характеристик использовались температура воды и ее соленость, косвенно отражающие энерговлагообмен водных и воздушных масс. Поскольку физический механизм циркуляции морских вод подробно разбирался на примере работ биологов во главе с Н.М. Книповичем [2], то для рассмотрения химических характеристик возьмем следующего классика - Константина Михайловича Дерюгина (1878-1938), в целях комплексного изучения фауны беломорских, баренцевоморских и тихоокеанских вод исследовавшего распределение растворенных веществ и газов. Динамика всех гидрохимических характеристик, за исключением концентрации растворенного кислорода, довольно сложна и требует