По оценкам 84% всех природных ресурсов Земли находятся под океанами. Как же их добыть?
В 2019 году в мире использовалось 100 миллионов баррелей нефти каждый день. Это огромный объем топлива, которое необходимо перекачивать из-под земли, переработать, и доставить заправочным станциям по всему миру. Потребление невозобновляемых ресурсов в таких объемах также означает, что нефтяные компании на постоянной основе ведут поиски новых месторождений, чтобы удовлетворить высокий спрос.
По оценкам, только за полярным кругом под дном океана находится 13% всех мировых запасов нефти. Это представляет собой серьезную проблему: как добыть это углеродное топливо? Через морские буровые и нефтяные платформы.
Разработка морских нефтяных платформ
Первая нефтяная платформа была сооружена в 1897 году у побережья Калифорнии. Нефтяные компании внесли огромные инфестиции в технологии в течение последующих нескольких десятилетий.
К 1928 году, компания Texan разместила подвижную нефтяную платформу на заболоченных территориях на границе Техаса и Луизианы. По сути, конструкция представляла собой всего лишь баржу с установленной наверху буровой установкой, может быть это стало сигналом о том, какие возможности могут открыться с появлением все большего количества инноваций.
К 1947 году, группа нефтяных компаний построили первую невидимую с суши платформу в Мексиканском заливе.
Эти первые морские буровые установки затмевают современные морские буровые установки. У некоторых буровых установок теперь есть подводные башни, которые простираются на 4 000 футов или 1 200 метров в океан. К примеру, Бурдж-Халифа, самое высокое здание в мире, имеет высоту 2 722 фута.
Фактически, самая большая конструкция, которую человечество когда-либо перемещало – это огромная нефтяная вышка.
Как нефть оказалась под водой?
Любой человек, который знает как образуется нефть в результате сжатия углеродных форм жизни с течением времени, может задаться вопросом, как огромное количество мировой нефти оказалось в ловушке океанов. Ответ довольно прост.
Примерно от 10 до 600 миллионов лет назад вся эта нефть возникла как планктон, и со временем планктон уплотнился из-за накопления песка и грязи.
Как нефтяные компании находят нефть?
Для того, чтобы найти залежи нефти под морским дном, компании используют оборудование для сбора и анализа проб воды и газа. Это оборудование берет пробы морской воды и определяет наличие следов нефти или природного газа.
Когда они дают сигнал, что что-то нашли, исследователи должны провести магнитную съемку морского дна, чтобы определить, где могут быть аномалии под землей.
Эти исследовательские группы могут также использовать сейсморазведку, которая посылает ударные волны через морское дно и отслеживает, как эти волны возвращаются через гидрофоны.
Когда будут обнаружены залежи нефти, информация передается соответствующей нефтяной компании и они могут начинать морское бурение.
Установка морской нефтяной платформы
Первым шагом после обнаружения подводных залежей нефти является установка разведочных скважин. Установка каждой из этих скважин занимает от 2-3 месяца, и они используются для отбора образцов слоев горных пород под морским дном. Это такой же геологический процесс, который используется для строительства больших зданий, не учитывая, что эти работы ведутся несколько тысяц футов (1 000 футов - примерно 305 метров) под водой.
Когда буровые пробы взяты с разведочных скважин более точные результаты изучения, компании составляют карту геологическую структуру и определяют точное место для бурения добывающей скважины.
Добывающие скважины являются основными элементами любой морской нефтяной платформы, и они устанавливаются, чтобы эти платформы начали работать. Когда точное местоположение добывающей платформы определена, инженеры приступают к разработке планов размещения морской нефтяной скважины на ее вершине.
Самые впечатляющие морские нефтяные платформы
Примечательным фактом является то, что морские нефтяные скважины и платформы не бурят прямо вниз. Благодаря технологии направленного бурения нефтяные платформы могут вскрывать десятки различных залежей в одном и том же месте. Направленные буровые установки могут поварачиваться и проходить сквозь подземную поверхность, что позволяет им бурить точно в том месте, где находиться нефть.
Весь процесс установки морской нефтяной вышки занимает от 2 до 3 лет. Средняя цена буровых установок составляет 650 миллионов долларов США, поэтому компании страхуют значительные риски при их установке. Тем не менее, вышеупомянутое подземное картирование дает достаточно информации, чтобы нефтяные компании были уверены, что их вложения со временем окупятся.
Эксплуатация скважины
Морские нефтяные скважины погружаются глубоко в земную кору, в большинстве случаев на несколько миль. Нефтяные платформы будут иметь буровое оборудование, которое позволит им бурить все глубже и глубже.
Сама буровая установка состоит примерно из 10-метровых секций, которые подходят друг к другу. Итак, по того, как длини этих секций пробурена, нефтяники просто устанавливают другую секцию и продолжают бурение. Опять же, этот процесс похож на то, как бурение нефтяных скважин проводится на суше, у морских платформ есть дополнительная проблема – они находятся в несколько милях от берега.
Между буровой установкой и уровнем, на котором происходит бурение, проходит гибка трубка, удерживающая вращающееся сверло. Эта труба называется морским стояком, которая защищает буровую установку от поломок в океане.
Как только сверло достигает нефть, процесс можеть стать более опасным. Часто подводные запасы нефти могут находиться под высоким давлением, а это означает, что зачастую бурение в них отверствия может быть похож на лопание воздушного шара. Это может привести к большому взрыву сырой нефти. Нефтяные компании установили системы предотвращения выбросов, которые по сути функционируют как специальные клапаны, срабатывающие только при обнаружении выброса.
После добычи нефти (или газа) морская буровая установка может выполнять функции начальной обработки и управления сбора нефти или природного газа.
Повседневная жизнь на морской нефтяной платформе
Как можно представить, рабочие нефтяной вышки полностью изолированы от остального мира. Это означает, что на этих платформах должно быть все необходимое не только для добычи нефти, но и для повседневной жизни рабочих. Если платформа расположения ближе к берегу, рабочих можно перевозить на судах или вертолетах на их смену. Но для платформ, расположенных в открытом море, имеет смысл разместить жилые помещения для проживания рабочих.
Жилые помещения обычно строятся как можно дальше от опасных зон и как можно ближе спасательных шлюпкам. Это делается для того, чтобы минимизировать человеческие потери при авариях.
При этом потребности нефтяной платформы в укомплектовании персоналом сильно различаются в зависимости от ее размера, платформы в целом будут иметь на борту 100-150 рабочих, чтобы все работало бесперебойно.
Морские буровые установки работают 24 часа, 365 дней в году. Поскольку эта работа требует, чтобы работники находились вдали от своих семей и близких в течение длительных периодов времени, они получают довольно хорошую зарплату. Специалисты начального уровня получают примерно 50 000 долларов США, а более специализированные инженеры могут получать 200 000 долларов США в год. Также следует отметить, что все расходы на жизнь оплачивается, пока работники находятся на буровой установке.