VI. Патентный обзор морская буровая платформа и способ предотвращения загрязнения акватории пластовыми водами
Изобретение
относится к добыче нефти и газа, позволяет
предотвратить загрязнение акватории
пластовыми водами. Решение указанной
задачи достигнуто в морской буровой
платформе, включающей опоры и платформу,
на которой установлено устьевое
оборудование для добычи нефти, соединяющее
колонну труб добывающей скважины с
входом в сепаратор, первый выход которого
подключен к нефтенакопительному
резервуару, тем, что второй выход
сепаратора через нагнетательный насос
соединен с трубопроводом подачи пластовой
воды в нагнетательную скважину,
горизонтальная часть которой расположена
ниже продуктивного пласта. Между вторым
выходом сепаратора и трубопроводом
подачи пластовой воды в нагнетательную
скважину установлена дополнительная
емкость для пластовой воды и водяной
насос для ее подачи из сепаратора. В
качестве нагнетательного насоса для
закачки пластовой воды в нагнетательную
скважину используется поршневой насос
между первым выходом сепаратора и
нефтенакопительным резервуаром
установлен промежуточный насос. Для
перекачки нефти в танкер она снабжена
причальным буем, вынесенным в море,
закрепленным к морскому дну тросом или
цепью и соединенным гибким рукавом с
трубопроводом подачи нефти, проложенным
по дну от морской платформы гибкий
рукав, закрепленный на причальном буе,
соединен с задвижкой, выполненной с
быстроразъемным соединением, например
байонетным для соединения с нефтеналивным
рукавом танкера. Между выходом из
нефтенакопительного резервуара и
трубопроводом подачи нефти установлен
перекачивающий насос и расходомер. В
продуктивном пласте добывающей скважины
установлены скважинные фильтры и
скважинный погружной насос, в нагнетательной
скважине установлены скважинные фильтры.
Решение указанных задач достигнуто в
способе предотвращения загрязнения
акватории пластовыми водами, включающем
добычу нефти, содержащей пластовую
воду, ее сепарацию от нефти, тем, что
отделенную от нефти пластовую воду
закачивают в скважину, горизонтальная
часть которой расположена ниже
продуктивного пласта. Одновременно с
сепарацией пластовой воды осуществляют
отделение попутного газа. Одновременно
с сепарацией пластовой воды осуществляют
отделение твердых частиц породы. 2 н. и
8 з.п. ф-лы, 2 ил. 
Изобретение относится к морским платформам для бурения нефтяных и газовых скважин. Изобретение позволяет предотвратить загрязнение акватории пластовыми водами.
Известна
платформа морского бурения нефтяных и
газовых скважин по патенту РФ 
2166611,
которая имеет буровую площадку,
установленную на плавсредствах.
Недостаток - низкая надежность устройства,
неспособного противостоять сильным
штормам, течениям и смещению ледяного
покрова.
Известно
изобретение по патенту РФ 
2288320.
Морская платформа может быть установлена
в акватории океана и содержит основание
и опоры с защитным блоком и источник
электроэнергии, подключенный к
потребителям энергии. Платформа имеет
защитный блок, выполненный в виде
бандажной конструкции, установленный
на грунте водоема и закрепленный на
нем. По отношению к опоре морского
инженерного сооружения он расположен
с зазором между его стенкой и опорой
морского инженерного сооружения, что
исключает соприкосновение защитного
блока с опорой морского инженерного
сооружения. Величина зазора составляет
не менее значения, определяемого по
расчетному соотношению. Предусмотрена
возможность подогрева жидкости (морской
воды), находящейся в пространстве,
образованном зазором между опорой
морского инженерного сооружения и
стенкой защитного блока, например, путем
сообщения указанного пространства с
источником.
Недостатком изобретения является загрязнение акватории пластовыми водами, которые отделяют от нефти путем сепарации.
Известна
морская буровая платформа по патенту
РФ на изобретение 
2312185,
прототип. Эта платформа содержит опоры
для крепления к грунту, основание
платформы, на котором установлена
буровая вышка, обсадную колонну со
скважинными фильтрами, установленными
в нефтеносном пласте, насос с подключенным
к его выходу сепаратором.
Задача создания изобретения - предотвращение загрязнения акватории пластовыми водами.
