Разработка технологии обеспечения айсберговой безопасности поисково-разведочного бурения на арктическом шельфе на примере Восточно-Приновоземельских участков Карского моря

В первой главе приведены данные о буровых установках поисково-разведочного бурения
на акватории Восточно-Приновоземельских участков Карского моря и возможном сезоне его
проведения, показаны различные сценарии ледовых условий, характерные для указанной акватории,
а также доказана возможность прогнозирования наступления тех или иных ледовых условий на
основе анализа накопленной суммы градусодней мороза по данным ближайших к району
метеостанций. Также в первой главе обсуждается возможность расширения операционного сезона
путем использования ледостойкой установки поисково-разведочного бурения (повышенного
ледового класса); определено число возможных скважин, которые могут быть пробурены в течение
одного сезона при различных комбинациях указанных выше факторов.
Восточно-Приновоземельские участки расположены на акватории юго-западной части
Карского моря. Географически они ограничены архипелагом Новая Земля с запада, полуостровом
Ямал с юга и полуостровом Таймыр с востока. В границах участков выявлены несколько
перспективных на углеводороды геологических структур, местоположение которых показано на
рисунке 1, а также в результате бурения на структуре «Университетская» открыто месторождение
«Победа».
Рисунок 1. Расположение геологических структур на Восточно-Приновоземельских
участках юго-западной части Карского моря.

При поисково-разведочном бурении на акватории Восточно-Приновоземельских участков
могут быть задействованы самоподъемные буровые установки, полупогружные буровые установки
и буровые суда. Выбор установки определяется условиями окружающей среды на геологической
структуре (Таблица 1), в первую очередь – глубиной моря в точке бурения; также важными
факторами являются гидрометеорологические характеристики района работ (помимо ледовых),
предельное значение которых в случае поисково-разведочного бурения может быть ограничено
периодом повторяемости 10 лет. Для опирающихся на дно моря установок в дополнение к
вышеуказанному принципиальна информация об инженерно-геологических условиях в районе
геологической структуры. По результатам проведенного анализа существующих буровых
установок была составлена матрица их применимости (Таблица 1).

Таблица 1. Матрица применимости различных типов буровых установок на перспективных
геологических структурах Восточно-Приновоземельских участков.
ГеологическаяСамоподъёмныеПолупогружные
Буровые суда
структурабуровые установкибуровые установки
Рагозинская+–
Нансена++-
Университетская
(месторождение++-
Победа)
Викуловская-++
Татариновская-++
Матусевича++-
Анабарская+–
Акватория юго-западной части Карского моря не отличается в части ветро-волновых и
инженерно-геологических условий по подходу к выбору буровых установок поисково-разведочного
бурения от акваторий, схожих по батиметрическим характеристикам. Принципиальное отличие
связано с наличием на акватории различных форм льда, которое делает невозможным проведение
поисково-разведочного бурения существующими установками в период развитого ледяного
покрова, а также существенно влияет на проведение буровых работ в период открытой воды из-за
наличия объектов материкового льда (айсбергов и их обломков).
При этом продолжительность бурового сезона зависит от сроков очищения акватории и от
дат начала устойчивого ледообразования. Сроки наступления ледовых фаз зависят от особенностей
ледового режима в локальных районах Карского моря, которые определяются различными
факторами, однако могут быть заблаговременно спрогнозированы.
Срок начала поисково-разведочного бурения, а также его продолжительность могут быть
определены согласно данным таблиц 2 и 3, при этом разграничение легких и средних ледовых
условий для конкретного года может быть проведено в начале мая по сумме градусодней мороза
(ГДМ) на метеостанции о. Диксон за период отрицательных температур воздуха этого года;
соответствующее дерево решений приведено на рисунке 2.

Таблица 2. Срок начала и продолжительность операционного периода на акватории Восточно-
Приновоземельских участков Карского моря.
Срок очищения акватории/началаПродолжительность
Сценарий/Группа
операционного периодаоперационного периода
Легкие условия
1 – 10 июля150 – 175 суток
(вероятность 30%)
Средние условия
25 июля – 15 августа80 – 120 суток
(вероятность 70%)

Таблица 3. Гарантированная продолжительность операционного периода (сутки) для буровой
установки безледового класса для различных геологических структур.
РагозинскаяНансена Университетская Викуловская Татариновская Матусевича Анабарская
75808383858082
Рисунок 2. Дерево управленческих решений при поисково-разведочном бурении на
акватории Восточно-Приновоземельских участков Карского моря.

