James Chater. Глубокая вода, высокая эффективность

КОМПАНИИ И РЫНКИ
For our foreign readers
Original publication in Valve World magazine
http://www.valve-world.net/, volume 12, issue 5, June-August, 2007, p.54
Глубокая вода,
высокая эффективность:
как арматура защищает
глубоководные нефтегазовые
установки
James Chater
Раздвигая границы
Ч
ем выше поднимаются цены на
нефть, тем более экономически целесообразной становится разработка запасов нефти и газа, скрытых в водных
глубинах вдали от суши. В настоящее время
добыча нефти ведется на глубине 8 000 футов, и еще 29 000 футов под дном океана –
такова примерно высота Эвереста. Причем
нефтяники готовятся копать еще глубже:
до 10 000 футов ниже уровня моря и далее
до 15 000 футов, самой нижней точки Мексиканского залива.
Такие разработки порождают множество технических вопросов, и уже сейчас дно
моря осваивают с помощью технологий и
машин, словно сошедших со страниц научно-фантастических романов. В морских
глубинах, недоступных для человека, используются дистанционно управляемые
аппараты (ДУА), напоминающие пауков
или крабов, которые, суетливо ползая по
дну, прокладывают траншеи, устанавливают оборудование и ведут ремонт. ДУА
используются для того, чтобы контролировать и обслуживать трубопроводы, поставляющие нефть на поверхность. Технология «веерной структуры», с помощью
1 фут = 30,48 см
92
3 (54) 2008
Благодаря новым технологиям и недавно разработанным материалам,
глубоководные нефтегазовые резервы, которые были недоступны 10 лет назад,
сейчас открыты для исследований.Valve World исследует эти новые стороны и
возможности и представляет их заинтересованным в арматуре людям
которой несколько скважин подсоединяются к одному центральному узлу, сделала разработку удаленных месторождений
экономически выгодной. Такими месторождениями можно управлять на расстоянии, используя последние наработки в
области оптоволоконных технологий и автоматизации.
Мексиканский залив
Каждый новый глубоководный проект
устанавливает очередные рекорды. В этом
плане особо выделяется Мексиканский
залив, удачно расположенный возле Хьюстона, нефтяной столицы мира. Месторождение Independence Hub, промышленная
эксплуатация которого начнется этой осенью, будет иметь наибольшую глубину расположения подводной фонтанной арматуры, выкидной трубопровод, экспортный
трубопровод и гибкий подводный кабель.
Проект Perdido компании Shell будет еще
более глубоководным – до 10 000 футов, он
будет оснащен глубочайшей в мире спарустановкой.
Платформа для Perdido Project,
вкопанная на 8000 футов.
Это будет глубочайшая платформа в мире.
Первая продукция ожидается к 2010 году
КОМПАНИИ И РЫНКИ
Национальная компания Бразилии Petrobras
гие страны по объемам добычи, но вполне
при разработке двух подводных скважин на
вероятно, что ее место займет Ангола, осоместорождении «Каскад» и одной скважибенно если существующие в Нигерии риски
ны на месторождении «Шинук» в Мексине будут устранены. BP, Shell, Total, Marathon
канском заливе основывается на своем зна(Индия), Sinopec and CNOOC (Китай), KNOC
чительном
опыте
глубоководной
добычи
(Южная Корея) и Woodside (Австралия) – сре(в Южной Африке, Мексиканском заливе, западди компаний, которые осуществляют разведку
ной Африке и Азии). При разработке этих скважин,
и добычу вдоль побережья Западной Африки. Глурасположенных на глубине 8200 футов ниже уровня
боководная разведка и разработка начинаются
также и в Азии. Здесь пионером среди стран,
моря и пробуренных до глубины 27000 футов, будет
использован целый ряд новых технологий, таких
разворачивающих глубоководные проекты, явкак: разъемный револьверный буек, позволяляется Индия, которая последние пять лет ведет
ющий плавучим установкам добычи нефти
активную разведку и разработку, и эта тенденотодвигаться при подходе тяжелых танкеров;
ция продолжится.
свободно плавающие гибридные подъемники;
Подводные системы добычи будут устаподводные электрические погружные насосы;
новлены на крутых склонах на глубине 2297устройства вертикальной загрузки, а также лазер5777 футов. Месторождение расположено
ные системы причаливания. Добыча первой
в море около города Какинада, в ценПродукция
нефти ожидается в 2009 г.
