Размещено на http://www.allbest.ru

Содержание

• Введение
• 1.Причины аварий
• 2.Особенности морской добычи нефти
• 3.Характеристика полупогружной буровой установки Glomar Arctic IV
• Заключение


Введение

В последние десятилетия наблюдается активизация процессов добычи нефти на шельфах морей и, как следствие, увеличение объёмов транспортировки нефти и нефтепродуктов как морскими, так и сухопутными путями. Процессы добычи, транспортировки и хранения нефти и нефтепродуктов сопряжены с повышенной экологической опасностью возникновения аварийных ситуаций, влекущих за собой потенциальную угрозу для здоровья и жизни людей, окружающей среды, объектов хозяйственной деятельности. В этой связи весьма актуальными являются исследования по оценке и управлению экологическими рисками.

Существует ряд работ, посвящённых вопросам оценки экологического риска. Однако имеющийся инструментарий не достаточен для объективной, научно-обоснованной оценки уровня экологического риска аварийных разливов нефти и нефтепродуктов на морских акваториях и использования этой оценки в целях эффективного управления. Анализ нормативно-законодательной базы показал, что на сегодняшний день отсутствует комплексная система законодательно утвержденных документов, охватывающая все стороны экологических правонарушений и мер борьбы с ними, включая экономико-правовые инструменты защиты окружающей среды от аварийных загрязнений нефтью и нефтепродуктами на морских акваториях.

Всё это обусловливает особую актуальность и важность разработки методики оценки экологических рисков - основополагающего, начального звена в процессе управления рисками возникновения аварийных разливов нефти и нефтепродуктов.



1.Причины аварий

При добыче газа и нефти на морском шельфе неизбежно сопутствуют различного рода аварии. Это источники сильного загрязнения морской среды на всех стадиях проведения работ. Причины и тяжесть последствий таких аварий могут варьироваться очень сильно, это зависит от конкретного стечения обстоятельств, технических и технологических факторов. Можно сказать, что каждая отдельная авария разворачивается по своему собственному сценарию.

Самые типичные причины - это поломка оборудования, ошибки персонала и чрезвычайные природные явления, такие как ураганный ветер, сейсмическая активность и многие другие. Основная опасность таких аварий, разливы или выбросы нефти, газа и массы других химических веществ и компонентов, ведет к тяжелейшим последствиям для окружающей среды. Особенно сильное влияние такие аварии оказывают, случаясь неподалеку от берега, на мелководье. [1]

Аварии на стадии бурения - связаны, в первую очередь с неожиданными выбросами жидких и газообразных углеводородов из скважины в результате прохождения буром зон с повышенным давлением. Пожалуй, только разливы нефти с танкеров, могут сравнится с такими авариями по силе, тяжести, а также частоте. Их условно разделяют на две основные категории. Первая включает в себя интенсивный и длительный фонтанообразный выброс углеводородов, что случается, когда давление в зоне бурения становиться ненормально высоким и обычные методы заглушки не помогают. Это особенно часто происходит при разработке новых месторождений. Именно такая авария случилась при разработке месторождения Сахалин-1.

Второй тип происшествий связан с регулярными эпизодами утечки углеводородов в течение всего времени бурения. Они не так впечатляющи, как достаточно редкие случаи фонтанирования, однако влияние, оказываемое ими на морскую среду вполне сравнимы, в силу их частоты.[1]

Случаются и аварии на трубах. Сложные и протяженные подводные

трубопроводы были и остаются одним из основных факторов экологического риска при добыче нефти на шельфе. Причин тому несколько, они разнятся от дефектов материала и его усталости, до тектонических движений дна и повреждения якорями и донными тралами. В зависимости от причины и характера повреждения, трубопровод может стать источником как небольшой, так и крупной утечки или выброса нефти. Необходимо также учитывать, что наземные трубопроводы, в случае аварии на них, также могут оказать влияние на морские экосистемы, так как загрязненная речная или подземная вода может попасть в море.[1]

