История развития нефтегазодобычи в западной сибири. Основное меню перейти к содержимому
Перспективные ресурсы (категория С3) размещены в основном в северных нефтегазоносных областях: 80% их сосредоточено в Надым-Пурской, Среднеобской, Пур-Тазовской и Фроловской НГО. Стратиграфически наибольшие объемы перспективных ресурсов нефти связаны с неокомским (35%), тюменским (31%), ачимовским (19%) и васюганским (15%) комплексами, причем более активная и достоверная часть приурочена к неокомскому и васюганскому комплексам. Отличительной особенностью ресурсов нефти категории С3 является их низкая концентрация на многих структурах. Поэтому открытия месторождений на структурах, оцененных по категории С3, будут в основном мелкими по запасам, главным образом 3-10 млн. т.
Перспективные ресурсы нефти из-за приуроченности их значительной части к низкопродуктивным коллекторам имеют неблагоприятную характеристику по продуктивности. Так, ресурсы с дебитом скважин менее 10 т/сут составляют 50%.
На состояние ресурсов нефти категории С3 негативное влияние оказывает их низкая подтверждаемость при переводе в разведанные и предварительно оцененные запасы. Коэффициент достоверности перспективных ресурсов широко изменяется во времени и по отдельным нефтедобывающим районам. По данным ИГиРГИ и СибНИИНП его величина в последнее десятилетие составила 0.4.
Приведенные данные свидетельствуют о напряженном положении в регионе с выбором наиболее перспективных структур для ввода их в глубокое бурение.
Подавляющая часть неразведанных ресурсов нефти (около 80%) в Западной Сибири приходится на прогнозные ресурсы. При этом в связи с высокой степенью изученности нефтеносности провинции на региональном уровне практически все ресурсы отнесены к категории Д1. Около 30% прогнозных ресурсов нефти оценены в труднодоступных северных районах Западной Сибири - Надым-Пурской, Пур-Тазовской, Ямальской и Гыданской НГО.
Для прогнозных ресурсов нефти характерно значительное сокращение (по сравнению с накопленной добычей и разведанными запасами нефти) их доли в высокопродуктивном неокомском комплексе пород (рис.1). Если из отложений неокомского комплекса добыто 86% нефти, а доля разведанных запасов в этих отложениях составляет около 55%, то удельный вес неразведанных ресурсов нефти (категории Д1+ Д2 + С3) составляет в них лишь 39%. Возрастает доля ресурсов в глинистых полимиктовых коллекторах тюменской свиты (24,0%), имеющих в основном низкие фильтрационно-емкостные свойства. Ресурсы нефти, связанные с ними, относятся в значительной мере к трудноизвлекаемым. Велика доля трудноизвлекаемых ресурсов в отложениях ачимовского и даже неокомского комплексов. В последнем почти одна треть ресурсов нефти связана с нефтегазовыми залежами.
Опыт геологоразведочных работ последних лет в Западной Сибири свидетельствует о постепенном увеличении количества несводовых ловушек, вовлекаемых в разведку. Поэтому значительная часть прогнозных ресурсов нефти связана с залежами более сложного геологического строения, чем разведанные запасы. Если последние в основном приурочены к сравнительно простым, уверенно обнаруживаемым геофизическими методами антиклинальным поднятиям, то для прогнозных ресурсов ожидается существенное увеличение доли ловушек различных неантиклинальных типов. Согласно последней прогнозной оценке доля ресурсов нефти в неантиклинальных ловушках составляет в Западной Сибири 67%. Выявление и подготовка к бурению подобных ловушек требуют более совершенных методов геолого-поисковых работ, прежде всего, сейсморазведки, а подготовка запасов на них - большего объема глубокого бурения.
К важнейшей характеристике качества запасов и неразведанных ресурсов нефти относится крупность запасов месторождений. Анализ ретроспективы открытий и экстраполяция складывающихся соотношений на перспективу показали, что самые значительные средних размеров запасы были открыты в 1965-1971 гг. (более 300 млн. т). К настоящему времени средний размер запасов открываемых нефтяных месторождений уменьшился до 20 млн. т. В перспективе будет происходить дальнейшее снижение средних размеров запасов и размеров наиболее крупных месторождений (рис. 2)
Рисунок 2. Динамика средней величины запасов нефти открытых месторождений
Среди открытых в Западной Сибири нефтяных и нефтегазовых месторождений 50% относятся к категории мелких с максимумом в интервале запасов 3-10 млн. т. Однако 37% начальных разведанных запасов приходится на семь уникальных месторождений.
График распределения открытых месторождений по классам крупности имеет симметричный вид, где число месторождений снижается для наиболее крупных и мелких месторождений. Оценка структуры неразведанных ресурсов на основе математического распределения Парето показала существенное отличие прогнозируемого распределения от фактического в области мелких и средних по размерам запасов месторождений. В целом, чем меньше запасы месторождений, тем больше их число. Прогнозируется, что большая часть неразведанных ресурсов нефти представлена несколькими тысячами мелких (менее 10 млн. т) и 250-300 средних по запасам месторождений. Среди крупных будут преобладать нефтяные месторождения с запасами 30-100 млн. т. Прогнозируются к открытию несколько крупных месторождений с запасами 100-200 млн. т. Особым вопросом является оценка вероятности открытия уникальных по запасам нефти месторождений. В Западной Сибири в соответствии с количественной оценкой прогнозных ресурсов нефти и используемым законом распределения возможно открытие одного-двух уникальных месторождений. Однако сопоставление площадных размеров уникальных месторождений (300 км2 и более) свидетельствует о невысокой вероятности открытия в Западной Сибири месторождений, уникальных по размерам запасов нефти. Кстати, уникальные по запасам месторождения не были открыты в Западной Сибири с 1983 г.
Итак, для Западно-Сибирской
провинции, крупнейшей по объему ресурсов
нефти всех категорий, характерен в последние
годы серьезный спад добычи, важнейшей
геологической причиной чего служит ухудшение
качества запасов, в том числе высокая
степень выработанности разрабатываемых
месторождений и последовательное накопление
на балансе запасов более низкого качества,
в том числе трудноизвлекаемых, доля которых
в общем объеме текущих разведанных запасов
превысила половину. Крупные по объему
неразведанные ресурсы нефти Западной
Сибири качественно уступают запасам
промышленных категорий как по степени
концентрации (запасам месторождений),
так и продуктивности.
1.3
Зарождение и освоение
газового комплекса
Западной Сибири
Впервые в Западной
Сибири на окраине посёлка Берёзово
21 сентября 1953 года одна из разведочных
скважин дала мощный фонтан газа. Это открытие
дало стимул для дальнейшего развёртывания
геолого-разведочных работ. Вскоре начался
период целого ряда открытий нефтяных
и газовых месторождений Западной Сибири.