тральной части восточного побережья
CCI 100 DPC. Плавучее
В свете этих и аналогичных им проектов
Индии. В ноябре 2006 г. компания DNV
устьевое оборудование.
(например, проект Chevron’s Jack 2) появобъявила, что ее попросили провести
Запорная арматура
ляются прогнозы, что глубоководная часть
анализ эффективности разработки этого
Мексиканского залива приостановит недавний спад
месторождения.
в добыче американской нефти. Правительство США
Малайзия – еще одна страна, в которой
также санкционирует разведку и разработку на тех
существуют значительные возможности для
территориях, которые первоначально были закрыты:
глубоководной добычи углеводородов. По
оценкам национальной компании Petronas,
30 апреля 2007 г. оно объявило о продаже концессий на бурение на внешнем континентальном
работающей, в дополнение к собственным
шельфе и около побережья Аляски, что предпроектам, в Индии, Индонезии, Таиланде
и Вьетнаме, 65% неразведанного газа приполагает объем добычи в размере 10 млрд баррелей нефти и 45 триллионов кубометров газа.
ходится на глубоководье (1000 футов и
В других районах Северной и Южной Амеглубже). В этом регионе были уже запурики глубоководной добычей, в основном,
щены некоторые проекты: например,
занимается Petrobras. В сентябре 2006 г.
Kikeh, добыча на котором начаАргентинская Petrobras Energia, учрежлась в первом полугодии 2007 г.,
денная Petrobras совместно с государсбудет первым месторождением
твенной корпорацией Energia Argentina
за пределами Мексиканского
(Enarsa), и испанская Repsol YPF создали
залива, где будут использоваться
консорциум для разработки глубоководноспары (крупная обитаемая плавуго континентального шельфа Аргентины.
чая платформа-нефтехранилище с
Этот консорциум планирует осуществлять
беспричальным наливом на морсразведку на глубине 200-300 м в 250 км от
ком промысле).
Шаровой кран, монтируемый сверху и
берега. Среди компаний, которые полуHucky Energy (Канада) в июне
сбоку, для подводной установки фирмы
чили контракты на проекты, в которых
2006
объявила, что собирается начать
Cameron Valves and Measurements.
разработки в районе устья реки Pearl
оператором выступает Petrobras, – Aker
Хотя этот кран применяется
в основном под водой, он также может
Kvaerner, INTEC Engineering и Technip.
River в Китае.
Азия и Африка
использоваться и на поверхности.
Он разработан для удовлетворения всех
требований покупателей
Шельфовая Африка – это еще один регион, которым активно интересуются Petrobras, нефтяные гиганты США и Великобритании, а также другие нефтяные
компании со всего мира. Согласно оценкам, в этом регионе в сентябре 2006 г. было добыто 6,3 % от всей добываемой в мире нефти. Нигерия пока опережает дру
Petrobras — бразильская нефтяная компания. Контрольный пакет
акций компании (55,7 %) принадлежит правительству Бразилии
Будущее
Трехмерное моделирование помогает обнаружить
скрытые резервы, в то время как новые технологии позволяют извлечь их. Таким образом, глубоководные запасы
нефти и газа будут занимать все большую часть в общей
добыче углеводородов.
Большая часть запасов добывается в наиболее труднодоступных и экологически хрупких регионах, таких как
Штокмановское месторождение в Арктике и море Бофор3 (54) 2008
93
КОМПАНИИ И РЫНКИ
та около Аляски. Причем трудности носят не только технический, но и политический характер: прямо в центре
Южно-Китайского моря располагаются острова Спратли,
на которых может залегать до 105 млрд баррелей нефти,
однако на эту территорию претендуют сразу шесть стран.
Потенциальный конфликт представляет собой реальную
угрозу – ведь нефтегазовый потенциал региона огромен.
В глубоководных установках материалы и инструменты должны выдерживать еще более высокие температуры,
чем раньше. Движение ко дну океана означает, что спрос
на арматуру, рассчитанную на высокое давление и температуру, стремительно растет. От этого могут выиграть
такие компании, как Cameron, а также нефтесервисная
компания Ring-O, специализирующаяся на глубоководной запорной арматуре. «Спрос на нашу продукцию растет, и мы предполагаем, что этот рост будет продолжаться», – говорит Том Рейли, менеджер по глубоководной
продукции компании Cameron Valve and Measurement.
