Разведка и добыча в Арктике: оживляется интерес к этой сложной задаче
Марк Томас: ROGTEC Magazine
Громадные ресурсы углеводородов Арктики, распространенные как в береговых зонах, так и на шельфах северных морей, связаны с экстремальными условиями окружающей среды и суровым климатом. Запасы нефти на арктическом шельфе России, по оценкам, составляют эквивалент 100 миллиардов тонн нефти – это огромное количество; но настолько же велики и технические сложности, которые необходимо будет преодолеть, чтобы успешно и ответственно разрабатывать эти запасы.
Сложная задача эксплуатации арктических углеводородов потребует решения массы новых проблем, а некоторые из них, потребуют не только разработки абсолютно новых и высокоэффективных технологий, но и более совершенных способов минимизации воздействия на окружающую среду и всю эту хрупкую экосистему в целом.
Кроме этого, разведочные и добывающие компании должны максимально усовершенствовать системы производственной безопасности и улучшить существующие системы отраслевого обучения и профессиональной подготовки. В довершение, необходимо, чтобы отраслевые организации явно выполняли свои обещания по вовлечению местных жителей в поиски решений всех этих проблем в качестве активных участников.
Каковы же сложности, существующие уже сегодня в таких районах, как российский континентальный шельф, Баренцево, Чукотское и Карское моря? Само собой разумеется, что те же вопросы встают перед правительственными и отраслевыми организациями и в других районах, таких как море Бофорта, арктические острова Канады и ее северные провинции и восточное побережье Гренландии…
Условия Арктики предполагают естественные физические препятствия – обилие льда, экстремально низкие температуры, отдаленность и продолжительные периоды темноты.
Ледовая обстановка, безусловно, может значительно различаться как между различными районами, так и в пределах одного района, и зависит также от береговых условий, глубины моря и расстояния до берега. В зависимости от сезона, сам лед также будет отличаться – осенью он замерзает, зимой достигает своей максимальной толщины, весной тает, а летом вода вовсе очищается ото льда.
В те месяцы, когда формируется лед, ветер и морские течения могут значительно влиять на его перемещения и, таким образом, формируются гряды торосов, толщина которых значительно больше, нежели толщина прибрежного льда. Дополнительную сложность создает необходимость защиты хрупкого биологического разнообразия региона. Технологический прогресс станет ключом к сокращению, как площади физического воздействия, так и атмосферных и других выбросов и шумового загрязнения. Поэтому в смысле разведки и разработки месторождений, арктический регион невозможно рассматривать без дальнейшего развития инженерных решений, а такой прогресс невозможен без широкого отраслевого сотрудничества.
Проректор РГУ им. Губкина Анатолий Золотухин подчеркнул необходимость повышения информированности общественности о существующих сложностях и сказал о том, что “все должны понимать, что разработка Арктики – задача не из легких, и не может быть решена одной компанией-оператором, и даже одной отдельно взятой страной. Задача разработки целого региона – это задача глобального масштаба и ее решение можно найти только при сотрудничестве нескольких стран, и даже не только тех, которые расположены в приарктических районах”.
Сотрудничество означает передачу знаний от тех, кто имеет непосредственный опыт работы в этом регионе. Сергей Брезицкий, исполнительный вице-президент по нефтесервисам компании ТНК-BP, прокомментировал: “Это один из основных регионов с неразработанными запасами нефти. Некоторые компании и представители отрасли располагают необходимым опытом”. Он сделал акцент на компаниях BP и Shell, “которые владеют реальным и ценным опытом, поскольку они начинали разработку таких плеев уже десятки лет назад”.
По словам господина Брезицкого, такие месторождения как Прадхо-Бей в бассейне северного склона Аляски, могут быть источником такого опыта, знаний и технических решений. “Невозможно найти подход к разработке этого региона без усовершенствования технологий. Это также будет способствовать развитию смежных отраслей, связанных с разведкой и добычей запасов углеводородов и других энергоносителей в России” – сказал он.
Господин Берзицкий также привел несколько примеров инженерных решений, которые, по его мнению, жизненно необходимы для успешного освоения и разработки Арктики, как на море, так и на суше. “Для начала, нам необходима высококачественная сейсморазведка, чтобы оценить ресурсы. Во вторых, бурение и заканчивание, а также “интеллектуальные скважины”, поскольку, чем меньше количество скважин, тем лучше. И в заключение, производственные решения, подготовка нефти и система ее транспортировки, а также средства, необходимые для доставки продукта покупателю. Я также отметил бы правильное распределение инвестиций в подготовке и разработке ресурсов, а также смежные области, поскольку в будущем это будет определять более правильный и эффективный возврат инвестиций”.
