Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







Особенности разработки морских нефтяных и газовых месторождений





 

Около 30 лет назад добыча нефти и газа во многих регионах мира начала перемещаться в сторону океана, охватывая все новые и новые морские акватории. Стационарные нефтяные платформы и вышки на шельфе ряда стран стали исчисляться десятками и сотнями. Сейчас их насчитывается около 7 тыс. в шельфовой зоне более 50 стран, а число скважин с глубиной проникновения в земную кору до 4–5 км перевалило за 100 тыс. Так началось становление морской нефтегазовой индустрии, которая быстро превратилась в одну из ведущих отраслей мировой экономики и энергетики и обеспечивает сейчас около 40 % общей добычи нефтегазовых углеводородов.

Добыча нефти и газа ведется в акваториях 35 стран, с акваторией Мирового океана связаны основные перспективы дальнейшего развития добычи.

К настоящему времени в мире известно более 1 000 достаточно крупных морских месторождений нефти и газа.

Впервые добыча морской нефти началась в России 200 лет назад, когда в 20‑30 м от берега в Бакинской бухте для её добычи использовались специально вырытые колодцы. В 20-х гг. XX в. также впервые в мире промышленная морская добыча нефти в России велась в Биби-Эйбатской бухте Каспийского моря с использованием намывных оснований.

По оценкам ученых и специалистов, площадь распространения нефтеперспективных отложений составляет свыше 15 млн км2. Наиболее перспективной является мелководная часть акватории Мирового океана – континентальный шельф, наиболее доступный для освоения углеводородных ресурсов. Если раньше нефтегазоносность континентального шельфа рассматривалась в пределах изобаты моря 200 м, то в настоящее время нефть фактически добывается из отложений континентального склона и его подножия при глубине 1 000 м.

Рекордной глубиной эксплуатируемого нефтяного месторождения стала глубина моря 1 853 м (месторождение Roncador, Бразилия). Правда, здесь произошла авария (взрыв и пожар), в результате которой эксплуатационная платформа Petrobras Р–36 20 марта 2001 г. затонула на глубине 1 372 м. Однако исследования и инженерные работы по-прежнему интенсивно ведутся в разных странах на глубинах более 2 000 м.

Известно, что основная часть мировых морских запасов углеводородов сосредоточена на Ближнем и Среднем Востоке в гигантских месторождениях Персидского залива (66 % нефти и 64,7 % газа). На втором месте – Латинская Америка, где запасы содержатся в акваториальных месторождениях Бразилии, Мексики и Венесуэлы. Далее следуют Африка (преимущественно Гвинейский залив), Южная и Юго-Восточная Азия и Западная Европа (Северное и Норвежское моря).

География морской добычи несколько иная. По нефти на первое место вышел западноевропейский регион (26 %), на второе – Латинская Америка (21 %), на третье – Ближний и Средний Восток (19 %). Значительно выросла доля Африки – за счет стран Гвинейского залива (13 %), а также Южной и Юго-Восточной Азии (9 %). Северная Америка (США) дает лишь 7,5 % мировой добычи морской нефти.

Морские месторождения характеризуются лучшей насыщенностью продуктом, чем месторождения континентов: средние запасы нефти в морских месторождениях в два раза превышают средние запасы месторождений континентов. Морские месторождения высокодебитные (в среднем 500 т/сут), что делает их разработку рентабельной даже при существующих высоких затратах на освоение. На одну морскую скважину прирост запасов выше, чем на суше, по нефти в 25 раз, по газу – в 17 раз. Все это заставляет детально проанализировать закономерности размещения морских месторождений углеводородов в целях выявления новых подходов к проблеме образования нефти и газа и прогнозирования нефтегазоносности недр.

Бурение скважин на море значительно труднее и дороже, чем на суше. Обусловлено это наличием водного пространства над придонным устьем скважины и необходимостью применять специальные плавучие или стационарные морские основания для размещения на них бурового оборудования и выполнения с них комплекса работ, связанных с проводкой скважин в сложных гидрологических и метеорологических условиях. Континентальный шельф,или материковая отмель, в геологическом отношении и топографическом отношении представляет собой продолжение суши в сторону моря. Это зона вокруг континента от уровня малой воды до глубины, на которой резко меняется уклон дна. То место, где это происходит называется кромкой континентального шельфа. Обычно кромку условно распологают на глубине 200м , но известны случаи, когда резкое увеличение уклона происходит на глубине более 400м или менее 130м . В тех случаях, когда зона ниже уровня малой воды крайне нерегулярна и в ней встречаются глубины, намного превыщающие типичные для континентального шельфа, применяют термин «бордерленд».

Как показывает опыт освоения нефтегазовых ресурсов шельфов морей и океанов, несмотря на большие капитальные вложения добыча углеводородного сырья из морских месторождений дает значительную выгоду. Прибыли от продажи нефти и газа, добытых на шельфе, прекрывают расходы в 4 раза. Затраты на поисково-разведочные работы в акваториях составляют от 10до 20 % от общих щатрат на освоение морских месторождений.

