Природные условия освоения Штокмановского месторождения газа (Баренцево море)

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего образования

«Северный (Арктический) федеральный университет имени М.В. Ломоносова»

РЕФЕРАТ

Природные условия освоения Штокмановского месторождения газа (Баренцево море)

Комилжонов Аброр Иномжон

Архангельск 2018

1. Место рождения: Штокман (Баренцево море)

Штокмановская структура была выявлена в 1981 году в результате комплексных морских геофизических исследований Баренцево-Карского нефтегазоносного бассейна, проведённых специалистами треста «Севморнефтегеофизика» с научно-исследовательского судна «Профессор Штокман», в связи с чем и получила своё название; к профессору В. Б. Штокману месторождение прямого отношения не имеет.

В 1983 году сотрудниками производственного объединения «Арктикморнефтегазразведка» (Мурманск) с борта бурового судна ледового класса «Валентин Шашин» (и буровым судном «Виктор Муравленко») выполнено бурение первой поисковой скважины глубиной 3153 метра, в результате были открыты две залежи свободного газа с газовым конденсатом. Б/с «Валентин Шашин» производило бурение в западной части месторождения с глубиной моря 240 метров, б/с «Виктор Муравленко» бурило в восточной части, ближе к Новой Земле с глубиной моря 135 метров.

Рисунок 1

Расположено в центральной части шельфа российского сектора Баренцева моря в 550 км к северо-востоку от Мурманска. Ближайшая суша (около 300 км) -- западное побережье архипелага Новая Земля. Глубины моря в этом районе колеблются от 320 до 340 м. Запасы категории C1 -- 3,94 трлн мі газа и 56,1 млн т. конденсата.

На донной поверхности площади Штокмановского месторождения распространены покровные комплексы современных (голоценовых) слабых и мягких грунтов мощностью до 8 м и нижележащих плейстоценовых мягких грунтов мощностью 4--24 м. По предварительным оценкам, прогибание донной поверхности при эксплуатации месторождения приведёт через 15--25 лет эксплуатации (в зависимости от объёма извлечённых флюидов) к формированию в центральной части площади мульды оседания глубиной не менее 10 м.

море баренцево температура вода

2. Местоположения района

Баренцево море занимает самое западное положение среди арктических морей, омывающих берега России. Расположенное между северным берегом Европы и островами Вайгач, Новая Земля, ЗФИ, Шпицберген, и Медвежий, оно свободно сообщается с теплым Норвежским морем и холодным Арктическим бассейном, а также морями Карским и Белым. Площадь Баренцева моря - 1405 тыс. км, средний объем воды - 282 тыс. куб. км, средняя глубина 200 м. Климат моря полярный морской, наиболее теплый среди шельфовых морей Северного Ледовитого океана. Хотя Баренцево море относится к числу ледовитых и почти 3/4 его поверхности ежегодно покрывается льдом, но в отличие от других морей Арктики, оно никогда не замерзает полностью.

Рисунок 2

Даже в зимний период около 1/4 его площади остается свободной от льда, что объясняется притоком теплых атлантических вод, препятствующих охлаждению поверхностного слоя до температуры замерзания.

3. Рельеф дна

Баренцево море - типично материковое, целиком находящееся на шельфе Северного Ледовитого океана, который в его пределах более глубоководен, чем в других арктических морях. Большая часть моря имеет глубины 300 - 400 м (рис. 1.). Прибрежные мелководья с глубинами менее 50 м занимают значительную площадь только на юго-востоке и в его севера - западной части. Рельефу дна Баренцева моря свойственна сильная расчлененность. На расстояниях десятков километров перепады глубин составляют 50 - 100 м. В море выделяются равнины (Центральное плато), возвышенности (Центральная, Персея - минимальная глубина 63 м), впадины (Центральная - максимальная глубина 386 м) и желоба (Западный - максимальная глубина 600 м, Франц - Виктория - 430 м). Южная часть дна имеет глубины менее 200 м и отличается выравненным характером. Наиболее глубокие места расположены в западной части моря. Здесь же находится и максимальная глубина.