Во второй главе приведена информация о продуцирующих ледниках восточного побережья
архипелага Новая Земля, размерах и параметрах дрейфа айсбергов, характерных для Восточно-
Приновоземельских участков Карского моря.
Большую часть (около 70%) ледяных образований материкового льда района составляют
обломки и осколки айсбергов с горизонтальными размерами, не превышающими 20×20 метров.
Общее количество образующихся за сезон открытой воды айсбергов составляет около 600 единиц,
а максимальная масса айсберга, который может быть встречен на акватории, не превышает 1 млн.
тонн. Подбор теоретических распределений показал, что эмпирическая функция плотности
распределения вероятностей длин (L) айсбергов для юго-западной части Карского моря наилучшим
образом описывается распределением Вейбулла (1):
−1
( ) = ( )exp (− ( ) ),(1)

где λ – коэффициент масштаба (λ=68);
µ – коэффициент формы (µ=1.76).
Айсберги либо выносятся за пределы рассматриваемой акватории на северо-восток по
Восточно-Новоземельскому желобу, либо разрушаются в относительно теплой воде юго-западной
части Карского моря; при этом фиксируется смешанный характер их дрейфа – как вследствие
течений, так и ветра. Скорости 95% айсбергов, дрейфующих в районе, не превышают 0,5 м/с.
Зависимость перемещения айсберга от времени представлена степенным законом с показателем
степени 0,6, что гораздо ближе к броуновскому движению (показатель степени 0,5), чем к движению
под действием постоянной по величине и направлению силы (показатель степени 1). Данное
обстоятельство связано с отсутствием на акватории преобладающего направления ветра и сильных
океанских течений и приводит к существенному отличию от условий Ньюфаундлендской банки.
В третьей главе приводится информация об изменениях погодных условий в течение
операционного сезона, важных для проведения морских операций по обнаружению и отведению
айсбергов: скорость ветра, волнение моря, горизонтальная видимость; также указаны погодные
ограничения по проведению операций по отведению и обнаружению айсбергов, полученные на
основе опыта 2012-2017 гг. Для периода открытой воды на основе опыта проведенных в 2012-2017
гг. экспериментальных работ составлена матрица применимости средств обнаружения и отведения
айсбергов на акватории Восточно-Приновоземельских участков (Таблица 4).

Таблица 4. Предельные параметры окружающей среды для морских операций.
Параметр окружающейВысота волны
СкоростьМетеорологическая
среды/3%-
ветра, м/сдальность видимости, км
Морская операцияобеспеченности, м
Обнаружение айсбергов
не выше 12не выше 2,5не ниже10
вертолетом
Обнаружение айсбергов
беспилотнымне выше 16не выше 2,5не ниже 10
летательным аппаратом
Визуальное обнаружениеравна дальности
не зависитне зависит
айсбергов с суднавидимости
свыше 2
Обнаружение айсбергов
не зависитснижается радиусне зависит
радаром
поиска
Отведение айсбергов от
буровыхустановокне выше 15не выше 2не ниже 0,75
посредством буксировки

Результаты первой-третьей глав в части рекомендованных методов исследований
окружающей среды и получаемых данных приведены в таблице 5.
Таблица 5. Перечень необходимых данных по природно-климатическим условиям района проведения
поисково-разведочного бурения.
Рекомендованные методы
ОбъектПолучаемые данные
исследования
1. Статистика по продолжительности периода открытой
Процесс весеннего очищения и осеннего

воды;
2. Статистика по продолжительности периодов разрушения
ледового покрова и нарастания льда до заданной толщины;
замерзания акватории

1. Анализ исторических3. Статистика по датам начала периода открытой воды;
ледовых карт с недельной4. Сценарии начала/продолжительности операционного
дискретностью не менеепериода для буровых установок для поисково-разведочного
чем за 30 лет;бурения;
2.Анализ данных5. Оценка возможности прогнозирования сценариев
наблюденийоперационногопериодапосредствомфакторов-
близкорасположенныхпредикторов (градусодни мороза);
метеостанций.6. Оценка возможности расширения бурового сезона
посредством применения буровой установки повышенного
ледового класса;
7. Число скважин, которые могут быть пробурены за один
сезон.
1. Радиолокационная
Продуцирующие ледники

