книги / Морская нефть. Развитие технологий освоения морских арктических месторождений нефти и газа

Введение

Общий рост потребности в углеводородном сырье и все возрастающая сте­ пень освоения запасов на континентах обусловили резкую активизацию поис­ ково-разведочных работ в акваториях Мирового океана.

Начальные суммарные ресурсы морской территории России по оценкам на 2004 г. составляли 133,5 млрд т условного топлива или около 100 млрд т извлекаемых ресурсов, распределенных в 16 крупных морских нефтегазонос­ ных провинциях и бассейнах. Наибольшая доля ресурсов, примерно 63 %, при­ ходится на моря Западной Арктики: Баренцево, Печорское, Карское. За ними в порядке убывания — Охотское, Восточно-Сибирское и Каспийское моря.

Освоение топливно-энергетического потенциала континентального шельфа России способно сыграть определенную стабилизирующую роль в динамике добычи нефти и газа, смягчая или нивелируя возможный спад, прогнозируемый рядом экспертов за счет истощения континентальных месторождений в период 2010-2020 гг. В соответствии с энергетической стратегией России на период до 2020 г. подготовка запасов и освоение нефтяных и газовых месторождений, прежде всего на шельфе арктических морей, одно из наиболее перспективных направлений развития сырьевой базы нефтегазовой промышленности России.

Освоение Баренцева моря началось практически одновременно Норвегией

иСССР в начале 70-х гг. XX в. Начав освоение Баренцева моря, они совершили подлинный прорыв в освоении арктических морей. Обеим странам, имеющим намерение вести разработку нефтегазовых месторождений для осуществле­ ния эффективной добычи имеющихся запасов, необходимо было использовать лучшие достижения мировой нефтяной промышленности в области техники

итехнологии и опыт, накопленный за время работы в арктических морях США

иКанады, а также Норвегии и Великобритании в Северном море. В 80-е гг. XX в. в связи с изменением экономических и политических условий в СССР

работы по освоению нефтегазовых месторождений в Баренцевом море зна­ чительно сократились и замедлились. Восстановление положения России как морской нефтедобывающей страны может быть обеспечено включением ее

вразработку и внедрение новых технологий морской нефтедобычи с учетом

специфики омывающих морей и океанов.

Опыт зарубежных стран по освоению морских месторождений в высо­ ких широтах может быть весьма полезен для России при освоении морских месторождений морей Северного Ледовитого океана. Рассмотрение и анализ разработки морских арктических месторождений США, Канады, Норвегии и последующее использование этого опыта в России является своевременным.

Значительный вклад в дело освоения морских арктических месторожде­ ний внесли Н. А. Айбулатов, А. А. Аксенов, В. Н. Астафьев, П. П. Бородавкин, Г. Г. Васильев, В. С. Вовк, А. И. Гриценко, Ю. А. Горяйнов, Е. В. Захаров,

А.С. Ионии, М. А. Камышев, К. Я. Капустин, А. Я. Мандель, М. Н. Мансуров,

Д.А. Мирзоев, Б. А. Никитин, Ю. А. Павлидис, И. Н. Чернов и др., а также со­ трудники фирм «Статойл», «Гидро», «Шелл», «Петро-Канада», «Эксон», «Мо­ бил», «Фурго-Инжиниринг», «Сохайо», «Хаски», «Доум Петролеум», «ЕссоКанада», «Амоко», «Коиоко Филипс», «Марафон», «Галф», «Шеврон», «Бри­ тиш Петролеум», «Браун энд Рут», «Лаемо Новая Шотландия Ltd.», «Эксон Мобил Канада», «Вестерн океаник», «Панарктик ойл», «Полар гас», «Морфи Ойл Ко.» и др.

Вработах перечисленных выше авторов и сотрудников фирм, в отечествен­ ных и зарубежных изданиях отражены отдельные этапы освоения морских месторождений арктических морей. Авторы, проведя исследования и анализ многочисленных публикаций более чем за 50 лет, попытались дать в этой книге общую картину становления и развития морской нефтедобычи в арктических морях.

Представленная читателям работа является продолжением выпущенных в 2005 г. книги «Морская нефть. Развитие технических средств и технологий», и в 2006 г. книги «Морская нефть. Трубопроводный транспорт и переработка продукции скважин».

Авторы выражают искреннюю благодарность аспирантке Н. Е. Дворяниновой за помощь в подготовке отдельных разделов книги.

Глава 1

МОРЯ АРКТИКИ - ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ ОСВОЕНИЯ

Какие бы прогнозы, в том числе наиболее пессимистичные, ни строились относительно перспектив нефтегазовой отрасли, очевидно, что на протяжении еще ряда десятилетий роль углеводородного сырья в развитии мировой эконо­ мики останется решающей.

