Первые методы добычи нефти. Cтраны лидеры по добыче нефти за последний год. е место. Объединенные Арабские Эмираты

Россия располагает сегодня приблизительно 13% разведанных в мире нефтяных месторождений. Основным источником пополнения государственного бюджета нашей страны являются отчисления от результатов деятельности нефтегазодобывающей отрасли.

Нефтеносные слои находятся, как правило, глубоко в недрах земли. Скопление нефтяных масс в месторождениях происходит в горных породах пористой структуры, находящихся в окружении более плотных слоёв. Образцом природного резервуара служит пласт песчаника куполообразной формы, со всех сторон заблокированного слоями плотной глины.

Далеко не каждое разведанное месторождение становится объектом промышленной разработки и добычи. Решения по каждому принимаются только по итогам тщательного экономического обоснования.

Главный показатель месторождения – коэффициент нефтеотдачи, отношение объёма нефти под землей, к объёму, который можно получить для переработки. Пригодным для разработки является месторождение с прогнозируемым коэффициент нефтеотдачи от 30% и выше. По мере совершенствования технологий добычи в месторождении данный показатель доводится до 45% и выше .

В подземном хранилище всегда одновременно присутствуют сырая нефть, природный газ и вода под огромным давлением пластов земной коры. Параметр давления оказывает решающее влияние на выбор способа и технологии добычи.

Методы добычи нефти

Метод добычи нефти зависит от величины давления в пласте и способе его поддержания. Можно выделить три метода:

1. Первичный — нефть фонтанирует из скважины за счет высокого давления в нефтеносном пласте и не требует создания дополнительного искусственного нагнетания давления, коэффициент извлечение нефти 5-15%;
2. Вторичный — когда естественное давление в скважине падает и подъем нефти не возможен без дополнительного нагнетания давления за счет ввода в пласт воды или природного/попутного газа, коэффициент извлечение нефти 35-45%;
3. Третичный — увеличение извлечения нефти из пласта после снижения ее добычи вторичными методами, коэффициент извлечение нефти 40 — 60%.

Условная вязкость

Классификация способов добычи

По принципу физического воздействия на жидкое нефтяное тело сегодня есть только два основных способа добычи: фонтанный и механизированный.

В свою очередь к механизированному можно отнести газлифтный и насосный методы подъёма .
Если нефть из недр выдавливается на землю только под воздействием природной энергии нефтеносного пласта, то способ добычи называют фонтанным.

Но всегда наступает момент, когда запасы энергии пласта истощаются, а скважина перестаёт фонтанировать. Тогда подъем осуществляют с применением дополнительного энергетического оборудования. Такой способ добычи и является механизированным.

Механизированный способ бывает газлифтным и насосным . В свою очередь газлифт можно осуществлять компрессорным и бескомпрессорным методом.

Насосный способ реализуется посредством использования мощных глубинных насосов: штанговых, электроцентробежных погружных.
Рассмотрим более подробно каждый способ в отдельности.

Фонтанный способ добычи нефти: самый дешевый и простой

Освоение новых месторождений всегда осуществляется с использованием фонтанного способа добычи. Это самый простой, эффективный и дешевый метод. Он не требует дополнительных затрат энергоресурсов и сложного оборудования, так как процесс подъёма продукта на поверхность происходит за счет избыточного давления в самой нефтяной залежи.

Основные преимущества

Главные преимущества фонтанного способа:

• Простейшее оборудование скважины;
• Минимум затрат электроэнергии;
• Гибкость в управлении процессами откачки, вплоть до возможности полной
  остановки;
• Возможность дистанционного управления процессами;
• Продолжительный межтехнологический интервал работы оборудования;

Для эксплуатации новой скважины нужно установить над ней полный контроль. Укрощение фонтана производится с помощью монтажа специальной запорной арматуры, позволяющей впоследствии управлять потоком, контролировать режимы работы, производить полную герметизацию, а если нужно, то и консервацию.
Скважины оборудуют подъёмными трубами разного диаметра, в зависимости от предполагаемого дебита добычи и внутрипластового давления.

При больших объёмах добычи и хорошем давлении используют трубы большого диаметра. Малодебитные скважины для длительного сохранения процесса фонтанирования и уменьшения себестоимости добычи оборудуют подъёмными трубами малого диаметра.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Перевод кинематической вязкости в динамическую

По завершению процесса фонтанирования , на скважине начинают применять механизированные методы добычи.

Газлифтный способ добычи нефти

Газлифт является одним из механизированных способов добычи нефти и логическим продолжением фонтанного способа. Когда энергии пласта становится недостаточно для выталкивания нефти, подъем начинают осуществлять с помощью подкачки в пласт сжатого газа . Это может быть простой воздух или сопутствующий газ с ближайшего месторождения.

Для сжатия газа используют компрессоры высокого давления . Этот способ называют компрессорным. Бескомпрессорный способ газлифта осуществляют методом подачи в пласт газа, уже находящегося под высоким давлением. Такой газ подводят с ближайшего месторождения.

Оборудование газлифтной скважины осуществляется методом доработки фонтанной с установкой специальных клапанов подвода сжатого газа на различной глубине с установленным проектом интервалом.

