Bohrinsel
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Eine Ölplattform, Bohrinsel, Offshore-Plattform oder Öl- und/oder Gasförderplattform ist ein großes Bauwerk mit Anlagen zur Förderung und Verarbeitung von Erdöl und Erdgas, die in Gesteinsformationen unter dem Meeresboden liegen. Viele Ölplattformen verfügen auch über Einrichtungen zur Unterbringung ihrer Mitarbeiter, obwohl es auch üblich ist, dass eine separate Unterkunftsplattform über eine Brücke mit der Förderplattform verbunden ist. Am häufigsten werden Ölplattformen auf dem Kontinentalschelf eingesetzt, sie können aber auch in Seen, Küstengewässern und Binnenmeeren verwendet werden. Je nach den Gegebenheiten kann die Plattform fest auf dem Meeresboden verankert sein, aus einer künstlichen Insel bestehen oder schwimmen. In einigen Fällen kann die Hauptanlage über Lagereinrichtungen für das verarbeitete Öl verfügen. Abgelegene Unterwasserbohrungen können auch über Durchflussleitungen und Versorgungskabel mit einer Plattform verbunden sein. Diese Unterwasserlösungen können aus einem oder mehreren Unterwasserbohrlöchern oder aus einem oder mehreren Verteilerzentren für mehrere Bohrlöcher bestehen. ⓘ
Offshore-Bohrungen stellen eine Herausforderung für die Umwelt dar, sowohl durch die geförderten Kohlenwasserstoffe als auch durch die beim Bohren verwendeten Materialien. Zu den Kontroversen gehört die anhaltende Debatte über Offshore-Bohrungen in den USA. ⓘ
Es gibt viele verschiedene Arten von Anlagen, von denen aus Offshore-Bohrungen durchgeführt werden. Dazu gehören bodengestützte Bohranlagen (Hubschiffe und Sumpfschiffe), kombinierte Bohr- und Förderanlagen, entweder bodengestützt oder auf schwimmenden Plattformen, und mobile Tiefsee-Bohreinheiten (MODU), einschließlich Halbtauchern und Bohrschiffen. Diese sind in der Lage, in Wassertiefen von bis zu 3.000 Metern (9.800 Fuß) zu arbeiten. In seichteren Gewässern werden die mobilen Einheiten am Meeresboden verankert. In tieferen Gewässern (mehr als 1.500 Meter) werden die Halbtaucher oder Bohrschiffe jedoch mit Hilfe der dynamischen Positionierung an der gewünschten Bohrstelle gehalten. ⓘ
Eine Bohrinsel, auch Bohrplattform, als Offshorebauwerk ist eine künstliche Standfläche im Meer, die zum Niederbringen von Bohrungen dient, meistens auf der Suche nach Erdöl oder Erdgas. ⓘ
Geschichte
Um 1891 wurden die ersten Unterwasser-Ölquellen von Plattformen aus gebohrt, die auf Pfählen im Süßwasser des Grand Lake St. Marys (auch bekannt als Mercer County Reservoir) in Ohio errichtet wurden. Der breite, aber flache Stausee wurde von 1837 bis 1845 gebaut, um den Miami and Erie Canal mit Wasser zu versorgen. ⓘ
Um 1896 wurden in dem Teil des Summerland-Feldes, der sich unter dem Santa-Barbara-Kanal in Kalifornien erstreckte, die ersten Ölbohrungen in Salzwasser niedergebracht. Die Bohrungen wurden von Pfeilern aus niedergebracht, die vom Land aus in den Kanal ragten. ⓘ
Weitere bemerkenswerte frühe Unterwasserbohrungen fanden ab 1913 auf der kanadischen Seite des Eriesees und in den 1910er Jahren im Caddo Lake in Louisiana statt. Kurz darauf wurden Bohrungen in Gezeitenzonen entlang der Golfküste von Texas und Louisiana niedergebracht. Das Goose Creek-Feld in der Nähe von Baytown, Texas, ist ein solches Beispiel. In den 1920er Jahren wurden Bohrungen von Betonplattformen im Maracaibo-See in Venezuela aus durchgeführt. ⓘ
Die älteste Offshore-Bohrung, die in der Offshore-Datenbank von Infield verzeichnet ist, ist die Bohrung Bibi Eibat, die 1923 in Aserbaidschan in Betrieb genommen wurde. Landfill wurde verwendet, um flache Teile des Kaspischen Meeres anzuheben. ⓘ
In den frühen 1930er Jahren entwickelte die Texas Company die ersten mobilen Stahlschiffe für Bohrungen in den brackigen Küstengebieten des Golfs. ⓘ
1937 nutzten die Pure Oil Company (heute Chevron Corporation) und ihr Partner Superior Oil Company (heute Teil der ExxonMobil Corporation) eine feste Plattform zur Erschließung eines Feldes in 4,3 m Wassertiefe, eine Meile (1,6 km) vor der Küste von Calcasieu Parish, Louisiana. ⓘ
1938 baute Humble Oil am McFadden Beach im Golf von Mexiko einen 1,5 km langen Holzbock mit Eisenbahnschienen ins Meer und platzierte einen Bohrturm an dessen Ende - dieser wurde später von einem Hurrikan zerstört. ⓘ
1945 veranlasste die Sorge um die Kontrolle der amerikanischen Offshore-Ölreserven Präsident Harry Truman dazu, das amerikanische Hoheitsgebiet einseitig bis zum Rand des Kontinentalschelfs auszudehnen - ein Akt, der die 3-Meilen-Grenze der "Freiheit der Meere" effektiv beendete. ⓘ
