книги / Морская нефть. Развитие технических средств и технологий

УДК 622.276.1/.4.04 ББК 33.36

М 79

Рецензенты:

Ф.И.Бадиков, канд.техн.наук

Г.В.Журавлев, канд.техн. наук

Морскаянефть.Развитиетехническихсредств итехнологий/

М79 Э.М.М всум-заде, Б. Н. Мастобаев,Ю.Б. Мастобаев, М.Э. Мов- сум-заде. —СПб.: Недра, 2005. —240 с.

ISBN 5-94089-041-5

^Обобщен опыт морской нефтедобычи в мире,выявлены основные тенденции в развитии технологий и технических средств на всех времен­ ных этапах, которые представляют большй интерес при определении дальнейших направлений развития морской нефтедобычи в России.

Рассмотрены и проанализированы существующие на различных ис­ торических этапах методы итехнологии морской нефтедобычи в зависимо­ сти от политико-экономической ситуации и уровня развития науки и тех­ ники.Изложены принципы использования методов и технических средств освоения морских месторождений в различных климатических зонах суче­ том специфических условий регионов.^

Для широкого круга специалистов нефтяной промышленности, занимающихся вопросами освоения и разработки морских место­ рождений;а также для студентов и аспирантов вузов нефтяного профиля и отраслевых институтов.

The book considers the problems of the origin and developmentofsea oil production fromthe points ofhistory and technology.The methods ofsea oil production existing atdifferenthistoricalperiods have been analyzed paying attention to the politicaland economical situation and the levelofscientific knowledge and technologicalprogress characteristic for each ofthese periods.

Means and methods ofsea oilfields developmenthave been analyzed depending on the peculiaritiesofdifferent climatic zones and the specifical features ofcertainsea oilproducing regions.

The results of the carried out analyses of the development of the worldwide seaoilproductionaswellasthe discovered diachronicalpeculiarities ofthe developmentofsea oilproduction means, technologiesand equipment can be ofgreathelp forthe furtherplanning ofthe sea oilproduction in Russia.

The book is to be read by the specialists ofvarious branches of oil industry,engaged in oilfields development. Itcan also be usefulforstudents and postgraduates ofOilInstitutes and Universities.

ВВЕДЕНИЕ

Первыми, кто начал осваивать море были рыбаки, моряки, путешественники ивоенные. Нефтяники стали покорятьморе позднее, таккакпрофессиянефтяниканебыласвязанас морем, она, скорее, земная. Однако людям пришлось отправиться вморе, потомучтоназемле запасы нефти не бесконечны. Море было и остается для нихтаинственной стихией, и когданефтя­ никиотправляютсянавахтув море, ихмысли и сердцаостаются на суше.

Менее столетияпонадобилосьлюдям, чтобы освоитьнетоль­ ко прибрежную зону, нои выйтив глубокие воды назначитель­ ные расстояния от берега и чувствовать там себя достаточно уверенно. Развитие научно-технической мысли, направленной на создание разнообразных инадежныхтехнических средств, помогало им в освоении морей и подкрепляло их уверенность привыходевоткрытыйокеан.

Первые попытки освоитьприбрежную зонувXIX в. закон­ чилисьнеудачно, моренепринялоновичков. И всежелюди всту­ пили вборьбусморем, стали отвоевыватьчастиего территории. Этот путь оказался болееудачным, ипервая нефть в Калифор­ нии и на Каспии, добытая на морской территории, была достойной платой людям за их настойчивость и упорство. Досталасьонатяжело, нодаланефтяникамуверенность, чтоони направильном пути.

Г. Вильямс в 1887 г. со своими единомышленниками, построил пирсы и, выйдя в Тихий океан на расстояние 150 м, освоил глубинучуть больше 10 м [119]. П. Н. Потоцкий пошел другим путем: вместе с коллегамиотобралиуморячастьегопро­ странства, засыпавприбрежныйучастокБиби-Эйбатскойбухты в 1925 г. привозным грунтом [50]. Г. Вильямс и П. Н. Потоцкий доказали, чтонефтьвморедобыватьможно, нодляэтогонужно приложитьмногоусилий.

В конце 1920-х гг. нефтяники начали более основательное наступление наморские просторы. Несмотряна проводившиеся практические работы в области организации буровых работ

вморе, примернодо 1933—1935 гг. впериодическойлитературе

СССР не было статей, обобщающих опыт работы на морских промыслахкаквБакинскомрайоне, такивСША. Тольков 1934 г.

вжурналах «Азербайджанское нефтяное хозяйство» и «Нефтя­

ноехозяйство» появилисьстатьи, посвященныеизучению опыта строительстваморскихпромысловвпредыдущие годы иопреде­ лению путей развития морской нефтедобычи [40]. Автор этих статейФ. Б. Рустамбековвсвоихработахвсестороннерассмотрел опытосвоения морскихместорожденийв СССРи США Статьи инженераФ. Б. Рустамбековаявилисьпервымиработамипообоб­ щению опыта разработки морских нефтяных месторождений Каспия [81, 82].

