Das Jahrhundert der Arktis: Wie können Öl- und Gasfelder unter rauen klimatischen Bedingungen sicher erschlossen werden?

Arbeit im Norden kann mit einer der gefährlichsten Arten menschlicher Aktivität gleichgesetzt werden

Bergleute, Sappers und wilde TrainerTiere. Trotz der hohen Kosten und der offensichtlichen Risiken bei der Exploration und Förderung schenken die globalen Öl- und Gasunternehmen der Arktis immer mehr Aufmerksamkeit, da es ein Viertel der unentdeckten Öl- und Gasreserven der Welt gibt. Der Geological Survey der USA schätzt die arktischen Reserven auf 90 Milliarden Barrel Öl und 1.669 Billionen Kubikmeter. Füße Gas. Russischen Wissenschaftlern zufolge sind die Arktisvorkommen mit den Kohlenwasserstoffvorkommen in Westsibirien und dem Persischen Golf vergleichbar.

Was ist die gefahr

Niedrige Temperaturen für den Großteil des JahresVeränderungen des Meeresspiegels, des Meereises und der Eisberge sowie recht rasche Klimaveränderungen in der Welt - das sind die Hauptrisiken, die mit der Entwicklung der Arktis verbunden sind. So forderte der bekannte Unfall der norwegischen FPUB (Halbtaucher-Bohrgerät - "High-Tech") Alexander Kielland in der Nordsee 1980 123 Menschen das Leben. Und im Jahr 2011 starben 53 Menschen auf der russischen schwimmenden Plattform Kola im Ochotskischen Meer. Der größte Unfall (aber glücklicherweise nicht nach der Anzahl der Opfer) auf der Bohrplattform ereignete sich am 20. April 2010 im Golf von Mexiko auf der Deepwater Horizon-Plattform, die sich im Besitz der Tochtergesellschaft des transnationalen Konzerns British Petroleum befindet. 12 Menschen wurden getötet, das Gebäude selbst wurde vollständig durch ein Feuer zerstört und rund 15 Tausend Tonnen Öl flossen ins Meer. Fast die gesamte südliche Region der Vereinigten Staaten litt, die Küsten der drei Staaten standen vor einer ökologischen Katastrophe.

Russland erhöht das Entwicklungspotenzial intensivBinnengewässer und das arktische Schelf. Für geotechnische Arbeiten, Bergbau und Transport von Rohstoffen reicht es nicht aus, die genaue Wettervorhersage zu kennen, es ist eine mehrdimensionale hydrometeorologische Überwachung von Wassergebieten erforderlich - meteorologische, ozeanographische und Schifffahrt. Und wenn diese Analyse nicht komplex ist, sondern in mehreren unterschiedlichen Systemen, steigt das Risiko eines Datenverlusts und folglich der Gefahren, die durch niedrige Entscheidungsgeschwindigkeiten entstehen.

Kolskaya schwimmende Bohranlage. Foto: Andrey Pronin / TASS / Interpress

Es ist auch zu berücksichtigen, dass die Meere in der Arktisheterogen: Irgendwo ist die Eisdecke dicker und irgendwo dünner, aber dichter, weil das Wasser fast frisch ist. Alle diese Parameter (und es kann Hunderte von ihnen geben) müssen zusammengeführt werden, um Vorhersagen zu treffen und die Situation zu bewerten. Zu diesem Zweck verwenden die Forscher die komplexesten geografischen Informationssysteme. Sie ermöglichen nicht nur das Sammeln und Analysieren riesiger Dateien, sondern auch kurz- und mittelfristige Prognosen. Zum Beispiel, in welche Richtung bewegt sich das nächste Eismassiv, wenn Sie die Arbeit bis zu mehreren Tagen beenden müssen, damit keine Kollision besteht.

Also, JSC "Institute of Environmental Design undUmfragen “(IEPI) im Rahmen der Informations- und Technologieunterstützung für Eisoperationen in den Gewässern der arktischen Zone Russlands führte spezielle Software auf Basis der von Everpoint entwickelten EverGIS-Plattform ein. Mit Hilfe dieser Software werden die Kontrolle der Eissituation und die Suche nach Kohlenwasserstoffbelastung mit anschließender Bestimmung ihrer Quellen durchgeführt.