Основные преимущества

Газлифт имеет свои преимущества по сравнению с другими методами механизированной добычи:

• забор значительных объемов с разных глубин на любых этапах разработки месторождения с приемлемым показателем себестоимости;
• возможность ведения добычи даже при значительных искривлениях
  скважины;
• работа с сильно загазованными и перегретыми пластами;
• полный контроль над всеми параметрами процесса;
• автоматизированное управление;
• высокая надежность оборудования;
• эксплуатация нескольких пластов одновременно;
• контролируемость процессов отложения парафина и солей;
• простая технология проведения технического обслуживания и ремонта.

Главным недостатком газлифта является высокая стоимость металлоёмкого оборудования.
Низкий КПД и высокая стоимость оборудования вынуждают применять газлифт в основном только для подъёма легкой нефти с высоким показателем газовой составляющей.

Механизированный способ добычи нефти — насосный

Насосная эксплуатация обеспечивает подъем нефти по скважине соответствующим насосным оборудованием. Насосы бывают штанговые и бесштанговые. Бесштанговые — погружного типа электроцентробежные.

Наиболее распространена схема откачки нефти штанговыми глубинными насосами . Это относительно простой, надёжный и не дорогой метод. Доступная для этого способа глубина – до 2500 м. Производительность одного насоса – до 500 м3 в сутки.

Кстати, прочтите эту статью тоже: Особенности переработки тяжелой нефти

Главными элементами конструкции являются насосные трубы и подвешенные в них на жёстких штанговых толкателях плунжеры. Возвратно-поступательное движение плунжеров обеспечивается станком-качалкой , расположенным над скважиной. Сам станок получает крутящий момент от электродвигателя через систему многоступенчатых редукторов.

В связи с не высокой надёжностью и производительностью штанговых плунжерных насосов в наше время все больше применяются насосные установки погружного типа — электроцентробежные насосы (ЭЦН) .

Основные преимущества

Преимущества электроцентробежных насосов:

• простота технического обслуживания;
• очень хороший показатель производительности в 1500 м3 в сутки;
• солидный межремонтный период до полутора лет и более;
• возможность обработки наклонных скважин;
• производительность насоса регулируется количеством ступеней, общая длина
  сборки может варьироваться.

Центробежные насосы хорошо подходят для старых месторождений с большим содержанием воды.

Для подъёма тяжёлой нефти лучше всего подходят насосы винтового типа. Такие насосы обладают большими возможностями и повышенной надёжностью с высоким КПД . Один насос легко поднимает 800 кубических метров нефти в сутки с глубины до трех тысяч метров. Имеет низкий уровень сопротивляемости коррозии в агрессивной химической среде .

Заключение

Каждая из описанных выше технологий имеет право на существование и ни об одной из них нельзя сказать однозначно – хороша она или плоха. Всё зависит от комплекса параметров, характеризующих конкретное месторождение. Выбор способа может быть основан только на результатах тщательного экономического исследования.

ВАМ БУДЕТ ИНТЕРЕСНО:

Себестоимость добычи нефти Нефтеперерабатывающие заводы России На НПЗ «Газпром нефти» в Москве установлена колонна вакуумной перегонки нефти установки «Евро+»

547,6 мл. тонн «черного долота», добытые в 2016 году нефтедобывающими предприятиями России поставили Российскую Федерацию во главу списка крупнейших производителей нефти. 66,5% из них добыто тремя добывающими компаниями. Неизменными остались и позиции России, как самого крупного экспортера этого ресурса.

 

Нефть во все времена служит источником могущества любой страны, ее национальным богатством. Добыча нефти в России позволила стране встать в один ряд с крупнейшими производителями этого важнейшего топливного ресурса, а по итогам 2016 года - даже крупнейшим.

Современную Россию относят к числу крупнейших мировых производителей «черного золота». Его здесь добывается более 12% от мировой добычи. Главным конкурентом является Саудовская Аравия.

В октябре Россия перебила среднесуточные показатели добычи Саудовской Аравии. В среднем в нашей стране добывалось 10,754 млн баррелей в день. «Российская Газета»

Источники: Росстат по данным ФТС России, BP Statistical Review of World Energy

По итогам 2016 года Россия достигла рекордного уровня добычи в 547,6 млн. тонн, из которых 46,5% экспортировано другим странам. А на валютные счета предприятий и организаций за год поступило 59013,8 млн. долларов США.

Средняя цена производителей на конец 2016 года сложилась 12607 рублей за 1 тонну сырья, цена приобретения была в 1,4 раза выше, или 18 180 рублей.

Источники: Росстат

Росстат приводит сравнительную оценку изменения среднесуточной нефтедобычи за последние три года по РФ, странах ОПЕК и Саудовской Аравии.

Источиник: Росстат

Признанием страны как нефтяной державы Россия обязана, прежде всего, азербайджанской нефти. Огромные неисчерпаемые разработанные запасы и их освоение на ее территории появятся уже потом, ко второй половине XX века.

А начиналось…

Около трех столетий назад Петр Великий приказал «...идтить к Баке, как наискорее и тщиться в оный с помощью Божией, конечно достать... Оная Бака богата нефтью отменного качества...». По императорскому указу генералом Матюшкиным в 1723 году был взят Баку, а с ним нефтяные скважины числом в 48, из которых качали черную нефть и еще несколько с белой.

Баку приобрел особенный статус, градоначальник его назначался лично императором. Так было при Александре III и Николае II. Россия с азербайджанской нефтью к 1901 году был признанным лидером по мировой добыче, 1,5 млн. тонн на фоне 1 млн. у США внушало уважение. Азербайджанский регион до Второй Мировой оставался главным районом нефтедобычи Советского Союза.

