книги / Морская нефть. Развитие технологий освоения морских арктических месторождений нефти и газа

Бурение вышеуказанных скважин происходило в сложных условиях, и ре­ шение многих технических проблем во многих случаях осуществлялось впер­ вые. На основании результатов работы в 1978 г. были сделаны очень важные выводы и даны рекомендации для выполнения работ в дальнейшем. Последо­ вательность выполнения работ во времени и технологии бурения по каждой скважине подтверждают вышесказанное. Распределение работ по месяцам с трех судов фирмы «Канмар» представлено на рис. 3.4.

Июль	Август		Сентябрь Октябрь	Ноябрь
I		/	1
Эксплорер Г

|г || |

Эксплорер 1

Е

Эксплорер 1

1

з1 0 0 ’

1 ' 1

_________

Рисунок 3.4 — Распределение работ по месяцам с трех судов фирмы «Канмар»:

скважины: 1 — «Укалерк 2С-50»; 2 — «Тарсиут А-2.5»; 3 — «Копаноар М-13»; 4 — «Нерлерк М-98»; 5 — «Каглулик М-64», «Тигмиарк К-91»; б — «Каглулик А-75»; 7 — «Тарсиут А-25»; 8 — «Натсек Е-56»

10 июля 1978 г. с судна «Канмар Эксплорер I» было начато бурение сква­ жины «Укалерк 2С-50» при глубине воды 30 м. 762-миллиметровая направ­ ляющая колонна была спущена на глубину 147 м и зацементирована. Затем бурение продолжалось до глубины 609 м, а 508-миллиметровая направляющая колонна была спущена на глубину 697 м и зацементирована. 438-миллимет- ровый ствол пробурили до 1375 м, затем сняли каротажную диаграмму и до глубины 1354 м спустили и зацементировали 340-миллиметровый кондуктор. Бурение продолжалось 311-миллиметровым долотом до глубины 2695 м, где произошел прихват бурильной колонны. После освобождения колонны сняли каротажную диаграмму и до 2690 м спустили и зацементировали 244-милли- метровую обсадную колонну.

Бурение 216-миллиметрового ствола продолжалось до 4169 м, и после снятия каротажа на забой спустили 178-миллиметровый хвостовик и зацемен­ тировали его. Конечной глубины 4953 м достигли 4 октября. Была снята каро­ тажная диаграмма и установлен 127-миллиметровый хвостовик, который был зацементирован в интервале от 4952 до 4106 м.

Бурение продолжалось до глубины 603 м с постоянными потерями цирку­ ляции бурового раствора и увеличением поступления газа. При глубине 645 м во время выкачивания газа судно было сдвинуто с места вторгшимися льдами, что вызвало механическое повреждение буровой установки и водоотделяющей колонны морского стояка.

После шести дней ожидания благоприятной погоды, подсоединения водо­ отделяющей колонны и установки противовыбросового оборудования также были открыты срезающие плашки, и из скважины через превенторы с морского дна стала поступать вода. Над скважиной установили контроль путем закачки баритовых и цементных пробок. Инспекционное погружение водолазов пока­ зало отсутствие потока через противовыбросовое оборудование или с морско­ го дна. 6 августа буровое судно было освобождено без извлечения комплекта противовыбросового оборудования.

Бурение скважины «Натсек Е-56» началось 10 июля 1978 г. с судна «Экс­ плорер II», 762-миллиметровую направляющую колонну спустили до 150 м

изацементировали. До 563 м пробурили 444-миллиметровый ствол, затем сня­ ли каротажные диаграммы, ствол расширили до 660 м, 508-миллиметровую обсадную колонну спустили до 541 м зацементировали ее. Затем установили предохраняющий от коррозии колпак и звуковой маркер, и 23 июля судно «Экс­ плорер И» снялось с точки бурения. 7 сентября с судна «Эксплорер Ш» в сква­ жину снова был спущен инструмент. После испытания I обсадной колонны на герметичность разбурили башмак, и бурение продолжалось до 1671 м. Затем провели каротаж, и до 1656 м спустили 340-миллиметровую обсадную колонну.

