CC BY
215ОСОБЕННОСТИ ДОБЫЧИ НЕФТИ И ГАЗА НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
УДК 665.71
М.Ш. Арабов, к.х.н., Астраханский государственный технический университет, Институт нефти и газа (Астрахань, РФ), arabov57@mail.ru С.М. Арабов, Астраханский государственный технический университет, Институт нефти и газа, ms.arabov@maii.ru
Каспийское море не имеет поверхностного или подземного стока и представляет собой самое большое озеро на нашей планете, располагающееся на границе между Европой и Азией. Важная особенность Каспийского моря и его шельфов - обилие нефтегазоносных ресурсов, при разработке которых необходимо учитывать ряд политических и экологических условий и требований. В данной статье приведены основные способы добычи нефти и газа в Каспийском море, показана история открытия нефтяных месторождений на побережье Каспийского моря, перечислены основные месторождения и объемы добычи нефти и газа. Рассмотрены особенности освоения шельфовых месторождений, в том числе необходимость бурения протяженных наклонно-направленных скважин, строительства морских стационарных платформ, сложные климатические условия и высокие экологические требования. Представлены конструкции стационарных платформ, опорных блоков и свайных оснований, обеспечивающие надежную эксплуатацию месторождений на море. Кроме того, проанализированы возможные проблемы, связанные с ледовыми нагрузками на платформе имени В. Филановского, и предложено необходимое оборудование для решения существующих проблем на шельфовых месторождениях Каспийского моря.
ключевые слова: каспийское море, шельф, нефть, газ, добыча, ледостойкая платформа, ресурсы.
ВВЕДЕНИЕ
Каспийское море (озеро) находится на границе между Европой и Азией. Оно располагается на 28 м ниже уровня Мирового океана, его протяженность с севера на юг составляет ~ 1200 км, ширина - 320 км, общая площадь ~ 380 000 км2. Наиболее глубокий участок моря (больше 1 км) располагается в центральной и южной части. В Каспийском море обитают около 140 видов рыб: кефаль, сазан, карп, судак, лосось, сом, кутум, а также большое число осетровых видов (~ 80 %). Однако основные богатства Каспийского моря и его шельфа - огромные нефтегазоносные ресурсы, добыча которых служит важной составляющей экономического развития России, Азербайджана, Ирана, Туркменистана и Казахстана.
История открытия нефтяных месторождений у Каспийского моря относится к середине XIX в., а первые производственно-технические работы буровых платформ на сваях проведены в начале XX в. на территории г. Баку, в частности - на Апшеронском п-ове. В 1960 г. была осуществлена первая добыча нефти и газа под водой [1, 2].
К шельфам Каспийского моря в российском секторе относят семь месторождений (пять из которых нефтегазоконденсатных): имени Ю. Корчагина, имени В. Филановского, имени Ю. Кувыкина, 170 км, Хвалынское, Ракушечное, Центральное (в районе г. Избербаш). Ежегодная добыча нефти в Каспийском море составляет ~ 240 млн м3. Прогнозируется, что к 2021-2024 гг. добыча нефти в Каспийском море
будет составлять 200 млн т/год, а газа - 270 млрд м3/год.
При освоении нефтегазоконденсатных месторождений не всегда все проходит гладко. Существует ряд опасных факторов, в частности, установка специального оборудования в чрезвычайно критических природных условиях (шторм, ливень, приливы, отливы и т. д.). Тем не менее экономическое развитие в мире стоит за добычей нефти и газа именно на шельфовых месторождениях, т. к. около половины нефтяных ресурсов находится на дне моря.
ОСОБЕННОСТИ ОСВОЕНИЯ ШЕЛЬФОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КАСПИЙСКОГО МОРЯ
Месторождение имени Ю. Корчагина открыто в 2000 г., однако первую нефть с него получили
M.Sh. Arabov, Candidate of Science (Chemistry), Astrakhan State Technological University, Institute of Oil and Gas (Astrakhan, Russian Federation), arabov57@mail.ru
S.M. Arabov, Astrakhan State Technological University, Institute of Oil and Gas, ms.arabov@mail.ru Features of oil and gas production in the fields of the Caspian Sea
The Caspian Sea has no surface or underground flow and is considered to be the largest lake on our planet, located on the border between Europe and Asia. An important feature of the Caspian Sea and its shelves is the abundance of oil and gas resources, in the development of which one should to take into account a number of political and environmental conditions and requirements.
