Метод использования фондовой информации об айсбергах при стратегическом планировании освоения нефтегазовых месторождений Баренцева моря

Анализ современного состояния и перспектив морской экономической деятельности Российской Федерации и ведущих зарубежных государств в Мировом океане показал, что в ближайшей и среднесрочной перспективе основные открытия и приросты запасов и добычи углеводородов в мир буду происходить в шельфовых акваториях. Именно в их пределах в последние десятилетия отмечается наибольший прирост запасов, открываются крупные и уникальные месторождения (шельфы Бразилии, Анголы, Нигерии, Вьетнама и др. стран). Сегодня морские месторождения обеспечивают около 1/3 и более ¼ общей мировой добычи нефти и газа соответственно. Процесс истощения запасов углеводородов и общемировая тенденция перемещения поисков и разработок месторождений нефти и газа от суши к морю придает вопросу освоения месторождений континентального шельфа России, являющегося крупнейшим в мире резервом углеводородного сырья третьего тысячелетия, важное геополитическое, оборонное и экономическое значение. Освоение морских нефтегазовых месторождений — одно из фундаментальных условий развития экономики России, позволяющее в дальнейшем занимать активную позицию на мировом рынке энергоносителей. В настоящее время континентальный шельф Российской Федерации становится одним из приоритетов в развитии минерально-сырьевой базы страны.

Российский шельф обладает перспективой преобразования в регион замещения нефтегазодобычи в период 2015;2020 гг., с развитием здесь крупных добывающих центров. Его перспективная площадь составляет более 4 млн. кв. км, а начальные извлекаемые ресурсы — почти 100 млрд. т условного топлива (УТ), в том числе около 11 млрд. т промышленных запасов. По предварительной оценке экспертов, суммарный годовой доход федерального бюджета от всех видов финансовых поступлений за счет эксплуатации минеральных ресурсов континентального шельфа РФ в период с 2011 года по 2020 год может составить 250 млрд. рублей. Это означает, что шельф так же перспективен на нефть и газ, как и другие, теперь уже хорошо разведанные и давно эксплуатируемые провинции континентальной России.

Активное освоение ресурсов континентального шельфа кроме прямого эффекта от добычи углеводородного сырья позволит получить существенный косвенный эффект через развитие смежных отраслей промышленности, прежде всего высокотехнологичных отраслей приборостроения и машиностроения, транспорта, позволит решить вопрос энергообеспечения и занятости населения в прибрежных регионах.

По поручению Правительства РФ Минприроды России в 2005 году разработало Государственную Стратегию изучения и освоения нефтегазового потенциала континентального шельфа РФ. В ходе ее обсуждения было отмечено, что специфика и экстремальные природно-климатические условия шельфов арктических морей требуют создания Комплексной системы безопасности и всестороннего учета опасных природных явлений при планировании практических мероприятий по изучению и освоению континентального шельфа. Концептуальные основы КСБ были разработаны в ФГУП «ВНИИОкеангеология» совме-стко с рядом других НИО Минобороны России и промышленности, и автор принимал непосредственное участие в этой работе.

В указанной концепции показано, что среди многих факторов, оказывающих существенное влияние на эффективность и безопасность освоения минеральных ресурсов континентального шельфа России, особое место отводится информационно-аналитическому обеспечению субъектов морской экономической деятельности России в Мировом океане данными об опасных природных явлений, включая информацию об айсбергах. Потребность в таких данных определяется необходимостью снижения рисков при разработке государственных стратегических программ и планов практических мероприятиях в области МЭД, так как последняя, как и любой вид человеческой деятельности, происходит в тесном взаимодействии с окружающей природной средой, при котором объекты МЭД и состояние природной среды подвержены взаимному влиянию в процессе функционирования этих объектов.

В значительной мере нивелировать негативное влияние ПС на МЭД можно за счет принятия определенных организационных мер и использования соответствующих технических средств. Так, достижение максимального эффекта от освоения ресурсов нефтегазовых месторождений континентального шельфа и вкладываемых бюджетных средств требует системной последовательности в планировании и осуществлении комплекса практических мероприятий, включающих в себя проведение геологоразведочных работ и создание инфраструктуры, обеспечивающей стабильность и безопасность добычи и транспортировки углеводородного сырья морских месторождений недропользователями.

