Разработки

Нефть вместе с природным газом накапливается в пористых породах, которые называются коллекторами. Они могут быть различными. Хорошим считается коллектор, представляющий пласт песчаника, который располагается между слоями глины и глинистых сланцев. Это исключает утечку нефти и газа из подземных резервуаров.

Как только полезные ископаемые обнаружены, проводится оценка их запасов в пласте, качества и разрабатывается способ безопасного извлечения и транспортировки до перерабатывающей установки. Если по расчетам добыча нефти и газа в данном месторождении является экономически выгодной, то начинается установка эксплуатационного оборудования.

Нефтепромысловая геология

Данное направление геологии занимается подробным исследованием нефтяных месторождений. В его ведомстве находится не только разработка методов добычи сырья, но и проектирование мер для рационально использования земных недр.

Нефтяные пласты обычно располагаются на большой глубине, для их извлечения требуется специальное оборудование. Многие из обнаруженных месторождений остаются неразработанными. Это связно с тем, что добыча нефти – трудоемкий процесс. Для того чтобы разработка была рентабельна, залежи должны соответствовать определенным критериям.

Коэффициент нефтеотдачи должен быть не ниже 30%. Данный показатель отражает объем сырья, находящегося под землей, к объему, который можно будет извлечь и переработать.

В нефтеносных слоях, помимо искомого сырья, присутствуют в больших количествах вода и газ. Все это находится под колоссальным давлением земной коры, показатель которого является основным параметром при выборе метода добычи нефти.

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.

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.

Особенности добычи нефти

В природных резервуарах, где добывают нефть, она находится в сыром состоянии. Как правило, горючая жидкость смешана с газом и водой. Часто они находятся под высоким давлением, под воздействием которого нефть вытесняется к необорудованным скважинам. Это может привести к возникновению проблем. Иногда давление бывает настолько мало, что требуется установка специального насоса.

Процесс добычи нефти можно разделить на три этапа:

  • Движение жидкости по пласту по направлению к скважине. Осуществляется за счет природной или искусственно создаваемой разности давления.
  • Движение жидкости по скважине – от забоя до устья.
  • Сбор нефти с газом и водой на поверхности, их разделение, очистка. А далее жидкость транспортируется до перерабатывающих установок.

Существуют различные методы добычи нефти, которые зависят от типа месторождения полезного ископаемого (суша, морское дно), вида коллектора, глубины заложения. Также способ может меняться по мере опустошения природного резервуара. Стоит отметить, что морская добыча нефти – более сложный процесс, так как требует устройства подводных установок.

Естественная добыча

Как добывают нефть? Для этого используется сила давления, естественного или создаваемого искусственно. Эксплуатация скважины при энергии пласта называется фонтанной. В данном случае под давлением подземных вод, газа нефть поднимается наверх, не требуя привлечения дополнительного оборудования. Однако фонтанный способ используется только для первичной добычи полезного ископаемого, когда давление значительное и способно поднимать жидкость наверх. В дальнейшем необходимо применение дополнительного оборудования, позволяющего полностью выкачать нефть.

Фонтанный способ является самым экономичным. Для регулировки подачи нефти устанавливается специальная арматура, которая герметизирует устье скважины, контролирует объем подаваемого вещества.

После первичной добычи используются вторичный и третичный методы, позволяющие максимально эффективно использовать месторождение.

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.

Предлагаем ознакомиться  Цоизит камень: [фото, свойства и характеристики]

Первичный, вторичный и третичный методы

При естественном способе добычи нефти используется поэтапный метод:

  • Первичный. Жидкость поступает под воздействием высокого давления в пласте, которое образуется от подземных вод, расширения газов и прочее. При таком способе коэффициент извлечения нефти (КИН) составляет примерно 5-15%.
  • Вторичный. Такой метод используется тогда, когда естественного давления уже недостаточно, чтобы поднимать нефть по скважине. В этом случае применяется вторичный способ, который заключается в подводе энергии извне. В этом качестве выступает закачиваемая вода, попутный или натуральный газ. В зависимости от пород резервуара и характеристик нефти, КИН при вторичном методе достигает 30%, а суммарное значение – 35-45%.
  • Третичный. Такой метод заключается в увеличении подвижности нефти для повышения ее отдачи. Один из способов – это TEOR, при помощи которого за счет нагрева жидкости в пласте уменьшается вязкость. Для этого наиболее часто применяется водяной пар. Реже используется частичное сжигание нефти на месте, непосредственно в самом пласте. Однако такой способ не очень эффективен. Для изменения поверхностного натяжения между нефтью и водой можно ввести специальные ПАВ (или детергенты). Третичный метод позволяет повысить КИН еще примерно на 5-15%. Данный способ используется лишь в том случае, если добыча нефти продолжает оставаться рентабельной. Поэтому применение третичного метода зависит от цен на нефть и стоимости ее извлечения.