Бурение продолжалось до 8 октября, когда на глубине 2694 м встретилась крепкая порода для надежной установки обсадной колонны. 244-миллиметро­ вую обсадную колонну спустили до 2686 м и зацементировали ее. Было произ­ ведено исследование скважины геофизическими приборами для определения точных координат забоя и на глубине 750 м установлена 30-метровая проб­ ка. После установки предохраняющего от коррозии колпака 14 октября судно «Эксплорер Ш» покинуло точку бурения.

16 сентября судно «Эксплорер III» прибыло к скважине «Тарсиут А-25» на точку бурения и было начато бурение под кондуктор. 762-миллиметровую обсадную колонну спустили до 138 м и зацементировали. После разбуривания башмака 762-миллиметровой обсадной колонны бурение продолжалось до глу­ бины 434 м. Оно сопровождалось постоянно усиливающимся газопроявлением

ианомальным осыпанием стенок скважины, что свидетельствовало о возмож­ ности наличия газогидратной зоны.

508-миллиметровую обсадную колонну спустили до 413 м и зацементиро­ вали. Был проведен нейтронный плотностной гамма- и акустический каротаж.

После установки предохраняющего от коррозии колпака 29 октября судно покинуло точку бурения.

Бурение скважины «Нерлерк М-98» началось в 1977 г., и в нее спустили 762-миллиметровую обсадную колонну. Буровое судно «Эксплорер III» при­ было на точку бурения 7 августа 1978 г., и 13 августа на устье скважины был установлен комплект превенторов. Однако в связи с приближением льдов

вскважину не была спущена колонна бурильных труб. Вследствие неполадок

вакустической системе отсоединения на следующий день отсоединилась во­ доотделяющая колонна и повредились две якорные линии. Линии были извле­ чены при помощи судов снабжения, также был поднят комплект превенторов. Судно отошло в ожидании благоприятных погодных условий.

15 и 16 августа были сделаны попытки разместить и удержать судно на точке бурения, но погодные условия ухудшились, и 19 августа судно покинуло скважину «Нерлерк М-98».

Судно «Эксплорер II» прибыло на место 1 ноября, и 3 ноября началось бурение скважины «Каглулик М-64». До 140 м пробурили 508-миллиметро­ вый ствол и расширили его до 914 мм. Затем пробурили дополнительно 3,6 м 660-миллиметрового ствола до 145 м и провели подготовительные работы

кспуску 762-миллиметровой направляющей колонны. За пределами систе­ мы якорей лед разрушался ледоколом «Джон А. Мак-Дональд», а в пределах системы понадобилось, по меньшей мере, два вспомогательных ледокола для ломки льда на более мелкие куски. Однако ухудшающиеся ледовые условия привели к разрыву якорного троса № 3, а якорный трос №4 был размотан, что­ бы предотвратить его обрыв. Пришлось обрезать якорный трос № 7, так как отказала аварийная система быстрого отсоединения. Других попыток продол­ жать работы не делалось, и 4 ноября судно покинуло точку бурения.

В1976 г. скважина «Копаноар D-14» была пробурена до глубины 1129 м,

азатем ликвидирована, так как компания-оператор не могла справиться с при­ током воды под высоким давлением с глубины около 548 м. Позднее в том же сезоне было замечено выделение пузырьков газа вокруг точки бурения. Таким образом, компания-оператор должна была в 1977 г. и в 1978 гг. провести даль­ нейшие исследования.

Исследования показали, что из скважины все еще продолжала поступать вода с небольшим количеством газа. Никаких попыток оценить дебит сква­ жины не проводилось, хотя измерения температуры, солености, содержания растворенного кислорода и визуальные наблюдения свидетельствовали об уменьшении притока воды.

