قرن القطب الشمالي: كيفية تطوير حقول النفط والغاز بأمان في ظروف مناخية قاسية

يمكن مساواة العمل في الشمال بواحد من أخطر أنواع النشاط البشري

عمال المناجم ، القنادس والمدربين البريةالحيوانات. ولكن على الرغم من التكلفة العالية والمخاطر الواضحة في إجراء الاستكشاف والإنتاج ، فإن شركات النفط والغاز العالمية تولي اهتمامًا متزايدًا لمنطقة القطب الشمالي ، لأن هناك ربع احتياطيات النفط والغاز غير المكتشفة في العالم. تقدر هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية احتياطي القطب الشمالي بنحو 90 مليار برميل من النفط و 1669 ترليون متر مكعب. أقدام من الغاز. وفقًا للعلماء الروس ، فإن احتياطيات القطب الشمالي قابلة للمقارنة مع احتياطيات الهيدروكربونات في غرب سيبيريا والخليج الفارسي.

ما هو الخطر؟

درجات حرارة منخفضة لمعظم السنةالتغيرات في مستوى سطح البحر والجليد البحري والجبال الجليدية والتغيرات المناخية السريعة إلى حد ما في العالم - هذه هي المخاطر الرئيسية المرتبطة بتطوير القطب الشمالي. وهكذا ، في عام 1980 ، أودى الحادث المعروف الذي وقع في الحفارة النرويجية FPUB (الحفارة شبه الغاطسة - "التكنولوجيا الفائقة") ألكساندر كيلاند في بحر الشمال بحياة 123 شخصًا. ومؤخرا نسبيا ، في عام 2011 ، توفي 53 شخصا على منصة عائمة الروسية كولا في بحر أوخوتسك. كمرجع ، وقع أكبر حادث (ولكن لحسن الحظ ، ليس بعدد الضحايا) على منصة الحفر في 20 أبريل 2010 في خليج المكسيك على منصة Deepwater Horizon ، المملوكة من قبل شركة بريتيش بتروليوم عبر الوطنية. قُتل 12 شخصًا ، وتم تدمير المبنى نفسه تمامًا بنيران ، وحوالي 15 ألف طن من النفط المتسرب إلى البحر. لقد عانت سواحل الولايات الثلاث بأكملها تقريبًا من جميع أنحاء المنطقة الجنوبية للولايات المتحدة ، وكانت على شفا كارثة بيئية.

روسيا تزيد بشكل كبير من إمكانات التنميةالمياه الداخلية والجرف القطبي الشمالي. للقيام بالأعمال الجيوتقنية والتعدين ونقل المواد الخام ، لا يكفي مجرد معرفة توقعات الطقس بدقة ؛ إن الرصد الجوي متعدد الأبعاد للأرصاد الجوية لمناطق المياه مطلوب - الأرصاد الجوية ، وعلوم المحيطات ، والملاحة. وإذا لم يكن هذا التحليل معقدًا ، ولكن في العديد من الأنظمة المتباينة ، يزداد خطر فقدان البيانات ، وبالتالي تزداد المخاطر الناجمة عن انخفاض سرعة اتخاذ القرارات.

جهاز الحفر العائم Kolskaya. الصورة: أندريه برونين / تاس / إنتربريس

من الضروري أيضا أن تأخذ في الاعتبار أن البحار في القطب الشماليغير متجانسة: يكون الغطاء الجليدي أكثر سمكا في مكان ما ، ويكون أرق في مكان ما ، ولكنه أكثر كثافة بسبب حقيقة أن الماء طازج تقريبا. يجب جمع كل هذه المعلمات (وقد يكون هناك المئات منها) معًا لوضع التوقعات وتقييم الموقف. لهذه الأغراض ، يستخدم الباحثون أنظمة المعلومات الجغرافية الأكثر تعقيدًا. فهي لا تسمح فقط بجمع وتحليل ملفات البيانات الضخمة ، بل تسمح أيضًا بتنبؤات قصيرة الأجل ومتوسطة الأجل. على سبيل المثال ، في أي اتجاه يتحرك أقرب كتلة جليدية ، عندما تحتاج ، حتى عدة أيام ، إلى إنهاء العمل بحيث لا يوجد خطر الاصطدام.