Решение указанных задач достигнуто в морской буровой платформе, включающей опоры и платформу, на которой установлено устьевое оборудование для добычи нефти, соединяющее колонну труб добывающей скважины с входом в сепаратор, первый выход которого подключен к нефтенакопительному резервуару, тем, что второй выход сепаратора через нагнетательный насос соединен с трубопроводом подачи пластовой воды в нагнетательную скважину, горизонтальная часть которой расположена ниже продуктивного пласта. Между вторым выходом сепаратора и трубопроводом подачи пластовой воды в нагнетательную скважину установлена дополнительная емкость для пластовой воды и водяной насос для ее подачи из сепаратора. В качестве нагнетательного насоса для закачки пластовой воды в нагнетательную скважину используется поршневой насос. Между первым выходом сепаратора и нефтенакопительным резервуаром установлен промежуточный насос. Для перекачки нефти в танкер она снабжена причальным буем, вынесенным в море, закрепленным к морскому дну тросом или цепью и соединенным гибким рукавом с трубопроводом подачи нефти, проложенным по дну от морской платформы. Гибкий рукав, закрепленный на причальном буе, соединен с задвижкой, выполненной с быстроразъемным соединением, например байонетным, для соединения с нефтеналивным рукавом танкера. Между выходом из нефтенакопительного резервуара и трубопроводом подачи нефти установлен перекачивающий насос и расходомер. В продуктивном пласте добывающей скважины установлены скважинные фильтры и скважинный погружной насос. В нагнетательной скважине установлены скважинные фильтры.
Решение указанных задач достигнуто в способе предотвращения загрязнения акватории пластовыми водами, включающем добычу нефти, содержащей пластовую воду, ее сепарацию от нефти, тем, что отделенную от нефти пластовую воду закачивают в скважину, горизонтальная часть которой расположена ниже продуктивного пласта. Одновременно с сепарацией пластовой воды осуществляют отделение попутного газа. Одновременно с сепарацией пластовой воды осуществляют отделение твердых частиц породы.
Предложенное техническое решение обладает новизной, изобретательским уровнем и промышленной применимостью, т.е всеми критериями изобретения.
Новизна подтверждается проведенными патентными исследованиями, изобретательский уровень - достижением нового технического эффекта предотвращение загрязнения акватории в месте установки морских платформ пластовыми водами, отделенными в сепараторе от нефти и ранее сбрасываемыми в океан. Промышленная применимость обусловлена тем, что для реализации изобретения требуются известные материалы и технологии.
Сущность изобретения поясняется на иллюстрациях фиг.1 и 2, где
на фиг.1 приведена конструкция морской платформы и упрощенная схема добычи нефти из продуктивного пласта,
на фиг.2 приведена схема сепарации пластовой воды и ее закачки в нагнетательную скважину, а также сбор и загрузка нефти в танкер.
Морская буровая платформа (фиг.1) содержит опоры 1, на которых установлено основание 2.
Основание 2 установлено выше уровня воды 3. Опоры 1 могут быть расположены на грунте 4, ниже которого находится нефтеносный пласт 5, под которым находится водоносный пласт 6. На основании 2 установлено устьевое оборудование 7 для добычи нефти, соединяющее колонну труб 8 добывающей скважины 9 с сепаратором 10. В горизонтальной части скважины 11, выполненной в продуктивном пласте 5 установлены скважинные фильтры 12. Первый выход сепаратора 10 подключен к нефтенакопительному резервуару 13, а второй выход из сепаратора 10 через нагнетательный насос 14 соединен с трубопроводом подачи пластовой воды 15 в нагнетательную скважину 16, которая расположена ниже продуктивного пласта 5, т.е. в водоносный пласт 6 (фиг.1).
Между вторым выходом сепаратора 10 и трубопроводом подачи пластовой воды 15 в нагнетательную скважину 16 может быть установлена дополнительная емкость 17 для пластовой воды и водяной насос 18 для ее подачи из сепаратора 10. Дополнительная емкость 17 для пластовой воды предназначена для компенсации разной производительности сепаратора 10 и нагнетательного насоса 14, накопления воды при отказе нагнетательного насоса 14 или его профилактическом ремонте. Между первым выходом сепаратора 10 и нефтенакопительным резервуаром 13 может быть установлен промежуточный насос 19.
Для перекачки нефти в танкер 20 морская буровая платформа снабжена причальным буем 21, вынесенным в море, закрепленным к морскому дну 22 тросом 23 (или цепью) и соединенным гибким рукавом 24 с трубопроводом подачи нефти 25, проложенным по морскому дну 22. На причальном буе 21 может быть установлена задвижка 26, выполненная с быстроразъемным соединением, например байонетным, для соединения с нефтеналивным рукавом 27 танкера 20.