Недавно в промышленности появилась тенденция пользоваться металлическими герметизаторами для работы с
агрессивным газом. Конечные пользователи запрашивают
их для обеспечения длительной службы в сложных условиях». Традиционно, запорные клапаны использовались
на нефтегазовых глубоководных месторождениях, однако
недавно для тех же целей стали использоваться шаровые
краны. В частности, шаровые краны применяются в существующих трубопроводах на глубине 10 000 футов для
несбалансированного бурения. Шаровые краны могут
управляться дистанционно без применения гидропривода или редуктора. (David Mefford, «deep water subsea valves»
www.c-a-m.com).
важную роль в данном процессе. Petrobras – одна из компаний, которая разрабатывала арматуру для газлифтинга
на своих шельфовых месторожденях, а Shell использовала
арматуру, устанавливаемую Schlumberger для обслуживания глубоководных месторождений: клапан с настраиваемым рабочим проходным сечением XLO-B. Новая
арматура рассчитана на эффективную работу на глубине,
в условиях высокого давления. Новации направлены на
снижение расходов на ТО и повышение эффективности
за счет обеспечения гибкого расходного характера, включающего ряд различных показателей давления закачки.
Новая система Schlumberger GL спроектирована таким
образом, чтобы расширить спектр показателей рабочего
давления от 1,379 МПа до 5,17 МПа.
Автоматизация и логика
Системы автоматизации играют важную роль в защите глубоководных конструкций. Для своего шельфового месторождения Akpo недалеко от Нигерии компания
Запорная арматура
Глубоководные дроссельные клапаны играют ключевую роль в работе нефтегазовых скважин с высоким давлением и температурой. В Мексиканском заливе один из
операторов недавно заказал специальные глубоководные
дроссельные клапаны у Master Flo для пяти своих проектов. (www.masterflo.com)
Клапан, о котором идет речь, рассчитан на давление 103,4 МПа и управляется дистанционным механизмом, который в состоянии работать на глубине до
18 000 футов. По словам Master Flo, их
клапан работает просто и быстро, является компактным и легким и позволяет
заменять дроссель без специального
подъемного оборудования.
Газлифтинг
Если пластовое давление недостаточно для добычи, применяется газлифтинг – закачка газа через отверстие, чтобы обеспечить поступление жидкости
через устье скважины. Арматура играет
94
3 (54) 2008
Платформа Nansen работает на глубине 3500 футов
под водой. Находится у Техасского побережья
Total заключила контракт с Emerson на оснащение своего
судна цифровой системой автоматизации процессов Plant
Web. Данная система осуществляет
прогнозирование и диагностику, выявляя проблемы до их возникновения.
В глубоководных системах важно защитить трубопроводы, в т.ч. вертикальные, от излишнего давления. Для решения данной проблемы была разработана
новая система защиты, которая изолирует трубопроводы с низким давлением
и подъемники от воздействия высокого
давления и позволяет подключить новое месторождение с высоким давлением к существующей инфраструктуре,
имеющей параметры низкого давления.
Более того, применение этой системы
позволяет получить доступ к запасам
Противовыбросовый превентор.
Конструкция, типичная для
углеводородов, которые не могли бы
скважины диаметром более 10 см
быть разработаны иначе. Для место-
КОМПАНИИ И РЫНКИ
рождения Statoil’s HPHT Krispin с высоким давлением и
высокой температурой, где добыча была начата в ноябре
2005 г., Aker Kvaerner поставил шесть систем защиты. Они
должны обеспечивать работоспособность при давлении у
устья скважины на уровне 7,4 МПа и температуру потока
157,22 градуса по Цельсию (www.offshore-mag.com). Каждая
система включает по четыре датчика давления, логический
блок с гидравлическим приводом, двухдюймовые клапаны
для каждого из шести трубопроводов. Запорные клапаны,
поставляемые Dresser-Ringo, спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать герметизацию в обоих направлениях. Снижение гидравлического давления приводит к
закрытию клапанов, что означает, что система безопасна в
использовании.
Впервые опубликовано в журнале Valve World
http://www.valve-world.net/, volume 12, issue 5,
июнь-август 2007 г., с.54 .
Материал подготовлен к публикации
Исполнительной дирекцией НПАА
Перечень шельфовых месторождений
Дата
Описание
Глубина
Владелец
Поставщик
Америка
июнь
2006
Принято решение о разработке нефтегазового месторождения
Shenzi, Мексиканский залив.