1946 führte Magnolia Petroleum (heute ExxonMobil) Bohrungen an einer Stelle 18 Meilen (29 km) vor der Küste durch und errichtete eine Plattform in 5,5 m Wassertiefe vor St. Mary Parish, Louisiana. ⓘ
Anfang 1947 errichtete Superior Oil eine Bohr- und Förderplattform in einer Wassertiefe von 6,1 m (20 Fuß) etwa 18 Meilen vor Vermilion Parish, Louisiana. Aber es war Kerr-McGee Oil Industries (heute Teil von Occidental Petroleum), das als Betreiber für die Partner Phillips Petroleum (ConocoPhillips) und Stanolind Oil & Gas (BP) die historische Bohrung Ship Shoal Block 32 im Oktober 1947 abschloss, Monate bevor Superior von seiner weiter vor der Küste gelegenen Vermilion-Plattform aus eine Entdeckung machte. In jedem Fall war die Bohrung von Kerr-McGee die erste Ölfundstelle, die außerhalb der Sichtweite des Festlandes gebohrt wurde. ⓘ
Die britischen Maunsell Forts, die während des Zweiten Weltkriegs gebaut wurden, gelten als die direkten Vorläufer der modernen Offshore-Plattformen. Sie wurden in kürzester Zeit vorgebaut, dann zu ihrem Standort geschwommen und auf dem flachen Grund der Themse und der Mündung des Mersey platziert. ⓘ
1954 wurde die erste Hubbohrinsel von Zapata Oil in Auftrag gegeben. Sie wurde von R. G. LeTourneau entworfen und verfügte über drei elektromechanisch betriebene, gitterartige Beine. Sie wurde an den Ufern des Mississippi von der LeTourneau Company gebaut, im Dezember 1955 zu Wasser gelassen und auf den Namen "Scorpion" getauft. Die Scorpion wurde im Mai 1956 vor Port Aransas, Texas, in Betrieb genommen. Sie ging 1969 verloren. ⓘ
Als die Offshore-Bohrungen in tiefere Gewässer von bis zu 30 Metern vordrangen, wurden feste Bohrplattformen gebaut, bis der Bedarf an Bohrausrüstung in den Tiefen von 30 bis 120 Metern des Golfs von Mexiko entstand und die ersten Hubbohrinseln von spezialisierten Offshore-Bohrunternehmen wie ENSCO International auf den Markt kamen. ⓘ
Das erste Halbtauchboot entstand 1961 aufgrund einer unerwarteten Beobachtung. Die Blue Water Drilling Company besaß und betrieb im Golf von Mexiko für die Shell Oil Company das Vier-Säulen-Tauchboot Blue Water Rig No. 1. Da die Pontons nicht ausreichend schwimmfähig waren, um das Gewicht der Bohrinsel und ihrer Verbrauchsmaterialien zu tragen, wurde sie zwischen den Standorten mit einem Tiefgang in der Mitte zwischen der Oberseite der Pontons und der Unterseite des Decks geschleppt. Es wurde festgestellt, dass die Bewegungen bei diesem Tiefgang sehr gering waren, und Blue Water Drilling und Shell beschlossen gemeinsam, die Bohrinsel im schwimmenden Modus zu betreiben. Das Konzept einer verankerten, stabilen schwimmenden Tiefseeplattform war bereits in den 1920er Jahren von Edward Robert Armstrong für den Betrieb von Flugzeugen mit einer als "Seadrom" bekannten Erfindung entworfen und getestet worden. Das erste zu diesem Zweck gebaute Halbtaucher-Bohrschiff Ocean Driller wurde 1963 zu Wasser gelassen. Seitdem wurden viele Halbtaucherschiffe speziell für die mobile Offshore-Flotte der Bohrindustrie entwickelt. ⓘ
Das erste Offshore-Bohrschiff war die CUSS 1, die für das Mohole-Projekt entwickelt wurde, um in die Erdkruste zu bohren. ⓘ
Im Juni 2010 waren über 620 mobile Offshore-Bohranlagen (Jackups, Semisubs, Bohrschiffe, Bargen) in der wettbewerbsfähigen Bohranlagenflotte im Einsatz. ⓘ
Eine der tiefsten Bohrinseln der Welt ist derzeit die Perdido im Golf von Mexiko, die in 2.438 Metern Wassertiefe schwimmt. Sie wird von Royal Dutch Shell betrieben und wurde mit einem Kostenaufwand von 3 Milliarden Dollar gebaut. Die tiefste in Betrieb befindliche Plattform ist die Petrobras America Cascade FPSO im Walker Ridge 249 Feld in 2.600 Metern Wassertiefe. ⓘ
Wichtigste Offshore-Becken
Zu den wichtigsten Offshore-Becken gehören:
- die Nordsee
- der Golf von Mexiko (vor der Küste von Texas, Louisiana, Mississippi, Alabama und Florida)
- Kalifornien (im Los-Angeles-Becken und Santa-Barbara-Kanal, Teil des Ventura-Beckens)
- das Kaspische Meer (vor allem einige große Felder vor der Küste Aserbaidschans)
- die Campos- und Santos-Becken vor der Küste Brasiliens
- Neufundland und Nova Scotia (Atlantik-Kanada)
- mehrere Felder vor Westafrika, vor allem westlich von Nigeria und Angola
- Offshore-Felder in Südostasien und Sachalin, Russland
- große Offshore-Ölfelder im Persischen Golf wie Safaniya, Manifa und Marjan, die zu Saudi-Arabien gehören und von Saudi Aramco erschlossen werden.