Общий рост потребности в углеводородном сырье и все возрастающая сте­ пень освоения запасов на континентах обусловили резкую активизацию поис­ ково-разведочных работ в акваториях Мирового океана.

География морской нефтедобычи показывает, что западноевропейский ре­ гион вышел к началу XXI в. на первое место (26%). На втором — Латинская Америка (21 %), на третьем месте — Ближний и Средний Восток (19%). Се­ верная Америка (США) обеспечивала 7,5 % мировой добычи морской нефти.

В 2001 г. в эксплуатации находилось 1203 морских месторождения нефти, среди которых имелось значительное количество крупнейших и гигантских.

К началу 2002 г. на акваториях было добыто 27,5 млрд т нефти и 13,6 трлн м3 газа, что составило 25% и 20,4% их мировой добычи. Изученность шельфа России на начало XXI в. была неравномерна. Относительно хорошо изученны­ ми являются российские сектора Балтийского и Южных морей, шельф острова Сахалин, Печорское море. Наряду с этим значительные площади арктического шельфа, а именно северные районы Баренцева и Карского морей, моря Лап­ тевых, Восточно-Сибирского и Чукотского морей исследованы только редкой сетью сейсмических профилей, от Таймыра до границы с США, на арктичес­ ком шельфе России не пробурено ни одной скважины.

Начальные суммарные ресурсы морской территории России по оценкам на 2004 г. составляли 133,5 млрд т условного топлива или около 100 млрд т извлекаемых ресурсов, распределенных в 16 крупных морских нефтегазонос­ ных провинциях и бассейнах. Наибольшая доля ресурсов, примерно 63 %, при­ ходится на моря Западной Арктики: Баренцево, Печорское, Карское. За ними в порядке убывания — Охотское, Восточно-Сибирское и Каспийское моря.

Освоение топливно-энергетического потенциала континентального шель­ фа России способно сыграть определенную стабилизирующую роль в дина­ мике добычи нефти и газа, смягчая или нивелируя возможный спад, прогно­ зируемый рядом экспериментов за счет истощения континентальных место­ рождений в период 2010-2020 гг. Так, по мнению Е. А. Козловского, министра

геологии во времена СССР, России хватит нефти лет на 50, а газа — на 70-75. Его прогноз опирается на данные об известных месторождениях и запасах, но тем не менее он не сбрасывает со счетов тот факт, что геологические иссле­ дования плохо ли, хорошо ли, но продолжаются и обстановка может меняться в лучшую сторону. Главным недостатком Е. А. Козловский считает то, что добыча полезных ископаемых опережает прирост запасов, а должно быть на­ оборот. С 1990 г. в России не открыто ни одного серьезно значимого месторож­ дения ни по одному виду полезных ископаемых. Этот факт свидетельствует об упадке геологической службы. В годы СССР существовала система, в которой работало 50 научно-исследовательских организаций. Успешно работали терри­ ториальные геологические управления. При такой развитой системе об откры­ тии новых месторождений можно было заявлять через 8-10 лет кропотливой полевой и научной работы.

В соответствии с энергетической стратегией России на период до 2020 г. подготовка запасов и освоение нефтяных и газовых месторождений, прежде всего на шельфе арктических морей, одно из наиболее перспективных направ­ лений развития сырьевой базы нефтегазовой промышленности России.

Кроме России арктические моря омывают Норвегию, Данию, США и Кана­ ду, и споры по определению принадлежности акватории этих морей и соответ­ ственно участков дна, являющихся продолжением материковой плиты, ведутся много лет. В 2007 г. для доказательства того, что хребет Ломоносова, пересекаю­ щий Северный Ледовитый океан от России до Канады, является частью Сибир­ ской континентальной платформы более 100 ученых на теплоходе «Академик Федоров» в составе экспедиции «Арктика-2007» отправились на Северный полюс. Возглавил экспедицию А. Челингаров. Решение подобного вопроса на сегодняшний день, по нашему мнению, несколько преждевременно, поскольку рассматривать его надо не только с географической, но и с политической точки зрения, и (что самое главное) не поспешно, а тщательно и осторожно, с учетом интересов всех стран, чьи берега омывает Северный Ледовитый океан. Анало­ гичное мнение высказывает и Е. А. Козловский: «Я отдаю должное личному мужеству группы Челингарова, но это не имеет никакого отношения к оценке перспектив нефтегазоносности Северного Ледовитого океана, а озвученную цифру я оцениваю как неподтвержденное желание. Это не научная оценка, а на данный момент мечтательный прогноз. Геолог верит фактам, а они, как известно, вещь упрямая, и не надо раздражать общественное мнение заинтересованных го­ сударств, обостряя и так непростые отношения в северных территориях». И еще один фактор не в пользу быстрого решения этого вопроса— отсутствие у России опыта разработки северных морских месторождений. Для освоения морских мес­ торождений, особенно в арктических морях с тяжелыми гидрометеоусловиями

и отдаленностью от обжитых мест, помимо создания организационно-правовых условий, требуются огромные инвестиции, измеряемые в конечном итоге десят­ ками миллиардов долларов, на которые большинство российских нефтегазовых компаний не готовы.