Analyse der Eisbedingungen und der Wassertemperatur in der Karasee im EverGIS-System

Wie hilft Technologie, Risiken zu kalkulieren?

Vor der Einführung von geographischen Informationssystemen weiterarbeitenDas arktische Regal war beinahe berührend. Alle Aktivitäten waren für drei Monate im Jahr geplant, als sich im Wasserbereich definitiv kein Eis befand. Aber oft können Sie in der Nebensaison früher anfangen und etwas später fertig werden - alles hängt vom Wetter ab. Da dies jedoch nicht nachvollziehbar war, wurde viel Zeit verschwendet. Im Frühjahr und Herbst müssen die Forscher besonders vorsichtig sein. Zu dieser Zeit erscheinen große Eisschollen und andere gefährliche Objekte.

Heute, um den Grad der Gefahr zu beurteilen, WissenschaftlerModellieren Sie die Richtung ihrer Drift, Geschwindigkeit, Bedrohungsgrad. Zu diesem Zweck werden Daten aus einer Reihe von Quellen verwendet, darunter Organisationen und wissenschaftliche Einrichtungen, beispielsweise große internationale Unternehmen wie CLS (eine Zweigstelle des französischen Nationalen Zentrums für Weltraumforschung (CNES) und des französischen Forschungsinstituts für die Entwicklung des Meeres IFREMER) und des russischen Forschungsinstituts für Arktis und Antarktis. Nansen Internationales Zentrum für Umwelt und Fernerkundung, Staatliches Ozeanographisches Institut N. N. Zubov, Marl n-Süd „und andere.

Daten, die im System zusammengefasst werden:

  • allgemeine Informationen - der Standort des Objekts, zum Beispiel eine schwebende oder stationäre Plattform, die Grenzen der Sicherheitszone, die Grenzen der Lizenzbereiche;
  • Betriebsinformationen - Telemetriedaten von ARGOS-Funkbaken, die sich auf potenziell gefährliche Eisobjekte befinden;
  • ozeanographische Informationen - Meeresoberflächentemperatur, aktuelle Geschwindigkeit und Richtung, Windfelder, Wasserfarbe, Bathymetrie, Oberflächenanomalien, Gezeiten, Salzgehalt;
  • Navigationsinformationen - durch Radarsatellitenbilder identifizierte Schiffe, AIS-Daten;
  • Eisbedingungen - die Grenzen und Richtungen der Abweichung von Eisfeldern, die Klassifizierung der Eisarten, der Ort und die geschätzten Richtungen der Abweichung von Eisobjekten;
  • Umweltsituation - Konturen und geschätzte Richtungen der Abweichung von Kohlenwasserstoffflecken und Radarsatellitenbildern.

Jeden Tag werden einige Daten im System automatisch aktualisiert. Bei anderen Sets, für die keine häufige Aktualisierung erforderlich ist, ist ein manuelles Hochladen jederzeit über Importmechanismen möglich.

Kundenunternehmen haben auch Zugriff auf betriebliche Informationen und liefern oft räumliche Daten selbst an das System.

Zu den Kunden zählen Öl- und Gasunternehmen - Unternehmen der Gruppe Gazprom, Rosneft, Gazprom Neft - und ihre Unterauftragnehmer, die Industriewissenschaftliche und technische Organisationen. Derzeit haben nur Rosneft und Gazprom das Recht, am arktischen Schelf zu arbeiten. Rosneft besitzt 28 Bohrlizenzen, und Gazprom besitzt 38. Neue Lizenzen werden derzeit nicht erteilt. Russland hat 2016 ein vorläufiges Moratorium für die Lizenzierung von Abschnitten des arktischen Schelfs eingeführt, so dass Unternehmen nach Ansicht des ehemaligen Ministers für Bodenschätze, Sergey Donskoy, dies tun könnten „Konzentrieren Sie sich auf die bereits eingegangenen Verpflichtungen und reduzieren Sie die Zeit, neue Einlagen zu entdecken.“ Im September letzten Jahres erwog die Staatsduma jedoch einen Gesetzesentwurf zur Erneuerung von Lizenzen - nur wegen eines Standortes im Ochotskischen Meer. Nach Schätzungen von Gazprom können die geologischen Reserven des Feldes Koryakia-1 420 Millionen Tonnen Öl und 1 Billion Kubikmeter betragen. m gas. Beide Ölgesellschaften haben offensichtlich ein großes Interesse an ihrer Entwicklung.

