Способы добычи нефти. Как происходит добыча нефти и газа - учебное видео

Основные способы добычи нефти.

Существует 3 основных способа добычи нефти: фонтанный, газлифтный и механизированный, включающий несколько видов насосной добычи: штанговым глубинным насосом (ШГН), погружными электроцентробежными насосами (ПЭЦН), электродиафрагменными насосами (ЭДН), электровинтовыми насосами (ЭВН). За рубежом довольно широкое распространение получили гидропоршневые насосные агрегаты (ГПНА).

Фонтанный – самый простой и самый дешевый способ эксплуатации. Однако не все скважины могут длительное время фонтанировать. В этом случае их переводят на механизированные способы добычи нефти. Вместе с тем фонтанный способ при поддержании пластового давления также можно отнести к механизированному. Если подсчитать мощность, расходуемую на закачку воды при ППД, и отнести ее к фонду добывающих скважин, то получим удельную дополнительную мощность на 1 скважину в 13,5 кВт, что вполне соизмеримо с мощностью, затрачиваемой при добыче нефти насосным способом.

Газлифтный способ эксплуатации также относится к механизированному, т.к. для работы этих скважин необходимо закачивать сжатый газ, на что расходуется дополнительная энергия. Газлифтный способ, дававший в 1946 году 37% общесоюзной добычи, был распространен главным образом на промысла объединения Азнефть. Фонд газлифтных скважин, составлявшие в то время 10,8% в дальнейшем сократился вследствие неэкономичности газлифтного способы эксплуатации. К 1980 году добыча нефти составила 3,73%, а фонд скважин 2,87%.

Удельный вес способов эксплуатации по добычи нефти (% к годовой) и фонду скважин (% ко всему фонду)

Как видно из таблицы штанговый способ эксплуатации до 1950 года обеспечивал до 45% общесоюзной добычи нефти, тогда как фонд скважин достигал 85%. Со временем роль и значение этого способа сократились вследствие высокой трудоемкости и малой производительностью до 13,23% общесоюзной добычи. Однако широкое применение этого способа (63% фонда скважин) объясняется большим числом малогабаритных скважин.

С 1955 года получают распространение ПЭЦН. Добыча нефти этим способом из года в год росла и в 1975 года достигла 34% от общесоюзной при 14,4% фрела скважин. Этот способ эксплуатации обеспечивает получение больших дебитов (>40 м 3 /сутки) из скважин по сравнению с ШГН.

В настоящее время (на 2010 году) сбор скважин: ПЭЦН – 49%, ШГН – 43%, газлифтный способ – 1%, Фонтанный способ – 6%, Прочие – 1%

Геологофизическая характеристика месторождений.

Т
ехнология добычи нефти – это гидромеханический процесс движения нефти с ее фазовыми превращениями от забоя скважины до ее устья.

Скважиной называется горная выработка в земной диаметр которой много меньше ее длины.

– формула притока нефти к забою скважины. Где, – коэффициент продуктивности. Нефть, газ и вода залегают в земной коре на глубине от нескольких десятков метров до нескольких десятков километров, скапливаясь в пустотах и трещинах, называемых порами. В основном в геологическом отношении эти флюиды скапливаются в осадочных породах в отличии от изверженных. Осадочные породы – это глины, пески, песчаники, известняки и доломиты, которые осаждались в различные геологические эпохи в разных бассейнах. В последующие эпохи и далее эти пласты в результате тектонических процессов (это изменение структуры пласта: изгибание или смещение) приобретали благоприятные формы для скопления в них указанных флюидов в виде антиклинальных складок.

Динамический уровень в скважине – это расстояние отсчитываемое от устья скважины до уровня жидкости при ее отборе из скважины. Статический уровень – это расстояние от поверхности до жидкости при остановке скважины. Он определяет собой через плотность жидкости пластовое давление, а динамический уровень – забойной давление.

– для фонтанирующей скважины.

Объем куба породы V обр, см 3 . Объем зерен кубаV зерен, см 3 . Тогда объем породы образца равен: , см 3 . Коэффициентом пористости называется отношение объема породы в образце к его геометрическому объему выражаемый в процентах.

В естественном песчаном грунте форма и размеры песчинок неодинаковы. В природных условиях пески состоят из зерен неправильной формы и самых разнообразных размеров. Уплотнение песчинок в грунте также может быть различным. Все это ведет к тому, что пористость естественного песчаного грунта значительно меньше пористости фиктивного грунта, т.е. грунта составленного из шарообразных частиц одинакового размера. В песчаных известняках и других сцементированных горных породах пористость еще меньше чем в песчаных грунтах из-за заполнения пор различными цементирующими веществами. Пористость увеличивается с уменьшением зерен составляющих породу. Это увеличение пористости вызывается тем, что форма зерен с уменьшением их размера становится обычно более неправильной, поэтому укладка зерен менее плотная. Наибольшей пористостью в естественных условиях обладают осадочные несцементированные или слабо сцементированные породы-пески и глины.