This article presents the main methods of oil and gas production in the Caspian Sea, shows the history of the discovery of oil fields on the Caspian Sea coast, lists the main fields and volumes of oil and gas production. The features of offshore field development are considered, including the need to drill lengthy directional wells, and to construct stationary offshore platforms, difficult climatic conditions and high environmental requirements. Designs of stationary platforms, bearing blocks and pile foundations, ensuring reliable exploitation of deposits at sea, are presented. In addition, possible problems associated with ice loads on the platform named after V. Filanovsky are analyzed and the necessary equipment is proposed to solve existing problems in the Caspian Sea shelf fields.
key words: caspian sea, shelf, oil, gas, production, ice-resistant platform, resources.
лишь спустя 10 лет. Глубина его расположения составляет около 13 м.
Небольшие глубины характерны для каспийских месторождений, что вызывает ряд проблем при их освоении. Например, при обнаружении месторождения имени Ю. Корчагина исследователям пришлось пробуривать горизонтальные скважины почти до 8 км.
Среди основных особенностей освоения шельфовых месторождений Каспийского моря выделяют следующие:
- Каспийское море - это исторически заповедная зона, которая служит местом обитания ценных видов рыб, имеющих промысловое значение [3];
- высокие ледовые (торосы), ветровые, волновые нагрузки;
- сложные климатические условия, в том числе периодические, резкие колебания уровня моря более 2,5 м;
- слаборазвитая инфраструктура и возможность перевозить судами необходимые материалы и оборудование по Волго-Каспий-скому каналу;
- требования по соблюдению «нулевого сброса» в окружающую среду;
- проектирование и строительство стационарных платформ
и сооружений как под водой, так и над водой, бурение наклонно-направленных скважин с одного места (куста) длиной до 7000 м;
- разработка рациональных (прогрессивных) проектов строительства морских ледостойких стационарных платформ (МЛСП) с максимальным числом многоствольных скважин.
Стратегические интересы нефтегазовых компаний по разработке
месторождений нефти и газа в заповедной зоне на дне Каспийского моря заставляют искать новые подходы и инновационные технические решения.
Так, для добычи нефти в районе Апшеронского п-ова (месторождение «Нефтяные камни», свыше 200 морских платформ) используются дешевые в изготовлении платформы сквозного типа, но такой вариант непри-
емлем на севере Каспийского моря, поскольку северная часть моря имеет небольшую глубину и зимой замерзает. В этом случае изготовленные морские платформы должны иметь возможность противостоять ледовым нагрузкам. В то же время небольшие глубины затрудняют подход к платформам судов, тан -керов и строительство подводных нефте-и газопроводов.
О серьезности проблем ледовых нагрузок на морскую платформу можно судить по тем мероприятиям, которые пришлось проводить на гигантском нефтяном месторождении Кашаган и которые увеличили стоимость проекта в несколько раз [4].
Кашаган - наиболее крупное месторождение в Каспийском море, оно находится в 80 км от Атырау (Казахстан), его нефтяные ресурсы составляют ~ 4,65 млрд т. Открытие месторождения относится к 2000 г., а первая добыча нефти -к 2002 г. Во избежание нагрузок и для обеспечения надежности вокруг морской платформы созданы искусственные насыпные островки из песка и гравия.
Хотя в мире имеется огромный опыт освоения нефтегазовых месторождений на шельфе, универсального подхода к обоснованному выбору освоения шельфовых месторождений на Каспийском море не существует. В россий-
ском секторе Каспийского моря используют наиболее устойчивые морские платформы гравитационного типа.
Основание гравитационного типа представляет собой опорные блоки кессонного типа, опирающиеся на дно моря и прикрепленные к нему сваями. На опорных блоках размещено верхнее строение. Запас надежности и прочности опорных блоков многократно превосходит максимально возможные нагрузки на море. В опорных блоках грави -тационных платформ на Каспийском море предусмотрены резервуары для хранения дизельного топлива, склады для расходных материалов, насосные станции, различные трубопроводы теплоносителя, хладагента, технической воды и т. д. Опорные блоки перегоняются к месту монтажа платформы парно в виде крупных блоков-модулей, соединенных между собой монтажной фермой (временно для перегона до места монтажа) [7].
Предварительно место установки гравитационной платформы на дне моря подготавливается и в проекте, на нем не допускается наличие уклонов, впадин и выступов.
Дно моря воспринимает вес МЛСП с технологическим оборудованием для бурения, добычи,подготовки нефти и газа, а также все нагрузки, возникающие от работы бурового и технологического оборудования.
Глубина моря, условия эксплуатации определяют конструкцию стационарного основания, при этом самым дешевым видом стационарного основания считается свайное [8].