При разработке морских месторождений нефти и газа понимают систему организационно-технических мероприятий, обеспечивающих рациональное извлечение жидких и газообразных углеводородов из месторождений, расположенных под дном морей и океанов. Эти мероприятия включают в себя поисково-разведочные работы, бурение скважин, строительство надводных и подводных сооружений для добычи, сбора и транспортировки нефти и газа потребителям.[1]

Работами по добыче нефти и газа охвачены огромные акватории Мирового океана. Основные запасы нефти и газа и их добычи приходятся на континентальный шельф. Более 500 залежей разрабатывается у побережья США, около 100 - в Северном море, более 40 - в Персидском заливе.[1]

Начало морской добычи нефти относится к 20-м годам 19 века, когда в районе г. Баку в 20-30 м от берега сооружали изолированные от воды колодцы, из которых черпали морскую нефть из неглубоко залегающих горизонтов. Обычно такой колодец эксплуатировался несколько лет.[1]

Первый в мире морской нефтепромысел появился в 1924 году около г. Баку, где начали вести бурение скважин в море с деревянных островков, которые позднее стали крепить стальными сваями, цементируемыми в морском дне. B конце 1940-x - начале 1950-x гг. на Каспии широкое применение получил эстакадный способ добычи нефти. Подобные морские нефтепромыслы при глубине моря 15-20 м были сооружены также в Мексиканском заливе и в Венесуэле. Строительство плавучих технических средств для освоения морских месторождений нефти началось в основном в 1950-x гг. с создания буровых платформ. Систематические поиски нефтяных месторождений на акваториях морей и океанов были начаты в 1954 году. B 1965 г. всего 5 стран мира осуществляли морскую добычу нефти, в 1968 г.

Особое значение приобрело Северное море, где в течение лишь одного десятилетия прошли все стадии поиска и разведки и началась интенсивная эксплуатация нефтяных и газовых месторождений.[1]

B общую систему по добыче нефти и газа на морских нефтегазовых промыслах обычно входят следующие элементы: одна или несколько платформ, с которых бурятся эксплуатационные скважины; трубопроводы, соединяющие платформу с берегом; береговые установки по переработке и хранению нефти, погрузочные устройства.

Развертывание работ по добыче нефти в море потребовало создания комплекса специализированных технических средств, принципиально отличающихся от традиционных. K ним относятся: плавучие буровые установки (ПБУ) различных типов и буровые суда; стационарные платформы для бурения эксплуатационных скважин; суда снабжения буровых платформ; специализированные несамоходные грузовые суда для доставки секций стационарных установок к месту монтажа; средства для строительства морских трубопроводов; плавучее грузоподъемное и монтажное оборудование; хранилища добытой нефти и газа. B ряде акваторий ведется разработка месторождений нефти и газа c расположением устьевого оборудования скважин на дне морей. Такие скважины широко эксплуатируются компаниями США на глубине до 250 м и более.[1]

Новым направлением подводной добычи нефти является создание подводных эксплуатационных комплексов, на которых созданы нормальные атмосферные условия для работы операторов. Оборудование и материалы (цемент, глина, трубы, агрегаты и др.) доставляются на буровые платформы судами снабжения. На них устанавливаются также декомпрессионные камеры и необходимое оборудование для проведения водолазных и ряда вспомогательных работ. Добытая нефть транспортируется на берег с помощью морских трубопроводов, которые прокладываются в открытом море с помощью специализированных судов-трубоукладчиков.