Подчеркивая необходимость сотрудничества, г-н Золотухин из РГУ им. Губкина также отметил важность передачи технологий. “В настоящее время, Россия располагает ограниченным количеством испытанных и надежных технологий, которые можно уверенно использовать в условиях Арктики, особенно в море. Очень ограниченным количеством, т.е. одним процентом или даже меньше. Все разработанные на сегодняшний день решения были созданы не нами. Но нам не следует отвергать чужой опыт, его следует перенимать. Как можно это сделать? Только через сотрудничество, а не через соперничество. Конкуренция может привести только к тому, что проиграют все, а сотрудничество, напротив, приведет к общей победе, и в первую очередь для той из стран, которая располагает наибольшими ресурсами в Арктике. А это, между прочим, и есть Россия”.
Помимо трудностей, указанных выше господином Брезицким, специалисты по разведке и добыче в нефтегазовой отрасли в целом уже обозначили несколько других связанных с работой в Арктике сложных задач, решение которых потребует новых технологических разработок. Несмотря на прямой опыт разведки и производства в арктических районах, полученный за последние три десятилетия разными операторами во всем мире, в технологии по-прежнему существуют значительные пробелы, которые необходимо заполнить для того, чтобы обеспечить возможность оптимизированной разработки арктических углеводородов.
Резюмируем некоторые из этих сложных задач:
» Географическое положение – удаленность и темнота арктических районов создает сложности, прямо влияющие на безопасность человека. Сюда входят и проблемы со связью в отсутствие IT-инфраструктуры и зон покрытия спутников, скорость реагирования в чрезвычайных ситуациях, поставка материалов и условия работы. Логистика весьма затруднена, и надежность оборудования – такого как буровые установки – представляет основную озабоченность.
» Глубоководность – глубина моря представляет реальные сложности при обеспечении бесперебойного режима подачи потока на дальние расстояния, учитывая низкие температуры, электроснабжение и требования к давлению. В силу того, что применение конструкций на основе гравитации становится слишком дорогостоящим либо вовсе невозможным на глубинах более 150 метров, решения, используемые для транспортировки на берег сырья из более глубоководных скважин (как, например, на Штокмане), будут связаны с эксплуатацией протяженных соединительных магистралей, либо с применением плавуч производственных комплексов. Плавучие системы должны разрабатываться либо полностью ледостойкими и постоянно оставаться на месте добычи, либо иметь разборную конструкцию, чтобы при необходимости избегать наиболее сложные ледовые или айсберговые условия. До сегодняшнего дня, большинство арктических проектов строились на глубинах до 100 метров, например нефтяное месторождение Хайберния и газовые месторождения на острове Сейбл на северном шельфе Канады. Для производства же на глубине свыше 400 метров (как в случае с Штокманом), потребуются более серьезные по ледостойкости конструкции.
» Крупные месторождения – удаленность арктических районов не является препятствием для разработки крупных по площади месторождений. По мере того, как отрасль расширялась и затрагивала все более глубоководные районы, ранее уже возникали и продолжают возникать похожие сложности, связанные с удаленностью. Например, такие проекты как Гирассол или Бонга, расположенные на побережье Западной Африки, где было скоординировано строительство плавучего нефтекомплекса с заложением 40-60 глубоководных скважин, доказывают достижимость поставленной задачи. Однако такая координация требует наличия очень сложных систем контроля и планирования. Недоступность участка в условиях открытого моря предполагает наличие систем и компонентов, разработанных с высокой степенью надежности и не требующих сложного технического обслуживания. Кроме того, поскольку такие удаленные месторождения зачастую являются крупными многомиллиардными интегрированными проектами, всегда возникают технические и финансовые сложности, требующие решений, выходящих за рамки обычных схем в плане размерности скважин, объемов производства, сложности системы, расстояний транспортировки и так далее.
» Сверхдальние расстояния – поскольку в Арктике все еще не существует близко расположенных прибрежных нефтепромысловых объектов, для многих новых морских комплексов потребуется соединение с новой береговой инфраструктурой. Сверхдальние расстояния требуют создания эффективной сети электропередачи, оснащенной большим количеством компрессорных станций, без серьезных потерь мощности, что требует необычной конструкции силового кабеля. И снова, расположенный в 600 км от береговой линии Штокман показывает хороший пример того, какие сложности встают перед нефтегазовой отраслью сегодня.