С увеличением глубины залегания порода пористость обычно уменьшается в связи с их уплотнением под давлением вышележащих пород. Наиболее неравномерна пористость карбонатных пород, в которых наряду с крупными трещинами и кавернами имеются блоки, практически лишенные пор.

Пористость коллекторов, дающих промышленную нефть в процентах.

Проницаемость пород.

Одним из важнейших свойств, определяющее промышленную ценность нефтяного месторождения является проницаемость его пород, т.е. их способность пропускать через себя жидкость или газ при наличии перепада давления. Движение жидкости и газов в пористой среде называется фильтрацией. Абсолютно непроницаемых горных пород в природе нет. При соответствии давления можно продавить жидкости и газы через любую горную породу. Однако при существующих в нефтяных и газовых пластах перепадах давления многие породы оказываются практически непроницаемыми для жидкости и газа. Все зависит от размеров пор и каналов в горных породах. Поровые каналы в природе условно делятся на 3 категории:

Сверхкапилярные каналы имеют диаметр больше 0,5мм. Жидкость движется в них, подчиняясь общим законам гидравлики. Эти каналы имеются в горных породах с круглой формой зерен, например в гравийных породах.

Капилярные каналы имеют диаметр от 0,5 до 0,0002мм. При движении в них жидкости проявляются поверхностные силы, возникающие на поверхности тел: поверхностное натяжение, силы приминания и сцепления и т.д. Эти силы создают дополнительные сопротивления движению жидкости в пласте, поэтому непрерывное движение возможно при наличии перепада давления.

Субкапилярные каналы имеют диаметр меньше 0,0002мм. Поверхностные силы в таких микроскопических каналах настолько велики, что имеющиеся в пластовых условиях перепады давления не в состоянии преодолеть их.

Породы нефтяных и газовых залежей в основном имеют капилярные каналы, это в основном пески, песчаники, доломиты. Непроницаемые перекрытия нефтяных и газовых пластов обычно состоящие из глинистых пород, имеют субкапилярные поры и каналы, и движения жидкости в них не происходит. Обычно фильтрация жидкости и газов в залежах подчиняются закону Дарси, согласно которому скорость фильтрации жидкости в пористой среде пропорциональна перепаду давления и обратно пропорциональна ее вязкости:

Где - скорость линейной фильтрации; - объемный расход жидкости через породу за единицу времени; - площадь фильтрации; - коэффициент проницаемости: - динамическая вязкость; -перепад давлений на длине образца; - длина пути фильтрации (длина образца). По формуле (1) в лаборатории на образцах нефтесодержащих пород определяют коэффициент проницаемости.

Всистеме СИ величины имеют размерности: - 1м, - 1Па с, -м 3 /с, =1Мпа. Тогда коэффициент проницаемости =1м 2 . Таким образом в системе СИ за единицу проницаемости в 1м 2 принимается проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1м 2 и длине 1м при перепаде давления 1Па расход жидкости вязкостью 1Па с составляет 1м 3 /с. Физический смысл размерности состоит в том, что проницаемость как бы характеризует площадь сечения каналов пористой среды, по которым происходит фильтрация. Если пористость породы в конечном итоге определяет собой запасы нефти, то проницаемость – приток (дебит) жидкости из пласта к скважине. Единица 1м 2 велика и неудобна для практических расчетов, поэтому в промысловом деле пользуются практической единицей – дарси. 1Д 12 =1м 2 , т.о. 1Д=1 10 -12 м 2 . 1Д – проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1см 2 и длиной 1см при перепаде давления в 1кгс/см 2 расход жидкости вязкостью 1сП составляет 1см 3 /с. 1Д = 1000мД. Проницаемость большей части нефтегазоносных пород составляет от 100 до 2000мД. Проницаемость глинистых пород составляет тысячные и менее доли милидарси.

Процесс добычи нефти можно условно разделить на 3 этапа: 1 - движение нефти по пласту к скважинам благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин, 2 - движение нефти от забоев скважин до их устьев на поверхности - эксплуатация нефтяных скважин, 3 - сбор нефти и сопутствующих ей газов и воды на поверхности, их разделение, удаление минеральных солей из нефти, обработка пластовой воды, сбор попутного нефтяного газа.

Перемещение жидкостей и газа в пластах к эксплуатационным скважинам называют процессом разработки нефтяного месторождения. Движение жидкостей и газа в нужном направлении происходит за счет определенной комбинации нефтяных, нагнетательных и контрольных скважин, а также их количества и порядка работы.