толщиномерная съемка1. Расход льда, идущий на образование айсбергов (в том
ледников посредствомчисле крупных), и число продуцированных айсбергов за
вертолета палубногосезон;
базирования;2.Изменениехарактерадвиженияледника
2. Установка на ледники(продуцирования айсбергов) в течение операционного
GPS буев;периода;
3. Аэрофотосъемка фронта3. Расположение основной зоны образования айсбергов;
ледника и айсбергов;4. Максимальные размеры айсбергов, которые могут
4. Спутниковыйобразовываться при текущем положении ледника.
мониторинг ледников
1. Законы распределение айсбергов по размерам и массе;
Характеристики айсбергов

2. Корреляции между геометрическими параметрами
1. Спутниковыйайсбергов;
мониторинг айсберговой3. Основные встречающиеся типы айсбергов, доля
обстановки;обломков и кусков;
2. Аэрофотосъемка4. Основные направления переноса;
айсбергов;5. Площадная плотность айсбергов;
3. Установка на айсберги6. Законы распределения скорости айсбергов;
GPS-буи.7. Максимальное и среднее перемещение айсбергов за
разное число суток;
8. Извилистость траектории айсбергов.
1. Анализ данных1. Повторяемость неблагоприятных погодных условий
наблюдений(ветер, волна, ограниченная видимость) в течение
близкорасположенныхоперационного периода;
Погодные условия

метеостанций;2. Максимальная продолжительность периода
2. Установканеблагоприятных погодных условий (ветер, волна,
дополнительныхограниченная видимость) в течение операционного
метеостанций;периода;
3. Установка притопленных3. Сценарии погодных условий для обнаружения айсбергов
автономных буйковыхи оценка их повторяемости;
станций для определения4. Сценарии погодных условий для отведения айсбергов и
параметров волнения.оценка их повторяемости.
В четвертой главе обсуждены вопросы обнаружения айсбергов различными средствами,
приводятся данные о скоростях изучения акватории, определены оптимальные режимы движения
морских и воздушных судов, показано снижение эффективности средств обнаружения в течение
операционного сезона, связанного с развитием осенних процессов. Также в главе рассмотрены
вопросы отведения айсбергов от буровых установок: определено минимальное значение
буксировочного усилия, которое позволяет гарантировать удаление айсбергов от установок на
рассматриваемой акватории с заданным уровнем обеспеченности, приводится зависимость
суммарного времени, затраченного на буксировку айсберга, от дистанции перемещения айсберга.
Обнаружение айсбергов и их отведение от буровых установок возможны только при
благоприятных условиях окружающей среды. Для сравнительно небольших айсбергов юго-
западной части Карского моря при благоприятных погодных условиях возможно перемещение
айсбергов на любом расстоянии от защищаемого сооружения. Основной задачей обеспечения
айсберговой безопасности для условий этой акватории является предотвращение столкновения
айсберга с буровой установкой в штормовых условиях при неконтролируемом дрейфе. Исходя из
характеристик дрейфа айсбергов в юго-западной части Карского моря для гарантированного
обеспечения безопасности буровых установок от столкновения с айсбергом необходимо:
препятствовать посредством буксировки проникновению айсбергов в зону радиусом 80 км
(далее – зона физического воздействия) вокруг буровой установки в периоды благоприятной
погоды;
отслеживать проникновение в зону физического воздействия и последующее перемещение в
ней айсбергов в периоды неблагоприятной погоды (шторм), когда физическое воздействие
на айсберги невозможно;
при наступлении благоприятной погоды после шторма удалять айсберги, находящиеся в зоне
физического воздействия.