В 1976 г. скважина «Тингмиарк К-91» была пробурена до 3051 м и вскры­ ла песок, содержащий воду и газ под высоким давлением. Этот песок вы­

звал серьезные осложнения, связанные с контролем скважины, которые не удалось ликвидировать к концу сезона буровых работ. Скважина была временно законсервирована после вскрытия зоны водопритока в интервале 3051-3219 м.

В сентябре 1977 г. компания «Канмар» обнаружила пузырьки газа на по­ верхности на точке размещения скважины и установила наличие открытой горной воронки с горячей (315-330 К) жидкостью. В пределах этой воронки в морском дне было расположено выходное отверстие, где, по расчетам, при­ ток подземной воды составлял 318 м3/сут. Это была пресная вода, смешанная с буровым раствором и содержащая пузырьки метана.

Поскольку любое ухудшение состояния окружающей среды было бы ло­ кализовано, от компании «Канмар» не требовалось остановить приток, а лишь продолжать наблюдение во время сезона работ 1978 г. 14 июля 1978 г. была проведена обширная программа отбора проб, результаты которой показали, что температура в воронке значительно понизилась, критического недостатка кис­ лорода не наблюдалось, а приток воды и газа был едва заметен. При повторном исследовании в сентябре 1978 г. притока газа обнаружено не было, а приток воды если и был, то очень незначительный.

После проведения работ в 1978 г. канадское правительство предложило компаниям «Доум» и «Канмар» для выполнения в 1979 г. следующие основные рекомендации:

1.Необходимо повысить надежность или обеспечить замену акустической системы отсоединения, которая плохо работала в 1978 г. и не обеспечивала быстрого аварийного освобождения бурового судна. Следовало обсудить воз­ можность использования вспомогательной системы освобождения якорей «гильотинного» типа, в которой использовались кумулятивные заряды для об­ резания остальных швартовов.

2.Компании-операторы должны обеспечить защиту причальных сооруже­ ний, противопожарных систем, балластных цистерн и другого оборудования, включая электродвигатели, лебедки, нагревательные приборы и т. п., от воздей­ ствия низких температур. Необходимо было более тщательно удалять мощный слой льда в пространстве от пола буровой до устья скважины.

3.Следовало полностью пересмотреть инструкции по предупреждению

оледовой обстановке в период после начала замерзания ввиду ухудшения видимости, быстрого перехода от условий, когда со льдами можно бороть­ ся, к условиям, когда это уже невозможно, с учетом усталости команд на ле­ доколах и времени простоя из-за механических поломок.

4.Необходимо было на каждой предполагаемой точке бурения проводить испытания прочности грунта для определения возможности спуска специаль­

ного оборудования вместе с 762- и 508-миллиметровыми направляющими ко­ лоннами для предотвращения оседания устья скважины.

5. На каждой точке бурения компании «Доум» и «Канмар» были обяза­ ны проводить сейсморазведку для определения вечномерзлых и водоносных зон с высоким давлением. Там, где для этого есть показания, следовало как можно ближе к водоносной зоне спускать 508-миллиметровую направляющую колонну и проводить ее ступенчатое цементирование для получения хорошего сцепления цемента с колонной и предотвращения промывов вокруг башмака обсадной колонны и возникновения неконтролируемого притока воды.

Инструкция по предотвращению выбросов была пересмотрена до нача­ ла сезона 1979 г. на основании опыта бурения в 1978 г. Учитывая аварийные ситуации на скважине «Копаноар М-13», появилась необходимость дополни­ тельного обучения буровых бригад предотвращению выбросов и промывке скважин. Бурение следовало прекращать в тех случаях, когда проводилось утяжеление системы бурового раствора и когда содержание газа в растворе достигало 5%.

Предполагалось продолжить исследования компаний «Доум», «Галф» и других на скважине «Тингмиарк К-91» и компаний «Хант» и «Доум» на скважине «Копаноар D-14» для определения возможности продолжения при­ токов воды и газа. Кроме замеров распределения температуры и солености по вертикали, следовало провести исследования на наличие выхода воды и газа в радиусе до 10 м от скважины.