Рисунок 3. Рельеф дна Баренцева моря

4. Климат

Климатические условия Баренцева моря определяются соседством его с теплым Норвежским морем и холодными районами Арктического бассейна. Суровость климата, по средним данным, возрастает в море с юга на север и с запада на восток. Средняя годовая температура воздуха характеризуется следующими значениями: о. Медвежий -1.6°, Бернбург (Шпицберген) -5.2°, Бухта Тихая (ЗФИ) -10.5°. Средние температуры самых холодных месяцев на побережье равняются: -10°, -15°, на северных островах -20°, -22°. В июле средняя температура в различных районах колеблется от +1° до +7°. Находясь под влиянием поступления теплых масс воды и воздуха из Атлантического океана и холодных - из Арктического бассейна, климат Баренцева моря весьма неоднороден. Среднемесячные температуры в центральном районе колеблется от -4 до -10^о С зимой и от 3 до 5^о С летом, в юго - восточном районе от -15 до -20^оС зимой и от 1 до 3^оС летом.

Юга западный район - Ветры здесь сильные, преимущественно юга западной четверти. Температура воздуха зимой -2,-3°С, летом 8,9°С. Метеорологический режим отличается небольшой междусуточной и межгодовой изменчивостью температуры воздуха, устойчивым направлением ветра, частыми осадками, значительной облачностью.

Юга восточный район - Температура воздуха резко понижается к востоку и юга востоку, т.е. к району, в котором велико влияние холодных вод Карского моря, поступающих сюда через проливы Карские ворота и Югорский Шар. Среднемесячная температура -7°С зимой 7°С летом.

Севера западный район - Район выделяется наиболее низкими температурами воздуха и водных масс, плавучими льдами, наличием айсбергов. Зима суровая (-22^о С), ветры преимущественно севера восточной четверти.

Рисунок 4

5. Тепловой баланс

Высокоширотное положение Баренцева моря и наличие в нем больших пространств постоянно открытой воды, превращают это море в зону активного взаимодействия с атмосферой. Примыкая к аналогичной зоне в Норвежском море, Баренцево море по ряду климатических параметров энергообмена сопоставимо с ней и даже может превосходить ее, в частности, по теплоотдаче за счет турбулентного потока и затрат тепла на испарение.

Так, в целом за год поступает только 60% возможной радиации, в годовом же ходе суммарная (суточная) солнечная радиация при реальных условиях облачности изменятся от 0 в декабре и январе до 17.8 МДж/м² в июне. Среднее квадратическое отклонение в июне составляет 0.7 МДж/м², в другие месяцы несколько выше - 0.9-1.1МДж/м². Временная изменчивость больше пространственной в весенне-летние месяцы, когда поступает более 70% от годового количества радиации. В целом за год водные массы Баренцева моря поглощают 88% поступающей солнечной радиации. Облачность сохраняется значительной в течение всего года, тогда как разность температур воды и воздуха изменяется от 7-8°С в декабре- марте до 0°С в июне-августе. В результате эффективное излучение в течение года изменяется в 2-2.5 раза (5-6МДж/м² в ноябре-апреле и 2-3МДж/м² в июне-сентябре). Среднее квадратическое отклонение составляет 0.4-1.3МДж/м², увеличиваясь от лета к зиме. Тепловое излучение атмосферы в течение года изменяется незначительно (21МДж/м² в феврале-марте и 27МДж/м² в июле-августе). При этом в теплую часть года значения радиационного баланса на 30-40% меньше суммарной радиации В период полярной ночи радиационный баланс определяется только эффективным излучением поверхности моря. В среднем для южной части Баренцева моря годовой радиационный баланс положителен и составляет 1.5МДж/м². Но и за счет турбулентного потока тепла Н и затраты тепла на испарение LE. Наибольшие значения Н и LЕ наблюдаются в декабре-феврале (соответственно 10-12МДж/м² и 7-8МДж/м²), уменьшаясь в июне-августе до 0.2 и 1-2МДж/м^2. В целом за год результирующий поток тепла В отрицателен и равен 8.1МДж/м².

В табл.1 приведены годовые значения рассмотренных выше элементов теплового баланса моря.

Таблица 1. Годовые значения составляющих теплового баланса поверхности для южной части Баренцева моря.

Представление о сезонной изменчивости составляющих теплового баланса дает табл.2.

Таблица 2 Средние суточные значения составляющих теплового баланса поверхности южной (незамерзающей) части Баренцева моря, МДж/м²

Q - суммарная солнечная радиация, В_к - поглощенная солнечная радиация, Е_а - тепловое излучение атмосферы, Е_эф - эффективное излучение поверхности моря, R - радиационный баланс, Н_т - турбулентный поток тепла, LE - затраты тепла на испарение, В - результирующий поток тепла на поверхности моря.