21 июня 1960 года было открыто первое в Западной
Сибири Трёхозёрное, 24 марта 1961 года –
Мегионское, 15 октября 1961 года - Усть–Балыкское,
в агусте 1962 года – Советское, 15 ноября
1962 года – Западно–Сургутское, 1 декабря
1964 года – Правдинское, 3 апреля 1965 года
– Мамонтовское, 29 мая 1965 года – Самотлорское
нефтяные месторождения.
Около 30 лет назад Западно-Сибирский нефтегазовый регион вышел на первое место по объёму добычи нефти и газа в нашей стране. В настоящее время здесь добывается 66% российской нефти и газового конденсата, 92% природного газа. Ежегодное потребление в мире топливно-энергетических ресурсов составляет более 14 млрд. т условного топлива, из них 35% приходится на долю нефти и свыше 25% на долю природного газа. Суммарные запасы нефти и газа на севере Западной Сибири составляют более четверти мировых запасов этих видов топливно-энергетических ресурсов и позволят Западносибирской нефтегазовой провинции ещё несколько десятков лет оставаться не только ведущим регионом в российской нефтегазодобывающей отрасли, но и в целом экономике всей страны. В доходную базу федерального бюджета России от топливно-энергетического комплекса Западной Сибири поступает более 40% налоговых платежей.
Самое крупное нефтяное месторождение в нашей стране – Самотлорское нефтегазоконденсатное – начальные извлекаемые запасы 3,3 млрд. т. Из недр этого месторождения уже добыто 2,2 млрд. т. Далее идут Приобское нефтяное месторождение с начальными извлекаемыми запасами свыше 0,7 млрд. т, Фёдоровское нефтегазоконденсатное – 0,7 млрд. т, Мамонтовское нефтяное – 0,6 млрд. т, Русское газо–нефтяное – 0,4 млрд. т и т.д. Крупнейшие месторождения природного газа с начальными извлекаемыми запасами газа соответственно: Уренгойское – 10,2 трлн. м3, Ямбургское – 6,1 трлн. м3, Бованенковское – 4,4 трлн. м3, Заполярное – 3,5 трлн. м3, Медвежье – 2,3 трлн. м3.
Нефтегазодобывающий комплекс Западной Сибири обеспечен ресурсами на многие десятки лет. Развитие нефтяной промышленности, согласно энергетической стратегии Российской Федерации, должно быть обеспечено за счёт увеличения добычи нефти в Западной Сибири до 255 – 270 млн. т, в том числе в Ханты–Мансийском автономном округе – до 200–220 млн. т, в Ямало-Ненецком автономном округе до 40–50 млн. т, на юге Тюменской области до 1,5–2,0 млн. т и т.д. Добыча нефти и конденсата в Ханты–Мансийском автономном округе может быть доведена в 2010 г. до 235 млн. т, с последующим сохранением достигнутого уровня за счёт ввода в действие новых месторождений.
2.
ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ
НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩЕЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ ЗАПАДНО-СИБИРСКОГО
РЕГИОНА
Создание нефтяной и газовой промышленности в Западной Сибири занимает особое место в развитии нефтегазовой отрасли и всей экономики страны.
В силу специфики природных и климатических условий региона была принята упрощённая схема переработки нефтяного газа с минимальным ассортиментом продукции: сухой газ, стабильный бензин и широкая фракция лёгких углеводородов, перерабатываемых на газоперерабатывающих комплексах Западно-Сибирского региона.
В Западной Сибири для переработки нефтяного газа построено 8 газоперерабатывающих заводов (ГПЗ) с объёмом переработки 26,2 млрд. м3 в год, 12 компрессорных станций суммарной производительностью 12 млрд. м3 в год и вся необходимая инфраструктура (товарные парки, наливные железнодорожные эстакады и т.д.).
Газоперерабатывающие
предприятия, наряду с производственными,
выполняют природоохранные функции,
направленные на недопущение сжигания
газа на факелах при добыче нефти,
следовательно, на исключение выбросов
вредных веществ в окружающую
среду.
2.1
Нижневартовский ГПЗ
Состоит из четырёх заводов, размещённых на одной площадке. Переработка газа на ГПЗ №1, 2, 3 предусмотрена по схеме низкотемпературной абсорбции на отечественном оборудовании. Переработка газа на ГПЗ № 4 предусмотрена по схеме низкотемпературной конденсации с турбодетандером на комплектном импортном оборудовании (рис.2).
Проектные мощности всех четырёх заводов составляют по 2 млрд. м3 в год по сырому газу. Заводы были введены в эксплуатацию в 1974–1978 гг.
На заводе перерабатываются нефтяные газы восточной части Среднего Приобья, Самотлорского, Варьёганского, Советского, Аганского и других месторождений Западной Сибири.
Поставщики сырья на ГПЗ – нефтяные компании ТНК, СИДАНКО – Варьёганнефть, ВНК – Томскнефть и др.
Товарной продукцией
завода являются: сухой газ, широкая фракция
лёгких углеводородов, стабильный бензин.
Рисунок 3. Принципиальная
схема переработки газа на Нижневартовском
ГПЗ.
2.2
Южно-Балыкский ГПЗ
Введён в эксплуатацию
в 1976 году. Переработка газа предусмотрена
по схемам:
Низкотемпературной
абсорбции (проектная мощность 0,4 млрд.
м3 в год).
Низкотемпературной
конденсации (проектная мощность 0,6
млрд. м3 в год).
Низкотемпературной
конденсации с турбодетандером (проектная
мощность 1,0 млрд. м3 в год).
Общая проектная мощность по сырому газу составляет 2,0 млрд. м3 в год, в том числе по компремированию сырого газа 1,5 млрд. м3 в год. На завод поступают нефтяные газы Мамонтовского, Южно–Балыкского, Тепловского и других месторождений Западной Сибири. Поставщиком газа на завод является нефтяная компания ЮКОС (Юганнефтегаз). Основными товарными продуктами предприятия являются сухой газ и ШФЛУ
2.3
Белозёрный ГПЗ
Переработка газа предусмотрена по схеме низкотемпературной конденсации с турбодетандером двумя технологическими линиями (каждая производительностью по 2000 млн. м3 сырого газа в год) на комплектном импортном оборудовании. Введён в эксплуатацию в 1980 году.
Тип перерабатываемого сырья – нефтяные газы 1, 2 и 3 ступеней сепарации нефти северной части Самотлорского, Варьёганского и Северо–Варьёганского нефтяных месторождений Западной Сибири.
Поставщики сырья на ГПЗ – нефтегазодобывающие предприятия нефтяных компаний ТНК и СИДАНКО.
Товарной продукцией
завода являются: сухой газ, подаваемый
в магистральный газопровод РАО
Газпром и частично местным газопроводам,
широкая фракция лёгких углеводородов
по продуктопроводу на эстакаду Южного
Балыка и на Тобольский НХК, стабильный
бензин по продуктопроводу, а также автотранспортом
2.4
Губкинский ГПК
В 1988 году были построены и введены в эксплуатацию две очереди по приёму, компримированию и осушке попутного нефтяного газа. Переработка газа предусмотрена по схеме низкотемпературной конденсации с турбодетандером четырьмя технологическими линиями. Мощность завода составляет 2,0 млрд м3 газа в год.