- Felder in Indien (Mumbai High, K G Basin-East Coast Of India, Tapti Field, Gujarat, Indien)
- das Taranaki-Becken in Neuseeland
- die Karasee nördlich von Sibirien
- der Arktische Ozean vor den Küsten Alaskas und der kanadischen Nordwest-Territorien
- die Offshore-Felder im Adriatischen Meer ⓘ
Arten
Größere Offshore-Plattformen auf See und im Meer sowie Bohrinseln für Öl. ⓘ
- 1) & 2) Konventionelle feste Plattformen (tiefste: Shells Bullwinkle im Jahr 1991 mit 412 m/1.353 ft GOM)
- 3) Nachgiebiger Turm (tiefste: Petronius von ChevronTexaco 1998 mit 534 m /1.754 ft GOM)
- 4) & 5) Vertikal verankerte Spannbein- und Mini-Spannbein-Plattform (tiefste: Magnolia von ConocoPhillips im Jahr 2004 mit 1.425 m/4.674 ft GOM)
- 6) Spar (am tiefsten: Devils Tower von Dominion im Jahr 2004, 1.710 m/5.610 ft GOM)
- 7) & 8) Halbtaucherboote (tiefste: Shells NaKika im Jahr 2003, 1920 m/6.300 ft GOM)
- 9) Schwimmende Produktions-, Lager- und Entladeanlagen (tiefste: 2005, 1.345 m/4.429 ft Brasilien)
- 10) Fertigstellung unter dem Meeresspiegel und Anbindung an die Hauptanlage (tiefste: Shells Coulomb-Anbindung an NaKika 2004, 2.307 m/7.570 ft) ⓘ
- (Von links nach rechts nummeriert; alle Rekorde stammen aus Daten von 2005) ⓘ
Feste Plattformen
Diese Plattformen stehen auf Beton- oder Stahlbeinen oder beidem, die direkt auf dem Meeresboden verankert sind und ein Deck mit Platz für Bohrinseln, Produktionsanlagen und Mannschaftsunterkünfte tragen. Diese Plattformen sind aufgrund ihrer Unbeweglichkeit für eine sehr lange Nutzungsdauer ausgelegt (z. B. die Hibernia-Plattform). Es werden verschiedene Arten von Strukturen verwendet: Stahlmantel, Beton-Caisson, schwimmender Stahl und sogar schwimmender Beton. Stahlmäntel sind Strukturteile aus Stahlrohren, die in der Regel in den Meeresboden gerammt werden. Weitere Einzelheiten zu Planung, Bau und Installation solcher Plattformen finden Sie unter: und. ⓘ
Beton-Caisson-Bauwerke, für die das Condeep-Konzept Pionierarbeit geleistet hat, verfügen häufig über eingebaute Ölspeicher in Tanks unter der Meeresoberfläche. Diese Tanks wurden häufig als Schwimmfähigkeit genutzt, so dass sie in Küstennähe gebaut werden konnten (norwegische Fjorde und schottische Meeresarme sind beliebt, weil sie geschützt und tief genug sind) und dann zu ihrer endgültigen Position geschwommen wurden, wo sie auf dem Meeresboden versenkt wurden. Feste Plattformen sind in Wassertiefen von bis zu 520 m (1.710 Fuß) wirtschaftlich realisierbar. ⓘ
Nachgiebige Türme
Diese Plattformen bestehen aus schlanken, flexiblen Türmen und einem Pfahlfundament, auf dem ein konventionelles Deck für Bohr- und Förderarbeiten steht. Nachgiebige Türme sind so konstruiert, dass sie erheblichen seitlichen Auslenkungen und Kräften standhalten können, und werden in der Regel in Wassertiefen von 370 bis 910 m (1.210 bis 2.990 ft) eingesetzt. ⓘ
Halbtauchende Plattformen
Diese Plattformen haben einen Rumpf (Säulen und Pontons) mit ausreichendem Auftrieb, um die Struktur schwimmen zu lassen, aber mit ausreichendem Gewicht, um die Struktur aufrecht zu halten. Halbtauchende Plattformen können von einem Ort zum anderen bewegt werden und durch Veränderung der Flutung der Auftriebstanks mit Ballast auf- oder abwärts bewegt werden. Während der Bohr- und/oder Förderarbeiten werden sie im Allgemeinen mit einer Kombination aus Kette, Drahtseil oder Polyesterseil oder beidem verankert, können aber auch durch dynamische Positionierung an Ort und Stelle gehalten werden. Halbtauchboote können in Wassertiefen von 60 bis 6.000 Metern (200 bis 20.000 Fuß) eingesetzt werden. ⓘ
Jack-up-Bohrinseln
Jack-up Mobile Drilling Units (oder Jack-ups) sind, wie der Name schon sagt, Bohrinseln, die mit Hilfe von Beinen, die sich wie ein Wagenheber absenken lassen, über dem Meer aufgerichtet werden können. Diese MODUs (Mobile Offshore Drilling Units) werden in der Regel in Wassertiefen von bis zu 120 m (390 ft) eingesetzt, obwohl einige Konstruktionen bis zu 170 m (560 ft) Tiefe reichen können. Sie sind so konstruiert, dass sie sich von Ort zu Ort bewegen und sich dann selbst verankern, indem sie ihre Beine mit Hilfe eines Zahnstangengetriebes an jedem Bein auf dem Meeresboden ausfahren. ⓘ
Bohrschiffe
Ein Bohrschiff ist ein Seeschiff, das mit einem Bohrgerät ausgestattet ist. Es wird meist für Erkundungsbohrungen nach neuen Öl- oder Gasquellen in tiefen Gewässern eingesetzt, kann aber auch für wissenschaftliche Bohrungen verwendet werden. Frühe Versionen wurden auf einem modifizierten Tankerrumpf gebaut, aber heute werden speziell angefertigte Konstruktionen verwendet. Die meisten Bohrschiffe sind mit einem dynamischen Positionierungssystem ausgestattet, um die Position über dem Bohrloch zu halten. Sie können in Wassertiefen von bis zu 3.700 m (12.100 ft) bohren. ⓘ
Schwimmende Produktionssysteme
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Die wichtigsten Arten von schwimmenden Produktionssystemen sind FPSO (Floating Production, Storage and Offloading System). FPSO bestehen aus großen Einrumpfkonstruktionen, die im Allgemeinen (aber nicht immer) die Form eines Schiffes haben und mit Verarbeitungsanlagen ausgestattet sind. Diese Plattformen werden für längere Zeit an einem Ort verankert und bohren nicht selbst nach Öl oder Gas. Einige Varianten dieser Anwendungen, die als FSO (Floating Storage and Offloading System) oder FSU (Floating Storage Unit) bezeichnet werden, werden ausschließlich zu Lagerungszwecken eingesetzt und verfügen nur über sehr wenige Verarbeitungsanlagen. Dies ist eine der besten Quellen für eine schwimmende Produktion. ⓘ