Первая нефть ожидается к середине 2009
4,300 фт
BHP Billiton/ BP,
Hess
INTEC
Engineering;
Technip
сентябрь
2006
Принято решение об исследовании Аргентинского глубоководного континентального шельфа, Мексиканский залив
200-3,000 м
Petrobras/Enarsa
сентябрь
2006
Скважина Jack 2 в Мексиканском заливе.
Коммерческая продукция в 2008
7,000-28,000 фт
RepsolChevron/
Devon
Energy,Statoil
октябрь
2006
Проект Perdido Regional Host. Первая нефть ожидается к 2010 г.
8,000 фт
Shell/Chevron,BP
Technip;FMC
октябрь
2006
3 вертикальных трубопровода для шельфа Бразилии
700, 2,000, 2,400 м
Petrobras
Aker Kvaener
январь
2007
10 трубопроводов,6 вертикальных трубопроводов,
25 перемычек; установка 5 подводных кабелей и 4 коллекторов
для месторождения BC10 в Бразилии
1600-2000 м
Shell
Subsea7
декабрь
2006
Принятие плана разработки нефтяного месторождения
Cascade and Chinook; Мексиканский залив: 3 скважины,
принадлежащие FPSO. Производство начнется в 2009
8,200-27,000 фт
Petrobras/Devon
Energy
декабрь
2006
Устьевой трубопровод и вертикальный трубопровод
для месторождения Bass Lite,Мексиканский залив
6750 фт
Mariner Energy
Technip; FMC
январь
2007
Подготовка для подводной работы на месторождении Goteha,
Мексиканский залив
7,250-8,100 фт
Total/Nexen
INTEC
Engineering
февраль
2007
Подводные разработки на месторождении Blind Faith
7,000 фт
Chevron
INTEC
Engineering
март
2007
Арматура для месторождения Roncador, Бразилия. Напорные и
вертикальные трубопроводы для месторождений Ursa и Princess,
Мексиканский залив
1,740 м
Petrobras
Technip
март
2007
Напорный трубопровод для месторождения Canapu, Бразилия
3,780 фт
Shell
Technip
апрель
2007
22 установки фонтанной арматуры,
системы контроля и т.п для Бразилии
1,608 м
Petrobras
INTEC
Engineering
апрель
2007
План Plangas
Petrobras
Cameron
апрель
2007
18 установок фонтанной арматуры
Petrobras
Aker Kvaener
Африка
июнь
2006
Фонтанная арматура для шельфа Западной Африки
Aker Kvaener
июнь
2006
Запуск глубоководного проекта SURF для шельфа Анголы.
Начался в 2008
Aoergy
февраль
2007
2 подводных исследования проведены на блоке 32,
шельф Анголы
1977 м
Total/Marathon,
Sonangol,
Esso,Petrogal
3 (54) 2008
95
КОМПАНИИ И РЫНКИ
Перечень шельфовых месторождений
Дата
Описание
апрель
2007
Подводное исследование проведено на месторождении Miranda
на блоке 31, шельф Анголы
Глубина
Владелец
Поставщик
2436 м
BP/Total,
Marathon
Production,
Angola, Sonagol,
Esso,Statoil, TEPA
Азия
июнь
2006
Оборудование для бурения при ультра-глубоководном
погружении в Южной Корее. Доставка запланирована в 2009
Daewoo
Aker Kvaener
июнь
2006
Первая Китайская глубоководная скважина Liwan 3-1-1 в Pearl
River Mouth Basin, 250 км на шельфе Гонконга
1500 м
Husky
сентябрь
2006
Оборудование для ультра-глубоководного погружения
«ENSCO 8502»
ENSCO
International
октябрь
2006
Контракт на оборудование при бурении
на ультра-глубоководном погружении
Daewoo
Aker Kvaener
ноябрь
2006
Разведка глубоководного месторождения в Индии, Какинада
400-2,700 м
DNV
январь
2007
Система подводной добычи для Индии
1100-1400 м
Aker Kvaener
январь
2007
Глубоководное полупогружение
3000 м
PetroRig III
Jurong
Shipyard
апрель
2007
Подводная добыча для KG-D6, в бассейне Krishna-Godvari
за Индийским побережьем. Доставка в конце 2007
2,297-5,577 фт
Reliance
Aker Kvaener
Chevron/Shell
Keppel FELS
Австралия
август
2006
96
Исследование Exmouth Plateau, шельф Западной Австралии
3 (54) 2008