Источник: «Сборник статистических данных о добывающей и металлургической промышленности России» (1912 г.и.)

К 1940 году из 31,1 млн. тонн, добытых в СССР, на долю азербайджанской приходилось 71%, в 1945 она уже опустилась до уровня в 59% (11,5 млн. тонн из 19,4).

А 1950 год примечателен тем, что обширная российская территория между Волгой и Уралом, как главный нефтедобывающий регион страны, была названа «вторым Баку» и включала районы добычи нефти в России: богатейшие месторождения Башкирской и Татарской Автономных республик. Добыча ее, наконец, достигла довоенного уровня. А с началом промышленной эксплуатации западно-сибирских месторождений с 1964 года, постоянно наращивая объемы, СССР в мире стал первым по нефтедобыче.

Были спады, были подъемы. График наглядно демонстрирует показатели добычи нефти в России по годам.

Рис. 2. Добыча нефти (включая конденсат) в России в 1901 - 2016 годы
Источник: Росстат

Экспорт нефти в Российской Федерации

Немало промышленно развитых стран полностью обеспечивают себя этим важнейшим топливным ресурсом. Среди них Россия. Но никто из них не экспортирует его в такой значительной мере. По оперативным данным Росстата из 547,6 млн. тонн 254,8 (а это 47%) экспортировано странам ближнего и дальнего зарубежья. Причем, уровень этот сохраняется практически неизменным многие годы.

Таблица 4. Изменение соотношения добычи и экспорта нефти в Российской Федерации
Миллионов тонн

	Экспорт нефти сырой	Добыча нефти	Соотношение добычи и экспорта нефти, %

Источник: Росстат

Рис. 3. Изменение экспорта сырой нефти в натуральном и денежном выражении
Источник: Росстат

Удельный вес экспорта сырой нефти в валютных поступлениях страны по итогам 2016 года был 26%. Свое влияние оказало снижение экспортных цен на нее.

Фактическая средняя экспортная цена на нефть в декабре 2016 года была 339,1 доллара США за тонну, выше, чем она была в январе (230,2), но так и не достигла уровня января 2015 года - 399,9. А мировая цена на марку «Юралс» в декабре уже превысила уровень начала предшествующего года (340,0 в январе 2015, 209,9 - в январе 2016 и 380,2 доллара за тонну - в декабре 2016). А как менялись обе эти цены на протяжении двух последних лет, покажет график.

Рис. 4. Изменение средней фактической экспортной цены РФ и мировых цен на нефть в 2015-2016 годах, долларов за тонну
Источники: Росстат, Минфин России

Такое положение дел объясняет, почему при сохраняющемся уровне поставок «черного золота» за рубеж, валютные поступления от ее реализации сокращаются.

Источник: Росстат

Российская нефть экспортируется преимущественно в страны Дальнего Зарубежья. На их долю приходилось по итогам 2015 года 90,6%. Основным импортером среди стран СНГ является Беларусь.

Рис. 5. Структура экспорта нефти из Российской Федерации, в %
Источник: Росстат по данным ФТС России.

По оценке Forbes к крупнейшим покупателям российского сырья относятся: Китай, Нидерланды, Германия, Польша, Италия, Южная Корея, Япония, Финляндия, Словакия.

Крупнейшие нефтяные месторождения в России

Не всякие залежи ископаемых считаются месторождением. Чаще это группа залежей, находящихся на некоей территории, площадь которой может доходить до сотен километров.

Приказом Министерства природных ресурсов РФ №298 от 01.11.2005г. введена новая «Классификация запасов и прогнозных ресурсов нефти и горючих газов», по которой все месторождения делятся на группы и зависят от количества залегаемого ископаемого (млн. тонн):

• очень мелкие - до 1;
• мелкие - 1-5;
• средние - 5-30;
• крупные - 30-300;
• уникальные - 300 и более.

По сообщению Агентства Интерфакс, Россия стала первой в мире по нефтедобыче. Это сделали возможным разведанные запасы крупнейших месторождений.

Саудовская Аравия в декабре сократила добычу и экспорт нефти с исторических максимумов, зафиксированных в предыдущий месяц максимума, свидетельствуют данные Joint Organization Data Initiative (JODI). Это позволило России выйти на первое место в мире по объему производства нефти, хотя она также снизила добычу.
INTERFAX.RU Москва. 20 февраля 2017

Западная Сибирь с ее Ханты-Мансийским и Ямало-Ненецким округами остается центральными районами добычи в России. Она стоит в одном ряду с такими крупнейшими нефтегазовыми бассейнами, как Персидский и Мексиканский заливы, Сахара и Аляска. Большинство из месторождений начали разрабатываться еще в советское время.

Перспективные извлекаемые запасы этого полезного ископаемого Российской Федерации на 1.01.2015 г. составляли 18340,1 млн. тонн.