Механизированный способ: использование насосов

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.

Добыча нефти: объемы, места, способы

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.

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.

При насосном способе на определенную глубину опускаются насосы. Оборудование подразделяется на различные виды. Наибольшее распространение получили штанговые насосы.

Рассмотрим, как добывают нефть данным способом. Принцип работы такого оборудования следующий. В скважину опускаются трубы, внутри которых расположены всасывающий клапан и цилиндр. В последнем установлен плунжер с нагнетательным клапаном. Движение нефти осуществляется за счет возвратно-поступательного перемещения плунжера. При этом попеременно открываются-закрываются всасывающий и нагнетательный клапаны.

Производительность штанговых насосов составляет примерно 500 куб. м/сутки при глубине скважины 200-400 м, а при глубине 3200 м – до 20 куб. м/сутки.

Для добычи нефти могут использоваться и бесштанговые наносы. В данном случае через ствол скважины к оборудованию подводится электрическая энергия. Для этого используется специальный кабель. Также может применяться и другой вид энергонесущего потока (теплоноситель, сжатый газ).

В России чаще используется центробежный вид электронасоса. С помощью такого оборудования добывается большая часть нефти. При использовании электрических насосов на поверхности земли необходимо устанавливать станцию управления и трансформатор.

Газлифтный способ

Если энергия для подъема нефти подводится извне, то такой способ добычи называется механизированным. Он подразделяется на два вида: компрессорный и насосный. Каждый из методов имеет свои особенности.

Предлагаем ознакомиться  История применения нефти и газа

Компрессорный также носит название газлифтный. Этот метод подразумевает закачку газа в скважину, где он смешивается с нефтью. В результате плотность смеси снижается. Давление забойное также уменьшается, становится ниже пластового. Все это приводит к движению нефти к поверхности земли. Иногда газ под давлением подается из соседних пластов. Такой способ называется “бескомпрессорный газлифт”.

На старых месторождениях применяется и система эрлифта, при которой используется воздух. Однако такой способ требует сжигания нефтяного газа, а трубопровод имеет низкую устойчивость к поражению коррозией.

Газлифт для добычи нефти используется в Западной Сибири, Западном Казахстане, Туркмении.

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.

Добыча нефти: объемы, места, способы

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.

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.

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.

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.

Добыча в странах мира

Было рассмотрено, как добывают нефть из природных резервуаров. Стоит ознакомиться и с темпами развития. Изначально, до середины 70-х гг., добыча нефти удваивалась практически каждое десятилетие. Затем темпы развития стали не столь активными. Объем нефти, которая была выкачана с начала добычи (с 1850-х гг.) до 1973 года, составил 41 миллиард тонн, почти половина которого пришлась на 1965-1973 гг.

Предлагаем ознакомиться  Железная руда — свойства, добыча, применение

Крупнейшими мировыми нефтедобытчиками на сегодня являются такие страны, как Саудовская Аравия, Россия, Иран, США, Китай, Мексика, Канада, Венесуэла, Казахстан. Именно эти государства являются главными на рынке «черного золота». Стоит отметить, что добыча нефти в США стоит не на верхних позициях, но страна выкупила крупные месторождения в других государствах.

Крупнейшими нефтегазоносными бассейнами, в которых осуществляется добыча нефти и газа, являются Персидский залив, Мексиканский залив, Южный Каспий, Западная Сибирь, Алжирская Сахара и прочее.

Запасы нефти

Нефть является невозобновляемым ресурсом. Объем известных месторождений составляет 1200 миллиардов баррелей, а неразведанных – примерно 52-260 миллиардов баррелей. Всего запасов нефти, с учетом современного ее потребления, хватит примерно на 100 лет. Несмотря на это, в планах России увеличение объемов добычи «черного золота».