В настоящее время используют три основных способа добычи нефти:

Фонтанный - жидкость и газ поднимаются по стволу скважины от забоя на поверхность только под действием пластовой энергии.

Газолифтный - при этом способе добычи для подъема нефти на поверхность в скважину подают или закачивают с помощью компрессоров сжатый углеводородный газ или воздух.

Насосный - подъем жидкости на поверхность осуществляется с помощью спускаемых в скважину насосов.

Скважины

Диаметр скважины составляет от 75 до 1000 мм, при этом наиболее распространены скважины диаметром 75-350 мм. Глубина скважин колеблется от нескольких десятков метров до нескольких километров, что зависит от глубины залегания нефти. В Азербайджане средняя глубина скважины составляет от 160 до 180 м, в США - от 260 до 1500 м, а в России от 1000 до 5000 м. Самая глубокая скважина находится на Кольском полуострове России, ее глубина составляет около 12 км, при этом процесс бурения продолжается.

По назначению скважины разделяют на следующие 5 категорий: опорные, параметрические, поисковые, разведочные и добывающие (эксплуатационные). Опорные скважины предназначены для выявления залежей нефти и газа. Параметрические скважины предназначены для изучения глубинного строения горных пород в зонах, где предполагается наличие нефтяных и газовых месторождений.

Важной характеристикой нефтяных скважин является дебит - среднесуточный уровень добычи нефти. По значению дебита (тонны/сутки) различают низкодебитные (до 7 т/с), среднедебитные (от 7 до 25 т/с), высокодебитные (от 25 до 200 т/с) и сверхвысокодебитные (более 200 т/с) нефтяные залежи. По мере извлечения нефти из скважины, она становится все более труднодоступной и дебит скважины падает.

Кроме того, определяют нефтеотдачу скважины - степень полноты извлечения нефти. Под текущим коэффициентом нефтеотдачи (текущей нефтеотдачей) понимается отношение добытого из пласта количества нефти на определенную дату к ее балансовым запасам, он возрастает во времени по мере извлечения из пласта нефти. Конечный коэффициент нефтеотдачи - это отношение извлеченных запасов нефти за весь срок разработки к балансовым запасам.

Нефтепереработка

Процесс нефтепереработки - это многоступенчатый процесс физической и химической обработки сырой нефти, результатом которого является получение целого спектра нефтепродуктов.

Существует три основных направления переработки нефти: топливное, топливно-масляное и нефтехимическое.

При топливном направлении нефть перерабатывается на моторные и котельные топлива.

При топливно-масляной переработке наряду с моторными топливами получают различные сорта смазочных масел, поэтому для их производства выгодней использовать нефть с высоким содержанием масляных фракций.

Нефтехимическая или комплексная переработка нефти предусматривает, наряду с топливами и маслами, производство сырья для нефтехимии: ароматические углеводороды, парафины, сырье для пиролиза и др., а также выпуск продукции нефтехимического синтеза.

Выбор конкретного направления переработки нефти и ассортимента выпускаемых нефтепродуктов определяется качеством сырой нефти.

Ценное полезное ископаемое, горючее химическое соединение с маслянистой консистенцией, легче воды, в разных местах добычи может быть чёрного цвета или иметь вишнёвый, коричневый, жёлтый и зеленоватый оттенки, реже всего встречается почти прозрачная разновидность.

По своему составу это сложная углеводородная смесь, может содержать разнообразные примеси соединений азота, серы, металлов (меди, никеля, хрома, молибдена, железа и др.), солей (хлоридов натрия, магния, кальция) и т.д. Запах зависит от наличия в ней сернистых и ароматических углеводородов. Соотношение твердых, жидких и газообразных углеводородов влияет на качество продукта, чем больше газов в составе, тем выше возможности теплоотдачи. «Чёрное золото» бывает различным по своей консистенции, зависящей от квантитативного соотношения входящих в её состав углеводородов: бесцветная и текучая или чёрного цвета и вязкая.

Некоторые разновидности обретают твердость при температуре +20 градусов, а другие даже при -30 остаются текучими. В природном «сыром» виде нефть в промышленности не используется, она подвергается переработке для получения различных нефтепродуктов: дизельное и реактивное топливо, бензин различной степени очистки, керосин, смазочные материалы, битум, котельное топливо. «Побочным эффектом» переработки нефти можно назвать пластик и полиэтилен, полиэстер, нейлон. Углеводороды широко используются в косметологии (вазелин, губная помада), и медицине (аспирин) в производстве жевательной резинки, солнечных батарей и многого другого, в списке более 6000 наименований.