Источник: Госдоклад МПР РФ «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2014 году»

Таблица 6. Крупнейшие месторождения нефти по объемам извлекаемых запасов

	Миллионы тонн	Год начала эксплуатации	Где находится
Самотлорское			Ханты-Мансийский АО
Ромашкинское			Татарстан, г. Альметьевск
Приобское			Ханты-Мансийский АО
Арланское			Удмуртия
Ванкорское			Красноярский край
			Ямало-Ненецкий АО
Лянторское			Ханты-Мансийский АО
Туймазинское			Башкортостан
Фёдоровское			Ханты-Мансийский АО
Мамонтовское			Ханты-Мансийский АО

Источники: vestifinance.ru

При этом продолжаются разведочные работы, осваиваются новые перспективные места, среди которых «Сахалин-5», активное развитие которого приходится уже на век нынешний, а нефтяные запасы оценивают в 1,5 млрд. тонн, а также «Великое» что на Архангельских землях с запасами, оцениваемыми в 300 млн. тонн.

Практически половина всех извлекаемых запасов российской нефти падает на первую пятерку крупнейших месторождений:

• Самотлорское;
• Ромашкинское;
• Приобское;
• Арланское;
• Ванкорское.

Источники: vestifinance.ru, Государственный доклад МПР РФ «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2014 году»

Крупнейшие компании

Для Российской Федерации, обладающей огромными нефтяными запасами, нефтедобывающие компании служат реальным источником пополнения бюджета, которые смело можно отнести к стратегическим. Крупнейшие компании по добыче нефти остаются прибыльными, даже когда мировые цены падают.

Таблица 7. Изменение объемов добычи нефти предприятиями РФ в 2011-2016 годах Миллионов тонн

НК «Роснефть»
ПАО «Нефтяная компания «ЛУКОЙЛ»
ОАО «Сургутнефтегаз»
«Газпром нефть»
«Татнефть»
АО «НГК Славнефть»
«Башнефть»
ПАО НК «РуссНефть»
Справочно: по РФ

Русснефть в 2013 году без учёта выбывших активов предприятий Уральского блока

Источники: для оценки использовались данные: информагенства RNS, а также официальные сайты компаний: «Роснефть», «Лукойл" и остальные.

За период с 2011 года более половины всей нефти в стране добывались тремя:

1. компания «ЛУКОЙЛ»;
2. ОАО «Сургутнефтегаз».

С учетом вклада групп компаний «Газпром нефть» и «Татнефть» их доля увеличивается и по оперативным данным 2016 года достигает 82,2%.

Источники: Официальные сайты компаний, за 2016 год - Информагенство RNS

Источники: Данные по России - Росстат, по компаниям - Информагенство RNS

РБК приводит прогнозы экспертов агентства Fitch Ratings:

«2016 год может оказаться последним годом роста добычи нефти в России... Новые проекты из-за резкого падения цен на нефть будут тормозиться, а добыча на разработанных месторождениях Западной Сибири продолжит падать на 3-4%».

Итоги и выводы

Влияние этого ресурса на развитие экономики России еще на долгие годы останется решающим.

Страна остается безусловным мировым лидером по добыче и экспорту «черного золота».

Западно-Сибирский регион и его нефтедобывающие компании являются реальным источником для пополнения государственного бюджете РФ.

Хотите знать больше? Посмотрите:

Нефть - дама весьма почтенного возраста. Самые первые залежи земляного масла, по мнению ученых, возникли еще 600 миллионов лет назад. Тогда океаны были гораздо больше, а некоторые современные острова были скрыты под водой, в том числе и территории стран, где в наше время добывается нефть.

Откуда взялась нефть?

В океанах когда-то бурлила жизнь многих растений и животных, остатки которых сотни миллионов лет опускались на дно. Совместно с пластами земли они создавали залежи, которых становилось все больше. Под действием огромного давления происходил постоянный процесс метаморфоз органических остатков в капельки нефти. Давление было настолько мощным, что в некоторых местах, особенно с пористой структурой верхних слоев почвы, эти капли прорывались наружу и постепенно создавали месторождения нефти. Сквозь пласты песка и извести нефть прорывалась наружу, но на ее пути часто возникали слои камней, она попадала в ловушки, в которых все полости и углубления заполнялись жидкостью. Сейчас добыча черного золота в мире заключается в попытках бурить скважины, чтобы проникнуть в эти громадные наполненные полости.

Как устроены месторождения нефти?

Громадные нефтяные месторождения, такие как на Ближнем Востоке, залегают под большими каменными куполами, где накапливается нефть. Залежи на Европейском континенте представляют собой огромные соляные купола, которые вытесняют мощные каменные плиты вверх, в итоге нефть заполняет образованные полости.

Потребление нефти

Мир, который мы знаем, был бы совсем другим, если б не было нефти. Даже сложно представить, как много повседневных вещей создано из нее. Синтетические волокна, входящие в состав одежды, весь пластик, используемый в быту и промышленности, медикаменты, косметика - все это создано из нефти.

Почти половина энергии, которая потребляется человечеством, производится из земляного масла. Ее потребляют двигатели самолетов, а также почти все транспортные средства мира. Нефть также сжигают для получения электрического тока. Производимая электроэнергия двигает промышленные агрегаты и является основой ежедневной жизни в индустриальном мире.

Месторождения черного золота

Ближний Восток, прежде всего, арабские страны и Иран, удовлетворяет почти половину мировой потребности в нефти. Большие нефтяные месторождения также есть в России, США, африканских странах, например, в Нигерии, а также в Северной Америке. Найдены огромные месторождения и в других местах, но их разработка требует больших финансовых затрат и сопровождается техническими трудностями.

