Подлодка атакует... месторождения

Как только геологи открыли первые и весьма солидные месторождения углеводородов в российском арктическом шельфе, стало ясно, что рано или поздно промысловикам придется мочить ноги в ледяной воде северных морей. Эти запасы геологи оценивают десятками триллионов тонн. Похоже, что время распечатывать эти кладовые надвигается неотвратимо. Но как? С помощью каких технологий?
Поначалу надежды возлагали на традиционные подходы: использовать морские платформы. Однако в арктических морях, где и предстояло бурить, почти круглый год дрейфуют льды. Чтобы противостоять их натиску, платформы потребовалось бы превратить в крепости из прочнейшего металла. Затраты в этом случае взметнулись бы до небес, и нефть с газом обошлись бы дороже золота.
Однако в 90-е годы от использования свайных и гравитационных оснований эксплуатационных платформ стали отказываться даже в тех морях, где льдов отродясь не бывало. Специалистам удалось разорвать жесткую связь между глубиной моря над месторождением и материалоемкостью платформ. Сначала появились так называемые полупогружные платформы, которые закреплялись на дне с помощью напряженных тросов. Отработка подобных технологий в Северном море и Мексиканском заливе позволила подобраться к месторождениям, расположенным, например, в Гвинейском заливе и на шельфе Бразилии, где глубина моря превышает тысячу метров, тогда как традиционные платформы не пускали нефтяников глубже двухсот–трехсот метров.
Но специалисты не успокоились на достигнутом, они придумали технологии подводного закачивания скважин. Это позволило отказаться даже от полупогружных платформ, на палубах которых крепили добывающее оборудование. Но самым впечатляющим оказался не только тот факт, что стали доступны морские глубины, поражает экономический эффект новых технологий. За двадцать лет с их помощью удалось сократить время освоения новых морских месторождений с четырех до двух лет, а общие издержки – примерно на 75 процентов.
Словом, российские специалисты начинали не на пустом месте. И все-таки технология, которая была представлена участникам мирового нефтегазового конгресса, который прошел минувшим сентябрем в Салехарде, была воспринята как сенсация. Действительно, такого мир еще не видывал. Представьте себе картинку: на специальную плиту, закрепленную на дне морском, плавно опускается подводная лодка, превращенная в буровую установку, стыкуется с этой самой плитой – и готово. Процесс пошел. С одного места ведется проходка куста скважин, каждая из них тут же испытывается. После того как скважины пробурены, опорная плита с фонтанной арматурой остается здесь на весь период эксплуатации скважин, а подлодка–буровая перемещается на следующую опорную плиту. И все повторяется.
Понятно, что такому подводному комплексу не страшны самые громадные айсберги на поверхности морей и океанов. С его помощью можно бурить скважины до 6 000 метров при глубинах моря от 60 до 400 метров. Авторы доклада: гендиректор-генконструктор ЦКБ «Лазурит» Герой России Н.Кваша и генконструктор того же ЦКБ С.Лавковский – продемонстрировали участникам конгресса фильм. И хотя представлял он в основном не натуру, а компьютерную графику, выглядело зрелище фантастическим. Но кое-что было снято и с натуры. В частности, лодка, послужившая прототипом подводной буровой.
Дело в том, что еще в конце 70-х годов в СССР был создан подводный спасательный комплекс. Он включал в себя подлодку с двумя аппаратами на борту. Они пристыковывались к потерпевшей аварию подлодке. Через систему люка и освобожденной от воды камеры присоса экипаж аварийного судна переходил в аппарат. Эта операция считалась штатной и была хорошо отработана на многих флотах мира. Как известно, после катастрофы АПЛ «Курск» командование ВМФ бросилось было искать подобные спасательные комплексы. Однако скоро выяснилось, что они странным образом исчезли, а саму службу чуть ли не ликвидировали.
Хорошо еще, что сохранилась хотя бы технология производства подводных спасательных комплексов. Их-то специалисты «Лазурита» и предлагают использовать в мирных целях. Станислав Лавковский уверяет, что 80 процентов технических решений, узлов и механизмов в будущих подводных буровых комплексах будут типовыми (и ВПК, после незначительных подготовительных работ, сможет выпускать их сериями). Только пятая часть узлов и механизмов имеет признаки новизны.