Безусловно, значительная роль в определении состояния ПС и оценки её влияния на эффективность МЭД принадлежит информационно-аналитическому обеспечению, так как в настоящее время основными источниками информации об опасных природных явлений, включая данными об айсбергах могут быть специально проводимые изыскания, а так же фондовая информация. С учетом высоких затрат, требуемой продолжительностью наблюдений, а так же, эпизодичностью появления айсбергов на акваториях морских месторождений приоритетным источником информации при стратегическом планировании являются фондовые материалы. Однако обоснованный в научном и методическом отношении порядок сбора, обработки и использования фондовой информации об айсбергах на континентальном шельфе России, включая Баренцево море, в целях стратегического планирования освоения нефтегазовых месторождений в настоящее время отсутствует.

Указанные обстоятельства предопределили необходимость разработки важных для обеспечения комплексной безопасности МЭД государства решений как в области создания всеобъемлющей разветвленной системы мониторинга районов указанных районов, так и области совершенствования средств и методов использования имеемых фондов банков данных о полях природной среды Мирового океана. Однако появление новых, в большинстве своем негативных, факторов в исследовании полей ПС Мирового океана, среди которых значительное место занимает низкое финансирование, привело к значительному обострению такого ПРОТИВОРЕЧИЯ, как соответствие требований к уровню океанографического, океанологическому, гидрографического, гидрометеорологического, геофизического и геологическому обеспечению МЭД государства и имеемыми возможностями по удовлетворению этих требований.

В этих условиях сложилась острая необходимость серьезного осмысления и научно обоснованного пересмотра всего комплекса подходов к формированию и реализации на практике мер в области океанографического, океанологического, гидрографического, гидрометеорологического, геофизического и геологического обеспечения МЭД во всех районах континентального шельфа России в целом, так и Баренцева моря в частности.

Выбор Баренцева моря, как района исследований в диссертации, обусловлен рядом причин: а) несмотря на то, что с позиции теории исследование полей ПС для различных районов Мирового океана имеет мало различий, однако с практической точки зрения рассматриваемый процесс может существенно различаться из-за физико-географических, навигационно-гидрографических, геологических и др. условий и особенностей этих районов. Учёт таких условий и особенностей достаточно сложен и требует специальных исследованийб) в работе в значительной мере учитывался практический опыт работы автора с фондовыми материалами об айсбергах в Баренцевом море.

Разработка принципов, подходов, методов и моделей, составляющих основу методологии разработки решений в рассматриваемой предметной области, а также разработка рекомендаций по реализации этих решений, определили АКТУАЛЬНОСТЬ темы диссертации.

Исходя из практической направленности выполненных исследований, работа представляется не только актуальной, но и имеющей СУЩЕСТВЕННОЕ значение для Минприроды России.

На основании изложенного ЦЕЛЬЮ работы является повышение эффективности стратегического планирования освоения нефтегазовых месторождений в Баренцевом море за счёт совершенствования информационно-аналитического обеспечения указанного планирования данными о таком опасном природном явлении, как айсберги.

Выбор указанной цели диссертационного исследования определялся тем, что освоение нефтегазовых месторождений в акватории Баренцева моря является сложной научно технической и организационной задачей, в том числе и по причинам имеющихся в данной акватории опасных природных явлений, среди которых особое место занимают айсберги. В настоящее время на основе натурных наблюдений окончательно доказано, что присутствующие в Баренцевом море айсберги, являются источником коллизионной опасности для добывающих комплексов [3, 43, 69]. Данное обстоятельство необходимо учитывать на стадии стратегического планирования освоения баренцевоморских нефтегазовых месторождений.

С точки зрения управления рисками айсберговая опасность для ДК генерирует тяжелые и даже катастрофические энвиронментальные риски третьего и четвертого рода, связанные с возможностью тяжелых и катастрофических последствий столкновения айсбергов с ДК и их компонентами [36]. Эти последствия могут проявляться в виде повреждений и утраты дорогостоящего оборудования и сооружений, значительного загрязнения окружающей среды, нанесения экономического ущерба третьим лицам. Управление такими рисками требует разработки стратегии и тактики действий целой группы заинтересованных лиц (инвесторов, заказчиков, проектировщиков, строителей, операторов и третьих лиц) в условиях недостаточной определенности, связанной с данным видом опасности.