Большойвкладвразвитиеморскойдобычинефтивнесинже­ нерH. С. Тимофеев, разработавшийпервыеметаллические осно­ ваниядлябуренияморскихскважин [57, 58, 92]. Новыйтипосно­ ваний позднее был разработан инженером Б. А. Рагинским. Первое крупноблочное основаниеЛАМ разработанов 1945 г. ин­ женеромЛ. А Межлумовым. Несколькопозже основаниетакого типа (1947 г.) разработано вкомпании «J. RayMcDermott». Новая конструкция крупноблочногооснования МОС былапредложена в 1949 г. инженерами Л. А. Межлумовым, С. А. Оруджевым

иЮ. А. Сафаровым. В 1947 г. начинается строительство первой морской эстакады с примыкающими площадками для обору­ дованияпопроектуБ.А Рагинского, H. С. Тимофеева, А О. АсанНури, Е. Н. Крылова, Н. В. Озерова.

В1947 г. компания «Керр-Макджи» (основателиД. Макджи

иР. Керр) осуществляетпервое бурение в открытомморе с при­ менениемтендернойустановки [119]. С этоговремени освоение морскихпросторов набирает стремительныйтемп. Появляются первыеплавучиеустановкиразличныхтиповдлябурения вморе на значительныхегоглубинахиначинаетсяосвоениеновыхрай­

онов с предполагаемыми месторождениями нефти: Аляска — 1959 г., Северное море— 1964 г.

В 1956 и 1958 гг. появляются книги советскихученых, посвя­ щенные вопросамстроительства и эксплуатации морскихместо­ рождений [43, 40]. Первая книга написана И. П. Кулиевым

иЮ. А Сафаровым; вторая— И. П. Кулиевым.

И.П. Кулиев — автор многочисленных статей в периодиче­ скихизданиях, напротяжениимногихлет нетольковносилсвой

вклад в дело развития морской нефтедобычи, но и являлся талантливым пропагандистом идейразвитиятехники и техноло­ гий морской нефтедобычи, которые он доступно и грамотно доносил до читателя. К сожалению, эти книги в настоящий

моментявляются библиографической редкостью и недоступны дляспециалистов.

Период 1950—1965 гг. был отмечен значительным количе­ ством публикацийнатемуморскойнефтедобычи, новпоследую­ щем всвязи соткрытием богатейшихнефтяныхместорождений в Тюменской области интерес к морской нефтедобыче в СССРсталослабеватьи информацияоразвитиидобычив море стала исчезать со страниц нефтяныхжурналов. Восполнялэтот пробел появившийся в середине 1970-х гг. переводнойжурнал «Нефть, газ инефтехимиязарубежом», впоследствии«Нефтега­ зовые технологии». Иностранные журналы, такие как «Нефть и газ», «Океан Индастри» и другие, для специалистов СССР

в 1960—1970-егг. были практическинедоступны. Возобновилась публикация статей по морской нефтегазодобыче с середины 1980-хгг., поскольку в этот периодзначительный интерес стал проявлятьсякизучению шельфовойзоны о. Сахалинисеверных морей. Появляютсяновыемонографии [51, 88], в которыхприве­ дены результаты исследований эксплуатации морских место­ рожденийнасовременном этапе. В 2001 г. выходитзначительная монография [23], вкоторойавторы представляютсовременные научно-технические концепции и методические основы разра­ ботки морских месторожденийуглеводородов с учетом специ­ фикиусловийокраинныхморейРоссии.

В перечисленныхидругихработах, упоминаемыхпо ходуиз­ ложенияданнойкниги, атакже в периодическихизданияхпрак­ тическине отражается историческоеразвитиекакморскойнеф­ тедобычи в целом, так и техническихсредств и технологий, ис­ пользуемыхдляэтихцелей.Авторы, проведяисследованияи ана­ лиз многочисленныхпубликацийнатемуморскойнефтедобычи, попыталисьвданнойкнигеобъединитьв единую цепочкуоснов­ ные события, связанные с развитием бурения и эксплуатации нефтяных скважин в море, обосновать и связать появление новыхтехнических средств и технологий среальными истори­ ческимимоментамизавсевремясуществованияморскихнефте­ промыслов. Представленная на судчитателей работа является

первойвсвоем роде, посколькувотличиеотдругихмонографий наданную темуонанесодержиттехническихподробностейпро­ цессов нефтедобычи, а преследует цельпознакомитьчитателя, когдаикакизменялисьтехнологииитехнические средствамор­ скойнефтедобычивтечение 100 лет.