Die weltweit erste schwimmende Flüssigerdgasanlage (FLNG) ist in Produktion. Siehe den Abschnitt über besonders große Beispiele weiter unten. ⓘ
Tension-leg-Plattform
TLPs sind schwimmende Plattformen, die so am Meeresboden verankert sind, dass die meisten vertikalen Bewegungen der Struktur vermieden werden. TLPs werden in Wassertiefen von bis zu 2.000 Metern (6.600 Fuß) eingesetzt. Das "herkömmliche" TLP ist eine 4-Säulen-Konstruktion, die einem Halbtauchboot ähnelt. Zu den proprietären Versionen gehören die Mini-TLP Seastar und MOSES; sie sind relativ kostengünstig und werden in Wassertiefen zwischen 180 und 1.300 Metern eingesetzt. Mini-TLPs können auch als Versorgungs-, Satelliten- oder frühe Produktionsplattformen für größere Tiefseefunde eingesetzt werden. ⓘ
Schwerkraftgestützte Struktur
Ein GBS kann entweder aus Stahl oder Beton bestehen und wird in der Regel direkt auf dem Meeresboden verankert. GBS aus Stahl werden vor allem dann eingesetzt, wenn keine oder nur begrenzte Kranschiffe für die Installation einer herkömmlichen festen Offshore-Plattform zur Verfügung stehen, z. B. im Kaspischen Meer. Derzeit gibt es weltweit mehrere GBS aus Stahl (z. B. vor den Gewässern Turkmenistans (Kaspisches Meer) und vor Neuseeland). GBS aus Stahl bieten in der Regel keine Möglichkeit zur Speicherung von Kohlenwasserstoffen. Die Installation erfolgt in der Regel durch Abziehen von der Werft, entweder im Nass- oder/und Trockenschlepp, und durch kontrollierte Ballastierung der Kammern mit Meerwasser. Um den GBS während der Installation zu positionieren, kann der GBS mit Hilfe von Litzenhebern entweder an ein Transportschiff oder ein anderes Schiff (sofern es groß genug ist, um den GBS zu tragen) angeschlossen werden. Die Hebevorrichtungen müssen schrittweise gelöst werden, während der GBS mit Ballast beschwert wird, um sicherzustellen, dass der GBS nicht zu stark vom Zielort abweicht. ⓘ
Sparrenplattformen
Spieren werden wie TLP am Meeresboden verankert, aber während TLP über vertikale Spannseile verfügen, sind Spieren mit herkömmlichen Verankerungsleinen ausgestattet. Spieren wurden bisher in drei Konfigurationen konstruiert: der "konventionelle" einteilige zylindrische Rumpf, die "Fachwerkspiere", bei der der Mittelteil aus Fachwerkelementen besteht, die den oberen schwimmfähigen Rumpf (als harter Tank bezeichnet) mit dem unteren weichen Tank verbinden, der permanenten Ballast enthält, und die "Zellspiere", die aus mehreren vertikalen Zylindern besteht. Der Holm hat eine höhere Eigenstabilität als ein TLP, da er über ein großes Gegengewicht am Boden verfügt und nicht von der Verankerung abhängt, die ihn aufrecht hält. Außerdem kann er sich durch Anpassen der Spannungen der Verankerungsleinen (mit Hilfe von an den Verankerungsleinen befestigten Kettenspannern) horizontal bewegen und sich über Bohrlöchern in einiger Entfernung von der Hauptplattform positionieren. Der erste Produktions-Spar war die Neptune von Kerr-McGee, die in 590 m Tiefe im Golf von Mexiko verankert wurde; allerdings wurden Spars (wie die Brent Spar) auch schon früher als FSO eingesetzt. ⓘ
Der Devil's Tower von Eni, der sich in 1.710 m Wassertiefe im Golf von Mexiko befindet, war bis 2010 der tiefste Spar der Welt. Die tiefste Plattform der Welt war 2011 der Perdido-Spar im Golf von Mexiko, der in 2.438 m Wassertiefe schwimmt. Sie wird von Royal Dutch Shell betrieben und wurde mit einem Kostenaufwand von 3 Milliarden Dollar gebaut. ⓘ
Die ersten Fachwerkholme waren Boomvang und Nansen von Kerr-McGee. Der erste (und seit 2010 einzige) Zellenholm ist Red Hawk von Kerr-McGee. ⓘ
Normalerweise unbemannte Anlagen (NUI)
Bei diesen Anlagen, die manchmal auch als Fliegenpilze bezeichnet werden, handelt es sich um kleine Plattformen, die aus wenig mehr als einem Bohrloch, einem Hubschrauberlandeplatz und einer Notunterkunft bestehen. Sie sind so konzipiert, dass sie unter normalen Bedingungen ferngesteuert betrieben werden und nur gelegentlich für routinemäßige Wartungs- oder Bohrlocharbeiten aufgesucht werden müssen. ⓘ
Leitungsunterstützungssysteme
Bei diesen Anlagen, die auch als Satellitenplattformen bezeichnet werden, handelt es sich um kleine unbemannte Plattformen, die aus kaum mehr als einem Bohrlochfeld und einer kleinen Prozessanlage bestehen. Sie sind für den Betrieb in Verbindung mit einer statischen Förderplattform ausgelegt, die mit der Plattform über Strömungsleitungen oder ein Versorgungskabel oder beides verbunden ist. ⓘ
Besonders große Beispiele
Die Petronius-Plattform ist ein nachgiebiger Turm im Golf von Mexiko, der der Hess-Plattform Baldpate nachempfunden ist, die 640 m über dem Meeresboden steht. Sie ist eine der höchsten Strukturen der Welt. ⓘ
Die Hibernia-Plattform in Kanada ist die größte Offshore-Plattform der Welt (gemessen am Gewicht) und befindet sich im Jeanne-D'Arc-Becken im Atlantischen Ozean vor der Küste Neufundlands. Diese auf dem Meeresboden liegende Schwerkraftbasisstruktur (GBS) ist 111 Meter hoch und hat eine Lagerkapazität für 1,3 Millionen Barrel (210.000 m3) Rohöl in ihrem 85 Meter hohen Caisson. Die Plattform wirkt wie eine kleine Betoninsel mit gezackten Außenkanten, die dem Aufprall eines Eisbergs standhalten soll. Der GBS enthält Produktionstanks und der Rest des Hohlraums ist mit Ballast gefüllt, wobei die gesamte Struktur 1,2 Millionen Tonnen wiegt. ⓘ