Страны, где добывают нефть в наибольшем объеме, следующие:

  • Венесуэла.
  • Саудовская Аравия.
  • Иран.
  • Ирак.
  • Кувейт.
  • ОАЭ.
  • Россия.
  • Ливия.
  • Казахстан.
  • Нигерия.
  • Канада.
  • США.
  • Катар.
  • Китай.
  • Бразилия.

Как добывают нефть в России и объемы

По оценкам экспертов, Российская Федерация владеет около 13% разведанных нефтяных залежей всего мира. Нефтедобывающая отрасль выступает основой российской экономики.

Страна является одним из лидеров по добыче и экспорту сырья. За 2017 год на территории России было извлечено 547 млрд тонн нефти. Объемы добычи демонстрируют ежегодный прирост приблизительно на 10 млрд тонн. За один день в стране добывают порядка 11,26 млн баррелей.

В пределах российских границ находится огромное количество нефтяных месторождений. Большая часть из них еще не изучена. Некоторые промыслы решено не разрабатывать из-за специфики их расположения и трудностей в извлечении сырья.

На сегодняшний день идет активная разработка залежей нефти в Западной и Восточной Сибири. Большие объемы добычи сырья зарегистрированы в Ханты-Мансийском автономном округе и Тимано-Печорском нефтяном регионе. Нефть также добывают в Красноярском крае и в Ямало-Ненецком автономном округе.

Добыча российской сланцевой нефти в основном осуществляется в Западной Сибири. Особенностью разработки этого вида нефти является необходимость очищать сырье от примесей. Сейчас себестоимость переработки сланцевой нефти достаточно высока, однако с развитием технологий ожидается резкое повышение рентабельности добычи такого сырья.

Извлечение нефти с морского дна на сегодняшний день осложнено трудоемкостью и дороговизной процесса. Основным районом шельфового бурения в России является шельф острова Сахалин, расположенный в Охотском море. Высокая стоимость такого вида добычи нефти обусловлена тем, что для извлечения сырья требуется использовать морские буровые платформы. Стоимость одной установки достигает нескольких миллионов долларов.

В России также представлена добыча нефти шахтным способом. Особенностью данного метода является то, что нефтяные скважины сооружаются в шахтах. Этот вид добычи применяется в случае разработки энергетически истощенных месторождений сырья средней вязкости или залежей с высоковязкой нефтью.

Данный способ извлечения сырья широко использовался в конце ХIХ века. На сегодняшний день единственным месторождением, где добыча нефти производится шахтным методом, является Ярегское нефтяное месторождение. Оно расположено в республике Коми.

Эпоха нефтяной цивилизации, наступившая в начале ХХ века, оказала огромное влияние на многие сферы жизни человека и на внешний вид мира в целом. 100 лет назад сложно было представить, что почти каждая семья в большом городе будет иметь собственный автомобиль. А расстояния в десятки тысяч километров возможно будет преодолеть за несколько часов.

Нефть, сменившая господствовавший на рынке энергоресурсов в течение 400 лет уголь, на данный момент является основным источником энергии. Страны, владеющие большими запасами сырья, имеют возможность развиваться за счет природных богатств и выстраивать свою экономику, опираясь на естественные внутренние резервы.

Читайте нас в

и подписывайтесь во

01.11.2019

Россия является одной из ведущих стран по добыче нефти. Она не только широко используется в самой стране, значительная часть идет на экспорт в различные государства. Где в России добывают нефть? Самые крупные месторождения на сегодня находятся в Ханты-Мансийском АО, Ямало-Ненецком АО и Республике Татарстан.

Цены на нефть

Цена на нефть формируется из соотношения спроса и предложения. Однако в данном случае имеются свои особенности. Спрос практически не изменяется и мало влияет на динамику цен. Конечно, он растет с каждым годом. Но основным фактором формирования цен является предложение. Небольшое его снижение приводит к резкому скачку стоимости.

С увеличением количества автомобилей и аналогичной техники спрос на нефть увеличивается. А вот месторождения постепенно иссякают. Все это, по мнению экспертов, приведет в конечном итоге к нефтяному кризису, когда спрос намного превысит предложение. И тогда цены резко взлетят вверх.

Стоит также отметить, что цена на нефть является одним из важнейших политических инструментов в мировой экономике. На сегодняшний день это около 107 долларов за баррель.