Общие капитальные вложения в разработку морских месторождений нефти и газа зависят от климатических условий, глубины и отдаленности месторождение от береговых баз обслуживания, от извлекаемых запасов месторождения, дебитов скважин, и наконец от научно-технического прогресса в области автоматизации всего процесса бурения, обустройства морских промыслов, добычи, промыслового сбора, подготовки и транспортировки нефти и газа в морских условиях.

К особенностям освоения морских нефтегазовых месторождений можно отнести следующие:

— создание, с учетом суровых морских гидрометереологических условий6 специальных гидротехнических сооружений новых плавучих технических средств (плавувучих крановомонтажных судов, судов обслуживания, трубоукладочных барж и других специальных судов) для геофизических , геологопоисковых работ и строительства нефтепромысловых объектов на море и их обслуживания в процессе обустройства, бурения , эксплуатации и ремонта скважин, а также при сборе и транспорте их продукции;

— бурение наклонного-направленного куста скважин с индивидуальных стационарных платформ, с приэстакадных площадок, на исскуственно создаваемых островках, с самоподьемных и полупогружных плавучих установок и других сооружений как над водой, так и под водой.

— выбор при проектировании наиболее рациональной для данного месторождения или залежи сетки скважин, которая должна иметь такую плотность, чтобы не требовалосьее уплотнения, так как оно в морских условиях связано с чрезвычайно большгими трудностями из-за уже существующей системы обустройства месторождения и сети подводных коммуникаций, когда размещение новых гидротехнических сооружения для бурения дополнительных скважин может оказаться невозможным.

— выбор рациональных конструкций и числа стационарных платформ, приэстакадных площадок, плавучих эксплуатационных палуб и других сооружений для размещения на них оптимального числа скважин ( в зависимости от залегания пластов, сроков проводки скважин, растояние между их устьями , их дебитов, ожидаемых при имеющихся устьевых давлениях, и т.д.).

— соответствие долговечности и надежности гидротехнических и других сооружений срокам разработки нефтяных и газовых месторождений т.е. периоду максимального извлечения нефти из залежи и всего месторождения в целом.

— Форсирование строительства скважин созданием надежной техники и прогрессивной технологии для бурения наклонно-направленных прицельных скважин с необходимым отклонением от вертикали и обеспечением автономности работы буровых бригад ( чтобы их работа не зависела от гидрометеорологических условий моря) в стесненных условиях платформ, приэстакадных и других площадок, что позволяет за короткий срок завершить разбуривание всех запроектированных скважин и только после этого приступить к их освоению, исключая необходимость в одновременном бурении и эксплуатации скважин.

Факторы, осложняющие разработку морских месторождений

Существует множество различных факторов, так или иначе осложня­ющих разработку залежей природных углеводородов и снижающих ее эффективность. Последнее в гораздо большей степени относится к нефтяным, нежели к газовым и газоконденсатным месторождениям. Наиболее важными из таких факторов являются:

o неоднородность фильтрационно-емкостных свойств залежи по простиранию и вкрест простиранию;

o неблагоприятное соотношение подвижностей фильтрующихся в пласте фаз;

o гравитационное разделение фаз, приводящее к преимуществен­ной фильтрации газа по верхней части пласта, и воды по его нижней части;

o образование водяных и газовых конусов.

Все эти факторы, проявляющиеся отдельно или вместе, приводят к низкому макроскопическому (т.е. проявляющемуся в пределах всей залежи) охвату пластов воздействием и, как следствие, к низкой нефтеотдаче. Другим фактором, влияющим на нефтеотдачу, являет­ся эффективность вытеснения нефти водой. Этот фактор часто на­зывают микроскопическим коэффициентом охвата.

Образование целиков нефти (т.е. зон, из которых нефть практи­чески не вытесняется) часто связано с процессом вытеснения не­фти водой или газом из неоднородных по проницаемости пластов. Этот эффект существенно возрастает в случае вытеснения высоко­вязких нефтей, при котором неблагоприятное соотношение под­вижностей вытесняющей (вода, газ) и вытесняемой (нефть) фаз становится более очевидным. Неоднородность пласта по проницае­мости при этом приводит к образованию так называемых языков обводнения, которые, обходя участки пласта с низкой проницае­мостью, оставляют за собой зоны с нефтенасыщенностью, суще­ственно выше остаточной, и потому называемые целиками.

 

Морская стационарная платформа— уникальное гидротехни­ческое сооружение, предназначенное для установки на ней бурового, нефтепромыслового и вспомогательного оборудования, обеспечивающего бурение скважин, добычу нефти и газа, их подготовку, а также оборудования и систем для производства других работ, связанных с разработкой морских нефтяных и газовых месторождений (оборудование для закачки воды в пласт, капитального ремонта скважин, средства автоматизации морского промысла, оборудование и средства автоматизации по транспорту нефти, средства связи с береговыми объектами и т. п.).

