Ресурсосберегающие технологии при разработке прибрежного шельфа

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ИНСТИТУТ ИННОВАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И КАЧЕТВА

Кафедра управления инновациями

Антоний Надежда Валерьевна

Ресурсосберегающие технологии при разработке прибрежного шельфа

КУРСОВАЯ РАБОТА

г. Владивосток

2011 

Оглавление

Введение              3

1 Общее понятие, описание прибрежного  шельфа              5

1.1 Общее понятие шельфа              5

1.1 Добыча нефти на шельфе              9

1.1 Разработка шельфа в РФ              11

2 Перспективы освоения ресурсов российского шельфа              17

2.1 Нефтегазовый потенциал российских акваторий              17

2.2 Организация прибрежно-морских нефтегазодобывающих комплексов              20

2.3 Политика России в использовании недр на шельфе              23

3 Ресурсосберегающие технологии              26

3.1 Экологический мониторинг              26

3.2 Модернизация систем регулирования на разливы нефти              29

3.3 Обеспечение экологической безопасности добывающих конструкций. Российские перспективные ресурсосберегающие разработки                30

Заключение              33

Введение

Россия обладает существенным ресурсным потенциалом углеводородного сырья. Общие ресурсы составляют 251,6 млрд. тонн условного топлива, запасы - 89,4 млрд. тонн. Наиболее перспективным направлением для восполнения запасов углеводородов, безусловно, является освоение шельфа (прибрежной акватории) Российской Федерации, где сосредоточены значительные ресурсы нефти и газа.

В последнее время в мире все острее встает проблема скорого истощения запасов углеводородов. Для России перспектива истощения даже континентальных запасов – дело отдаленного будущего. Но мировые тенденции таковы, что нефте- и газодобыча с континента все больше перемещается на шельф. Россия, безусловно, не является лидером в этой отрасли: с шельфа добывается всего около 3% российской нефти, но ожидается, что к 2020 году доля добычи углеводородов на шельфе составит 4% общего объема.

При добыче нефти и газа морским путем  на поверхность поднимают большое количество газа, который в большинстве случаев никак не используется. Время, когда природа казалась неисчерпаемой, миновало. Стало ясно, что ресурсы ограничены. Поэтому стоит задумываться о ресурсосбережении и при освоении прибрежного шельфа.

Под ресурсосберегающими технологиями подразумевают технологии, которые обеспечивают добычу продукции из минимального количества топлива и др. источников энергии. Это технологии, которые позволяют защитить окружающую среду от возможного загрязнения. Кроме того, ресурсосберегающие технологии – это технологии, позволяющие экономить природные ресурсы.

Цель курсовой работы - выявить какие  ресурсосберегающие технологии при разработке прибрежного шельфа существуют в РФ.

Задачи, поставленные для достижения цели:

1.        Дать общее понятие, описание шельфа.

2.        Описать средства добычи углеводородов морским путем.

3.        Выявить, где в России ведется добыча энергоресурсов на шельфе.

4.        Описать перспективы развития проектов по разработке шельфа в РФ.

5.        Выделить существующие методы и технологи освоения, разработки месторождений и добычи полезных ископаемых, составляющих основу ресурсосбережения на шельфе.

1 Общее понятие, описание прибрежного шельфа

1.1 Общее понятие шельфа

Существует два понятия шельфа: геолого-морфологическое (географическое) и международно-правовое (юридическое).

С геологической точки зрения, континентальный шельф (англ. shelf - материковая отмель) – выровненная часть подводной окраины материков, прилегающая к берегам суши и характеризующаяся общим с ней геологическим строением. Шельф представляет собой подводную равнину вокруг материков, простирающуюся от береговой линии до глубины, на которой отмечается резкое увеличение крутизны дна. Для определения шельфа важна общность его геологического строения со строением прилегающей суши, а также его принадлежность к подводной окраине материка. Континентальный шельф, или отмель материка, есть подводное продолжение материка вплоть до линии перехода его в крутой склон. Эта линия, т.е. внешняя граница континентального шельфа, проходит на различных глубинах, начиная от 50 м и ниже.

