Аналитический обзор разработки шельфовых месторождений в мире и в Казахстане

Нуранбаева Б.М., Мукаш Ж.К., Мухамбетова Г.Н.

Казахский национальный исследовательский технический университет

имени К.И. Сатпаева

e-mail: bulbulmold@mail.ru

В послании Президента народу Казахстана о стратегии развития страны до 2030 г. Развитие нефтегазовой отрасли отнесено к приоритетам экономического роста республики. Именно с развитием нефтегазового комплекса связывается в основном новый этап развития Казахстана, имеющего уникальные запасы углеводородов.

В настоящее время каждая четвёртая тонна нефти в мире извлекается со дна моря. Морское поисково-разведочное бурение ведётся в более 65 странах и охватывает шельфы всех континентов. Среди них Саудовская Аравия, Великобритания, Мексика, Венесуэла, США являются странами, добывающими наибольшее количество нефти в море.

Геологоразведочные работы в части Каспийского моря, прилегающей К Республике Казахстан, начаты в 60-ые годы. В период до 1993 года было пробурено 39 поисковых скважин на 11 структурах были получены притоки нефти и газа. И в том же году правительством республики было решено осваивать нефтегазовых ресурсов в других морях мира. Принята соответствующая государственная программа.

В настоящее время международным консорциумом Аджип ККО (бывший ОКИОК) пробурено разведочные скважины на структурах Кашаган, Юго-Западный Кашаган, Актоты, Кайран, Каламкас море.

Другим казахстанским морским проектом является разработка двух прибрежных морских блоков вблизи побережья Курмангазинского и Исатайского районов Атырауской области и включает разведку и разработку подсолевой структуры Южный Жамбай и ряда над солевых структур, включая Южное Забурье. Работы на этих блоках ведет АО НК «КазМунайГаз». Недавно ОАО «Казахстанкаспийшельф» завершил вторую очередь трехмерной сейсмической съемки, планируется бурение разведочной скважины.

Если все прогнозы по запасам нефти казахстанской части шельфа Каспийского моря подтвердятся, то в ближайшем будущем Казахстан может смело рассчитывать на место в семерке стран с наибольшими запасами сырой нефти.

На сегодняшний день в большинстве нефтегазоносных районов на суше ресурсы нефти и газа истощены и возможности прироста запасов промышленных категорий затруднены. В связи с этим за последние десятилетия в развитых странах резко повысился интерес к проблеме освоения ресурсов нефти и газа морей и океанов. Поверхность мирового океана составляет 71 % поверхности Земли, из них 7% приходится на континентальный шельф, в котором содержатся значительные потенциальные запасы нефти и газа. Материковая отмель, называемая континентальным шельфом, в геологическом и топографическом отношении представляет собой продолжение суши в сторону моря. Это зона расположена вокруг континента и измеряется от мелководья до глубины, на которой резко увеличивается уклон дна. Граница перехода – кромка континентального шельфа находится в среднем на глубине 200 м. однако её значение могут достигать более 400 или менее 130 м. Встречаются случаи, когда по протяженности зоны глубины расположения кромки слишком различны и имеют величины, намного превышающие типичные для шельфа. Такие участки называют «бордерлендом».

Крупными районами морской добычи нефти и газа являются Мексиканский залив, оз. Маракайбо (Венесуэла), Северное море и Персидский залив, на долю которых приходится 75% добычи нефти 85% газа. В настоящее время число морских добывающих скважин в мире превышает 100 тыс. т, нефть извлекается с глубин более 300 м. Разведочное бурение ведется от 1200 м в Мексиканском заливе и до 1615 м на о. Ньюфаундленд (побережье Канады).

В США к 1990 г. около 25 % нефти газа добывалось в море, хотя площадь эксплуатируемых участков при этом занимает всего лишь 3-4% площади шельфа.

Более трети всех морских поисковых разведочных скважин бурят на шельфе Северной Америке, где уже открыто более 300 месторождений и поиски продолжаются. Освоение площадей идет на все больших глубинах. В настоящее время нефть добывают с 300 м и более, для чего сооружают стационарные стальные и бетонные основания платформ, а для ведения разведочного бурения на глубинах вод до 900 и 1800 м – соответственно ППБУ и плавучие буровые суда.