Для большего удобства нефть классифицируют на сорта по плотности: легкая, средняя и тяжелая. Чем больше примесей в сырой нефти, тем более дорогостоящей будет последующая очистка и переработка, поэтому наибольшим спросом пользуются именно легкие сорта нефти, которые дают на выходе большее количество высококачественного продукта.

Историческая летопись добычи нефти

Процесс образования месторождения этого сложного химического продукта протекает в несколько этапов и растягивается на долгий промежуток времени до 350 миллионов лет. Месторождения нефти находятся на глубине от нескольких метров до 6 километров. Горные породы в которых залегает нефть называется коллекторами.

Современная историческая летопись нефтедобывающего промысла берёт начало в 1847 году в городе Баку, входящего в то время в состав Российской империи. На побережье Каспийского моря начала функционировать первая в мире нефтяная скважина, чуть позднее в этой же области пробурили множество скважин, с тех пор Баку стал известен как «Чёрный город».

В 1853 году польский химик-фармацевт Лукасевич предложил использовать керосин в качестве источника света. Ему принадлежит открытие метода извлечения керосина из нефти, изобретение керосиновой лампы и строительство первого завода по нефтеперегонке на территории Австрии.

В августе 1859 года в США Э. Дрейком была не просто пробурена первая скважина для добычи нефти, был получен нефтяной приток с фиксированным дебитом (г. Тайтусвиль, штат Пенсильвания). В этом районе бурение водяных скважин нередко сопутствовало появлением нефти, что давало возможность обрести довольно недорогой доступ к важному сырью, о ценности которого знали все.

1864 год стал переворотным для всех работников нефтяной отрасли. На Кубани способ ручного бурения был заменён на более эффективный механический ударно-штанговый с применением паровой машины в качестве привода бурового станка. Переход с тяжелого ручного труда на механический ознаменовал начало рождения нефтяной и газовой промышленных отраслей.

Февраль 1866 год – забил первый нефтяной фонтан в России и на Кавказе (Кудакинский промысел).

Добыча нефти – это разработанный комплекс производственных и технологических процессов для извлечения нефти на поверхность земли, её последующего сбора и рассортировке по качеству. Добыча «чёрного золота» - почти безальтернативного энергетического сырья – эквивалентна его использованию. Мировые к XX веку составляли 1 триллион 46 миллиардов баррелей.

Баррель (от английского слова бочка) универсальная мера объема жидкостей и сыпучих тел. Нефтяной баррель равен 159 литрам.

За эталон качества нефти принято использовать сорт Brent, так было установлено организацией ОПЕК (постояннодействующей межправительственной организацией стран-экспортеров). Чем сильнее различаются характеристики производимой нефти от эталона, тем ниже ее качество и стоимость.

Добыча нефти в современном мире

Нефть используется человеком уже в течение 6 тысяч лет, её добыча в промышленном масштабе берёт начало с XIX века. Большая часть нефтяного сырья добывается при помощи закреплённых стальными трубами нефтяных скважин. Для поднятия нефти и сопутствующих ей продуктов (газа, воды) на поверхность используются сверхпрочные герметичные механизмы, способные выдерживать высокое давление.

Страны, лидирующие по объёму добычи нефти (на 2014г)

1. США – 12,4 (объём добычи баррелей в день)

2. Саудовская Аравия – 11,6

3. Россия – 10,6

4. Китай – 4,4

5. Канада – 4

В десятке лучших – Иран, Ирак, Объединённые Арабские Эмираты, Мексика, Кувейт.

Самые крупные импортёры нефти – Китай и США.

Обработка нефти

Большинство предпринимателей стремятся к получению максимальных прибылей, поэтому производят в основном дорогостоящие светлые нефтепродукты (бензин и подобные), а количество темных (мазут, дизтопливо, смазочные) уменьшить. Современные заводы, специализирующиеся на глубокой переработке нефти способны получить максимум светлых продуктов даже из тяжелых сортов нефти. Естественно, что процесс выходит более дорогостоящим, повышая цену на конечный продукт.

Первым шагом в преобразовании нефти-сырца становится первичная перегонка (сепарация), в ходе которой нефть разделяется на фракции с различной температурой кипения без каких-либо химических изменений состава. Далее ее очищают от различных примесей, воды и газообразных углеводородов и отправляют в ректификационные колонны для перегонки при атмосферном давлении. В результате получается несколько фракций: бензиновые (легкая и тяжелая), керосиновая, дизельная. Мазут является остаточным продуктом данного процесса. Если качество не соответствует требованиям, нефтепродукты подвергаются вторичной переработке.

