Морські нафтогазові промисли (, ; ) — технологічні комплекси, призначені для видобутку і збору нафти, газу і конденсату з морських родовищ вуглеводнів, а також для підготовки продукції до подальшого транспортування.
Виснаження найдоступніших і найбагатших родовищ вуглеводнів на суші, труднощі пов'язані з їх видобуванням у віддалених і неосвоєних районах та постійно зростаючі потреби в паливі зумовили необхідність освоєння морських надр. ХХ ст., особливо його друга половина, було часом інтенсивного розвитку дослідження підводних надр морів і океанів на наявність корисних копалин і можливість видобутку нафти і газу в акваторіях Світового океану . Площа водної поверхні Землі перебільшує 2/3 від загальної. Передбачувані геологічні нафтові запаси вуглеводнів дна морів і океанів переважають запаси вуглеводнів на суші. Так, запаси нафти в морських і океанічних колекторах можуть сягати 70 % від сукупних світових обсягів і оцінюються в понад сто мільярдів тонн. З цього обсягу близько 60 % припадають на шельфові ділянки, площа яких складає 27 млн км2. Із близько 400 нафтогазоносних басейнів світу половина простягається на шельфи. Зараз розробляються близько 350 родовищ в різних зонах Світового океану. При цьому переважна більшість розміщуються в межах шельфових районів, а видобуток проводиться, як правило, на глибині до 200 м.
Історія
Див. також Хронологія морського нафтовидобутку до середини ХХ ст.
Першу нафту з дна моря у ХІХ ст. видобував житель Баку Касум–бек, який обладнав два колодязі на віддалі 18; З0 м від берега і захистив їх дошками від дна моря на висоту 1,8 м вище рівня води. Касум–бек черпав нафту відрами більше 20 років, аж поки його споруди не були зруйновані хвилями.
В 1896 році гірничий інженер В. К. Згленицький звернувся в Управління державним майном Бакшинської губернії про виділення йому двох ділянок моря під розвідку, але безуспішно. До свого прохання він доклав оригінальний для того часу проект, згідно з яким передбачалося побудувати споруду спеціального водонепроникного помосту на висоті 12 футів (до 4 м) над рівнем моря зі спуском видобутої нафти в баржі. Кавказьке гірниче управління відхилило прохання Згленицького.
Близько 1891 р. перші нафтові свердловини були пробурені з платформ, побудованих на штабелях у прісних водах Великого озера Сен-Марис (Grand Lake St. Marys State Park), Огайо. Свердловини пробурені невеликими місцевими компаніями Bryson, Riley Oil, German-American та Banker's Oil.
Першу нафтову платформу, яку використовували в прибережних водах, запустили в американському штаті Луїзіана в 1938 році. Першу у світі виключно морську платформу під назвою «Нафтові камені» ввели в експлуатацію в 1949 році на азербайджанському Каспії.
Техніка і технології
Розробляються головним чином нафтові родовища, видобуток здійснюється переважно фонтанним способом (з підтримкою пластового тиску методами заводнення) з подальшим переходом на газліфтний і ін. механізований способи видобутку. Відмінність морських нафтогазових промислів від промислу на суші — необхідність розміщення основного і допоміжного обладнання на морських нафтогазопромислових гідротехнічних спорудах (штучних о-вах, греблях, естакадах, стаціонарних платформах) або на спеціалізованих плавучих установках (в останньому випадку гирла свердловин розташовуються нижче за рівень води, головним чином на дні моря).
Технологічні схеми морських нафтогазових промислів залежать від глибини моря, можливості появи (і товщини) льодових утворень, висоти хвиль, швидкості вітру і ін. природно-кліматичних умов (експлуатація здійснюється г.ч. на незамерзаючих акваторіях до глибин 300—1000 м), а також від фіз.-хімічних характеристик флюїдів, що добуваються, їх запасів, дебіту свердловин.
При глибинах моря до 25 — 30 м морські нафтогазові промисли розташовуються переважно на штучних островах і греблях (до 5 — 10 м), естакадах і ін. спорудах на палях.