Royal Dutch Shell hat die erste schwimmende Flüssiggasanlage (Floating Liquefied Natural Gas - FLNG) entwickelt, die sich etwa 200 km vor der Küste Westaustraliens befindet. Es handelt sich um die größte schwimmende Offshore-Anlage. Sie ist etwa 488 m lang und 74 m breit und verdrängt bei vollem Ballast rund 600.000 t. ⓘ
Wartung und Versorgung
Eine typische Ölförderplattform ist energie- und wasserautark und beherbergt die Stromerzeugung, Wasserentsalzungsanlagen und alle für die Verarbeitung von Öl und Gas erforderlichen Anlagen, so dass das Öl und Gas entweder direkt über eine Pipeline an Land oder zu einer schwimmenden Plattform oder einer Tankerladeanlage oder zu beidem geliefert werden kann. Zu den Elementen des Öl-/Gasförderprozesses gehören Bohrlochkopf, Förderverteiler, Förderabscheider, Glykolverfahren zur Gastrocknung, Gaskompressoren, Wassereinspritzpumpen, Öl-/Gasexportdosierung und Hauptölleitungspumpen. ⓘ
Größere Plattformen werden von kleineren ESVs (Emergency Support Vessels) wie der britischen Iolair unterstützt, die gerufen werden, wenn etwas schief gelaufen ist, z. B. wenn eine Such- und Rettungsaktion erforderlich ist. Während des normalen Betriebs sorgen PSVs (Platform Supply Vessels) für die Versorgung der Plattformen, und AHTS-Schiffe können die Plattformen ebenfalls versorgen, sie an Ort und Stelle schleppen und als Reserve-Rettungs- und Feuerlöschschiffe dienen. ⓘ
Besatzung
Unverzichtbares Personal
Nicht alle der nachfolgend genannten Personen sind auf jeder Plattform anwesend. Auf kleineren Plattformen kann ein einziger Arbeiter eine Reihe verschiedener Aufgaben wahrnehmen. Auch die folgenden Bezeichnungen sind in der Branche nicht offiziell anerkannt:
- OIM (Offshore-Installationsleiter), der während seiner Schicht die oberste Autorität ist und die wesentlichen Entscheidungen über den Betrieb der Plattform trifft;
- Leiter des Betriebsteams (OTL);
- Offshore Methods Engineer (OME), der die Installationsmethodik der Plattform festlegt;
- Offshore-Betriebsingenieur (OOE), der die oberste technische Autorität auf der Plattform ist;
- PSTL oder Betriebskoordinator für die Verwaltung von Besatzungswechseln;
- Operator für dynamische Positionierung, Navigation, Schiffs- oder Schiffsmanöver (MODU), Stationierung, Feuer- und Gassysteme im Falle eines Zwischenfalls;
- Spezialist für Automatisierungssysteme zur Konfiguration, Wartung und Fehlersuche in den Bereichen Prozessleitsysteme (PCS), Prozesssicherheitssysteme, Notfallunterstützungssysteme und Schiffsmanagementsysteme;
- Zweiter Offizier zur Erfüllung der Besatzungsvorschriften des Flaggenstaates, Bedienung von schnellen Rettungsbooten, Ladungsbetrieb, Leiter von Feuerlöschteams;
- Dritter Offizier zur Erfüllung der Besatzungsvorschriften des Flaggenstaates, Bedienung von schnellen Rettungsbooten, Ladungsbetrieb, Leiter der Feuerlöschgruppe;
- Bediener für die Ballastkontrolle zur Bedienung der Feuer- und Gassysteme;
- Kranführer für die Bedienung der Kräne zum Heben der Ladung auf der Plattform und zwischen den Booten;
- Gerüstbauer für den Aufbau von Gerüsten, wenn die Arbeiter in der Höhe arbeiten müssen;
- Steuermänner, die die Rettungsboote warten und bei Bedarf bemannen;
- Bediener von Kontrollräumen, insbesondere auf FPSO oder Produktionsplattformen;
- Verpflegungspersonal, einschließlich der Personen, die wesentliche Aufgaben wie Kochen, Wäschewaschen und Reinigen der Unterkünfte wahrnehmen;
- Produktionstechniker für den Betrieb der Produktionsanlagen;
- Hubschrauberpiloten, die auf einigen Plattformen leben, auf denen ein Hubschrauber vor der Küste stationiert ist, und die Arbeiter zu anderen Plattformen oder an Land transportieren, wenn die Besatzung wechselt;
- Wartungstechniker (Instrumente, Elektrik oder Mechanik).
- Voll qualifizierter Sanitäter.
- Funker für den gesamten Funkverkehr.
- Lagerverwalter, der das Inventar auf dem neuesten Stand hält
- Techniker zur Erfassung der Flüssigkeitsstände in den Tanks ⓘ
Zusätzliches Personal
Eine Bohrmannschaft wird an Bord sein, wenn die Anlage Bohrungen durchführt. Eine Bohrmannschaft besteht normalerweise aus:
- Werkzeugabschieber
- Bohrer
- Roughnecks
- Roustabouts
- Kompanieführer
- Schlammingenieur
- Motorman Siehe: Glossar des Ölfeldjargons
- Derrickhand
- Geologe
- Schweißer und Schweißerhelfer
Die Besatzung des Bohrlochdienstes wird für Arbeiten am Bohrloch an Bord sein. Die Besatzung besteht normalerweise aus:
- Leiter des Bohrlochdienstes
- Bediener von Wireline oder Coiled Tubing
- Pumpenbediener
- Pumpenaufhänger und Ranger ⓘ
Nachteile
Risiken