Nun, da der Forscher alles frisch in der Hand hatDaten, kann es im System einen genauen Aktionsplan bilden, um die Sicherheit des Bohrgerätes und der Arbeit zu gewährleisten. Dazu wird um die interessierenden Objekte (in der Regel eine Bohrinsel) eine Pufferzone festgelegt, in deren Eingang ein Objekt eindeutig berechnet und kontrolliert wird, um die Sicherheit der Bohranlage zu gewährleisten. Beispielsweise werden die Flugbahn und die Bewegungsgeschwindigkeit des Eises berechnet, die relativ nahe an der Bohrplattform liegen. Die Bewegungsrichtung der Schiffe wird überwacht, wie stark die Strömungen und Winde im gewählten Wasserbereich sind und die Anlage nicht beschädigen. Es werden auch mehr "unmerkliche" Parameter erfasst - Druck und Luftfeuchtigkeit, saisonale Klimaveränderungen und vieles mehr.

Dank neuer Technologie all diese Datenwerden zusammengebracht. Das System berechnet, wann Mitarbeiter von Bohrplattformen die Arbeit mit einer Genauigkeit von mehreren Tagen beginnen und beenden sollten. Sie regelt auch, auf welcher Spur sich die Schiffe bewegen sollen, um zu einem bestimmten Zeitpunkt ihr Ziel zu erreichen, abhängig von den Eisbedingungen, der Eisfelddrift, den Verformungsfeldern und der Bewegung des Eisbergs. Die Kosten eines Fehlers sind sehr hoch: Wenn die Situation im Wassergebiet falsch eingeschätzt wird und ein Eisbrecher für die Arbeit erforderlich ist, steigen die Arbeitskosten täglich um mindestens 1 Million Rubel - ab diesem Betrag beginnen die Kosten für die Arbeit des Eisbrechers pro Tag.

Aber es reicht nicht aus, die Bohrinseln vor zu schützenEis müssen sie richtig gebaut werden. Zum Beispiel war der Unfall auf der norwegischen Plattform Alexander Kielland darauf zurückzuführen, was Experten "Metallermüdung" nennen. Dies bedeutet, dass die Berechnungen beim Bau nicht die Eigenschaften von Metallen, ihren Verschleiß bei bestimmten Lasten, Temperatur, Feuchtigkeit und andere Faktoren berücksichtigt haben. Ein ähnliches Problem bei der Installation einer schwimmenden Bohranlage auf dem Boden - die Forscher geben zu: Wenn nur wenige Daten vorliegen oder geophysikalische Untersuchungen von schlechter Qualität sind, ist die Wahrscheinlichkeit von Unfällen sehr hoch. Beispielsweise wurde die stationäre Ölplattform Prirazlomnaya ohne Berücksichtigung der Empfehlungen des Arctic and Antarctic Institute gebaut, was zu Problemen beim Betrieb eines Gerätesatzes für den direkten Öltransport führte. Moderne Analysesysteme haben jedoch bereits gelernt, große Mengen notwendiger Daten zu sammeln, zu verarbeiten und auf dieser Grundlage zu analysieren, wie geeignet der Zustand der Umgebung für die Installation ist. Am nützlichsten sind Daten zu Strömungen, Wind, Anomalien der Meeresoberfläche, Temperatur und Salzgehalt. Übrigens wiegen im System nur 50 GB Daten zu Geschwindigkeit und Richtung von vier Strömungen in der Kara-See - wir sprechen von 22 Millionen berechneten Werten.