При освоении шельфовых месторождений в российском секторе разработаны методики выбора оптимальных вариантов обустройства месторождений нефти и газа, схемы монтажа платформ с опорными кессонными блоками на нефтегазоносных месторождениях. Опыт эксплуатации показывает, что проектирование строительства гравитационных платформ для освоения месторождений на шельфе, в заповедной зоне, без соответствующей программы по укреплению грунтов на дне моря на месте монтажа опорных блоков недопустимо. Расчетными оценками установлены условия надежной устойчивости опорных блоков кессонного типа, закрепляемых ко дну моря сваями, при различных уровнях моря, в том числе и мелководья [5-6].
По результатам районирования шельфа Каспийского моря установлена очередность освоения и перечень мероприятий, технических средств и сооружений для последующего освоения месторождений нефти и газа.
Определены глубины траншей на мелководье шельфа Каспийского моря при укладке подводных трубопроводов для защиты от воздействия ледовых образований [7]. При проектировании трубопровода в местах, где образуется лед, важно учитывать влияние льда на трубопровод или возможные трудности при монтировании трубопроводов во время образования льда. Для оценки возникшей обстановки с ледовыми нагрузками необходимо исследовать физические свойства льда: срок образования льда, его толщину, плотность и т. д.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Разработанные месторождения на шельфе Каспийского моря имеют большое значение для эконо-
мики России и будут интенсивно развиваться. В настоящий момент действуют нефтегазоконденсатные месторождения имени Ю. Корчагина и имени В. Филановского, обладающие достаточно большими
запасами нефти. Нами проведен краткий анализ основных особенностей добычи нефти и газа на шельфе Каспийского моря. В настоящем обзоре выделены приемы для решения вопросов,
связанных с образованием льда у платформы имени В. Филанов -ского. Кроме того, рассмотрено необходимое оборудование для освоения шельфовых месторождений Каспийского моря. ■
ЛИТЕРАТУРА
1. Гулиев ИС, Кулаков СИ, Федоров ДЛ. Нефтегазоносность Каспийского региона. Баку: Nafta-Press; 2009.
2. Глумов ИФ, Маловичкий ЯП, Новиков АА, Сенин БВ. Региональная геология и нефтегазоносность Каспийского моря. Москва: Недра-Бизнесцентр; 2004.
3. Ходоревская РП, Калмыков ВА, Жилкин АА. Современное состояние запасов осетровых Каспийского бассейна и меры по их сохранению. Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Рыбное хозяйство. 2012; 1: 99-106.
4. Мендебаев Т. Кашаганская нефть. Вопросы, вопросы... Oil & Gas Journal Russia. Сентябрь 2014: 18-21.
5. Ишлинский АЮ (ред.). Политехнический словарь. Москва: Советская энциклопедия; 1989.
6. Правила Российского морского регистра судоходства. Правила классификации, постройки и оборудования плавучих буровых установок и морских стационарных платформ. Санкт-Петербург: Российский морской регистр судоходства; 2012.
7. Правила Российского морского регистра судоходства. Правила классификации и постройки морских подводных трубопроводов. Санкт-Петербург: Российский морской регистр судоходства; 2009.
REFERENCES
1. Guliev IS, Kulakov SI, Fedorov DL. Oil and gas potential of the Caspian region. Baku: Nafta-Press; 2009.
2. Glumov IF, Malovichky YaP, Novikov AA, Senin BV. Regional geology and petroleum potential of the Caspian Sea. Moscow: Nedra-Business Center; 2004.
3. Khodorevskaya RP, Kalmykov VA, Zhilkin AA. Current status of the sturgeon stocks of the Caspian basin and measures for their conservation. Bulletin of Astrakhan State Technical University. Series: Fisheries. 2012; 1: 99-106.
4. Mendebaev T. Kashagan oil. Questions, questions... Oil & Gas Journal Russia. 2014 September: 18-21.
5. Ishlinskii AYu (ed.). Polytechnical dictionary. Moscow: Sovetskaya entsiklopedia; 1989.
6. Rules of the Russian Maritime Register of Shipping. Rules for the classification, construction and equipment of floating drilling rigs and offshore fixed platforms. St. Petersburg: Russian Maritime Register of Shipping; 2012.
7. Rules of the Russian Maritime Register of Shipping. Rules for the classification and construction of marine underwater pipelines. St. Petersburg: Russian Maritime Register of Shipping; 2009.
GAZOVAYA
P ROM YSHLEN NÜST'
ГАЗОВАЯ
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ
Gas Industry journal expands international cooperation and invites authors from different countries to publish scientific articles in English
Gas Industry journal is included in the list of Higher Attestation Commission, "the leading reviewed scientific journals and editions in which the basic scientific results of dissertations on competition of scientific degrees of doctor and candidate of sciences should be published".
General information about the journal:
http://neftegas.info/en/gasindustry/
Main thematic sections:
http://neftegas.in fa/ en/ gasindustry/about-magazine/
Submission of manuscripts: info@neftegas.info
Founder Gazprom PJSC