Наряду с трубопроводами используются системы с рейдовыми причалами. Нефть к причалу поступает по подводному трубопроводу и далее по гибким шлангам или стоякам подается к танкерам. Известно три основных типа рейдовых причалов: в виде одиночного буя с гибкой связью с танкером; в виде шарнирно-закрепленной на дне башни и гибкой связи; с жесткой связью буя с танкером, используемым для обработки и хранения нефти. При значительном удалении отдельных скважин от берега используются также плавучие или погруженные резервуары.[1]

Работы по морской добыче нефти и газа характеризуются высокой интенсивностью. Ежегодно на шельфе бурится 900-950 поисково-разведочных скважин суммарной проходкой около 3 млн. м и 1750-1850 эксплуатационных скважин общим метражом 4,4-4,7 млн. м. Затраты на бурение на глубине 20-30 м превышают аналогичные затраты на суше примерно в 2 раза, на глубине 50 м - в 3-4 раза, а на глубине 200 м - в 6 раз. Существенно выше и затраты на прокладку трубопроводов (в 1,5-3 раза), а также постройку нефтехранилищ (в 4-8 раз). Стоимость ежегодно добываемой за рубежом морской нефти и газа оценивается в 60 млрд. долл. Обычно в мировой практике в общую стоимость нефти включаются также затраты на геологоразведочные работы.[1]

Бурение на нефть и газ в арктических условиях имеет свои особенности и зависит от ледовой обстановки и глубины моря. Существует три способа бурения в этих условиях: с плавучего судна; со льда; с установленной на дне платформы или судна, способных противостоять действию льда. Большой опыт по бурению со льда накоплен в Канаде, где бурят на глубине до 300 м. При отсутствии мощного ледового основания и значительных глубинах применяются массивные плавучие кессонные конструкции, оснащенные подруливающими устройствами, способные функционировать большей части года и противостоять действию движущегося льда, волн, ветра и течений. Для раскалывания крупных льдин и отвода айсбергов служат вспомогательные суда. При наличии крупных айсбергов, отвод которых затруднен, кессонная эксплуатационная конструкция отсоединяется от дна и отводится в сторону при помощи подруливающих устройств.[2]

Нефтедобывающая платформа Glomar Arctic IV построена в 1983г. Заказчик GlobalSantaFe разработчик Friede & Goldman. Платформа является полупогружной.[3]

Это самое современное поколение морских платформ - Хполупогружные. Это гигантские понтоны с вертикальными стабилизационными колоннами, остойчивость которых регулируют заполнением балластных емкостей в горизонтальных погружных поплавках. Осадка платформы в рабочем состоянии составляет 15-25 м. На рис. 1.1 -а показан внешний вид первого поколения полупогружных платформ, на рис. 1.1- б - вид современной платформы с улучшенными навигационными характеристиками. Полупогружные платформы используют для бурения скважин при глубине вод, не доступной для стационарных и самоподъемных буровых оснований. В 2000 г. эта глубина составляла уже 1100 м, а двумя десятилетиями раньше - всего 500 м.

Фиксация платформы над устьем скважины обеспечивается якорями и динамической системой стабилизации - несколькими двигателями, которые позволяют основанию маневрировать в зависимости от действия ветра, волн и течений, сохраняя нужное положение. Существует целая наука о якорях. Экспериментально установлено, что лучше всего якоря закрепляются в мягких грунтах, причем они глубже внедряются в грунт, если лапа может вращаться рис.1.2. Прочной установке и стабилизации якоря способствует также его большая масса, до 30-50 т .[3]

а б

Рис.1.1 Конструкции полупогружных платформ:

а - первые конструкции; б - современные с улучшенными навигационными характеристиками

Рис.1. 2. Закрепление якоря шарнирной конструкции:

1 - открытие лапы; 2 - проникновение в грунт;

3 - захоронение лапы;4 - стабилизация якоря в процессе протаскивания.

Полупогружную платформу при бурении иногда крепят ко дну натяжными опорами. В этом случае обеспечивается хорошая фиксация платформы над точкой бурения. Одиночные скважины и кусты скважин, закрепленные на донных платах, обвязывают единой системой трубопроводов. Действующая система сбора продукции на морском промысле в Мексиканском заливе показана на рисунке 1.3.[3]

Рис.1. 3. Схема подводного закачивания скважин:

