Рынок углеводородов не только играет важнейшую роль в экономике, но и определяет основные принципы мировой политики. Зачастую именно энергоносители дают толчок к развитию целых регионов и направлений бизнеса. В нашем проекте «ТЭК 360» мы рассмотрим ключевые тренды отрасли, перспективы ее развития, влияние на другие сферы экономик.
Тема
месяца
Добыча в море

Поиск подводных месторождений: история, практика, технологии

Освоение шельфовых месторождений нефти и газа стало одним из самых значительных технологических прорывов ХХ века, который можно сравнить с космическими полетами. Впрочем, космос и шельф часто шли и идут вместе, рука об руку. И очень трудно сказать, где инженеры и ученые столкнулись с более сложными проблемами. Ведь даже разведка полезных ископаемых под толщей вод и донных грунтов уже была сопряжена с большими проблемами.

То, что нефть и газ могут залегать под дном морей, человек знал много веков назад. И на Ближнем Востоке, и на Каспии люди видели нефтепроявления и газовые пузыри на поверхности воды. Прибрежные месторождения просто «уходили» под водную толщу. Пионерами в освоении водных пространств стали нефтяники Каспия, у которых были достаточно благоприятные условия: отсутствие океанских ураганов, ледовых атак и небольшая глубина.

Хотя и тут это было сопряжено с новыми сложностями, которые приходилось решать. Например, сухопутных специалистов удивляла совершенно непривычная коррозия металла: соленая вода буквально «съедала» трубы и опорные конструкции. Пришлось обращаться к опыту кораблестроителей.

Но главное, нужно было искать нефтяные и газовые месторождения вдалеке от берега, в открытом море, то есть те, которые не выходили на сушу. Если на берегу можно было бурить скважины то тут, то там, пытаясь «оконтурить» месторождения, то в море это было уже крайне затратно и очень сложно. Требовалось создать буровые установки нового типа. Таковыми стали самоподъемные буровые платформы, по сути баржи с буровыми установками на борту, которые оснащались выдвигающимися вниз «ногами». Придя на точку бурения, платформа выпускала «ноги», которые упирались в морское дно, и поднималась над водой на высоту, превышающую высоту волн.

Но если решался вопрос, с какого основания бурить разведочную скважину, то нужно было решать и вопрос — а где бурить? Тут первая скрипка стала отводиться непрерывному сейсмическому профилированию. Морское научное судно идет по заданному курсу и тащит за собой источник мощных импульсов, а также длинную, в сотни метров, систему из кабелей и сейсмодатчиков. Все это напоминает эхолот, но система НСП пробивает поверхность морского дна и на ленте видно не только морское дно, но и все основные геологические границы на сотни и тысячи метров под морским дном. Одного профиля, конечно, недостаточно  их нужно много, но это все равно дешевле, чем бурить скважины наугад.

Огромной проблемой было определение координат. Точность определения местоположения в десятки и сотни метров никак не устраивала морских нефтяников и газовиков. Поэтому стали разрабатываться и модернизироваться специальные береговые навигационные системы, которые стали повышать точность определения местоположения судов до метров. Наконец-то равнина моря покрылась невидимой, но реальной координатной сеткой, и буровики могли точно знать, куда им приводить платформу. Ну а потом пришло время и спутниковой навигации.

К сожалению, далеко не всегда там, где лучше всего бурить, можно поставить буровую платформу, так как морское дно сложено очень слабыми грунтами и платформа, выдвигая свои «ноги», просто завалится на бок и утонет. А значит, нужны специальные инженерно-геологические изыскания. Очень скоро стало ясно, что на морском дне буровым платформам угрожают оползни, прорывы газа, грязевые вулканы, неравномерность прочностных свойств и многие другие сложности. Для того чтобы качественно изучить все эти опасности, потребовалось создать специализированные инженерно-геологические суда для ведения буровых и геофизических работ.

По мере продвижения вглубь моря самоподъемные установки уже не годились. На их место пришли так называемые полупогружные буровые платформы. Их принцип взят у куклы-неваляшки: платформа, придя на место бурения в надводном виде, начинает забирать в свои резервуары воду и погружается. В результате центр ее тяжести опускается далеко вниз и штормовые волны не могут ее сильно колебать. Такие платформы потребовали еще более точной навигации.

Геофизики постепенно отказались от бумажной записи и стали вводить данные в мощные суперкомпьютеры. А затем создали системы трехмерной сейсмики. Это повысило качество получаемых данных, ученые получили возможность буквально видеть всю нефтегазоносную структуру.

Инженеры-геологи тем временем также совершенствовали свою аппаратуру. Появлялись и новые инженерные задачи, например, прокладка трубопроводов в условиях возможных ледовых атак, смещений морского дна, его деформаций. Все это требовало работы по созданию новых систем прокладки трубопроводов, их защиты от агрессивной морской среды.

Буровики тоже требовали новых решений. С одной платформы, стоящей в море, бурятся десятки скважин, которые должны быть обсажены специальными трубами, чтобы изолировать их от морской среды и предотвратить попадание нефти и бурового раствора в окружающую среду. Вопросы экологии стали превалирующими, и любые проблемы стали рассматриваться именно в этом ключе.

Рубеж веков ознаменовался выходом морских нефтяников и газовиков на край шельфа и спуск по так называемому материковому склону. Глубины моря теперь уже превысили километровый рубеж, как, например, в Мексиканском заливе и у берегов Бразилии. С другой стороны, расширяется освоение сложных акваторий, таких как Арктика и Охотское море, для которых характерны экстремальные погодные условия и сейсмическая активность. Для работы в таких условиях нужна самая современная техника, самые лучшие материалы и первоклассные специалисты.