Репортаж от Wedoany，Традиционные технологии морской добычи за последние 40–50 лет разработали системы мелководного землечерпания и глубоководной добычи со дна моря, однако эти системы ориентированы только на поверхностные месторождения морского дна и не могут достичь минеральных ресурсов, залегающих ниже, а также неблагоприятны для водных организмов. Исследования Геологической службы США и Управления по управлению океанской энергией показывают, что под морским дном в пределах 200-мильной исключительной экономической зоны США залегают значительные запасы полезных ископаемых, включая тяжелые минеральные пески, содержащие титан и цирконий, богатые фосфатами отложения, металлоносные осадки и морские россыпи. Технология буровой добычи предлагает решение, которое может дистанционно эксплуатироваться через существующую морскую буровую инфраструктуру.
Буровая добыча — это процесс гидравлической выемки через буровые скважины с обсадкой. Инструмент обычно состоит из удлиненной колонны двухстенных труб по стандарту API, вода под высоким давлением подается по кольцевому пространству к забою, а пульпа с добытым материалом возвращается на поверхность по внутренней колонне. Система основана на циркуляции воды, совместима со стандартной буровой инфраструктурой, не требует наземных раскопок, не использует химикаты, может развертываться с суши, моря или ледяного покрова и работать при температуре до минус 30 градусов Цельсия. Ключевые параметры буровой добычи включают: глубина добычи от 40 метров до 1 километра, мощность продуктивного интервала от 1 до 400 метров, диаметр инструмента от 140 до 273 мм, давление воды от 70 до 150 бар при расходе от 150 до 200 кубометров в час, мощность насосного двигателя от 700 до 800 кВт, производительность инструмента от 35 до 90 кубометров в час, диаметр выемки от 13 до 17 метров, требуемая рабочая сила от 5 до 8 человек. В зависимости от характеристик пласта диаметр выемочной полости может превышать 14 метров.
В проекте по увеличению добычи метана из угольных пластов в бассейне Сан-Хуан система буровой добычи, эксплуатируемая компанией Phillips Petroleum, успешно извлекла угольный пласт с глубины почти 1000 метров. Сонарные измерения подтвердили образование подземных полостей, а добыча природного газа удвоилась по сравнению с показателями до обработки, что доказывает способность технологии работать на больших глубинах с использованием обычной нефтепромысловой инфраструктуры.
Способы развертывания морской буровой добычи в целом аналогичны наземным операциям. Самоподъемные платформы обеспечивают относительно прямой вариант развертывания, но необходимо учитывать риск оседания морского дна; для смягчения последствий могут применяться технологии камерно-столбовой или закладочной выемки. Развертывание с плавучих судов также технически осуществимо; движение судна может потребовать системы компенсации качки или гибких райзеров, но преимуществами являются безопасность, высокая мобильность и низкая стоимость в случае оседания морского дна. Типичная морская буровая добыча будет использовать оборудование, знакомое операторам морского бурения, такое как верхний привод, обсадные трубы и насосно-компрессорные трубы, буровые насосы, оборудование для контроля скважины; ключевым новым элементом является забойный инструмент для гидравлической выемки.
Буровая добыча принципиально отличается от подводной добычи или землечерпания: она не перемещается непрерывно по морскому дну, а остается неподвижной в течение длительного времени, извлекая ресурсы из-под морского дна, недоступные для обычных технологий. В настоящее время не существует действующей базы данных по морской буровой добыче; экономическая оценка требует сравнения рыночной стоимости извлекаемой минеральной продукции с общими затратами на добычу. Основываясь на десятилетиях наземного опыта, стоимость добычи 1 кубометра руды составляет от 30 до 80 долларов США, в зависимости от характеристик месторождения, глубины добычи, цен на энергоносители и других факторов.
Согласно исследованиям Геологической службы США и Управления по управлению океанской энергией, поддонные месторождения, подходящие для буровой добычи, включают: тяжелые минеральные пески, содержащие цирконий, титан, рутил, торий, вольфрам и редкоземельные элементы; богатые фосфатами отложения с побочными продуктами стратегических минералов; морские россыпи золота, серебра, титана, платины и редкоземельных элементов; металлоносные осадки, содержащие алюминий, железо и марганец; а также залежи, содержащие литий, магний и стронций в пластах, пригодных для скважинной добычи.
Идеальный кандидат для первой демонстрации морской буровой добычи должен характеризоваться мелководьем (15–20 метров), залеганием рудного тела на глубине 60–80 метров под морским дном, мощностью 3–5 метров, близостью к порту и мягкой минерализацией. Континентальный шельф Атлантического океана к югу от Джорджии считается привлекательным местом: рабочее судно из порта Брансуик может достичь его за 1–1,5 часа. Пилотный проект может использовать самоподъемную платформу или судно, насос высокого давления с номинальным расходом 200 кубометров в час, буровой инструмент наружным диаметром 8 5/8 дюйма и сборные емкости для пульпы; основная цель — доказать безопасность, надежность и эффективность технологии в реальных рабочих условиях.
Буровая добыча основана на широко применяемых зрелых технологиях морского бурения, циркуляции жидкости и дистанционного управления и рассматривается как расширение существующих технологий морского бурения на разработку ресурсов за пределами нефти и газа. Эта технология поддерживает расширенный мониторинг, оптимизацию в реальном времени и прогнозирующие операции; ее применение может варьироваться от увеличения добычи из нефтегазовых коллекторов до добычи полезных ископаемых и потенциально включать коммерческую разработку морских газогидратов.