1 - панель дистанционного управления; 2 -манифольд; 3 - замерное эксплуатационное оборудование; 4 - стояк 275мм; 5 - эксплуа-тационная платформа; 6 - поверхность моря; 7 - скважины; 8 - возможный вертикальный вход в скважину; 9 - насосно-компрессор-ные трубы; 10 - затрубное пространство; 11 - задвижки; 12 - подводное оборудование устья скважины для .компрессорной эксплуа-тации; 13 -манифольд гидравлической линии для управляющих задвижек; 14 -пробка; 15 - продуктивный интервал; 16 - установочный патрубок; 17 - пакер; 18 - обсадная колонна; 19 - выкидные линии; 20 - дно океана; 21 - заглубленный трубопровод до берега или до центральной платформы; 22 - гидравлические линии для управляющих задвижек.

2.Особенности морской добычи нефти

Геологи исследуют как сушу, так и акватории морей и океанов. Если месторождение находят близко к берегу -- в прибрежной зоне, то с суши в сторону моря строят наклонные разведочные скважины. Месторождения, которые находятся дальше от берега, относятся уже к зоне шельфа. Шельфом называют подводную окраину материка с таким же геологическим строением, как у суши, и границей его является бровка -- резкий перепад глубины. Для таких месторождений используют плавучие платформы и буровые установки, а если глубина небольшая -- просто высокие сваи, с которых ведется бурение.

Для добычи углеводородов на морских месторождениях существуют плавучие буровые установки -- специальные платформы -- в основном трех видов: гравитационного типа, полупогружные и самоподъемные рис.2.1.[4]

Рис.2.1.Платформы различных типов



Для небольших глубин - самоподъемные платформы представляют собой плавучие понтоны, в центре которых установлена буровая вышка, а по углам-- колонны-опоры. На месте бурения колонны опускаются на дно и углубляются в грунт, а платформа поднимается над водой. Такие платформы могут быть огромными: с жилыми помещениями для рабочих и экипажа, вертолетной площадкой, собственной электростанцией. Но используют их на небольших глубинах, и устойчивость зависит от того, какой грунт на дне моря рис.2.2.[4]

Рис.2.2 Самоподъемная платформа

Где глубже - полупогружные платформы используют на больших глубинах. Платформы не поднимаются над водой, а плавают над местом бурения, удерживаемые тяжелыми якорями рис.2.3.[4]

Рис.2.3Полупогружные платформы

Буровые платформы гравитационного типа наиболее устойчивы, так как имеют мощное бетонное основание, опирающееся о морское дно. В это основание встроены колонны для бурения скважин, резервуары для хранения добытого сырья и трубопроводы, а поверх основания располагается буровая вышка. На таких платформах могут жить десятки и даже сотни рабочих рис 2.4.

Рис.2.4 Буровые платформы гравитационного типа.

3.Характеристика полупогружной буровой установки Glomar Arctic IV

Дизайн: Фриде & Гольдман Л-907 Усиленной Лидерах

Производительность: глубина воды--3,000'; глубина бурения--25,000'.

Буровое Оборудование: Лебедка--Попутного Е-3000;

Насосы--Скважинные Три В-1700;

Премьер-грузчики--четыре ОЕМ дизелей;

Поворотный Стол--Попутного 491/2";

Верхние привода Варко ТДС-4ч.

Системы ПБ две 183/4", 15,000-пси; два 183/4", 10,000-пси annulars.

Швартовка: восемь 26,500 фунтов якоря, каждый Вт/5,100' из 3" цепь с 31/2" с кабельными вставками.

Кварталы: 106 человек.

Переменная нагрузка: 3,000 ЛТ.

Хранение: грязь & СМТ оптом--15,500 МВ; жидкая грязь--2,374 баррель; базовое масло--1,100 барр.; Топливо--10,350 барр.; вода для бурения--9,000 баррелей; питьевой воды--1,670 баррель.

Корпуса: 217 х 164 х 116'.

Деррик: 195', 1,400,000 фунтов крышки.

Вертолетная площадка: 85 х 87'.

Краны: два Либхерр 77t, 120' стрелы; одна Либхерр 88t, 80' бум.

