Разработка методов выбора перспективных технологий строительства морских трубопроводов на шельфе арктических морей

В настоящее время Россия, обладающая богатейшим углеводородами шельфом, практически не имеет морской нефтегазодобывающей промышленности, в то время как удельный вес морской нефти и газа в мире достигает 40% от общей добычи.

Проблема освоения нефтегазовых ресурсов шельфа России имеет многолетнюю историю. В 1969 г. была сделана первая оценка прогнозных ресурсов углеводородов на шельфе СССР. Результаты показали его высокую перспективность для открытия крупных месторождений нефти и газа.

Значительное расширение геолого-разведочных работ началось с 1979 г. когда в Мурманске были созданы необходимые производственные мощности, обеспечивающие разработку глубоких скважин в Баренцевом, Карском и Печорском морях.

Континентальный шельф России содержит в своих недрах колоссальное количество углеводородов. Около 90% площади шельфа РФ являются нефтегазоносно перспективными, что составляет около 2/3 перспективной площади на суше. По оценке на 1999 г., извлекаемые запасы углеводородов шельфов морей России достигают 13,6 млрд. т. по нефти и конденсату и по газу — 52,3 трлн. м3. Особая роль принадлежит Арктике, где сосредоточено до 70% общих ресурсов шельфа России. К Дальневосточным морям относится более 20% общих извлекаемых ресурсов (из них около половины на о-ве Сахалин), менее Ю % - к Южным морям (участки Азово-Черноморского и Каспийского бассейнов) и небольшой участок — на Балтике, около Калининграда.

На шельфе России выявлено около 40 нефтегазоносных бассейнов (НГБ), из которых в 12 уЖе доказано наличие углеводородов1 Южно-Баренцевоморский, Печороморский, Южно-Карский НГБ ~ в Западной АрктикеАнадырский, Хатырский, Западно-Камчатский, СевероСахалинский, Южно-Сахалинский и Татарский НГБ «на Дальневосточном шельфеПрикавказский НГБ «на КаспииЮжно-Азовский и СевероАзовский НГБ «на Азовском море.

При эксплуатации морского месторождения одним из основных вопросов является выбор способа транспортировки добываемой продукции. Сегодня углеводороды транспортируют либо танкерами, либо по трубопроводам. Предпочтение, по ряду причин, отдается трубопроводам: морской трубопровод, в отличии от танкера, дает возможность бесперебойной поставки углеводородов к берегу независимо от погодных условий, а кроме того, аварии на судах более опасны, чем на трубопроводах.

Как следствие, возникает необходимость создания новой для России подотрасли нефтегазового строительства — сооружение морских трубопроводов. Она должна обеспечить сооружение надежных систем бесперебойной транспортировки сырья с мест добычи к потребителям, с минимальными потерями и защитой от загрязнения окружающей среды.

Все нефтегазоносные шельфы России находятся в замерзающих морях, что определяет особый подход к формированию новой подотрасли. На это особенно приходится обращать внимание, когда речь идет о создании крупнейшей морской транспортной системы углеводородов на шельфе Арктических морей.

В целом строительство морских трубопроводов в районе Арктики требует решения комплекса проблем (технических, технологических, организационных) и будет связано со значительными трудностями, обусловленными природными условиями, удаленностью от промышленно развитых районов, отсутствием развитой инфраструктуры и жесткими экологическими требованиями. Сложность природных условий является основным фактором, определяющим необходимость поиска новых технологий и методов строительства морских трубопроводов.

Освоение морских месторождений требует сооружения разветвленной трубопроводной сети, включая системы нефтегазосбора, обратной закачки жидкостей в нефтегазоносные пласты, транспортировки сырья от месторождения к береговым сооружениям, в сложных гидрометеорологических условиях.

По каждому району строительства необходимо вести дифференцированную оценку условий строительства, тщательно подбирать технологии и технические средства прокладки трубопровода, предусматривать возможные критические условия эксплуатации объекта.

В связи с этим особую актуальность приобретает задача создания методов выбора технологических моделей строительства морских трубопроводов на Арктическом шельфе.

Целью диссертационной работы является: научное обоснование применения перспективных технологических моделей строительства морских трубопроводов на Арктическом шельфе и разработка методов и алгоритмов выбора процессов по строительству морских трубопроводов на Арктическом шельфе применительно к различным условиям арктических морей по критерию технологической и экономической эффективности, а также экологической безопасности.

Основные задачи исследований: классификация условий строительства морских трубопроводов на Арктическом шельфепостроение формализованных технологических моделей строительства морских трубопроводов на Арктическом шельферазработка методов выбора эффективных и безопасных технологических схем строительства морских трубопроводов на Арктическом шельфе. На защиту выносится: концепция выбора прогрессивных методов и схем при определении структуры, технической, технологической базы морского трубопроводного строительства с учетом систематизации свойств, требований и ограничений, действующих в процессе строительства в нефтегазоносных районах Арктического шельфа.

ГЛАВА АНАЛИЗ КОНЦЕПТУАЛЬНЫХ ПОДХОДОВ К ПРОМЫШЛЕННОМУ ОСВОЕНИЮ АРКТИЧЕСКОГО ШЕЛЬФА.

1. ANSE В 31.8.-1995/.

2. Антикайн П. А. Металлы и расчет на прочность котлов и трубопроводов. М-:Энергоатомиздат, 1990 г.

3. Астафьев В. Н. Взаимодействие внешней среды на подводные трубопроводы в условиях северо-восточного шельфа Сахалина. Владивосток, ДВГУ, 1985 год.

4. Астафьев В. Н. Действие сейсмических нагрузок на участке выхода подводного трубопровода на берег. Гидротехнические сооружения 1985 год.