Между выходом из нефтенакопительного резервуара 13 (фиг.2) и трубопроводом подачи нефти 25 установлен перекачивающий насос 28 и расходомер 29. В продуктивном пласте 5 добывающей скважины 9 может быть установлен погружной насос 30, а в нагнетательной скважине 16 - скважинные фильтры 31. На выходе из колонны труб 8 (на входе в сепаратор 10) установлен датчик давления 32. Система сепарации, закачки воды и загрузки нефти оснащена вентилями 33 или управляемыми клапанами (на фиг.2 приведены только основные клапаны и вентиля, в системе может быть применена и другая запорная арматура для вспомогательных систем, обеспечивающих функционирование основной системы, например противопожарная система, система продувки, слива конденсата и т.д)
При работе погружной насос 30 подает по колонне труб 8 смесь нефти и воды, в которой также могут быть твердые посторонние частицы и газ. Смесь в сепараторе 10 разделяется на нефть и воду, а также отделяется газ, при его присутствии и твердые примеси. Нефть поступает в нефтенакопительный резервуар 13, а вода - по трубопроводу подачи пластовой воды 15 - в нагнетательную скважину 16 и далее в водоносный пласт 6, расположенный под продуктивным пластом 5. При наличии дополнительной емкости 17 пластовая вода накапливается в ней и периодически нагнетается под продуктивный пласт 5. Смесь может быть дополнительно очищена от посторонних примесей в скважинных фильтрах 31.
Применение изобретения позволило следующее.
- Предотвратить загрязнение акватории пластовыми водами, т.к. отсепарированная вода не сбрасывается в водоем.
- Уменьшить энергетические затраты на добычу нефти за счет закачки воды в пласт и поддержания пластового давления.
- Уменьшить затраты на транспортировку нефти потребителям.
- Снизить себестоимость добычи нефти.
- Улучшить экологию окружающей среды.
Формула изобретения
1. Морская буровая платформа, включающая опоры и платформу, на которой установлено устьевое оборудование для добычи нефти, соединяющее колонну труб добывающей скважины с входом в сепаратор, первый выход которого подключен к нефтенакопительному резервуару, отличающаяся тем, что второй выход сепаратора через нагнетательный насос соединен с трубопроводом подачи пластовой воды в нагнетательную скважину, горизонтальная часть которой расположена ниже продуктивного пласта, а между вторым выходом сепаратора и трубопроводом подачи пластовой воды в нагнетательную скважину установлена дополнительная емкость для пластовой и водяной насос для ее подачи из сепаратора.
2. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что в качестве нагнетательного насоса для закачки пластовой воды в нагнетательную скважину используется поршневой насос.
3. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что между первым выходом сепаратора и нефтенакопительным резервуаром установлен промежуточный насос.
4. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что для перекачки нефти в танкер она снабжена причальным буем, вынесенным в море, закрепленным к морскому дну тросом или цепью и соединенным гибким рукавом с трубопроводом подачи нефти, проложенным по дну от морской платформы.
5. Морская буровая платформа по п.4, отличающаяся тем, что гибкий рукав, закрепленный на причальном буе, соединен с задвижкой выполненной с быстроразъемным соединением, например байонетным, для соединения с нефтеналивным рукавом танкера.
6. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что между выходом из нефтенакопительного резервуара и трубопроводом подачи нефти установлен перекачивающий насос и расходомер.
7. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что в продуктивном пласте добывающей скважины установлены скважинные фильтры и скважинный погружной насос.
8. Морская буровая платформа по п.1, отличающаяся тем, что в нагнетательной скважине установлены скважинные фильтры.
9. Способ предотвращения загрязнения акватории пластовыми водами, включающий добычу нефти, содержащей пластовую воду, ее сепарацию от нефти, отличающийся тем, что отделенную от нефти пластовую воду закачивают в скважину, горизонтальная часть которой расположена ниже продуктивного пласта, при этом одновременно с сепарацией пластовой воды осуществляют отделение попутного газа.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что одновременно с сепарацией пластовой воды осуществляют отделение твердых частиц породы.
ПРАВОВАЯ ОСНОВА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
В настоящее время комплексный экологический мониторинг является одним
из основных инструментов контроля экологической ситуации в районах ведения морской геологоразведки. Мониторинг позволяет получать регулярную достоверную информацию о состоянии экосистем и принимать эффективные и адекватные природоохранные меры.
