La sécurité en haute mer

© Evgeniy Bogdanets
La sécurité
en haute mer
par Evgeniy Bogdanets et Anton Ivanov
Les gouvernements du monde entier prennent
de plus en plus conscience de la nécessité de
renforcer la sécurité sur les plates-formes en
mer. La Russie s'intéresse de près au thème de la
sécurité ; elle est en train de préparer un projet
de loi sur la « protection des mers de la Fédération de Russie contre les marées noires ». Deux
plates-formes de forage pétrolier de la société
« Lukoil » Ltd sont en cours d'exploitation. Ce
projet de loi n'est pas encore prêt ou obligatoire, mais la direction a déjà mis en place plusieurs systèmes de surveillance géodynamique
sur une plate-forme maritime résistante au gel
du gisement pétrolier de Yuri Korchagin pour en
garantir l'exploitation sécurisée et protéger le
personnel contre tout événement imprévu en
haute mer.
Ce gisement, découvert en 2000, se situe à 180 km
d'Astrakhan au nord de la mer Caspienne, à une profondeur moyenne de 11 à 13 m. Cette plate-forme
a commencé à fonctionner au printemps 2010 ; elle
comprend deux unités : la production et la structure
d'hébergement.
Évaluation préalable
La société propriétaire et exploitante, « Lukoil-Nizhnevolzhskneft » Ltd., a lancé un concours pour le
projet de surveillance, que l'Université nationale
polytechnique de Perm (UNPP) a remporté. Le département de Topographie/SIG d'exploitation minière de
l'UNPP avait déjà réussi à mettre en œuvre certains
projets dans le domaine de l'extraction minière. Il
considérait que le matériel et les logiciels professionnels de haute qualité utilisés jouaient un rôle
crucial dans la réalisation réussie d'un projet. Les
scientifiques ont choisi les systèmes GNSS de Leica >>
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La modélisation mathématique des déformations de
la masse rocheuse et de la surface terrestre, réalisée
par les techniciens de l'UNPP lors de la production
pétrolière sur le site de Yuri Korchagin, révèle que
l'affaissement sous-marin maximale est de 100 mm.
L'évaluation préalable du niveau général d'érosion
de la roche au cours de la production de gaz et de
pétrole mélangés révèle que la compaction maximale
en zone productrice atteint 890 mm. Cela implique
que le développement des réserves de gaz sur ce
champ est le principal vecteur de subsidence sousmarine.
Approche adéquate en matière
de surveillance
Les scientifiques de l'UNPP ont proposé d'utiliser un
système de surveillance axé sur deux segments : le
premier consiste dans un système de surveillance
automatique utilisant le logiciel Leica GNSS Spider et
le second, dans la surveillance terrestre assurée lors
de l'utilisation des points de référence de contrôle.
Ces deux segments impliquent la réalisation de travaux sous-marins et terrestres.
Station de référence Leica AR25
Geosystems pour surveiller les mouvements horizontaux et verticaux de la plate-forme pétrolière.
Celle basée en mer Caspienne est fixée définitivement grâce à six structures porteuses. Lors du processus d'extraction, la roche est reconditionnée pour
permettre au terrain de se stabiliser. Toutefois, la
plate-forme risque de vaciller en cas d'irrégularités
au cours de ce processus. Par conséquent, la surveillance de sa position s'avère essentielle pour prévenir
les risques.
Si les processus de subsidence se développent progressivement, la subsidence liée à la production ne
devrait pas avoir d'incidence sur les installations. Or,
certains mouvements sous-marins locaux irréguliers
peuvent se produire, ce qui risque de mettre en péril
l'infrastructure du champ pétrolifère. L'activité sismique naturelle observée dans la région peut aggraver les risques d'événements sismiques provoqués
par l'homme, ce qui démontre également que la surveillance géodynamique des installations joue un rôle
déterminant.
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Le réseau de référence terrestre utilise une station
de référence installée sur le toit d'une agence LukoilNizhnevolzhskneft Ltd. et connectée à un serveur
exécutant Leica GNSS Spider, que le géomètre en
chef contrôle régulièrement. En outre, les mesures
brutes des quatre capteurs toujours actifs sont enregistrées sur cet ordinateur. Le segment sous-marin
du système de surveillance inclut trois groupes de
systèmes GNSS équipés d'antennes configurées en
permanence sur les trois bords du pont principal de
la plate-forme.
Un polygone géodynamique doté de dix sites de
contrôle a été créé pour surveiller le segment terrestre. Les solutions de ligne de base sont calculées
à partir d'un site principal unique. Tous les autres
sites permettent de contrôler la stabilité du site principal. Le rôle de ce dernier est transféré vers un autre
site en cas de déplacement ou de perte, quelle qu'en
soit la raison.
En combinant les segments sous-marin et terrestre,
il est possible de regrouper les mesures brutes de
tous les capteurs GNSS associés sur l'ordinateur
du géomètre en chef de Lukoil-Nizhnevolzhskneft.
Leica GNSS Spider permet de collecter et d'archiver
automatiquement les données. Le système est confi-
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Une antenne Leica AR10 surveille les mouvements de la plate-forme pétrolière.
guré pour calculer en temps réel les coordonnées
des capteurs (les points figurant sur les bords du
pont principal) chaque seconde, ainsi que toutes les
heures et douze heures lors du post-traitement. Les
résultats des calculs des coordonnées sont présentés
dans un diagramme de mouvements. Ils permettent
également de conclure sur la stabilité des capteurs et
donc la stabilité de la plate-forme.
Le deuxième section du système contrôle les résultats de surveillance en formulant des observations GNSS à long terme sur les stations de base
terrestres permanentes. Un nivellement de premier
ordre a été effectué au préalable pour garantir la
stabilité du réseau de contrôle.
Une plate-forme pétrolière stable
Depuis l'installation du système de surveillance, les
résultats montrent que les mesures de contrôle et
les données de surveillance automatique sont en
parfaite corrélation : la nature de la subsidence et
des hausses est strictement identique, ce qui laisse
penser que la surveillance en temps réel permet
d'obtenir des résultats satisfaisants. Les mouvements des capteurs sont temporaires ; leurs valeurs
sont également faibles. La plupart ne dépassent pas
le degré de précision de la mesure, ce qui indique que
leur emplacement est définitif et stable.
Comparer les résultats de la surveillance à une carte
de forage incite l'UNPP à considérer que les moindres
mouvements de 20 mm sont essentiellement dus à
l'abaissement et au levage du moteur. L'installation
de surveillance Leica Geosystems joue toujours un
rôle essentiel pour tenir les parties concernées informées.
À propos des auteurs :
Evgeniy Bogdanets est assistant de la présidence
au département de Topographie/SIG d'exploitation
minière de l'UNPP. [email protected]
Anton Ivanov est directeur des relations publiques
chez Navgeocom, principal distributeur de Leica Geosystems en Russie. [email protected].
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