СПОСОБ ПРОМЫСЛОВОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДВОДНОЙ РАЗРАБОТКИ МОРСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ Российский патент 1994 года по МПК B63B35/44 B63G8/00 

Изобретение относится к разработке газоконденсатных месторождений на морских глубинах в условиях сложной метеорологической обстановки, включая ледовые районы Арктики.

Известны различные способы подводной разработки морских месторождений газоконденсата, в том числе и на глубоководных участках в арктических районах.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ комплексной разработки нефти и газа на шельфе арктических морей, основанный на использовании системы средств под единым названием "Текока" ("Нефть, газ и нефтехимия за рубежом", переводное издание журналов США), который включает средства для наведения работ по добыче нефти и газа, операции по их промысловой обработке, хранению, сливу, транспортировке [1].

Добычу нефти и газа осуществляют на морских акваториях с тяжелыми окружающими условиями при глубинах 300 м и более. Заключается в том, что все операции (указанные выше) производят с помощью единой системы-установки, включающей плавучую полупогружную платформу с натяжными опорами и бетонным кессоном, погруженным в воду, которая имеет большое водоизмещение, что обеспечивает снижение различных внешних нагрузок (воздействий). В бетонном кессоне осуществляют сепарацию нефти и газа от воды, из газа извлекают жидкие углеводороды (конденсат). Нефть и конденсат закачивают в хранилище на этом же кессоне, из которого сливают их в надводные танкеры, совершающие челночные рейсы между платформой и берегом. Газ и воду закачивают обратно в скважину.

Данный способ комплексной разработки морских месторождений, хотя и является экономическинедорогим по капитальным вложениям и может быть применен в условиях Арктики, но он имеет преимущества при использовании для месторождений с невысоким уровнем добычи продукта (нефти, газа, конденсата), месторождений с невысокой мощностью и не может быть использован в условиях круглогодичного режима эксплуатации при наличии обширных ледовых полей, айсбергов и на месторождениях с большим дебитом продукта добычи. Для решения этого потребуется значительно увеличить массо-габаритные характеристики бетонных погружных кессонов, что технически неосуществимо в условиях современных заводов без их значительной реконструкции при высоких материальных затратах усложнится также технология сборки, установки и доставки на место добычи с повышением соответствующих затрат на эти операции.

Целью изобретения является повышение эффективности и надежности способа при наименьших затратах на его осуществление.

Достигается это тем, что способ разработки подводных морских месторождений осуществляют с помощью отдельных систем (блоков), снабженных комплексным оснащением для получения готового продукта, каждый из которых устанавливают, закрепляя якорными связями к поверхности морского дна, с возможностью изменения собственной плавучести, переходя из надводного положения в подводное, маневрируя по заданной глубине погружения, в зависимости от состояния моря, климатических и ледовых условий, при этом общая суммарная производительность блоков соответствует заданному уровню добычи и ресурсу по мощности месторождения. Их размещают на технологически допустимом минимальном расстоянии от устьевого оборудования, заранее смонтированного на донной плите с возможностью подэтапного ввода каждой подводной скважины с последующей подачей продукта добычи в подводную эксплуатационную магистраль на блоки получения готового продукта с дальнейшим отводом готового продукта в подводную транспортную магистраль с возможностью его подэтапного отбора хранения, транспортировки и т.п. При этом обслуживание всего подводного промысла осуществляют с помощью подводных аппаратов и подводного судна обслуживания, в том числе и для исключения аварийных ситуаций. Существенность отличия предлагаемого способа состоит в то, что обеспечена возможность подводной комплексной разработки практически любых крупных морских месторождений, в частности газоконденсатных, на больших глубинах с исключением зависимости от внешних факторов (метеорологических, климатических, ледовых, волновых), включая сложную ледовую обстановку. При этом для создания средств производства (осуществления) способа обеспечена возможность использования технических и производственных мощностей заводов страны с дальнейшим комплексным обслуживанием всего подводного промысла, включая добычу, обработку и доставку продукта.

На фиг. 1 приведена схема (пример) устройства подводного газоконденсатного месторождения; на фиг. 2 - то же, объемное изображение в качестве примера для Штокмановского газо-конденсатного месторождения; на фиг. 3 - подводное судно обеспечения при выполнении одной из операций.

Схема осуществления способа содержит средства подводного помысла, каждое из которых выполняет следующие задачи. Донная плита с устьевым оборудованием 1 служит для отбора добываемого продукта из подводных скважин. Блок управления и энергоснабжения 2 предназначен для выработки электроэнергии и подачи ее на все энергопотребители подводного промысла и управления им. Блок промысловой обработки 3 предназначен для первичной переработки добываемого продукта. Подводное судно обеспечения 4 используется для подводных профилактических, ремонтных, спасательных работ на промысле. Подводная емкость 5 конденсата служит для его хранения. Погружной причал 6 предназначен для передачи конденсата из подводной емкости 5 на танкер 7, используемый для челночных рейсов промысел-берег. Промежуточная компрессорная станция 8 для поддержания постоянного давления в транспортной магистрали при значительном расстоянии до потребителя (свыше 300 км). Эксплуатационная магистраль 9 служит для подачи продукта добычи от донной плиты с устьевым оборудованием 1 на блок промысловой обработки 3. Транспортная магистраль 10 - для подачи продукта промысла к потребителю.