При появлении айсберга на границе зоны физического воздействия необходимо начинать его
отведение в противоположную от буровой установки сторону, при этом дистанция (а также время)
буксировки определяется следующими соображениями: чем дальше будет удален айсберг, тем ниже
вероятность его повторного появления на границе зоны физического воздействия и новой угрозы
буровой установке; с другой стороны, осуществление долгой буксировки надолго отвлечет
буксирующее судно от выполнения других задач по обеспечению айсберговой безопасности. При
буксировочном усилии 800 кН скорость буксировки айсбергов для 90% случаев сочетаний их
размеров и параметров дрейфа составит не менее 1 м/с.
На основе полученных экспериментальных данных, потребное время для буксировки
айсбергов на заданную дистанцию определено по уравнению линейной регрессии (2):
= 3 + 0.324 ∗ ,(2)
где T – время, ч;
D – дистанция, км.
При появлении у границы зоны физического воздействия одного айсберга с практической
стороны целесообразно удалить его на такое расстояние, с которого он не может повторно угрожать
буровой установке через продолжительный период времени; также при этом снижается вероятность
повторного попадания айсберга в зону физического воздействия. Характеристики такого отведения
приведены в таблице 6.

Таблица 6. Характеристики отведения айсбергов при появлении у границы зоны физического
воздействия одного айсберга.
Время
ДистанцияВремя
ОтвлечениеПродолжительностьвозможного
буксировкивозможного
судна набуксировки без учетадостижения
(удаление отдостижения зоны
буксировку,подготовительныхбуровой
буровойфизического
часымероприятий, часыустановки,
установки), кмвоздействия, часы
сутки

231760 (140)738

При появлении у границы зоны физического воздействия двух близкорасположенных
айсбергов с практической стороны целесообразно провести буксировку каждого из них таким
образом, чтобы в худшем случае повторного появления первого из них после буксировки у границы
зоны физического воздействия, второй айсберг был уже отбуксирован и судно вернулось на границу
зоны физического воздействия.
Таким образом, одно судно может гарантировано удерживать вдали от буровой установки
два близкорасположенных айсберга, а два судна с учетом их синергии – не более пяти айсбергов.
Сводные результаты четвертой главы в части рекомендованных натурных экспериментов по
обнаружению и отведению айсбергов, а также перечень получаемых данные приведены в таблице
7.
Таблица 7. Перечень необходимых данных по технологическим процессам обеспечения
айсберговой безопасности.
ОбъектРекомендованные методы
Получаемые данные
исследованияисследования
1. Скорость изучения акватории посредством
спутниковой съемки;
Натурные эксперименты
2.Максимальныйразмерайсберга,
по обнаружению
обнаруживаемый по спутниковым снимкам;
айсбергов посредством:
3. Скорость изучения акватории посредством
– спутниковой съемки
Процесслетательных средств;
различных диапазонов и
обнаружения4. Скорость изучения акватории посредством
разрешений;
айсберговсудовых средств;
– летательных средств
5. Эффективный радиус обнаружения
(вертолет/беспилотный
айсбергов и оптимальный режим движения
летательный аппарат);
судна;
– наблюдений с судов.
6.Матрицаограниченийсредств
обнаружения по погодным условиям.
1.Технологическиеограничения
применимости технологии буксировки;
2. Соотношение между буксировочным
усилием и скоростью айсберга в зависимости
ПроцессНатурные экспериментыот его типа и размера;
отведенияпо изменению траектории3.Определениеобеспеченности
айсбергов отдвижения айсберговбуксировочного усилия для конкретного
буровыхпосредством ихрайона;
установокбуксировки.4.Определениесоотношениямежду
перемещением айсберга и затраченным на
процесс буксировки временем;
5. Разработка матрицы ограничений для
отведения айсбергов по погодным условиям.

В пятой главе выполнен синтез полученных в первых пяти разделах данных, проведена
классификация геологических структур Восточно-Приновоземельских участков по айсберговой
опасности, определен рекомендуемый состав флота для обеспечения айсберговой безопасности для
каждой из структур, определены границы зоны физического воздействия на айсберги и условия
ухода буровой установки с точки бурения, а также разработаны рекомендации по обнаружению и
отведению айсбергов в течение бурового сезона с учетом изменения природно-климатических
условий.
С учетом времени, необходимого буровой установке для ухода с точки бурения, в каждый
момент времени вокруг нее может быть очерчен круг (зона отсоединения), радиус которого
определяется по формуле (3):
0,616(3)
= 45 ∗ ухода ,
где Tухода – время ухода с точки бурения, сутки;
R – радиус, км.
Время ухода буровой установки с точки бурения Tухода определяется для каждой конкретной
установки с учетом проекта бурения и того, какие внутрискважинные операции проводятся в
момент принятия решения о демобилизации:
время демобилизации самоподъемной буровой установки, в зависимости от этапа бурения и
особенностей проекта, составляет от 34 до 40 часов;
время демобилизации полупогружной буровой установки в случае экстренной ситуации и
необходимости ухода с точки, в зависимости от этапа бурения и особенностей проекта,
составляет от 16 до 32 часов;
время демобилизации бурового судна в случае экстренной ситуации и необходимости ухода
с точки, в зависимости от этапа бурения и особенностей проекта, составляет от 8 до 24 часов.