Достаточно сказать, что из всех видов энергетических ресурсов (вода, уголь, горючие сланцы, атомная энергия и др.) около двух третей потребностей обеспечивается за счет углеводородов. Невозможно представить сегодня современный транспорт и все многообразие двигательной техники без горюче-смазочных материалов, основой которых служат нефть и газ. Эти богатства земных недр добываются и потребляются в огромных количествах (рис. 1.1).
Рис.
1.1.
Свободный газ и добываемый попутно с нефтью, являются сырьем для химической промышленности. Путем химической переработки газов получают и такие продукты, на изготовление которых расходуется значительное количество пищевого сырья.
До начала XVIII в. нефть в основном добывали из копанок, которые обсаживали плетнем. По мере накопления нефть вычерпывали и в кожаных мешках вывозили потребителям.
Колодцы крепились деревянным срубом, окончательный диаметр обсаженного колодца составлял обычно от 0,6 до 0,9 м с некоторым увеличением к низу для улучшения притока нефти к его забойной части.
Подъем нефти из колодца производился при помощи ручного ворота (позднее конного привода) и веревки, к которой привязывался бурдюк (ведро из кожи).
К 70-м годам XIX в. основная часть нефти в России и в мире добывается из нефтяных скважин. Так, в 1878 г. в Баку их насчитывается 301, дебит которых во много раз превосходит дебит из колодцев. Нефть из скважин добывали желонкой – металлическим сосудом (труба) высотой до 6 м, в дно которого вмонтирован обратный клапан, открывающийся при погружении желонки в жидкость и закрывающийся при ее движении вверх. Подъем желонки (тартание) велся вручную, затем на конной тяге (начало 70-х годов XIX в.) и с помощью паровой машины (80-е годы).
Первые глубинные насосы были применены в Баку в 1876 г., а первый глубинный штанговый насос – в Грозном в 1895 г. Однако тартальный способ длительное время оставался главным. Например, в 1913 г. в России 95 % нефти добыто желонированием.
Вытеснение нефти из скважины сжатым воздухом или газом предложено в конце XVIII в., но несовершенство компрессорной техники более чем на столетие задержало развитие этого способа, гораздо менее трудоемкого по сравнению с тартальным.
Не сформировался к началу нашего века и фонтанный способ добычи. Из многочисленных фонтанов бакинского района нефть разливалась в овраги, реки, создавала целые озера, сгорала, безвозвратно терялась, загрязняла почву, водоносные пласты, море.
В настоящее время основной способ добычи нефти – насосный при помощи установок электроцентробежного насоса (УЭЦН) и штанговых скважинных насосов (ШСН).
В табл. 1.1 приведено распределение способов добычи нефти по России.
Способ эксплуатации | Число скважин, % | Средний дебит, | Добыча, % от общей |
||
нефти | жидкости | нефти | жидкости | ||
Фонтанный | 8,8 | 31,1 | 51,9 | 19,5 | 9,3 |
Газлифтный | 4,3 | 35,4 | 154,7 | 11,6 | 14,6 |
УЭЦН | 27,4 | 28,5 | 118,4 | 52,8 | 63,0 |
ШСН | 59,4 | 3,9 | 11,0 | 16,1 | 13,1 |
Прочие | 0,1 | - | - | - | - |
Газовая промышленность получила свое развитие лишь в период Великой Отечественной войны при открытии и вводе в разработку газовых месторождений в районе г. Саратова и в западных областях Украины, сооружении газопровода Саратов – Москва и Дашава – Киев – Брянск – Москва.
Одновременно с вводом в разработку и освоением новых газовых месторождений создавалась сеть магистральных газопроводов и отводов от них для подачи газа местным потребителям.
Развитие газовой промышленности позволило газифицировать много городов и населенных пунктов, а также предприятий различных отраслей промышленности.
Некоторые показатели и сведения по нефтегазодобыче в мире, России. Томской области.
300 млн т в год – безопасный рубеж добычи нефти для России;
10-11 млн т в год – добыча нефти по Томской области (последнее десятилетие);
9-11 т/сут. – добыча нефти (в среднем) из одной скважины по Томской области;
3,2 млрд. т нефти добывается в мире ежегодно;
3,9 млрд. т/год – ожидаемая добыча нефти в мире к 2005 г;
22 трлн м 3 газа добывается в мире ежегодно;
139,57 млрд т нефти составляют доказанные запасы в недрах земли (на 1996 г.);
398 трлн м 3 газа составляют мировые ресурсы с учетом вероятных и возможных запасов (годовая добыча около 22000 млрд м 3 /год);
105 млрд т нефти добыто в мире;
63 и 32 % – разведанные запасы нефти и газа на Среднем Востоке (от мировых);
7 и 38 % – разведанные запасы нефти и газа в России (от мировых);
624 млн т в год – максимальная добыча нефти в СССР (1988 г.);
303,4 млн т в год – минимальная добыча нефти в России (1998 г.);
350 млн т в год – прогнозы добычи нефти в России (на 2010 г.);
58,07 млн т нефти добыто НК "ЮКОС" в 2001 г.;
29 млн т нефти переработано НК "ЮКОС" в 2001 г.;
250 млн т нефти добыто Стрежевским НГДУ за 35 лет (декабрь 2001 г.);
11,7 млн т нефти добыто в Томской области НК "ЮКОС" в 2001 г.;
14,6 млн т – в 2002 г;
25 тыс. лет назад первобытный человек применял сверление кремниевым буром (бурение) при изготовлении инструментов;
в 221–263 гг. н.э. в Сычуане (Китай) из скважин глубиной около 240 м добывали газ, который использовался для выпаривания соли;
в 1594 г. в пос. Балахны (Баку) сооружен колодец глубиной 35 м для добычи нефти;
в 1825 г. добыто 4126 т нефти из 120 колодцев в Баку;
в 1847 г. пробурена скважина на нефть на Биби-Эйбате (Азербайджан);
в 1896 г. В.К. Зеленицким создан проект морского бурения для добычи нефти со дна Каспийского моря;
в 1901 г. в России добыто 11,987 млн т нефти;
в 1955 г. американские компании контролировали на Ближнем и Среднем Востоке 60% добычи нефти;
9583 м – глубина рекордной скважины США (1974 г.);
5005 м – максимальная глубина скважины в Томской области.