При стратегическом планировании освоения морских нефтегазовых месторождений важнейшей проблемой является обоснование выбора основных, концептуальных направлений по применению технологий и оборудования по всем аспектам будущей деятельности, в том числе и с учетом существующих опасных природных явлений. На этой стадии широко используются методы, основанные на использовании существующей фондовой информации, и проведении специализированных исследований, как натурного характера, так и с применением методов моделирования. Использование фондовой информации по опасным природным явлениям предшествует проведению соответствующих натурных и модельных исследований. Постановка целей и задач натурных и модельных исследований, разработка программ их проведения в обязательном порядке должны основываться именно на комплексном анализе существующей фондовой информации. Практика применения методов стратегического планирования в научно-исследовательских подразделениях Минприроды России и Рос-природнадзора выявила существенные недостатки в научно-методическом аспекте использования фондовой информации об айсбергах. Это касается вопросов выбора самой фондовой информации (что считать фондовой информацией), ее сбора, методов анализа, а также верификации и выработки рекомендаций по управлению айсберговыми рисками в интересах Минприроды России и Рос-природнадзора.

В последнее время проводятся специализированные исследования айсбер-говой опасности для ДК в Баренцевом море, нашедшие отражение в многочисленных публикациях [43, 47, 96 и др.]. Эти исследования в полной мере учитывают более ранние результаты по исследованиям баренцевоморских айсбергов [23, 33, 88 и др.]. Основной целью современных исследований является оценка вероятности столкновения айсберга, обладающего определенными массогаба-ритными характеристиками, с ДК на акватории Баренцева моря [47], а также вопросы применения различных противоайсберговых регламентов по уменьшению рассматриваемых рисков до приемлемых величин [12]. Адекватность допускаемых при этих оценках предположений вызывает сомнения. Например, во всех ранее выполненных исследованиях существует молчаливое предположение, что айсберговый риск вызывается возможным столкновением ДК с одиночным айсбергом. В данной работе показано, что в центральной части Баренцева моря айсберги перемещаются преимущественно компактными группами, что необходимо учитывать при стратегическом планировании.

Анализ существующих натурных данных показал, что имеется возможность получения более полных оценок структуры айсберговой опасности, более совершенных методов обоснования мероприятий по управлению айсберговыми рисками, в том числе и при разработке противоайсберговых регламентов.

Известно, что в разные годы в Баренцевом море наблюдается различное количество фиксаций айсбергов. Можно говорить об айсберговой активности. Является ли количество фиксаций айсбергов в году единственным показателем айсберговой активности? Какие годы можно считать годами с малой, нормальной и аномальной айсберговой активностью? Как айсберговая активность влияет на структуру айсберговой опасности? Ответы на поставленные выше вопросы смогут существенно улучшить стратегическое планирование управления айсберговыми рисками для ДК при разработке нефтегазовых месторождений Баренцева моря.

Следует отметить, что не каждый айсберг является источником опасности для ДК. Айсберговая опасность для ДК появляется только после пересечения айсбергом некоторой условной границы, положение которой должно быть задано относительно границ месторождения или расположения ДК. В дальнейшем, чем ближе айсберг приближается к точке расположения МБК, тем сильнее становится айсберговая опасность. Иными словами, айсберговая опасность имеет фазовый характер, связанный с местоположением айсберга относительно ДК, которое меняется во времени. Необходимо разработать классификацию фазового развития айсберговой опасности (отсутствие опасности, опасность, угроза, атака), поскольку мероприятия оперативного управления айсберговыми рисками в значительной степени зависят от фазового развития айсберговой опасности. На сегодня такая классификация отсутствует. Основной интерес для практики оперативного управления айсберговыми рисками представляют фазы значительного развития айсберговой опасности (угроза, атака). Естественно, что в диссертации важное место уделено именно этим фазам.

Существующее положение в области использования фондовой информации об айсбергах стадии стратегического планирования освоения месторождений Баренцева моря обстоятельство весьма негативно сказывается на научно-методической обоснованности разрабатываемых и принимаемых управленческих решений в системе МНР России и Росприродназора. Исследования, выполненные в рамках настоящей диссертации, направлены на изменение существующего положения.

Исходя из указанного выше и поставленной цели, в работе была сформулирована и в последующем решена следующая научная ЗАДАЧА: Разработка метода использования фондовой информации об айсбергах при стратегическом планировании освоения нефтегазовых месторождений Баренцева моря.

ОБЪЕКТОМ ИССЛЕДОВАНИЯ в диссертации является природная среда районов морской экономической деятельности России в Баренцевом море, а ПРЕДМЕТОМ ИССЛЕДОВАНИЙ — фондовая информация об айсбергах.