لذلك ، هيئة الأوراق المالية "معهد التصميم البيئي واستطلاعات "(IEPI) في إطار المعلومات والدعم التكنولوجي لعمليات الجليد في مياه منطقة القطب الشمالي في روسيا ، قدمت برمجيات متخصصة تعتمد على منصة EverGIS التي طورتها Everpoint. بمساعدة هذا البرنامج ، يتم التحكم في الوضع الجليدي والبحث عن تلوث الهيدروكربونات مع تحديد مصادرها لاحقًا.

تحليل ظروف الجليد ودرجة حرارة الماء في بحر كارا في نظام EverGIS

كيف تساعد التكنولوجيا في حساب المخاطر؟

قبل إدخال نظم المعلومات الجغرافية العمل علىتم تنفيذ الجرف في القطب الشمالي تقريبًا بلمسة واحدة: تم التخطيط لجميع الأنشطة لمدة ثلاثة أشهر في السنة ، حيث لم يكن هناك جليد بالتأكيد في منطقة المياه. لكن غالبًا ما تكون في غير المواسم ، يمكنك البدء في العمل في وقت مبكر ، والانتهاء بعد ذلك بقليل - كل هذا يتوقف على الطقس. ولكن نظرًا لأنه كان من المستحيل تتبع ذلك ، فقد ضيع الكثير من الوقت. في الربيع والخريف ، يجب على الباحثين أن يكونوا حذرين بشكل خاص ، ففي هذا الوقت تظهر الجليد الضخم والأشياء الخطرة الأخرى.

اليوم ، لتقييم درجة الخطر ، والعلماءنموذج اتجاه الانجراف والسرعة ودرجة التهديد. لهذا الغرض ، يتم استخدام البيانات من عدد من المصادر ، بما في ذلك المنظمات والمؤسسات العلمية ، على سبيل المثال ، الشركات الدولية الكبرى مثل CLS (فرع من المركز الوطني الفرنسي لأبحاث الفضاء CNES والمعهد الفرنسي للبحوث لتطوير البحر IFREMER) ومعهد أبحاث القطب الشمالي والقطب الجنوبي الروسي ، مركز نانسن الدولي للبيئة والاستشعار عن بعد ، معهد نان زوبوف لعلوم المحيطات ، مارل ن-جنوب "وغيرها.

البيانات التي يتم تجميعها في النظام:

  • معلومات عامة - موقع الكائن ، على سبيل المثال ، نظام أساسي عائم أو ثابت ، وحدود منطقة الأمان ، وحدود مناطق الترخيص
  • معلومات التشغيل - بيانات القياس عن بعد من إشارات ARGOS الراديوية الموضوعة على أجسام جليدية خطيرة ؛
  • معلومات أوقيانوغرافية - درجة حرارة سطح البحر ، السرعة الحالية والاتجاه ، حقول الرياح ، لون الماء ، قياس الأعماق ، التشوهات السطحية ، المد والجزر ، الملوحة ؛
  • معلومات الملاحة - السفن التي تم تحديدها بواسطة صور الأقمار الصناعية للرادار وبيانات نظام AIS ؛
  • ظروف الجليد - حدود واتجاهات انحراف حقول الجليد ، وتصنيف أنواع الجليد ، والموقع والاتجاهات المقدرة للانجراف من الأجسام الجليدية ؛
  • الوضع البيئي - معالم وتوجيهات الانجراف المقدر للبقع الهيدروكربونية وصور القمر الصناعي للرادار.

كل يوم ، يتم تحديث بعض البيانات في النظام تلقائيا. بالنسبة للمجموعات الأخرى التي لا تتطلب مثل هذا التحديث المتكرر ، يكون التحميل اليدوي ممكنًا في أي وقت باستخدام آليات الاستيراد.

تتمتع شركات العملاء أيضًا بإمكانية الوصول إلى المعلومات التشغيلية ، علاوة على ذلك ، فإنها غالبًا ما توفر البيانات المكانية للنظام نفسه.