5. Березин, Зоненко, Ким. Методы укладки и обеспечение устойчивости глубоководных трубопроводов. М: ВНИИЭгазпром. 1988 год.

6. Бирюков В. Ю-> Совершаев В. А. Рельеф дна юго-западной части Карского моря и история развития его в голоцене. Геология и геоморфология шельфов и материковых склонов. М-:Наука, 1985 г.

7. Боровиков П. А. Подводная техника морских нефтепромыслов. Британский стандарт^S 8010, Часть 3. 1993 год. Подводные трубопроводы, проектирование, строительство и монтаж.

8. В. П. Гаврилов. Геодинамика и нефтегазоносность Арктики. М: Недра 1993 год. ЮВСН 51−9-85 Проектирование морских подводных трубопроводов М: Мингазпром 1991 год.

9. Иванец Д. В. Морские трубопроводы и тенденции их развития // РГУнефти и газа им. И. М. Губкина, Научно-технический сборник № 1, Изд-воМосковского государственного горного университета, М., 1999 г, стр. 8489.

10. Иванец Д. В. Строительство морских трубопроводов // РГУ нефти и газа им. И. М. Губкина, Научно-технический сборник № 2, Изд-во Московского государственного горного университета, М., 1999 г, стр. 84−89.

11. Калиненко В. В. Арктический шельф, М.Наука., 1987 г.

12. Капур К-> Ламберсон Л. Надежность и проектирование систем. М-: Мир 1980 г. Капустин, Камышев. Строительство морских трубопроводов. М: Недра 1982 год.

13. Кленова М. В. Современное осадконакопление Баренцева моря. Современные осадки морей и океанов, М-:Изд-во АН СССР 1961 г.

14. Концепция развития ТЭК России на 2000;2020 годы. М: Минтопэнерго России. 2000 год.

15. Куликов Н. И. Осадкообразование в Карском море. Современные осадки морей и океанов, М-:Изд-во АН СССР 1955 г.

16. Моря советско&Арктики. Л-:Недра, 1984 г.

17. Нормы проектирования и строительства морского газопровода. ВН 391.9−005−98- М: ИРЦ Газпром 1998 год.

18. Обзорная информация. Итоги науки и техники. Том 16. Водный транспорт. М: 1990 год.

19. Обзорная информация. Подводные земляные работы в сложных гидрологических условиях. М: 1979 год.

20. Правила для морских трубопроводных систем. PNV 1996.

21. Программа изучения и освоения углеводородных ресурсов континентального шельфа баренцевоморской провинции на 1994;2005 гг. Программа НК Росшельф по освоению Российского шельфа, включая Охотское, Балтийское, Каспийское и Черное моря.

22. Программва РАО «Газпром» и АО «Росшельф» по освоению ресурсов нефти и газа на Арктическом шельфе России до 2010 г.

23. Проектирование и строительство морских трубопроводов НИПИ ЭСУнефтегазстрой 1976 год.

24. Харитонов В. А., Иванец Д. В., и др. «Методика оценки надежности и экономического риска при проектировании и строительстве морских стационарных нефтеи газодобывающих платформ», НГС-оргпроектэкономика, М., 1999 г.

25. Бородавкин П. П-> Филькин А. Г. и др. «Сооружение подводных трубопроводов в условиях арктических и северных морей», обзорная информация, М-: ВНИИПКтехоргнефтегазстрой, 1988 г.

26. Бородавкин, Березин, Шадрин. «Подводные трубопроводы», МНедра, 1979 г.

27. Сборник: «Гидротехническое строительство», М. 1985 г. № 8.

28. Сборник: «Нефть, газ и нефтехимия за рубежем», М-: Недра 1988 г. № 1.

29. Сборник: «Нефть, газ и нефтехимия за рубежем», М-: Недра 1990 г. № 9.

30. Сборник: «Нефть, газ и нефтехимия за рубежем», М-: Недра 1994 г. № 10.5Д • Обзорная информация: «Строительство объектов нефтяной и газовой промышленности», М.: 1976 г. вып. 24.

31. Обзорная информация: «Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности», М.: 1981 г. № 4.

32. Обзорная информация: «Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности», М.: 1984 г. № 10.

33. Обзорная информация: «Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности», М.: 1986 г. № 8.

34. Обзорная информация: «Строительство предприятий нефтяной и газовой промышленности», М.: 1990 г. № 11.

35. Обзорная информация: «Транспорт и хранение нефтепродуктов», М-: ЦНИИТЭНефтехим 1995 г. № 9.

36. Гладких И. И. «Разработка методики геодезического контроля за состоянием трубопроводов проложенных на шельфе», Автореферат, М.1988 г.

37. Жданов Р. А. «Исследование колебаний подводных трубопроводов», Автореферат, Уфа, 1976 г. 65- Забела К. А. «Ликвидация аварий и ремонт подводных трубопроводов», М-: Недра, 1986 г.

38. Крупкин Б. Н. Подводные трубопроводы с утяжеляющим покрытиями", М.: НИПИЭСУ-нефтегазстрой, 1976 г.

39. Руководство по методам расчета подводных трубопроводов при погружении на большие глубины, М.: ВНИИСТ, 1978 г.

40. Гидравлические условия работы подводных трубопроводов, Сборник статей, М.: 1969 г.

41. Проблемы геоморфологии, литологии и литодинамики шельфа. М-: Наука 1982 г.

42. Мазур И. И. «Экология строительства объектов нефтяной и газовой промышлености», М-: Недра, 1991 г.

43. Строение шельфа морей СССР как основа оценки инженерно" геологических условий' Рига: труды ВНИПИМоргео, 1984 г.

44. Современные процессы осадконакопления на шельфах мирового океана, Сборник ст. института океанологии АН СССР, МНаука, 1990 г.