Die Art ihrer Tätigkeit - die Gewinnung flüchtiger Substanzen unter teilweise extremem Druck in einer feindlichen Umgebung - birgt Risiken; Unfälle und Tragödien kommen regelmäßig vor. Der U.S. Minerals Management Service meldete von 2001 bis 2010 69 Todesfälle, 1.349 Verletzte und 858 Brände und Explosionen auf Offshore-Bohrinseln im Golf von Mexiko. Am 6. Juli 1988 starben 167 Menschen, als die Offshore-Förderplattform Piper Alpha von Occidental Petroleum auf dem Piper-Feld in der britischen Nordsee nach einem Gasleck explodierte. Die daraufhin von Lord Cullen durchgeführte Untersuchung, die im ersten Cullen-Bericht veröffentlicht wurde, übte heftige Kritik an einer Reihe von Bereichen, u. a. am Management des Unternehmens, an der Konstruktion der Anlage und am System der Arbeitsgenehmigungen. Der Bericht wurde 1988 in Auftrag gegeben und im November 1990 vorgelegt. Der Unfall beschleunigte die Praxis, Wohnräume auf separaten Plattformen einzurichten, die nicht für die Förderung genutzt werden. ⓘ
Der Offshore-Bereich kann an sich schon eine gefährliche Umgebung sein. Im März 1980 kenterte die "Flotel"-Plattform (schwimmendes Hotel) Alexander L. Kielland bei einem Sturm in der Nordsee und kostete 123 Menschen das Leben. ⓘ
Im Jahr 2001 explodierte die Petrobras 36 in Brasilien und sank fünf Tage später, wobei 11 Menschen ums Leben kamen. ⓘ
Angesichts der zahlreichen Missstände und Verschwörungstheorien im Zusammenhang mit dem Ölgeschäft und der Bedeutung von Gas- und Ölplattformen für die Wirtschaft werden Plattformen in den Vereinigten Staaten als potenzielle terroristische Ziele betrachtet. Behörden und Militäreinheiten, die in den USA für die Terrorismusbekämpfung auf See zuständig sind (Küstenwache, Navy SEALs, Marine Recon), trainieren häufig für Überfälle auf Plattformen. ⓘ
Am 21. April 2010 explodierte die Plattform Deepwater Horizon 52 Meilen vor der Küste von Venice, Louisiana, (Eigentum von Transocean und an BP verpachtet), wobei 11 Menschen ums Leben kamen, und sank zwei Tage später. Die daraus resultierende Ölpest, die Anfang Juni 2010 nach vorsichtigen Schätzungen mehr als 76.000 m3 (20 Millionen US-Gallonen) betrug, wurde zur schlimmsten Ölpest in der Geschichte der USA und stellte die Exxon Valdez Ölpest in den Schatten. ⓘ
Ökologische Auswirkungen
In britischen Gewässern wurden die Kosten für die vollständige Beseitigung aller Plattformstrukturen im Jahr 2013 auf 30 Milliarden Pfund geschätzt. ⓘ
An den unterseeischen Teilen von Ölplattformen setzen sich immer wieder Wasserorganismen fest und verwandeln sie in künstliche Riffe. Im Golf von Mexiko und vor der Küste Kaliforniens sind die Gewässer um Ölplattformen beliebte Ziele für Sport- und Berufsfischer, da es in der Nähe der Plattformen mehr Fische gibt. Die Vereinigten Staaten und Brunei haben aktive "Rigs-to-Reefs"-Programme, bei denen ehemalige Ölplattformen als dauerhafte künstliche Riffe im Meer verbleiben, entweder an Ort und Stelle oder an neue Standorte geschleppt werden. Im US-Golf von Mexiko wurden bis September 2012 420 ehemalige Ölplattformen, d. h. etwa 10 % der stillgelegten Plattformen, in dauerhafte Riffe umgewandelt. ⓘ
An der US-amerikanischen Pazifikküste hat der Meeresbiologe Milton Love vorgeschlagen, Ölplattformen vor Kalifornien als künstliche Riffe zu erhalten, anstatt sie (zu hohen Kosten) abzubauen, da er in elfjähriger Forschungsarbeit herausgefunden hat, dass sie Zufluchtsorte für viele Fischarten sind, die sonst in der Region zurückgehen. Love wird hauptsächlich von staatlichen Stellen finanziert, aber auch zu einem kleinen Teil vom California Artificial Reef Enhancement Program. Taucher wurden eingesetzt, um die Fischpopulationen rund um die Plattformen zu untersuchen. ⓘ
Auswirkungen auf die Umwelt
Die Offshore-Ölförderung birgt Umweltrisiken, vor allem durch Ölverschmutzungen durch Öltanker oder Pipelines, die das Öl von der Plattform zu den Anlagen an Land transportieren, sowie durch Lecks und Unfälle auf der Plattform. Außerdem fällt Produktionswasser an, d. h. Wasser, das zusammen mit dem Öl und Gas an die Oberfläche gebracht wird; es ist in der Regel stark salzhaltig und kann gelöste oder ungetrennte Kohlenwasserstoffe enthalten. ⓘ
Offshore-Bohrinseln werden bei Wirbelstürmen abgeschaltet. Im Golf von Mexiko nehmen Wirbelstürme zu, weil immer mehr Ölplattformen die Umgebungsluft mit Methan aufheizen. Schätzungen zufolge emittieren Öl- und Gasanlagen im Golf von Mexiko jedes Jahr etwa 500000 Tonnen Methan, was einem Verlust von 2,9 Prozent des geförderten Gases entspricht. Die zunehmende Zahl von Ölplattformen führt auch zu einer Zunahme der Bewegung von Öltankern, was wiederum den CO2-Gehalt erhöht, der das Wasser in der Zone direkt erwärmt, und warmes Wasser ist ein Schlüsselfaktor für die Entstehung von Hurrikans. ⓘ
Zur Verringerung der Kohlenstoffemissionen, die sonst in die Atmosphäre gelangen, ist die Methanpyrolyse des von den Ölplattformen hochgepumpten Erdgases eine mögliche Alternative zum Abfackeln. Bei der Methanpyrolyse wird aus diesem Erdgas umweltfreundlicher Wasserstoff in großen Mengen und zu geringen Kosten erzeugt. Bei diesem Verfahren, das bei etwa 1000 °C abläuft, wird der Kohlenstoff in fester Form aus dem Methan entfernt und Wasserstoff erzeugt. Der Kohlenstoff kann dann in den Untergrund gepumpt werden und wird nicht in die Atmosphäre freigesetzt. Das Verfahren wird in Forschungslabors wie dem Karlsruher Flüssigmetall-Labor (KALLA) und dem Chemieingenieurteam der University of California - Santa Barbara untersucht. ⓘ
Wiederverwendung
Wenn sie nicht stillgelegt werden, können alte Plattformen wiederverwendet werden, um CO2 in Felsen unter dem Meeresboden zu pumpen. Andere wurden für den Start von Raketen in den Weltraum umgerüstet, und weitere werden für den Einsatz mit Schwerlastträgern umgestaltet. ⓘ