Исходя из положения айсбергов относительно буровой установки и параметров их дрейфа
могут быть выделены следующие категории айсбергов:
«неопасные айсберги», находящиеся за границами зоны физического воздействия;
«опасные айсберги», находящиеся в зоне отсоединения и траектория которых может
пересечь положение буровой установки по применяемой модели дрейфа айсбергов, либо, в
случае отсутствия такой модели, вектор скорости которых направлен в сторону установки и
отклоняется от вектора, соединяющего айсберг и буровую установку, на угол менее 45°;
«потенциально опасные айсберги», находящиеся в зоне физического воздействия, но за
границами зоны отсоединения, либо находящиеся в зоне отсоединения, но не
удовлетворяющие признакам опасных айсбергов в части параметров дрейфа.
Схематически расположение зон и различные типы айсбергов показаны на рисунке 3.
Буровая установка должна начинать процедуру отсоединения в случаях:
1. границу зоны отсоединения пересекает такое число «опасных айсбергов», отвести которое
имеющимися средствами за время Tухода невозможно;

2. «опасный айсберг» появляется у границы зоны отсоединения в период неблагоприятной погоды,
при этом ожидаемая продолжительность этого периода превышает Tухода.

С учетом расположения основной зоны миграции айсбергов на акватории Восточно-
Приновоземельского желоба, в зависимости от расположения геологической структуры
относительно основной зоны миграции айсбергов и подводного рельефа могут быть предложены
следующие классы айсберговой опасности (Таблица 8) для акватории юго-западной части Карского
моря.
Синяя окружность – граница буксировки; Желтая окружность – граница зоны физического
воздействия; Красная окружность – граница зоны отсоединения; Зеленый круг – неопасный
айсберг; Желтый круг –потенциально опасный айсберг; Красный – опасный айсберг; Синий круг –
буровая установка (платформа) для поисково-разведочного бурения; стрелками указаны
направления дрейфа айсбергов.

Рисунок 3. Расположение различных зон и типов айсбергов.

Таблица 8. Определение классов айсберговой опасности.
Класс айсберговойПоложение относительно основной зоныПовышения
опасностимиграции айсберговподводного рельефа
I.ВысокаяВ зоне миграцииОтсутствуют
II.Выше
Вблизи от зоны миграцииОтсутствуют
среднего
III.СредняяВблизи от зоны миграцииПрисутствуют
IV.Ниже
На удалении от зоны миграцииНе зависит
среднего
V.НизкаяНа большом удалении от зоны миграцииНе зависит

Применим предложенную классификацию к существующим геологическим структурам юго-
западной части Карского моря (Рисунок 4, Таблица 9).
Таблица 9. Классы айсберговой опасности для геологических структур юго-западной части
акватории Карского моря.
№Геологическая структураКласс айсберговой опасности
1РагозинскаяIII. Средняя
2НансенаII. Выше среднего
3Университетская
III. Средняя
(месторождение Победа)
4ВикуловскаяII. Выше среднего
5ТатариновскаяIV. Ниже среднего
6МатусевичаIV. Ниже среднего
7АнабарскаяV. Низкая

Риснуок 4. Положение структур относительно основной зоны миграции айсбергов.

Сводные результаты определения потребного числа техники представлены в единой таблице
10. Геологические структуры первого класса айсберговой опасности в настоящее время на
акватории юго-западной части Карского моря не выявлены.