На глиб. понад 25-30 м для облаштування морських родов. застосовують в осн. стаціонарні платформи, що складаються з металічної або залізобетонної опорної частини і палуби, на якій розміщують гирла свердловин та промислове обладнання.
На більших глибинах використовують г.ч. платформи: з добувними свердловинами або технологічним обладнанням (для збору і підготовки продукції), енергетичними об'єктами, компресорними станціями, житловими приміщеннями і ін. Глибоководні стаціонарні платформи (глибина понад 80 м), як правило, є багатофункціональними.
Підводна підготовка продукції морських свердловин включає певний перелік обладнання і операцій: — гирлове обладнання; — сепаратори нафти і газу; — систему скидання газу; — пристрій для регулювання роботи клапанів; — контрольно-вимірювальні прилади і системи зв'язку; — джерело електроенергії і системи її розподілення; — трубопроводи і маніфольди; — канатні роботи; — водолазні роботи; — допоміжне судно.
Особливості морського нафтогазовидобування
Освоєння нафтових і газових родовищ на морі значно відрізняється від їх розвідки і розробки на суші. Велика складність і специфічні особливості на морі обумовлені навколишнім середовищем, перешкодами інженерно-геологічним пошукам, унікальністю технічних засобів і їх великою вартістю, технологією і організацією будівництва і експлуатації об'єктів на морі, обслуговуванням робіт, а також медико-біологічними проблемами, які викликані необхідністю робіт під водою. Видобуток нафти на морських ділянках пов'язаний також з низкою зовнішніх несприятливих чинників. Додатковими перешкодами для ефективної роботи на морі є високий показник сейсмічності, айсберги, льодові поля, цунамі, урагани і смерчі, мерзлота, сильні течії та великі глибини.
Протягом ХХ ст. морський промисел зробив величезний стрибок вперед у своєму розвитку. Були відкриті значні запаси вуглеводнів і розроблені ефективні технології які стали основою для проведення робіт в XXI ст. Розвідка і експлуатація підводних родовищ нафти — найзнаменніша для океанів подія нашої епохи, їх «великий час». Море, де буріння досягло тепер найбільшого розмаху — це Північне море, холодне і туманне. Розробка родовищ в північних широтах, де потрібні льодостійкі платформи, зумовила використання кесонних основ, які фактично є штучними островами. Кесон заповнюється баластом, зазвичай — піском. Своєю вагою основа притискається до дна моря.
Сьогодні морське буріння ведеться майже в 70 країнах і охоплює шельфи усіх континентів. Загалом до 2000 р. на шельфі Світового океану відкрито понад 3000 родовищ нафти і газу.
У наш час продовжують бурхливо розвиватися галузі морської технології, які пов'язані з освоєнням морських нафтових і газових родовищ. Загальна нафтогазоносна площа в межах континентального шельфу оцінюється в 13 млрд км², а сумарні видобувні запаси нафти можуть сягати до 100 млрд т. На шельфі виявлені великі запаси газу. На початку XXI ст. 88 % видобувних запасів нафти і газу припадало на сім ділянок Світового океану: Перська затока, Мексиканська затока, Морська затока Маракайбо (Венесуела), Північне море, Море Бофорта в Арктиці, Гвінейська затока, Моря Південно-Східної Азії.
В даний час накопичений значний досвід освоєння шельфових родовищ Каспійського, Середземного, Північного морів, Мексиканської і Перської заток. За останні роки почалось інтенсивне освоєння морських родовищ Анголи, Китаю, Індії, В'єтнаму, Аргентини, Бразилії та ін. Подальший розвиток технічних засобів і технологій дозволив почати пошуки і видобування нафти і газу на більш глибоких водах континентального шельфу, а також на морях, що замерзають. На сучасному етапі розвитку галузі при невеликих відстанях від місця видобутку до узбережжя буряться похилі свердловини. При цьому іноді застосовується передова технологія — телеметричне відстеження траєкторії буріння горизонтальної частини свердловини, що забезпечує високу точність контролю і дає можливість керувати буровим устаткуванням на відстані в кілька кілометрів.
