Подготовка площадки для постановки платформы для бурения разведочных скважин и обеспечение их безопасности до глубины установки кондуктора требует решения нескольких задач. А именно:
- изучения гидрометеорологических и гидрологических условий;
- комплексное изучение рельефа и особенностей морского дна;
- литологического состава донных грунтов для оценки держащей силы якорей (для ППБУ), определение физико-механических свойств и расчетных параметров грунтов для определения величины углубления опор буровой платформы (для СПБУ);
- определение возможных опасностей при постановке платформы на точку и в процессе бурения скважины.
Наряду с традиционными методами изысканий (батиметрическая, придонная магнитная, сонарная съемка, гидролокация бокового обзора и т.д.), применяется сейсмическая съемка высокого разрешения, которая стала практически обязательной в комплексе подготовки площадок для морских буровых платформ после ряда катастроф в разных странах, произошедших при бурении, в том числе, связанных с гибелью людей и самих платформ.
Наиболее опасной с точки зрения возможного выброса газа является проходка верхней части разреза (до установки кондуктора). Именно поэтому основной задачей сейсмической съемки высокого разрешения является выделение и локализация «газовых карманов» и других видов газовых проявлений в верхней части разреза до глубины 600-1000 метров.
Для того, чтобы выделить и оценить степень опасностей, связанных с проявлениями газа в изучаемой части разреза, необходимо обратить внимание на следующие положения:
- газ проникает в вышележащие породы по нарушениям или ослабленным зонам и проявляется в виде аномалии высоких амплитуд либо резким ослаблением сигнала;
- резкое затухание сейсмической записи чаще всего происходит при заполнении газом значительной по мощности части разреза и при этом наблюдается понижение скоростей про — дольных волн (прогибание границ, при входе в такую зону);
- обозначенные показатели являются противоположными и зависят от характеристик разреза (наличие покрышек, коэффициент пористости, литологический состав и т.д.) и степени заполнения межгранулярного пространства газом;
Рассмотрим приближенную формулу, связывающую скорость, модуль Юнга и плотность грунта:
При заполнении пор газом, плотность меняется в небольших пределах, следовательно, понижение скорости связано с уменьшением модуля Юнга, т.е. со значительным понижением прочностных свойств грунтов. Это приводит к потере различий акустических свойств, среда становится «сейсмически прозрачной», отраженных волн не возникает, сейсмический сигнал рассеивается и затухает. Если зона аномального затухания записи прослеживается до поверхности дна, то такие участки являются опасными для постановки самоподъемных буровых платформ и других инженерных сооружений, создающих значительное давление на поверхность грунтов.
Свидетельством о наличии в верхней части разреза газоне — проницаемой покрышки является окончание верхней части зоны ослабленной записи аномалией высоких амплитуд (как правило, низкочастотной, иногда многофазной). Такие зоны — классический тип газового кармана. Они представляют опасность для любого вида буровой платформы.
Наиболее распространенным проявлением присутствия газа в разрезе, является так называемое «подсвечивание горизонтов», при котором на локальных по площади участках, наблюдается возрастание амплитуд. Большинство таких аномалий являются зонами малого риска, если они не сопровождаются вторичными признаками (изменение полярности на границах таких участков, «провисание горизонта», резкое снижение частоты). На шельфе Вьетнама подобные явления считаются опасными при коэффициенте повышения амплитуд не менее, чем в 7-8 раз и наличии изменения полярности на границах зоны. Приведенные выше соображения использовались для выделения потенциально опасных, с точки зрения газопроявлений, зон. Для амплитудных аномалий производится оценка коэффициента повышения амплитуд на локальных участках, относительно амплитуд на участках без газовой зараженности.
Катастрофы при бурении так же обусловлены вскрытием «пробок» грязевых вулканов. На Сахалине грязевый вулканизм отмечается как на севере (Охинский и Ногликский районы), так и на юге (группа Пугачевских вулканов). В 2005 году при подготовке площадки гидролокатором бокового обзора выявлено 17 объектов, отнесенных к грязевым вулканам. Использовались следующие критерии: грязевый вулкан – объект, представляющий воронку диаметром от 5 до 15 метров, внутри которой возвышается конус с хорошо заметным кратером. За вулканом отчётливо заметен шлейф, предположительно сформированный продуктами извержения. В то же время, наличие грязевых вулканов в районе потенциальных газовых месторождений допускает существование погребенных вулканов, что создает опасную ситуацию для дальнейших работ.
Эффективность подготовки площадок зависит от комплексного использования материалов, полученных разными методами при интерпретации. Так, совместная интерпретация материалов гидролокации бокового обзора и пробо-отбора позволяет картировать зоны площадного распространения различных грунтов, в комплексе с магнитной съемкой позволяет классифицировать цели на магнитные и не магнитные. Совместная интерпретация данных бурения и сейсмоакустического профилирования позволяет коррелировать отложения различного литологического состава и используется для оценки условий якорения и проведения расчетов по определению несущей способности грунтов, необходимых при постановке СПБУ.
Описанная методика комплексно-инженерных изысканий была успешно использована ЗАО «Тихоокеанская инжиниринговая компания» на шельфе Сахалина, Западной Камчатки и Социалистической Республики Вьетнам — за 30-летний опыт работы развития шельфа дальневосточных морей и Юго-Восточной Азии не отмечено никаких серьезных аварий при постановке СПБУ и ППБУ.