Таблица 10. Потребное число техники для обеспечения айсберговой безопасности
(без учета оптимизации).
Класс айсберговойЧисло судов дляЧисло судов дляНаличие судна с
опасностиобнаружения айсберговотведения айсберговвертолетом
II. Выше среднего23Необходимо
III. Средняя22Опционально
IV. Ниже среднего01Не требуется
V. Низкая00Не требуется
С учетом возможной оптимизации количества привлекаемых судов для обнаружения и
отведения айсбергов, определен следующий состав флота для обеспечения айсберговой
безопасности при бурении на акватории юго-западной части Карского моря (Таблица 11). Все суда
должны быть снабжены ледовыми радарами, что позволит каждому из них обеспечивать
эффективное обнаружение объектов материкового льда.

Таблица 11. Рекомендованный состав флота.
Класс
айсберговойСостав флота
опасности
одно судно-буксировщик с высоким ледовым классом (маневренный
ледокол) и буксировочным усилием не менее 1000 кН (основная работа по
буксировке айсбергов);
II.Вышедва судна-буксировщика с буксировочным усилием не менее 800 кН
среднего(обнаружение айсбергов и их отведение в случаях, если основное судно-
буксировщик занято буксировкой);
судно-вертолетоносец (обнаружение айсбергов, определение их размеров и
расстановка дрейфующих буев).
два судна-буксировщика с буксировочным усилием не менее 800 кН
III.Средняя(обнаружение айсбергов и их отведение);
судно для обнаружения айсбергов либо третье судно-буксировщик.
IV.Ниже
одно судно-буксировщик с буксировочным усилием не менее 800 кН.
среднего

Изменение погоды в течение операционного периода влияет на проведение морских
операций на геологических структурах III класса и выше. В течение операционного периода для
Карского моря можно выделить три временных отрезка, связанных с эффективностью отведения и
обнаружения айсбергов:

высокая эффективность – до 20-го сентября;
удовлетворительная эффективность – с 21-го сентября по 10-ое октября;
неудовлетворительная эффективность – после 11-го октября.

В период с начала поискового бурения по 20-ое сентября необходимо полностью
контролировать дрейф айсбергов на акватории, перемещая потенциально опасные и опасные
айсберги как можно дальше. Также важной задачей этого периода является расстановка большого
числа дрейфующих буев, особенно после 10-го сентября.
В период с 21-го сентября по 10-ое октября необходимо сосредоточиться на обнаружении
айсбергов в зоне физического воздействия и перемещению их на границу указанной зоны. Важной
задачей является полное использование окон погоды для проведения буксировок, а также
существенное увеличение объемов спутниковой съемки.
В период после 11-го октября необходимо сосредоточиться на защите от проникновения
айсбергов в ближайшую к буровой установке зону, радиус которой может быть оценен в 15-20 км.
Минимальное время бурения, когда можно гарантировать обеспечение айсберговой
безопасности при задействовании рекомендованного состава флота для геологических структур III
класса и выше по айсберговой безопасности, согласно консервативной оценке составляет около 2
месяцев с повторяемостью 1 раз в 10 лет.
Таким образом, в рамках диссертационной работы предложена и опробована на примере
акватории юго-западной части Карского моря методика интеграции входных природно-
климатических (Таблица 5) и технологических (Таблица 7) данных для разработки системы
айсберговой защиты установок поисково-разведочного бурения и определения состава потребной
техники для ее реализации; в таблицах также приведены методы исследований, которые были
применены автором для изучения природных объектов и технологических процессов, связанных с
обеспечением айсберговой безопасности в Карском море, и которые могут быть рекомендованы для
других акваторий.
Выходными данными для предложенной методики являются следующие принципиальные
аспекты планирования и реализации обеспечения айсберговой безопасности при поисково-
разведочном бурении:

определение границ зоны физического воздействия на айсберги;
определение дистанции и направления перемещения айсбергов при их отведении от буровой
установки;
разработка условий отсоединения буровой установки;
оценка влияния изменения погодных условий в течение операционного сезона на проведение
операций по отведению айсбергов от буровых установок;
оценка влияния изменения погодных условий в течение операционного сезона на проведение
мероприятий по обнаружению айсбергов;
классы айсберговой опасности геологических структур;
определение потребного числа судов для обнаружения айсбергов и их отведения от буровой
установки в зависимости от класса айсберговой опасности;
рекомендованный состав флота;
порядок действий по обеспечению айсберговой безопасности в течение операционного периода
с учетом изменения погодных условий.

