Добыча нефти в условиях многолетней мерзлоты: новые решения и подходы
Вечная мерзлота — один важных факторов, который обязательно нужно учитывать при добыче нефти и газа в районах Крайнего Севера. Как не допустить растепления многолетнемёрзлых грунтов? Что нужно, чтобы обеспечить надёжность фундамента в криолитозоне? Разумеется, эти и другие вызовы не могли остаться без ответа. Сегодня в арсенале добывающих компаний есть эффективные инструменты для решения этих задач.
Однако, как говорится, нет предела совершенству: постоянно появляются новые интересные разработки. Как раз о них шла речь на конференции «Нефтегазовая инфраструктура на многолетнемёрзлых грунтах», которую организовали «Газпром нефть» и Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого.
Нефть России будет прирастать Севером
Технологии для работы в криолитозоне — одна из самых актуальных тем для российской нефтегазовой отрасли. Лучшее подтверждение тому — солидный состав участников конференции, своих представителей направило более 150 организаций.
Открывая пленарное заседание конференции, начальник департамента по технологическому развитию «Газпром нефти» Алексей Огородов отметил, что сегодня компания имеет большой накопленный опыт разработки месторождений в зоне многолетнемерзлых грунтов (ММГ).
«Реализация масштабных проектов на Крайнем Севере — один из главных векторов развития нефтегазовой отрасли. Непременным условием эффективной работы в этом регионе является сохранение его уникальной экосистемы. Наша конференция призвана не просто обобщить лучший отраслевой опыт, но и придать импульс разработке и внедрению передовых технологий для термостабилизации грунтов, повышения надёжности фундаментов и конструкций.
Наше предприятие ведёт обустройство месторождений в Западной и Восточной Сибири, где толщина мёрзлого грунта достигает полутора тысяч метров. Мы готовы делиться своими подходами и изучать отраслевые решения. Убеждён, что такая совместная работа, в том числе на площадке конференции, способствует достижению стратегических целей отрасли», — отметил генеральный директор «Газпромнефть-Заполярья» Владимир Крупеников.
Над их достижением будут трудиться в том числе в созданном этой осенью Центре по обустройству и эксплуатации объектов в криолитозоне. В центре работают специалисты дочерних обществ «Газпром нефти», чьи активы находятся в зоне ММГ.
Конференция «Нефтегазовая инфраструктура на многолетнемёрзлых грунтах» стала ещё одним важным инструментом в деле развития проектов на Крайнем Севере. К слову, в этом году она проходила уже второй раз, и, по словам Алексея Огородова, некоторые предложения, прозвучавшие на мероприятии в прошлом году, уже внедряются в компании – например, сформирована комплексная технологическая программа обустройства и эксплуатации объектов в криолитозоне
Приоритеты для работы в криолитозоне: в каких решениях нуждаются нефтяные компании?
Отдельно стоит подчеркнуть, что развитие проектов в криолитозоне в текущих условиях в «Газпром нефти» видят только с применением отечественных решений, в партнёрстве с российскими компаниями и научным сообществом.
О каких же решениях идёт речь?
Алексей Огородов в качестве наиболее актуальных направлений исследований выделил высокоэффективную теплоизоляцию, новые технологии обустройства фундаментов, а также новации в области инженерных изысканий и прокладки трубопроводов.
Основным вызовам, стоящим перед добывающими обществами, и инженерным решениям был посвящён доклад технического директора «Газпромнефть-Заполярья» Вадима Столярова.
Первым пунктом в нём значились вопросы обеспечения надёжности добывающих скважин. Помочь здесь может теплотехническое моделирование, расчётное обоснование устойчивости крепи скважины. Многое зависит и от выбора конструкции и материалов тепловой защиты. Помимо хорошо известных термокейсов и теплоизолированных лифтовых труб, в «Газпром нефти» изучают возможности новых высокоэффективных теплоизоляционных материалов.