Нефтяная промышленность в Российской Федерации

Россия – единственная из промышленно развитых стран мира, полностью обеспеченная нефтью и экспортирующая это топливо в другие государства. Значительна её доля во всемирном балансе топливно-энергетических ресурсов – 10%. На нашей территории сосредоточено более 6% мировых запасов нефти, что не могло не отразиться на экономике. Россия поставляет на мировой 5 сортов нефти и стремится расширить ассортимент. Добыча и переработка нефти являются одним из базовых секторов торговых отношений с другими государствами, вследствие чего бюджет России получил жесткую привязку к цене на нефтепродукты. Колеблется стоимость или количество экспорта – значит, колеблется вся экономическая система нашей страны.

В России добыча нефти сложный и тяжелый труд. До начала ХХ века нефть добывалась через колодцы, с приходом более современных технологий производится бурение скважин. Скважинами называют приникающее вглубь земли отверстие круглого сечения диаметром до 400 мм. Они могут быть вертикальными или иметь необходимый для более эффективной разработки наклонный угол. Для различных видов нефти существуют разные техники добычи:

1. Путем фонтанирования (характерно при избыточном внутреннем давлении в нефтяных пластах);

2. С помощью мощных электрических насосов;

3. Обеспечивая приток нефти путем искусственного понижения давления.

Естественно, способ добычи определяется после разведки расположения нефтяного месторождения, глубиной залегания и характера окружающих его почв и камня. В частности, в Западной Сибири не применяются электробуры из-за неустойчивых к осыпанию пород.

«Черного золота», как и других полезных ископаемых, много, но добраться до них очень нелегко. По большей части нефть залегает в болотистой местности с суровыми климатическими условиями, далеко от цивилизации, что доставляет немало проблем. Подготовка к бурению всегда одинакова: сначала вырубаются леса и осушается болото. Освободившаяся площадь отсыпается песком и только после этого начинается непосредственно бурение. Скважины стараются располагать в одном месте, группируя рядом до 10-12 скважин, такое расположение называется «куст».

Для большего удобства скважины бурятся под различным наклоном, охватывая большую часть нефтеносного участка и уходя на глубину до 6 км. При этом дно каждой из них может находиться на удалении до нескольких километров от надземной ее части. Например, в Западно - Сибирском округе глубина скважин в среднем уходит на расстояние от 1,5 до 2,5 км, в Восточно - Сибирском от 2 до 3 км, в Поволжье до 4,5 км. Абсолютным лидером можно назвать скважины Сахалина, есть такие, которые уходят на 12 км. Основную работу выполняют буровые установки, они имеют колоссальный размер, вес доходит до 1000 тонн. На самом верху буровой установки (вышки) надежно закреплена огромная лебедка с крюком, передвигающимся вверх и вниз за счет мощного электродвигателя. Эта часть конструкции называется верхним приводом. Для выполнения буровых работ в скважину опускается долото. Оно выглядит как металлическая болванка с 3 вращающимися деталями-шарошками, которые и осуществляют процесс проникновения в толщу земли. Долото, по сути, является наконечником утяжеленной бурильной трубы, которая имеет удельный вес 135 кг на погонный метр. Утяжеленная бурильная труба продолжает собой обычную бурильную трубу.

Вся система называется «бурильной колонной» и приводится в движение электродвигателем верхнего привода. Бурильная колонна получает вращательно-поступательное движение, опускаясь вниз всем немалым весом (3 км = 100-150 тонн). Частота спуска и подъема колонны зависит от быстроты истирания долота и необходимости его замены. Если это необходимо, внутренние стены скважины укрепляются обсадными трубами, после чего размер долота меняется на меньший. От устья (начала скважины) до забоя (ее конца) диаметр плавно меняется: 393 мм – 295 мм – 215 мм – 143 мм. Через трубы под давлением от 50 до 150 атмосфер пропускается буровой раствор. У него двойное назначение, во-первых, он охлаждает долото, во-вторых, выносит на поверхность земли шлам (остатки разрушенной породы). Раствор очищается и снова используется, а шлам по окончании буровых работ засыпается грунтом и засеивается травой.

После того, как скважина пробурена на необходимую длину, в нее спускают обсадную трубу (колонну) и закачивают цементный раствор для предотвращения оседания и обрушения стен. После этого буровая установка перебрасывается на другой объект, а вглубь скважины опускается заряд взрывчатого вещества, который побивает отверстия в бетоне, после чего можно опускать электрический насос и приступать к выкачиванию нефти через насосно-компрессорные трубы.

Обычно расстояние между соседними скважинами около 5 метров, каждая оснащена замерной установкой, позволяющей держать под контролем ежесуточное количество неочищенной нефти (дебит). Чаще всего нефть выходит в смеси с водой, например, 30/70, поэтому в холодное время года трубы необходимо оборачивать теплоизоляционными материалами. Еще одним «попутчиком» нефти является газ.