6. Температура воды

В Баренцевом море температура воды в значительно большей мере, чем в других арктических морях определяет все процессы, связанные с плотностной структурой вод (конвекция, образование слоя скачка и др.). Кроме того, в Баренцевом море температура воды является основным показателем, характеризующим распространение теплых атлантических вод, которые в свою очередь, определяют ледовые условия и климат приатлантического сектора Арктики. Значительная часть моря от берегов до 75°с.ш. круглый год не замерзает и имеет положительные значения поверхностной температуры. Вместе с тем именно это обстоятельство способствует более интенсивному радиационному прогреву данного региона летом и поэтому в июле-августе температура воды здесь достигает 8°С.

В поверхностном слое максимальная температура наблюдается в юго-западной части моря (9°С в июне-сентябре), минимальная (0°С) - у кромки льда. С июля по октябрь область максимальных температур распространяется также и на юго-восточную часть моря, положение изотерм становится близким к широтному (рис.2).

Рисунок 5. Среднемноголетняя температура воды на поверхности в летний и зимний периоды.

Сезонное изменение температуры воды повсеместно невелико, на юго-западе и в северной части моря оно не превышает 5-6°С и только на юго-востоке достигает 10°С. В атлантической водной массе на крайнем юго-западе моря поверхностная температура воды зимой не опускается ниже 3°С и не превышает 6°С, летом она лежит в пределах от 7 до 13°С. В районах, где возможно появление льда, абсолютный минимум ограничен температурой замерзания, равной -1.8°С. Летние максимальные температуры в поверхностном слое достигают в северо-западной части моря 4-7°С, на юго- востоке 15°С в открытой части моря и 20-23 в Печорской губе. С глубиной колебания температуры воды уменьшаются. В юго- восточной части моря на горизонте 50 м они составляют около 2/3 от их величины на поверхности. На юго- западе моря максимальные градиенты температуры воды не превышают 0.1°С/м, а на остальной его глубоководной акватории достигают 0.2°С/м; в юго-восточной части моря и в прибрежных районах максимальные градиенты приходятся на слой 10-25 и 0-10 м и составляют 0.4°С/ м. В юго-западной части наиболее подверженной влиянию атлантических вод, температура плавно и в небольших пределах понижается с глубиной, оставаясь положительной до самого дна. На северо-востоке моря зимой отрицательная температура распространяется до горизонта 100-200 м, глубже она повышается до +1°С. Летом поверхность моря имеет невысокую температуру, которая быстро понижается до 25-50 м, где сохраняются низкие значения температуры (-1.5°С), достигнутые при зимнем охлаждении. Ниже, в слое 50-100 м, не затронутом зимней вертикальной циркуляцией, температура повышена до -1°С. Таким образом, между 50 и 100 м наблюдается холодный промежуточный слой. В тех впадинах, куда не проникают теплые воды и происходит сильное выхолаживание, например, Новоземельский желоб, Центральная котловина и т.д., температура воды однородна по всей толще зимой, а летом от небольших положительных значений на поверхности понижается до -1.75°С у дна.

На рис.3 представлены вертикальные профили температуры воды в четырех районах (западном, северном, приновоземельском и северо-восточном рис. 3), характеризующие период формирования и разрушения термоклинная (май-ноябрь). Из них видно, что несмотря на значительные различия гидрологического режима районов, для них характерен ряд общих закономерностей, в частности, запаздывание годового максимума температуры воды по мере увеличения глубины и замедленное падение температуры осенью по сравнению с весенним ростом. В реальных условиях эти обобщенные профили распределения температуры воды осложняются существованием суточного и синоптического термоклинное, неравномерностью адвекции тепла, внутренними волнами, влиянием речного стока и таянием льда. Например, в юго-восточной части моря в июле на горизонте 10 и 20 м наблюдается значительное понижение температуры воды, связанное с тем, что в июне-июле этому району свойственна сильно выраженная плотностная стратификация, обусловленная поступлением большого объема речных вод.

Рисунок 6. Схема квадратов для которых строились вертикальные профили.

В летний период изменения температуры воды в различных по вертикальному градиенту слоях практически не связаны. Исключение составляют слой ветрового перемешивания (0-10 м) и слой сезонного термоклина (20-30 или 30-50 м), между этими слоями связь отсутствует.