Регион, страна | Доказанные запасы | Добыча нефти в 2000 г | Кратность запасов, лет | ||
млрд т | % от мировых | млрд т | % от мировых | ||
Азия и Океания, всего в том числе: |
6,02 | 4,3 | 368,1 | 11,0 | 16,4 |
Китай | 3,29 | 2,3 | 162,7 | 4,9 | 20,2 |
Индонезия | 0,68 | 0,5 | 64,9 | 1,9 | 10,5 |
Индия | 0,65 | 0,5 | 32,0 | 1,0 | 20,3 |
в том числе: |
20,53 | 14,6 | 859,8 | 25,6 | 23,9 |
Венесуэла | 10,53 | 7,5 | 151,8 | 4,5 | 69,4 |
Мексика | 3,87 | 2,8 | 152,5 | 4,6 | 25,4 |
США | 2,98 | 2,1 | 291,2 | 8,7 | 10,2 |
Африка, всего в том числе: |
10,26 | 7,3 | 335,3 | 10,0 | 30,6 |
Ливия | 4,04 | 2,9 | 70,4 | 2,1 | 57,4 |
Нигерия | 3,08 | 2,2 | 99,5 | 3,0 | 31,0 |
Алжир | 1,26 | 0,9 | 40,0 | 1,2 | 31,5 |
в том числе: |
93,63 | 66,5 | 1078,4 | 32,2 | 86,8 |
Саудовская Аравия | 35,51 | 25,2 | 403,2 | 12,0 | 88,1 |
Ирак | 15,41 | 10,9 | 134,1 | 4,0 | 114,9 |
Кувейт | 12,88 | 9,1 | 88,7 | 2,6 | 145,2 |
ОАЭ | 12,63 | 9,0 | 92,5 | 2,8 | 136,5 |
Иран | 12,15 | 8,6 | 178,4 | 5,3 | 68,1 |
в том числе: |
8,09 | 5,8 | 364,1 | 11,5 | 22,3 |
Россия | 6,65 | 5,6 | 352,2 | 11,1 | 22,2 |
Казахстан | 0,74 | 0,5 | 31,4 | 0,9 | 23,6 |
Румыния | 0,2 | 0,1 | 6,1 | 0,2 | 32,8 |
Западная Европа, всего в том числе: |
2,35 | 1,7 | 321,5 | 9,6 | 7,3 |
Норвегия | 1,29 | 0,9 | 160,8 | 4,8 | 8,0 |
Великобритания | 0,69 | 0,5 | 126,8 | 3,8 | 5,4 |
Дания | 0,15 | 0,1 | 17,9 | 0,5 | 8,4 |
Всего в мире | 140,88 | 100,0 | 3360,8 | 100,0 | 42,0 |
Несовпадение итогов – в результате округления.
Регион, страна | Доказанные запасы | Добыча газа в 2000 г | Кратность запасов, лет | ||
млрд т | % от мировых | млрд т | % от мировых | ||
Азия и Океания, всего в том числе: |
10,34 | 6,7 | 259,0 | 10,6 | 39,9 |
Малайзия | 2,31 | 1,5 | 41,2 | 1,7 | 56,1 |
Индонезия | 2,05 | 1,3 | 68,5 | 2,8 | 29,9 |
Китай | 1,37 | 0,9 | 27,0 | 1,1 | 50,7 |
Северная и Латинская Америка всего в том числе: |
19,71 | 12,7 | 844,2 | 34,5 | 23,4 |
США | 4,74 | 3,1 | 530,1 | 21,7 | 8,9 |
Венесуэла | 4,16 | 2,7 | 32,7 | 1,3 | 127,2 |
Канада | 1,73 | 1,1 | 178,8 | 7,3 | 9,7 |
Африка, всего в том числе: |
11,16 | 7,2 | 121,3 | 5,0 | 92,0 |
Алжир | 4,52 | 2,9 | 85,3 | 3,5 | 53,0 |
Нигерия | 3,51 | 2,3 | 8,1 | 0,3 | 433,3 |
Ливия | 1,31 | 0,9 | 7,6 | 0,3 | 172,4 |
Ближний и Средний Восток, всего в том числе: |
52,52 | 33,9 | 205,1 | 8,4 | 256,1 |
Иран | 23,0 | 14,9 | 57,1 | 2,3 | 402,8 |
Катар | 11,15 | 7,2 | 25,6 | 1,1 | 435,6 |
Саудовская Аравия | 6,04 | 3,9 | 52,4 | 2,1 | 115,3 |
Восточная Европа и СНГ, всего в том числе: |
56,7 | 36,6 | 740,0 | 30,3 | 76,6 |
Россия | 48,14 | 31,1 | 595,0 | 24,3 | 80,9 |
Туркменистан | 2,86 | 1,9 | 34,0 | 1,4 | 84,1 |
Узбекистан | 1,88 | 1,2 | 50,5 | 2,1 | 37,2 |
Западная Европа, всего
Современным методам добычи нефти предшествовали примитивные способы: Сбор нефти с поверхности водоемов; Обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью; Извлечение нефти из ям и колодцев. Сбор нефти с поверхности открытых водоемов - это, по-видимому, один из старейших способов ее добычи. Он применялся в Мидии, Ассиро-Вавилонии и Сирии до нашей эры, в Сицилии в 1-ом веке нашей эры и др. В России добычу нефти методом ее сбора с поверхности реки Ухты в 1745 г. организовал Ф.С. Прядунов. В 1858 г. на о. Челекен и в 1868 г. в Кокандском ханстве нефть собирали в канавах, устраивая запруду из досок. Американские индейцы, когда обнаруживали нефть на поверхности озер и ручьев, клали на воду одеяло, впитывающее нефть, а затем отжимали его в сосуд. Обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, с целью ее извлечения впервые описаны итальянским ученым Ф. Ари-осто в XV в.: недалеко от Модены в Италии нефтесодержащие грунты измельчались и подогревались в котлах; затем их помещали в мешки и отжимали с помощью пресса. В 1819 г. во Франции нефтесодержащие пласты известняка и песчаника разрабатывались шахтным способом. Добытую породу помещали в чан, заполненный горячей водой. При перемешивании на поверхность воды всплывала нефть, которую собирали черпаком. В 1833...1845 гг. на берегу Азовского моря добывали песок, пропитанный нефтью. Затем его помещали в ямы с покатым дном и поливали водой. Вымытую из песка нефть собирали с поверхности воды пучками травы. Добыча нефти из ям и колодцев также известна с давних времен. В Киссии - древней области между Ассирией и Мидией - в V в. до н.э. нефть добывали с помощью кожаных ведер - бурдюков. На Украине первые упоминания о добыче нефти относятся к началу XVII в. Для этого рыли ямы-копанки глубиной 1,5...2 м, куда просачивалась нефть вместе с водой. Затем смесь собирали в бочки, закрытые снизу пробками. Когда более легкая нефть всплывала, пробки вынимали и отстоявшуюся воду сливали. К 1840 г. глубина ям-копанок достигла 6 м, а позднее нефть стали извлекать из колодцев глубиной около 30 м. На Керченском и Таманском полуостровах добыча нефти с древних времен производилась с помощью шеста, к которому привязывали войлок или пучок, сделанный из волос конского хвоста. Их спускали в колодец, а затем выжимали нефть в подготовленную посуду. На Апшеронском полуострове добыча нефти из колодцев известна с VIII в. н.