PLATFORMY WIERTNICZE A

ZANIECZYSZCZENIA WÓD

Autorzy:

Patrycja Jaros

Krystian Cygan

GiK 101

Platforma wiertnicza jest to najczęściej konstrukcja
pływająca wyposażona w urządzenie wiertnicze,
przeznaczona do wykonywania odwiertów pod dnem
akwenu. Sporadycznie bywa ona wykorzystywana do
eksploatacji podmorskich złóż węglowodorów (gaz
ziemny, ropa naftowa) – w odróżnieniu od platform
wydobywczych.

Ropa naftowa i towarzyszący jej gaz ziemny zalegają
zarówno pod powierzchnią lądów, jak i mórz. Około jednej
trzeciej światowych zasobów pochodzi z podmorskich pól
naftowych, z których większość znajduje się w Zatoce
Perskiej, na Morzu Północnym i w Zatoce Meksykańskiej.
Wydobywanie ropy naftowej i gazu ziemnego na morzu
jest droższe od prac wydobywczych na lądzie, jednak
ogólne koszty eksploatacji są zwykle dużo niższe. Ma na
to wpływ przede wszystkim większa rozległość
podmorskich złóż, które zapewniają dłuższą eksploatację i
w efekcie obniżają koszty wydobycia.

Po stwierdzeniu obecności ropy w miejscu skąd będzie prowadzony odwiert,
rozpoczyna się budowa platformy morskiej. Jest to konstrukcja ze stali lub żelbetu,
stała lub pływająca, zaopatrzona w odpowiednie urządzenia i wyposażenie. Aby
zapobiec zalewaniu przez wodę platformy, pozostawia się pod nią tzw. przestrzeń
powietrzną, ponieważ korozja oraz ciśnienie wody na konstrukcję pokładu mogą
stanowić zagrożenie. Wielkość tej przestrzeni ustala się biorąc pod uwagę maksymalną
wysokość fali na akwenie, na którym platforma ma być ustawiona.
Pod względem przeznaczenia platformy morskie dzielimy na: wiertnicze, wydobywcze,
magazynowe, produkcyjne i mieszkalne. Jedna platforma może mieć kilka przeznaczeń.
Znajduje się na niej wiele urządzeń niezbędnych do prowadzenia ustalonych prac
podmorskich, m. in. Wiertnice morskie, urządzenia dźwigowe, maszynownie, zespoły
prądnic, zbiorniki paliwa oraz magazyny rur, płuczki i inne materiały używanie do
wierceń oczyszczania wody, stacje pomp, pomieszczenia mieszkalne i socjalne załogi,
magazyny ropy lub gazu, urządzenia do oczyszczania i przerabiania ropy, skraplania
gazu itp.
Najważniejszy element platformy morskiej stanowi wiertnica morska, składająca się z
wieży wiertniczej, na której zawieszone są przewody wiertnicze ze świdrami. Wieża
sięga na wysokość kilkudziesięciu metrów a jej udźwig dochodzi do kilkudziesięciu ton.
Zanim rozpoczyna się wiercenia eksploatacyjne, załoga platformy wykonuje wiercenia
wstępne, służące do określenia głębokości i wielkości złóż ropy lub gazu. W tym celu w
głąb ziemi wpuszcza się nabijane diamentami niezwykle twarde wiertło, zamocowanie
na długim ciągu stalowych rur. Rury zwisają z wieży wiertniczej na skomplikowanym
systemie bloków, przekładni i przewodów, utrzymujących konstrukcję ważącą dziesiątki
ton i obracaną przez silniki wysokoprężne. W miarę zagłębiania się wiertła w złoże ciąg
rur przedłuża się kolejnymi odcinkami. Rury ciągu są w środku puste; tłoczy się nimi w
dół szlam. Czyli mieszaninę wody, iłów, dodatków chemicznych oraz zawiesiny złożonej
z różnorodnych składników. Wydostający się z otworu w wiertle szlam unosi ze sobą
odpady skalne i wypływa na powierzchnie – w innym wypadku okruch mogłyby
uszkodzić wiertło. Na powierzchni szlam trafia do zbiorników, w których usuwa się z
niego skalny złom. Oczyszczony szlam kieruje się ponownie do ciągu wiertniczego.

