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2/353

D e e p w a t e r G u l f o f M e x i c oE n v i r o n m e n t a l a n d S o c i o e c o n o m i cD a t a S e a r c h a n d L i t e r a t u r e S y n t h e s i sV o l u m e I : N a r r a t i v e R e p o r tA u t h o rC o n t i n e n t a l S h e l f A s s o c i a t e s , I n c .

P r e p a r e d u n d e r M M S c o n t r a c t1 4 3 5 - 0 1 - 9 8 - C T - 3 0 9 1 6b yC o n t i n e n t a l S h e l f A s s o c i a t e s , I n c .7 5 9 P a r k w a y S t r e e tJ u p i t e r , F l o r i d a 3 3 4 7 7 - 9 5 9 6

P u b l i s h e d b yU . S . D e p a r t m e n t o f t h e I n t e r i o rM i n e r a l s M a n a g e m e n t S e r v i c eG u l f o f M e x i c o O C S R e g i o n

O C S S t u d yM M S 2 0 0 0 - 0 4 9

N e w O r l e a n sJ u l y 2 0 0 0

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D i s c l a i m e rT h i s r e p o r t w a s p r e p a r e d u n d e r c o n t r a c t b e t w e e n t h e M i n e r a l s M a n a g e m e n t S e r v i c e( M M S ) a n d C o n t i n e n t a l S h e l f A s s o c i a t e s , I n c . T h i s r e p o r t h a s b e e n t e c h n i c a l l y r e v i e w e db y t h e M M S , a n d h a s b e e n a p p r o v e d f o r p u b l i c a t i o n . A p p r o v a l d o e s n o t s i g n i f r t h a t t h ec o n t e n t s n e c e s s a r i l y r e f l e c t t h e v i e w s a n d p o l i c i e s o f t h e M M S , n o r d o e s m e n t i o n o f t r a d en a m e s o r c o m m e r c i a l p r o d u c t s c o n s t i t u t e e n d o r s e m e n t o r r e c o m m e n d a t i o n f o r u s e . I t i s ,h o w e v e r , e x e m p t f r o m r e v i e w a n d c o m p l i a n c e w i t h t h e M M S e d i t o r i a l s t a n d a r d s .

R e p o r t A v a i l a b i l i t yE x t r a c o p i e s o f t h i s r e p o r t m a y b e o b t a i n e d f r o m t h e P u b l i c I n f o r m a t i o n O f f i c e a t t h ef o l l o w i n g a d d r e s s :

U . S . D e p a r t m e n t o f t h e I n t e r i o rM i n e r a l s M a n a g e m e n t S e r v i c eG u l f o f M e x i c o O C S R e g i o nP u b l i c I n f o r m a t i o n O f f i c e ( M S 5 0 3 4 )1 2 0 1 E l m w o o d P a r k B o u l e v a r dN e w O r l e a n s , L A 7 0 1 2 3 - 2 3 9 4T e l e p h o n e : ( 5 0 4 ) 7 3 6 - 2 5 1 9 o r1 - 8 0 0 - 2 0 0 G U L F

S u g g e s t e d C i t a t i o nC o n t i n e n t a l S h e l f A s s o c i a t e s , I n c . 2 0 0 0 . D e e p w a t e r G u l f o f M e x i c o E n v i r o n m e n t a l a n dS o c i o e c o n o m i c D a t a S e a r c h a n d L i t e r a t u r e S y n t h e s i s . V o l u m e I : N a r r a t i v eR e p o r t . U . S . D e p a r t m e n t o f t h e I n t e r i o r , M i n e r a l s M a n a g e m e n t S e r v i c e , G u l f o fM e x i c o O C S R e g i o n , N e w O r l e a n s , L A . O C S S t u d y M M S 2 0 0 0 - 0 4 9 . 3 4 0 p p .

1 1 1

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A c k n o w l e d g m e n t sT h i s s y n t h e s i s r e p o r t w a s p r e p a r e d b y C o n t i n e n t a l S h e l f A s s o c i a t e s , I n c . ( C S A ) w i t h t h ea s s i s t a n c e o f t e c h n i c a l e x p e r t s ( p r i m a r i l y f r o m T e x a s A & M U n i v e r s i t y ) s e r v i n g a si n d e p e n d e n t c o n s u l t a n t s . T h e C S A P r o g r a m M a n a g e r w a s D a v i d A . G e t t l e s o n a n d t h er e p o r t e d i t o r w a s N e a l W . P h i l l i p s . T h e A n n o t a t e d B i b l i o g r a p h y w a s c o m p i l e d b y D a v i dB . S n y d e r w i t h t h e a s s i s t a n c e o f K r i s t e n L . M e t z g e r a n d M a r i l y n M o r r i s , l i b r a r i a n s a tH a r b o r B r a n c h O c e a n o g r a p h i c I n s t i t u t i o n I n c . M e l o d y B . P o w e l l w a s t h e t e c h n i c a le d i t o r . S u z a n n e R . S h o r t p r e p a r e d t h e f i n a l g r a p h i c s a n d D e b o r a h V . R a f f e l w a sr e s p o n s i b l e f o r w o r d p r o c e s s i n g . C l e r i c a l s u p p o r t w a s p r o v i d e d b y D e b o r a h M . C a n n o n ,K a r e n I . S t o k e s b u r y , a n d C a r o l i n e M . S i m p s o n .C S A e s p e c i a l l y w a n t s t o a c k n o w l e d g e t h e c h a p t e r a u t h o r s f o r t h e i r e x c e l l e n tc o n t r i b u t i o n s t o t h i s r e p o r t :E . G . W a r d 1 D e e p w a t e r T e c h n o l o g y

W i l l i a m R . B r y a n t 1 a n d J i a Y . L i u ' G e o l o g yW o r t h D . N o w l i n ' , A n n E . J o c h e n s ' , S t e v e n F . D i M a r c o ' ,a n d R o b e r t 0 . R e i d 1 P h y s i c a l O c e a n o g r a p h yM a h i o n C . K e n n i c u t t I I ' C h e m i c a l O c e a n o g r a p h yD o u g l a s C . B i g g s ' a n d P a t r i c k H . R e s s l e r ' W a t e r C o l u m n B i o l o g yG i l b e r t T . R o w e ' N o n - S e e p B e n t h o sI a n R . M a c D o n a l d 1 S e e p C o m m u n i t i e sS t e p h e n T . V i a d a 2 P r o t e c t e d S p e c i e s

D a v i d B . S n y d e r 2 F i s h e s a n d F i s h e r i e sL i n d a A . T o b i n 3 S o c i o e c o n o m i c s

' T e x a s A & M U n i v e r s i t y2 C o n t i n e n t a l S h e l f A s s o c i a t e s , I n c .3 l n d e p e n d e n t c o n s u l t a n t

V

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C o n t e n t sV o l u m e I : N a r r a t i v e R e p o r t

P a g eC h a p t e r 1 : I n t r o d u c t i o n 1B a c k g r o u n d

O b j e c t i v e s 1M e t h o d s 2R e p o r t O r g a n i z a t i o n 2L i t e r a t u r e C i t e d 4C h a p t e r 2 : D e e p w a t e r T e c h n o l o g y 5I n t r o d u c t i o n

S h a l l o w W a t e r P r o d u c t i o n f r o m F i x e d P l a t f o r m s 5D e e p w a t e r P r o d u c t i o n t o D a t e 6D e e p w a t e r D e v e l o p m e n t A c t i v i t i e s t o D a t e 7D e e p w a t e r P r o d u c t i o n S y s t e m s 7F l o a t i n g P r o d u c t i o n S y s t e m s 9S u b s e a P r o d u c t i o n S y s t e m s 1 4T r a n s p o r t a t i o n S y s t e m s 1 5F u t u r e D e e p w a t e r D e v e l o p m e n t A c t i v i t i e s 1 6F u t u r e D e e p w a t e r P r o d u c t i o n 1 6F l o a t i n g P r o d u c t i o n S t r u c t u r e s 1 6S u b s e a P r o d u c t i o n S y s t e m s 1 8T r a n s p o r t a t i o n S y s t e m s 1 9F u t u r e T e c h n o l o g y C h a l l e n g e s 2 0L i t e r a t u r e C i t e d 2 1

C h a p t e r 3 : G e o l o g y 2 5B a s i n H i s t o t y 2 5S t u d y H i s t o r y 2 6S e a f l o o r M o r p h o l o g y 2 6S t r u c t u r e s 2 9S a l t 2 9F a u l t i n g w i t h i n t h e C o n t i n e n t a l S l o p e 3 6S e d i m e n t a t i o n i n t h e N o r t h e r n G u l f o f M e x i c o 3 7S e d i m e n t S o u r c e s a n d D r a i n a g e P a t t e r n s 3 8D e p o c e n t e r s 4 0C o n t i n e n t a l S l o p e B a s i n s 4 2S a l t I n d u c e d P h y s i o g r a p h y o f t h e U p p e r a n d M i d d l e C o n t i n e n t a l S l o p e 4 3S a l t I n d u c e d P h y s i o g r a p h y o f t h e L o w e r C o n t i n e n t a l S l o p e 4 6G e o h a z a r d s 4 9L i t e r a t u r e C i t e d 5 4

v i i

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C o n t e n t s( c o n t i n u e d )P a g e

C h a p t e r 4 : P h y s i c a l O c e a n o g r a p h y 6 1I n t r o d u c t i o n 6 1C l a s s i c a l H y d r o g r a p h y 6 4L o w - F r e q u e n c y , L o c a l W i n d F o r c i n g 7 2S u r f a c e W i n d W a v e s 7 4F o r c i n g B y E n e r g e t i c , E p i s o d i c W i n d E v e n t s 7 7L o o p C u r r e n t F o r c i n g a n d E d d y A c t i v i t y 8 5S e a L e v e l a n d T i d e s 9 6C u r r e n t s i n D e e p W a t e r 9 8D e e p , B a r o t r o p i c C u r r e n t s 9 9H i g h - s p e e d , S u b s u r f a c e i n t e n s i f i e d C u r r e n t s 1 0 2C u r r e n t s R e s p o n s i b l e f o r F u r r o w s 1 0 2E f f e c t s o f S h e l f / S l o p e C a n y o n s a n d O t h e r R o u g h T o p o g r a p h y 1 0 6N u m e r i c a l M o d e l i n g 1 0 7T y p e s o f M o d e l s a n d S t u d i e s 1 0 7E d d y S h e d d i n g A s p e c t s 1 1 0O t h e r S k i l l A s s e s s m e n t 1 1 1S t a t u s o f N o w c a s t / F o r e c a s t s 1 1 2L i t e r a t u r e C i t e d 1 1 3

C h a p t e r 5 : C h e m i c a l O c e a n o g r a p h y 1 2 3I n t r o d u c t i o n 1 2 3D i s s o l v e d G a s e s 1 2 4D i s s o l v e d S o l i d s 1 2 5N u t r i e n t s 1 2 5D i s s o l v e d O r g a n i c M a t t e r 1 2 7D i s s o l v e d M e t a l s 1 2 9P a r t i c u l a t e M a t t e r 1 3 0P a r t i c u l a t e O r g a n i c M a t t e r 1 3 1P a r t i c u l a t e I n o r g a n i c M a t t e r 1 3 2T h e C h e m i s t r y o f N a t u r a l S e e p a g e 1 3 3B r i n e S e e p a g e 1 3 3H y d r o c a r b o n S e e p a g e 1 3 4C o n c l u s i o n s 1 3 5L i t e r a t u r e C i t e d 1 3 5

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C o n t e n t s( c o n t i n u e d )

P a g eC h a p t e r 6 : W a t e r C o l u m n B i o l o g y 1 4 1

P r i r n a i y P r o d u c t i v i t y a n d C h l o r o p h y l l S t a n d i n g S t o c k s 1 4 1I n t r o d u c t i o n 1 4 1M e a n C o n d i t i o n 1 4 2S e a s o n a l C h a n g e s 1 4 5D e e p w a t e r " H o t S p o t s " f r o m E n t r a i n m e n t o f F r e s h w a t e r 1 4 5D e e p w a t e r " H o t S p o t s " f r o m C r o s s I s o p y c n a l M i x i n g 1 4 6D e e p w a t e r " H o t S p o t s " f r o m M e s o s c a l e D i v e r g e n c e 1 5 3D e e p w a t e r Z o o p l a n k t o n , M i c r o n e k t o n , a n d I c h t h y o p l a n k t o n 1 5 4I n t r o d u c t i o n 1 5 4T h e A v a i l a b l e D a t a b a s e 1 5 5P r e v i o u s R e v i e w s 1 5 5E c o l o g y , B i o l o g y , a n d S y s t e m a t i c s S t u d i e s 1 5 9B i o r n a s s a n d A b u n d a n c e 1 6 0S p a t i a l a n d T e m p o r a l V a r i a b i l i t y 1 6 4A c o u s t i c S a m p l i n g o f Z o o p l a n k t o n a n d M i c r o n e k t o n B i o m a s s 1 6 6O p t i c a l S a m p l i n g o f Z o o p l a n k t o n a n d M i c r o n e k t o n B i o r n a s s 1 6 7A C o m b i n e d A p p r o a c h t o B i o m a s s S u r v e y s 1 6 7L i t e r a t u r e C i t e d 1 6 9A p p e n d i x 6 A : D e e p w a t e r W a t e r C o l u m n B i o l o g y 1 8 1C h a p t e r 7 : N o n - S e e p B e n t h o s 1 8 9I n t r o d u c t i o n 1 8 9C o m m u n i t y D e s c r i p t i o n 1 9 3M i c r o b i o t a 1 9 3

