Лекция №3.    Поисково-разведочные работы  на   шельфе (геофизика).

                                          Элементы гидрогеологического режима.

Сложные в техническом отношении, весьма дорого­стоящие и связанные со значительным риском операции по раз­работке месторождений нефти и газа шельфовых зон морей и океа­нов включают целый комплекс взаимосвязанных этапов.

Разведочные работы. Проводимые с целью определения место­нахождения геологических структур, в которых возможно скопле­ние нефти и газа, разведочные работы осуществляют в три фазы:

-региональные исследования с целью выделения перспективных геологических информаций;

-изучение общих черт геологического строения, оценка пер­спектив нефтегазоносности и  подготовка площадей геологогеофизическими методами к поисковому бурению;

-подготовка месторождений (залежей) к разработке с подсчетом запасов по промышленным категориям.

  В первый фазе используют методы гравиметрической и магнит­ной разведки, включая фотографирование поверхности Земли со спутников и измерения при помощи средств инфракрасной техники.

Во второй фазе производят поисковые и. детальные геолого-геофизические работы. Для этих целей используют другие методы разведки — сейсмические исследования, изучение проб, взятых со дна моря. Вторая фаза включает также структурное и парамет­рическое бурение.

Рекомендуемые материалы

Третья фаза разведочных работ является завершающей и ведет к открытию месторождения (глубокое разведочное бурение). При этом производят оконтуривание месторождения, испытание сква­жин и подсчет запасов нефти и газа.

Элементы гидрогеологического режима.

Освоение морских нефтяных и газовых месторождений ко­ренным образом отличается от разведки и разработки их на суше. Большая сложность и специфические особенности про­ведения этих работ в море обусловливаются окружающей сре­дой, инженерно-геологическими изысканиями, высокой стоимо­стью и уникальностью технических средств, медико-биологиче­скими проблемами, вызванными необходимостью производства работ под водой, технологией и организацией строительства и эксплуатации объектов в море, обслуживанием работ и т. п.

Особенностью континентального шельфа нашей страны явля­ется то, что 75% акваторий расположено в северных и аркти­ческих районах, которые продолжительное время покрыты льда­ми, а это создает дополнительные трудности в промышленном освоении. Окружающая среда характеризуется гидрометеороло­гическими факторами, определяющими условия проведения работ в море, возможность строительства и эксплуатации нефтепро­мысловых объектов и технических средств.

Основные из них:

§ температурные условия

§ ветер

§ волнения

§ течения

§ уровень воды

§ ледовый покров морей

§ химический состав воды и др.

Учет этих факторов дает возможность оценить их влияние на эконо­мические показатели поисково-разведочных работ и морской до­бычи нефти и газа. Строительство морских нефтепромысловых сооружений требует проведения инженерно-геологических изы­сканий морского дна. При проектировании фундаментов неф­тепромысловых сооружений особое внимание уделяют полноте и качеству инженерно-геологических изысканий грунтов на месте и в лабораториях. Достоверность и полнота данных в значитель­ной мере определяют безопасность эксплуатации сооружения и экономичность проекта.

С увеличением глубин моря резко возрастает стоимость раз­работки месторождений. На глубине 30 м стоимость разработки в 3 раза выше, чем на суше, на глубине 60 м — в 6 раз и на глубине 300 м — в 12 раз.

В последние годы проводятся большие научно-исследователь­ские работы и опытно-промышленная эксплуатация, как отдель­ных  узлов,  так  и  целых  комплексов  оборудования  подводной эксплуатации скважин. Особого внимания заслуживает подвод­ная эксплуатация морских месторождений в ледовых условиях. Это обусловлено устранением возможных действий льдов на тех­нические средства, уменьшаются навигационная опасность, пожароопасность и обеспечивается экономичность разработки мес­торождения.

Проблемой пока являются прокладка и особенно обследова­ние, и ремонт подводных трубопроводов в межледовый период. Эксплуатация морских технических средств, и в основном тех­ники для подводных методов разработки, требует обеспечения безопасного ведения подводно-технических работ при ремонте и осмотре подводной части плавучих средств и гидротехнических сооружений. Наряду с решением технических вопросов необхо­димо решать ряд задач по медико-биологическому обеспечению жизнедеятельности человека, в том числе в экстремальных усло­виях, а также задач медико-технических аспектов тепловой за­щиты жизнедеятельности человека при проведении работ под водой.

