Бурение на шельфе — это механический процесс, при котором скважина бурится под морским дном. Обычно это делается с целью разведки и последующей добычи нефти , которая залегает в скальных образованиях под морским дном. Чаще всего этот термин используется для описания буровых работ на континентальном шельфе , хотя этот термин может также применяться к бурению в озерах , прибрежных водах и внутренних морях .
Бурение на шельфе представляет собой экологические проблемы, как на шельфе, так и на суше, из-за добываемых углеводородов и материалов, используемых во время бурения. Противоречия включают продолжающиеся дебаты по бурению на шельфе в США . [1]
Существует множество различных типов установок, с которых проводятся буровые работы на шельфе. К ним относятся буровые установки, устанавливаемые на дне ( самоподъемные баржи и болотные баржи ), комбинированные буровые и производственные установки, как на донном основании, так и на плавучих платформах, а также глубоководные мобильные буровые установки (MODU), включая полупогружные установки или буровые суда . Они способны работать на глубине до 3000 метров (9800 футов). На мелководье мобильные установки крепятся к морскому дну; однако на глубине более 1500 метров (4900 футов) полупогружные установки и буровые суда удерживаются в требуемом месте бурения с помощью динамического позиционирования .
Около 1891 года первые подводные нефтяные скважины были пробурены с платформ, построенных на сваях в пресных водах Большого озера Сент-Мэрис в Огайо . Скважины разрабатывались небольшими местными компаниями, такими как Bryson, Riley Oil, German-American и Banker's Oil. [2]
Около 1896 года были пробурены первые подводные нефтяные скважины в соленой воде в части месторождения Саммерленд, простирающейся под каналом Санта-Барбара в Калифорнии . Скважины были пробурены с опор, простирающихся от земли в канал. [3] [4]
Другие известные ранние подводные буровые работы проводились на канадской стороне озера Эри в 1900-х годах и на озере Каддо в Луизиане в 1910-х годах. Вскоре после этого скважины были пробурены в приливных зонах вдоль побережья Техаса и залива Луизианы . Нефтяное месторождение Гус-Крик около Бейтауна, штат Техас, является одним из таких примеров. В 1920-х годах буровые работы проводились с бетонных платформ в озере Маракайбо в Венесуэле . [5]
Одной из старейших подводных скважин является скважина Биби-Эйбат , которая была введена в эксплуатацию в 1923 году в Азербайджане . [6] [ dubious – discussion ] Скважина была расположена на искусственном острове в мелководной части Каспийского моря . В начале 1930-х годов компания Texas Company разработала первые мобильные стальные баржи для бурения в солоноватых прибрежных районах Мексиканского залива .
В 1937 году компания Pure Oil и ее партнер Superior Oil использовали стационарную платформу для разработки месторождения в 1 миле (1,6 км) от побережья округа Калкасье, штат Луизиана, на глубине 14 футов (4,3 м).
В 1938 году компания Humble Oil построила деревянную эстакаду длиной в милю с железнодорожными путями, уходящими в море, на пляже Макфадден в Мексиканском заливе, разместив на ее конце буровую вышку, которая позже была разрушена ураганом. [7]
.jpg/1280px-HD.11B.173_(13388371804).jpg)
В 1945 году обеспокоенность по поводу американского контроля над своими шельфовыми нефтяными запасами заставила президента Гарри Трумэна издать указ об одностороннем расширении территории Америки до границы ее континентального шельфа, что фактически положило конец режиму « свободы морей » в 3 мили . [8]
В 1946 году компания Magnolia провела бурение на участке в 18 милях (29 км) от побережья, установив платформу на глубине 18 футов (5,5 м) у побережья Сент-Мэри, штат Луизиана . [9]
В начале 1947 года Superior Oil возвела буровую и добывающую платформу на глубине 20 футов (6,1 м) в 18 милях (29 км) от округа Вермилион, штат Луизиана. Но именно Kerr-Magee , как оператор для партнеров Phillips Petroleum и Stanolind Oil & Gas , завершила свою историческую скважину Ship Shoal Block 32 в октябре 1947 года, за несколько месяцев до того, как Superior фактически пробурила скважину со своей платформы Vermilion дальше от берега. В любом случае, это сделало скважину Kerr-McGee первой нефтяной скважиной, пробуренной вне видимости суши. [10]
Когда морское бурение переместилось на большую глубину до 30 метров (98 футов), были построены стационарные буровые платформы, пока не возникла необходимость в буровом оборудовании для глубин от 100 футов (30 м) до 120 метров (390 футов) в Мексиканском заливе, первые самоподъемные буровые установки начали появляться у специализированных подрядчиков по морскому бурению. [11]
.jpg/1280px-HD.11B.159_(12366079125).jpg)
Первая полупогружная установка появилась в результате неожиданного наблюдения в 1961 году. [12] Компания Blue Water Drilling Company владела и эксплуатировала четырехколонную погружную установку Blue Water Rig No.1 в Мексиканском заливе для компании Shell Oil Company . Поскольку понтоны не были достаточно плавучими, чтобы выдержать вес установки и ее расходных материалов, ее буксировали между локациями с осадкой посередине между верхней частью понтонов и нижней частью палубы.
