Современные технологии нефтедобычи — Naked Science
17 минут
Discovery Channel

Современные технологии нефтедобычи

Первое археологически доказанное использование нефти уходит глубоко в прошлое: 6000 лет назад ее применяли как вяжущий материал при строительстве стен Вавилона — древнего города на территории современного Ирака. Однако ничуть не меньше связана с нефтью и история нынешнего Ирака.

Нефтедобыча
Нефтедобыча

Подготовительный этап

История проекта началась в 1997 году, когда Россия и Ирак подписали контракт на разработку месторождения, однако из-за санкций ООН, наложенных на Ирак, работы пришлось отложить до 2012 года, когда российская нефтяная компания выиграла тендер и приступила к активной фазе разработки. Сроки реализации проекта были очень сжатыми. За 14 месяцев — 452 дня — планировалось достичь первой нефти и объемов 120 000 баррелей в сутки.

Достаточно амбициозная задача, учитывая, что тип проекта был «грин филд» — то есть с нуля, а работы предстояло вести в неблагоприятных погодных условиях (средняя температура воздуха — 45-50 градусов, внезапные наводнения и песчаные бури) и в обстановке социально-политической напряженности (угроза терроризма и необходимость переговоров с местным населением). Всего в проекте приняли участие представители 20 стран — более 11 тысяч человек.

Работы велись на участке площадью в 340 квадратных километров. Первым этапом стало разминирование всей территории — очистка от снарядов, оставшихся здесь после трех войн. В общей сложности на 120 квадратных километрах саперы обезвредили более 4 тысяч взрывоопасных предметов. Чтобы свести риски к минимуму и значительно ускорить процесс, помимо специально обученных собак и узкополосных детекторов применялись и современные технологии безопасного разминирования — Freeland-3000. У этой машины, похожей на комбайн или экскаватор, вместо ковша — вращающийся барабан, оборудованный металлическими цепями, которые уничтожают встречающиеся на пути бомбы.

Кабина водителя защищена обшивкой толщиной в 7,6 сантиметров, поэтому такая технология не только позволяет зачистить за час 1000 квадратных метров, но и многократно снизить угрозу для жизни. Кроме того, на стадии предварительных работ специалистам необходимо было очистить и дно Евфрата, чтобы провести потом по нему экспортный трубопровод. Для этого была привлечены местные опытные водолазы. Они прочесывали реку на катере и сканировали поверхность гидролокационным прибором под названием «Рыба». Он зондирует дно реки и при обнаружении металла регистрирует отклонение частоты на гидролокаторе, после чего водолазы ныряют в воду и аккуратно извлекают потенциально опасный объект.

Ход работ

В целом, работы на Западной Курне-2 можно разделить на пять фронтов действий, то есть на 5 основных объектов, которые необходимо было возвести: установка подготовки нефти, площадки для бурения скважин, экспортный трубопровод, резервуарный парк и газотурбинную электростанцию, которая бы питала весь проект. Одни из самых главных объектов месторождения — 10 площадок для наклонно-направленного бурения, которое подразумевает сложный пространственный профиль скважин: вертикальный верхний интервал и участки с заданными отклонениями от вертикали. С одной стороны, такой способ считается сложнее обычного вертикального бурения и требует дополнительных расчетов и тщательной инженерной подготовки. С другой — он помогает значительно сократить затраты, позволяет вести работы даже в самых труднодоступных локациях и наносит меньший урон окружающей среде.

Для того чтобы будущая откачка шла быстрее, а время освоения продуктивных горизонтов сократилось, специалисты выбрали кустовой метод бурения. Общая конструкция выглядит так: есть единое общее устье (площадка), от которой расходится разветвленная сеть забоев, и, если мысленно перевернуть картину, получится условный куст. После того как громадная буровая установка прорабатывает одну скважину, она передвигается на 15 метров для бурения следующей. Рабочие выкладывают перед ней рельсы, и при помощи противозадирной смазки 150-тонная установка скользит вперед. Всего на Западной Курне-2 было сделано 23 скважины, каждая из которых, по оценкам, стоит 40 сибирских.

Сердцем Западной Курны-2 (как и на любом месторождении) стала установка подготовки нефти (УПН) — территория площадью 2,5 квадратных километра, грунт под которой предварительно укрепили 13 тысячами бетонных свай. Сюда поступает нефть со всех кустов и очищается от воды, песка и солей. Самые важные элементы УПН — 8 огромных стальных резервуаров — были разработаны в Южной Корее. Чтобы убедиться в герметичности и отсутствии протечек, которые могут возникнуть из-за того, что сталь истончается при сварке швов, была проведена серия предварительных испытаний. В резервуары поочередно закачивали воду, повышали давление до 36 бар и держали его на одном уровне в течение 20 минут. Если бы были дефекты обшивки или сварки — сосуд бы неизбежно взорвался, но качество работы южнокорейских специалистов не вызвало никаких нареканий.

Электростанция — еще один важнейший объект всего проекта. Она обеспечивает энергией всё месторождение, включая жилые помещения, основную площадку УПН и вспомогательное оборудование. Электростанция Западной Курны-2 задумывалась и реализовалась для автономной работы — то есть на газе, который получается в качестве побочного продукта в процессе добычи нефти. Очевидные плюсы такого метода заключаются в его экономичности и сравнительно невысоком уровне влияния на окружающую среду. Огромные объемы электроэнергии обеспечиваются тремя газотурбинными силовыми установками, изготовленными в Италии. Каждый агрегат вырабатывает 42 мегаватта энергии и может питать приблизительно сто тысяч домов. Вся электростанция способна обеспечить энергией целый город вроде Ньюкасла.