M e i o f a u n a 1 9 3M a c r o f a u n a 1 9 3M e g a f a u n a 1 9 7M o t i l e S c a v e n g e r s 1 9 9C o m m u n i t y M e t a b o l i s m 1 9 9C o m m u n i t y F u n c t i o n - T h e C y c l i n g o f O r g a n i c C a r b o n 1 9 9C o m p a r i s o n o f t h e G u l f B e n t h o s w i t h O t h e r O c e a n s 2 0 2C o n c l u s i o n s 2 0 3L i t e r a t u r e C i t e d 2 0 4

i x

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C o n t e n t s( c o n t i n u e d )

P a g eC h a p t e r 8 : S e e p C o m m u n i t i e s 2 0 9

I n t r o d u c t i o n 2 0 9B a c k g r o u n d B i o l o g y 2 1 0M i c r o b i o l o g y o f C h e m o s y n t h e s i s 2 1 0S y m b i o s i s w i t h I n v e r t e b r a t e s 2 1 0D i s c o v e r i e s o f C h e m o s y n t h e t i c C o m m u n i t i e s 2 1 1H y d r o t h e r m a l V e n t s 2 1 1T h e F l o r i d a E s c a r p m e n t 2 1 1T h e N o r t h e r n G u l f o f M e x i c o C o n t i n e n t a l S l o p e 2 1 1T h e G u l f o f M e x i c o S e e p F a u n a 2 1 2V e s t i m e n t i f e r a n T u b e W o r m s 2 1 2S e e p M u s s e l s 2 1 4V e s i c o m y i d C l a m s 2 1 6L u c i n i d C l a m s 2 1 6P o l y c h a e t e " I c e W o r m s " 2 1 6B e g g i a t o a M a t s a n d O t h e r P r o t o z o a n s 2 1 8H e t e r o t r o p h i c F a u n a 2 1 8T y p e s o f S e e p C o m m u n i t i e s i n t h e N o r t h e r n G u l f o f M e x i c o 2 1 9B u s h H i l l 2 2 0B r i n e P o o l N R 1 2 2 1G a r d e n B a n k s 3 8 6 2 2 1A l a m i n o s C a n y o n 2 2 2D i s t r i b u t i o n o f S e e p C o m m u n i t i e s i n t h e N o r t h e r n G u l f o f M e x i c o 2 2 2L i t e r a t u r e C i t e d 2 2 4

C h a p t e r 9 : P r o t e c t e d S p e c i e s 2 3 1I n t r o d u c t i o n 2 3 1C e t a c e a n s 2 3 2L i s t e d S p e c i e s A c c o u n t s 2 3 2N o n l i s t e d S p e c i e s A c c o u n t s 2 3 5D i s t r i b u t i o n a n d A b u n d a n c e i n t h e O c e a n i c N o r t h e r n G u l f o f M e x i c o 2 3 8S e a T u r t l e s 2 4 3S p e c i e s A c c o u n t s 2 4 4D i s t r i b u t i o n a n d A b u n d a n c e i n t h e O c e a n i c N o r t h e r n G u l f o f M e x i c o 2 4 6S e n s i t i v i t y t o O i l a n d G a s E x p l o r a t i o n a n d D e v e l o p m e n t 2 4 7L i t e r a t u r e C i t e d 2 5 0

x

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9/353


C h a p t e r 1 0 : F i s h e s a n d F i s h e r i e s 2 5 5D e e p w a t e r F i s h e s 2 5 5I n t r o d u c t i o n 2 5 5H i s t o r y o f D e e p w a t e r F i s h S a m p l i n g i n t h e G u l f o f M e x i c o 2 5 7E p i p e l a g i c F i s h e s 2 5 8M e s o p e l a g i c F i s h e s 2 6 0B a t h y p e l a g i c F i s h e s 2 6 4D e m e r s a l F i s h e s 2 6 4I n t e r a c t i o n s a m o n g F i s h e s o f D i f f e r e n t A s s e m b l a g e s 2 7 0D e e p w a t e r F i s h e r i e s 2 7 0I n t r o d u c t i o n 2 7 0H i s t o r y o f D e e p w a t e r F i s h e r i e s i n t h e G u l f o f M e x i c o 2 7 1K e y S p e c i e s 2 7 2

F i s h i n g G e a r T y p e s 2 7 2L a n d i n g s T r e n d s 2 7 5L i t e r a t u r e C i t e d 2 7 8C h a p t e r 1 1 : S o c i o e c o n o m i c s 2 8 5I n t r o d u c t i o n 2 8 5T h e I m p o r t a n c e o f T i m e a n d S p a c e 2 8 6H i s t o r y o f O i l a n d G a s D e v e l o p m e n t i n t h e G u l f C o a s t S t a t e s f r o m 1 9 0 0 s F o r w a r d 2 8 7A N a t u r a l E x t e n s i o n o f G r o w t h 2 9 0T h e P a s t T h i r t y Y e a r s 2 9 2S o c i o e c o n o m i c E f f e c t s o f O i l a n d G a s A c t i v i t y a c r o s s S p a c e 2 9 3C o m m u n i t y I m p a c t s 2 9 4

P o r t D e v e l o p m e n t 2 9 7I m p a c t o f O i l a n d G a s D e v e l o p m e n t o n t h e O r g a n i z a t i o n o f W o r k 2 9 8L a b o r M a r k e t s 2 9 8I n d u s t r i a l a n d B u s i n e s s L i n k a g e s 3 0 0I n d u s t r i a l R e s t r u c t u r i n g 3 0 1R e l a t i o n s h i p s t o P h y s i c a l E n v i r o n m e n t 3 0 2A g r i c u l t u r e 3 0 3R e c r e a t i o n a l U s e s o f t h e C o a s t a n d O i l 3 0 3I n d u s t r i a l D e v e l o p m e n t a n d I n f r a s t r u c t u r e 3 0 4P o r t F o u r c h o n 3 0 6O i l S p i l l s a n d F l a z a r d o u s W a s t e 3 0 7I m p a c t s o n F a m i l i e s a n d I n d i v i d u a l s 3 0 8O i l a n d L o u i s i a n a C a j u n s 3 0 9E c o n o m i c I m p a c t s o n I n d i v i d u a l s a n d F a m i l i e s 3 1 0S o c i a l P r o b l e m s 3 1 2C o n c e n t r a t e d W o r k S c h e d u l i n g 3 1 2I m p a c t s o f O i l o n E d u c a t i o n , M i g r a t i o n , a n d P o p u l a t i o n 3 1 3C o n c l u s i o n s 3 1 4L i t e r a t u r e C i t e d 3 1 5

x i

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C h a p t e r 1 2 : S y n t h e s i s 3 2 1I n t r o d u c t i o n 3 2 1O p e r a t i o n a l C o n t r a s t s a i d I m p l i c a t i o n s 3 2 5H i g h P r o d u c t i o n R a t e s 3 2 5S h i f t i n T y p e s o f S t r u c t u r e s 3 2 5C h a n g e s i n D r i l l i n g a n d P r o d u c t i o n 3 2 6T r a n s p o r t a t i o n C h a l l e n g e s 3 2 7S o c i o e c o n o m i c I m p l i c a t i o n s 3 2 7E n v i r o n m e n t a l C o n t r a s t s a n d I m p l i c a t i o n s 3 2 8P h y s i c a l / C h e m c i a l E n v i r o n m e n t 3 2 8W a t e r C o l u m n E c o s y s t e m s 3 3 0B e n t h i c E c o s y s t e m s 3 3 3D a t a G a p s a n d I n f o r m a t i o n N e e d s 3 3 4

D e e p w a t e r T e c l r n o l o g y 3 3 4G e o l o g y 3 3 4P h y s i c a l O c e a n o g r a p h y 3 3 5C h e m i c a l O c e a n o g r a p h y 3 3 6W a t e r C o l u m n B i o l o g y 3 3 6B e n t h i c C o m m u n i t i e s 3 3 7P r o t e c t e d S p e c i e s 3 3 7F i s h e s a n d F i s h e r i e s 3 3 8S o c i o e c o n o r n i c s 3 3 8L i t e r a t u r e C i t e d 3 3 9

V o l u m e I I : A n n o t a t e d B i b l i o g r a p h yP r e f a c e 1A n n o t a t e d B i b l i o g r a p h y 3

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F i g u r e sF i g u r e P a g e

1 . 1 D e e p w a t e r s t u d y a r e a 32 . 1 D e e p w a t e r p r o d u c t i o n i n t h e G u l f o f M e x i c o ( t h o u s a n d s o f b a r r e l so i l e q u i v a l e n t p e r d a y , M B O E P D ) 62 . 2 D e e p w a t e r p r o d u c t i o n s y s t e m s i n t h e G u l f o f M e x i c o 72 . 3 S c h e m a t i c s h o w i n g m a j o r c o m p o n e n t s o f a T L P 1 2

2 . 4 S c h e m a t i c s h o w i n g m a j o r c o m p o n e n t s o f a s p a r 1 22 . 5 S u b s e a p r o d u c t i o n s y s t e m c o n f i g u r a t i o n 1 42 . 6 S u b s e a p r o d u c t i o n s y s t e m c o m p o n e n t s 1 42 . 7 S c h e m a t i c o f t a n k e r - b a s e d F P S O o f f l o a d i n g t o a s h u t t l e t a n k e r 1 83 . 1 B a t h y m e t r i c m a p o f t h e n o r t h e r n G u l f o f M e x i c o d e e p w a t e r a r e a 2 73 . 2 S a l t a n d f a u l t d i s t r i b u t i o n s i n t h e n o r t h e r n G u l f o f M e x i c o ( A d a p t e df r o m : D i e g e l e t a l . 1 9 9 5 ) 3 03 . 3 M a j o r s a l t b a s i n s i n t h e n o r t h e r n G u l f o f M e x i c o ( A d a p t e d f r o m :S i m m o n s 1 9 9 2 ) 3 33 . 4 S e i s m i c l i n e a c r o s s t h e l o w e r c o n t i n e n t a l s l o p e ( A d a p t e d f r o m :S i m m o n s 1 9 9 2 ) 3 43 . 5 S e i s m i c l i n e a c r o s s t h e S i g s b e e E s c a r p m e n t ( A d a p t e d f r o m :D i e g e l e t a l . 1 9 9 5 ) 3 53 . 6 B a t h y m e t r y d e r i v e d d r a i n a g e p a t t e r n s i n t h e n o r t h e r n G u l f o f M e x i c od e e p w a t e r e n v i r o n m e n t 3 93 . 7 T h e l o c a t i o n o f d e p o c e n t e r s t h r o u g h C e n o z o i c i n t h e n o r t h e r n G u l fo f M e x i c o ( A d a p t e d f r o m : W o o d b u r y e t a l . 1 9 7 3 ) 4 13 . 8 S e i s m i c l i n e a c r o s s t h e P i g m y B a s i n ( A d a p t e d f r o m : S i m m o n s 1 9 9 2 ) . 4 43 . 9 B a t h y m e t r i c c o n t o u r m a p o f t h e P i g m y B a s i n 4 53 . 1 0 P e r s p e c t i v e v i e w o f t h e s e a f l o o r r e l i e f o f t h e m i d d l e a n d l o w e rc o n t i n e n t a l s l o p e , n o r t h e r n G u l f o f M e x i c o 4 7

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F i g u r e s( c o n t i n u e d )F i g u r e P a g e

3 . 1 1 B a t h y m e t r i c c o n t o u r m a p o f t h e V a c a B a s i n 4 84 . 1 G e o p o t e n t i a l a n o m a l y ( d y n a m i c r n ) o f t h e s e a s u r f a c e r e l a t i v e t o t h e1 , 0 0 0 - d b s u r f a c e , c o n s t r u c t e d f r o m H i d a l g o 6 2 - H - 3 d a t a c o l l e c t e dF e b r u a r y - M a r c h 1 9 6 2 6 24 . 2 T e m p e r a t u r e v s . s a l i n i t y , t e m p e r a t u r e v s . d e p t h , a n d s a l i n i t y v s .d e p t h b a s e d o n a l l d a t a c o l l e c t e d d u r i n g H i d a l g o c r u i s e 6 2 - H - 3 ,F e b r u a r y - M a r c h 1 9 6 2 6 94 . 3 T e m p e r a t u r e v s . s a l i n i t y , t e m p e r a t u r e v s . d e p t h , a n d s a l i n i t y v s .d e p t h f o r t w o s t a t i o n s m a d e i n e a r l y M a y 1 9 9 3 o v e r t h e c o n t i n e n t a l

s l o p e o f f T e x a s 7 04 . 4 A n n u a l t i m e s e r i e s o f m o n t h l y a v e r a g e d t e m p e r a t u r e s a t s i x d e p t h sf o r f o u r r e g i o n s i n t h e n o r t h e r n G u l f o f M e x i c o ( F r o m : R o b i n s o n

1 9 7 3 ) 7 14 . 5 C o n t o u r s o f m e a n d y n a m i c h e i g h t ( d y n c m ) o f s u r f a c e r e l a t i v e t o4 5 0 d b , c o n s t r u c t e d b y a v e r a g i n g t h e f i r s t e m p i r i c a l o r t h o g o n a lm o d e s ( E O F ) o b t a i n e d f r o m a n E O F a n a l y s i s o f t h e g e o p o t e n t i a la n o m a l y f o r 1 3 c r u i s e s c o v e r i n g t h e a r e a ( F r o m : V z q u e z 1 9 9 3 ) 7 3