Для реализации определённой в диссертации цели и поставленной научной задачи в работе были сформулированы следующие ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ:

•анализ перспективы освоения морских нефтегазовых месторождений на российском шельфе в целом и в Баренцевом море в частности;

•анализ современного состояния информационно-аналитического обеспечении субъектов морской экономической деятельности государства в Мировом океане данными об опасных природных явлениях в целом и комплексный анализ существующих представлений об айсбёрговых рисках для добывающих комплексов (ДК) в Баренцевом море, включая сбор и анализ фондовых данных по наблюдениям за айсбергами в Баренцевом море, в частности;

•выявление «узких» мест в использовании фондовых материалов об айсбергах;

•разработка метода использования фондовой информации об айсбергах при стратегическом планировании освоения нефтегазовых месторождений российского сектора Баренцева моря;

•верификация исходной базы данных и результатов исследований- •разработка рекомендаций по применению разработанного метода.

НОВИЗНА работы определяется тем, что в ней, основываясь на принципах системного подхода, теоретически обоснован и с помощью верификации исходной базы данных и результатов исследований проверен новый метод (подход) использования фондовой информации об айсбергах при стратегическом планировании освоения нефтегазовых месторождений центральной части Баренцева моря. Предложенный подход позволяет впервые с объективных позиций системного анализа разрабатывать рекомендации по повышению айсберго-вой безопасности развёртывания и функционирования объектов МЭД за счет оптимизации решения задач использования фондовой информации об айсбергах в рассматриваемой предметной области.

К новым можно отнести и такие результаты исследований автора, как:

•выявление структуры айсберговой опасности в центральной части Баренцева моря во временном, пространственном и временном разрезах.

•выявление структуры айсберговой угрозы для добывающих комплексов Штокмановского газоконденсатного месторождения (ШГКМ) во временном, пространственном и видовом разрезах.

В целом решение указанных задач исследований базировалась на имеемые в настоящее время работы, посвященных различным аспектам сбора, обработки и использования геопространственной информации при развёртывании и эксплуатации объектов МЭД. В ходе выполнения исследований автором были использовано значительное число базовых знаний в области океанологии [20, 24, 45, 65, 66], гидрометеорологии [8, 25, 26, 44, 59], гляциологии [18, 19, 22], в том числе и в региональном аспекте [9, 27, 28, 29, 34], а также источники, посвященные описанию следующих географических факторов, потенциально определяющих пространственно-временную структуру айсберговой опасности для ДК в Баренцевом море:

— водообмен Баренцева моря с окружающими океанами и морями [23, 42,.

73],.

— рельеф дна Баренцева моря [39, 46],.

— типовые гидрометеорологические поля над акваторией региона [25, 26,.

— колебания уровня Баренцева моря и прилегающих акваторий [21],.

— течения Баренцева моря, включая приливные явления [28, 48, 62],.

— ледовые условия [33, 35, 43,46, 63, 73].

В работе использовался такой современный математический аппарат, как моделирование движения айсбергов, теории случайных функций и полей, анализ сложных систем, методы экспертных оценок и др. Для определения характера изучаемого явления и анализа натурных данных применялись моделирование движений айсбергов [15, 76, 77, 94, 95], теория случайных функций и полей [60], ГИС-технологии [54, 68,72] и т. п.

Объектом айсберговых рисков является сложная техническая система, что потребовало применение базовых принципов комплексной безопасности технических объектов [10, 53, 57], а для выработки экономически обоснованных рекомендаций по управлению айсберговыми рисками для ДК в Баренцевом море применялись положения риск-менеджмента [10, 64, 80, 81, 93], в том числе и методы управления энвиронментальными и экологическими рисками [6, 36, 30, 56,61,67].

Научные исследования, выполненные в рамках диссертации, тесно связаны с плановыми научно-исследовательскими работами Минприроды России и Росприроднадзора, в выполнении которых автор принимал непосредственное участие с 2005 года.

Основанием для проведения части указанных НИР являлись:

— Государственная стратегия изучения и освоения нефтегазового потенциала континентального шельфа Российской Федерации (далее — Стратегия), разработанная по поручению правительства РФ от 12 июня 2003 г., №МК-П4−970 и рассмотренная 12 мая 2005 г. на заседании правительства РФ;

— Комплексный план по реализации Стратегии;

— Основные положения концепции Государственной программы по изучению и освоению континентального шельфа РФ, одобренные правительственной директивой от 1 июля 2008 г., № ИС-П9−44 (далее — Основные положения);

— Программа геологического изучения нефтегазоносности и лицензирования недр континентального шельфа РФ на период до 2020 г. (далее — Программа), являющаяся составной частью Основных положений и одобренная той же правительственной директивой от 1 июля 2008 г., № ИС-П9−44.