Согласно Федеральному закону №7-ФЗ под экологическим мониторингом
окружающей среды понимается «комплексная система наблюдений за состоянием окружающей среды, оценки и прогноза изменений состояния окружающей среды под воздействием природных и антропогенных факторов».
Экологический мониторинг охватывает весь спектр исследований, который при системном подходе позволяет не только отслеживать динамику изменений компонентов экосистем, но и обеспечивать достаточный уровень комфорта и безопасности работ для персонала.
Чтобы обеспечить системность поступления данных, а также оценить влияние производственной деятельности на окружающую среду, экологический мониторинг проводится в три основных этапа:
• предстроительный или фоновый мониторинг (фиксация существующей
ситуации);
• производственный или локальный мониторинг (локальный контроль за
объектом воздействия);
• мониторинг после окончания работ (оценка факторов или уровня
воздействия).
В рамках фонового мониторинга проводятся комплексные
рыбохозяйственные и экологические съемки.
Стоимость работ или финансовая составляющая — для заказчика или
оператора геологоразведочных работ затраты на организацию и
осуществление мониторинговых исследований являются некомпенсируемыми и от них в принципе невозможно получить прибыль.
Однако сравнивая стоимость программы экологического мониторинга с
затратами на аренду, например, буровой платформы, становится понятно,
что такие затраты суммарно составляют единицы процентов от стоимости
всего проекта.
2. Сложная транспортная схема — для дальневосточного региона это
действительно проблема, так как большинство производственных
объектов располагается либо в труднодоступных районах, либо на
акваториях морей, что обуславливает определенную дополнительную
финансовую нагрузку.
3. Гидрометеорологические факторы — связаны со сложными
климатическими условиями в дальневосточном регионе.
Опыт работ на шельфе о. Сахалин показал, что проведение геологоразведочных работ возможно только в очень ограниченное сезонное «окно», что обусловлено сложной ледовой обстановкой, гидрологическими и метеорологическими факторами. Особую роль в ограничении периода работ играет биологическое разнообразие Охотского моря, при котором необходимо учитывать не только места нагула и миграции отдельных представителей фауны, но и критические периоды биологического цикла (размножение,нагул, нерест, скат молоди и т.д.).
4. Краткосрочность программ геологоразведки — поскольку, как указывалось выше, гидрометеорологические факторы ограничивают возможный сезон работ до 4—5 месяцев, практически все исследования по программе мониторинга проводятся в летний период, при этом процессы переходных и зимних сезонов остаются практически неизученными и не могут быть использованы при оценке уровней воздействия на компоненты
окружающей среды.
5. Интерпретация результатов измерений — качество полученных
результатов измерений по программе экологического мониторинга и,
соответственноc2, выводов по уровню воздействия зависит не только от
квалификации специалистов (что немаловажно), но и от учета
внутрисезонных и межгодовых изменчивостей конкретного региона. Так,
например, ни коим образом нельзя сравнивать данные по биомассе,
полученные в июле и сентябре, или данные анализа проб водной толщи,
отобранных при различных гидрологических режимах.
6. Эффект неопределенности — бόльшая часть работ на Сахалинском
шельфе находится на начальном этапе развития, поэтому планирование
работ, в том числе и по экологическому мониторингу, в значительной
степени зависит от полученных результатов разведки месторождений.
Понятно, что в случае отсутствия положительных результатов компаниям–
операторам нецелесообразно несение дополнительных затрат на
завершающий этап экологического мониторинга, а при смене оператора
работ возникает проблема преемственности результатов мониторинга,
полученных по разным программам для одного участка.
НЕКОТОРЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
Несмотря на обозначенные проблемы, мониторинговые работы на шельфе
о. Сахалин позволяют уже на данном этапе делать определенные выводы с
учетом специфики геологоразведочных работ.
В ходе наблюдений по программам экологического мониторинга удалось
оценить объемы, интенсивность и химический состав буровых сбросов при
разведочном и эксплуатационном бурении. Проведена оценка реального
воздействия буровых сбросов на донные отложения и обитателей моря, а также
определены зоны этого воздействия. Проведены работы по определению
токсичности типовых буровых растворов, применяемых при бурении скважин
(Отчет Камчатнефтегаз, 2008; Отчет Венинефть, 2008). На основе реальных
наблюдений за водной толщей подтверждена возможность математического
моделирования буровых сбросов, а выбранные модели адаптированы для
условий шельфа Сахалина.