» Транспортировка газа – если на проекте не будут использоваться перегон газа в жидкость либо плавучие установки СПГ, в этом случае газ и конденсат необходимо будет транспортировать на дальние расстояния, что может вызывать значительные сложности с пульсациями по мере накопления жидкости в нижних частях трубопровода. На стратегических участках трубопровода могут быть установлены подпорные насосные станции и станции сепарации жидкости и газа для ограничения пробок на приемном узле, после чего жидкость будет перекачиваться на берег через отдельный сборный трубопровод. Насосы для этих целей создают дополнительные требования по электропотреблению. Кроме того, электричество также потребуется для достижения необходимого уровня давления в системах нагнетения закачиваемых реагентов.
» Строительно-монтажные работы – поскольку арктический регион все еще остается передовым рубежом в нефтегазовой отрасли, существующий опыт строительно-монтажных работ все еще невелик. Строительство представляет трудность в связи с кратковременностью благоприятных погодных и ледовых условий. В зависимости от расположения проекта, строительство возможно зимой или летом. Вероятность успешного завершения строительства, логистика, оборудование, стоимость и график работ обычно оцениваются до выбора времени года для строительства. Зимой, ледяной покров стабилен и почти недвижим. Летом свободная ото льда вода допускает навигацию судов для закладки траншей и установки трубопровода. Дополнительные сложности создают ограничения траншеекопательного оборудования в аспекте допустимой глубины воды и глубины траншеи; штормы и бури также могут вызывать задержки и перерывы в транспортировке, что зачастую приводит к перерасходам средств.
» Обнаружение утечек и ремонт трубопровода – это критический аспект. Утечки нефтепровода необходимо обнаруживать быстро, учитывая затраты на охрану окружающей среды: общественное ммнение не потерпит ничего меньшего, чем стремление к полному отсутствию опасных выбросов. Поэтому требуется дальнейшее усовершенствование технологий высокочувствительного оборудования для обнаружения утечек, особенно в тех районах, где море сковано льдом большую часть года. Такие морские ледовые условия затрудняют ремонт трубопровода при утечках, а логистика такого ремонта еще больше усложняет ситуацию.
Приведенные выше факторы трудны, но, все же, разрешимы. Нефтегазовая отрасль и ранее сталкивалась со сложными задачами, которые успешно решались и будут решаться в будущем. Многое из этого будет достигнуто через постепенные усовершенствования существующих технологий, а также через осторожное внедрение новых методов, разработанных специально для решения трудностей, связанных с работой в Арктике.
Многое будет зависеть от передачи опыта работы в арктических условиях, полученного на проектах на Аляске, на Сахалине и на севере Каспийского моря, и приобретаемого сегодня при разработке первопроходческих глубоководных отдаленных проектов, таких как Ормен Ланге в Норвегии. Это также необходимо будет сделать общим стандартом, равно как и решения, особенно в области безопасности труда и охраны окружающей среды.
Shell – одна из компаний-операторов, вот уже некоторое время разрабатывающих и применяющих на практике технологии, предназначенные для преодоления физических сложностей на скованных льдами водах. Так, в области разведочного бурения, инженеры Shell способствовали разработке бурового судна, по словам компании, более легкого в управлении и более энергоэффективного, нежели традиционные. Плавучая буровая установка “Noble Bully” на 25% меньше и на 60% легче обычных судов и имеет усиленный корпус ледового класса. Она может бурить на глубину до 4000 метров, а также способна к навигации на мелководье. Помимо этого, компания владеет двумя судами, которые собирается использовать для долгосрочных контрактов во всем мире, включая глубоководные и арктические проекты.
Также Shell владеет и использует буровую баржу Kulluk, одну из немногих среди арктических судов, способных работать круглогодично в суровых ледовых условиях. Компания также переоснастила и модернизировала буровое судно Frontier Discoverer для работы в условиях Арктики.