– Мы, корабелы, – сказал он, – пошли «на поводу» у буровиков. Взяли прототипы их оборудования и вписали в размеры лодки, не заставляя персонал протискиваться между приборами и механизмами, как у военных. Так что мучительный поиск оптимальных решений пройден, и никаких заумных вещей там нет. 
Добавлю, что это, не в пример мировой практике, редкий для России случай «перекрестного опыления» или, как еще говорят, «эффект удобрения», когда военные технологии используются в цивильной экономике, где они и дают основной народнохозяйственный эффект. Именно по этой причине уровень затрат на НИОКР в топливных отраслях США и Канады очень низок, всего около 0.8 процента, тогда как в других он колеблется в пределах от четырех до десяти процентов.
Не менее впечатляет резкое снижение издержек по всему циклу – от поиска до освоения морских месторождений. Этого удалось добиться под влиянием научно-технического прогресса. Например, по оценкам Питера Дейвиса, профессора Центра международного энергетического, нефтяного и горного права и политики университета г. Данди (Шотландия), за 1982 – 1994 гг. среднемировые издержки в реальном исчислении сократились с 16 до 4 долларов на баррель. И другие исследователи подчеркивают, что все большее снижение издержек обеспечивает НТП.
Однако помимо прямого снижения затрат в цикле «поиск – освоение» технологические прорывы одаривают и другими эффектами. Существенно снижается порог рентабельности разработки месторождений, расширяется объем добычи углеводородов на старых месторождениях. Так, по данным Геологической службы США, с 1981 по 1996 г. переоценка 53 месторождений нефти (без стран ОПЕК, США и Канады) дала положительные результаты в 43 случаях, нулевой – в двух и негативный – в восьми. А средний прирост запасов за 15 лет в расчете на одно месторождение в результате переоценки по этой группе составил 60 процентов. Так что у российских специалистов есть все основания утверждать, что подводный буровой комплекс окажется экономически выгодным.
– По нашим, самым пессимистическим, расчетам он будет вдвое дешевле ледостойкой платформы, предназначенной для суперсложных условий Арктики,– заявил г-н Лавковский. – Причем расчеты эти выполнены применительно к опытно-промышленному, а не серийному образцу, который, естественно, окажется еще дешевле.
Подчеркиваю: предлагаемая технология не абстрактна. Она изначально проектировалась для конкретных условий шельфа Баренцева (месторождения Лудловское и Ледовое Штокмановского газодобывающего региона) и Карского морей (Ленинградское и Русановское газокондесатные месторождения). Их суммарные запасы составляют более 9 трлн. куб.м газа и около 150 млн т конденсата. Проект предусматривает выход на добычу 100 млрд куб.м через 6 – 7 и на 200 млрд куб.м через 10 – 12 лет с момента проходки первой скважины. При постоянном режиме работ возможен ежегодный ввод в эксплуатацию 24 – 32 скважин. Для этого на позициях должны одновременно действовать четыре буровых комплекса, а пятый – в ремонте на заводе «Нерпа» Мурманской области или «Звездочка» в Северодвинске.
Ну, а теперь попытаюсь описать сам комплекс. Буровое судно, т.е. подводная лодка представляет собой конструкцию типа «Тримаран». В трех ее прочных корпусах расположены буровой (в центре), жилой (в головной части) отсеки и центр управления (в хвосте). В середине бурового отсека размещена гидроприводная буровая установка. Она включает в себя вращающийся силовой вертлюг, гидромониторы и манипуляторы, перемещающие трубы. Комплект превенторов обеспечивает герметизацию и возможность замены инструмента. Буровые и обсадные трубы хранятся на стеллажах в разных концах этого отсека.
Расходные материалы для бурения, как и трубы, предполагается доставлять на комплекс либо из Мурманска ледоколами-снабженцами, либо с базы пос. Рогачева, что на Новой Земле, подводными судами снабжения в контейнерах. Контейнеры с трубами подаются подводными роботами на буровое судно и стыкуются с его буровым отсеком. Трубы и инструмент перемещаются внутрь через переходные люки и укладываются на место кранами-манипуляторами.