Раньше его не подвергали очистке, так как это достаточно дорого, его просто сжигали. В результате атмосфере наносился большой урон. В 2012 году всем нефтедобывающим компаниям было предписано не сжигать, а очищать и продавать газ.

Учитывая огромные расстояния, различия в климатических условиях и геологических характеристиках регионов РФ, к организации работ помимо буровиков привлекаются ремонтники, сейсмологи, геологи. По хронологии происходит примерно так: после геологоразведчиков приходят сейсмологи, проводят исследования почвы. За ними «освоенцы», работа которых заключается в выполнении подготовительных работ и буровики нескольких направлений. Одни из них являются специалистами по телеметрии и геофизическим исследованиям, другие относятся к службам буровых растворов, долотного сервиса, работники службы капремонта скважин, добычи.

Не обойтись и без различной спецтехники и обслуживающего ее персонала. Востребованы сопутствующие профессии: электрики и сварщики, строители и т.д., ведь люди не могут спать на земле и жить без каких-либо элементарных удобств. Для прохода техники нужны дороги, для обеспечения работы буровой станции необходима электроэнергия, нужны столовые и прачечные.

Финансирование и управление возглавляет нефтедобывающая компания, которая владеет лицензией на разработку и привлекает для работы различных подрядчиков.

Бурение одной только скважины может длиться от месяца до года, в зависимости от многих факторов. Это старание и ответственность работников, качество используемого оборудования, погода, длина прокладываемой скважины, геологические особенности данной местности и даже плотность добываемой нефти.

Соединенные Штаты Америки

В последние несколько лет подняли добычу нефти на 43% благодаря открытию 2-х богатейших месторождений. С одной стороны, это прибыли и рабочие места для людей, с другой – резкое снижение цены на нефть в связи с перенасыщением рынка товаром. Помимо этого, в Соединенных Штатах все больший интерес проявляется к добыче нефти в Арктике и разработке сланцевых месторождений. По заявлению некоторых маститых ученых, ее залежи намного превышают количество обычной и равномерно распределены по всему земному шару. Эта разновидность нефти добывается из залежей сланца растительного и животного происхождения шахтным способом с дальнейшей переработкой или путем бурения множества скважин горизонтального направления с последующим разрушением всего пласта.

Данный способ получил название «гидроразрыв» (или фрекинг), потому что используется сила водной стихии. К сожалению, мало кого смущает такой варварский способ, который может привести к природной катастрофе. Гидроразрыв – это разрушение пласта породы закачанной под давлением водой и дальнейшим сбором сырья в оптимально удобном для этого месте. Окружающему миру наносится невосполнимый вред, вода, воздух и земля загрязняются токсичными химикатами, которые делают невозможным проживание людей на данной территории.

В результате в некоторых американских штатах обсуждается возможность принятия законодательных мер по защите природы. Категорически против добычи сланцевых газа и нефти Гринпис и ОПЕК. Эти организации пытаются задержать начало «сланцевой революции» во всем мире. Франция, Германия и Болгария уже отказались и законодательно запретили технологию фрекинга. Польша и Украина пока решают этот вопрос, взвешивая все «за» и «против».

Канада

7-ой по величине производитель нефти и ее производных, большая часть экспортного объема поступает на рынок США. По объему доказанных запасов нефти Канада твердо удерживает 2-е место после Саудовской Аравии. Добыча нефти в Канаде сопровождается большими трудностями, ее залежи на 95 % концентрируются в месторождении нефтеносных (битуминозных) песков, которые относятся к альтернативным источникам.

Добыча сырья производится шахтным или карьерным способами, поскольку пласт располагается чаще всего поблизости от поверхности земной коры. Эта разновидность нефти представляет из себя вязкую смесь песка, глины, воды и битума. Последние представляют из себя полутвердую, не текучую массу, которую невозможно добывать традиционными методами. Впрочем, для современных технологий препятствий нет, добыча нефти постоянно продолжается с начала 1950 годов.

Первые попытки переработки битуминозного песка были неудачными, но в период «нефтяного голода» спрос настолько повысился, что сделал выгодным и привлек множество инвесторов. С 1997 по 2006 год количество вырабатываемой нефти увеличилось на 21 %, но при этом возросли и на стоимость производственных работ. В Канаде для добычи вязкой нефти используется несколько способов: разработка первичным методом, закачка воды в грунт, холодная добыча (как ее еще называют нетрадиционная разработка первичными методами) и целый ряд термических способов с последующей обработкой в месте добычи.

В результате переработки (крекинга) из 4 тонн битуминозного песка производится

1 баррель тяжелой нефти. Серьезными недостатками данного вида сырья являются использование большого количества пресной воды в процессе производства и негативное воздействие на окружающую среду. Вследствие разработки битумных песков Атабаски объем парниковых газов на душу населения Канады принял угрожающие здоровью размеры.