Далее речь зашла о фундаментах. Чтобы обеспечить их устойчивость в зоне ММГ, не обойтись без теплотехнического моделирования и расчётов несущей способности. Также, как и в случае со скважинами, идёт работа по подбору новых материалов для фундаментов и конструкций. В последние годы всё большую популярность набирает блочно-модульный подход при обустройстве производственной и жилой инфраструктуры. Модульные комплексы имеют ряд преимуществ, в том числе позволяют сократить площадь застройки и оказывают меньшую нагрузку на грунты, что особенно ценно в условиях многолетней мерзлоты.
Наконец, новые инструменты нужны и при строительстве линейных объектов: трубопроводов и дорог. Здесь изыскания ведутся в сторону разработки и применения методов инженерной защиты насыпей, покрытий для обеспечения тепловой защиты. Отдельное перспективное направление — использование на месторождениях в криолитозоне гибких полимерных армированных труб, отметил Вадим Столяров.
Залог успеха — в слаженной работе
Чтобы принимать верные решения для работы в криолитозоне, нужны качественные исходные данные. В связи с этим интерес вызвал доклад заместителя директора по экспедиционной работе Арктического и антарктического научно-исследовательского института Юрия Угрюмова о системе мониторинга состояния многолетней мерзлоты. По всей территории криолитозоны будут расположены 140 пунктов, оснащённые термометрическими скважинами одинаковой глубины с установленными там термическими датчиками.
«Общеизвестно, что многолетнемёрзлые грунты занимают до 2/3 территории Российской Федерации, соответственно, процессы, которые там развиваются, оказывают огромное влияние как на условия хозяйства, так и на условия жизни населения нашей страны. В этой связи оценивать тенденции, которые превалируют в состоянии многолетней мерзлоты, составлять прогнозы эволюции — крайне важная задача для государства. Создание системы фонового мониторинга — крайне актуально в настоящее время, особенно потому, что это связано с изменениями климата», — подчеркнул важность этой работы Юрий Угрюмов.
Очевидно, что работа в зоне ММГ — будущее для отрасли на ближайшие десятилетия. Это значит, что спрос на профильных специалистов будет только расти. В связи с этим и. о. ректора Тюменского индустриального университета Юрий Клочков предложил принять специальный ФГОС по подготовке студентов под эти задачи. Ещё одно предложение — создание ФУМО (федерально-учебного методического объединения) по многолетнемёрзлым грунтам.
«Компании сегодня хотят видеть выпускника с широким набором компетенций, например, геолог со знаниями информационных технологий. Нужна комплексная подготовка, это очень сильно влияет на задачи в образовании. На сегодняшний день мы должны выпускать специалиста, который обладает не только несколькими инженерными компетенциями из разных сфер, но и навыками рабочего», — отметил Юрий Клочков.
На пленарном заседании говорили и о конкретных кейсах работы в зоне ММГ. Так, главный технолог «Норильск трансгаз» Юрий Толкачёв рассказал о текущем состоянии магистральных газопроводов на севере Красноярского края. Построенные ещё в 70-х гг. ХХ века, они до сих пор справляются со своей работой. Для этого потребовалась модернизация: замена деревянных свай на металлические и ремонт наиболее изношенных участков.
Исполнительный директор НПО «Фундаментстройаркос» Дмитрий Долгих говорил о преимуществах систем термостабилизации и о том, как это позволяет компании сэкономить во время эксплуатации объекта.
Ещё один важный тезис, который красной нитью прошёл сквозь дискуссию — необходимость объединения усилий.
«Для качественного проектирования и строительства нам необходимо понимать, что происходит с объектом криолитозоны не только в моменте, но и в перспективе. И здесь важный элемент — цифровая платформа системы ММГ. Её нужно разрабатывать на основе единства подходов не только государства, но и ВИНК, научного сообщества.
С её помощью мы сможем построить алгоритмы для моделей, которые смогут предсказывать поведение объектов криолитозоны. Тогда мы смогли бы не только качественно планировать, но и закладывать необходимые эксплуатационные решения на период жизненного цикла всего проекта. И если мы сможем объединить усилия нескольких компаний и государства — это будет максимально эффективно», — резюмировал Алексей Огородов.
Фото предоставлены пресс-службой «Газпромнефть-Заполярья»