Herausforderungen
Die Offshore-Öl- und -Gasförderung ist aufgrund der abgelegenen und raueren Umgebung eine größere Herausforderung als Anlagen an Land. Ein Großteil der Innovationen im Offshore-Erdölsektor betrifft die Bewältigung dieser Herausforderungen, einschließlich der Notwendigkeit, sehr große Produktionsanlagen bereitzustellen. Förder- und Bohreinrichtungen können sehr groß und investitionsintensiv sein, wie z. B. die Troll A-Plattform in 300 m Tiefe. ⓘ
Eine andere Art von Offshore-Plattform kann mit einem Verankerungssystem schwimmen, um sie vor Ort zu halten. Ein schwimmendes System kann zwar in tieferen Gewässern kostengünstiger sein als eine feste Plattform, aber die dynamische Natur der Plattformen bringt viele Herausforderungen für die Bohr- und Förderanlagen mit sich. ⓘ
Der Ozean kann die Flüssigkeitssäule um mehrere tausend Meter oder mehr verlängern. Dadurch erhöhen sich die äquivalente Zirkulationsdichte und der Druck im Bohrloch sowie die Energie, die benötigt wird, um die geförderten Flüssigkeiten zur Trennung auf der Plattform anzuheben. ⓘ
Der Trend geht heute dahin, einen größeren Teil der Förderung unter Wasser durchzuführen, indem das Wasser vom Öl getrennt und wieder eingespritzt wird, anstatt es zu einer Plattform hochzupumpen, oder an Land zu fließen, wobei keine Anlagen über dem Meer sichtbar sind. Unterwasseranlagen helfen bei der Erschließung von Ressourcen in immer tieferen Gewässern, die bisher nicht zugänglich waren, und bei der Überwindung von Problemen, die durch das Meereis entstehen, wie etwa in der Barentssee. Eine dieser Herausforderungen in flacheren Gewässern ist das Aushöhlen des Meeresbodens durch driftende Eisbrocken (zu den Möglichkeiten, Offshore-Anlagen vor Eiseinwirkung zu schützen, gehört das Eingraben im Meeresboden). ⓘ
Bemannte Offshore-Anlagen stellen auch logistische und personelle Herausforderungen dar. Eine Offshore-Ölplattform ist eine kleine Gemeinschaft mit Cafeteria, Schlafräumen, Management und anderen Unterstützungsfunktionen. In der Nordsee werden die Mitarbeiter für eine zweiwöchige Schicht mit dem Hubschrauber transportiert. Sie erhalten in der Regel höhere Gehälter als die Arbeiter an Land. Versorgungsgüter und Abfälle werden per Schiff transportiert, und die Versorgungslieferungen müssen sorgfältig geplant werden, da der Lagerraum auf der Plattform begrenzt ist. Heute werden große Anstrengungen unternommen, um so viel Personal wie möglich an Land zu verlegen, wo Management und technische Experten per Videokonferenz mit der Plattform in Verbindung stehen. Ein Arbeitsplatz an Land ist auch für die alternde Belegschaft in der Erdölindustrie attraktiver, zumindest in der westlichen Welt. Diese Bemühungen sind unter anderem in dem etablierten Begriff des integrierten Betriebs enthalten. Der verstärkte Einsatz von Unterwasseranlagen trägt dazu bei, mehr Arbeitskräfte an Land zu halten. Unterwasseranlagen lassen sich auch leichter mit neuen Separatoren oder verschiedenen Modulen für unterschiedliche Ölarten erweitern und sind nicht durch die feste Grundfläche einer Überwasseranlage begrenzt. ⓘ
Die tiefsten Plattformen
Die tiefste Ölplattform der Welt ist die schwimmende Perdido, eine Holmplattform im Golf von Mexiko in einer Wassertiefe von 2.450 Metern (8.040 Fuß). ⓘ
Nicht schwimmende nachgiebige Türme und feste Plattformen, nach Wassertiefe:
- Petronius-Plattform, 535 m (1.755 ft)
- Baldpate-Plattform, 502 m (1.647 ft)
- Troll A-Plattform, 472 m (1.549 ft)
- Bullwinkle-Plattform, 413 m (1.355 ft)
- Pompano-Plattform, 393 m (1.289 ft)
- Benguela-Belize Lobito-Tomboco-Plattform, 390 m (1.280 ft)
- Gullfaks C-Plattform, 380 m (1.250 ft)
- Tombua-Landana-Plattform, 366 m (1.201 ft)
- Harmony-Plattform, 366 m (1.201 ft) ⓘ
Bauarten
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Es können insgesamt fünf Bauarten unterschieden werden:
- Die feste Plattform (englisch Fixed Platform oder Submersible Rig) steht mit einem festen Sockel aus Stahl oder Beton auf dem Meeresboden. Die Turmplattform (englisch Compliant Tower) steht auf einem oder mehreren Gerüstbeinen aus Stahl. Die festen Plattformen werden von Schleppern zum Zielgebiet gezogen und dort abgesenkt, wo sie bis zum Abwracken verbleiben.
- Die Plattform einer Hubbohrinsel (englisch Jack-up rig) steht auf Gerüstbeinen und ist vertikal beweglich. Sie wird von Schleppern bewegt oder von speziellen Lastschiffen über große Entfernungen transportiert. Sie sind bis zu einer Wassertiefe von 130 m einsetzbar.
- Die Halbtaucherbohrinsel (englisch Semi-submersible rig) hat tief unter der Meeresoberfläche liegende große Auftriebskörper, auf denen die Plattform breitbeinig mit relativ schlanken Pfeilern ruht. Das senkt den Einfluss des Seegangs bei ausreichender Stabilität, zu der Ballast in den Auftriebskörpern beiträgt. Manche dieser Bohrinseln werden durch weit ausgelegte Anker über dem Bohrloch gehalten. Andere halten ihre Position durch einen GPS-basierten und computergesteuerten eigenen Antrieb aus mehreren, um 360° schwenkbaren Strahlrudern. Diese Art von Bohrinseln wird in großen Wassertiefen bis zu 3500 m eingesetzt. Da die Halbtaucherbohrinsel schwimmt, ist sie eine der mobilsten Bohrinselarten.