من بين العملاء شركات النفط والغاز - شركات المجموعة. غازبروم ، روسنفت ، غازبروم نيفت - والمقاولين من الباطن ، والصناعةالمنظمات العلمية والتقنية. حاليًا ، فقط Rosneft و Gazprom لهما الحق في العمل على الجرف في القطب الشمالي. تملك روسنفت 28 رخصة حفر ، وتملك شركة غازبروم 38. لم يتم إصدار تراخيص جديدة الآن - قامت روسيا في عام 2016 بوقف مؤقت لأقسام ترخيص الجرف في القطب الشمالي ، وذلك وفقًا لوزير الموارد الطبيعية السابق سيرجي دونسكوي ، يمكن للشركات "ركز على الالتزامات التي تم التعهد بها بالفعل وتقليل الوقت اللازم لاكتشاف ودائع جديدة". ومع ذلك ، في سبتمبر من العام الماضي ، كان مجلس الدوما ينظر في مشروع قانون بشأن تجديد التراخيص - لمجرد موقع واحد في بحر أوخوتسك. وفقًا لتقديرات شركة غازبروم ، فإن الاحتياطيات الجيولوجية لحقل كورياكيا -1 قد تصل إلى 420 مليون طن من النفط و 1 تريليون متر مكعب. م من الغاز. من الواضح أن كلتا شركتي النفط لهما اهتمام كبير بتطوره.

الآن بعد أن أصبح لدى الباحث كل شيء جديد على يديهالبيانات ، يمكن أن تشكل في النظام خطة عمل دقيقة لضمان سلامة تلاعب والعمل. لهذا ، حول الكائنات ذات الاهتمام (كقاعدة عامة ، هذه عبارة عن منصة حفر) ، يتم تحديد منطقة عازلة ، والتي يتم فيها حساب أي كائن بشكل واضح والتحكم فيه لضمان سلامة وحدة الحفر. على سبيل المثال ، يتم حساب مسار وسرعة حركة الجليد ، والتي هي قريبة نسبيا من منصة الحفر. يتم مراقبة اتجاه حركة السفن حولها ، ومدى قوة التيارات والرياح في منطقة المياه المختارة ، فإنها لن تضر التثبيت. يتم تسجيل المزيد من المعلمات "غير المحسوسة" - الضغط والرطوبة ، التغيرات المناخية الموسمية وأكثر من ذلك بكثير.

بفضل التكنولوجيا الجديدة ، كل هذه البياناتيتم جمعها معا. يحسب النظام وقت بدء موظفي منصات الحفر وإتمام العمل بدقة عدة أيام. كما أنه ينظم المسار الذي يجب أن تتحرك فيه السفن للوصول إلى وجهتها في وقت معين ، وهذا يتوقف على ظروف الجليد وانجراف مجال الجليد وحقول التشوه وحركة جبل الجليد. تكلفة الخطأ مرتفعة للغاية: إذا تم تقدير الوضع في منطقة المياه بشكل غير صحيح وكانت هناك حاجة لكسر الجليد للعمل ، فإن تكلفة العمل تزيد بمقدار مليون روبل على الأقل يوميًا - ومن هذا المبلغ تبدأ تكلفة عمل كاسر الجليد يوميًا.

لكن ذلك لا يكفي فقط لحماية الحفارات منهاices ، فإنها تحتاج إلى أن تبنى بشكل صحيح. على سبيل المثال ، كان الحادث الذي وقع على منصة النرويجية ألكسندر كيلاند بسبب ما يسميه الخبراء "التعب المعدني". وهذا يعني أنه عند بنائه ، لم تتضمن الحسابات خصائص المعادن ، وارتداءها تحت حمولات معينة ودرجة الحرارة والرطوبة وعوامل أخرى. مشكلة مماثلة في تركيب منصة حفر عائمة على الأرض - يعترف الباحثون: إذا كانت البيانات قليلة أو المسوحات الجيوفيزيائية ذات النوعية الرديئة ، فإن احتمالية وقوع الحوادث تكون عالية جدًا. على سبيل المثال ، تم بناء منصة Prirazlomnaya للزيوت الثابتة دون مراعاة توصيات معهد القطب الشمالي والقطب الجنوبي ، مما أدى إلى مشاكل في تشغيل إحدى مجموعات أجهزة الشحن المباشر للنفط. لكن الأنظمة التحليلية الحديثة قد تعلمت بالفعل كيفية تجميع كميات كبيرة من البيانات اللازمة ، ومعالجتها ، وعلى هذا الأساس ، تحليل مدى ملائمة حالة البيئة للتثبيت. الأكثر فائدة هي بيانات عن التيارات ، والرياح ، وتشوهات سطح البحر ، ودرجة الحرارة والملوحة. بالمناسبة ، فقط البيانات عن سرعة واتجاه أربعة تيارات في بحر كارا تزن في النظام 50 جيجابايت - نحن نتحدث عن 22 مليون قيمة محسوبة.