Po dotarciu do złoża roponośnego i zaprzestaniu tłoczenia
szlamu, pustymi rurami zaczyna płynąć ropa unoszona w
złożu przez wysokie ciśnienie. Platformy wiertnicze
umożliwiają prowadzenie odwiertów na głębokościach
dochodzących do 1000 metrów, jednak na większości z
nich instaluje się urządzenia pozwalające na prace na
wodach nie głębszych niż 400-600 metrów. Współczesne
platformy mogą obsłużyć nawet do 60 odwiertów
jednocześnie; część z nich znajduje się bezpośrednio pod
platformą, natomiast pozostałe są od niej oddalone i
połączone z nią rurociągami leżącymi na dnie morza.
Wydobyty gaz transportuje się następnie na ląd
rurociągiem, natomiast oczyszczona ropa jest wtłaczana w
zbiorniki balastowe u podstawy platformy i
przechowywana w nich do czasu przypłynięcia
zbiornikowca.

Zagrożenia wynikające z

wydobycia ropy naftowej

Przyjmuje się, że środowisko morskie zanieczyszczane jest w 40% przez

statki w wyniku ich normalnej eksploatacji, 42% zanieczyszczeń pochodzi z
gospodarki na lądzie (przemysłowej i komunalnej), 8% z urządzeń
wiertniczych i szybów wydobywczych, a pozostałe 10% z awarii
zbiornikowców .
Do głównych zagrożeń można zaliczyć:
- wycieki ropy naftowej i gazu z rurociągów, zbiorników magazynujących,
instalacji zdawczo-odbiorczych lub uszkodzonych poszyć statków;
− opadanie zwiercin na dno podczas wykonywania otworu;
− stosowanie i zrzucanie płuczek wiertniczych, zawierających ropę naftową;
− zrzuty tzw. wody produkcyjnej, zawierające szereg chemikaliów, bakterii i
drobnoustrojów wydobywanych ze złoża lub wytworzonych podczas
rutynowego funkcjonowania platform produkcyjnych;
− zrzuty płynów, ścieków, wody z mycia pokładu, cementu, śmieci oraz
innych zanieczyszczeń i odpadów wytworzonych podczas normalnej
eksploatacji statków, platform, wież wiertniczych oraz innych jednostek
pływających. Substancje toksyczne, takie jak metale ciężkie i trudno
rozkładalne związki organiczne dostają się do łańcucha pokarmowego i
odkładają się w tkankach ciała ryb i ssaków morskich, poważnie wpływając
na ich stan zdrowia.

Wycieki ropy naftowej do

morza

Ropa naftowa może skazić

środowisko w dwóch sytuacjach –
podczas poszukiwań i eksploatacji,
oraz w czasie transportu. O ile
erupcje związane eksploatacją są
rzadkie i szybko opanowywane, to
prawdziwą plagą dla środowiska są
awarie powstałe w czasie transportu
– głównie katastrofy tankowców
(np. MT Exxon Valdez, MT Prestige).

Katastrofy wielkich zbiornikowców

zdarzają się na świecie prawie co rok.
Wyciek ropy naftowej spowodowany
awarią zbiornikowca ma bardzo
poważne skutki: ropa szybko
rozprzestrzenia się po powierzchni
morza tworząc na wodzie warstewkę
o grubości 0,3 mm i powodując
zanieczyszczenie wybrzeża.

pelikan pokryty ropą

Najlżejsze składniki ropy parują, a najcięższe mieszają się

z wodą morską i powoli opadają na dno. Lepka ropa skleja
pióra ptaków morskich oraz skrzela ryb i innych zwierząt
wodnych. Na skażonym obszarze ropa uniemożliwia
zwierzętom wodnym poruszanie się, oddychanie i
odżywianie się. Warstwa ropy nie przepuszcza potrzebnego
organizmom tlenu i promieniowania słonecznego. Bakterie
stopniowo usuwają ropę, zużywając do tego celu cały tlen
rozpuszczony w wodzie

.

Wpływ na ludzkie zdrowie

•

Składniki ropy przenikają także do komórek organizmu
ludzkiego poprzez błony komórkowe. Część ropy naftowej
gromadzi się w tkance tłuszczowej. Następuje uszkodzenie
organów wewnętrznych, co objawia się stanami zapalnymi,
wysiękami surowiczymi, krwawymi wybroczynami i
zwyrodnieniami. Spożywanie zanieczyszczonej wody i
żywności prowadzi do zaburzeń hormonalnych i procesów
krwiotwórczych. Dochodzi do zwłóknienia i stłuszczenia
szpiku kostnego oraz do osłabienia ruchów mięśniowych. U
zatrutych osób występują objawy niespecyficzne: bóle
głowy, rozwolnienie, białkomocz, kaszel, szum w uszach,
pobudliwość nerwowa, bezsenność, obrzęk płuc. Osoby
pracujące przy usuwaniu tego typu zanieczyszczeń muszą
nosić odzież ochronną, gogle, maski i rękawice .