При разработке морских месторождений в основном два главных фактора определяют направление работ в области проектирования и строительства гидротехнических объектов в море. Такими факторами являются ограничения, накладываемые условиями окружающей среды, и высокая стоимость морских операций. Эти факторы в основном обусловливают все решения в проектировании и конструировании МСП, выборе оборудова­ния, способов строительства и организации работ в данной акватории моря. Таким образом, МСП являются индивидуаль­ными конструкциями, предназначенными для конкретного района работ.

В последние годы, в связи с широким разворотом работ по освоению морских нефтяных месторождений в различных райо­нах Мирового океана, предложен и осуществлен ряд новых типов и конструкций МСП. Эти типы и конструкции МСП различают по следующим признакам: способу опирания и крепления к мор­скому дну; типу конструкции; по материалу и другим приз­накам.

Рис. 19-Классификация глубоководных МСП

По способу опирания и крепления к морскому дну МСП бывают свайные, гравитационные, свайно-гравитационные, ма­ятниковые и натяжные, а также плавающего типа, по типу конструкции сквозные, сплошные и комбинированные, по ма­териалу конструкции — металлические, железо-бетонные и комби­нированные. Сквозные конструкции выполняются решетчатыми. Элементы решетки занимают относительно небольшую площадь по сравнению с площадью граней пространственной фермы. Сплошные конструкции (например, бетонные) непроницаемы по всей площади внешнего контура сооружения.

На рис. 19 приведена классификация глубоководных МСП.

На первом уровне классификациипроведено деление МСП на жесткие и упругие. По мнению авторов, такое деление явля­ется объективным, так как оно отражает конструкцию платфор­мы (размеры, конфигурацию) и указывает период собственных колебаний, который у жестких составляет 4—6 с и упругих превышает 20 с, а в отдельных случаях достигает 138 с

На втором уровне классификации жесткие конструкции классифицированы по способу обеспечения их устойчивости под воздействием внешних нагрузок на гравитационные, свайные и гравитационно-свайные. В первом случае сооружение не сдви­гается относительно морского дна благодаря собственной массе и во втором — оно не смещается из-за крепления его сваями. Гравитационно-свайные сооружения не сдвигаются благодаря собственной массе и системе свай.

Третий уровень классификации жестких МСП характеризует материал конструкции: бетон, сталь или бетонсталь.

Упругие конструкции на втором уровне по способу крепле­ния разделены на башни с оттяжками, плавучие башни и гибкие башни. (рис.20).

Башни с оттяжками сохраняют свою устойчивость системой оттяжек, понтонов плавучести и противовесов. Плавучие башни подобны качающемуся маятнику, они возвращаются в состоя­ние равновесия с помощью понтонов плавучести, расположенных в верхней части конструкции. Гибкие башни отклоняются от вертикали под действием волн, но при этом они, подобно сжатой пружине, стремятся возвратиться в состояние равновесия.

На последнем уровне классификации имеется 10 групп кон­струкций, каждая из которых обозначается начальными буквами слов английского языка, например RGS — риджит гревити стил (жесткая гравитационная стальная), RGC (жесткая гравитаци­онная бетонная) и т. д.

Из рассмотренных в работе 40 конструкций глубоковод­ных МСП (глубина моря более 300 м) 76% составляют жесткие, в том числе 45% стальные ферменные со свайным креплением, 26% гравитационные и 5% гравитационно-свайные.

Рис.20. Схемы МСП, применяемые на Каспийском море: а — четырехблочная МСП; 1 — опорный блок; 2 -верхнее строение; 3 — подвышенные конструкции; 4 — буровая вышка; 5 — причально-посадочное уст­ройство; 6 — водоотделяющая колонна (обсадная); 7 — свайный фундамент; б" — двухблочная МСП; 1— опорный блок; 2 — верхнее строение; 3 — при­чально-посадочное устройство; 4 — буровая вышка; 5 — водоотделяющая колонна; 6 — свайный фунда­мент; в — моноблочная МСП; 1 — опорный блок; 2 — верхнее строение, модули;3 — буровая вышка; 4 — водоотделяющая колонна; 5 — свайный фунда­мент; 6 — причально-посадочное устройство

 

Среди упру­гих МСП 13% плавучие башни, 8% башни с оттяжками и 3% гибкие башни. Отмечено увеличение доли проектов стальных опор в зависимости от глубины моря. При глубинах моря 305— 365 м стальные опоры составляют 13%, а при глубинах от 365 до 520 м — 50%. Из выполненных проектов 79% — стальные опоры, 15% — бетонные и 6% — стальбетод.

Наибольшее число проектов 57% разработано для вод глу­биной 305—365 м. 30% —для глубин 365—460 м и 13% — на глубины больше 460 м.








Date: 2015-11-14; view: 660; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.012 sec.) - Пожаловаться на публикацию