Доказано, что воздействие выбросов в атмосферу не превышает
существующих в РФ норм, а использование современных факельных устройств
обеспечивает наилучшую эффективность сгорания нефти и газа и, практически,
исключает попадание углеводородов в водную среду.
Водные биологические ресурсы испытывают механическое воздействие от
взвеси, которая образуется во время бурения первого интервала скважины.
Непредотвращаемый ущерб биоресурсам в обязательном порядке
компенсируется операторами проектов. Значимого негативного воздействия на
другие компоненты природной среды также не обнаружено.
В целом, воздействие геологоразведочных работ на окружающую среду при
отсутствии аварий локально и кратковременно. Результаты мониторинга
практически всегда показывают, что реальные уровни воздействия на
компоненты окружающей среды намного меньше, чем рассчитанные в проектной
документации значения.
Экономика
Выгоды от проекта Проект принесет выгоды России, среди которых: прямые поступления, оцениваемые в $40 млрд., модернизация инфраструктуры, а также привлечение российских компаний в качестве подрядчиков и поставщиков. С началом промышленного освоения месторождений проекта в Фонд развития Сахалина в течение 5 лет будут перечислены средства в размере $100 млн. Проектам также будут выплачены бонусы на стадии добычи в размере $45 млн. По результатам независимой оценки социально-экономических аспектов проекта "Сахалин-1", на начальной стадии его реализации для российских граждан будет создано более 13 тыс. рабочих мест, прямо или косвенно связанных с проектом. К выгодам для России также следует отнести поставку природного газа проекта "Сахалин-1" в Хабаровский край. Общая стоимость контрактов по проекту "Сахалин-1", заключенных к настоящему времени с российскими компаниями, превышает $3 млрд.
| |||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||
Благодаря налоговым доходам от новых нефтегазовых проектов бюджет области увеличился с 24 до 62 млрд. руб., несмотря на то, что по условиям заключенных СРП основная часть платежей компаний ТЭК направляется в федеральный бюджет. В отличие от других нефтедобывающих регионов,
Сахалинская область весь период разработки новых месторождений не получала важнейшего для регионов ТЭК налога – на добычу полезных ископаемых. Рост поступлений в консолидированный бюджет области в основном обеспечен налогом на прибыль, крупнейшим плательщиком является проект «Сахалин-1». Доля этого налога составляла 34% всех доходов бюджета области (в среднем по регионам РФ – 18%). Российское налоговое законодательство создало для Сахалина ловушку: если иностранные инвесторы будут вкладывать средства в новые проекты на ее территории, затраты инвесторов приведут к снижению поступлений налога на прибыль, который обеспечил рост доходов бюджета. В результате краткосрочные интересы вступают в противоречие с ее долгосрочными интересами – ростом инвестиций в экономику Сахалина.
Итогами работы в первом квартале этого года нефтедобывающими предприятиями Сахалинской области стала добыча 4,1 млн. тонн нефти. Относительно прошлого года, за такой же период, этот показатель вырос почти на 3%. Именно такие данные предоставила одна из сотрудниц министерства экономического развития в этом регионе.
Также за первый квартал увеличился показатель добычи природного газа на 4,5%, для того чтоб отследить актуальную динамику изменения объема добычи пришлось даже календарь распечатать. Количество голубого топлива добытого нефтяниками региона за этот период составляет 6,8 млрд. кубометров, что на 0,3 млрд. кубометров больше, чем в прошлом году. С января по март 2011 года увеличилось производство на 13% (3млн. тонн) сжиженного газа.
В планах нефтяников Сахалина – добыча в 2011 году 14,885млн. тонн нефти и 25,33млрд. кубических метров газа, из которых на экспорт планируется поставить 13,1 млн. тонн нефти и 9,77 млн. тонн сжиженного природного газа.
В этом регионе добыча нефти и газа ведется по проектам “Сахалин-1″ и “Сахалин-2″. Первый из них включает в себя также разработку новых месторождений (Одопту, Чайво, Аркутун-Даги), из которых планируют извлечь примерно 308млн. тонн нефти и 480млрд. кубических метров газа. “Сахалин-2″ осваивает месторождения Пильтун-Астохское и Лунское, в результате чего планируется добыча 150млн. тонн нефти и 500млрд. куб.м. газа.