ЦСКМС и Арктик СПГ 2: как в Заполярье строят плавучие заводы для сжижения природного газа

Здесь строят гигантские плавучие бетонные платформы — основания гравитационного типа (ОГТ) — и собирают на них заводы из больших металлических конструкций, которые изготавливаются здесь же, в огромном цеху. В результате получается плавучий завод, который затем должен отправиться к месторождению. Но обо всем по порядку.

Сейчас на ЦСКМС собирают три «завода» для сжижения газа для проекта «Арктик СПГ-2» по добыче природного газа из месторождения «Утреннее» на побережье Гыданского полуострова на севере Ямало-Ненецкого автономного округа. Там вечная мерзлота, и строить масштабные и массивные сооружения чрезвычайно сложно и затратно, поэтому это производство решили организовать на побережье Кольского залива, который почти никогда не замерзает.

Впрочем, тут тоже пришлось непросто. Основное производство занимает около 180 гектаров. На этой территории расположены два сухих дока под ОГТ, бетонные заводы, комплекс ОГТ, где осуществляется подготовка производства железобетонных платформ, и комплекс верхних строений, на котором изготавливаются технологические модули  —  те самые металлические конструкции.

Землю под проект готовили полтора года (2017–2018 гг). Взрывали породу, делали насыпи. Из каждого дока пришлось вывезти 1,5 млн кубометров грунта. Комплекс верхних строений расположился на насыпной территории , под ним больше тысячи свай глубиной до 45 метров.

В первом доке стоит уже готовое основание гравитационного типа (ОГТ) с почти достроенными модулями. На каждой из трех платформ будет по 14 модулей. Они специализированы, а весь «завод» независим от остальных «заводов». Это позволит запустить добычу и производство сжиженного газа сразу, как только к Арктик СПГ 2 прибудет первая платформа, её подготовят и проведут все проверки.

Основание гравитационного типа (ОГТ)  —  это гигантская железобетонная структура, которую заливают методом скользящей опалубки без горизонтальных швов. Самая долгая заливка бетона продолжается три недели. Бетонные заводы находятся как раз между двух сухих доков. Во втором доке сейчас завершают изготовление основания второй платформы.

Высота бетонного основания — 30 метров. Под ним 1,5 метра «щебня»  —  дренажный слой, который потом позволит платформе всплыть. Сверху устанавливаются модули высотой от 44 метров. Они занимают площадь 330 х 152 м. В высоту вместе с факелом получается 114 метров. Это первый такой завод в мире, где на одной верфи делают основание и модули, а потом собирают их вместе.

Как же на платформу завозят модули? Специальной подвижной системой домкратов, которая может двигаться вдоль платформы. Скорость горизонтального движения — 5 метров в час, вертикального — 2 метра в час. На первом основании уже установлен центральный ряд модулей. Бетонное основание играет и роль причала для газовозов.

Доки находятся всего в 10 метрах от залива. Когда «завод» будет готов, док затопят, разберут стенку, и вывезут буксирами всплывшую платформу.

Как же она всплывет? Очень логичный вопрос, ведь масса «завода» — около 640 000 тонн. Всё дело в строении основания. Оно полое, как губка. В нем 30 резервуаров, которые заполняются баластной водой и воздухом. За счет этого у всей конструкции положительная плавучесть. По сути, это бетонный корабль.

Транспортировку на Гыдан будут осуществлять 5–7 буксиров. Путь — 2 000 км. Погода в Северном Ледовитом океане непредсказуема, многое зависит от волн и ветра, поэтому на транспортировку закладывают три недели. И везти можно лишь в августе. Если платформу не успеют вывезти 31 июля, то придется откладывать не на неделю и не на две, а на год.

Первая платформа должна будет отправиться уже в следующем году. Модули для нее еще будут подвозить в течение года из азиатских стран. Модули на третьей платформе будут уже полностью российскими. Их уже начали производить в цехе верхних строений.

На каждой платформе будет установлено 14 технологических модулей, или полупалуб. Каждая из них весом до 17 000 тонн, а их суммарный вес  — 152 000 тонн. Представляете, сколько металла требуется для их изготовления? Сейчас это крупнейшее производство в России, поэтому металл поставляют со всех российских заводов и из-за границы. К примеру, трубы не все российские, потому что для их изготовления требуется огромный объем нержавеющей стали высокого качества, чтобы выдерживать сжиженный газ (-163 градуса Цельсия). Производительность всего комплекса  — 56 000 тонн в год.

Производство металлических конструкций ведется на 15 станках. Каждый выполняет конкретную задачу. Из простых листов металла получаются все несущие конструкции, гигантские балки, узлы, трубы и так далее. Фрагменты отправляются на покрытие специальной краской, подходящей для влажных и чрезвычайно холодных условий Крайнего Севера.

Потом из готовых фрагментов собирают модули. В цехе три пролета разной высоты — примерно 56, 70 и 90 метров, — в каждом можно собирать сразу три модуля. Собирают их на бетонных опорах высотой 1,5–2 метра. Это делается для того, чтобы, когда модуль будет готов, под него могли подъехать специальные тележки с домкратами, приподнять и отвезти к докам.

Модули собирают мощными мостовыми кранами грузоподъемностью 300 тонн. Настолько мощных кранов в России и так немного, а у этих есть еще одна особенность: два крана можно соединить кабелем, и тогда ими сможет управлять один оператор. Такая система была спроектирована специально под «Арктик СПГ 2». Она позволяет поднять груз и, не опуская его, повернуть и вмонтировать в модуль.