Проблемы и их решения

Определенные сложности, связанные, в частности, с задержкой оборудования на таможне и климатическими условиями, вносили свои коррективы в запланированные темпы строительства. Специалистам приходилось искать эффективные пути выхода из форс-мажорных ситуаций и привлекать передовые технологии для соблюдения рекордных сроков работ. При подключении водозабора, необходимого для функционирования УПН, предварительно было срезано 3500 тонн грунта с берега, чтобы река могла подойти к установке.

Но чтобы природные примеси не попали в приемный трубопровод, необходимы мощные фильтры, которые задержались в порту — всего на сутки, но за это время Евфрат успел выйти из берегов и смыть построенную временную дамбу. Трубы водозабора оказались под водой, и устанавливать их пришлось уже водолазам. Фильтры весом полтонны каждый опустили в реку с помощью крана, а затем водолазы прикрепили их болтами. Из-за чрезвычайно загрязненной и мутной среды работать приходилось практически на ощупь.

Привлекать водолазов пришлось и при прокладке экспортного трубопровода по дну Евфрата. Когда были сварены все секции (в сумме — 103 километра), по всей длине установили специальные поплавки. Девять 50-тонных кранов подняли трубопровод и переместили в реку. По первоначальной задумке, как только трубопровод будет правильно расположен (то есть ровно над предварительно вырытой в дне реки траншеей), поплавки обрезаются и трубопровод опускается на дно. Но из-за того, что подрядчики неправильно их закрепили, отделять огромные поплавки пришлось вручную — перерезать стропы под водой отправился один из менеджеров проекта, поскольку ждать команду водолазов не позволяло время.

Возникали сложности и на кустовых площадках. Руководителям приходилось реагировать очень оперативно, поскольку иногда экстренная ситуация опасна не только финансовыми убытками из-за простоя, но и угрозой для жизни. Так, замена неисправного обратного клапана буровой установки чревата тем, что при трении подъемного инструмента для открытия клапана и непосредственно скважины может возникнуть искра, газ воспламенится — и буровая установка загорится. Поэтому действовать приходилось очень медленно и осторожно. Чтобы компенсировать вынужденное отставание по графику, менеджер одной из площадок принял решение заменить бурильное долото на долото с поликристаллическими алмазными вставками из черного синтетического алмаза на острие бурильной. Это дало заметные результаты: скорость продвижения по известняковой породе 1-3 метра в час сменились на 10-15 метров в час.

Такие эффективные меры реагирования и привлечение современных технологий позволили разработать месторождение в рекордные 18 месяцев и достичь первой нефти в запланированную дату. Когда все было почти готово — построена УПН и резервуарный парк, проложен экспортный трубопровод, пробурены скважины, налажено электрообеспечение и все системы прошли тестовые проверки, рабочие были готовы зажечь первый факел. Чтобы сбросить давление и обеспечить приток нефти, необходимо было перфорировать стенки скважины.

Делается это так: в скважину бросается металлическая трубка с небольшим количеством взрывчатки. Штанга перфоратора спускается вниз для активации стреляющей головки, по которой взрывной заряд перекидывается на газ. Сразу после взрыва заряда нефть под собственным давлением начинает подниматься на поверхность — поток направляется в амбар, выкопанный недалеко от буровой. Понять, завершилась ли перфорация, специалистам помогают манометры — если они показывают, что давление растет, значит, нефть поднимается. После того как зажегся первый мощный факел и специалисты поняли, что все работает без нареканий, скважину закрыли — до тех пор, пока УПН не была полностью готова для приема добытой нефти.

Смотрите программу «Большая нефть Ирака» с 12 марта по воскресеньям в 15.00 на Discovery Channel.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
9 часов назад
10 минут
Василий Парфенов

Американские исследователи проанализировали данные опросов молодежи в возрасте от 18 до 23 лет с 2007 по 2017 год и обнаружили несколько факторов, коррелирующих с общей тенденцией к снижению популярности случайного секса, то есть нерегулярных половых связей вне постоянных романтических отношений. Среди наиболее заметных — возросшая вовлеченность в компьютерные игры, жизнь под одной крышей с родителями и меньшее употребление алкоголя.

Вчера, 22:30
9 минут
Мария Азарова

По словам главы компании «Космокурс», пока США уже на прямом пути к туристическим полетам в космос, Россия находится в этом вопросе «на уровне папуасов», главным образом — из-за бюрократии.

Вчера, 18:07
8 минут
Василий Парфенов

В калифорнийском городе Стоктон подвели итоги почти двухлетнего эксперимента по предоставлению уязвимым группам населения безусловного базового дохода в размере 500 долларов в месяц. Вопреки скептицизму критиков, проект обернулся отличным примером пользы подобной поддержки граждан: трудовая занятость на постоянной основе среди получателей платежей выросла на 12% только за первый год, а число безработных снизилось на треть (в контрольной группе — увеличилось на 1%).

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

2 марта
42 минуты
Редакция

Все знают, что нефть — это углеводороды. Но из чего она образовалась? Правда ли, что из динозавров? И сколько миллионов лет нефти, из которой сегодня делают бензин и сотни других важных окружающих нас вещей? Разбираемся, какие запасы нефти залегают в России и сколько их осталось, почему их до сих пор не добыли, а также, как это связано с существами, которые жили миллионы лет назад.

26 февраля
8 минут
Мария Азарова

Математическое моделирование позволило подсчитать, что большинство случаев тяжелого течения коронавирусного заболевания и госпитализаций по этой причине в США оказались связаны с одним из четырех кардиометаболических нарушений, а главным образом — с ожирением.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: