Le siècle de l'Arctique: comment développer en toute sécurité des champs de pétrole et de gaz situés dans des conditions climatiques difficiles

Le travail dans le nord peut être assimilé à l’un des types les plus dangereux d’activités humaines, avec

mineurs, sapeurs et dresseurs sauvagesles animaux. Cependant, malgré le coût élevé et les risques évidents liés à la prospection et à la production, les sociétés pétrolières et gazières accordent de plus en plus d'attention à la région arctique, car il existe un quart des réserves non découvertes de pétrole et de gaz dans le monde. Le US Geological Survey estime les réserves arctiques à 90 milliards de barils de pétrole et à 1 669 milliards de mètres cubes. pieds de gaz. Selon des scientifiques russes, les réserves arctiques sont comparables aux réserves d'hydrocarbures de la Sibérie occidentale et du golfe Persique.

Quel est le danger?

Basses températures pendant la majeure partie de l'annéeles changements du niveau de la mer, de la glace de mer et des icebergs, et les changements climatiques assez rapides dans le monde - tels sont les principaux risques associés au développement de l'Arctique. Ainsi, en 1980, l'accident bien connu du FPUB norvégien (appareil de forage semi-submersible - «High-tech») Alexander Kielland en mer du Nord a coûté la vie à 123 personnes. Et relativement récemment, en 2011, 53 personnes sont mortes sur la plate-forme flottante russe Kola dans la mer d'Okhotsk. À titre de référence, l'accident le plus important (mais, heureusement, pas par le nombre de victimes) sur la plate-forme de forage s'est produit le 20 avril 2010 dans le golfe du Mexique sur la plate-forme Deepwater Horizon, appartenant à la filiale de la multinationale British Petroleum. 12 personnes ont été tuées, la structure elle-même a été complètement détruite par un incendie et environ 15 000 tonnes de pétrole se sont déversées dans la mer. Presque toute la région méridionale des États-Unis a souffert, les côtes des trois États étaient au bord d'une catastrophe écologique.

La Russie augmente intensivement le potentiel de développementeaux intérieures et le plateau arctique. Pour effectuer des travaux géotechniques, l'exploitation minière et le transport de matières premières, il ne suffit pas de connaître les prévisions météorologiques exactes, il faut également une surveillance hydrométéorologique multidimensionnelle des zones hydrographiques - météorologique, océanographique, navigation. Et si cette analyse n’est pas complexe, mais dans plusieurs systèmes disparates, le risque de perte de données et, par conséquent, les dangers engendrés par les faibles vitesses de prise de décision augmentent.

Appareil de forage flottant Kolskaya. Photo: Andrey Pronin / TASS / Interpress

Il faut également tenir compte du fait que les mers de l’Arctiquehétérogène: la couverture de glace est quelque part plus épaisse et plus mince, mais plus dense en raison du fait que l'eau est presque fraîche. Tous ces paramètres (et il peut y en avoir des centaines) doivent être réunis pour établir des prévisions et évaluer la situation. À cette fin, les chercheurs utilisent les systèmes d’information géographique les plus complexes. Ils permettent non seulement de collecter et d'analyser d'énormes fichiers de données, mais également de faire des prévisions à court et à moyen terme. Par exemple, dans quelle direction le massif de glace le plus proche se déplace-t-il lorsque, pendant plusieurs jours, vous devez terminer les travaux pour éviter tout risque de collision.

Donc, JSC "Institut de conception environnementale etSurveys »(IEPI) dans le cadre de l'information et du support technologique des opérations de glace dans les eaux de la zone arctique de la Russie ont introduit un logiciel spécialisé basé sur la plateforme EverGIS développée par Everpoint. A l'aide de ce logiciel, le contrôle de la situation des glaces et la recherche de la pollution par les hydrocarbures sont effectués avec détermination ultérieure de leurs sources.

Analyse des conditions de glace et de la température de l'eau dans la mer de Kara dans le système EverGIS

Comment la technologie aide-t-elle à calculer les risques?

Avant l’introduction des systèmes d’information géographique, nous travaillonsLe plateau arctique était presque au toucher: toute l'activité était planifiée trois mois par an, alors qu'il n'y avait définitivement pas de glace dans la zone des eaux. Mais souvent durant la saison morte, vous pouvez commencer à travailler plus tôt et finir un peu plus tard - tout dépend de la météo. Mais comme il était impossible de suivre cela, beaucoup de temps était perdu. Au printemps et à l’automne, les chercheurs doivent faire particulièrement attention, c’est à ce moment-là que de grandes banquises et d’autres objets dangereux apparaissent.