Skutki wycieku ropy sprzed 20

lat

W 20 lat w wyniku katastrofy tankowca Exxon Valdez w Zatoce

Księcia Williama, nastąpił wyciek ropy naftowej, którego skutki
odczuwalne są do chwili obecnej.

Tankowiec należący do koncernu Exxon, światowego potentata
naftowego, rozbił się o podwodną skałę w marcu 1989 r. Do oceanu
wyciekło wtedy ponad 40 mln litrów ropy naftowej.

Wyciek ropy spowodował zalanie czarną mazią 3,8 tys. południowego
wybrzeża stanu Alaska, którego skutkiem było ćwierć miliona
padłych ptaków, niepoliczalne ilości martwych ryb, tysiące fok, wydr
morskich i uszatek.

Dla wielu występujących tam gatunków wyciek ropy oznaczał
wyginięcie. Obecnie zagrożona jest populacja norek, która została w
wyniku katastrofy zdziesiątkowana i nie zdołała się odrodzić.
Ekolodzy twierdzą, że jest ich tak mało, że grozi im wyginięcie.

Zagrożenia falami

sejsmicznymi

Badania sejsmiczne są wstępną identyfikacją obszarów

roponośnych. Polegają na wywołaniu fali dźwiękowej,
która rozchodzi się w środowisku wodnym, nie są
obojętne dla środowiska, szczególnie dla ryb. Mimo, że
prowadzone na całym świecie analizy dotyczące
ubocznych skutków prowadzenia badań

sejsmicznych nie dają podstaw do nadmiernych obaw,

nie powinno się ich jednak przeprowadzać w okresach
ochronnych dla fauny. Fale dźwiękowe o dużym
natężeniu mogą być szkodliwe dla ikry oraz narybku
(powodować jego obumieranie). W przypadku dorosłych

osobników mogą się zdarzyć przypadki ogłuszenia,

szczególnie w pobliżu źródła wytwarzającego falę
dźwiękową.

Zagrożenia Morza

Bałtyckiego na

przykładzie LOTOS

Petrobaltic SA

Petrobaltic prowadzi działalność w zakresie poszukiwania i

wydobycia węglowodorów w polskiej wyłącznej strefy
ekonomicznej Morza Bałtyckiego, na lądowym obszarze Litwy
oraz szelfie Morza Norweskiego.

Firma posiada własne zaplecze sprzętowe służące

poszukiwaniu i wydobyciu węglowodorów spod dna morskiego.
Głównymi jej aktywami produkcyjnymi są: platforma
wydobywcza Baltic Beta, platforma wiertnicza Petrobaltic oraz
tankowiec Icarus III.

Pod koniec 2013 roku spółka zakupiła nową platformę

wiertniczą która nazywać się będzie Lotos Petrobaltic, natomiast
obecna platforma Petrobaltic zostanie przebudowana na obiekt
wydobywczy.

Łącznie koncern wydobywa blisko 5 tys. baryłek ropy naftowej

dziennie. Zasoby wydobywalne ropy naftowej, dla koncesji,
którymi zarządza LOTOS, wynoszą ok. 55 mln baryłek oraz 4,5
mld m3 gazu ziemnego.

Główne obszary działalności poszukiwawczo-

wydobywczej

Aktualnie eksploatowane jest polskie złoże ropy naftowej B3
(zlokalizowane w odległości ok. 70 km od brzegu, na północ od
Władysławowa) za pomocą platformy „Baltic Beta”, a na złożu B8,
prowadzone są przygotowania do eksploatacji za pomocą platformy
„Petrobaltic”.

Jak działają platformy wiertnicze na

Bałtyku?

Stała załoga platformy liczy ok. 100 osób, ale w zależności od ilości

pracy tę liczbę można redukować.

Ropa znajduje się tu na głębokości ok. 1,5 tys. m pod dnem morza.

Wydobywa się ją dwunastoma otworami eksploatacyjnymi.
W specjalnych urządzeniach separacyjnych zainstalowanych na
platformie "Baltic Beta" następuje oddzielenie gazu od ropy.

Ropa jest przesyłana rurociągami podmorskimi poprzez boję
cumowniczo-przelewową na tankowiec "Icarus III", na którym jest
magazynowana. Po napełnieniu tankowca przewozi on ropę do Portu
Północnego w Gdańsku.
Z kolei gaz jest transportowany podmorskim rurociągiem do
Władysławowa, gdzie spółka "Energobaltic" używa go do napędu turbin
lokalnej elektrociepłowni.