э. При их строительстве сначала отрывалась яма наподобие обращенного (перевернутого) конуса до самого нефтяного пласта. Затем по бокам ямы делались уступы: при средней глубине погружения конуса 9,5 м - не менее семи. Среднее количество земли, вынутой при рытье такого колодца составляло около 3100 м 3 . Далее стенки колодцев от самого дна до поверхности крепили деревянным срубом или досками. В нижних венцах делали отверстия для притока нефти. Ее черпали из колодцев бурдюками, которые поднимались ручным воротом или с помощью лошади. В своем отчете о поездке на Апшеронский полуостров в 1735 г. доктор И. Лерхе писал: «... в Балаханы было 52 нефтяных кладезя глубиной в 20 саженей (1 сажень = 2,1 м), из коих некоторые сильно бьют, и ежегодно доставляют 500 батманов нефти...» (1 батман = 8,5 кг). По данным академика С.Г. Амелина (1771 г.) глубина нефтяных колодцев в Балаханах достигала 40...50 м, а диаметр или сторона квадрата сечения колодца 0,7...! м. В 1803 г. бакинский купец Касымбек соорудил два нефтяных колодца в море на расстоянии 18 и 30 м от берега Биби-Эйбата. Колодцы были защищены от воды коробом из плотно сколоченных досок. Нефть добывалась из них много лет. В 1825 г. во время шторма колодцы были разбиты и затоплены водами Каспия. К моменту подписания Гюлистанского мирного договора между Россией и Персией (декабрь 1813г.), когда Бакинское и Дербентское ханства влились в состав нашей страны, на Апшеронском полуострове насчитывалось 116 колодцев с черной нефтью и один с «белой», ежегодно дававших около 2400 т этого ценного продукта. В 1825 г. в районе Баку из колодцев было добыто уже 4126 т нефти. При колодезном способе техника добычи нефти не менялась на протяжении столетий. Но уже в 1835 г. чиновник горного ведомства Фаллендорф на Тамани впервые применил насос для откачки нефти через опущенную деревянную трубу. Ряд технических усовершенствований связан с именем горного инженера Н.И. Воскобойникова. Чтобы уменьшить объем земляных работ он предложил сооружать нефтяные колодцы в виде шахтного ствола, а в 1836...1837 гг. осуществил в Баку и Балаханах переустройство всей системы хранения и отпуска нефти. Но одним из главных дел его жизни стало бурение первой в мире нефтяной скважины в 1848 г. Длительное время к добыче нефти посредством бурения скважин в нашей стране относились с предубеждением. Считалось, что раз сечение скважины меньше, чем у нефтяного колодца, то и приток нефти к скважинам существенно меньше. При этом не учитывалось, что глубина скважин значительно больше, а трудоемкость их сооружения меньше. Свою отрицательную роль сыграло высказывание посетившего Баку в 1864 г. академика Г.В. Абиха о том, что бурение нефтяных скважин здесь не оправдывает ожиданий, и что «... как теория, так и опыт одинаково подтверждают мнение о необходимости увеличения числа колодцев...» Аналогичное мнение существовало в отношении бурения некоторое время и в США. Так, в местности, где Э. Дрейк пробурил свою первую нефтяную скважину, полагали, что «нефть является жидкостью, вытекающей каплями из угля, залегающего в ближних холмах, что для ее добычи бесполезно бурить землю и что единственный способ ее собрать - это отрыть траншеи, где она бы скапливалась». Тем не менее практические результаты бурения скважин постепенно изменили это мнение. Кроме того и статистические данные о влиянии глубины колодцев на добычу нефти свидетельствовали о необходимости развития бурения: в 1872 г. среднесуточная добыча нефти из одного колодца глубиной 10... 11 м составляла 816 кг, в 14...16 м - 3081 кг, а глубиной свыше 20 м - уже 11200 кг. При эксплуатации скважин нефтепромышленники стремились перевести их в режим фонтанирования, т.к. это был наиболее легкий путь добычи. Первый мощный нефтяной фонтан в Балаханах ударил в 1873 г. на участке Халафи. В 1878 г. большой нефтяной фонтан дала скважина, пробуренная на участке З.А. Тагиева в Биби-Эйбате. В 1887 г. 42 % нефти в Баку было добыто фонтанным способом. Форсированный отбор нефти из скважин приводил к быстрому истощению прилегающих к их стволу нефтеносных слоев, а остальная (большая) ее часть оставалась в недрах. Кроме того, из-за отсутствия достаточного количества хранилищ значительные потери нефти имели место уже на поверхности земли. Так, в 1887 г. фонтанами было выброшено 1088 тыс. т нефти, а собрано - всего 608 тыс. т. На площадях вокруг фонтанов образовывались обширные нефтяные озера, где в результате испарения терялись наиболее ценные фракции. Сама выветрившаяся нефть становилась малопригодной для переработки, и ее выжигали. Застойные нефтяные озера горели по много дней подряд. Добыча нефти из скважин, давление в которых было недостаточным для фонтанирования, производилась с помощью цилиндрических ведер длиной до 6 м. В их дне был устроен клапан, открывающийся при движении ведра вниз и закрывающийся под весом извлекаемой жидкости при давлении ведра вверх. Способ добычи нефти посредством желонок назывался тартанием. Первые опыты по применению глубинных насосов для добычи нефти были выполнены в США в 1865 г. В России этот способ начали применять с 1876 г. Однако насосы быстро засорялись песком и нефтепромышленники продолжали отдавать предпочтение желонке. Из всех известных способов добычи нефти главным оставался тартальный: в 1913 г. с его помощью добывали 95 % всей нефти. Тем не менее инженерная мысль не стояла на месте. В 70-х годах XIX в. В.Г. Шухов предложил компрессорный способ добычи нефти посредством подачи в скважину сжатого воздуха (эрлифт). Испытана эта технология была в Баку только в 1897 г. Другой способ добычи нефти - газлифт - предложил М.М. Тихвинский в 1914 г. Выходы природного газа из естественных источников использовались человеком с незапамятных времен. Позже нашел применение природный газ, получаемый из колодцев и скважин. В 1902 г. в Сура-ханах близ Баку была пробурена первая скважина, давшая промышленный газ с глубины 207 м.