Способ осуществляют в следующей последовательности операций. В районе предполагаемой добычи на морском дне устанавливают донную плиту 1, в которой с помощью морской буровой платформы или бурового судна производят разработку скважин (не показано). Обустраивают скважины, устанавливают устьевое оборудование, фонтанную арматуру, трубопроводы и т.п., располагаемые на донной плите 1. На минимально допустимом технологически расстоянии от донной плиты на якорных связях устанавливают блоки промысловой обработки, снабженные функциональным оборудованием и за счет изменения собственной плавучести в зависимости от состояния моря и ледовых условий их переводят на необходимую глубину, маневрируя в пределах заданной глубины. Количество блоков определяют по заданному уровню добычи, а ресурс - по мощности месторождения, при этом общая суммарная производительность их равна уровню добычи промысла.

Блоки промысла обработки 3 соединяют с донной плитой 1 эксплуатационной магистралью 9 для подачи в них продукта добычи с возможностью поэтапного ввода последних и с транспортной магистралью 10 для подачи продукта промысла потребителю с возможностью поэтапного сбора, отбора, хранения и т.п.

Осуществляют постоянное комплексное обеспечение подводного промысла с помощью обеспечивающего судна, подводных аппаратов и т.п., включая исключение аварийных ситуаций, спасение людей и др. операции для выполнения комплексного обеспечения.

Пример выполнения способа дается на основе приведенной схемы на фиг. 1 и фиг. 2 и технологических и конструктивных проработок применительно к морскому Штокмановскому газоконденсатному месторождению, имеющему заданный уровень добычи газа соответственно 20, 30 и 40 млр м/год при ресурсной базе-мощности месторождения, оцениваемой в 4 х 10¹² м³ газа с содержанием в нем конденсата 16-20 г/м при глубине моря в этом районе 300-350 м.

Донная плита 1 (на фиг. 2 - 2 шт) установлена на морском дне и имеет 10-12-ть пробуренных скважин, оборудованных устьевым оборудованием, уровень добычи газо-конденсата 27 млн м³ в сутки (10 млрд м³/год) каждая.

Для переработки такого количества продукта добычи установлено два блока промысловой обработки 3, соединенные эксплуатационной магистралью 9 с донной плитой 1, на минимально допустимом технологически расстоянии от последней не более 1 км. Блоки 3 прикреплены к подводному грунту при помощи якорных связей с возможностью изменения собственной плавучести. В каждом блоке промысловой обработки 3 происходит первичная переработка продукта добычи методом низкотемпературой сепарации с разделением газа и конденсата, который поступает затем по трубопроводу в подводную емкость 5. Из емкости 5 конденсат периодически откачивают через погружной причал 6 в танкер 7 для установки на берег. Газ из блоков 3 отводят потребителю. При транспортировке газа на расстояние свыше 300 км в составе транспортной магистрали предусмотрены компрессорные станции 8 для поддержания постоянного рабочего давления в магистрали 10. Блок управления и энергоснабжения 2 осуществляет все функциональные мероприятия по подводным кабелям всех подводных стационарных средств промысла. В качестве подводного судна обеспечения 4 использовано судно водоизмещением около 5000 т, длиной 119 м, шириной 11 м, глубиной погружения 500 м, автономностью 40 сут, оснащенное колоколом для доставки под водой обслуживающего персонала, средствами жизнеобеспечения, ЗИПа, автономным транспортно-спасательным аппаратом для инспекции подводных сооружений и коммуникаций, подводных работ, транспортировки водолазов, эвакуации персонала, обитаемым рабочим подводным аппаратом для монтажных и ремонтных работ, подъема и транспортировки грузов, глубоководным водолазным комплексом для работ на глубинах до 500 м, грузовым захватным устройством и др. средствами.

Описанный пример выполнения способа наглядно показывает возможность подводной промысловой разработки практически любых по мощности газоконденсатных месторождений, включая тяжелые условия Арктики, с высокой надежностью для людей и техники.

Способ промысловой комплексной подводной разработки морских месторождений, преимущественно газоконденсата в ледовых условиях, включающий поэтапную добычу продукта промысла, первичную отработку в подвижном положении с помощью функционального оборудования, временное хранение и доставку на поверхность, причем эти задают уровень добычи, ресурс по мощности месторождения и пределы глубины расположения блоков промысловой обработки с размещенным на них функциональным оборудованием, в этих пределах за счет изменения собственной плавучести перемещают блоки промысловой обработки на оптимальную глубину, при этом количество блоков промысловой обработки определяют по их суммарной производительности, соответствующей уровню добычи и ресурсу по мощности месторождения, нижним пределом расположения блоков промысловой обработки является технологически минимально доступное расстояние от данной плиты с устьевым оборудованием скважины. 3 ил.

СПОСОБ ПРОМЫСЛОВОЙ КОМПЛЕКСНОЙ ПОДВОДНОЙ РАЗРАБОТКИ МОРСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ преимущественно газоконденсата в ледовых условиях, включающий добычу продукта промысла, первичную обработку в подводном положении с помощью функционального оборудования, временное хранение и доставку на поверхность, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности при наименьших затратах путем разработки подводных месторождений любой мощности при помощи гибкого регулирования средствами, осуществляющими разработку с использованием комплексного подводного обеспечения, задают уровень добычи, ресурс по мощности месторождений и пределы глубины расположения блоков промысловой обработки с размещенным на них функциональным оборудованием, в этих пределах за счет изменения их собственной плавучести перемещают блоки промысловой обработки на оптимальную глубину, при этом количество блоков промысловой обработки определяют по их суммарной производительности, соответствующей уровню добычи и ресурсу по мощности месторождения, нижним пределом расположения блоков промысловой обработки является технологически минимально допустимое расстояние от данной плиты с устьевым оборудованием скважин, а добычу продукта промысла, первичную обработку, временное хранение и доставку на поверхность производят поэтапно в соответствии с вводом каждой последующей подводной скважины.