Осуществляется также разведка на нефть и газ во многих районах шельфовых зон Европы, Азии, Австралии, в том числе и на территории нашей страны.

Опыт работы на морских месторождениях нефти и газа показывает, что для эффективного их освоения применяемые на суше традиционное технические средства и методы зачастую неприемлемы. Для реализации данной проблемы, особенно в связи с освоением арктического шельфа и увеличением глубин моря, требуется проведение сложных научно-исследовательских работ и создание специальных технических средств и технологий. Практика эксплуатации месторождении Каспийского моря позволяет установить технические, технологические и организационные условия разработки морских залежей, добычи нефти и газа, рациональные методы их интенсификации, а также основные факторы, обеспечивающие увеличение нефтеотдачи пластов.

Под техникой или техническими средствами (ТС) обычно понимаются все инженерные системы, используемые в процессе освоения морских нефтегазовых месторождений. Морские нефтегазовые сооружения (МНГС) включают в себя только те технические системы, которые участвуют в освоении шельфа и изготовлены с использованием строительных технологий.

Оценка экологического риска поражения объектов, уязвимых аварийными сбросами нефти в морскую среду, обычно проводится на основе анализа потенциальной аварийности средств нефтедобычи и транспортировки нефти по акватории и моделирования сценариев распространения нефти в море при различных гидрометеорологических условиях. Одним из этапов процедуры оценки риска является идентификация опасностей (выявление и описание источников опасностей). На этапе идентификации факторов, способных вызвать аварии (разливы нефти) на объектах обустройства месторождений, можно выделить опасности от основных и вспомогательных технологических процессов. Опасности от основных технологических процессов можно подразделить на:

- неконтролируемые выбросы из скважин;

- утечки из технологических систем добычи и подготовки нефти к

транспортировке;

- утечки нефтепродуктов из технологических систем энергетической

установки ЦТП;

- утечки нефти из транспортных систем.

Опасности от вспомогательных технологических процессов включают:

- падение вертолётов при транспортировке персонала;

- аварии судов обеспечения и посторонних судов.

В качестве критериев при оценке показателей риска могут служить

рекомендации по категориям частоты и степени тяжести аварий

В рамках стратегии устойчивого развития на сегодняшний день очень

актуальной является проблема загрязнения морских акваторий нефтяными

разливами. В связи с тем, что в последние годы активизируется добыча нефти на шельфах, а следовательно, и ее транспортировка морскими путями посредством трубопроводов и танкеров, вопросы защиты морских экосистем от нефтяных загрязнений приобретают все большую значимость.

Загрязнение морской акватории нефтяными разливами приводит к

ухудшению состояния окружающей среды, которое проявляется либо в снижении качества природных ресурсов морской экосистемы, либо в уменьшении их количества, либо в том и другом одновременно. В составе экосистемы морской акватории и побережья можно выделить следующие виды природных ресурсов: территориальный ресурс акватории, водные ресурсы, биологические ресурсы, рекреационные ресурсы, минерально-сырьевые и топливно-энергетические ресурсы дна . Проанализируем каждый из выделенных видов природных ресурсов, имеющих различное функциональное значение и разную степень чувствительности к нефтяному загрязнению.

Опыт освоение нефтегазовых ресурсов континентального шельфа показывает, что несмотря на значительные капитальные вложения, добыча углеводородного сырья даёт значительную экономическую выгоду. Прибыль от продажи нефти и газа, добытых на шельфе, превышает расходы в 4-5 раз. Затраты на поисково-разведочные работы в акваториях морей составляет 10-20 % общих затрат на освоение месторождений.

Суммарные капитальные вложения в разработку месторождений зависят от природно-климатических условий, глубины моря, отдаленности месторождений от береговых портовых баз производственного обеспечения, извлекаемых запасов углеводородов, дебитов скважин, а также от достижений научно-технического прогресса в области индустриально-крупноблочного строительства и обустройства морских промыслов, автоматизации процессов бурения, подготовки и транспорта нефти и газа в морских условиях.

Так, в США например, капитальные вложения в разработку нефтяных и газовых месторождений изменяются от 30 млн. до 2 млрд. дол. в зависимости от запасов соответственно при 2 и 300 млн. т.

Наиболее важным критерием эффективности капиталовложений при освоении месторождений нефти и газа являются удельные затраты на единицу добываемой продукции. На более крупных месторождениях удельные затраты на их разработку меньше, чем на месторождениях, находящихся в аналогичных условиях, с более низкими запасами:

Месторождение	мелкие	средние	крупные
Запасы: Нефти, млн. т Газа, млрд. м^3	2-5 2-5	5-50 5-50	>50 >50
Удельные затраты, в дол.: На 1 т добычи нефти На 1000 м^3 газа	180-340 150 -300	84-140 43- 84	60-115 20-30

При разработке морских месторождений значительная часть капитальных вложений затрачивается на сооружение и установку платформ, буровое и эксплуатационное оборудование, строительства подводных трубопроводов, установки подготовки нефти и газа. Поэтому на удельные затраты при освоении и разработке морских месторождений значительно влияет глубина. Например, при глубинах моря 120 м в Бразилии они составляет 100 дол. на 1 т добытой нефти, тогда как на оз. Маракайбо в Венесуэле при глубинах воды 5м – 6 дол. В Северном море при глубинах 80 и свыше 100 м удельные затраты измеряются в 48 и 60-80 дол. Однако в Персидском заливе из-за многодебитности скважин удельные затраты на разработку нефтяных месторождений при глубинах моря 90 м составляют 16 дол/т. В Мексиканском заливе при глубинах моря 50 м они оказались равными 20 дол.

Для освоения нефтегазовых ресурсов на больших глубинах наиболее перспективным является создание и широкое внедрение подводных систем при эксплуатации морских месторождений. Этой проблемой занимаются специалисты ведущих научно-исследовательских и проектных институтов индустриально развитых стран.

В Северном море и Персидском заливе подводное обустройство осуществляется с 1971 г. при глубинах моря 70-75 м, вначале на месторождений Экофиск, а затем на месторождении Арджилл.

Анализ эффективности разработки морских месторождений за рубежом показал, что чистый доход, получаемый за весь период разработки средних месторождений, составляет более 1 млрд. дол. Экономический эффект от разработки морских месторождений в США и Мексике составил до 10 дол. на каждый затраченный доллар.

Эксплуатация морских месторождений считается рентабельной при следующих минимальных извлекаемых запасах нефти и газа:

Территория	Мексиканский Залив	Залив Кука	Море Бофорта
Запасы: Нефть, млн. т Газ, млрд. м^3	2.3 6.2	7.9 15.9	18.5 45.3

Срок окупаемости капитальных вложений в подготовку и освоение крупных месторождений нефти и газа составляет на суше до одного года, а в арктических условиях он увеличивается до 10-20 лет.

Таким образом, при разработке шельфовых месторождений возникает актуальный вопрос об обеспечений экологической безопасности морской экосистемы. В связи с этим надо рассматривать о вопросе более безопасной для экологии разработки месторождении.

Литература

1 Р.И Вяхирев, Б.А. Никитин, Д.А. Мирзоев «Обустройство и освоение морских нефтегазовых месторождений». – М.: Академия горных наук, 1999.

2 У.С. Карабалин, М.М. Ермекова «Эксплуатация морских нефтегазовых месторождений». – А.: Эверо, 2004.

3 А.Б. Сулейманов, Р.П. Кулиев, Э.И. Саркисов, У.А. Карапетов «Эксплуатация морских нефтегазовых месторождений». – М.: Недра, 1986.

4 Т.К. Ахмеджанов и др. «Освоение шельфовых месторождении». – А.:2008.

5 Мирзоев Д.А. «Нефтегазопромысловые ледостойкие сооружения мелководного шельфа» М.: ВНИИОЭНГ, 1992.

6 Г.В. Симаков, К.Н. Шхинек, В.А. Смелов и др. «Морские гидротехнические сооружения на континентальном шельфе» Л.: Судостроение, 1983.

7 Бреббиа К., Уокер С. «Динамика морских сооружений.» Пер. с англ. Ю.В. Долгополова. Л.: Судостроение, 1983.

8 Носков Б.Д. «Соружение континентального шельфа». – М.: АСВ, 2004.

9 Хулбекдал Й. «Основы разработки шельфовых нефтегазовых месторождений и строительство морских сооружений в Арктике. – М., «Нефть и газ».- 2000.