Aujourd’hui, pour évaluer le degré de danger, les scientifiquesmodéliser la direction de leur dérive, leur vitesse, leur degré de menace. À cette fin, des données provenant d’un certain nombre de sources sont utilisées, y compris des organisations et des institutions scientifiques, telles que des grandes sociétés internationales telles que CLS (une branche du Centre national de la recherche spatiale française (CNES) et de l’Institut français de recherche sur le développement de la mer, IFREMER) et l’Institut de recherche russe sur l’Arctique et l'Antarctique Centre international Nansen pour l'environnement et la télédétection, Institut océanographique d'État N. N. Zubov, Marl n-Sud « et d'autres.

Données agrégées dans le système:

  • informations générales - l'emplacement de l'objet, par exemple une plate-forme flottante ou fixe, les limites de la zone de sécurité, les limites des zones de licence;
  • informations opérationnelles - données de télémétrie des radiobalises ARGOS placées sur des objets de glace potentiellement dangereux;
  • informations océanographiques - température de surface de la mer, vitesse et direction du courant, champs de vent, couleur de l’eau, bathymétrie, anomalies de surface, marées, salinité;
  • informations de navigation - navires identifiés par imagerie satellite radar, données AIS;
  • les conditions de glace - les limites et les directions de la dérive des champs de glace, la classification des types de glace, l'emplacement et les directions estimées de la dérive des objets de glace
  • situation environnementale - contours et directions estimées de la dérive des taches d'hydrocarbures et des images satellites radar.

Chaque jour, certaines des données du système sont mises à jour automatiquement. Pour les autres ensembles qui ne nécessitent pas une mise à jour aussi fréquente, le téléchargement manuel est possible à tout moment à l'aide des mécanismes d'importation.

Les entreprises clientes ont également accès aux informations opérationnelles et, de plus, elles fournissent souvent elles-mêmes des données spatiales au système.

Parmi les clients figurent des sociétés pétrolières et gazières, des entreprises du groupe. Gazprom, Rosneft, Gazprom Neft - et leurs sous-traitants, industrieorganisations scientifiques et techniques. Actuellement, seuls Rosneft et Gazprom ont le droit de travailler sur le plateau arctique. Rosneft possède 28 licences de forage et Gazprom en détient 38. Aucune nouvelle licence n'a été émise. En 2016, la Russie a instauré un moratoire temporaire sur les sections de licence du plateau de l'Arctique, de sorte que, selon l'ancien ministre des Ressources naturelles Sergey Donskoy, «Concentrez-vous sur les engagements déjà pris et réduisez le temps nécessaire pour découvrir de nouveaux gisements». Toutefois, en septembre dernier, la Douma d’État examinait un projet de loi sur le renouvellement des licences - uniquement à cause d’un site situé dans la mer d’Okhotsk. Selon les estimations de Gazprom, les réserves géologiques du gisement Koryakia-1 pourraient atteindre 420 millions de tonnes de pétrole et 1 000 milliards de mètres cubes. m de gaz. Les deux sociétés pétrolières ont évidemment un grand intérêt pour son développement.

Maintenant que le chercheur a tout frais dans les mainsdonnées, il peut former dans le système un plan d’action précis pour assurer la sécurité de la plate-forme et du travail. Pour cela, autour des objets d’intérêt (il s’agit en général d’un appareil de forage), une zone tampon est définie, l’entrée dans laquelle tout objet est clairement calculé et contrôlé pour assurer la sécurité de l’appareil de forage. Par exemple, la trajectoire et la vitesse de déplacement de la glace sont calculées, lesquelles sont relativement proches de la plate-forme de forage. La direction du mouvement des navires est contrôlée, la force des courants et des vents dans la zone d’eau choisie n’endommageant pas l’installation. Des paramètres plus «imperceptibles» sont également enregistrés - pression et humidité, changements climatiques saisonniers et bien plus encore.

Grâce aux nouvelles technologies, toutes ces donnéessont réunis. Le système calcule à quel moment les employés des plates-formes de forage doivent commencer et terminer leur travail avec une précision de plusieurs jours. Il détermine également sur quelle voie les navires doivent se déplacer pour atteindre leur destination à un moment donné, en fonction des conditions de la glace, de la dérive de la banquise, des champs de déformation et du mouvement des icebergs. Le coût d’une erreur est très élevé: si la situation dans le secteur de l’eau est mal estimée et qu’un brise-glace est nécessaire pour le travail, le coût du travail augmente d’au moins 1 million de roubles par jour.