Рисунок 1 - Общее геологическое строение континентального шельфа

Шельф представляет собой продолжение материка под водой со сравнительно небольшими средними глубинами – от 200 до 600 м. Обычно границу шельфа проводят по изобате 200 м. Средний уклон зоны континентальных шельфов земного шара составляет менее 1/8°, или около 3,5 – 3,7 м на одну морскую милю. Средняя ширина зоны шельфов – около 42 миль, причем минимальная - менее 1 мили, а максимальная – более 800 миль.

Будучи составной частью подводной окраины материка, континентальный шельф включает, кроме материковой отмели, материковый склон и континентальное подножье.

Общее геологическое строение шельфа показано на рисунке 1.

В отличие от сравнительно равнинного шельфа континентальный склон характеризуется' относительно резким возрастанием крутизны дна океана – в среднем до 4 – 7º. Нижняя граница континентального склона проходит в большей части по изобатам 2500 – 3000 м. Места оседания рыхлых осадков на глубинах 2500 -3000 м именуют континентальным (материковым) подножием или подъемом, поскольку наслоения осадочных пород нередко образуют значительные подъемы.[1]

Вопрос о континентальном шельфе в международно-правовом плане возник тогда, когда выяснилось, что в недрах шельфа находятся залежи минерального сырья, ставшие доступными для добычи. Исследования шельфа показали, что многие районы, особенно вблизи берегов, вполне доступны для эксплуатации и по мере развития техники потенциальные возможности использования его ресурсов будут неизмеримо возрастать.

Первые попытки распространения на шельф прав прибрежных государств, особенно в отношении «сидячих» видов (т.е. организмов, которые, когда возможен их промысел, либо находятся в неподвижном состоянии на морском дне или под ним, либо не способны передвигаться иначе как находясь в постоянном физическом контакте с морским дном или его недрами) предпринимались еще в 30 – 40-е гг. XX в. На I Конференции ООН по морскому праву была разработана и принята Женевская конвенция о континентальном шельфе 1958 г. Цель Женевской конвенции состояла в том, чтобы способствовать установлению международного правопорядка в связи с предстоящей борьбой за нефть и минеральные ресурсы, предотвращать опасные столкновения между государствами и защищать малые государства от экономического или политического давления со стороны больших и сильных государств.

Женевская конвенция 1958 г. употребляет термин «континентальный шельф» в юридическом плане применительно к поверхности и недрам морского дна подводных районов, примыкающих к берегу, но находящихся вне зоны территориального моря, до глубины 200 м или за этим пределом до такого места, до которого глубина покрывающих вод позволяет разработку естественных богатств этих районов, а также к поверхности и недрам подобных подводных районов, примыкающих к берегам островов.

Такое определение континентального шельфа имело ряд существенных недостатков, особенно из-за неопределенности понятия внешней границы шельфа за пределами 200-метровой изобаты. Современное международно-правовое понятие континентального шельфа дано в Конвенция ООН по морскому праву 1982 г.

Согласно Конвенции, под континентальным шельфом понимаются морское дно и недра подводных районов, простирающихся на всем протяжении естественного продолжения сухопутной территории государства до внешней границы подводной окраины материка или на расстояние 200 морских миль от исходных линий, от которых отмеряется ширина территориально моря, когда внешняя граница подводной окраина материка не простирается на такое расстояние.

Подводная окраина материка – периферическая часть материка, перекрытая водами океана и представляющая собой по геологическому строению и рельефу продолжение прилегающей части суши. Подводная окраина материка включает находящиеся под водой продолжения континентального массива прибрежного государства и состоит из поверхности и недр шельфа, склона и подъема.

Понятие границы подводной окраины материка опирается, в свою очередь, на понятие границы подножия континентального склона.

Граница подножия континентального склона определяется как линия, соединяющие точки с максимальным изменением уклона в основании подножия континентального склона.