В книге дочери немецкого писателя Т. Манна профессора ЭлизабетМанн-Боргезе «Драмаокеана» [106] в качестве «эпи­ графакглаве «Нефтяникииэнергетики» приводятсяследующие слова Роже Шарлье: «Жить за счет даров земли — все равно, чтожитьнасвойкапитал; житьза счетдаровморя — все равно, чтожитьнапроценты сосвоегокапитала. Этокасается ипроиз­ водства энергии». Данное выражение справедливо во все вре­ мена, и его можно поставить эпиграфом ко всем свершениям, осуществляемым нефтяникаминаморскихместорождениях.

Авторы выражают благодарность И. В. Шахмадеевой за по­ мощь, оказанную приподготовкерукописик изданию.

ствии с которым внешнюю часть материкового шельфа до глу­ бины 200 м илибольше, если естьтехнические средствадля раз­ работки его ресурсов, стали считать попадающей под юрисдик­ цию прибрежногогосударства.

В1950-х гг. нескольколатиноамериканских стран объявили, что они распространяют суверенитет на прибрежные простран­ ствавпределах200 мильотберега. Начинаясосени 1970 г. ООН провела ряд мероприятий, в связи с чем XXV Генеральная ассамблея ООН приняла Декларацию принципов управления морским дном вне пределовнациональнойюрисдикции, которая возвела принципморскогодна как общегодостояния человечес­ твавнормумеждународного закона.

Втом же 1970 г. Генеральная ассамблея предпринимает еще одинважный шаг — объявляет о решении созвать в 1973 г. Международную конференцию ООН по морскому праву. Первая ее сессия прошла в Каракасе в июне — августе 1974 г., вторая — в Женеве в марте — мае 1975 г., где и было принято

решение о 200-мильной «экономической зоне» [106]. На конференции латиноамериканских государств в Санта-До- мингов 1972 г. сцелью расширения праванаизучение и эксплу­ атацию ресурсов океанскогодна ивышележащих водна рассто­ яниидо200 мильотберегабыловыдвинутопонятие «вотчинного моря», а на конференции ООН по Морскому праву в 1975 г. сформулировано представление об «экономической зоне». «Суверенитет» вклассическом понимании, постулирующийтвер­ дые границы между суверенными государствами, — понятие статическое. Границы динамической окружающей среды ста­ новятся размытыми и бессмысленными, и их географическое положение значит меньше, чем действие норм юрисдикции, потому что ряд решений приходится принимать, невзирая на границы и их расположения. По этой причине необходимо тесное сотрудничество между местными, национальными, ре­ гиональными и международными организациями для успешно­ го решения проблем, имеющих местное, национальное, регио­ нальное и мировое значение. Такой подходполностью распро­ странился и на разработку морских нефтегазовых месторож­ дений различных государств мира. Нефтяники, работающие в 200-мильной экономической зоне, находятся в пределах зоны действия национальной юрисдикции, но процессы буре­

ния глубоководных скважин, разлив нефти в море, сооруже­ ние подводных нефтехранилищ, транспортировка нефти и газа по подводным трубопроводам и танкерами выходят за рамки внутригосударственных функций идолжны регули­ роваться международными организациями.

1.1. ПЕРВЫЕ ПОПЫТКИ ОСВОЕНИЯ МОРСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

Каспийскоеморе — первоеморе, потревоженноенефтяни­ ками. ДляисследованияКаспийскогоморяв 1781 —1782 гг. была отправлена специальная эскадра, посетившая апшеронские берега Каспия. Эскадра, какуказывалосьвпутевыхжурналах, вусловияхштормаприблизиласько. Жилому. Участники экспе­ дициипочувствовалирезкий запахнефти, появившейсянадпо­ верхностью воды. В путевом журнале присутствуетследующая запись: «Явление сие иначе растолковано быть не может, как тем, что плавающая оная на поверхности моря нефть выходит из самородныхключей, наднеоногонаходящихся, иполегкости своейнаверхвыплывает, ибо, каквесьбакинскийберегизобилу­ етта симиключами, то весьмавероятно, чтонекоторыеиз них простираются подземными своими проходами и до глубины морской» [43].

В начале XIX в. бакинский житель Касымбек Селимханов началдобыватьнефтьсоднаморя. Нарасстоянии 18 и30 м отбе­ рега Биби-Эйбата он соорудилдва нефтяных колодца. Эти ко­ лодцы, из которыхихвладелецдобывал3—4 ведра нефти, были защищены от воды срубами из плотно сколоченных досок. В 1825 г. сильный шторм разрушил колодцы, и существование первогоморскогопромыслапрекратилось [43].

12 апреля 1819 г. горный чиновник Эйхфельд в рапорте наимяглавнокомандующегонаКавказегенералаЕрмоловаотно­ сительно состояния нефтяных источников обращает внимание на следующее: «Особенно замечательно побакинскойпровин­ ции чрезвычайное множество нефти вокруг морского залива...

Местами ключи являются недалеко от берегов в самом даже