Вместе с тем, необходимо отметить, что разработанная автором методика подходит, в
первую очередь, для акваторий, сходных с юго-западной частью Карского моря (небольшие
айсберги, хаотичное движение айсбергов); для районов Арктики, условия которых существенно
отличны от рассмотренных, потребуется модификация методики при сохранении перечня
необходимых исходных данных.

Эффект от внедрения методики

Для определения хозяйственного эффекта от применения системы обеспечения айсберговой
безопасности в части ускорения геологоразведочных работ и снижения затрат на их проведение,
использованы результаты диссертационной работы в части оценки длительности периода поисково-
разведочного бурения с учетом вероятности не завершить бурение за один сезон при отсутствии
системы обеспечения айсберговой безопасности (Таблица 12).

Таблица 12. Вероятность не завершить бурение за один сезон из-за айсберговой угрозы при
отсутствии системы обеспечения айсберговой безопасности.
Класс айсберговой опасностиВероятность, %
I. Высокая50
II. Выше среднего30
III. Средняя15
IV. Ниже среднего5
V. Низкая0,1
Рассмотрим различные сценарии проведения буровых работ, базирующиеся на оценках
продолжительности операционного периода и наличии/отсутствии системы обеспечения
айсберговой безопасности:

Сценарий 0. Бурение одной скважины за сезон (только в период открытой воды). После
окончания бурения буровая установка демобилизуется из района работ. Система обеспечения
айсберговой безопасности не применяется;

Сценарий А. Бурение одной скважины за сезон (только в период открытой воды). После
окончания бурения буровая установка демобилизуется из района работ. Применяется система
обеспечения айсберговой безопасности;

Сценарий Б. Бурение такого числа скважин (одной или двух) за сезон, которое возможно за
операционный период буровой установки безледового класса (бурение только в период
открытой воды). В благоприятном случае буровая установка после окончания бурения первой
скважины переходит к следующей, а в неблагоприятном – демобилизуется из района работ.
Применяется система обеспечения айсберговой безопасности;

Сценарий В. Бурение такого числа скважин (одной или двух) за сезон, которое возможно за
увеличенный операционный период ледостойкой буровой установки (бурение в период
открытой воды и при толщине льда менее 30 см). В благоприятном случае буровая установка
после окончания бурения первой скважины переходит к следующей, а в неблагоприятном –
демобилизуется из района работ. Применяется система обеспечения айсберговой безопасности.
Число сезонов необходимых для бурения N поисково-разведочных скважин при различных
сценариях проведения буровых работ будет определяться в соответствии с данными таблицы 13.

Таблица 13. Число сезонов для бурения N поисково-разведочных скважин.

Университетская
(месторождение

Татариновская
Викуловская
Рагозинская

Матусевича

Анабарская
Нансена

Победа)
Сценарий/
Геологическая структура

Сценарий 0, скважин/сезон1,18N1,43N1,18N1,18N 1,05N 1,05NN
Сценарий А, скважин/сезонNNNNNNN
Сценарий Б, скважин/сезон0,77N0,77N0,77N0,77N 0,77N 0,77N 0,83N
Сценарий В, скважин/сезон0,71N0,71N0,71N0,63N 0,67N 0,71N 0,63N

Производственный эффект от наличия системы айсберговой безопасности заключается в
ускоренной подготовке месторождения к добыче углеводородов, а экономический – в
существенном снижении стоимости фрахта буровых установок за счет меньшего числа сезонов, на
которые целесообразно их привлечение. Эффект от системы обеспечения айсберговой безопасности
определен как отношение снижения числа сезонов бурения к числу сезонов бурения при отсутствии
системыобеспеченияайсберговойбезопасности,приэтомопределенминимальный
(гарантированный) и максимальный (рисковый) эффект (Таблица 14). Минимальный эффект связан
только с наличием системы обеспечения айсберговой безопасности, а максимальный также
учитывает возможность бурения нескольких скважин за сезон в зависимости от продолжительности
операционного периода для буровой установки ледового класса.