В мире началась в США. Первый нефтяной источник было открыт в США в 1859 году. Нефть била ключом из глубины 21 метр. Метод бурения в то время был чрезвычайно прост: в деревянной буровой башне было подвешено тяжелое зубило, которое беспрерывно с шумом врезалось в землю и разбивало камни. Первую морскую буровую вышку построили в 1900 году на побережье Калифорнии.

Новые объемы добычи нефти в мире могут прятаться под пустынями или болотами, под дном морей или глыбами антарктического льда, за рельефом местности трудно распознать, что находится глубоко внизу, в недрах земли. Поэтому и поиск новых месторождений нефти чрезвычайно сложен и требует громадных финансовых расходов.

Резерв и добыча черного золота

Добыча нефти в мире - процесс не бесконечный. С учетом имеющихся оценок, при нынешнем уровне добычи ее мировых геологических запасов хватит по крайней мере на 46 лет, в том числе в Саудовской Аравии — на 72 года, Иране — 88, Ираке - 128, Венесуэле — 234, Ливии — 77, Кувейте - 111, ОАЭ - 94, России — 21, Китае — 10, США — 11 лет.

Добыча нефти в мире (таблица наглядно это показывает) характеризуется ТОР-10 стран-чемпионов.

Страны	Объем добычи нефти, млрд баррелей в год
Саудовская Аравия	4,22
Россия
США	3,65
Китай	1,53
Канада	1,41
Иран	1,31
ОАЭ	1,17
Ирак	1,09
Мексика	1,07
Кувейт	1,02

Добыча нефти по странам мира в разное время сильно отличалась. Рассмотрим историю стран, разбогатевших на черном золоте.

Саудовская Аравия

Лидером является Саудовская Аравия, ее добыча нефти в мире, таблица это подтверждает, сделала ее чрезвычайно богатым государством. До 1938 года молодое королевство под названием Саудовская Аравия было одной из самых бедных стран в мире. В 1938 году в Саудовской Аравии были обнаружены огромные по объемам источники нефти. Их разработке помешала Вторая мировая война и начались работы только в 1946-м, а к 1949-му нефтяная индустрия страны вышла на высокий уровень. Нефть стала главным источником состоятельности и преуспевания королевства. Экспорт нефти обогатил королевство на 310 миллиардов долларов в 2008 году. Вся индустрия саудов основана на нефтяной промышленности. Разведанные запасы нефти на нынешний день в этой стране составляют около 260 миллиардов баррелей и это равняется 24 % разведанных запасов на Земле. Данная цифра обнаруженных месторождений нефти неуклонно растет. В настоящее время Саудовская Аравия по праву считается богатейшей страной в мире.

Иран

Второй по добыче черного золота в мире является Исламская Республика Иран. Иран - государство, которое живет за счет экспорта нефти. Благодаря новым обнаружениям месторождений, страна еще больше укрепляет статус нефтяного гиганта. Совсем недавно в Иране был обнаружен гигантский резерв нефти с запасами 15 миллиардов баррелей.

Кувейт

Третье место занимает Кувейт. Благодаря добыче нефти, государство разбогатело: в 70-80-е годы экспорт сделал страну богатейшей в мире. Но в 90-х годах сложная политическая ситуация стала причиной сбоев импортных поставок. Иракское вторжение почти разорило страну, уничтожило былое богатство. Но за последние годы государство быстро возвращает свой прежний уровень. В настоящее время у Кувейта найдены солидные месторождения нефти, около 102 миллиарда баррелей, что составляет 9 % всех мировых запасов. Главную долю, около 95 % доходов от экспорта составляют нефть и нефтепродукты.

Заглянем в будущее

В наше время везде царит нефть. Никакая другая форма не может пока заменить ее как источник энергии. Годовая добыча нефти в мире составляет около 4,4 миллиарда тонн. Предвещают, что при нынешнем уровне потребления ее запасов хватит (из известных месторождений) до 2025 года. Если объемы добычи нефти в мире сократятся и будут открыты новые источники, земляного масла в глубинах земли можно растянуть на 150 - 1000 лет. Это слишком мало в масштабах планеты. Природе необходимо 200 миллионов лет на создание этого полезного ископаемого, а нынешнее поколение растрачивает его за миллионный промежуток времени, то есть ведет себя так, как будто после него человеческая цивилизация исчезнет.

Рано или поздно человечество должно изменить способ жизни, распоряжаться источниками нефти разумно или искать другие альтернативные источники энергии. Как считают множество специалистов, картина будущего предстоит такая: нефтяной запас станут использовать преимущественно на сырье химической промышленности для производства пластмасс, медикаментов и других высококачественных продуктов. Транспортные средства, легковые и грузовые автомобили или самолеты будут двигаться благодаря водороду. Электрическую и тепловую энергию будут добывать из альтернативных возобновляемых источников, таких как ветер, солнце и вода. Остается только беречь то, что имеем и дожидаться будущего.

Определения

Добыча нефти - комплекс технологических и производственных процессов, связанных с извлечением нефти из недр на земную поверхность, сбором и подготовкой ее на промыслах по качеству, соответствующему требованиям действующих стандартов или нормативных документов.

Добыча нефти при опробовании разведочных скважин - добытая в процессе испытания и освоения разведочных скважин.

Нефтяная (газовая) залежь - это естественное скопление нефти (газа) в недрах земли.

Нефтяное (газовое) месторождение - это совокупность залежей, расположенных на одном участке (районе) суши или моря.

Часто залежи нефти имеют газовые шапки, а газовые - нефтяные оторочки. В этих случаях тип залежи или месторождения определяется по значительности запасов одного из этих компонентов.

Нефть (газ) совместно с водой содержатся в разветвленной системе пор, пустот, поровых каналов, трещин, каверн между отдельными зернами или агрегатами зерен породы, которая называется коллектор нефтяной залежи .

Наличие пустот в коллекторе называется пористостью . Значение пористости определяется коэффициентом пористости, т.е. отношением общего объема всех пустот в породе к геометрическому объему породы с пустотами. С увеличением глубины залегания пород пористость обычно уменьшается.

Нефтенасыщенность - отношение объема пор в залежи, заполненных нефтью, к общему объему пор.

Проницаемость горных пород характеризует их способность пропускать через себя жидкость и газ.

Абсолютная или физическая проницаемость - это проницаемость пористой среды при движении в ней какой-либо одной фазы - газа или однородной жидкости без физико-химического взаимодействия между жидкостью и пористой средой и при условии полного заполнения пор среды газом или жидкостью.

Эффективная (фазовая) проницаемость - проницаемость пористой среды для данного газа или жидкости при содержании в порах другой фазы - жидкой или газовой.

Относительная проницаемость - отношение эффективной проницаемости к абсолютной.

Упругость горных пород - способность их к изменению своего объема с изменением давления. Она влияет на перераспределение давления в пласте в процессе эксплуатации.

Внутреннее давление в пласте в процессе добычи нефти из залежи снижается, что приводит к уменьшению объема, а следовательно, к вытеснению из него жидкости и газа.

Карбонатность горных пород - суммарное содержание в них солей угольной кислоты: соды, поташа, известняка, доломита, сидерита и др. Значение этой величины является основой для выбора средств воздействия на них. Так, например, соляная кислота растворяет карбонаты, увеличивая число пор и поровых каналов, что приводит к возрастанию проницаемости.

Для получения притока нефти и газа к забоям скважин, которые вскрыли нефтяную залежь, необходим перепад давления между пластовым давлением и давлением на забое, создаваемым столбом жидкости и газа в скважине. Этот перепад давления называется депрессией . Количество жидкости, поступающей в скважину в единицу времени, т.е. дебит скважины, зависит от пластового давления, значений всех сопротивлений движению жидкости и депрессии.

Методы добычи нефти

Выделяют три метода нефтедобычи, в зависимости от давлений в нефтеносном пласте и способов его поддержания:

Первичный метод - нефть поступает из пласта под действием естественных сил, поддерживающих высокое давление в пласте, например, замещение нефти подземными водами, расширение газов, растворенных в нефти и др. Коэффициент извлечения нефти (КИН) при этом методе составляет 5-15 %.

Вторичный метод - после исчерпания естественного ресурса поддержки давления, когда оно уже недостаточно для подъема нефти, начинается применение вторичных методов. В пласт подводят внешнюю энергию в виде закачиваемой жидкости (пресной воды), натурального или попутного газа (газлифт) или газов атмосферы (воздух, углекислый газ). Методы достигают КИН около 30%, в зависимости от свойств нефти и пород резервуара. Суммарный КИН после применения первичных и вторичных методов обычно в пределах 35-45%.

Третичный метод - один из методов нефтедобычи повышающий продуктивность нефтяных скважин. Осуществляется при искусственном поддержании энергии пласта или искусственном изменении физико- химических свойств нефти. Схема, иллюстрирующая закачку пара в скважину такая добыча приводит к интенсификации притока нефти и повышению нефтеотдачи месторождения до 30-60%, в сравнении с 20-40%, достигаемыми в результате использования первичных или вторичных методов добычи.

Повышение нефтеотдачи в третичных метода достигается, благодаря нагнетанию газа, закачке химических реагентов, использованию теплового метода увеличения нефтеотдачи за счет циклического нагнетания пара в коллектор нефти или созданию внутрипластового горения.

Способы добычи нефти

Выделяют следующие основные способы добычи нефти:

Фонтанная добыча нефти - способ эксплуатации скважин, при котором подъём нефти на поверхность осуществляется за счёт пластовой энергии.

Фонтанирование скважин обычно происходит на вновь открытых месторождениях нефти, когда запас пластовой энергии велик, т. е. давление на забоях скважин достаточно большое, чтобы преодолеть гидростатическое давление столба жидкости в скважине, противодавление на устье и давление, расходуемое на преодоление трения, связанное с движением этой жидкости. Общим обязательным условием для работы любой фонтанирующей скважины будет следующее основное равенство:

Различают два вида фонтанирования скважин:

• фонтанирование жидкости, не содержащей пузырьков газа - артезианское фонтанирование;
• фонтанирование жидкости, содержащей пузырьки газа, облегчающего фонтанирование (фонтанирование за счет энергии газа) - наиболее распространенный способ фонтанирования.

Артезианский способ встречается при добыче нефти редко. Он возможен при полном отсутствии растворенного газа в нефти и при забойном давлении, превышающем гидростатическое давление столба негазированной жидкости в скважине. При наличии растворенного газа в жидкости, который не выделяется благодаря давлению на устье, превышающему давление насыщения, и при давлении на забое, превышающем сумму двух давлений: гидростатического столба негазированной жидкости и давления на устье скважины.

Нефть и газ - основа топливно-энергетического хозяйства всех развитых стран, богатейшее химическое сырье. Добыча нефти и газа - это сложный и многогранный процесс, насыщенный техническими устройствами. Оператор по добыче нефти и газа должен быть механиком широкого профиля и знать электротехнику, автоматику и основы электроники, хорошо разбираться в геологии и бурении.

Нефтепромысловая геология.

Нефтегазоносные пласты залегают на значительных глубинах, и для доступа к ним бурят скважины. Скважина - это цилиндрическая горная выработка весьма большой глубины и малого диаметра. Бурение всех разведочных и части эксплуатационных скважин ведется с отбором керна. Керн - это столбик выбуренной породы. По кернам изучают физические и химические свойства пород, слагающих пласты. Исследуют состав насыщающих эти пласты жидкостей и газов. Вместе с изучением керна, проводятся геофизические исследования скважин. Это позволяет точно определить геологический разрез, подсчитать запасы нефти и газа.

Для крепления скважины и разобщения пластов опускают колонны металлических труб:

• Направление
• Кондуктор
• Эксплуатационную колонну.

Пространство между стенками скважины и трубами цементируют до устья скважины. Для сообщения скважины с продуктивным пластом колонну перфорируют, проделывая десятки отверстий. Нефть и газ скапливаются в проницаемых породах, пористых или трещиноватых, ограниченных сверху и снизу породами непроницаемый.

Нефтяных озер в пластах не существует.

Залежи обладают запасом пластовой энергии, вид который определяет режим залежи. В чистом виде можно выделить следующие режимы:

• Водонапорный - здесь источником пластовой энергии служит напор краевых или подошвенных вод.
• Газонапорный - источником пластовой энергии является давление газовой шапки.
• Растворенного газа - источником пластовой энергии служит энергия газа, растворенного в нефти.
• Упругий - источник пластовой энергии - упругие свойства пласта и насыщающих его жидкостей и газов.
• Гравитационный - активно проявляется в круто падающих в пластах. Приток нефти в скважину идёт за счёт силы тяжести.

В природе эти режимы встречаются в различных сочетаниях.

Способы добычи нефти и газа.

Нефть добывают фонтанным, или одним из механизированных способов. Выбора способа определяется величиной пластовой энергии, а также геолого-технической характеристикой скважины.

Фонтанный способ

При фонтанном способе добычи, нефть самотеком устремляется по насосно-компрессорным трубам на поверхность. Скважину герметизируют фонтанной арматурой. Она служит для отвода нефти и газа в сборной нефтепровод и для регулирование дебита скважины, позволяет вести промысловые исследования. При истощении или недостатке пластовой энергии, нефть добывают механизированным способом.

Газлифтный способ

При газлифтной или компрессорной добыче, подъем нефти осуществляется сжатым газом, который нагнетают в скважину с поверхности. Газлифтный подъемник - это колонна насосно-компрессорных труб с пусковыми и рабочими клапанами. Газ через клапаны поступает в трубы и увлекает нефть наверх. Дебит скважины регулируется изменением объема закачки газа. Устьевая арматура газлифтных скважин - та же, что и у фонтанной. Но дополнительно подводится газовая линия для закачки газа в скважину. Газлифтный способ имеет сравнительно ограниченное применение.

Добыча нефти штанговыми глубинными насосами.

Наиболее распространена добыча нефти штанговыми насосами. Они могут работать на глубинах до двух с половиной тысяч метров. Возвратно-поступательные движения плунжеру насоса передается от станка качалки через колонну насосных штанг.

Ознакомимся с принципом работы этого насоса. При ходе плунжера вверх, открывается всасывающий клапан, и нефть из скважины заполняет цилиндр насоса. При опускании плунжера, закрывается всасывающий клапан и открывается нагнетательный. Нефть из цилиндра перетекает в колонну компрессорных труб и далее через устьевую арматуру - в нефтепровод.

Диаграмма нагрузок снятая в точке подвеса штанг и называемая динамограммой, позволяет оценивать работу насоса, а также дебит скважины.

Добыча нефти электроцентробежными насосами.

Погружные электроцентробежные насосы выпускаются на производительность от 40 до 700 кубометров в сутки, с напором до 1700 м. Наземное оборудование установки состоит из устьевой арматуры, автотрансформатора и станции управления. Многосекционный центробежный насос имеет от 80 до 400 секций.

Вместе с маслонаполненным двигателем и гидрозащитой, насос опускается в скважину. Монтаж и проверка погружного электронасоса ведется непосредственно перед спуском, прямо на устье скважины. Питание к электродвигателю подается по бронированному герметичному кабелю. В сборе длина подземной части установки достигает 30 метров и более.

Ознакомимся с принципом работы такого насоса. Через приемный фильтр пластовая жидкость поступает на вход первого рабочего колеса. Накапливая энергию, поток проходит все ступени насоса, выбрасывается в полость насосно-компрессорных труб и через устьевую арматуру - в нефтепровод. Частые остановки и пуски погружного насоса - нежелательны.

При обслуживании скважин, оператор обходит их по установленному маршруту и проверяет состояние наземного оборудования. Оператор снимает показания приборов, осматривает устьевое оборудование и отбирает пробы жидкости. По заданию мастер снимает динамограммы. Оператор участвует в работах по депарафинизации скважин, передает диспетчеру информацию с объектов, готовит скважины к ремонту.

Замену подземного оборудования скважин, производит бригада текущего ремонта. Более сложные ремонты, такие как время такие как работа с пластом, извлечение аварийного оборудования, или переход на другие горизонты, выполняют бригады капитального ремонта скважин.

Персонал промыслов должен знать и строго соблюдать правила охраны труда и требования инструкции по эксплуатации оборудования.

Промысловый сбор нефти и газа

Вся продукция скважин поступает на автоматизированные групповые замерные установки. Установка "Спутник" позволяет измерять суточный дебит скважины от 5 до 400 кубометров. К ней может подключаться до 14 скважин. Перед входом в технологический блок установки, его необходимо провентилировать.

Установка работает следующим образом - нефть от скважин поступает на многоходовой переключатель, который по заданной программе подключает одну из скважин на замер. В двухемкостном замерном сепараторе, отделившийся газ уходит в общий коллектор, а жидкость накапливается в нижней емкости. По мере ее накопления, поплавок, через систему рычагов, запирает заслонкой газовую линию и в сепараторе повышается давление. Этим избытком давления, жидкость из сепаратора вытесняется через расходомер в общий коллектор.

Результаты замера фиксируются в блоке управления, и по системе телемеханики предаются на диспетчерский пульт промысла. От установки "Спутник", продукции скважин поступает на дожимные насосные станции. На дожимных станциях, в нефтегазовых сепараторах происходит разделение газа и нефти.

Принцип работы такого аппарата следующий - перед входом в сепаратор, свободный газ из трубопровода отводится в газовую часть сепаратора. Жидкость растекается по полкам, где в тонком слое идет окончательное отделение газа. Через каплеотбойники газ уходит в газосборный коллектор, и далее поступает в приемные сепараторы газокомпрессорных станций, где его осушают от конденсата.

Компрессорными агрегатами станции, газ перекачивается на газоперерабатывающие заводы. Как ценнейшее углеводородное сырье, попутный газ должен полностью собираться для использования в народном хозяйстве. Нефть из нефтегазовых сепараторов накапливается в буферных емкостях и отсюда в автоматическом режиме откачивается на товарные парки. При этом на дожимных станциях ведется учет добычи нефти по бригадам, а на товарном парке учитывается добыча по промыслу в целом.

Промысловая подготовка нефти.

Нефти, кроме газа, сопутствуют вода и растворенные соли. А сама нефть содержит легкие фракции, способные испаряться. Для сокращения потерь нефти при транспортировке и хранении, и для снижения затрат на транспорт, проводят подготовку нефти на промысле, на месте ее добычи. После сепаратора второй ступени на товарных парках, продукция промысла поступает в технологические резервуары для частичного обезвоживания.

Рассмотрим работу такого резервуара. Водонефтяная смесь, через распределитель поступает в нижнюю часть резервуары. Нефть всплывает наверх а вода накапливается внизу, и затем направляется в очистные сооружения. Частично обезвоженная нефть из технологических резервуаров перетекает в буферные, откуда подается на установки комплексной подготовки нефти. На этих установках, нефть нагревают в теплообменниках и вводят в отстойники для обезвоживания. Из отстойников нефть вводят в дегидраторы - шаровые или горизонтальные. Здесь в электрическом поле высокого напряжения, нефть полностью очищается от солей и воды.

Обессоленную нефть стабилизируют, то есть отбирают из неё широкую фракцию легких углеводородов. Для этого нефть дополнительно разогревают в печах до парожидкого состояния и вводят в стабилизационную колонну. В результате сложных физических процессов, в колонне происходит отделение легких углеводородов, которые отбираются из верхней части установки. После охлаждения и конденсации, широкую фракцию разделяют в бензосепараторах на жидкую и газовую фазы. Газ используют на промыслах как топливо, а жидкая фракция направляется на нефтехимические заводы.

Стабильная нефть из нижней части колонны проходит через теплообменники где охлаждается, отдавая избыточное тепло сырой нефти, поступающей на подготовку. Наконец через узлы коммерческого учета товарных парков, стабильная нефть сдается нефтепроводным управлениям.

Вода, отделившаяся при подготовке нефти, идет на очистные сооружения. Обычно это резервуары с водоотталкивающим фильтром. Неочищенная вода вводится в верхнюю часть резервуара, прямо в фильтр, которым служит нефтяной слой. Капельки нефти и механические примеси удерживаются в слое. По мере накопления, нефть возвращается на подготовку.

Очищенная вода через узлы учета откачивается на кустовые насосные станции. Здесь, насосами высокого давления воду закачивают через нагнетательные скважины в продуктивный пласт, для восполнения пластовой энергии.

Объекты нефтегазодобычи многочисленны, технически сложны и разобщены территориально. Они работают в непрерывных режимах. Управление процессом нефтегазодобычи требует постоянного контроля, и быстрого принятия разнообразных решений. Только автоматизированные системы управления делают возможной слаженную работу всех технологических звеньев промысла.

Нефть, газ и промысловые сточные воды способны активно загрязнять окружающую среду. Меры по охране природы предусматриваются при проектировании и осуществляются при обустройстве и разработке нефтяных и газовых месторождений. Строгое соблюдение этих мер обеспечивает надежную защиту природной среды от вредных воздействий.