4 . 6 H o r i z o n t a l c u r r e n t v e c t o r s ( h o u r l y v a l u e s f r o m 3 - h r l o w - p a s s e dr e c o r d s ) d u r i n g l a t e A u g u s t 1 9 9 2 f r o m t w o l o c a t i o n s o f f L o u i s i a n a a ta p p r o x i m a t e l y 9 0 . 5 W o n t h e s h e l f e d g e a n d u p p e r s l o p e 7 84 . 7 L o c a t i o n s o f c u r r e n t m e a s u r e m e n t s o r m o d e l o u t p u t u s e d i n f i g u r e sw i t h i n t h i s r e v i e w 7 94 . 8 C o m p o n e n t s ( u p o s i t i v e t o t h e e a s t a n d v p o s i t i v e t o t h e n o r t h ) o fh o u r l y c u r r e n t s m e a s u r e d a t i n d i c a t e d d e p t h s o n m o o r i n g s S( 2 6 N , 9 6 l O W ) a n d C ( 5 5 k m n o r t h o f S ) 8 14 . 9 E a s t w a r d ( u ) a n d n o r t h w a r d ( v ) c o m p o n e n t s o f c u r r e n t s ( h o u r l y

v a l u e s f r o m 3 - h r l o w - p a s s e d r e c o r d s ) f r o m m o o r i n g s l o c a t e d o f fL o u i s i a n a a t a p p r o x i m a t e l y 9 0 . 5 W 8 34 . 1 0 E a s t w a r d ( u ) a n d n o r t h w a r d ( v ) c o m p o n e n t s o f c u r r e n t s f r o m 3 - t o4 0 - h r b a n d - p a s s e d r e c o r d s m a d e i n J u l y a n d D e c e m b e r 1 9 9 2 a t

m o o r i n g 1 0 l o c a t e d o f f L o u i s i a n a a t 2 7 . 9 4 N , 9 2 . 7 5 W i n w a t e rd e p t h o f 2 0 0 m 8 4

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4 . 1 1 ( a ) A n e x a m p l e o f t h e d e v e l o p m e n t o f a n i n t r u s i o n o f t h e L o o pC u r r e n t i n t o t h e e a s t e r n G u l f o f M e x i c o i s s c h e m a t i c a l l y d e p i c t e dw i t h c o n t o u r s o f t h e 2 2 C i s o t h e r m a t 1 0 0 - r n d e p t h f r o mh y d r o g r a p h i c c r u i s e s c o n d u c t e d i n A u g u s t 1 9 7 2 t h r o u g h S e p t e m b e r1 9 7 3 ( A d a p t e d f r o m : M a u I 1 9 7 7 ) . ( b ) F r e q u e n c y o f o c c u r r e n c e ( % )o f w a r m L o o p C u r r e n t w a t e r i n t h e e a s t e r n G u l f o f M e x i c o f r o mm o n t h l y f r o n t a l a n a l y s e s o f A V H R R d a t a f r o m 1 9 7 6 t h r o u g h 1 9 8 5( A d a p t e d f r o m : S c i e n c e A p p l i c a t i o n s I n t e r n a t i o n a l C o r p o r a t i o n

1 9 8 9 ) 8 74 . 1 2 G E K s u r f a c e c u r r e n t o b s e r v a t i o n s ( l e f t ) a n d s u r f a c e d y n a m i ct o p o g r a p h y r e l a t i v e t o 1 , 3 5 0 d b ( r i g h t ) f r o m A l a r n i n o s c r u i s e 6 7 A 4i n J u n e 1 9 6 7 ( A d a p t e d f r o m : N o w l i n a n d H u b e r t z 1 9 7 2 ) 8 84 . 1 3 S e a s u r f a c e h e i g h t a n o m a l y ( c m ) f r o m s a t e l l i t e a l t i m e t e r d a t a f o r

9 M a y 1 9 9 3 9 04 . 1 4 C o m p o n e n t s o f v e l o c i t y ( c I m s ' ) n o r m a l t o a s e c t i o n e x t e n d i n g f r o ma p p r o x i m a t e l y 2 7 . 4 N , 9 0 . 6 W ( s t a t i o n 6 4 ) t o 2 4 . 8 N , 8 9 . 4 W( s t a t i o n 7 8 ) 9 14 . 1 5 C o m p o n e n t s ( u p o s i t i v e t o t h e e a s t a n d v p o s i t i v e t o t h e n o r t h ) o f4 0 h r , l o w - p a s s e d c u r r e n t s m e a s u r e d a t i n d i c a t e d d e p t h s o n m o o r i n g sS ( 2 6 N , 9 6 1 O T W ) a n d C ( 5 5 k m n o r t h o f S ) 9 34 . 1 6 H o r i z o n t a l c u r r e n t v e c t o r s ( h o u r l y v a l u e s f r o m 3 - h r l o w - p a s s e dr e c o r d s ) f r o m m o o r i n g s l o c a t e d a p p r o x i m a t e l y e q u i d i s t a n t a l o n g t h e2 0 0 - r n i s o b a t h a t t h e e d g e o f t h e T e x a s c o n t i n e n t a l s h e l f 9 54 . 1 7 S c h e m a t i c s h o w i n g d e s i g n c u r r e n t s i n d e e p w a t e r G u l f o f M e x i c o f o rt h r e e c l a s s e s o f p h e n o m e n a : t o p o g r a p h i c R o s s b y w a v e s , L o o pC u r r e n t e d d i e s , a n d s u b s u r f a c e - i n t e n s i f i e d , h i g h - s p e e d j e t s ( s h o w nb y g r e y d o m a i n ) 1 0 04 . 1 8 C u r r e n t v e c t o r s ( 4 0 - h r l o w - p a s s e d ; n o r t h d i r e c t e d u p w a r d ) f r o m

S c i e n c e A p p l i c a t i o n s I n t e r n a t i o n a l C o r p o r a t i o n m o o r i n g G l o c a t e d i n3 , 2 0 0 m w a t e r d e p t h a t 2 5 3 6 . 2 1 N , 8 5 2 9 . 8 T W o f f t h e s o u t h e r n W e s tF l o r i d a S h e l f 1 0 14 . 1 9 A v e r a g e c u r r e n t p r o f i l e s b e f o r e ( t h i n l i n e ) , d u r i n g ( t h i c k l i n e ) , a n da f t e r ( d a s h e d l i n e ) a s u b s u r f a c e j e t e v e n t i n M i s s i s s i p p i C a n y o n ( d a t ac o u r t e s y o f C h e v r o n ) 1 0 3

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F i g u r e s( c o n t i n u e d )

F i g u r e P a g e4 . 2 0 A c o u s t i c D o p p l e r c u r r e n t p r o f i l e r c u r r e n t s p e e d i n G r e e n C a n y o n

B l o c k 2 0 0 f r o m 2 9 A p r i l t h r o u g h 3 0 A p r i l 1 9 9 4 , s h o w i n g 5 0 c i m sc u r r e n t e v e n t p r o p a g a t i n g u p w a r d s i n t h e w a t e r c o l u m n b e g i n n i n ga b o u t 3 0 A p r i l 1 0 44 . 2 1 T i m e s e r i e s o f v e r t i c a l p r o f i l e s o f c u r r e n t s p e e d s f r o m t h e K a n t h am o d e l 1 0 56 . 1 D e e p w a t e r l o c a t i o n s o f r e c e n t m e a s u r e m e n t s o f p r i m a r y p r o d u c t i o n ,1 9 8 7 - 1 9 9 7 , o n o c e a i o g r a p h i c c r u i s e s b y T e x a s A & M U n i v e r s i t y( T A M U ) a n d t h e U n i v e r s i d a d N a c i o n a l A u t o n o m a d e M e x i c o

( T J N A M ) 1 4 46 . 2 A : D y n a m i c t o p o g r a p h y ( c m , 0 m r e l a t i v e t o 8 0 0 m ) o f t h ed e e p w a t e r G u l f C e t H f o c a l a r e a , a s d e t e r m i n e d f r o m 1 0 7h y d r o g r a p h i c s t a t i o n s m a d e o n R / V G y r e c r u i s e 9 7 G 0 8 . B : G r i d d e du p p e r l a y e r g e o s t r o p h i c v e l o c i t y ( 0 m r e l a t i v e t o 8 0 0 m ) c o m p u t e df r o m t h e d y n a m i c t o p o g r a p h y d a t a i n A . C : S e a s u r f a c e s a l i n i t y m a p ,s u p e r i m p o s e d o n s h i p t r a c k l i n e s o f 9 7 G 0 8 . D : S e a s u r f a c ec h l o r o p h y l l m a p , s u p e r i m p o s e d o n s h i p t r a c k l i n e s 1 4 7

6 . 3 T o p p a n e l : S e a s u r f a c e h e i g h t a n o m a l y f o r w a t e r d e p t h s > 2 0 0 mf r o m s a t e l l i t e a l t i m e t e r d a t a f o r t h e N E G O M s t u d y a r e a f o r 2 9 J u l y1 9 9 8 ( h i n d c a s t d a t a ) . M i d d l e p a n e l : S a l i n i t y a t 3 i i ' f r o mt h e r m o s a l i n o g r a p h o b s e r v a t i o n s o n N E G O M c r u i s e N 3 , 2 6 J u l y -6 A u g u s t 1 9 9 8 . B o t t o m p a n e l : C h l o r o p h y l l ( i g m 3 ) a t - 3 mc a l c u l a t e d f r o m f l o w - t h r o u g h f l u o r e s c e n c e o n N E G O M c r u i s e N 3 1 4 8

6 . 4 S e a W i F S o c e a n c o l o r i m a g e f o r 1 6 J a n u a r y 1 9 9 8 , p r o c e s s e d b y t h eD e p a r t m e n t o f M a r i n e S c i e n c e , U n i v e r s i t y o f S o u t h F l o r i d a . 1 4 96 . 5 T o p p a n e l : C r u i s e t r a c k a n d s t a t i o n l o c a t i o n s f o r L A T E Xh y d r o g r a p h i c s u r v e y 1 1 0 5 , A p r i l - M a y 1 9 9 3 . B o t t o m p a n e l : V e r t i c a lc o n t o u r s o f b o t t l e n i t r a t e ( i m o l L ' ) a l o n g 2 0 0 - m i s o b a t h d u r i n gc r u i s e H 0 5 1 5 06 . 6 P r i m a r y p r o d u c t i v i t y ( g C m 2 d 1 ) o f t h e L A T E X c o n t i n e n t a l m a r g i ni n M a y , A u g u s t , a n d N o v e m b e r o f 1 9 9 3 a n d 1 9 9 4 ( F r o m : G o n z a l e z -R o d a s 1 9 9 9 ) 1 5 16 . 7 T o p p a n e l : D e e p w a t e r l o c a t i o n s o f S E A M A P p l a n k t o n s u r v e y s ,1 9 8 2 - 1 9 9 8 . B o t t o m p a n e l : D e e p w a t e r l o c a t i o n s o f p l a n k t o nc o l l e c t i o n s t a t i o n s ( e x c l u d i n g S E A M A P ) , 1 9 5 8 - 1 9 9 9 1 6 3

x v i

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6 . 8 G r a y s c a l e r u n n i n g p l o t o f S . . c o l l e c t e d w i t h a n A D C P a l o n g an o r t h s o u t h t r a n s e c t l i n e f r o m t h e d e e p w a t e r o f f t h e M i s s i s s i p p iR i v e r , t h r o u g h a c y c l o n e , a n d i n t o a L o o p C u r r e n t E d d y ( L C E - C )d u r i n g O c t o b e r 1 9 9 6 ( A d a p t e d f r o m : W o r m u t h e t a l . 1 9 9 9 ) 1 6 8

7 . 1 S t a t i o n l o c a t i o n s f o r t h e M M S - s u p p o r t e d N o r t h e r n G u l f o f M e x i c oC o n t i n e n t a l S l o p e N G O C M S ) S t u d y c o n d u c t e d b y L G LE n v i r o n m e n t a l ( G a l l a w a y 1 9 8 8 ) 1 9 27 . 2 D e n s i t y o f m a c r o f a u n a i n t h e G u l f o f M e x i c o ( F r o m : R o w e e t a l .1 9 7 4 ) 1 9 5

7 . 3 B i o m a s s o f t h e m a c r o f a u n a i n t h e G u l f o f M e x i c o ( F r o m : R o w e e t a l .1 9 7 4 ) 1 9 57 . 4 C o m p a r i s o n o f p o l y c h a e t e d e n s i t i e s a t t w o d i f f e r e n t t i m e p e r i o d s o nt h e u p p e r s l o p e o f t h e n o r t h e r n G u l f o f M e x i c o ( A d a p t e d f r o m :H u b b a r d 1 9 9 5 ) 1 9 87 . 5 P r e l i m i n a r y c a r b o n f l o w m o d e l f o r t h e d e e p s e a b e n t h o s o f t h en o r t h e r n G u l f o f M e x i c o ( F r o m : R o w e e t l . 2 0 0 0 ) 2 0 08 . 1 P h o t o g r a p h s t a k e n w i t h v e r t i c a l l y - m o u n t e d 3 5 m m c a m e r a ( F i g u r e 3f r o m M a c D o n a l d e t a l . 1 9 8 9 ) 2 1 38 . 2 B a t h y n 2 o d i o l u s h e c k e r a e , B . b r o o l c s i , B . c h i l d r e s s i , T a n m f i s h e r i , I d a sm a c d o n a l d i ( F i g u r e 1 1 f r o m G u s t a f s o n e t a ! , 1 9 9 8 ) 2 1 5