Работы в 1979 г. ограничивались теми скважинами, бурение которых было начато в 1978 г. или раньше. С бурового судна «Эксплорер II» велось бурение скважины «Тарсиут А-25», а с судна «Эксплорер I» — скважины «Нерлерк М-98» до проектных глубин.

Ссудна «Эксплорер III» проводились испытания предполагаемой продук­ тивной зоны на скважинах «Копаноар М-13» и «Укалерк-2С-50».

Сбурового судна «Эксплорер IV», которое работало в море Бофорта, пер­ вый сезон велось бурение скважины «Натсек Е-56». Глубина скважины до вре­ менного прекращения работ в 1978 г. составляла 2694 м.

В1979 г. в море Бофорта был перебазирован ледокол четвертого клас­ са «Кигориак». Ледоколы четвертого класса могли непрерывно разрушать 1,2-метровые льды при скорости хода 5,5 км/ч. Была углублена акватория за­ лива Макензи, где создали зимнюю гавань для флота буровых судов компа­ нии «Канмар». Эта новая гавань располагалась ближе к району ведения работ

ик открытому морю.

На островах Арктического архипелага зимой 1978-1979 гг. на суше рабо­ тали три буровые установки: одна на острове Мелвилл и две на острове Эллеф-

Рингнес. В 1979 г. в море с намороженных ледяных платформ северо-восточнее

исеверо-западнее месторождения «Дрейк-Пойнт» пробурили три разведочные скважины. В море Бофорта близ дельты реки Макензи фирма «Импириал» в се­ редине 1979 г. с искусственного острова, сооруженного в водах глубиной 13 м, пробурила газовую скважину-открывательницу «Иссерк Е-27».

Фирма «Панарктик» вела бурение с намороженных ледяных платформ

впроливе Броад (бассейн Свердруп в регионе острова Арктического архипе­ лага). Одна из скважин, «Уайтфиш Н-63», расположенная в 32 км от берега

ив 80 км северо-восточнее газового месторождения «Дрейк-Пойнт», с глуби­ ны 1524-1545 м дала 230 тыс. м3/сут газа.

Уберегов восточной Канады в 1979 г. завершилась программа бурения пяти скважин на шельфе Новой Шотландии у берегов острова Сейбл. Одна из них, расположенная в 13 км восточнее острова Сейбл, при испытании дала 290 тыс. м/сут газа из юрского песчаника мощностью 21 м. Запасы газа здесь оценивались в 28 млрд м3.

На шельфе Новой Шотландии и банке Гранд было пробурено более 100 скважин. Во многих из них были получены нефть и газ, но обнаружен­ ные запасы не являлись основанием для дальнейшей промышленной добы­ чи. В 1979 г. привлекали внимание нефтяников шельф полуострова Лабрадор и Девисов пролив. На континентальном шельфе имелись большие опрокину­ тые блоки, нарушенные сбросами. С 1974 г. здесь пробурили четыре газокон­ денсатные скважины-открывательницы. Последняя из них, «Хоупдейл Е-33», была закончена в 1978 г. фирмами «Шеврон» и «Петро-Канада» и находилась

вводах глубиной 549 м. При ее испытании получили 408 и 524 тыс. м3/сут газа,

атакже 49 и 57 м3/сут конденсата.

В летний сезон 1979 г. работали семь передвижных установок общей стои­ мостью 200 млн дол. В противоположность успехам, достигнутым на шель­ фе полуострова Лабрадор, разведочные работы на противоположной стороне Девисова пролива у берегов Гренландии дали разочаровывающие результаты. В 1976-1977 гг. здесь пробурили пять сухих скважин. Работы были прекраще­ ны, фирмы-операторы возвратили большинство своих лицензионных участков. Отрицательные результаты разведочных работ можно было объяснить тем, что на берегу западной Гренландии имелись мощные меловые и нижнетретичные отложения, включающие органогенные сланцы и переслаивающиеся с ними пористые и проницаемые песчаники. Оказалось, что на море такая благопри­ ятная комбинации нефтематеринских и коллекторских пород в тектонических ловушках отсутствует. Негативные результаты работ у берегов Гренландии на­ ходились в резком контрасте с постоянным расширением разведочного буре­ ния у канадского побережья Девисового пролива и у берегов Лабрадора.