- Die sogenannte TLP (für englisch Tension leg platform) hat einen zentralen Auftriebskörper, der mit einer horizontalen Platte in ruhiger Tiefe endet. Die Konstruktion wird in aufrechter Lage gehalten durch parallel verlaufende, stark gespannte Stahltrossen zwischen dem Rand der Platte und einzelnen Gewichten am Meeresgrund, selbst bei horizontalem Versatz durch Wind oder Strömung. Eine TLP wird oft auch als Produktionsplattform verwendet.
- Bei einer Variante der TLP ist der Auftriebskörper in Art einer Spierentonne (englisch spar) verlängert und wird nur von einem einzelnen Tension-Leg aufrecht gehalten. Horizontaler Versatz würde zu Neigung der Plattform führen und wird durch höher ansetzende, schräg verlaufende Moorings reduziert.
- Das Bohrschiff stellt eine weitere Form dar. Diese Schiffe werden in sehr großen Wassertiefen eingesetzt (über 3000 m sind üblich) und durch den Schiffsantrieb auf Position gehalten. Der Antrieb besteht ähnlich wie der Halbtaucherbohrinsel oft aus schwenkbaren Strahlrudern oder Propellergondeln, die je nach Bauart des Schiffes positioniert sind. ⓘ
Die Bohrplattform wird nach Fertigstellung einer oder mehrerer Bohrungen zum nächsten Einsatzort geschleppt oder gefahren. Danach wird ggf. eine Förderplattform über den Bohrlöchern platziert, die dann die Förderung, Aufbereitung und den Weitertransport des Erdöls bzw. Erdgases übernimmt. ⓘ
Die größte jemals gebaute Förderplattform ist die norwegische Sea Troll der Erdölgesellschaft Statoil mit einer Million Tonnen Wasserverdrängung. Sie misst vom Sockelboden bis zur Spitze des Gasfackelmastes 472 m Höhe und steht seit 1995 auf dem Meeresboden in 303 m Meerestiefe. Stünde sie neben dem Eiffelturm, würde die Sea Troll diesen um 148 Meter überragen. ⓘ
Einsatzmöglichkeiten
Von Bohrplattformen aus wird nicht nur senkrecht in die Tiefe gebohrt. Die vorhandenen Möglichkeiten der Abteufung einer oder mehreren Bohrungen von einer Bohrplattform aus gab es schon seit 1975 mit dem Cantilever und auch gab es damals schon die Kickoff-Bohrungen, d. h., es konnte der Öl- oder Gasträger (meistens das Rotliegend) schräg angebohrt werden. Sollten aber in der bisher angebohrten Lagerstätte Formationsbrüche vorkommen (sogenannte Antiklinalen, Diskordanzen), so ist auch die Möglichkeit gegeben, vom selben Ort aus diese bohrtechnisch zu erreichen. Heute kommt durch den bohrtechnischen Fortschritt und durch verbesserte Bohrspülungen eine ganz andere Einsatzmöglichkeit in der Offshore-Förderung zum Einsatz, nämlich das horizontale Durchbohren der Lagerstätte in ihrer angetroffenen Lage auf mehreren hundert Metern Tiefe. Durch dieses Richtbohren ist es möglich, eine Lagerstätte auch von der Seite her auf ihrer ganzen Länge zu erschließen und damit den Öl- oder Gaszufluss spürbar zu erhöhen. So können von wenigen (teuren) Bohr- und Förderinseln aus oft eine angetroffene und auch förderbare Lagerstätte bohrtechnisch komplett abgeteuft und damit zur anschließenden Öl- oder Erdgasförderung auch komplett erschlossen werden. Aber auch hier sind der Entfernung Grenzen gesetzt, zum einen wegen der Hakenlast der Bohrmaschine bzw. der Regellast des Bohrturmes, durch das eingesetzte Bohrgestänge und deren Tensionsfähigkeit und durch die eingesetzten Spülungspumpen mit dem eingesetzten und auch verwendeten Bohrspülungsmedium. ⓘ
Eine besondere Form von Bohrinseln sind die am Rand der Antarktis in geringer Zahl verwendeten Forschungs-Bohrinseln, die sowohl untermeerisch als auch „untereisisch“ Bohrungen niederbringen, meistens um geologische Forschung zu betreiben, zum Beispiel geologische Klimaforschung und paläontologische Geologie oder um Seismographen zur Erdbebenvorsorge und -erforschung anzubringen. ⓘ
Bohrinseln dienen oft als Wetterstationen und unterstützen mit ihren Messwerten die über den Ozeanen meistens nur spärlich vorhandenen Daten für die Wetterberechnungen. ⓘ
Entsorgung
Nachdem zum Beispiel die Ölfelder ausgeschöpft sind, besteht zumindest theoretisch die Möglichkeit, diese Bohr- und Förderplattform zu versenken (vgl. z. B. Brent Spar) und auf diese Weise ein künstliches Korallenriff zu schaffen. Aufgrund der starken Verschmutzung einer solchen Industrieanlage ist dieser Weg der Entsorgung aber kaum umsetzbar, ohne die meistens schon belastete Umwelt weiter zu schädigen. Deswegen beschlossen die 15 Teilnehmerstaaten der OSPAR-Konferenz 1998 ein Versenkungsverbot für Ölplattformen im Nordatlantik. ⓘ
Umwelt
Bohrplattformen stellen abgesehen von lokalen Umweltverschmutzungen als Industrieanlage eine potenziell große Gefahr für die gesamte Umwelt dar, da insbesondere durch sogenannte „Blowouts“ schnell sehr große Wasserflächen durch auslaufendes Öl verschmutzt werden können. So wurde beispielsweise die Ölpest im Golf von Mexiko 2010 durch die Explosion der Bohrplattform Deepwater Horizon ausgelöst, durch die ca. 700.000 Kubikmeter Öl ins Meer flossen. ⓘ
Bohrplattformen können für die Dauer ihrer Existenz aber auch neue Habitate für Meerestiere bilden. An Bohrinseln in der Nordsee siedeln seit langem schnell wachsende tropische Muschelarten an den dauerhaft warmen Förderrohren und bereiten dort bei stärkerem Bewuchs Probleme. Sie sterben bei Förderstopp ab und hinterlassen eine Kruste, die bei Wiederaufnahme der Förderung erneut besiedelt wird. ⓘ