Часть блока директивной документации, определяющей актуальность тематики диссертации, связана с поручением Совета Безопасности РФ, поручением правительства РФ от 2 февраля 2007 г., № МФ-П9−61 и приказом Министра природных ресурсов от 22 октября 2008 г., № 15. В рамках этого блока ДД при участии автора диссертации выполнялись НИР, связанные с доработкой проекта программы по созданию КСБ.

В ходе упомянутых выше НИР показана необходимость максимального использования всех доступных фондовых источников информации об опасных природных явлениях, в том числе об айсбергах, на следующих направлениях:

— планирование мероприятий по освоению минерально-сырьевых ресурсов Баренцева моря;

— определение очередности подготовки перспективных участков к лицензированию;

— создание объектовых и ведомственных подсистем КСБ. СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ.

Диссертация включает реферат, перечень сокращений, введение, четыре главы, заключение и список использованных источников из 97 наименований, их которых 30 иностранных. Общий объем работы составляет 153 страниц машинописного текста, из которых 148 страниц занимает текстовый материал, а 5 страниц занимают таблицы и рисунки.

НАУЧНЫЕ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ МОГУТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНЫ:

•в органах управления субъектов морской экономической деятельности при стратегическом планировании освоения нефтегазовых месторождении на континентальном шельфе России;

•в гидрометеорологических службах субъектов морской экономической деятельности, Росгидромете, ААНИИ при анализе фондовой информации о айз-берговой опасности и оценки её влияния на комплексную безопасность освоения и эксплуатации нефтегазовых месторождений;

•в образовательном процессе РГГМУ при изучении основ океанологического и гидрометеорологического обеспечения морской экономической деятельности Российской Федерации в Мировом океане.

Заключение

.

На основании результатов выполненных исследований можно заключить, что основным научным результатом диссертации является теоретическое обоснование, разработка и внедрение нового метода использования фондовой информации об айсбергах при стратегическом планировании освоения нефтегазовых месторождении Баренцева моря.

В ходе исследований:

1. Выполнен комплексный анализ перспектив освоения нефтегазовых месторождений в центральной части Баренцева моря. Он показал необходимость учета айсберговых рисков на стадии стратегического планирования наряду ресурсными оценками месторождений.

2. Разработан метод использования фондовой информации об айсбергах при стратегическом планировании освоения нефтегазовых месторождений центральной части Баренцева моря.

3. Выявлена структура айсберговой опасности в центральной части Баренцева моря во временном, пространственном и временном разрезах.

4. Обоснована целесообразность введения понятие айсберговой активности как характеристики айсберговой опасности в календарном году и предложены параметры и градации для её численного описания.

5. Выявлены нормальные и аномальные по айсберговой активности календарные годы на идентификационном интервале.

6. Выявлена структура айсберговой угрозы для добывающих комплексов Штокмановского газоконденеатного месторождения во временном, пространственном и видовом разрезах,.

7. Выявлена зависимость вероятности реализации айсберговой угрозы для ДК ШГКМ от типа календарного года по айсберговой активности в центральной части Баренцева моря.

8. Выполнена верификация результатов исследований на независимом материале.

9. Даны рекомендации по практическому применению разработанного метода использования фондовой информации об айсбергах при стратегическом планировании освоения нефтегазовых месторождений центральной части Баренцева моря.

10. Представлены результаты экспериментальной проверки разработанного метода использования фондовой информации об айсбергах при стратегическом планировании освоения нефтегазовых месторождении Баренцева моря.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на Итоговых научных сессиях Ученого Совета РГТМУ (2004 -2009 гг.), различных семинарах, коллоквиумах, а также на трех международных конференциях: Международная конференция в рамках III Международного полярного года (12 — 13 ноября 2008 г., г. СПб.) — 7-я Международная научно-практическая конференция «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности» (28−30 апреля 2009 г., г. СПб.) — 5-я Международная конференция «Экологические и гидрометеорологические проблемы больших городов и промышленных зон» (7−9 июля 2009 г., г. СПб.).

Основные научные результаты работы ИСПОЛЬЗОВАНЫ и РЕАЛИЗОВАНЫ:

— при разработке программы геологического изучения нефтегазоносности и лицензирования недр континентального шельфа РФ на период до 2020 г., одобренной Директивой Правительства РФ от 1.07.08 № ИС-П9−44;

— при разработке концептуальных основ и программы создания подсистемы Комплексной системы безопасности (КСБ) при Минприроды России.

— в отчетах по НИР, выполненных по заказу Минприроды России, Роспри-роднадзора.