В 1979 г. на Большой Ньюфаундлендской банке было открыто крупное нефтяное месторождение Хиберниа, что стимулировало здесь бурение, при­ ведшее к открытию менее крупных месторождений, включая нефтяное место­ рождение Терра-Нова.

Месторождение Терра-Нова расположено в 35 км юго-восточнее место­ рождения Хиберниа. Из скважины-открывательницы К-08, пробуренной в 1984 г. в водах глубиной 94 м, при испытании получили 1730 м3/сут нефти. Первоначальные геологические запасы нефти по предварительным оценкам определялись в 11 млн м3.

Разработка этих месторождений обусловила создание добывающей ин­ фраструктуры, что сделало эксплуатацию сравнительно небольших, а также труднодоступных месторождений экономически оправданной.

Месторождение Хиберниа расположено в 320 км восточнее Сен-Джонса

вводах глубиной 80 м. Природные условия в этом месте очень неблагопри­ ятные: зимой частые сильные штормы, паковый лед, весной и летом айсбер­ ги, густые туманы. Оператором являлась компания «Мобил» и ее партнеры «Петро-Канада», «Галф Канада», «Шеврон», «Коламбия гэс». Было пробу­ рено девять оценочных скважин. Нефть обнаружена в двух главных продук­ тивных пластах (хиберниа и авалон); оба сложены пористыми песчаниками. Основной продуктивный пласт — хиберниа, залегающий на глубине 3800 м ниже уровня моря. Геологические запасы нефти в этом пласте оценивались

в207 млн м3, извлекаемые — в 72 млн м3. Пласт осложнен сбросами, имеет 11 отдельных блоков, которые пришлось эксплуатировать как отдельные за­ лежи. Менее важный песчаник авалон залегает выше и поперек пласта хи­ берниа на глубине 2300 м ниже уровня моря. Он также сложен сбросами, его коллекторные свойства хуже, чем свойства пласта хиберниа. Из пласта авалон предполагалось добыть 12 млн м3 нефти. Для увеличения полноты из­ влечения нефти предполагалось предусмотреть закачку морской воды вдоль нижних границ пласта и нагнетать добываемый газ в газовую шапку. На­ чальные отборы нефти из песчаника хиберниа оценивались в 17,5 тыс. м3/сут. К разработке пласта авалон планировалось приступить через девять лет по­ сле ввода в эксплуатацию пласта хиберниа, когда отборы из него будут сни­ жаться.

После успешного завершения в 1979 г. скважины-открывательницы «Хи­ берниа Р-18», которая дала дебит нефти около 3200 м3/сут, в подтверждающей скважине «Хиберниа 0-35» также получили приток нефти. Результаты испыта­ ний этой и последующей скважин («Хиберниа В-08») показали, что структура имеет более сложное геологическое строение, чем считалось прежде. Было установлено, что мощность продуктивной толщи сильно меняется по площа-

ди. Удалось также обнаружить несколько небольших сбросов, осложняющих геологическое строение структуры.

Нефтеносные зоны прослеживались от юрских отложений до стратигра­ фического несогласия в среднемеловых породах. В скважине-открывательнице опробовали три пласта, вскрытых на глубинах 2400, 3800 и 4100 м. Наиболее продуктивной оказалась средняя зона; в скважине «Хиберниа 0-35» ее, повидимому, просмотрели.