Сбор нефти с поверхности открытых водоемов — это, по-видимому, одни из старейших способов ее добычи. Он применялся в Мидии, Ассиро-Вавилонии и Сирин до нашей эры, в Сицилии в 1-ом веке нашей эры и др. В России добычу нефти методом ее сбора с поверхности реки Ухты в 1745 г. организовал Ф.С. Прядунов. В 1858 г. на о. Челекен и в 1868 г. в Кокандском ханстве нефть собирали в канавах, устраивая запруду из досок. Американские индейцы, когда обнаруживали нефть на поверхности озер и ручьев, клали на воду одеяло, впитывающее нефть, а затем отжимали его в сосуд. Обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью , с целью се извлечения впервые описаны итальянским ученым Ф. Ариосто в XV в.: недалеко от Модены в Италии нефтесодержащие грунты измельчались и подогревались в котлах; затем их помещали в мешки и отжимали с помощью пресса. В 1819 г. во Франции нефтесодержащие пласты известняка и песчаника разрабатывались шахтным способом. Добытую породу помешали в чан, заполненный горячей водой. При перемешивании на поверхность воды всплывала нефть, которую собирали черпаком. В 1833…1845 гг. на берегу Азовского моря добывали песок, пропитанный нефтью. Затем его помещали в ямы с покатым дном и поливали водой. Вымытую из песка нефть собирали с поверхности воды пучками травы. Добыча нефти из ям и колодцев также известна с давних времен. В Киссии — древней области между Ассирией и Мидией — в V в. до н.э. нефть добывали с помощью кожаных ведер — бурдюков. На Украине первые упоминания о добыче нефти относятся к началу XVII в. Для этого рыли ямы-копанки глубиной 1,5…2 м, куда просачивалась нефть вместе с водой. Затем смесь собирали в бочки, закрытые снизу пробками. Когда более легкая нефть всплывала, пробки вынимали и отстоявшуюся воду сливали. К 1840 г. глубина ям-копанок достигла 6 м, а позднее нефть стали извлекать из колодцев глубиной около 30 м. Нa Керченском и Таманском полуостровах добыча нефти с древних времен производилась с помощью шеста, к которому привязывали войлок или пучок, сделанный из волос конского хвоста. Их спускали в колодец, а затем выжимали нефть в подготовленную посуду. На Апшеронском полуострове добыча нефти из колодцев известна с VIII в. н.э. При их строительстве сначала отрывалась яма наподобие обращенного (перевернутого) конуса до самого нефтяного пласта. Затем по бокам ямы делались уступы: при средней глубине погружения конуса 9,5 м — не менее семи. Среднее количество земли, вынутой при рытье такого колодца составляло около 3100 м 3 . Далее стенки колодцев от самого дна до поверхности крепили деревянным срубом или досками. В нижних венцах делали отверстия для притока нефти. Ее черпали из колодцев бурдюками, которые поднимались ручным воротом или с помощью лошади. В своем отчете о поездке на Апшеронский полуостров в 1735 г. доктор И. Лерхе писал: «… в Балаханы было 52 нефтяных кладезя глубиной в 20 саженей (1 сажень — 2,1 м), из коих некоторые сильно бьют, и ежегодно доставляют 500 батманов нефти…» (1 батман — 8,5 кг). По данным академика С.Г. Амелина (1771 г.) глубина нефтяных колодцев в Балаханах достигала 40…50 м, а диаметр пли сторона квадрата сечения колодца 0,7…1 м. В 1803 г. бакинский купец Касымбек соорудил два нефтяных колодца в море на расстоянии 18 и 30 м от берега Биби-Эйбата. Колодцы были защищены от воды коробом из плотно сколоченных досок. Нефть добывалась из них много лет. В 1825 г. во время шторма колодцы были разбиты и затоплены водами Каспия. К моменту подписания Гюлистанского мирного договора между Россией и Персией (декабрь 1813 г.), когда Бакинское и Дербентское ханства влились в состав нашей страны, на Апшеронском полуострове насчитывалось 116 колодцев с черной нефтью и один с «белой», ежегодно дававших около 2400 т этого ценного продукта. В 1825 г. в районе Баку из колодцев было добыто уже 4126 т нефти. При колодезном способе техника добычи нефти не менялась на протяжении столетий. Но уже в 1835 г. чиновник горного ведомства Фаллендорф на Тамани впервые применил насос для откачки нефти через опущенную деревянную трубу. Ряд технических усовершенствований связан с именем горного инженера Н.И. Воскобойникова. Чтобы уменьшить объем земляных работ он предложил сооружать нефтяные колодцы в виде шахтного ствола, а в 1836… 1837 гг. осуществил в Баку и Балаханах переустройство всей системы хранения и отпуска нефти. Но одним из главных дел его жизни стало бурение первой в мире нефтяной скважины в 1848 г. Длительное время к добыче нефти посредством бурения скважин в нашей стране относились с предубеждением. Считалось, что раз сечение скважины меньше, чем у нефтяного колодца, то и приток нефти к скважинам существенно меньше. При этом не учитывалось, что глубина скважин значительно больше, а трудоемкость их сооружения меньше. Свою отрицательную роль сыграло высказывание посетившего Баку в 1864 г. академика Г.В. Абиха о том, что бурение нефтяных скважин здесь не оправдывает ожиданий, и что «… как теория, так и опыт одинаково подтверждают мнение о необходимости увеличения числа колодцев…» Аналогичное мнение существовало в отношении бурения некоторое время и в США. Так, в местности, где Э. Дрейк пробурил свою первую нефтяную скважину, полагали, что «нефть является жидкостью, вытекающей каплями из угля, залегающего в ближних холмах, что для ее добычи бесполезно бурить землю и что единственный способ её собрать — это отрыть траншей, где она бы скапливалась». Тем не менее практические результаты бурения скважин постепенно изменили это мнение. Кроме того и статистические данные о влиянии глубины колодцев на добычу нефти свидетельствовали о необходимости развития бурения: в 1872 г. среднесуточная добыча нефти из одного колодца глубиной 10…11 м составляла 816 кг, в 14…16 м — 3081 кг, а глубиной свыше 20 м — уже 11200 кг. При эксплуатации скважин нефтепромышленники стремились перевести их в режим фонтанирования, т.к. это был наиболее легкий путь добычи. Первый мощный нефтяной фонтан в Балаханах ударил в 1873 г. па участке Халафи. В 1878 г. большой нефтяной фонтан дала скважина, пробуренная на участке З.Л. Тагиева в Биби-Эйбате. В 1887 г. 42 % нефти в Баку было добыто фонтанным способом. Форсированный отбор нефти из скважин приводил к быстрому истощению прилегающих к их стволу нефтеносных слоев, а остальная (большая) ее часть оставалась в недрах. Кроме того, из-за отсутствия достаточного количества хранилищ значительные потери нефти имели место уже на поверхности земли. Так, в 1887 г. фонтанами было выброшено 1088 тыс. т нефти, а собрано — всего 608 тыс. т. На площадях вокруг фонтанов образовывались обширные нефтяные озера, где в результате испарения терялись наиболее ценные фракции. Сама выветрившаяся нефть становилась малопригодной для переработки, и ее выжигали. Застойные нефтяные озера горели по много дней подряд. Добыча нефти из скважин, давление в которых было недостаточным для фонтанирования, производилась с помощью цилиндрических ведер длиной до 6 м. В их дне был устроен клапан, открывающийся при движении ведра вниз и закрывающийся под весом извлекаемой жидкости при давлении ведра вверх. Способ добычи нефти посредством желонок назывался тартанием . Первые опыты по применению глубинных насосов для добычи нефти были выполнены в США в 1865 г. В России этот способ начали применять с 1876 г. Однако насосы быстро засорялись песком и нефтепромышленники продолжали отдавать предпочтение желонке. Из всех известных способов добычи нефти главным оставался тартальиый: в 1913 г. с его помощью добывали 95 % всей нефти. Тем не менее инженерная мысль не стояла на месте. В 70-х годах XIX в. В.Г. Шухов предложил компрессорный способ добычи нефти посредством подачи в скважину сжатого воздуха (эрлифт). Испытана эта технология была в Баку только в 1897 г. Другой способ добычи нефти — газлифт — предложил М.М. Тихвинский в 1914 г. Выходы природного газа из естественных источников использовались человеком с незапамятных времен. Позже нашел применение природный газ, получаемый из колодцев и скважин. В 1902 г. в Сураханах близ Баку была пробурена первая скважина, давшая промышленный газ с глубины 207 м. [Коршак А.А., Шаммазов A.M. Основы нефтегазового дела.] Видеофильм. Общая схема добычи нефти - 95.50 Кб ______________________________ ________________________ Кафедра «Высшей математики и прикладной информатики» «История развития машин и оборудования добычи нефти и газа» Выполнил: студент Проверил: Самара 2011