Национальная политика Канады очень разумна и учитывает интерес каждого региона:

1. Альберта обеспечивает резервный рынок для собственной продукции, где уровень цен удерживается выше мирового;

2. Онтарио вкладывает инвестиции в нефтехимические отрасли промышленности;

3. Монреаль удерживает цены на низком уровне.

Основным потребителем канадской нефти долгий период времени является Средний Запад США.

Объединенные Арабские Эмираты

По большей части экономика ОАЭ опирается на нефтедобывающую промышленность, которая позволяет жить весьма небедно. Нефтяные месторождения были открыты в середине прошлого века и уже с 1973 года, когда цены на нефть резко пошли вверх, Эмираты начали получать сверхприбыли. Теперь это страна с очень высоким порогом благосостояния своих граждан. В последнее время правительство страны особое внимание направляет на разведку новых месторождений природных ресурсов, их разработке и маркетингу нефтегазовой продукции. Нефтепереработка и сжиженного газа и продуктов из нефти уходит на последний план. Львиная доля добытой в ОАЭ нефти уходит на экспорт, постоянными покупателями выступают США, Япония, страны Западной Европы.

Добыча нефти в этой стране менее тяжелый труд, чем, например, в России. Сухой и жаркий климат, песчаные почвы с низким уровнем грунтовых вод благоприятствуют развитию нефтепромышленности. Да и нефть там залегает сравнительно неглубоко от поверхности, можно сказать, копнул и увидел фонтан из «черного золота».

Китайская Народная Республика

Китай страна не очень большая, но исключительно густозаселенная. За последнюю пятилетку спрос на нефть и ее производные постоянно растет. Если в 1950-1960 годах Китай обеспечивал не только себя, но и все соседние государства, то с наступлением 1980-ых старые месторождения начали истощаться, денег на разработку новых не хватало, начался нефтяной дефицит. Осуществление малоэффективной стратегии обеспечения потребности собственными запасами, пренебрежение повышением качества добычи и разработками энергосберегающих технологий сыграли роль ограничителей дальнейшего развития нефтяной отрасли. КНР вынуждена пользоваться услугами поставщиков ряда стран, но старается преодолеть зависимость от импорта.

На ближайшее десятилетие запланировано полное переоснащение нефтедобывающих компаний, хотя известно, что китайской нефти выше импортной на 50%. Скорее всего, в данном случае Китай старается предусмотреть тот момент, когда запасы нефти в других странах истощатся.

Саудовская Аравия

Это достаточно небольшое государство, но именно на его территории обнаружены колоссальные запасы нефти, что позволяет оказывать мощное влияние на другие страны путем значительного вклада в мировой экспорт. По данным 2011 года запасы Саудовской Аравии составляют около 19% от мировых. Полученное сырье имеет высокое качество, 2/3 относится к легким и сверхлегким сортам, что положительным образом отражается на его стоимости.

В отличии от многих других, эта страна не пытается ежегодно наращивать добычу нефти, количество добываемого «черного золота» зависит от состояния рынка сбыта и стоимости сырья. Аравия может активизировать процесс, но не стремится к этому без необходимости. При этом в нефтедобычу вкладываются огромные , изыскиваются новые способы повысить нефтеотдачу и понизить стоимость обработки сырья.

Кувейт

Еще одна маленькая, но очень богатая страна с огромными залежами нефти (около 9% от мировых запасов). 95% доходов государственного бюджета формируется из нефтяных поставок, поэтому сильно зависит от колебания цен на сырьевом рынке. На случай форс-мажорной ситуации Кувейт диверсифицирует экономику так, чтобы она не строилась исключительно на нефтяном секторе, средства инвестируются в различные отрасли промышленности. Помимо этого, 10% от «нефтяных» доходов вкладываются в « будущих поколений», что весьма предусмотрительно и может поддержать государство в трудные времена.

Кувейт сотрудничает по большей части со странами Азии, поставляя по большей части не переработанную нефть в Японию, Сингапур, Индию, Корею и Тайвань.

Иран

Эта страна держит 3-е место по запасам нефти после Саудовской Аравии и Венесуэлы (9,9% от мировых запасов). Как и в большинстве случаев, экономика страны нераздельно связана с добычей нефти, не менее 50% госбюджета образуется от продажи нефтепродуктов. Иран активно развивает машиностроение (подразделяя на несколько подвидов, включая автомобильное, точное и другие), информационные и ракетно-космические технологии, медицину. В этой стране создана собственная нефтяная , где проводятся торги, расчет возможно совершить в евро или риалах. Экономика страны сильно страдает из-за экономических санкций, наложенных мировым сообществом в ответ на политику президента Ахмадинежада. Тем не менее, правительство не оставляет попыток стабилизировать положение и привлекает иностранных вкладчиков с их капиталом в нефтегазовую индустрию.