Разведка и разработка морских нефтяных и газовых место­рождений — сложные в техническом отношении операции, весьма дорогостоящие и связанные со значительным риском. Основ­ные проблемы при освоении этих месторождений — проблемы техники и технологии производства этих работ.

Работы  по разведке  и  разработке  морских  месторождений обычно ведутся в два этапа:

Ø На первом этапе производятся гео­логоразведочные работы в межледовый период, и в этом случае, возможно,  применять технику,  которая  работает  в  умеренных зонах. 

Ø На втором этапе, при разработке месторождений, т. е. добыче, подготовке и транспорте нефти и газа, вследствие не­прерывного производственного цикла, при котором процесс дол­жен вестись круглый год, в том числе зимой, когда  море по­крыто льдом, требуется уникальная и надежная техника, техни­ческие и технологические параметры и конструктивные решения которой   обусловливаются  требованиями   высокой   надежности, долговечности, обеспечивающими безопасность работ в каждом конкретном районе.

Одно из основных  условий успешного решения  проблемы обустройства- наличие достаточной по объему и качеству информации  об окружающей среды.  Темпы роста данных наблюдений в мировом океане весьма высоки, что обеспечивает удвоение объема накапливаемой информации  каждые 5-6 лет. Благодаря быстрому развитию космических средств наблюдений ожидается, что в ближайщем будущем продолжительность увеличения информации, возможно, несколько уменьшится.

Тщательное изучение гидрометеорологических  условий наиболее необходимо при осовении нефтяных и газовых месторождений. Это обусловлено тем, что гидротехнические сооружения строятся  и эксплуатируются  в незащищенных акваториях  в тяжелых погодных условиях. В экстремальных условиях окружающей среды сооружения должны выстоять и не разрушиться от воздействий стихии и обеспечить  надежность в работе на весь период эксплуатации месторождения (25-30 лет).

На разных этапах проектирования разработки нефтяных и газовых месторождений требуются  различные объемы гидрометеорологической информации.

На этапе проектирования морских нефтепромысловых сооружений требуются более детальные и в больших объемах данные для определения мест и схемы размещения на площади  месторождения гидротехнических сооружений и степени воздействия среды на них. Сюда входят следующие исходные данные:

- максимальная высота волн и соответствующий им период;

- максимальные значения скорости ветра и течений;

- экстремальные изменения уровня воды с учетом приливов и штормовых нагонов;

- ледровые условия;

- режимные распределения высот, периодов и параметров волн, волн по румбам, скорости и направления ветров и течений;

- профили течений, спектра ветра и  волн, групповые свойства волн;

- ход скорости ветра и параметры волн в типовых и наиболее жестких штормах.

Ветровой режим – основной метеорологический фактор, влияющий на такие гидрологические элементы , как волнение , течение, дрейф льда и т.д. Силу ветра и влияние ее на гидрометеорологическое состояние водного бассейна принято определять по шкале Бофорта.

Морские течения - поступательное движение масс  новой суши  и т.д. Морские течения, оказывающие большое влияние  на циркуляцию атмосферы и климат в различных частях земного шара, вызваны трением ветра  о поверхность моря, неравномерным распределением  солености (а, следовательно, и плотности) воды, изменением атмосферного давления, происходящем за счет притока и оттока морских вод. Различаются морские течения по степени устойчивости: изменчивые, временные, периодические (сезонные), устойчивые; по расположению: глубинные поверхностные, придонные; по физико- химическим и температурным свойствам.

 Волной именуется распространение  колебаний (возмущений) в любой деформированной среде. Из много численных типов волн существенно роль играют ветровые и гравитационные. Наиболее важными для расчетов параметрами являются их длина, высота и частота.

Исследования окружающей среды ведутся по специальным методикам и рекомендациям, разработанным  специальными организациями, обществами и ведомствами с учетом требований отраслей. Фундаментальными исследованиями  занимаются государственные  организации, ассоциации и т.п.

Осн.:  1. [14-18], 5. [280-282]

Доп. : 7. [18-23],

Ещё посмотрите лекцию "Методы активизации творческого мышления" по этой теме.

Контрольные вопросы:

1.В чем заключается сложность освоения морских месторождений?

2. Чем характеризуется окружающая среда?

3. Что входит в гидрометеороло­гические факторы?

4. Какие исходные данные нужны для проектирования нефтегазовых сооружений не море?

5. Дайте определения  ветровому режиму, морским течениям и волнам.