Глибини на морському кордоні шельфу як правило складають близько двохсот метрів, проте іноді доходять до півкілометра. Залежно від глибин і віддаленості від узбережжя при бурінні і вилученні флюїдів застосовуються різні технології. На мілководних ділянках споруджуються укріплені основи, своєрідні штучні острови для установки бурового обладнання. Іноді компанії-оператори окантовують дамбами ділянку роботи, після чого з отриманого котловану відкачується вода.
Якщо відстань до берега вимірюється багатьма кілометрами, то в цьому випадку будують нафтові платформи. Стаціонарні платформи, найпростіші в конструкції, але їх можна використовувати тільки на глибинах в кілька десятків метрів, мілководдя дозволяє закріпити конструкцію за допомогою бетонних блоків або паль.
При глибинах близько 80 метрів застосовуються плавучі платформи з опорами. На більш глибоких ділянках (до 200 метрів), де закріплення платформи проблематично, застосовують напівзаглиблені бурові установки. Утримання таких комплексів на місці здійснюється за допомогою системи позиціонування, що складається з підводних рухових систем і якорів. Якщо мова йде про надвеликі глибини, то в цьому випадку використовують бурові судна. Після завершення буріння на дні встановлюють багатотонний превентор (противикидна система) і гирлову арматуру, що дозволяє уникнути витоку нафти з нової свердловини. Також запускається обладнання для контролю стану свердловини. Закачування нафти на поверхню після початку видобутку здійснюється гнучкими трубопроводами.
Великий прогрес у створенні нових спеціалізованих технічних засобів і технологій в області освоєння шельфу є результатом конкурентної боротьби між великими транснаціональними компаніями та пільгової податкової політи¬ки розвинутих країн світу. Нині нафтогазові компанії світу здійснюють: — морське неглибоке буріння (до 500 м нижче за рівень дна моря) — для пошуку твердих корисних копалин, інженерно-геологічних і структурно-картувальних досліджень, наукових досліджень; — морське глибоководне буріння — переважно для пошуку і освоєння нафтогазових ресурсів Світового океану. Морське буріння здійснюється зі стаціонарних гідротехнічних споруд і плавучих бурових установок. Буріння на нафту і газ ведеться зі штучних основ, естакад, пересувних плавучих суден і платформ з висувними опорами.
Проблема освоєння нафтових і газових родовищ на морі має технологічні (буріння, видобування, транспорт) і географічні (морське середовище, шельф і глибоководні зони) аспекти, для кожного з яких прослідковується своя картина розвитку. При цьому розвиток технологічних процесів буріння і видобування флюїдів протікав паралельно геологічним і географічним дослідженням. Освоєння ж прибережної зони і шельфу передувало освоєнню глибоководних полів нафти, газу та конденсату.
Розвиток техніки і технології розробки морських родовищ вуглеводнів у другій половині ХХ ст. Промислове освоєння континентального шельфу розпочалося в 1960-х рр. У 1958 р. роботи на морських нафтопромислах проводили лише чотири країни світу, у 1960 р. пошуки нафти і газу на континентальному шельфі здійснювали 15 країн, а у 1973 р. — близько 100 країн проводили пошуково-розвідувальні роботи і 25 з них уже видобували нафту і газ на морі, що було пов'язане з нафтовим ембарго від арабських країн (т. зв. «світова нафтова криза»). Уже в середині 1970-х рр. тисячі нафтових свердловин були розсіяні по Атлантичному океану, від Північного моря до Мексиканської затоки, зокрема у водах Західної Африки, Аргентини, Бразилії, Колумбії. Розташовувались вони по краю континентального шельфу на глибині до 200 метрів, зрідка дещо більшій. Підводні розробки на фаховому сленгу називають англійським словом offshore. Станом на 2010 р. в світі працювало понад 620 мобільних офшорних бурових установок.