Введение Нефть – это природная горючая маслянистая жидкость, которая состоит из смеси углеводородов самого разнообразного строения. Их молекулы представляют собой и короткие цепи атомов углерода, и длинные, и нормальные, и разветвленные, и замкнутые в кольца, и многокольчатые. Кроме углеводородов нефть содержит небольшие количества кислородных и сернистых соединений и совсем немного азотистых. Нефть и горючий газ встречаются в земных недрах как вместе, так и раздельно. Природный горючий газ состоит из газообразный углеводородов – метана, этана, пропана. Нефть и горючий газ накапливаются в пористых породах, называемых коллекторами. Хорошим коллектором является пласт песчаника, заключенный среди непроницаемых пород, таких, как глины или глинистые сланцы, препятствующие утечке нефти и газа из природных резервуаров. Наиболее благоприятные условия для образования месторождений нефти и газа возникают в тех случаях, когда пласт песчаника изогнут в складку, обращенную сводом кверху. При этом верхняя часть такого купола бывает заполнена газом, ниже располагается нефть, а еще ниже - вода. О том, как образовались месторождения нефти и горючего газа, ученые много спорят. Одни геологи - сторонники гипотезы неорганического происхождения - утверждают, что нефтяные и газовые месторождения образовались вследствие просачивания из глубин Земли углерода и водорода, их объединения в форме углеводородов и накопления в породах - коллекторах. Другие геологи, их большинство, полагают, что нефть, подобно углю, возникла из органической массы, погребенной на глубину под морские осадки, где из нее выделялись горючие жидкость и газ. Это органическая гипотеза происхождения нефти и горючего газа. Обе эти гипотезы объясняют часть фактов, но оставляют без ответа другую их часть. Полная разработка теории образования нефти и горючего газа еще ждет своих будущих исследователей. Группы нефтяных и газовых месторождений, подобно месторождениям ископаемого угля, образуют газонефтеносные бассейны. Они, как правило, приурочены к прогибам земной коры, в которых залегают осадочные породы; в их составе имеются пласты хороших коллекторов. В нашей стране давно известен Каспийский нефтеносный бассейн, разработка которого началась в районе Баку. В 20-х годах был открыт Волго-Уральский бассейн, который назвали Вторым Баку. В 50-х годах был выявлен величайший в мире Западно-Сибирский бассейн нефти и газа. Крупные бассейны, кроме того, известны и в других районах страны - от берегов Ледовитого океана до пустынь Средней Азии. Они распространены как на материках, так и под дном морей. Нефть, например, добывается со дна Каспийского моря. Россия занимает одно из первых мест в мире по запасам нефти и газа. Большое преимущество этих полезных ископаемых - сравнительное удобство их транспортировки. По трубопроводам нефть и газ поступают за тысячи километров на фабрики, заводы и электростанции, где используются как топливо, как сырье для производства бензина, керосина, масел и для химической промышленности. В становлении и развитии нефтегазодобывающей промышленности можно проследить несколько этапов, каждый из которых отражает постоянное изменение соотношения, с одной стороны, масштабов потребления нефти и газа, а с другой – степень сложности их добычи. На первом этапе возникновения нефтедобывающей промышленности из-за ограниченной потребности в нефти она добывалась из небольшого числа месторождений, разработка которых не представляла сложности. Основным способом добычи подъема нефти был на поверхность был самый простой – фонтанный. Соответственно примитивным было и оборудование, применяемое для добычи нефти. На втором этапе потребность в нефти увеличилась, а условия добычи нефти усложнились, возникла потребность добычи нефти из коллекторов на больших глубинах из месторождений с более сложными геологическими условиями. Возникло множество проблем, связанных с добычей нефти и эксплуатированием скважин. Для этого были разработаны технологии подъема жидкости газлифтным и насосным способами. Было создано и внедрено оборудование для эксплуатации скважин фонтанным способом, оборудование для газлифтной эксплуатации скважин с мощными компрессорными станциями, установки для эксплуатации скважин штанговыми и бесштанговыми насосами, оборудование для сбора, перекачки, разделения продукции скважин. Постепенно начало складываться нефтяное машиностроение. Одновременно возникла быстрорастущая потребность в газе, что привело к формированию газодобывающей промышленности, в основном на базе газовых и газоконденсатных месторождений. На этом этапе промышленно развитые страны начали развивать топливно-энергетические отрасли и химию за счет преимущественного развития нефтегазовой промышленности. История развития добычи с древних времен по настоящее времяРоссийская Федерация является одной из ведущих энергетических держав. В настоящее время на долю России приходится более 80% общего объема добычи нефти и газа и 50% угля бывшего СССР, что составляет почти седьмую часть суммарного производства первичных энергоресурсов в мире . В России сосредоточено 12,9% мировых разведанных запасов нефти и 15,4% ее добычи. На ее долю приходится 36,4% мировых запасов газа и 30,9% его добычи. Топливно-энергетический комплекс (ТЭК) России - это стержень национальной экономики, обеспечивающий жизнедеятельность всех отраслей народного хозяйства, консолидацию) регионов, формирование значительной части бюджетных доходов и основной доли валютных поступлений страны. В ТЭК аккумулируется 2/3 прибыли, создаваемой в отраслях материального производства. Недостаточное восполнение сырьевой базы начинает ограничивать возможности в наращивания добыта нефти и газа. Увеличение душевого энергопотребления к 2010 г., экстремальных условиях развития» экономики возможно путем проведения комплекса мер по интенсивному энергосбережению, оптимально достаточного экспорта энергоресурсов при медленном наращивании их производства и проведение сдержанной инвестиционной политики ориентированной на наиболее эффективные проекты. В этом деле применение современного оборудования, обеспечивающего энергосберегающие технологии при добыче нефти, играет существенную роль. Известны шахтный и скважинный методы добычи нефти. Этапы