تمثيل على خريطة البيانات حول حركة الجبال الجليدية ، عن سرعة واتجاه التيارات في بحر كارا

تسربات المنتجات البترولية ، أو التي تخفي النبلاء عديمي الضمير

إذا حدث خطأ ما وكان هناك تسربالمنتجات النفطية ، من المهم العثور عليها بسرعة ، وتحديد مصدر ومدى التلوث. يتم تحليل البيانات الرادارية والبصرية ، ويتم رصد الأقمار الصناعية. إذا كان هذا زيتًا بالفعل ، وليس الطحالب تتفتح على الماء ، فسيتم تحديد اتجاه الانجراف بمساعدة علامات فئة زيت خاصة ويتم الكشف عن مصدر التلوث. هنا تبدأ المرحلة الأكثر صعوبة: من الممكن إجراء تقييم رسمي لاحتمال انخفاض المنتجات النفطية من سفينة معينة ببساطة عن طريق تحليل البيانات من معدات الملاحة الخاصة بها. ولكن في كثير من الأحيان ، يخطط القبطان ، الذين يخططون لرمي الملوثات في البحر ، لإيقاف الهوية. ثم يضطر متخصصو IEPI إلى التنبؤ بطرق السفن ذات الهوية المعطلة: يأخذون في الاعتبار نقاط الدخول إلى البحر ونقاط المقصد وآخر إحداثيات مسجلة للسفينة وصور من الفضاء ، ويمكن لنظام المعلومات الجغرافية جمع كل هذه المعلومات معًا.

من الجدير بالذكر أن التسريبات ليست فقطالطوارئ ، ولكن أيضا الطبيعية ، و EverGIS يساعد على تمييزها. هذا أمر مهم لأن المعلومات المتعلقة بالتسريبات تذهب مباشرة إلى العملاء ، ومن المهم تزويدهم بمعلومات موضوعية فقط عن كفاءة الإنتاج في المنطقة.

بالإضافة إلى الوضع الحالي لمنطقة المياه ،يقوم الباحثون بإجراء تحليل طويل الأجل: إن تغير المناخ والاحتباس الحراري يجعل من الضروري مراقبة حالة الأنهار الجليدية بانتظام ، وديناميات تكوين الجليد وتنقية منطقة المياه ، وأنماط الانجراف الإعصاري. في EverGIS ، يمكنك إجراء تحليل بأثر رجعي ودراسة ديناميات تغييرات البيانات مع مرور الوقت باستخدام أداة تصفية Chrono. سيساعد مثل هذا التحليل في تحديد الأنماط الموسمية والعلاقة بين الظروف الجوية وحالة البيئة والتنبؤ بالاتجاهات قصيرة الأجل والمتوسطة الأجل.

لكن لا تزال أنظمة البيانات مدعومةالمراقبة "المادية" لمنطقة المياه: الباحثون ملزمون بالتأمين. المتخصصون في الخدمة على سفن الإنقاذ متعددة الوظائف فئة الجليد ، بمناسبة جميع الحركات على الخريطة.

القطب الشمالي لا يزال واحدا من أكثر الواعدةاتجاهات لتطوير عدد من الصناعات. لا يتعلق الأمر فقط بالتعدين ، بل أيضًا بالصيد واستخراج ملح البحر وحتى بناء المزارع للنباتات الطبية المتنامية (هناك أنواع مستخدمة بالفعل في تصنيع أدوية السرطان). لذلك ، يمكننا أن نتوقع التطور السريع للتكنولوجيات في هذا المجال ، بما في ذلك نظم المعلومات الجغرافية. سيتم تطويرها في اتجاهين رئيسيين: ضمان السلامة وتوفير موارد منصات الحفر والنقل أثناء إنتاج النفط ، وكذلك تقليل تأثير التنمية الصناعية في القطب الشمالي على البيئة. ليس سراً أن النظام الحيوي في القطب الشمالي هش للغاية ، بل يمكن أن يتضرر سكانها بسبب مستوى الضوضاء المفرط الذي تخلقه الحفارات. على سبيل المثال ، تستخدم الحيتان الرمادية وغرينلاند (الموجودة بالفعل على وشك الانقراض) موجات صوتية صوتية للملاحة ، والبحث عن الطعام والتواصل ، وبالتالي فإن أي ضوضاء غريبة أمر بالغ الأهمية بالنسبة لها.