Darstellung auf der Karte der Daten zur Bewegung der Eisberge, zur Geschwindigkeit und Richtung der Strömungen in der Karasee

Lecks von Erdölerzeugnissen oder die verborgene Kapitäne verstecken

Wenn etwas schief gelaufen ist und ein Leck aufgetreten istÖlprodukte ist es wichtig, sie schnell zu finden, die Quelle und das Ausmaß der Kontamination zu bestimmen. Radar- und optische Daten werden analysiert, Satellitenüberwachung wird durchgeführt. Wenn es sich wirklich um Öl handelt und nicht um Algen, die auf dem Wasser blühen, wird die Driftrichtung mit Hilfe von speziellen Ölklassenmarkern bestimmt und die Quelle der Verschmutzung wird aufgezeigt. Hier beginnt die schwierigste Phase: Es ist möglich, die Wahrscheinlichkeit eines Abfalls von Ölprodukten aus einem bestimmten Schiff durch eine einfache Analyse der Daten seiner Navigationsausrüstung formal abzuschätzen. Aber oft Kapitäne, die planen, Schadstoffe ins Meer zu werfen, schalten die Identifikation aus. Dann sind die IEPI-Spezialisten gezwungen, die Routen von Schiffen mit Behinderungen vorherzusagen: Sie berücksichtigen Eintrittspunkte in das Meer, Bestimmungsorte, die letzten aufgezeichneten Koordinaten des Schiffes und Bilder aus dem Weltraum, und GIS kann all diese Informationen zusammenführen.

Es ist bemerkenswert, dass Lecks nicht nur sindNotfall, aber auch natürlich, und EverGIS hilft, sie zu unterscheiden. Dies ist wichtig, da Informationen über Leckagen direkt an die Kunden gehen und es wichtig ist, ihnen nur objektive Informationen über die Produktionseffizienz in der Region zur Verfügung zu stellen.

Neben dem aktuellen Zustand des WassergebietsForscher führen Langzeitanalysen durch: Klimawandel und globale Erwärmung machen eine regelmäßige Überwachung des Zustands der Gletscher, der Dynamik der Eisbildung und der Reinigung des Wassergebiets sowie zyklonale Driftmuster erforderlich. In EverGIS können Sie mit dem Chrono-Filter-Tool eine retrospektive Analyse durchführen und die Dynamik von Datenänderungen im Zeitverlauf untersuchen. Eine solche Analyse wird dabei helfen, saisonale Muster, den Zusammenhang zwischen Wetterbedingungen und dem Zustand der Umwelt zu erkennen und kurzfristige und mittelfristige Trends vorherzusagen.

Die Datensysteme werden jedoch weiterhin unterstützt„Physikalische“ Überwachung des Wassergebiets: Forscher sind verpflichtet zu versichern. Auf multifunktionalen Rettungsfahrzeugen der Eisklasse sind Spezialisten im Einsatz, die alle Bewegungen auf der Karte markieren.

Die Arktis ist nach wie vor eine der vielversprechendstenRichtungen für die Entwicklung einer Reihe von Branchen. Es geht nicht nur um den Bergbau, sondern auch um den Fischfang, die Gewinnung von Meersalz und sogar um den Bau von Farmen für den Anbau von Heilpflanzen (es gibt Arten, die bereits zur Herstellung von Krebsmedikamenten verwendet werden). Daher können wir eine schnelle Entwicklung von Technologien in diesem Bereich, einschließlich GIS, erwarten. Ihre Entwicklung wird in zwei Richtungen gehen: Gewährleistung der Sicherheit und Ressourcenschonung von Bohrinseln und Transport während der Erdölförderung sowie Verringerung der Auswirkungen der industriellen Entwicklung der Arktis auf die Umwelt. Es ist kein Geheimnis, dass das arktische Biosystem extrem zerbrechlich ist. Seine Bewohner können sogar durch den übermäßigen Geräuschpegel der Bohrgeräte verletzt werden. Beispielsweise nutzen Grau- und Grönlandwale (bereits kurz vor dem Aussterben) akustische Schallwellen für die Navigation, suchen nach Nahrungsmitteln und Kommunikation, daher sind Fremdgeräusche für sie kritisch.