Из 12 опробованных интервалов десять дали приток нефти и газа. Ре­ зультаты, полученные при испытании пластов в скважине Б-08, приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1 — Результаты испытания пластов в скважине «Хиберниа Б-08»

Номер	И нтервал	Диаметр	Приток, м3/сут
испы тания	испы тания	штуцера, мм	нефти	газа
1	3912-3924	12,7	-	-
2а	3705-3715	12,7	386	64429
26	-	17,8	649	129992
3	3640-3652	-	Следы	Следы
4а	3604-3613	6,35	202	57208
46	-	12,7	577	145568
4в	-	19	691	253752
5а	3581-3591	17	911	299348
56	-	12,7	559	161427
6а	3557-3562	12,7	489	358538
66	-	17,8	625	524780
7а	3530-3545	12,7	525	504106
76	-	17,8	644	637213
8а	3485-3489	12,7	455	515435
86	-	17,8	539	625885
9	3071-3081	12,7	Следы	84962
10	3018-3033	6,35	79	280374
11	2954-2963	6,35	81	200150
12а	2648-2661	19	539	65137
126	-	12,7	439	59473

В результате осложнений механического характера нижнюю часть этой скважины пришлось затампоннровать. Керны отобранные при проводке ниж­ ней части скважины, указали на возможное присутствие нефти в этом интер­ вале. После достижения 4700 м скважина была затампонирована до глубины 2667 м для испытания вышележащих зон. На 13-миллиметровом штуцере

получили дебиты нефти до 494 м3/сут. Плотность нефти (0,870-0,910 г/см3) в скважине «Хиберниа 0-353» оказалась значительно выше, чем в скважине «Хиберниа Б-08» (0,845 г/см3).

Для окончательного определения запасов по этому месторождению фир­ ма «Мобил» планировала летом 1980 г. провести трехмерную сейсмическую съемку общей стоимостью 7 млн дол.

Вэто же время поисковая скважина «Бен-Невис 1-45», которая была за­ ложена в 40 км к юго-востоку от скважины «Хиберниа Р-16» была закончена бурением. В этой скважине продуктивные интервалы значительной протяжен­ ности встретили на глубинах ниже 2377 и 4073 м.

При испытании одной из зон в интервале 4520-4550 м на 13-миллимет- ровом штуцере получили 254 м3/сут нефти и 340 тыс. м3/сут газа. Проектной глубины (5640 м) достигнуть не удалось, так как на больших глубинах столк­ нулись с проблемами, связанными с высокими давлениями, и скважину при­ шлось закончить на отметке 4932 м. Фирма «Мобил» решила переоснастить буровые суда, действующие в этом районе, противовыбросовым оборудовани­ ем, рассчитанным на более высокие давления. Первое буровое судно плани­ ровали осенью 1980 г. снабдить противовыбросовым устройством, способным выдержать давление 100 МПа.

Всвязи с большими перспективами месторождения Хиберниа фирма «Мобил» проводила исследования возможных способов его эксплуатации. Не исключая монтаж стационарных эксплуатационных платформ, более благо­ приятным считали применение плавучих эксплуатационных систем. Место­ рождение находится вне «аллеи айсбергов», но случайно крупные айсберги могли появляться в этом районе. При строительстве трубопровода к материку также могли возникать проблемы, поскольку имеющийся слой донных осад­ ков недостаточен для защиты труб от действия айсбергов и различных судов. Предполагалось проектировать плавучие эксплуатационные системы с учетом возможности их быстрого отсоединения от подводных сооружений при угрозе столкновения с айсбергом.

Бурение скважин должно было осуществляться кустовым методом, при­ чем устьевая арматура должна была располагаться на морском дне или ниже него. Такая технология работ являлась в то время совершенно новой, не опро­ бованной и находилась в стадии разработки.

Наиболее важное открытие на море в 1980 г. было сделано на банке Гранд, в 314 км восточнее Сент-Джонса (Ньюфаундленд). Скважина «Хиберниа Р-15», пробуренная в водах глубиной 82 м до 4138 м, вскрыла три нефтеносных ин­ тервала, приуроченных к меловым песчаникам, залегающим на глубине от 2422 до 4447 м. Потенциальный дебит скважины-открывательницы — более