Строительство: Раума Репола Oy, Финляндия, 1983г.рис 3.1. [5]

Авария на буровой платформе компании BP в Мексиканском заливе привела одной из самых серьезных экологических катастроф связанных с нефтегазодобычей. Транснациональная компания BP правда в качестве конкретного виновника аварии указывает на швейцарскую фирму Transocean, в свою очередь американцы требуют запретить иностранным компаниям добывать нефть на шельфе США, представляя ситуацию таким образом, что это только низкий технический и технологический уровень иностранных компаний, в частности англичан, мог привести к такой аварии. Складывается впечатление, что в целом в США высочайший технический и технологический уровень нефтегазодобычи, а аварию допустили какие-то швейцарцы, собственно не имеющие опыта работы на шельфе на таких глубинах, да и вообще - где Швейцария и где нефтегазодобыча.

Рис 3.1 Полупогружная бурова установка Glomar Arctic IV

Попробуем разобраться с высочайшим техническим и технологическим уровнем США, да и других западных нефтегазодобывающих компаний. Приведем некую статистику аварий.[6]

Крупнейшие аварии на нефтедобывающих платформах

Март 1980 г. Нефтедобывающая платформа Alexander Keilland в Северном море разломилась в результате "усталости металла" и опрокинулась. Погибло 123 человека.

Сентябрь 1982 г. Нефтедобывающая платформа Ocean Ranger (США) перевернулась в Северной Атлантике, погибло 84 человека.

Февраль 1984 г. Один человек погиб и 2 ранены в результате взрыва на нефтедобывающей платформе в Мексиканском заливе около побережья Техаса. добыча нефть авария буровой установка

Август 1984 г. В результате взрыва и пожара на платформе Petrobras около побережья Бразилии 36 человек утонуло и 17 ранено.

Июль 1988 г. Крупнейшая катастрофа в истории -- на нефтедобывающей платформе Occidental Petroleum's Piper Alpha в результате взрыва, последовавшего за утечкой газа, погибло 167 человек.

Сентябрь 1988 г. 4 человека погибли в результате взрыва и последующего затопления нефтедобывающей платформы, принадлежащей Total Petroleum Co. (Франция), около побережья Борнео.

Сентябрь 1988 г. Взрыв и пожар на нефтедобывающей платформе Ocean Odyssey в Северном море, один человек погиб.

Май 1989 г. Три человека ранены в результате взрыва и пожара на нефтедобывающей платформе Union Oil Co. (США) у берегов Аляски.

Ноябрь 1989 г. Взрыв на нефтедобывающей платформе Penrod Drilling Co. в Мексиканском заливе, ранено 12 человек.

Август 1991 г. Взрыв на принадлежащей Shell нефтедобывающей платформе Fulmar Alpha в Северном море, ранено 3 человека.

Январь 1995 г. Взрыв на принадлежащей Mobil нефтедобывающей платформе около побережья Нигерии, 13 человек погибли.

Январь 1996 г. 3 человека погибли и 2 ранены в результате взрыва на нефтедобывающей платформе Morgan в Суэцком заливе.

Июль 1998 г. 2 человека погибли в результате взрыва на нефтедобывающей платформе Glomar Arctic IV.

Январь 2001 г. 2 человека погибли в результате пожара на газодобывающей платформе Petrobras около побережья Бразилии.

16 марта 2001 г. У берегов Бразилии взорвалась Р-56 - самая крупная нефтяная платформа в мире, которая принадлежала фирме Petrobras. Погибли 10 нефтяников. 20 марта, после серии разрушительных взрывов платформа затонула, нанеся непоправимый ущерб окружающей среде региона и общие убытки, которые по оценкам специалистов (включая упущенную выгоду) превышают миллиард долларов США. В Бразилии это сообщение вызвало массовые протесты: за последние три года на предприятиях компании случилось 99 ЧП.

15 октября 2001 г. По заключениям экологов, развернутое возведение нефтяных платформ на сахалинском шельфе поставило под угрозу популяцию охраняемого серого кита. Нефтяная компания «Сахалинская энергия» начала сброс в Охотское море токсичных отходов своего производства.