В планах ЦСКМС создать как минимум шесть ОГТ с технологическими линиями по сжижению газа. В изготовлении этих «заводов» на сегодняшний день задействовано около 800 российских предприятий. Но пока мы говорим лишь о трех линиях.

Как уже упоминалось, первый «завод» должен будет отправиться на Гыданский полуостров в следующем году и начать работать в 2023 году, второй — в 2024 году, а третий — в 2025 году. Модули для третьего уже собирают, но сначала нужно создать основание, а его начнут делать только тогда, когда первая плавучая платформа покинет первый док.

Проект «Арктик СПГ 2», для которого готовятся платформы, раскинулся на Гыданском полуострове, на противоположном от проекта «Ямал СПГ» побережье Обской губы. Добывать газ там будут из Утреннего месторождения, открытого в 1979 году.

Геологоразведочные работы на месторождении продолжаются. К концу прошлого года доказанные и вероятные запасы по стандартам PRMS (системе оценки нефтяных ресурсов) составили 1434 млрд куб. м природного газа и 90 млн тонн жидких углеводородов.

Бурение на месторождении кустовое. Длина скважин — от 4 до 6 километров. И это не означает, что залежи находятся на такой глубине. Все скважины уходят вниз на пару километров, а потом расходятся в разные стороны в разные пласты. Вся схема напоминает паутину. Пласты же залегают на глубине от 1,8 до 3 километров. На данный момент на территории месторождения обнаружено около 50 пластов. Такое кустовое бурение позволяет значительно снизить нагрузку на почву и природу.

Скважины бурят на расстоянии 23 метров друг от друга. В одном кусте их до 25 штук. Кстати, буровые установки тут уникальные  —  крытые. Называются «Арктика». Они разрабатывались совместно «Уралмаш Холдингом» и ПАО «НОВАТЭК» специально для «Ямал СПГ» для работы в условиях Крайнего Севера. Снаружи может быть и -30 и -50 градусов Цельсия, а внутри установки  —  всегда +10 градусов. Таких установок в России всего 7–8 штук, четыре из них сейчас работают в «Арктик СПГ 2». Всего на проекте сейчас пять буровых установок. Пятая  —  это модернизированная китайская, которая была создана по подобию «Арктики». Установки хорошо автоматизированы. В частности, технологии позволяют следить за тем, чтобы бур не выходил за пределы пласта (толщиной от 5 до 10 метров). Движется установка по рельсам: передвинули, пробурили, переложили рельсы и сдвинулись на следующую точку.

Для управления давлением над скважиной устанавливается фонтанная арматура, которую в простонародье называют по-простому «ёлкой». Все фонтанные арматуры, кстати, российского производства: «Корвета», «Воронежского механического завода» и в этом году впервые закупили у завода «Гусар», расположенного в Гусь-Хрустальном.

Куст скважин, который нам показали в «Арктик СПГ 2», еще не был обвязан шлейфом, или общей трубой. По этой трубе газ будет идти на УКПГ  —  установки комплексной подготовки газа, где газ проходит первичную очистку и обработку. К примеру, газ иногда идет с небольшим количеством воды, и на этих установках эту воду удаляют. А заодно разделяют на газ (который немного сжижают) и концентрат (жидкую смесь углеводородов, которые выделяются из природных газов при их добыче). Так по двум трубам  — для газа и для концентрата  —  они попадают на «заводы», или технологические линии.

Производство технологических линий на ЦСКМС в Мурманске позволило значительно снизить затраты на строительство этих сооружений на побережье Гыданского полуострова, но для них всё же необходимо было подготовить место. У побережья «Арктик СПГ 2» уже углубили дно и прорыли огромную траншею для судов. Сегодня туда могут приходить суда с осадкой до 9 метров.

Сжиженный газ удерживается при температуре -163 градуса Цельсия. В этом арктический климат, конечно, помогает — обеспечивает естественное охлаждение.

Каждая из трех технологических линий должна будет производить по 6,6 млн тонн сжиженного природного газа (СПГ) в год. Общая мощность — напоминаем, что третья линия запустится лишь в 2025 году — составит 19,8 млн тонн СПГ и до 1,6 млн тонн стабильного газового конденсата в год. Большую часть планируют поставлять в Азию. Планируемые до 2030 года СПГ-проекты должны будут обеспечить более 55% целевого объема загрузки Северного морского пути.

Мировой рынок СПГ сегодня составляет 380 млн тонн в год. И по всем прогнозам ведущих мировых аналитиков при любых сценариях безуглеродного развития мировой экономики рынок СПГ будет расти до 2050 года. Торговля трубопроводным газом из года в год растет примерно на 1%, торговля СПГ — на 6–7%.

Что касается месторождения Утреннее — согласно моделям, как минимум первые 25 лет газа будет достаточно. Возможно, потом начнется небольшой спад, но разведка продолжается и уже есть возможные планы по дальнейшей разработке этого месторождения.

Мир переходит на более чистую энергию, и, благодаря таким масштабным проектам, Россия вроде бы успевает подстроиться под спрос, заодно развивая внутреннее производство. Главное, чтобы при этом не страдала экология нашей страны и в частности Арктики.