развития шахтного способа: рытье ям (копанок) глубиной до 2 м; сооружение колодцев (шурфов) глубиной до 35¸45 м, и сооружение шахт-комплексов вертикальных, горизонтальных и наклонных выработок (применяется редко при добыче вязких нефтей). До начала VXIII в нефть, в основном, добывали из копанок, которые обсаживались плетнем. По мере накопление нефть вычерпывали в мешках вывозили потребителям. Колодцы крепились деревянным срубом, окончательный диаметр обсаженного колодца составлял обычно от 0,6 до 0,9 м с некоторым увеличением книзу для улучшения притока нефти к его забойной части. Подъем нефти из колодца производился при помощи ручного ворота (позднее конного привода) и веревки, к которой привязывался бурдюк (ведро из кожи). К 70-м годам XIX в. основная добыча в России и в мире происходит уже из нефтяных скважин. Так, в 1878 г. в Баку их насчитывается 301, дебит которых во много раз превосходит дебит колодцев. Нефть из скважин добывали желонкой - металлический сосуд (труба) высотой до 6 м., в дно которого вмонтирован обратный клапан, открывающийся при погружении желонки в жидкость и закрывающийся при её движении вверх. Подъем желонки (тартание) велся вручную, затем на конной тяге (начало 70-х годов XIX в.) и с помощью паровой машины (80-е года). Первые глубинные насосы были применены в Баку в 1876 г., а первый глубинный штанговый насос - в Грозном в 1895 г. Однако тартальный способ длительное время оставался главным. Например, в 1913 г. в России 95% нефти добыто желонированием. Вытеснение нефти из скважины сжатым воздухом или газом предложено в конце XVIII в., но несовершенство компрессорной техники более чем на столетие задержало развитие этого способа, гораздо менее трудоемкого по сравнению с тартальным. Не формировался к началу нашего века и фонтанный способ добычи. Из многочисленных Фонтанов бакинского района нефть разливалась в овраги, реки, создавала целые озера, сгорала, безвозвратно терялась, загрязняла почву, водоносные пласты, море. В настоящее время основной способ добычи нефти - насосный при помощи установок электроцентробежного насоса (УЭЦН) и штанговых скважинных насосов (ШСН). Добыча нефти и газа. Фонтанный и газлифтный способы добычи нефти и газа.добыча нефть газ насос Нефть находится под землей под таким давлением, что при прокладке к ней пути в виде скважины она устремляется на поверхность. В продуктивных пластах нефть преимущественно залегает вместе с подпирающей ее водой. Располагаясь на различных глубинах, пласты испытывают определенное давление, соответствующее приблизительно одной атмосфере на 10м глубины. Скважины глубиной в 1000-1500-2000м имеет пластовые давления порядка 100-150-200 атм. За счет этого давления нефть и перемещается по пласту к скважине. Как правило, фонтанируют скважины только в начале своего жизненного цикла, т.е. сразу после бурения. Через некоторое время давление в пласте снижается и фонтан иссякает. Конечно, если бы на этом прекращалась эксплуатация скважины, то под землей оставалось бы более 80% нефти. В процессе освоения скважины в нее опускается колонна насосно-компрессорных труб (НКТ). При эксплуатировании скважины фонтанным способом на поверхности устанавливают специальное оборудование – фонтанную арматуру. Не будем разбираться во всех деталях этого оборудования. Отметим только, что это оборудование необходимо для управления скважиной. С помощью фонтанной арматуры можно регулировать добычу нефти – уменьшать или совсем остановить. После того, когда давление в скважине уменьшится, и скважина начнет давать совсем мало нефти, как посчитают специалисты, ее переведут на другой способ эксплуатации. При добыче газа фонтанный способ является основным. После прекращения фонтанирования из-за нехватки пластовой энергии переходят на механизированный способ эксплуатации скважин, при котором вводят дополнительную энергию извне (с поверхности). Одним из таких способов, при котором вводят энергию в виде сжатого газа, является газлифт. Газлифт (эрлифт) - система, состоящая из эксплуатационной (обсадной) колонны труб и опущенных в нее НКТ, в которой подъем жидкости осуществляется с помощью сжатого газа (воздуха). Иногда эту систему называют газовый (воздушный) подъемник. Способ эксплуатации скважин при этом называется газлифтным. По схеме подачи от вида источника рабочего агента - газа (воздуха) различают компрессорный и безкомпрессорный газлифт, а по схеме действия - непрерывный и периодический газлифт. В затрубное пространство нагнетают газ высокого давления, в результате чего уровень жидкости в нем будет понижаться, а в НКТ - повышаться. Когда уровень жидкости понизится до нижнего конца НКТ, сжатый газ начнет поступать в НКТ и перемешиваться с жидкостью. В результате плотность такой газожидкостной смеси становится ниже плотности жидкости, поступающей из пласта, а уровень в НКТ будет повышаться. Чем больше будет введено газа, тем меньше будет плотность смеси и тем на большую высоту она поднимется. При непрерывной подаче газа в скважину жидкость (смесь) поднимается до устья и изливается на поверхность, а из пласта постоянно поступает в скважину новая порция жидкости. Дебит газлифтной скважины зависит от количества и давления нагнетаемого газа, глубины погружения НКТ в жидкость, их диаметра, вязкости жидкости и т.п. Конструкции газлифтных подъемников определяются в зависимости от числа рядов насосно-компрессорных труб, спускаемых в скважину, и направления движения сжатого газа. По числу спускаемых рядов труб подъемники бывают одно- и двухрядными, а по направлению нагнетания газа - кольцевыми и центральными. При однорядном подъемнике в скважину спускают один ряд НКТ. Сжатый газ нагнетается в кольцевое пространство между обсадной колонной и насосно-компрессорными трубами, а газожидкостная смесь поднимается по НКТ, или газ нагнетается по насосно-компрессорным трубам, а газожидкостная смесь поднимается по кольцевому пространству. В первом случае имеем однорядный подъемник кольцевой системы, а во втором - однорядный подъемник центральной системы. При двухрядном подъемнике в скважину спускают два ряда концентрически расположенных труб. Если сжатый газ направляется в кольцевое пространство между двумя колоннами НКТ, а газожидкостная смесь поднимается по внутренним подъемным трубам, то такой подъемник называется двухрядным кольцевой системы. Добыча нефти с помощью насосов По статистике только чуть более 13% всех скважин в России эксплуатируются фонтанным и газлифтным способами (хотя эти скважины дают более 30% всей российской нефти). В целом статистика по способам эксплуатации выглядит так: Эксплуатация скважин штанговыми насосами У обывателя при разговоре о нефтяном деле возникает образ двух станков – буровой вышки и станка-качалки. Краткое описание Нефть – это природная горючая маслянистая жидкость, которая состоит из смеси углеводородов самого разнообразного строения. Их молекулы представляют собой и короткие цепи атомов углерода, и длинные, и нормальные, и разветвленные, и замкнутые в кольца, и многокольчатые. Кроме углеводородов нефть содержит небольшие количества кислородных и сернистых соединений и совсем немного азотистых. Нефть и горючий газ встречаются в земных недрах как вместе, так и раздельно. Содержание Введение........................................................ 25.09.2019
Планирование беременности
|