1.1.Характеристика бассейнов, суббассейнов

иморей Северного Ледовитого океана

Северный Ледовитый океан — часть Мирового океана, расположенная вокруг Северного полюса между материками Евразия, Северная Америка

иостровом Гренландия. Граница с Атлантическим океаном проходит от полу­ острова Лабрадор (Северная Америка) по восточному краю Гудзонского про­ лива к Баффиновой Земле, от нее по 70° северной широты через пролив Девиса к Гренландии, затем через Датский пролив к Исландии и далее через Фарер­ ские, Шотландские острова и по параллели 61° северной широты к Норвегии. С Тихим океаном граничит в узком (85 км) и мелководном (40-45 м) Беринго­ вом проливе Северный Ледовитый океан, наименьший из океанов на Земле. По площади он в 5 раз меньше Атлантического, и в 10 раз меньше Тихого океана. Северный Ледовитый океан подразделяется натри бассейна: Северо-Европей­ ский (Гренландское, Норвежское, Баренцево и Белое моря), Арктический (ак­ ватория Центральной Арктики, Карское, Восточно-Сибирское, Чукотское моря

иморя Лаптевых, Бофорта и Линкольна) и бассейн Канадского Арктического архипелага, включающий моря, проливы и заливы между Северной Америкой, Гренландией и островами этого архипелага (рис. 1.1).

Арктический бассейн подразделяют на два суббассейна: Евразийский

иАмеразийский. Граница между ними проходит от Новосибирских островов через Северный полюс к острову Элсмир. Берега Северного Ледовитого океана на западе расчлененно-фиордовые и дельтовидные, на востоке выровненные, дельтовидные и лагунные. Имеется много островов. Все они расположены на материковой отмели преимущественно группами (Канадский Арктический ар­ хипелаг, Шпицберген, Земля Франца-Иосифа, Новая Земля, Северная Земля, Новосибирские острова). Острова вместе с изрезанной береговой линией об­ разуют моря, заливы и проливы.

ВСеверном Ледовитом океане материковая отмель (шельф) составляет почти половину его площади. Отмель наиболее развита у евразийского берега, где ее ширина составляет от 500 до 1700 км. Севернее Аляски, Канадского Арктического архипелага и Гренландии ширина шельфа всего 100-200 км. Ма­ териковый склон занимает около 16% площади океана. Наклон его в среднем равен 2-4°, но в районе моря Лаптевых достигает 15-20°. Котловины с глуби­ нами 3 км занимают 18 %. Наибольшая измеренная глубина — 5449 м к северу

от Шпицбергена. Дно в Центральной Арктике до недавнего времени изобра­ жалось в виде одной ровной котловины с глубинами более 4 км, отделенной от Гренландской котловины подводным порогом Нансена, идущим поперек пролива Фрама от Шпицбергена к Гренландии.

Рисунок 1.1 — Границы Северного Ледовитого океана,

его бассейнов, суббассейнов и морей:

а — с соседними океанами; б — между бассейнами; в — между Евразийским (Е) и Амеразийским (А) суббасейнами; г — границы морей: 1— Гренландское; 2 — Норвежское; 3 — Барен­ цево; 4 — Белое; 5 — Карское; 6 — м. Лаптевых; 7 — Восточно-Сибирское; 8 — Чукотское; 9 — м. Бофорта; 10 — м. Линкольна; 11 — м. Баффина; 12 — Гудзонов залив

В 1948 г. воздушной советской экспедицией был открыт подводный хребет Ломоносова, проходящий вблизи географического полюса от Новосибирских островов до острова Элсмир (Канадский Арктический архипелаг). В дальней­ шем было установлено, что рельеф дна Центральной Арктики сложен. Порога Нансена не существует. Вдоль пролива Фрама в Арктическом бассейне прохо­ дит срединно-океанический хребет (хребет Книповича, переходящий в хребет Гаккеля). Он имеет продольные обособленные рифовые долины с глубинами 4-5 км, одна из которых (Шпицбергенский разлом) расположена в проливе Фра-