В правом прочном корпусе, по его бортам, размещены ангары для двух телеуправляемых подводных роботов. Здесь же находится отсек общесудовых систем. В его центре расположена шахта водоотделяющей колонны, а ближе к корме – отсеки циркуляционной системы. Сверху к ним пристыковывается транспортный контейнер с сыпучими грузами – барритом, бентамитом. В корме этого же прочного корпуса размещены общесудовые системы и привод движительно-рулевого комплекса. Архитектура левого прочного корпуса аналогична правому с тем лишь отличием, что в средней части корпуса – шахта противовыбросового оборудования. Ближе к корме находится главная гидравлическая станция и цементировочная система. Сверху к ней пристыковывается транспортный контейнер с цементом. В корме левого прочного корпуса размещены еще один отсек общесудового оборудования и привод движительно-рулевого комплекса. В кормовой части судна сделаны шлюзовые устройства, через которые акванавты в жестких скафандрах с атмосферным давлением могут выйти за борт.
Вкратце расскажу, как действует комплекс. Подлодка-буровая зависает над донной опорной плитой. Роботы заводят под нее швартовые тросы, а лебедки плавно и точно подтягивают к плите судно, которое прижимается к ней за счет создания отрицательной плавучести, приняв воду в качестве балласта. Стопоры-домкраты фиксируют судно в строго горизонтальном положении. Далее специальный механизм перемещает его до тех пор, пока не совместятся оси первой скважины и шахты водоотделяющей колонны. Манипулятор подает трубы на скважину и начинается бурение роторным способом. После проходки первых ста пятидесяти метров под кондуктор опускается и цементируется обсадная колонна. Затем водоотделяющую колонну заменяют противовыбросовым оборудованием. Оно блокирует утечку природного газа внутрь судна и предотвращает аварийные ситуации. Быстроразъемные, надежные и герметичные превенторные устройства образуют систему запоров и шлюзов для смены бурового инструмента, а также износившихся узлов оборудования.
Попадание загрязняюших веществ в море исключено, т.к. буровой раствор, циркулирующий по замкнутому циклу, очищается от шлама, и он складируется в отсеках опорной плиты. В подводном положении комплекс по штатному питается по кабелю от внешнего источника электроэнергии, в качестве резервного питания – от бортовых четырех групп аккумуляторов, а на поверхности воды от дизель-генератора. Добытые с месторождения углеводороды по трубам подают на береговую сепарационно-компрессорную станцию, откуда они попадут в общую трубопроводную сеть п-ва Ямал.
Все, о чем здесь рассказано, – не абстрактные мечты. Специалистами ВНИИНефтемаша совместно с Волгоградским заводом «Баррикады» уже разработан эскизный проект подводной буровой установки и начат технический. ЦКБ «Лазурит» и ВНИИГаз, согласно договору с «Газпромом», заканчивают эскизный проект всего подводного комплекса, а также технико-экономические расчеты. После этого можно начинать жесткую экспертизу проекта с участием не только российских, но и зарубежных компаний. Изготавливать рабочую документацию и оборудование будут только российские научные, проектно-конструкторские организации и заводы, при минимальных затратах на их реконструкцию. Для этого будет востребовано не менее пятидесяти тысяч рабочих мест.
На создание первого опытно-промышленного образца с отработкой на реальном газовом месторождении в безледовый период, по мнению авторов, потребуется около семи лет.
– Десятилетний творческий поиск оптимальных решений ознаменован достижением весьма впечатляющих экономических показателей даже в сравнении с наземными «ямальскими» цифрами, – говорит Станислав Лавковский. – И если правительство, «Газпром» сочтут проект приоритетным, то он, безусловно, будет успешно реализован.
Пока же из-за перестройки внутри «Газпрома» сроки проекта подводного бурового комплекса вдруг стали неопределенными. Неужели и этот уникальный многообещающий проект постигнет столь традиционная для России печальная участь?