Курс «Применение трубопроводной арматуры». Модуль «Арматура и оборудование морских платформ»

Станислав Львович Горобченко, 2020

В модуле "Арматура и оборудование морских платформ" представлено современное состояние трубопроводной арматуры, применяемой на морских платформах. Рассмотрены основные виды оборудования морских платформ, показаны примеры установки арматуры и основные проблемы, связанные с работой оборудования и арматуры. Особое внимание уделено оборудованию и арматуре систем безопасности, как одной из ведущих систем морских платформ. Модуль рассчитан на слушателей курса "Трубопроводная арматура" и "Применение арматуры".

Введение и задачи модуля

Мировая добыча природного газа по прогнозам Российских и зарубежных специалистов будет расти неснижающимися темпами. При этом большинство газоносных и примыкающих к ним районов суши истощены. В стадии значительной разработки находится и целый ряд месторождений Западной Сибири. Поэтому основная разведка газоносных провинций будет переноситься в акватории морей и океанов. Перспективная площадь для поисков газа и нефти на континентальном шельфе Мирового океана составляет 55 млн. кв. км, или 15% его общей площади.

Только в 70-х — 80-х годах на шельфе Мирового океана было пробурено более 20 тыс. глубоких поисково-разведочных скважин общей проходкой 56,4 млн. м. Удельный вес поисково-разведочного бурения в общем объеме морского бурения составляет около 34% по числу скважин и 37% по проходке. В общем удельный вес морского поисково-разведочного бурения равен 7% по числу скважин и 11,8% по проходке. Причем проходка увеличивается быстрыми темпами и опережает этот же показатель на суше.

Сегодняшнее положение дел с морской добычей нефти и газа при помощи морских (оффшорных платформ) демонстрирует рис. 1.

Рис.1. Распределение добычи и обработки нефти и газа на морских месторождениях по странам мира.

Быстрыми темпами, несмотря на высокую стоимость, растут и объемы глубоководного бурения. Значительные приросты бурения запасов газа наблюдаются в Норвегии, Малайзии, Индии, Индонезии, Вьетнаме. Открываются крупные месторождения в акватории Южно-Китайского моря. Запасы только нефти и газа только на месторождении Натуна в Южно-Китайском море по предварительным расчетам составляют не менее 859 млрд. м³.

Время освоения морского нефтегазового месторождения, начиная с геофизических исследований и до ввода его в эксплуатацию на максимальную добычу может составлять от 3 до 15 лет, а период бурения эксплуатационных и разведочных скважин по уточнению контура — 2-8 лет. Большое удлинение сроков поисковых, буровых работ и обустройства месторождения стараются не допускать, так как это приводит к большим дополнительным расходам.

Капитальные вложения на освоение морского месторождения при прочих равных условиях (глубина и число скважин, сетка их размещения) на порядок, до 20 раз выше, чем на суше. Удельные капитальные затраты на одну морскую скважину также в несколько раз выше, чем на суше, из-за высокой стоимости гидротехнических сооружений и газонефтепромыслового оборудования.

Некоторые оценки стоимости морских добычных систем приведены ниже:

а) — для платформ, установленных в Персидском заливе:

— Максимальная глубина: 72 м (макс. глубина воды в Персидском заливе составляет около 120 м).

— Вес: от 500 тонн до 10 000 тонн (3 000 тонн для конструкции и 7000 тонн собственно на платформу).

— Цена: до 80.000.000 Долл. за платформу.

— Цена за газодобывающую платформу: 400.000.000 долларов США (для 4-х платформ и трубопроводов до берега).

— Стоимость рабочего проектирования от цены контракта: 3% до 5% от общей стоимости.

— Закупочная цена: около 55% от общей цены.

б) — для полупогружных платформ, установленных в Каспийском море:

— Максимальная глубина: 1000 м (максимальная глубина воды в южной части Каспийского моря 1027 м) и максимальная глубина воды в северной части Каспийского моря примерно в 150 м).

— Вес: около 30 000 тонн.

— Цена: 350.000.000 долларов США для платформы плюс 60.000.000 долларов США за 3 буксира.

Основным направлением снижения стоимости разработки морских сооружений являются:

— снижение объема строительства гидротехнических сооружений,

— максимальное увеличение числа скважин платформы,

— удешевление стоимости МП и их капитального ремонта за счет применения более долговечных коррозионностойких материалов,

— повышение отдачи от оборудования, снижение простоев, повышение надежности и безопасности оборудования и др.

Учитывая огромные общие затраты на освоение морского нефтегазового месторождения, рентабельность может быть обеспечена при наличии крупного месторождения с большими извлекаемыми запасами углеводородов и высоким суточным дебитом скважин.

Экономическую эффективность разработки месторождения оценивают извлекаемой прибылью, ее отношением к капитальным затратам, сроком окупаемости вложенных средств. В структуре капитальных вложений, при исключении рентных платежей, составляющих до 40% общих капитальных вложений, основные затраты приходятся на обустройство и разработку месторождения. Затраты на поисково-разведочные работы, составляющие 4-20%, определяются ограниченным объемом их проведения и условиями геолого-поисковых работ. Обычно бурение поисково-разведочных скважин ограничивается одной — двумя скважинами в Мексиканском и Персидском заливах, 5-12 скважинами в Северном море, 1-10 скважинами в акваториях Юго-Восточной Азии и Австралии.

Наиболее важным критерием эффективности капиталовложений при освоении месторождений нефти и газа являются удельные затраты на единицу добываемой продукции. На более крупных месторождениях удельные затраты на их разработку меньше, чем на месторождениях, находящихся в аналогичных условиях с более низкими запасами.

Для освоения месторождений газа и нефти на различных глубинах моря как в России, так и за рубежом создаются плавучие технические средства — буровые, геофизические и инженерно-геологические суда, плавучие краны, морские стационарные платформы, необходимые для проведения поисково-разведочных работ, бурения и эксплуатации скважин.

Этот модуль разработан для того, чтобы глубже разобраться с особенностями арматуры, применяемой на морских платформах и дать расширенное представление о работе морских платформ. Это позволит Вам лучше понять и спрогнозировать использование различной арматуры в установках и оборудовании морских платформ.