Таблица 14. Эффект от системы обеспечения айсберговой безопасности.
Университетская
(месторождение

Татариновская
Викуловская
Рагозинская

Матусевича

Анабарская
Нансена

Победа)

Геологическая структура

Минимальный эффект, %15301515550
Максимальный эффект, %39503947373238

Исходя из данных таблицы 14 следует, что для геологических структур Рагозинская,
Нансена, Университетская (месторождение «Победа»), Викуловская наличие системы обеспечения
айсберговой безопасности позволяет добиться снижения времени поисково-разведочной стадии и
снизить затраты на бурение минимум на 15-30%.
Возможность снижения указанных параметров на 40-50% теоретически существует, но
связана с необходимостью проведения работ по бурению второй скважины за сезон поздней осенью,
когда обеспечение айсберговой безопасности существенно затруднено.
Для структур Татариновская, Матусевича и Анабарская, на которых айсберговая угроза ниже
(в том числе и в осенний период), целесообразно рассмотрение возможности проведения бурения
ледостойкой буровой установкой до ранней стадии образования льда, что позволит ускорить
поисково-разведочную стадию освоения месторождений на 30-35%.
Для оценки примерного числа поисково-разведочных скважин, необходимого для
постановки запасов на баланс и подготовки месторождения к добыче углеводородов, использованы
данные Штокмановского проекта в Баренцевом море, где это число составило семь скважин. В
качестве примера приведена таблица 15, в которой определена продолжительность бурения семи
последовательных поисково-разведочных скважин на геологических структурах Восточно-
Приновоземельских участках.

Таблица 15. Длительность периода поисково-разведочного бурения (годы).
Университетская
(месторождение

Татариновская
Викуловская
Рагозинская

Матусевича

Анабарская
Нансена

Сценарий /
Победа)

Геологическая
структура

Сценарий 0, лет81088777
Сценарий А, лет7777777
Сценарий Б, лет5555556
Сценарий В, лет5554554

В частности, таким образом, из таблицы 15 следует, что для геологической структуры
Нансена поисково-разведочное бурение семи скважин займет:

десять лет без системы обеспечения айсберговой безопасности;
семь лет с системой обеспечения айсберговой безопасности;
пять лет при задействовании буровой установки ледового класса и системы обеспечения
айсберговой безопасности, эффективно работающей поздней осенью.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Обоснована методика обеспечения айсберговой безопасности поисково-разведочного
бурения на арктическом шельфе, позволяющая предотвратить столкновение айсберга с буровой
установкой и минимизировать число прерываний строительства скважины из-за айсберговой
угрозы. Акватория Восточно-Приновоземельских участков Карского моря характеризуется
неупорядоченным движением относительно небольших айсбергов и их обломков, что позволяет
рекомендовать концентрическую схему зон реагирования на айсберговую угрозу буровой
установке. Радиус зоны физического воздействия на айсберги целесообразно принять равным 80 км,
что гарантирует безопасность буровой установки при любых штормовых ситуациях, возможных на
акватории; могут быть выделены два периода различной эффективности мероприятий по
обеспечению айсберговой безопасности с переходом 20-го сентября. Полученные результаты
учитывались при разработке международного стандарта по арктическим операциям ISO SC8 WG6
International Organization for Standardization (ISO) и ГОСТ Р 58112-2018 «Национальный стандарт
Российской Федерации. Нефтяная и газовая промышленность. Арктические операции. Управление
ледовой обстановкой. Сбор гидрометеорологических данных».
2. Доказана возможность снижения продолжительности геологоразведочной стадии на 15-
35% за счет мероприятий по управлению ледовой обстановкой для перспективных геологических
структур и месторождений углеводородов, расположенных в айсберговых водах юго-западной
части Карского моря:

для районов высокой айсберговой опасности снижение составляет 15% и обусловлено
отсутствием прерывания буровых работ из-за айсберговой угрозы;
для районов низкой айсберговой опасности снижение составляет 35% и обусловлено
возможностью бурения двух поисково-разведочных скважин за один сезон.

3. Для гарантированного обеспечения айсберговой безопасности при поисково-разведочном
бурении на перспективных геологических структурах и месторождениях вблизи ледников
восточного побережья Новой Земли достаточно трех судов-снабженцев для обнаружения/отведения
айсбергов, а также судна с палубным вертолетом для слежения за айсбергами и координации
действий.

Дальнейшее развитие вопросов обеспечения айсберговой безопасности поисково-разведочного
бурения в арктических акваториях связано с совершенствованием методов обнаружения айсбергов,
а также с созданием численных моделей их образования и последующего дрейфа.