Характерные значения колебаний температуры воды, обусловленные приливной изменчивостью, составляют 0.2-0.5°С в однородных слоях и до 1.0-1.5°С - в слое термоклина.

Рисунок 7. Средняя температура [°C] по многолетним данным на стандартных горизонтах

7. Соленость и водообмен

Соленость Баренцева моря определяется прежде всего интенсивностью его водообмена с окружающими бассейнами, поскольку объем этих вод более чем на два порядка превышает остальные составляющие пресноводного баланса. Их приток на западной границе составляет по разным оценкам от 49 до 74 тыс. км3/год. На северной и северо-восточной границе приходные и расходные составляющие водообмена наименее достоверны и по данным работы /6/ составляют 5-10 тыс.км3/год; их результирующая, равная 500 км3/год, направлена в Баренцево море; в проливе Карские Ворота она направлена из Баренцева моря в Карское и составляет 20 тыс.км3/год. В итоге 2/3 акватории моря находятся под влиянием атлантических вод и даже на поверхности моря соленость воды превышает 34‰, составляя в ядре (73о с.ш., 20-35о в.д.) 35%. На остальной акватории моря соленость колеблется в пределах 32-34% (рис.5). Наибольшие величины распреснения имеют место на юго-востоке моря, куда выносятся распресненные беломорские воды (31-33%) и поступает основное количество материковых вод. Максимальная соленость на поверхности моря (35%) наблюдается в его юго-западной части (Норд капский желоб), где проходят соленые атлантические воды и где не образуются и не тают льды.

К северу и югу соленость понижается до 34.5% благодаря таянию льдов. Еще более распреснены (32-33%) воды в юго- восточной части моря, где таяние льдов сочетается с мощным притоком пресных вод с суши. Изменения солености на поверхности моря происходят не только от места к месту, но и от сезона к сезону. Зимой по всему морю соленость - около 35‰, в юго-восточной части - 32.5 - 33%, так как в это время года усиливается приток атлантических вод и происходит интенсивное ледообразование. Весной почти повсеместно сохраняются высокие значения солености. Лишь узкая прибрежная полоса у Мурманского берега и в Канинско-Колгуевском районе имеет пониженную соленость: опреснение здесь вызвано постепенно возрастающим материковым стоком. Летом сокращается приток атлантических вод, растаивают льды, речная вода распространяется далеко в море, поэтому повсюду соленость понижается. Во второй половине сезона она везде становится ниже 35%. В юго-западной части соленость равна 34.5%, а в юго-восточной - 29%, а иногда и 25%. Осенью в течение некоторого времени по всему морю соленость остается пониженной. Но вследствие уменьшения речного стока и начавшегося ледообразования соленость повышается.

Рисунок 8. Среднемноголетняя соленость воды на поверхности в летний и зимний периоды.

В Баренцевом море существует сложная система поверхностных и глубинных течений, самым общим свойством которых является движение вод против часовой стрелки. Сформированная крупномасштабными процессами в системе океан-атмосфера северной Атлантики, она активно реагирует на изменчивость синоптических условий непосредственно над акваторией Баренцева моря, распространение приливной волны из Атлантики и Арктического бассейна и изменчивость плотностной структуры морских вод.

Хотя скорости приливных течений больше, чем постоянных, но для переноса вод Баренцева моря наибольшее значение имеют устойчивые течения, связанные с водообменом на его границах, а также дрейфовые течения синоптического масштаба, развивающиеся под воздействием полей ветра при прохождении барических образований над Баренцевым морем.

Ввиду крайне ограниченного количества инструментальных наблюдений за течениями, исследования как постоянных, так и дрейфовых течений в значительной степени основываются на применении расчетных методов. С помощью одного из таких методов, разработанных в МФ ААНИИ, рассчитана система преобладающих поверхностных течений в Баренцевом море, воспроизводящая теплые потоки воды, идущие с запада, и холодные - с севера (рис.9) / 1 /.

Рисунок 9

Рисунок заимствован из работы [1] Баренцево море, т 1, вып.1. В кн. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР, 1990.

Список использованной литературы

1. Википедия

2. Баренцево море, т 1, вып.1. В кн. Гидрометеорология и гидрохимия морей СССР, 1990.

3. Елшин Ю.А. Тепловой сток рек Европейской территории СССР // Метеорология и гидрология. -1981. - т.9. с.85-93.

Размещено на Allbest.ru