8 . 3 P h o t o g r a p h s o f t h e t w o t y p e s o f t r a i l s o b s e r v e d i n t h e a g g r e g a t i o n s o fv e s i c o r n y i d s ( F i g u r e 3 f r o m R o s m a n e t a l . 1 9 8 7 ) 2 1 79 . 1 U . S . o c e a n i c n o r t h e r n G u l f o f M e x i c o a s d e f i n e d i n t h e G u l f C e t I Is t u d y ( D a v i s e t a l . 2 0 0 0 ) 2 3 99 . 2 M i n i m u m a b u n d a n c e e s t i m a t e s f o r s p e c i e s s i g h t e d w i t h i n o c e a n i c

w a t e r s d u r i n g t w o s u r v e y p e r i o d s ( F r o m : D a v i s e t a l . 2 0 0 0 ) 2 4 11 0 . 1 D i a g r a m o f t h e e n v i r o n m e n t a l f r a m e w o r k u s e d t o d e s c r i b e d e e p w a t e rf i s h e s o f t h e G u l f o f M e x i c o ( A d a p t e d f r o m : H e l f m a n e t a l . 1 9 9 7 ) 2 5 61 0 . 2 O p p o s i n g v i e w s o f e x p e c t e d m e g a f a u n a l z o n a t i o n t h a t m i g h t b eo b s e r v e d o n t h e G u l f o f M e x i c o c o n t i n e n t a l s l o p e ( F r o m : G a l l a w a ye t a l . 1 9 8 8 ) 2 6 9

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1 0 . 3 M o n t h l y l e n g t h s ( a ) a n d n u m b e r s ( b ) o f s u r f a c e l o n g l i n e s e t s m a d e i nt h e G u l f o f M e x i c o f r o m 1 9 9 4 t o 1 9 9 8 2 7 3

1 0 . 4 S p a t i a l d i s t r i b u t i o n o f s u r f a c e l o n g l i n e s e t s m a d e i n t h e G u l f o fM e x i c o d u r i n g 1 9 9 8 ( F r o m : N M F S 1 9 9 9 c ) 2 7 4

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T a b l e sT a b l e P a g e

2 . 1 P r o d u c t i o n s y s t e m s f o r c u r r e n t d e e p w a t e r p r o j e c t s i n t h e G u l f o f M e x i c o 83 . 1 E n g i n e e r i n g c o n s t r a i n t s a n d p o s s i b l e g e o h a z a r d s o f i n t r a s l o p e b a s i n sa n d c a n y o n s 5 3

4 . 1 W a t e r m a s s e s o f t h e C a r i b b e a n S e a a n d G u l f o f M e x i c o 6 64 . 2 L o c a t i o n , w a t e r d e p t h , a n d p e r i o d o f r e c o r d s , u s e d f o r c o m p u t a t i o n sg i v e n i n T a b l e 4 . 3 , f o r m a r i n e b u o y s i n t h e G t i l f o f M e x i c o 7 44 . 3 M o n t h l y a n d a n n u a l m e a n s i g n i f i c a n t w a v e h e i g h t ( m ) a n d e x t r e m e sb a s e d o n h o u r l y o b s e r v a t i o n s f r o m m a r i n e b u o y s ( d a t a f r o m t h e

N a t i o n a l B u o y D a t a C e n t e r ) 7 54 . 4 L o o p C u r r e n t e d d y p r o p e r t i e s 9 2

4 . 5 S u m m a r y o f v o l u m e c o m p u t a t i o n s a n d m e a n r e s p o n s e o f w a t e r l e v e l( R e i d a n d W h i t a k e r 1 9 8 1 ) a n d o b s e r v e d t i d a l c o n s t i t u e n t s m e a s u r e d a t ad e e p p e l a g i c s i t e l o c a t e d a t 2 4 . 7 6 7 N , 8 9 . 6 4 8 W b y M o f j e l d a n dW i m b t i s h ( 1 9 7 7 ) 9 7

4 . 6 P e r c e n t o f o b s e r v e d v a r i a n c e i n s e a l e v e l a t t r i b u t e d t o v a r i o u s f o r c i n gf a c t o r s b y t h e m o d e l ( R e i d a n d W h i t a k e r 1 9 8 1 ) 9 74 . 7 C o m p a r i s o n o f r e l e v a n t p r o p e r t i e s o f s e v e r a l o c e a n c i r c u l a t i o n m o d e l sa p p l i e d t o t h e G u l f o f M e x i c o 1 0 9

6 . 1 P r e v i o u s r e v i e w s o f t h e z o o p l a n k t o n , m i c r o n e k t o n , a n d i c h t h y o p l a n k t o no f t h e G u l f o f M e x i c o ( G O M ) 1 5 66 . 2 E s t i m a t e s o f p l a n k t o n s t a n d i n g s t o c k i n t h e d e e p w a t e r G u l f o f M e x i c o( G O M ) ( b u l k b i o r n a s s a s m L w e t d i s p l a c e m e n t v o l u m e p e r 1 0 0 m 3 ) 1 6 17 . 1 S t a n d i n g s t o c k s o f v a r i o u s s i z e c a t e g o r i e s o f b e n t h i c b i o t a o n t h e

n o r t h e r n S i g s b e e A b y s s a l P l a i n o f t h e G u l f o f M e x i c o 1 9 48 . 1 S u m m a r y o f t a x o n o m i c d e s i g n a t i o n s o f s e e p m u s s e l s f r o m t h e n o r t h e r nG u l f o f M e x i c o t a k e n f r o m o r i g i n a l d e s c r i p t i o n s o f G u s t a f s o n e t a l .( 1 9 9 8 ) 2 1 4

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T a b l e s( c o n t i n u e d )T a b l e P a g e

8 . 2 S i t e s w h e r e c h e m o s y n t h e t i c m e g a f a u n a h a v e b e e n c o l l e c t e d b y t r a w l( T n ) o r s u b m a r i n e ( S u b ) , o r d e f i n i t i v e l y p h o t o g r a p h e d b y s u b m a r i n e ,r e m o t e l y o p e r a t e d v e h i c l e ( R O y ) , o r p h o t o s l e d ( P h o t o s l ) 2 2 3

9 . 1 C e t a c e a n s o f t h e G u l f o f M e x i c o 2 3 39 . 2 S e a t u r t l e s o f t h e G u l f o f M e x i c o 2 4 4

1 0 . 1 O r d e r s a n d f a m i l i e s o f e p i p e l a g i c ( 0 t o 2 0 0 m ) f i s h e s k n o w n f r o m t h eG u l f o f M e x i c o , a r r a n g e d i n p h y l o g e n e t i c o r d e r 2 5 91 0 . 2 O r d e r s a n d f a m i l i e s o f m e s o p e l a g i c a n d b a t h y p e l a g i c f i s h e s k n o w n f r o m

t h e G u l f o f M e x i c o , a r r a n g e d i n p h y l o g e n e t i c o r d e r ( f o l l o w i n gM c E a c h r a n a n d F e c h h e l m 1 9 9 8 ) 2 6 11 0 . 3 D e e p w a t e r ( > 2 0 0 i n ) d e m e r s a l f i s h e s k n o w n f r o m t h e G u l f o f M e x i c o ,a r r a n g e d i n p h y l o g e n e t i c o r d e r 2 6 5

1 0 . 4 C o m p a r i s o n o f m o s t a b u n d a n t s p e c i e s o f f i s h b e t w e e n t h e G a l i a w a y e t a l .( 1 9 8 8 ) a n d P e q u e g n a t ( 1 9 8 3 ) s t u d i e s 2 6 61 0 . 5 W e i g h t ( m e t r i c t o n s ) o f d e e p w a t e r s p e c i e s l a n d e d i n G u l f c o a s t a l s t a t e si n 1 9 9 8 ( F r o m : N a t i o n a l M a r i n e F i s h e r i e s S e r v i c e 1 9 9 9 b ) 2 7 61 0 . 6 V a l u e ( d o l l a r s ) o f d e e p w a t e r s p e c i e s l a n d e d i n G u l f c o a s t a l s t a t e s i n 1 9 9 8( F r o m : N a t i o n a l M a r i n e F i s h e r i e s S e r v i c e 1 9 9 9 b ) 2 7 71 2 . 1 O p e r a t i o n a l a n d e n v i r o n m e n t a l c o n t r a s t s b e t w e e n d e e p w a t e r a n d s h e l fs e t t i n g s , a n d t h e i r i m p l i c a t i o n s 3 2 3

x x

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A D C PA X B Tb b lI 3 G NB O P DB TC A S EC T DC Z C S

D C MD O CD O MD S D PE E ZE J I PE P AF A D

F P S OG M F M CG U M

l A SI E SI K M TL A T E XL CL C EL N GL O O PM B O P DM M B O E

M M SM M S C F P DM O C N E S SM O D U sN E C O PN G O M C SN M F SN O A AN O SN P ZO C SO P E CP A H

A c r o n y m s a n d A b b r e v i a t i o n sa c o u s t i c D o p p l e r c u r r e n t p r o f i l e ra i r - d r o p p e d e x p e n d a b l e b a t h y t h e r m o g r a p hb a n - e lB o a r d o f G e o g r a p h i c N a m e sb a r r e l s o f o i l p e r d a yb a t h y t h e r m o g r a p hC o n s o r t i u m f o r A n a l y s i s S t u d i e s o f E d d i e sc o n d u c t i v i t y , t e m p e r a t u r e , d e p t hc o a s t a l z o n e c o l o r s c a n n e r

d e e p c h l o r o p h y l l m a x i m u md i s s o l v e d o r g a n i c c a r b o nd i s s o l v e d o r g a n i c m a t t e rD e e p S e a D r i l l i n g P r o g r a mE x c l u s i v e E c o n o m i c Z o n eE d d y J o i n t I n d u s t r y P r o g r a mE n v i r o n m e n t a l P r o t e c t i o n A g e n c yf i s h a t t r a c t i n g d e v i c e

f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m w i t h s t o r a g e a n d o f f l o a d i n gG u l f o f M e x i c o F i s h e r y M a n a g e m e n t C o u n c i lG u l f o f M e x i c oI n t r a - A m e r i c a s S e ai n v e r t e d e c h o s o u n d e rT s a a c s - K i d d M i d w a t e r T r a w lT e x a s L o u i s i a n a S h e l f C i r c u l a t i o n a n d T r a n s p o r t P r o c e s s e s S t u d yL o o p C u r r e n tL o o p C u r r e n t e d d yl i q u e f i e d n a t u r a l g a sL o u i s i a n a O f f s h o r e O i l P o r t

t h o u s a n d b a r r e l s o f o i l p e r d a ym i l l i o n b a r r e l s o i l e q u i v a l e n tM i n e r a l s M a n a g e m e n t S e r v i c em i l l i o n s t a n d a r d c u b i c f e e t p e r d a yM u l t i p l e O p e n i n g / C l o s i n g N e t E n v i r o n m e n t a l S e n s i n g S y s t e mm o b i l e o f f s h o r e d r i l l i n g u n i t sn u t r i e n t e n r i c h e d c o a s t a l o c e a n p r o d u c t i v i t yN o r t h e r n G u l f o f M e x i c o C o n t i n e n t a l S l o p eN a t i o n a l M a r i n e F i s h e r i e s S e r v i c eN a t i o n a l O c e a n i c a n d A t m o s p h e r i c A d m i n i s t r a t i o nN a t i o n a l O c e a n S e r v i c en u t r i e n t s - p h y t o p l a n k t o n - z o o p l a n k t o no u t e r c o n t i n e n t a l s h e l fO r g a n i z a t i o n o f P e t r o l e u m E x p o r t i n g C o u n t r i e sp o l y n u c l e a r a r o m a t i c h y d r o c a r b o n

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A c r o n y m s a n d A b b r e v i a t i o n s( c o n t i n u e d )

P O C p a r t i c u l a t e o r g a n i c c a r b o nP O M P r i n c e t o n O c e a n M o d e lR O V r e m o t e l y o p e r a t e d v e h i c l eR Q r e s p i r a t o r y q u o t i e n tS A I C S c i e n c e A p p l i c a t i o n s I n t e r n a t i o n a l C o r p o r a t i o nS S H A s e a s u r f a c e h e i g h t a n o m a l yS S T s e a s u r f a c e t e m p e r a t u r eT A B S T e x a s A u t o m a t e d B u o y S y s t e mT L P t e n s i o n l e g p l a t f o r mT L W P t e n s i o n l e g w o r k p l a t f o r mT S M t o t a l s u s p e n d e d m a t t e rU N A M U n i v e r s i d a d N a c i o n a l A u t o n o m i a d e M e x i c oU S F W S U . S . F i s h a n d W i l d l i f e S e r v i c e

V L H v o l a t i l e l i q u i d h y d r o c a r b o n sV O C v o l a t i l e o r g a n i c c o m p o u n d sV P R v i d e o p l a n k t o n r e c o r d e rW D V w e t d i s p l a c e m e n t v o l u m eX B T e x p e n d a b l e b a t h y t h e r m o g r a p hX C P e x p e n d a b l e c u r r e n t p r o f i l e rX C T D e x p e n d a b l e c u r r e n t - t e m p e r a t u r e - d e p t h

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C h a p t e r 1 : I n t r o d u c t i o nB a c k g r o u n d

R e c e n t y e a r s h a v e s e e n a g r e a t i n c r e a s e i n o i l a n d g a s i n d u s t r y i n t e r e s t i n t h e d e e p w a t e rG u l f o f M e x i c o . C o n t r i b u t i n g f a c t o r s h a v e i n c l u d e d s i g n i f i c a n t h y d r o c a r b o n d i s c o v e r i e s ,p a s s a g e o f t h e D e e p w a t e r R o y a l t y R e l i e f A c t , t h e a v a i l a b i l i t y o f i n f r a s t r u c t u r e , a r i d t h ee m e r g e n c e o f i n n o v a t i v e t e c h n o l o g i e s t o f i n d , d e v e l o p , a n d p r o d u c e o i l a n d g a s i n t h ed e e p w a t e r e n v i r o n m e n t ( C r a n s w i c k a n d R e g g 1 9 9 7 ) . T h i s d e e p w a t e r d e v e l o p m e n t p o s e sa n u m b e r o f e n v i r o n m e n t a l , s o c i o e c o n o m i c , a n d t e c h n o l o g i c a l i s s u e s . S o m e a r e n e w , a n do t h e r s a r e s i m i l a r t o t h o s e a s s o c i a t e d w i t h o i l a n d g a s a c t i v i t i e s o n t h e s h e l f . H o w e v e r , a sC a r n e y ( 1 9 9 8 ) n o t e d , " d e e p w a t e r o i l a n d g a s d e v e l o p m e n t i s a r e a l i t y a t t h e s a m e t i m et h a t d e e p w a t e r e n v i r o n m e n t a l r e s e a r c h i s a t a l o w . "T h e M i n e r a l s M a n a g e m e n t S e r v i c e ( M M S ) i s t h e p r i m a r y F e d e r a l a g e n c y r e s p o n s i b l e f o re n s u r i n g t h a t o i l a n d g a s r e l a t e d a c t i v i t i e s o n t h e O u t e r C o n t i n e n t a l S h e l f ( O C S ) a r ec o n d u c t e d i n a s a f e a n d c l e a n m a n n e r . T h e M M S h a s a s t r o n g e n v i r o n m e n t a l m a n d a t ea n d c o n d u c t s a n E n v i r o n m e n t a l S t u d i e s P r o g r a m t o o b t a i n i n f o r m a t i o n f o r r e g u l a t o r y a n dl e a s i n g d e c i s i o n s ( M M S 1 9 9 9 ) . A s p a r t o f t h a t p r o g r a m , a n M M S - s p o n s o r e d " W o r k s h o p

o n E n v i r o n m e n t a l I s s u e s S u r r o u n d i n g D e e p w a t e r O i l a n d G a s D e v e l o p m e n t " w a s h e l d i n1 9 9 7 . W o r k s h o p p a r t i c i p a n t s i d e n t i f i e d s y n t h e s i s o f e x i s t i n g e n v i r o n m e n t a l a n ds o c i o e c o n o m i c d a t a a s a n i m p o r t a n t p r i o r i t y ( C a r n e y 1 9 9 8 ) .T h i s s y n t h e s i s r e p o r t a d d r e s s e s t h e n e e d f o r a c o m p r e h e n s i v e s e a r c h a n d i n t e g r a t i o n o fe n v i r o n m e n t a l a n d s o c i o e c o n o m i c d a t a f o r t h e d e e p w a t e r G u l f o f M e x i c o . A s s u c h , i t i so n e o f s e v e r a l o n g o i n g a n d p l a n n e d M M S s t u d i e s p e r t i n e n t t o d e e p w a t e r o i l a n d g a sa c t i v i t i e s . T h e s e i n c l u d e t w o o t h e r " d e s k t o p " s t u d i e s a r e a n a l y s i s a n d s y n t h e s i s o fd e e p w a t e r p h y s i c a l o c e a n o g r a p h i c d a t a a n d a l i t e r a t u r e r e v i e w o f e n v i r o n m e n t a l r i s k s o fc h e m i c a l p r o d u c t s u s e d i n d e e p w a t e r o p e r a t i o n s a s w e l l a s n e w f i e l d s t u d i e s o f t h ec o n t i n e n t a l s l o p e b e n t h o s , s y n t h e t i c d r i l l i n g f l u i d s , a n d b e n t h i c e f f e c t s a t s e l e c t e dc o n t i n e n t a l s l o p e s i t e s .

O b j e c t i v e sT h e g e n e r a l p u r p o s e o f t h i s p r o g r a m w a s t o g a t h e r e n v i r o n m e n t a l a n d s o c i o e c o n o m i ci n f o r m a t i o n r e l a t e d t o t h e d e e p w a t e r e n v i r o n m e n t , i n o r d e r t od e s c r i b e t h e e c o s y s t e m ;

u n d e r s t a n d t h e e n v i r o n m e n t a l p r o c e s s e s t h a t d r i v e t h e s y s t e m ; a n du n d e r s t a n d p r o c e s s e s p o t e n t i a l l y s e n s i t i v e t o a n t h r o p o g e n i c a c t i v i t i e s , p a r t i c u i a r l y o i la n d g a s o p e r a t i o n s .

1

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I n t r o d u c t i o n

F o r t h e p u r p o s e s o f t h i s p r o g r a m , t h e d e e p w a t e r e n v i r o n m e n t i s d e f i n e d g e o g r a p h i c a l l y a se x t e n d i n g f r o m a d e p t h o f 3 0 5 m ( 1 , 0 0 0 f i ) t o t h e b o r d e r o f t h e U . S . E x c l u s i v e E c o n o m i cZ o n e ( F i g u r e 1 . 1 ) . T h i s i n c l u d e s t h e d e e p w a t e r p o r t i o n o f a l l t h r e e G u l f o f M e x i c o O C Sp l a n n i n g a r e a s ( W e s t e r n , C e n t r a l , a n d E a s t e r n ) .S p e c i f i c o b j e c t i v e s w e r e t o d e v e l o p ( 1 ) a s y n t h e s i s r e p o r t t h a t s u m m a r i z e s a v a i l a b l ei n f o r m a t i o n b y t o p i c a n d s y n t h e s i z e s i t i n a f r a m e w o r k t o d e s c r i b e t h e d e e p w a t e r G u l fe c o s y s t e m , d o m i n a n t e n v i r o n m e n t a l p r o c e s s e s , b i o l o g i c a l l y s e n s i t i v e p a t h w a y s , a n ds o c i o e c o n o m i c a c t i v i t i e s i n t h e a r e a ; a n d ( 2 ) a c o m p u t e r - s e a r c h a b l e d a t a b a s e ( a n n o t a t e db i b l i o g r a p h y ) i n c o r p o r a t i n g e x i s t i n g l i t e r a t u r e , r e l e v a n t d a t a , a n d o n g o i n g r e s e a r c hp e r t a i n i n g t o g e o l o g i c a l , p h y s i c a l , c h e m i c a l , a n d b i o l o g i c a l p r o c e s s e s o f t h e s t u d y a r e a ,s o c i a l a n d e c o n o m i c d a t a a n d l i t e r a t u r e , a n d d e e p w a t e r t e c l m o l o g y .

M e t h o d sT h e s y n t h e s i s e f f o r t w a s o r g a n i z e d b y d i s c i p l i n e , w i t h s p e c i a l i s t s i n e a c h d i s c i p l i n es e r v i n g a s c h a p t e r a u t h o r s . C o m p u t e r s e a r c h e s w e r e c o n d u c t e d u s i n g t h e D I A L O Gi n f o r m a t i o n r e t r i e v a l s y s t e m t o i d e n t i f r p u b l i s h e d l i t e r a t u r e , u n p u b l i s h e d r e p o r t s , d a t as e t s , a n d o n g o i n g o r p l a n n e d s t u d i e s . C h a p t e r a u t h o r s h e l p e d t o s e l e c t d a t a b a s e s a n dk e y w o r d s f o r t h e s e a r c h e s . P r e l i m i n a r y b i b l i o g r a p h i e s w e r e c i r c u l a t e d t o t h e a u t h o r s ,e a c h o f w h o m w a s f a m i l i a r w i t h t h e l i t e r a t u r e i n t h e i r r e s p e c t i v e a r e a o f e x p e r t i s e .A d d i t i o n a l r e f e r e n c e s w e r e p r o v i d e d b y t h e c h a p t e r a u t h o r s t o c o m p l e t e t h e b i b l i o g r a p h i cl i s t i n g . S u b s e q u e n t l y , a n n o t a t i o n s w e r e d o w n l o a d e d u s i n g D I A L O G a n d i m p o r t e d i n t oP r o - C i t e , a b i b l i o g r a p h i c c o m p u t e r p r o g r a m . F u r t h e r d e t a i l s o n t h e a n n o t a t e db i b l i o g r a p h y a r e p r o v i d e d i n V o l u m e I I .

A f t e r t h e c o m p l e t i o n o f t h e c o m p u t e r s e a r c h e s , a s y n t h e s i s p l a i m i n g m e e t i n g w a s h e l dd u r i n g A p r i l 1 9 9 9 . C h a p t e r a u t h o r s p r e s e n t e d p r e l i m i n a r y o v e r v i e w s o f t h e i r r e s p e c t i v et o p i c a r e a s , a n d d i s c u s s e d a p p r o a c h e s f o r p r o d u c i n g t h e s y n t h e s i s r e p o r t .

R e p o r t O r g a n i z a t i o nT h e r e p o r t i s d i v i d e d i n t o c h a p t e r s f o r t h e f o l l o w i n g t o p i c a r e a s :

2

2 - D e e p w a t e r T e c h n o l o g y 7 - N o n - S e e p B e n t h o s3 - G e o l o g y 8 - S e e p C o m m u n i t i e s4 - P h y s i c a l O c e a n o g r a p h y 9 - P r o t e c t e d S p e c i e s5 - C h e m i c a l O c e a n o g r a p h y 1 0 - F i s h e s a n d F i s h e r i e s6 W a t e r C o l u m n b i o l o g y 1 1 - S o c i o e c o n o m i c s

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F i g u r e 1 1 . D e e p w a t e r s t u d y a r e a .

L o u i s i a n a

G u l f o f M e x i c o

l $ S I S $ ! I

w - e rv i r o n m e n t

U . S . E x c l u s i v e E c o n o m i c Z o n e

I .8 8 8 6 8

A l a b a m a G

o 2 5o 5 0

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I n t r o d u c t i o n

A f i n a l S y n t h e s i s C h a p t e r d r a w s t o g e t h e r i n f o n n a t i o n f r o m p r e c e d i n g c h a p t e r s t o i d e n t i f ys i g n i f i c a n t f i n d i n g s , k e y i s s u e s a s s o c i a t e d w i t h o i l a n d g a s r e l a t e d a c t i v i t i e s i n t h ed e e p w a t e r e n v i r o n m e n t , a n d c r i t i c a l i n f o r m a t i o n n e e d s .A t a b l e o f c o n t e n t s i s p r o v i d e d a t t h e b e g i n n i n g o f e a c h c h a p t e r t o o r i e n t t h e r e a d e r .R e f e r e n c e s c i t e d i n e a c h c h a p t e r a r e l i s t e d a t t h e e n d o f t h a t c h a p t e r . T h e A n n o t a t e dB i b l i o g r a p h y , p r o v i d e d a s a s e p a r a t e V o l u m e I I , i n c l u d e s b o t h r e f e r e n c e s c i t e d i n t h er e p o r t a n d o t h e r r e l e v a n t c i t a t i o n s .

L i t e r a t u r e C i t e dC a r n e y , R . S . 1 9 9 8 . W o r k s h o p o n e n v i r o n m e n t a l i s s u e s s u r r o u n d i n g d e e p w a t e r o i l a n d g a sd e v e l o p m e n t : F i n a l r e p o r t . O C S S t u d y M M S 9 8 - 0 0 2 2 . U . S . D e p a r t m e n t o f t h e I n t e r i o r ,M i n e r a l s M a n a g e m e n t S e r v i c e , G u l f o f M e x i c o O C S R e g i o n , N e w O r l e a n s , L A . 1 6 3 p p .C r a n s w i c k , D . a n d J . R e g g . 1 9 9 7 . D e e p w a t e r i n t h e G u l f o f M e x i c o : A m e r i c a ' s n e w f r o n t i e r .

O C S S t u d y M M S 9 7 - 0 0 0 4 . U . S . D e p a r t m e n t o f t h e I n t e r i o r , M i n e r a l s M a n a g e m e n tS e r v i c e , G u l f o f M e x i c o O C S R e g i o n , N e w O r l e a n s , L A . 4 3 p p .M i n e r a l s M a n a g e m e n t S e r v i c e . 1 9 9 9 . E n v i r o n m e n t a l S t u d i e s P r o g r a m w e b s i t e .h t t p : / / w w w . m m s . g o v / e p p d / s t u d i e s / i n d e x . h t m .

4

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C h a p t e r 2 : D e e p w a t e r T e c h n o l o g yE . G . W a r d

I n t r o d u c t i o n 5S h a l l o w W a t e r P r o d u c t i o n f r o m F i x e d P l a t f o r m s 5D e e p w a t e r P r o d u c t i o n t o D a t e 6D e e p w a t e r D e v e l o p m e n t A c t i v i t i e s t o D a t e 7D e e p w a t e r P r o d u c t i o n S y s t e m s 7F l o a t i n g P r o d u c t i o n S y s t e m s 9S u b s e a P r o d u c t i o n S y s t e m s 1 4T r a n s p o r t a t i o n S y s t e m s 1 5F u t u r e D e e p w a t e r D e v e l o p m e n t A c t i v i t i e s 1 6F u t u r e D e e p w a t e r P r o d u c t i o n 1 6F l o a t i n g P r o d u c t i o n S t r u c t u r e s 1 6S u b s e a P r o d u c t i o n S y s t e m s 1 8T r a n s p o r t a t i o n S y s t e m s 1 9F u t u r e T e c h n o l o g y C h a l l e n g e s 2 0

L i t e r a t u r e C i t e d 2 0

I n t r o d u c t i o nI n m a n y r e s p e c t s , o f f s h o r e o i l a n d g a s p r o d u c t i o n h a s i t s r o o t s i n t h e G u l f o f M e x i c o . O i la n d g a s p r o d u c t i o n i n t h e G u l f o f M e x i c o s t a r t e d i n 1 9 4 7 i n a b o u t 5 m w a t e r d e p t h .M u c h o f t h e t e c h n o l o g y a n d e x p e r i e n c e d e v e l o p e d f o r t h e G u l f e s t a b l i s h e d s t a n d a r d s a n dp r a c t i c e s f o r s u b s e q u e n t o f f s h o r e o i l a n d g a s d e v e l o p m e n t s t h r o u g h o u t t h e w o r l d .S h a f l o w W a t e r P r o d u c t i o n f r o m F i x e d P l a t f o r m sT h e f i r s t o f f s h o r e p l a t f o r m w a s i n s t a l l e d i n t h e G u l f i n 1 9 4 7 i n a b o u t 5 m o f w a t e r . T h e r eh a s b e e n a s t e a d y m a r c h t o w a r d e v e r - i n c r e a s i n g d e p t h s s i n c e t h a t t i m e . I n t h e 1 9 6 0 ' s ,d e p t h s h a d j u s t e x c e e d e d 1 0 0 m . I n 1 9 7 8 , t h e C o g n a c p l a t f o r m w a s i n s t a l l e d i n 3 0 0 m .T h e B u l l w i n k l e p l a t f o r m w a s i n s t a l l e d i n 4 1 3 m o f w a t e r i n 1 9 8 9 , a n d i s t h e d e e p e s t f i x e dp l a t f o r m . D u r i n g t h i s 4 0 - y e a r s p a n , s o m e 7 , 0 0 0 p l a t f o r m s h a v e b e e n i n s t a l l e d a n d h a v es e r v e d t h e i n d u s t r y a n d p u b l i c w e l l i n p r o v i d i n g a r e l i a b l e a n d e c o n o m i c a l m e a n s o fd e v e l o p i n g a n d p r o d u c i n g o i l a n d g a s . A b o u t 4 , 0 0 0 p l a t f o r m s a r e c u r r e n t l y i n p l a c e a n dp r o d u c i n g .

E x p l o r a t o i y d r i l l i n g p r e c e d e s t h e i n s t a l l a t i o n o f a p r o d u c t i o n p l a t f o r m . M o b i l e O f f s h o r eD r i l l i n g U n i t s ( M O D U s ) a r e u s e d t o d r i l l e x p l o r a t o r y w e l l s . F o l l o w i n g a d i s c o v e r y o fh y d r o c a r b o n s , o n e o r m o r e d e l i n e a t i o n w e l l s m a y b e d r i l l e d t o c o n f i r m t h e c o m m e r c i a ls i g n i f i c a n c e o f t h e d i s c o v e r y . A p r o d u c t i o n p l a t f o r m i s i n s t a l l e d o n c e a d i s c o v e r y i sj u d g e d t o b e c o m m e r c i a l l y v i a b l e .

T h e f u n c t i o n o f t h e s e p l a t f o r m s i s t o p r o v i d e a w o r k s p a c e t h a t c a n b e u s e d t o s u p p o r t t h ed e v e l o p m e n t d r i l l i n g o f p r o d u c t i o n w e l l s a n d p r o d u c t i o n e q u i p m e n t . A d r i l l i n g r i g o n t h ep l a t f o r m i s u s e d t o d r i l l a n d c o m p l e t e t h e p r o d u c t i o n w e l l s . T h e w e l l s y s t e m a n d d r i l l i n go p e r a t i o n s a r e f u n c t i o n a l l y s i m i l a r t o t h a t u s e d o n s h o r e . A n u m b e r o f w e l l s a r e d r i l l e df r o m e a c h p l a t f o r m . F l o w r a t e s f o r w e l l s c o m p l e t e d i n r e s e r v o i r s t y p i c a l o f s h a l l o w w a t e rl o c a t i o n s h a v e t y p i c a l l y b e e n i n t h e r a n g e o f u p t o 2 , 5 0 0 b a r r e l s o f o i l p e r d a y ( B O P D ) .

5

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W a r d : D e e p w a t e r T e c h n o l o g y

T h e p r o d u c t i o n e q u i p m e n t s e p a r a t e s t h e p r o d u c e d o i l , g a s , a r i d w a t e r , a n d t h e o i l a n d g a sa r e t r a n s p o r t e d t o s h o r e t h r o u g h s e p a r a t e p i p e l i n e s l a i d o n t h e s e a f l o o r . U n b o a r d p u m p sa n d c o m p r e s s o r s p r o v i d e t h e n e c e s s a r y . e n e r g y t o t r a n s p o r t t h e o i l a n d g a s t o s h o r e . T h ep r o d u c e d w a t e r i s p a s s e d t h r o u g h a n o i l - w a t e r s e p a r a t o r a n d d i s c h a r g e d i n t o t h e o c e a n .T h e s e b o t t o m - f o u n d e d p l a t f o r m s a r e f i x e d t o t h e s e a f l o o r b y a f o u n d a t i o n c o n s i s t i n g o fp i l i n g s d r i v e n d e e p i n t o t h e o c e a n f l o o r . T h e d e c k s u p o n w h i c h t h e e q u i p m e n t i s p l a c e da r e l o c a t e d a t a n e l e v a t i o n h i g h e n o u g h a b o v e s e a l e v e l t o a v o i d b e i n g i n u n d a t e d b ys e v e r e w a v e s . T h e s t r e n g t h o f t h e p l a t f o r m a r i d i t s p i l e f o u n d a t i o n a r e d e s i g n e d t o r e s i s tt h e l a t e r a l f o r c e s a n d o v e r t u r n i n g m o m e n t s c a u s e d b y s e v e r e h u r r i c a n e w a v e s , c u r r e n t s ,a n d w i n d s . T h e s e p l a t f o r m s t e n d t o b e q u i t e s t i f f a n d t h e r e s p o n s e t o l o a d s i s m o s t l ys t a t i c .D e e p w a t e r P r o d u c t i o n t o D a t eA s r e s e r v o i r s h a v e b e e n d i s c o v e r e d a n d p r o d u c e d i n s h a l l o w e r w a t e r s , t h e s e a r c h f o r n e wh y d r o c a r b o n r e s e r v e s h a s t u r n e d t o e v e r - i n c r e a s i n g d e p t h s . F o r t h e p u r p o s e s o f t h i sr e p o r t , w e w i l l a d o p t a d e p t h o f 3 0 5 m ( 1 , 0 0 0 f t ) a s t h e d e l i n e a t i o n b e t w e e n " d e e p " a n d" s h a l l o w " w a t e r . L e a s e s a l e s i n t h e 1 9 8 0 ' s b e g a n t o f o c u s o n d e e p w a t e r a c r e a g e , a n de x p l o r a t i o n d r i l l i n g s o o n f o l l o w e d . D i s c o v e r i e s w e r e m a d e , b u t d e v e l o p m e n t a c t i v i t i e sl a g g e d a b i t d u e t o t h e d o w n t u r n i n o i l p r i c e s i n t h e m i d - l 9 8 0 ' s a n d t h e t i m e t o d e v e l o pa n d i m p l e m e n t t h e t e c h n o l o g y n e e d e d t o p r o d u c e o i l a n d g a s i n w a t e r d e p t h s o f s e v e r a lt h o u s a n d f e e t .D e e p w a t e r d i s c o v e r i e s a n d p r o d u c t i o n h a v e i n c r e a s e d v e r y r a p i d l y d u r i n g t h e 1 9 9 0 ' s a ss h o w n i n t h e f o l l o w i n g F i g u r e 2 . 1 . P r o d u c t i o n s t a t i s t i c s a r e s h o w n f o r 1 9 9 4 - 1 9 9 8( C o n g d o n a n d F a g o t 1 9 9 9 ) . T h e p r o d u c t i o n r a t e s h o w n f o r 1 9 9 9 i s a n e x t r a p o l a t i o n , b u ta g r e e s w i t h a n e a r l i e r e s t i m a t e ( M o r r i s o n 1 9 9 7 ) . T h e e s t i m a t e d 1 9 9 9 p r o d u c t i o nr e p r e s e n t s a f i v e - f o l d i n c r e a s e i n 5 y e a r s .

w0

1 0 0 0

9 0 0 -8 0 0 -7 0 0 -6 0 0 -5 0 0 -4 0 0 -

3 0 0 -2 0 01 0 0 -

0

+

1 9 9 4 1 9 9 5 1 9 9 6 1 9 9 7 1 9 9 8 1 9 9 9 2 0 0 0F i g u r e 2 . 1 . D e e p w a t e r p r o d u c t i o n i n t h e G u l f o f M e x i c o ( t h o u s a n d s o fb a r r e l s o i l e q u i v a l e n t p e r d a y , M B O E P D ) .

6

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S u b s e a S y s t e m F i x e d( 3 0 0 - 2 , 1 5 0 m ) P l a t f o r m( t o 5 0 0 m )

C o m p l i a n tT o w e r( 5 0 0 - 9 0 0 m ) S e m i s u b m e r s i b l e - B a s e d

F l o a t i n g P r o d u c t i o nS y s t e m( 5 0 0 1 , 2 0 0 m )

T e n s i o n L e g S p a rP l a t F o r m ( 6 0 0 - 3 , 0 0 0 m )( 5 0 0 - 2 , 1 5 0 m )

7


D e e p w a t e r D e v e l o p m e n t A c t i v i t i e s t o D a t eD e e p w a t e r o i l a n d g a s d e v e l o p m e n t h a s e v o l v e d a n d b u i l t u p o n t h e t e c i m o l o g y a n do p e r a t i o n a l e x p e r i e n c e t h a t h a v e b e e n s u c c e s s f u l l y e m p l o y e d i n s h a l l o w e r w a t e r s i n t h eG u l f o f M e x i c o . P r o d u c t i o n s y s t e m s h a v e n o w b e e n i n s t a l l e d i n w a t e r d e p t h sa p p r o a c h i n g 1 , 5 0 0 m . L e s s o n s l e a r n e d i n c l u d e t h e f o l l o w i n g :

L a r g e , p r o d u c t i v e r e s e r v o i r s e x i s t i n t h e G u l f . A w e l l a t U r s a r e c e n t l y p r o d u c e d o v e r5 0 , 0 0 0 B O P D ( S m i t h 1 9 9 9 ) . S u c h d a i l y p r o d u c t i o n r a t e s i n t h e G u l f w e r e u n h e a r d o fa f e w y e a r s a g o a r i d a r e d u e t o t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f d e e p w a t e r r e s e r v o i r s a n d l a r g ea d v a n c e s i n w e l l t e c h n o l o g y . T h e l a r g e s t e s t i m a t e d r e s e r v e s a r e 1 , 0 0 0 m i l l i o n b a r r e l so i l e q u i v a l e n t ( M M B O E ) f o r a p r o s p e c t n a m e d C r a z y H o r s e i n a b o u t 1 , 8 0 0 m d e p t h( D e L u c a 1 9 9 9 b ) .T h e i n d u s t r y h a s p r o v e d t h a t i t c a n d e v e l o p r e s e r v e s i n a s a f e , e n v i r o n m e n t a l l y s o u n d ,a n d a n e c o n o m i c m a n n e r i n d e p t h s a p p r o a c h i n g 1 , 8 0 0 m .

I n t h e f o l l o w i n g s e c t i o n , w e w i l l d i s c u s s t h e t e e l m o l o g y i n v o l v e d i n t h e s e d e v e l o p m e n t sa n d i t s i m p l e m e n t a t i o n .D e e p w a t e r P r o d u c t i o n S y s t e m s

A n u m b e r o f d i f f e r e n t s y s t e m s h a v e b e e n d e v e l o p e d f o r d e e p w a t e r p r o d u c t i o n . T h e s ei n c l u d e b o t t o m - f o u n d e d s t r u c t u r e s ( f i x e d p l a t f o r m s a n d c o m p l i a n t t o w e r s ) , f l o a t i n gs y s t e m s ( t e n s i o n l e g p l a t f o r m s [ T L P s ] , s p a r s , s e m i s u b m e r s i b l e s ) , a n d s u b s e a s y s t e m s .T h e s e s y s t e m s a r e s h o w n i n F i g u r e 2 . 2 ( C r a n s w i c k a n d R e g g 1 9 9 7 ) . T h e s y s t e m si n s t a l l e d o n s p e c i f i c p r o j e c t s a n d t h e w a t e r d e p t h s a r e l i s t e d i n T a b l e 2 . 1 ( C r a n s w i c k a n dR e g g 1 9 9 7 ; O f f s h o r e M a g a z i n e , v a r i o u s a r t i c l e s 1 9 9 7 - 1 9 9 9 ) .

F i g u r e 2 . 2 . D e e p w a t e r p r o d u c t i o n s y s t e m s i n t h e G u l f o f M e x i c o .

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T a b l e 2 . 1 . P r o d u c t i o n s y s t e m s f o r c u r r e n t d e e p w a t e r p r o j e c t s i n t h e G u l f o f M e x i c o

8

P r o j e c t W a t e r D e p t h ( m ) P r o d u c t i o n S y s t e m T y p e F i r s t P r o d u c t i o nB a l d p a t e 6 1 1 C o m p l i a n t T o w e r 1 9 9 8P e t r o n i u s 5 3 6 C o m p l i a n t T o w e r 2 0 0 0A m b e r j a c k 3 1 5 F i x e d p l a t f o r m 1 9 9 1B u l l w i n k l e 4 1 4 F i x e d p l a t f o r m 1 9 8 9C o g n a c 3 1 3 F i x e d p l a t f o r m 1 9 7 9P o m p a n o I 3 9 4 F i x e d p l a t f o r m 1 9 9 4L e n a 3 1 1 G u y e d T o w e r 1 9 8 3C o o p e r 6 7 0 S e m i s u b m e r s i b l e 1 9 9 5G e n e s i s 7 9 4 S p a r 1 9 9 9H o o v e r 1 , 4 6 8 S p a r ( w / D i a n a ) 2 0 0 0K i n g 1 , 0 0 5 S u b s e a 2 0 0 0O y s t e r 3 6 7 S u b s e a 1 9 9 7S h a s t a 3 1 8 S u b s e a 1 9 9 5T a h o e 4 5 9 S u b s e a 1 9 9 4

T a h o e I I 4 5 9 S u b s e a 1 9 9 6V K 8 6 2 3 1 9 S u b s e a 1 9 9 5Z i n c 4 5 2 S u b s e a 1 9 9 3P o p e y e 6 1 2 S u b s e a ( s h e l f ) 1 9 9 6M a c a r o n i 1 , 1 0 1 S u b s e a ( A u g e r ) 1 9 9 9A n g u s 6 1 2 S u b s e a ( B u l l w i n k l e ) 1 9 9 9R o c k y 5 4 6 S u b s e a ( B u l i w i n k l e ) 1 9 9 7T r o i k a 8 3 2 S u b s e a ( B u l i w i n k l e ) 1 9 9 8D i a n a 1 , 3 4 6 S u b s e a ( H o o v e r ) 2 0 0 0E u r o p a 1 , 1 8 9 S u b s e a ( M a r s ) 2 0 0 0P o m p a n o I I 5 7 0 S u b s e a ( P o m p a n o 1 ) 1 9 9 5M e n s a 1 , 6 4 4 S u b s e a ( s h e l f ) 1 9 9 7A u g e r 8 7 5 T L P 1 9 9 4B r u t u s 8 8 0 T L P 2 0 0 1J o l l i e t 5 2 6 T L P 1 9 8 9M a r l i n 9 9 0 T L P 1 9 9 9M a r s 8 9 9 T L P 1 9 9 6R a m - P o w e l l 9 9 5 T L P 1 9 9 7U r s a 1 , 2 3 0 T L P 1 9 9 9A l l e g h e n y 9 7 4 T L P ( S e a s t a r ) 1 9 9 9M o r p e t h 4 9 8 T L P ( S e a s t a r ) 1 9 9 8

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F i x e d p l a t f o r m s h a v e b e e n i n s t a l l e d i n d e p t h s t o 4 1 3 r n . W h i l e i t i s t e c h n i c a l l y f e a s i b l e t oe x t e n d t h e f i x e d p l a t f o r m c o n c e p t t o t h e 5 0 0 t o 7 5 0 m w a t e r d e p t h r a n g e , t h e l a r g e c a p i t a lc o s t s f o r t h e s e p l a t f o r m s r e s u l t i n p r o j e c t s t h a t a r e n o t e c o n o m i c a l l y f e a s i b l e . T h ec o m p l i a n t t o w e r , a n o t h e r b o t t o m - f o u n d e d s t r u c t u r e t h a t h a s s o m e s i m i l a r i t i e s t o a f i x e dp l a t f o r m , h a s a l s o b e e n d e v e l o p e d a n d i m p l e m e n t e d . C o m p l i a n t t o w e r s c a n b e a C o s te f f e c t i v e a l t e r n a t i v e i n w a t e r d e p t h s i n t h e r a n g e o f 5 0 0 t o 7 5 0 m . H o w e v e r , t h e n u m b e ro f a p p l i c a t i o n s a p p e a r s t o b e l i m i t e d b y t h e l i m i t e d a c r e a g e i n t h e G u l f i n t h i s w a t e r d e p t hr a n g e . B e c a u s e o f t h e s e w a t e r d e p t h l i m i t a t i o n s , t h e m a j o r e m p h a s e s h a v e b e e n o nv a r i o u s f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m s a n d s u b s e a p r o d u c t i o n s y s t e m s . F l o a t i n g p r o d u c t i o ns y s t e m s a n d s u b s e a s y s t e m s h a v e u s h e r e d i n t h e d e v e l o p m e n t o f d e e p w a t e r p r o d u c t i o n i nt h e G u l f . F l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m s i n t h e G u l f i n c l u d e T L P s , s p a r s , a n ds e r n i s u b m e r s i b l e s . T h e s e s y s t e m s p r o v i d e d t h e f l e x i b i l i t y o f b e i n g c o s t e f f e c t i v e o v e r t h er a n g e o f w a t e r d e p t h s b e i n g d e v e l o p e d i n t h e 1 9 9 0 ' s , a n d c a n b e e x t e n d e d t o e v e n d e e p e rw a t e r . W e w i l l n e x t r e v i e w t h e d e e p w a t e r t e c h n o l o g y t h a t h a s b e e n d e v e l o p e d a n di m p l e m e n t e d t o d a t e .

F l o a t i n g P r o d u c t i o n S y s t e m sG e n e r a l A t t r i b u t e s o f F l o a t i n g S y s t e m sF l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m s g e n e r a l l y h a v e a n u m b e r o f f u n c t i o n a l l y s i m i l a r c o m p o n e n t so r e l e m e n t s . M a j o r c o m p o n e n t s i n c l u d e t h e h u l l , d e c k , t o p s i d e e q u i p m e n t , w e l l s y s t e m ,m o o r i n g s y s t e m , a n d t r a n s p o r t a t i o n s y s t e m f o r t h e p r o d u c e d o i l a n d g a s . T h e s e a r ed e s c r i b e d b e l o w t o p r o v i d e a c o n t e x t f o r u n d e r s t a n d i n g , c o m p a r i n g , a n d c o n t r a s t i n g t h es p e c i f i c s y s t e m s .

H u l l a n d D e c k . T h e h u l l p r o v i d e s t h e n e c e s s a r y b u o y a n c y t o s u p p o r t d e c k , t o p s i d e s ,m o o r i n g s y s t e m , a n d w e l l r i s e r s . T h e d e c k ( a c t u a l l y s e v e r a l s t a c k e d o r m u l t i l e v e l d e c k s )s i t s a t o p t h e h u l l a n d s u p p o r t s t h e t o p s i d e s , d r i l l i n g e q u i p m e n t ( i f a n y ) , a n d p e r s o n n e lq u a r t e r s .T o p s i d e s . T h e t o p s i d e s i n c l u d e s p r o d u c t i o n f a c i l i t i e s a n d e q u i p m e n t t o s e p a r a t e p r o d u c e do i l , g a s , a n d w a t e r ; w a t e r t r e a t m e n t f a c i l i t i e s t o c l e a n t h e p r o d u c e d w a t e r s o t h a t i t c a n b ed i s c h a r g e d o v e r b o a r d ; a n d c o n t r o l a n d s a f e t y s y s t e m s t o m o n i t o r , c o n t r o l , a n d m e t e rp r o d u c t i o n . T h e t o p s i d e s a l s o i n c l u d e p o w e r g e n e r a t i o n e q u i p m e n t a n d t h e p u m p i n g a n dc o m p r e s s i o n e q u i p m e n t n e e d e d t o s e n d t h e p r o d u c t i o n t o s h o r e . T h e t o p s i d e s m a y a l s oi n c l u d e d r i l l i n g e q u i p m e n t . F o r f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m s w i t h o u t d r i l l i n g e q u i p m e n t ,w e l l s a r e p r e - d r i l l e d b y M O D U s , a n d M O D U s a r e r e q u i r e d t o r e t u r n f o r w e l lm a i n t e n a n c e a n d r e c o m p l e t i o n s . S u c h w e l l s a r e c o m p l e t e d a s s u b s e a w e l l s t h a t a r e t i e db a c k t o t h e f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m b y f l o w l i n e s a n d r i s e r s .

W e l l S y s t e m s . T h e r e a r e t w o t y p e s o f w e l l s y s t e m s u s e d o n f l o a t i n g p r o d u c t i o ns y s t e m s s u r f a c e w e l l s a n d s u b s e a w e l l s . S u r f a c e w e l l s y s t e m s h a v e a d r y w e l l h e a d a n dt r e e t h a t i s l o c a t e d o n t h e d e c k o f t h e f l o a t i n g s y s t e m . A v e r t i c a l r i g i d p r o d u c t i o n r i s e rc o n n e c t s t h e s u r f a c e w e l l h e a d a n d t r e e t o t h e w e l l a t t h e s e a f l o o r . R e l a t i v e m o v e m e n tb e t w e e n t h e r i s e r a n d t h e f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m i s a c c o m m o d a t e d b y a r i s e r

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t e n s i o n i n g s y s t e m t h a t p r o v i d e s a c o n s t a n t t o p t e n s i o n t h r o u g h e i t h e r m e c h a n i c a l m e a n so r b u o y a n c y . S u r f a c e w e l l s y s t e m s o n f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m s a r e a d i r e c t e x t e n s i o no f t h e w e l l s y s t e m s u s e d o n p l a t f o r m s , w i t h t h e m a i n d i f f e r e n c e b e i n g t h e c o m p l e x i t y a n dd y n a m i c r e s p o n s e o f t h e r i s e r . S u r f a c e w e l l s y s t e m s a r e l i m i t e d t o f l o a t i n g s y s t e m s w i t hl i t t l e v e r t i c a l m o t i o n a n d t h u s l i t t l e r e l a t i v e m o t i o n b e t w e e n t h e f l o a t e r a n d t h e b o t t o m -f i x e d r i s e r . A d v a n t a g e s o f s u r f a c e w e l l s y s t e m s i n c l u d e t h e r e l a t i v e e a s e o f d r i l l i n g ,m a i n t a i n i n g , a n d s e r v i c i n g w e l l s f r o m a d r i l l i n g o r w o r k o v e r r i g o n t h e f l o a t i n gp r o d u c t i o n s y s t e m , s i m p l e r w e l l m o n i t o r i n g a n d c o n t r o l e q u i p m e n t , a n d t h e a b i l i t y t or e c e i v e t h e p r o d u c e d o i l a n d g a s d i r e c t l y o n b o a r d f o r i m m e d i a t e p r o c e s s i n g w i t h o u t t h ep r o d u c e d f l u i d s h a v i n g t o f l o w u n p r o c e s s e d t h r o u g h a f l o w l i n e .S u b s e a w e l l s h a v e a w e t w e l l h e a d a n d t r e e t h a t i s l o c a t e d o n t h e s e a f l o o r . T h e w e l l s a r eo f f s e t f r o m t h e f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m t y p i c a l l y b y a t l e a s t s e v e r a l m i l e s . A s u b s e aw e l l i s c o n n e c t e d b a c k t o t h e f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m b y s e a f l o o r f l o w l i n e s a n d ac o m p l i a n t f l e x i b l e p r o d u c t i o n r i s e r . T h e r e l a t i v e m o t i o n b e t w e e n t h e f i x e d s u b s e a w e l la n d t h e f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m c a n b e a c c o m m o d a t e d b y t h e f l e x i b i l i t y t h a t i sp r o v i d e d b y t h e r i s e r l e n g t h a n d s h a p e ( e . g . , c a t e n a r y o r l a z y w a v e ) a n d / o r t h e r i s e r

m a t e r i a l . N o r i s e r t e n s i o n i n g s y s t e m i s u s e d . T h e i n h e r e n t f l e x i b i l i t y o f s u c h r i s e rs y s t e m s a l l o w s s u b s e a w e l l s t o b e u s e d o n f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m s w i t h s i g n i f i c a n tv e r t i c a l m o t i o n . S u b s e a w e l l s h a v e t o b e d r i l l e d , m a i n t a i n e d , a n d s e r v i c e d b y a M O D U .T h i s d e c o u p l e s t h e d r i l l i n g a n d w e l l s e r v i c i n g e q u i p m e n t a n d o p e r a t i o n s f r o m t h e f l o a t i n gp r o d u c t i o n s y s t e m . T h i s c a n r e s u l t i n s i m p l e r f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m a n d l e s s i m p a c to f s i m u l t a n e o u s d r i l l i n g a n d p r o d u c t i o n o p e r a t i o n s . A l s o , t h e w e l l s c a n b e s p r e a d o u t a n dd i s t r i b u t e d t o p e n e t r a t e t h e r e s e r v o i r w h e r e n e e d e d r e s u l t i n g i n s i m p l e r , s h o r t e r , m o r ed i r e c t w e l l s w h i c h a r e c h e a p e r t o d r i l l . ( C o m p a r e t h i s t o h a v i n g t o d r i l l d e v i a t e d w e l l sf r o m a c o m m o n s u r f a c e l o c a t i o n t h a t h a v e t o i n c l u d e s i g n i f i c a n t h o r i z o n t a l s e g m e n t s t or e a c h d i f f e r e n t p a r t s o f t h e r e s e r v o i r . )A m a j o r c h a l l e n g e i s e n s u r i n g c o n t i n u o u s f l o w o f u n p r o c e s s e d o i l a n d g a s f r o m s u b s e aw e l l s t h r o u g h t h e f l o w l i n e s o n t h e s e a f l o o r . T h e s e f l o w l i n e s l i e o n t h e s e a f l o o r a n d a r et h u s s u b j e c t e d t o t h e c o l d t e m p e r a t u r e s a t t h e o c e a n b o t t o m . T h e p r o d u c e d o i l a n d g a sa r e c o o l e d a s t h e y f l o w t h r o u g h t h e f l o w l i r i e s . P a r a f f i n a n d a s p h a l t e n e c o m p o u n d s i np r o d u c e d o i l a n d h y d r a t e s i n p r o d u c e d g a s , w h i c h a r e n o r m a l l y i n s o l u t i o n a t r e s e r v o i rt e m p e r a t u r e s a n d p r e s s u r e s , c a n b e d e p o s i t e d a s t h e y c o o l a n d e v e n t u a l l y p l u g t h ef l o w l i n e s . O n c e t h e y a r e p l u g g e d , i t c a n b e v e r y d i f f i c u l t a n d c o s t l y t o c l e a n o u t t h ef l o w l i n e s a n d r e e s t a b l i s h p r o d u c t i o n . S e v e r a l t e c h n i q u e s a r e u s e d t o a s s u r e f l o w . F l o wa s s u r a n c e m e a s u r e s i n c l u d e t h e i n j e c t i o n o f c h e m i c a l s a t t h e w e l l h e a d t o i n h i b i t t h ef o r m a t i o n o f p a r a f f i n , a s p h a l t e n e , o r h y d r a t e p l u g s ; i n s u l a t e d f l o w l i n e s t o m a i n t a i n ah i g h e r t e m p e r a t u r e ; a n d p e r i o d i c c l e a n i n g b y p u m p i n g m e c h a n i c a l d e v i c e s t h r o u g h t h e

f l o w l i n e s . T h e s e f l o w a s s u r a n c e m e a s u r e s a d d s i g n i f i c a n t c a p i t a l a n d o p e r a t i o n a l c o s t s t ot h e s u b s e a w e l l s , o f t e n n e g a t i n g s a v i n g s d u e t o o t h e r a d v a n t a g e s . O t h e r d i s a d v a n t a g e si n c l u d e m o r e c o m p l e x w e l l m o n i t o r i n g a n d c o n t r o l e q u i p m e n t , a n d t h e n e e d f o r a nu m b i l i c a l t o p r o v i d e p o w e r , c o n t r o l , a n d c h e m i c a l s t o t h e s u b s e a w e l l s .

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M o o r i n g S y s t e m s . M o o r i n g s y s t e m s c o n n e c t t h e f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m t o p i l e df o u n d a t i o n s y s t e m s o r a n c h o r s o n t h e s e a f l o o r . T h e m o o r i n g s y s t e m p r o v i d e s t h e l a t e r a lr e s t o r i n g f o r c e s t o r e s i s t t h e h o r i z o n t a l w a v e , w i n d , a n d c u r r e n t f o r c e s t r y i n g t o o f f s e t t h ef l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m . T h e s i g n i f i c a n t o f f s e t m o t i o n s a r e d u e t o w i n d , c u r r e n t , a n dw a v e d r i f t , a n d g e n e r a l l y h a v e p e r i o d s o f s e v e r a l m i n u t e s . M o o r i n g s y s t e m s a r eg e n e r a l l y d e s i g n e d t o r e s t r i c t t h e l a t e r a l o f f s e t o f t h e f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m t o a b o u t1 0 % o f t h e w a t e r d e p t h , e . g . a b o u t 3 0 m i n 3 0 0 m o f w a t e r . B o t h t o p - t e n s i o n e d r i s e r s a n dc a t e n a r y r i s e r s c a n b e d e s i g n e d t o a c c o m m o d a t e s u c h m o t i o n s . T h e m o o r i n g s y s t e m c a nb e a t e n d o n s y s t e m , a c a t e n a r y m o o r i n g s y s t e m , o r a t a u t m o o r i n g s y s t e m .

A t e n d o n s y s t e m u t i l i z e s a n u m b e r o f v e r t i c a l t e n d o n m e m b e r s . S e v e r a l t e n d o n s a r ea t t a c h e d t o e a c h c o r n e r o f t h e s y s t e m a n d a r e a f f i x e d t o p i l e f o u n d a t i o n s a t t h e s e a f l o o r .T h e t e n d o n s a r e m a d e o f h e a v y p i p e . T h e t e n d o n s a r e i n s t a l l e d i n a m a n n e r t h a t l e a v e st h e m u n d e r a v e r y l a r g e p r e - t e n s i o n . A s t h e p r o d u c t i o n s y s t e m i s o f f s e t , a r e s t o r i n g f o r c ei s d e v e l o p e d d u e t o t h e h o r i z o n t a l c o m p o n e n t o f t h e t e n d o n t e n s i o n s . ( T h e e f f e c t i s l i k ea n i n v e r t e d p e n d u l u m . ) T h e s e a f l o o r f o o t p r i n t g e n e r a t e d b y t h i s m o o r i n g s y s t e m i ss m a l l . n o l a r g e r t h a n t h e s t r u c t u r e i t s e l f H o w e v e r , t h e v e r t i c a l l o a d o n t h e s t r u c t u r e d u et o t h e p r e t e n s i o n a n d t h e w e i g h t o f t h e t e n d o n s i s q u i t e l a r g e a n d i n c r e a s e s t h e b u o y a n c yr e q u i r e m e n t s f o r t h e f l o a t i n g s y s t e m .A c a t e n a r y m o o r i n g s y s t e m u s e s a n u m b e r o f l e g s m a d e u p o f s t e e l w i r e s a n d c h a i ns e g m e n t s . S e v e r a l l e g s a r e a t t a c h e d t o e a c h c o r n e r o f t h e s y s t e m i n a s y m m e t r i c a lp a t t e r n . E a c h l e g i s m a d e u p o f a s e g m e n t w i r e l i n e , w h i c h i s a t t a c h e d t o t h e f l o a t i n gp r o d u c t i o n s y s t e m , a n d a h e a v y c h a i n s e g m e n t l i e s a l o n g t h e b o t t o m a n d a t t a c h e d t o a na n c h o r o f p i l e a t i t s e n d . T h e l e n g t h o f e a c h l e g i s o n t h e o r d e r o f 1 . 5 o r m o r e t i m e s t h ew a t e r d e p t h , a n d d r a p e s d o w n f r o m t h e f l o a t i n g s y s t e m i n a c a t e n a r y s h a p e t o a p o i n t n e a rt h e c h a i n t o u c h d o w n p o i n t , a n d t h e n l i e s o n t h e s e a f l o o r a n d s t r e t c h e s t o t h e e n d a t t a c h e dt o t h e a n c h o r o r t h e p i l e . A s t h e p r o d u c t i o n s y s t e m i s o f f s e t , a p o r t i o n o f t h e c h a i n i sp u l l e d o f f o f t h e b o t t o m a n d i t s h a n g i n g w e i g h t i n c r e a s e s t h e t e n s i o n i n t h e u p s t r e a m l e g sa n d t h u s p r o v i d e s a r e s t o r i n g f o r c e . T h i s i s a r e l a t i v e l y s i m p l e m o o r i n g s y s t e m t h a t h a s

b e e n u s e d f o r d e c a d e s o n s e m i s u b m e r s i b l e M O D U s . D i s a d v a n t a g e s i n c l u d e t h e w e i g h to f t h e m o o r i n g s y s t e m a n d t h e c o n g e s t i o n o n t h e s e a f l o o r c a u s e d b y t h e l a r g e h o r i z o n t a lf o o t p r i n t o f t h e m o o r i n g s y s t e m .T e n s i o n L e g P l a t f o r m sT L P s a r e t h e d o m i n a n t d e e p w a t e r f l o a t i n g p r o d u c t i o n s y s t e m i n t h e G u l f t o d a t e . S i xT L P s h a v e b e e n i n s t a l l e d i n d e p t h s r a n g i n g f r o m 5 2 5 t o 1 , 2 3 0 m ( C h i a n i s a n d P o l l 1 9 9 7 ) .T h e h u l l s h a v e f o u r c o l u m n s ( u p t o 2 6 m d i a m e t e r ) t h a t a r e c o n n e c t e d b y p o n t o o n s( F i g u r e 2 . 3 ) . T h e f i r s t T L P i n t h e G u 1 f , J o l l i e t , w a s a s m a l l T L P w i t h n o o n b o a r d d r i l l i n gc a p a b i l i t y a n d a m o d e s t p r o d u c t i o n f a c i l i t y . A u g e r ( B o u r g e o i s 1 9 9 5 ) a n d s u b s e q u e n tT L P s h a v e b e e n m u c h l a r g e r a n d i n c l u d e d r i l l i n g a n d e x t e n s i v e p r o d u c t i o n f a c i l i t i e s . T h ed e c k s a r e l a r g e ( u p t o 9 0 i n s q u a r e ) a n d c a n s u p p o r t e x t e n s i v e t o p s i d e f a c i l i t i e s ( Z i m m e re t a l . 1 9 9 9 ) . T h e l a r g e s i z e o f t h e d e c k s p r o v i d e s f l e x i b i l i t y , a n d t h e f a c i l i t i e s o n s o m eT L P s h a v e b e e n e x p a n d e d o r m o d i f i e d t o i n c r e a s e t h e p r o d u c t i o n c a p a c i t y ( J u d d a n dW a l l a c e 1 9 9 6 ) . T h e l a r g e s t c a p a c i t y f a c i l i t y i s o n U r s a a n d i s r a t e d a t 1 5 0 t h o u s a n db a r r e l s o f o i l p e r d a y ( M B O P D ) a n d 4 0 0 m i l l i o n s t a n d a r d c u b i c f e e t o f g a s p e r d a y( M M S C F P D ) ( J e f f e r i s e t a l . 1 9 9 9 ; S m i t h e t a l . 1 9 9 9 ) .

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P i l e s

E i p o r t R i s e r s

1 2

F i g u r e 2 . 3 . S c h e m a t i c s h o w i n g F i g u r e 2 . 4 . S c h e m a t i c s h o w i n gm a j o r c o m p o n e n t s o f a T L P . m a j o r c o m p o n e n t s o f a s p a r .T h e m o o r i n g s y s t e m i s m a d e u p o f t h r e e o r f o u r t e n d o n s a t t a c h e d t o e a c h c o r n e r . T h et e n d o n s a r e m a d e o f l a r g e , h i g h s t r e n g t h , t h i c k - w a l l e d p i p e t h a t i s a b o u t 1 m i n d i a m e t e ra n d 2 5 m m t h i c k . T h e s e a r e c o n n e c t e d t o f o u n d a t i o n e l e m e n t s t h a t a r e a f f i x e d t o t h es e a f l o o r b y l o n g p i l e s d r i v e n i n t o t h e s e a b e d . T h e s e T L P s h a v e l i t t l e v e r t i c a l m o t i o n d u et o t h e l o w n a t u r a l f r e q u e n c i e s o f v e r t i c a l m o t i o n s r e s u l t i n g f r o m t h e h i g h t e n d o n t e n s i o n s .T h e h i g h t e n s i o n i s p r o d u c e d b y e x c e s s b u o y a n c y d e s i g n e d i n t o t h e h u l l . T h e s m a l lv e r t i c a l m o t i o n s f a c i l i t a t e t h e u s e o f s u r f a c e w e l l s y s t e m s w i t h t o p - t e n s i o n e d r i s e r s .T L P s i n t h e G u l f t o d a t e h a v e u t i l i z e d a s u r f a c e w e l l s y s t e m . A l l T L P s e x c e p t f o r J o i l i e ta r e e q u i p p e d w i t h a u o n b o a r d d r i l l i n g r i g f o r d r i l l i n g a n d s e r v i c i n g p r o d u c t i o n w e l l s .S u b s e a w e l l s l o c a t e d a t s o m e k i l o m e t e r s a w a y h a v e b e e n t i e d b a c k t o T L P s ( D e L u c a1 9 9 9 a ) .

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T w o m i n i - T L P s o f t h e S e a s t a r d e s i g n b e e n i n s t a l l e d i n d e p t h s o f 5 0 0 a n d 9 7 5 m ( K i b b e e1 9 9 6 ; K i b b e e e t a l . 1 9 9 9 ; F u r l o w 1 9 9 9 a ) . T h e s e s m a l l e r s y s t e m s a r e d e s i g n e d t o p r o d u c es m a l l e r f i e l d s t h a n w o u l d b e e c o n o m i c a l l

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