Кроме этого, компания постоянно работает над решением проблемы уборки морского льда, который может создавать огромную нагрузку на нефтегазовые сооружения в море. “Конструкция платформ и другого производственного оборудования, используемого нами на Аляске, к примеру, разработана на основе знаний о ледовых условиях, накопленных за более чем 50 лет опыта в сочетании с результатами ведущих научных исследований и традиционными научными знаниями” – заявляет компания. “Эти конструкции также учитывают прогнозируемые изменения ледовой обстановки, такие как тип, движение, толщина и мощность. Одним из примеров может служить проект добычи нефти и СПГ Сахалин-II на Дальнем Востоке России, в котором Shell является партнером. Зимой температура может опускаться до минус 45 градусов по Цельсию. Производственные платформы на шельфе острова Сахалин установлены на гигантских бетонных сваях свыше 20 метров в ширину и 56 метров в высоту. Они сделаны широкими, чтобы устоять при землетрясениях и круглыми, чтобы лед скользил вокруг них.
“Там, где глубина моря меньше 30 метров, трубопровод уложен под морским дном для защиты от выпахивания ледяными торосами. Сам трубопровод укреплен дополнительным стальным покрытием. Наш опыт на проекте Сахалин-II научил нас многому об измерении ледовой нагрузки. Мы используем этот опыт для изучения нескольких новых моделей конструкции и методов работы, призванных сократить безопасную глубину заложения трубопровода, что позволит сократить издержки и уменьшить последствия траншейных работ”.
“Для обеспечения безопасного строительства трубопровода, также очень важно получить подробные данные о состоянии морского дна, такие как глубина канав от ледяных торосов. Сейчас Shell испытывает дистанционно управляемых роботов, которые помогут нам проводить такие подводные исследования, что позволит сократить негативное влияние на окружающую среду и вмешательство в жизнь морских млекопитающих”.
Воздействие на окружающую среду, разумеется, наиболее крупный – и наиболее публичный – аспект, который всегда должен быть в центре внимания отрасли. Это, прежде всего, означает наличие подробного планирования для предотвращения разлива нефти, и полную готовность справиться с любым разливом, если такой случится.
Общая отраслевая программа (ООП) по технологиям ликвидации аварийных разливов нефти уже организована при поддержке международной ассоциации производителей нефти и газа (АПНГ). В фокусе внимания ООП, изначально поддержанной восемью членами АПНГ – сложности, связанные с разведкой субарктических и арктических нефтяных месторождений, не имеющих аналогов в более умеренных широтах. По словам технического директора ООП Джона Кэмпбелла, “В частности, в центре внимания ООП – минимизация рисков разливов нефти в море среди льдов и проверка соответствия ресурсов для ликвидации таких аварий в условиях продолжительных периодов темноты и экстремального холода”.
В общем, цель программы – улучшить готовность и координацию участников отрасли в области ликвидации аварийных разливов нефти в Арктике, говорит г-н Кэмпбелл. В первые три года финансирования, ООП надеется привлечь свыше 20 миллионов долларов для организации исследований и мероприятий в смежных областях, таких как: использование дисперсантов на ломаном льду; последующее состояние дисперсной нефти подо льдом; моделирование движения нефтяного пятна во льду и в условиях низкой видимости; отслеживание нефти в и подо льдом; механическое извлечение нефти в условиях ледяного сала.
Возможно, в заключение следует привести слова господина Золотухина из РГУ им. Губкина об убеждении и уверении мировой общественности в том, что операторы способны разрабатывать углеводородные ресурсы Арктики безопасным и ответственным образом: “Это особенно важно сегодня. Но и вчера, и позавчера, и 10 лет назад для профессионалов нефтегазовой отрасли этот вопрос был актуален. Сегодня это стало еще приоритетнее, учитывая недавнюю катастрофу в Японии и текущие события на Среднем Востоке. Мы видим, что для устойчивого развития, мир нуждается в надежных ресурсах энергетического сырья. Сегодня Арктика – еще один все еще не открытый сундук с драгоценностями на долгосрочную перспективу”.
“В перспективе, мы должны думать не только об источниках энергии, но о том, как сохранить окружающую среду и всю нашу планету. Крупные компании говорят о минимизации влияния на экологию. Но все, что мы делаем, оказывает негативное влияние на окружающую среду. Поэтому нужно искать такие решения, которые позволят сократить негативное влияние до минимума и будут более эффективны с точки зрения чистой энергии. В долгосрочном периоде, необходимы инженерные решения, которые были бы эффективными в более широком смысле слова. То же касается и разведочных работ, их влияние на экологию также должно быть минимальным” – заключил он.