Конвенция определяет, что прибрежное государство устанавливает внешнюю границу подводной окраины материка во всех случаях, когда эта окраина простирается более чем на 200 миль от исходных линий, от которых отмеряется ширина территориального моря. Граница проводится как линия, проходящая через наиболее удаленные фиксированные точки, в каждой из которых толщина осадочных пород составляет, по крайней мере, 1% кратчайшего расстояния от такой точки до подножия континентального склона, либо как линия, проходящая через фиксированные точки, отстоящие не далее 60 миль от подножия континентального склона.

Внешняя граница континентального шельфа должна находиться не далее 350 миль от исходной линии, от которой отмеряется ширина территориального моря, или не далее 100 миль от 2500-метровой изобаты.

Прибрежное государство проводит внешнюю границу континентального шельфа, если она простирается за 200-мильный предел, с помощью прямых линий, не превышающих 60 миль и соединяющих фиксированные точки, которые определяются с помощью координат.[2]

Данные о границах континентального шельфа за пределами 200-мильной исключительной экономической зоны представляются прибрежными государствами в Комиссию Организации Объединенных Наций по границам континентального шельфа, создаваемую на основе справедливого географического представительства. Комиссия дает прибрежным государствам рекомендации по вопросам, касающимся установления внешних границ их континентального шельфа. Границы шельфа, установленные прибрежным государством на основе указанных рекомендаций, являются окончательными и не подлежат изменению.

Делимитация (определение общего положения и направления границы) континентального шельфа между противолежащими или смежными государствами, имеющими общий континентальный шельф, должна осуществляться на основе соглашения между заинтересованными сторонами с учетом особых обстоятельств.

Если между противолежащими государствами, имеющими общий континентальный шельф, или если один и тот же континентальный шельф примыкает к территориям двух смежных государств, и между ними не заключено специальное соглашение и если иная линия границы не оправдывается особыми обстоятельствами, то границей континентального шельфа, принадлежащая каждому государству, служит срединная линия, каждая точка которой равно отстоит от ближайших точек тех исходных линий, от которых отмеряется ширина территориального моря.

1.2 Добыча нефти на шельфе

В зависимости от глубины применяют различные технологии.  На мелководье обычно сооружают укрепленные «острова», с которых и осуществляют бурение.  Именно так нефть издавна добывалась на Каспийских месторождениях в районе Баку. Применение такого способа, особенно в холодных водах, часто сопряжено с риском повреждения нефтедобывающих «островов» плавучими льдами.  Например, в 1953 году, большой ледяной массив, оторвавшийся от берега, уничтожил около половины нефтедобывающих скважин в Каспийском море.  Реже применяется технология, когда нужный участок окантовывают дамбами и откачивают воду из образовавшегося котлована. При глубине моря до 30 метров раньше сооружались бетонные и металлические эстакады, на которых размещали оборудование. Эстакада соединялась с сушей или же представляла собой искусственный остров. Впоследствии эта технология утратила актуальность. Если месторождение располагается близко к суше, есть смысл бурить наклонную скважину с берега. Одна из наиболее интересных современных разработок – дистанционное управление горизонтальным бурением. Специалисты осуществляют контроль прохождения скважины с берега. Точность процесса настолько высока, что можно попасть в нужную точку с расстояния в несколько километров.  В феврале 2008 года корпорацией Эксон Мобил (Exxon Mobil) установлен мировой рекорд в бурении подобных скважин в рамках проекта «Сахалин-1».  Протяженность ствола скважины здесь составила 11 680 метров.  Бурение осуществлялось сначала в вертикальном, а затем в горизонтальном направлении под морским дном на месторождении Чайво в 8-11 километрах от берега. Чем глубже воды, тем более сложные технологии применяются. На глубинах до 40 метров сооружаются стационарные платформы, если же глубина достигает 80 метров, используют плавучие буровые установки, оснащенные опорами. До 150-200 метров работают полупогружные платформы, которые удерживаются на месте при помощи якорей или сложной системы динамической стабилизации. А буровым судам подвластно бурение и на гораздо больших морских глубинах.