1.3. Подводное окончание скважин

1.3.1. Нефтяные месторождения

Основным фактором, сдерживающим развитие надводного окончания скважин, являются размеры платформы, которые не могут быть бесконечными. Увеличение же размеров платформы обходится крайне дорого.

Переход на кустовое бурение и особенно появление наклонно направленных скважин, отходящих от платформы более чем на 12 км, коренным образом изменило ситуацию, ибо их сооружение требует резкого увеличения численности скважин, без которого невозможно выдержать размеры заданной сетки.

В результате, сначала появились отдельные скважины, а затем, целые кусты с подводным расположением устья (подводное заканчивание), применяемые как на крупных, так и на мелких месторождениях.

Первая в мире ППБУ (ТW – 58) с которой начали бурить такие скважины была создана в 1975 году фирмой «Хемилтон».

В настоящее время уже осуществлено более 200 подобных проектов, в которых участвуют 22 страны, представленные 30 ведущими фирмами. В среднем, подобные сооружения становятся рентабельными при цене на нефть не менее 150 $/т.

Суммарное количество скважин с подводным заканчиванием уже превысило 2000, которые, в основном, расположены в Мексиканском заливе, на Бразильском глубоководном шельфе и в Северном море. Наиболее успешно они работают в Бразилии. Больше всего ликвидировано подобных скважин на шельфе Испании и в Средиземном море.

Скважины с подводным заканчиванием следующим образом распределены по глубинам устья:

• 0 – 50 м более 450 скв.

• 50 – 100 м более 350 скв.

• 100 – 150 м более 300 скв.

• 150 – 200 м более 250 скв.

• 250 – 300 м более 200 скв.

• 300 – 350 м более 150 скв.

• глубже 350 м – более 100 скв.

Скважины с подводным заканчиванием наиболее эффективны для:

• глубоководных месторождений;

• маленьких месторождений с несколькими скважинами;

• переферийных участков крупных месторождений, где наклонно направленные или горизонтальные скважины нерациональны;

• ускоренного вывода месторождения на проектную мощность;

• месторождений, требующих особой гибкости технологии добычи. В этом случае, требуется лишь вовремя заменять технологическую платформу (при изменении способа добычи). Так, в Бразилии на месторождении Энчова технологическую платформу меняли 5 раз; а на месторождении Гарупа – 3 раза.

На сегодняшний день лучшее оборудование для устья скважин при их подводном заканчивании производят фирмы «Камерон», «Ветко» и «ФМК». Монтаж и пуско – наладочные работы лучше всего удаются фирмам «Петробраз», «Хемилтон Бразерс», «Тексако» и «Шелл Интернешил».

Конструкционно подводные устья скважин принято подразделять на:

• открытое исполнение (мокрый тип) – устье скважины находится непосредственно в морской воде;

• закрытое исполнение (сухой тип) –устье скважины находится в герметичной камере с обычным или повышенным давлением;

• гибридное исполнение.

На долю конструкций первого типа приходится порядка 85 %, на долю второго – 10 %; на долю третьего – 5 %.

Во всех случаях устья скважин расположены выше морского дна.

На больших глубинах для облегчения работы водолазов устья скважин поднимают на специальную подводную палубу.

На замерзающем мелководье и неглубоких акваториях с интенсивным рыбным промыслом устья скважин надо защитить либо кожухом обтекаемой формы, либо заглубив их в дно. В последнем случае устья скважин защищают от размыва стенок углубления и сползания грунта либо специальной решеткой из труб, доходящей до уровня грунта; либо устье скважины располагают в специальной башне (труба большого диаметра), поднимающейся над уровнем грунта.

Продукция всех подводных скважин поступает на стационарную или плавучую платформу.

На сегодняшний день сложилась четкая специализация в работе фирм, занимающихся подводным окончанием скважин; так:

• фирма «Vetco» монтирует устьевое оборудование для одиночных глубоководных скважин в мокром исполнении без использования водолазов. Управление запорной арматурой осуществляется с поверхности.

• Фирма «Exxon» монтирует над скважинами, расположенными на глубинах до 600 м, специальную трубчатую конструкцию на которой крепится стояк по которому продукция доставляется на платформу. По этому же стояку, при необходимости, возможна и закачка. Трубчатая конструкция плавучая и после доставки в нужное место затапливается. Все клапана управляются дистанционно. Имеется дистанционно управляемый манипулятор.

• фирмы «Seal», «Lockheed», «Transworld Dnillin» и «Wilson Walter» монтируют устьевое оборудование скважин в сухом исполнении. Продукция поступает к подводному сборному пункту в подводное стационарное хранилище гравитационного типа и лишь затем поднимается на поверхность на платформу.

• фирма «Lockheed» сооружает подводный сборный коллектор, к которому подключаются выкидные линии скважин.

• фирма «Kameron» в Северном море реконструирует мокрые устья глубоководных одиночных разведочных скважин в добывающие, присоединяя к ним по2 выкидные линии (Ø 100 мм, давление до 80 атм) по которым продукция поставляется к трубопроводу (райзеру), ведущему на платформу или в систему беспричального налива (принцип «Плейн Джейн). По желанию, на выкидных линиях можно установить устройства для замера дебита. Выкидные линии соединяются с райзером либо жесткой, либо гибкой связью, а сам райзер опирается на опорную раму. Управление такими скважинами осуществляется с платформы с помощью гидравлики или электродвигателей.

• фирма «Кэн Оушн» монтирует устьевое оборудование для одиночных глубоководных скважин (до 900 м) в сухом исполнении внутри специальной камеры, снабженной шлюзом для подводного аппарата, т.к. подобная глубина недоступна водолазам.

• фирма «Мобил» монтирует сухую камеру Ø 20 м и высотой 22 м в которую по выкидным линиям поступает продукция от от 9 мокрых скважин, расположенных вокруг опорной плиты и снабженных фонтанной арматурой. В камере находятся устьевые задвижки, штуцера, нефтесборники и блок управления. Из камеры продукция по пучку труб подается в манифольд центрального райзера, по которому и доставляется на платформу. К одному манифольду может быть подсоединено несколько подобных камер. Скважины обслуживаются роботами; камеры водолазами, доставляемыми подводными аппаратами. Подобный подход позволяет создать крупные подводные комплексы (скважины, выкидные линии, камера, выходной пучок труб, манифольд) на одной донной плите.

Подобное сооружение было смонтировано в 1982 году на месторождении Корморант в Северном море. Его размеры составили 51,6 х 41,7 х 15 м при суммарной массе 2200 т.

• фирмы «Shell» и «Esso» создали аналогичную конструкцию, соорудив на глубине 300 м (можно до 1200 м) опорную плиту с размерами 52 х 42 х 15 м и суммарной массой 2200 т. сквозь которую пробурено 9 скважин. Продукция доставляется на платформу по райзеру диаметром 203 мм; по второму такому же райзеру подается вода для ППД. Кроме этого имеются два райзера по 76 мм для испытаний и подачи инструментов.