22 ноября 2001 г. - нефтяная платформа норвежской компании Statoil оторвалась от буксирного судна и ушла вместе с 70 членами команды в свободный дрейф в Норвежское море. Такие ЧП происходят в этом регионе с регулярностью наступления зимы: предыдущий случай такого рода произошел в Норвежском море в июне 2000 г.

6 декабря 2001 г. - во время шторма нефтяная платформа, установленная в море напротив египетского порта Саид, сорвалась с опор. Около 70 человек, находившихся на ней, были смыты в море, затем платформу понесло к Израилю. В спасательной операции участвовали американские, британские и кипрские вертолеты.

11 мая 2002 г. В 27 милях от Бирмингема в Северном море произошло столкновение рыболовецкого судна «Марбелла» с нефтяной платформой. Только благодаря оперативным действиям спасателей и британских ВВС, которые эвакуировали из зоны ЧП более 100 человек, обошлось без человеческих жертв.

14 октября 2002 г. Авария в системе электроснабжения на бразильской нефтяной платформе П-34 привела к ее крену в 45 градусов и реальной угрозе затопления. Все 76 нефтяников, работавших на ней, были переправлены на соседние платформы. Платформа П-34, принадлежащая компании "Петробраз", расположена на континентальном шельфе в 100 км от берега в штате Рио-де-Жанейро. Ежедневно на ней добывается 34 тыс. баррелей нефти и 195 тыс. кубометров газа.[7]



Заключение

Двадцатое столетие было началом развития работ по добыче нефти и газа на шельфе морей мира (шельф Северного моря, шельф Мексиканского залива, шельф моря Бофорта, шельф Каспийского моря и др.).

Проведены значительные сейсмические и разведочные работы в арктических морях.

Открыты значительные запасы нефти и газа на шельфе морей и океанов, которые являются основой для развития широкомасштабных работ по добыче нефти и газа в XXI столетии и связано с развитием мировой экономики при возрастающей потребности в моторных топливах.

Однако, сдерживающим фактором развития работ на шельфе морей является неподготовленность необходимых технических средств и технологий для разработки месторождений нефти и газа с учетом различных природно-климатических условий, особенно для арктических морей.

Анализ мирового опыта по освоению месторождений нефти и газа на шельфе морей накопленный в XX столетии показал, что существующие технические средства и технологии не отвечают в полной мере разнообразным природно-климатическим условиям, к которым могут быть отнесены:

высокая сейсмичность;

наличие айсбергов;

наличие ледовых полей;

возникновение цунами при землетрясениях;

смерчи и ураганы, усилившиеся в последние годы;

поверхностные течения, как следствие ураганов - из-за высоких скоростей ветра;

вечная мерзлота

глубины моря до 1000м и более.

Участившиеся аварии в ряде регионов служат подтверждением в необходимости решения этой проблемы.

Морская добыча углеводородных компонентов актуальна в наше время.

Ведь недаром геологи озадачились вопросом «Ведь когда-нибудь нефть на суше кончится…и что тогда?»Началось освоение акваторий всемирного океана .Сначала вблизи суши, потом постепенно отдаляясь от береговой линии. Углеводородное сырье играет большую роль в жизни человека. Рабочие специальности, связанные с добычей и переработкой нефти востребованы.Работа хорошо оплачивается ,а также требует исчерпывающих знаний, в силу своей опасности .Но людей не пугает ответственность за свою жизнь и за жизнь людей ,находящихся рядом. Ведь в Нефтяной промышленность крутятся огромные деньги. Особенно в Морской .

Ответственность, будь то материальная ответственность, или ответственность за жизнь ,за произведенные действия, вместе с опасностью прямо пропорциональны заработной плате работников. На таких производствах нередки аварии и всевозможные осложнения.

Но человек верит в свои силы и продолжает освоение морских глубин. Одним словом, совершенству нет предела.

Размещено на Allbest.ru