Przedsiębiorstwo Petrobaltic wydobywa rocznie od 180 do 230 tys. ton
ropy naftowej.

Stosowane

zabezpieczenia

techniczne przed

eksploatacyjnym i

awaryjnym

przedostaniem się ropy

naftowej do środowiska

morskiego

Zabezpieczenia

przeciwerupcyjne

Są to zabezpieczenia zainstalowane na stałe na

otworach badawczych lub eksploatacyjnych.

Otwory eksploatacyjne mają następujący system

zabezpieczenia przeciwerupcyjnego:

- Poniżej dna morskiego, w otworze, zamontowany jest

wgłębny zawór bezpieczeństwa na rurkach
wydobywczych. Może on zamknąć wypływ ropy z otworu,
np. w przypadku awarii konstrukcji platformy
(przemieszczenie lub przewrócenie się w wyniku
działania sztormu lub wskutek kolizji morskiej).
- W otworze eksploatacyjnym zamontowany jest tzw.
paker eksploatacyjny, który uszczelnia przestrzeń między
rurami okładzinowymi a wydobywczymi.

Bierne zabezpieczenie środowiska

morskiego

Biernym zabezpieczeniem środowiska morskiego jest system

usuwania rozlewu ropy naftowej z powierzchni morza. Na
zabezpieczenie to składają się środki organizacyjne i techniczne:

Środki organizacyjne:
Określa je plan zwalczania rozlewów dla platformy, obejmujący:
- organizację działań zwalczania rozlewu,
- system alarmowania i powiadamiania w zależności od skali

rozlewu,

- dokumentację prac oraz zasady dowodzenia jednostkami

zwalczającymi rozlew.

Środki techniczne do usuwania rozlewów olejowych na morzu.
Jest to zestaw zapór przeciwolejowych, sorpcyjnych i zbieraczy,

zdolnych do podjęcia pierwszych działań oczyszczających przy
użyciu statków serwisowych obsługujących platformę.

W warunkach Bałtyku, który jest morzem wewnętrznym o niewielkich
rozmiarach, rozlew ropy naftowej od ilości około 5 000 m3 można uznać

za katastrofalny, gdyż prawdopodobieństwo zanieczyszczenia brzegów
morskich jest bardzo wysokie.

W wyniku takiego rozlewu należy spodziewać się:
- znacznego ubytku w populacji ryb i pozostałej fauny morskiej,
- dużych strat wśród ptaków żerujących w odległości od kilku do kilkunastu
kilometrów od brzegu morskiego lub mających swe siedliska w rejonie

brzegu

morskiego,
- zagrożenia flory przybrzeżnej, w tym również na terenach objętych

programem

„Natura 2000”,
- zanieczyszczenia ropą naftową brzegu morskiego, w tym plaż, co może

spowodować

wykluczenie ich funkcji rekreacyjnych na kilka lat i wynikające z tego istotne

straty

finansowe w budżetach gmin nadmorskich.
Należy jednak nadmienić, że skala zanieczyszczenia morza z powodu erupcji

będzie

o wiele mniejsza, niż miałoby to miejsce w przypadku awarii zbiornikowca

Wprawdzie doprowadzenie stanu środowiska naturalnego do stanu sprzed awarii jest

możliwe, jednak działania umożliwiające to związane będą z bardzo wysokimi

nakładami finansowymi oraz przebiegać będą w wieloletniej pespektywie czasowej
związanej z koniecznością długotrwałej biologicznej odbudowy populacji, odbudowy
biologii plaż morskich, rekultywacji brzegu, itp.

W związku z powyższym istnieje konieczność konstruowania, utrzymania w wysokiej
skuteczności oraz doskonalenia systemu minimalizującego skutki ekologiczne
i ekonomiczne awaryjnego rozlewu ropy naftowej o opisanej skali przez

opracowywanie, doskonalenie i wdrażanie planów ratownictwa ekologicznego na

odpowiednich szczeblach oraz dysponowanie ustanowionymi i wdrożonymi
procedurami określającymi precyzyjnie zasady działania i współdziałania służb
odpowiedzialnych za prowadzenie akcji ratowniczej. Ze względu na spodziewaną,
wyjątkowo dużą ilość pól operacyjnych i długość odcinków operacyjnych liczoną
w kilometrach, można uznać, że aktualnie kraj nie jest przygotowany na skuteczne
prowadzenie działań oczyszczających w tak dużej skali. Dlatego istniejące powiatowe
i wojewódzkie plany ratowniczo – gaśnicze powinny być bezwzględnie
zweryfikowane pod kątem usuwania katastrofalnego skażenia morskiej linii
brzegowej.