Было замечено, что движения при такой осадке были очень небольшими, и Blue Water Drilling и Shell совместно решили попробовать эксплуатировать установку в плавучем режиме. Концепция закрепленной, устойчивой плавучей глубоководной платформы была разработана и испытана еще в 1920-х годах Эдвардом Робертом Армстронгом для целей эксплуатации самолетов с изобретением, известным как «сидром». Первый специально построенный полупогружной буровой аппарат Ocean Driller был спущен на воду в 1963 году компанией ODECO . С тех пор многие полупогружные аппараты были специально спроектированы для мобильного морского флота буровой отрасли.
Первым морским буровым судном было CUSS 1, разработанное для проекта Mohole по бурению в земной коре. [13]
По состоянию на июнь 2010 года в мировом флоте морских буровых установок насчитывалось более 620 мобильных морских буровых установок (самоподъемные платформы, полупогружные платформы, буровые суда, баржи и т. д.), доступных для обслуживания. [14]
Одним из самых глубоких хабов в мире в настоящее время является Perdido в Мексиканском заливе, плавающий на глубине 2438 метров (7999 футов). Он управляется Royal Dutch Shell и был построен за 3 миллиарда долларов. [15] Самая глубокая эксплуатационная платформа — Petrobras America Cascade FPSO на месторождении Walker Ridge 249 на глубине 2600 метров (8500 футов). [16]
Морское бурение обычно осуществляется с платформ, известных как мобильные морские буровые установки (МБУ), которые могут быть одного из нескольких форматов в зависимости от глубины воды:
Известные морские месторождения включают в себя:
Добыча нефти и газа на шельфе сложнее, чем наземные установки из-за удаленности и более суровых условий. Большая часть инноваций в секторе морской добычи нефти касается преодоления этих проблем, включая необходимость предоставления очень больших производственных мощностей. Производственные и буровые мощности могут быть очень большими и требовать больших инвестиций, как, например, платформа Troll A, стоящая на глубине 300 метров (980 футов). [20]
Другой тип морской платформы может плавать с системой швартовки для удержания ее на месте. Хотя плавучая система может быть дешевле в более глубоких водах, чем стационарная платформа, динамическая природа платформ создает множество проблем для буровых и производственных объектов.
Океан может добавить несколько тысяч метров или более к столбу жидкости. Добавление увеличивает эквивалентную циркуляционную плотность и забойное давление в буровых скважинах, а также энергию, необходимую для подъема добываемых жидкостей для разделения на платформе.
Сегодняшняя тенденция заключается в том, чтобы проводить больше операций по добыче под водой , отделяя воду от нефти и закачивая ее обратно, а не закачивая ее на платформу или направляя на берег, без видимых установок над морем. Подводные установки помогают разрабатывать ресурсы в более глубоких водах — местах, которые раньше были недоступны — и преодолевать проблемы, связанные с морским льдом, например, в Баренцевом море . Одной из таких проблем в мелководных условиях является пропахивание морского дна дрейфующими ледяными образованиями (средства защиты морских установок от воздействия льда включают захоронение в морском дне).
Морские обслуживаемые объекты также представляют собой проблемы логистики и кадровых ресурсов. Морская нефтяная платформа сама по себе является небольшим сообществом с кафетерием, спальными помещениями, управлением и другими вспомогательными функциями. В Северном море сотрудники перевозятся на вертолете на двухнедельную смену. Обычно они получают более высокую зарплату, чем работники на суше. Поставки и отходы перевозятся на судах, и поставки необходимо тщательно планировать, поскольку место для хранения на платформе ограничено. Сегодня много усилий направляется на перемещение как можно большего количества персонала на берег, где руководство и технические специалисты поддерживают связь с платформой с помощью видеоконференций. Работа на берегу также более привлекательна для стареющей рабочей силы в нефтяной промышленности , по крайней мере, в западном мире. Эти усилия, среди прочего, содержатся в устоявшемся термине интегрированные операции . Более широкое использование подводных объектов помогает достичь цели сохранения большего количества работников на берегу. Подводные объекты также легче расширять, с новыми сепараторами или различными модулями для разных типов нефти, и они не ограничены фиксированной площадью пола надводной установки.
Добыча нефти на шельфе сопряжена с экологическими рисками, в частности, с разливами нефти из нефтяных танкеров или трубопроводов, транспортирующих нефть с платформы на береговые объекты, а также с утечками и авариями на платформе (например, разлив нефти Deepwater Horizon и разлив нефти Ixtoc I ). [21] Также образуется пластовая вода , которая выносится на поверхность вместе с нефтью и газом; она обычно сильно соленая и может включать растворенные или неразделенные углеводороды.