Mais il ne suffit pas de protéger les plates-formes contreglaces, ils doivent être construits correctement. Par exemple, l'accident sur la plate-forme norvégienne Alexander Kielland était dû à ce que les experts appellent "la fatigue des métaux". Cela signifie que lors de sa construction, les calculs n'incluaient pas les propriétés des métaux, leur usure sous certaines charges, la température, l'humidité et d'autres facteurs. Les chercheurs admettent que le problème posé par l'installation d'un appareil de forage flottant sur le sol est faible: s'il existe peu de données ou des levés géophysiques de mauvaise qualité, la probabilité d'accident est très élevée. Par exemple, la plate-forme pétrolière stationnaire Prirazlomnaya a été construite sans tenir compte des recommandations de l’Arctic and Antarctic Institute, ce qui a posé des problèmes pour le fonctionnement de l’un des ensembles de dispositifs pour l’envoi direct de pétrole. Mais les systèmes analytiques modernes ont déjà appris à accumuler de grandes quantités de données nécessaires, à les traiter et à analyser, sur cette base, l'adéquation de l'état de l'environnement à l'installation. Les plus utiles sont les données sur les courants, le vent, les anomalies de la surface de la mer, la température et la salinité. En passant, seules les données sur la vitesse et la direction de quatre courants dans la mer de Kara pèsent dans le système 50 Go - nous parlons d'environ 22 millions de valeurs calculées.

Représentation sur la carte des données sur le mouvement des icebergs, sur la vitesse et la direction des courants dans la mer de Kara

Fuites de produits pétroliers ou cachent des capitaines sans scrupules

Si quelque chose se passait mal et qu'il y avait une fuiteproduits pétroliers, il est important de le trouver rapidement, de déterminer la source et l'étendue de la contamination. Les données radar et optiques sont analysées, une surveillance par satellite est effectuée. S'il s'agit réellement d'hydrocarbures, et non d'algues en fleurs sur l'eau, la direction de sa dérive est déterminée à l'aide de marqueurs spéciaux de classe d'hydrocarbures et la source de la pollution est révélée. C'est ici que commence l'étape la plus difficile: il est possible d'évaluer formellement la probabilité d'une chute des produits pétroliers provenant d'un navire donné en analysant simplement les données de son équipement de navigation. Mais souvent, les capitaines qui prévoient de jeter des polluants à la mer désactivent l’identification. Ensuite, les spécialistes IEPI sont obligés de prédire les routes des navires avec identification handicapée: ils prennent en compte les points d'entrée dans la mer, les points de destination, les dernières coordonnées enregistrées du navire et les images de l'espace, et le SIG peut rassembler toutes ces informations.

Il est à noter que les fuites ne sont pas seulementEverGIS aide à les distinguer. Ceci est important car les informations sur les fuites vont directement aux clients et il est important de ne leur fournir que des informations objectives sur l'efficacité de la production dans la région.

En plus de l'état actuel de la zone d'eau,Les chercheurs font une analyse à long terme: le changement climatique et le réchauffement de la planète obligent à surveiller régulièrement l’état des glaciers, la dynamique de la formation de glace et la purification de la zone d’eau, les modèles de dérive cyclonique. Dans EverGIS, vous pouvez effectuer une analyse rétrospective et étudier la dynamique des modifications de données dans le temps à l'aide de l'outil Filtre chrono. Une telle analyse aidera à identifier les tendances saisonnières, la relation entre les conditions météorologiques et l’état de l’environnement et à prévoir les tendances à court et moyen termes.

Mais les systèmes de données sont toujours supportésSurveillance «physique» de la zone d'eau: les chercheurs sont obligés de s'assurer. Des spécialistes sont en service sur des navires de sauvetage multifonctionnels de classe glace, tous les mouvements marqués sur la carte.

L’Arctique reste l’un des plus prometteursorientations pour le développement d’un certain nombre d’industries. Il ne s'agit pas uniquement d'extraction minière, mais également de pêche, d'extraction de sel marin et même de construction d'exploitations pour la culture de plantes médicinales (il existe des espèces déjà utilisées dans la fabrication de médicaments anticancéreux). Nous pouvons donc nous attendre à un développement rapide des technologies dans ce domaine, y compris les SIG. Leur développement ira dans deux directions principales: assurer la sécurité et économiser les ressources des appareils de forage et du transport pendant la production de pétrole, ainsi que réduire l’impact du développement industriel de l’Arctique sur l’environnement. Ce n'est pas un secret pour personne que le biosystème arctique est extrêmement fragile, ses habitants peuvent même être blessés par le niveau de bruit excessif créé par les plates-formes. Par exemple, les baleines grises et les baleines du Groenland (qui sont sur le point de disparaître) utilisent des ondes sonores pour la navigation, la recherche de nourriture et les communications. Par conséquent, tout bruit parasite est essentiel pour elles.