У Ирана налажены торговые отношения с Китаем, Южной Кореей. Сравнительно небольшая часть сырья идет в страны Европы и Африку. Самые тесные отношения с Японией, которая обеспечивает иранской нефтью десятую часть своих потребностей и принимает участие в разработке некоторых месторождений природных ископаемых.

Научные фантасты называют нефть «кровью планеты », вероятно, так и есть. Преуменьшить потребность в нефти нельзя, если она вдруг исчезнет с планеты Земля, это отразится на всех аспектах нашей жизни. При этом нельзя не учитывать быстрое истощение запасов природных ископаемых и урон, причиняемый природе при добыче ее ресурсов. Достаточно скоро перед человечеством встанет вопрос о дальнейшем существовании.

Вырубка лесаи бесконтрольная добыча природных богатств приводит к учащению землетрясений, обширным провалам почв.

При сгорании газа и нефтепродуктов в атмосферу выбрасывается огромное количество углекислого газа, оксида азота, сернистых соединений. Для борьбы с проседанием почвы используется закачка воды в образовавшиеся пустоты. Но запасы воды тоже не бесконечны, этот путь ведет в никуда.

Без добычи нефти и газа нам не выжить, но всем государствам необходимо разработать общую программу по изобретению и внедрению альтернативных способов получения энергии и уменьшения уровня загрязнения природы. Не менее важно восстановление чистоты мирового океана, куда ежегодно сбрасываются миллионы тонн нефтепродуктов. Почти треть водной поверхности покрыто нефтяной пленкой, загрязнены берега, гибнут морские животные, рыба и птицы. Только взвешенный подход поможет предотвратить множество бед.

Будьте в курсе всех важных событий United Traders - подписывайтесь на наш

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.

Владимир Хомутко

Время на чтение: 4 минуты

А А

Карта мировых нефтяных месторождений достаточно велика, однако везде процесс добычи нефти и газа происходит с помощью скважин, которые бурятся в толще горных пород с помощью буровых установок. Многим они знакомы по кинофильмам, в которых показывали решетчатые конусообразные «нефтяные вышки». Это и есть буровые, которые после организации скважины демонтируют и перевозят на другое место.

Места, на которых происходит такая добыча, называются промыслы или месторождения. Транспортировка нефти и газа с промыслов до перерабатывающих предприятий, занимающихся производством товарных нефтепродуктов, производится посредством трубопроводов.

Бурение скважины может продолжаться несколько дней, а может длиться и несколько месяцев.

Нефтяные и газовые скважины – не просто отверстия в горных породах. Их ствол изнутри обсаживается специальными трубами из стали, называемыми НКТ (насосно-компрессорные трубы). Через них и происходит извлечение углеводородного сырья на поверхность.

Снаружи основную трубную колонну, называемую эксплуатационной, обсаживают другими – обсадными трубами, которые укрепляют ствол скважины и изолируют различные земляные пласты друг от друга. Длина ствола такой выработки может достигать нескольких километров.

Чтобы различные пласты горных пород не сообщались между собой, свободное пространство за обсадными трубами, как правило, цементируют. Это дает возможность предотвратить межпластовую циркуляцию воды, газов и самой нефти.

Цементное кольцо, обустроенное за обсадными колоннами, с течением времени вследствие физических и химических воздействий разрушается, в результате чего возникает заколонная циркуляция. Это явление негативно сказывается на добыче черного золота, поскольку в этом случае, кроме необходимой нефти, из пласта, называемого коллектором, в ствол скважины попадают газы или воды из соседних породных слоев, причём их количество зачастую превышает объем самого нефтяного сырья.

Чтобы добываемый ресурс вообще попал в скважинный ствол, необходимо пробить в обсадной колонне и находящемся за нею цементном слое отверстия, поскольку и обсадные трубы, и цемент изолируют продуктивный пласт от скважины. Такие отверстия проделывают при помощи специальных кумулятивных зарядов, которые пробивают не только цемент и обсадные трубы, но и образуют отверстия в самом нефтяном пласте. Этот процесс называется перфорация.

Способы добычи нефти бывают разными, и зависят от давления в продуктивном пласте. Добыча нефти ведется с помощью использования различных технологий. Нефть может самостоятельно фонтанировать, другими словами – подниматься по стволу из коллектора на поверхность без помощи насосного оборудования, вследствие низкого значения своей плотности.

Если нефть добывается без применения дополнительного насосного оборудования, то такой способ нефтедобычи называют фонтанным.

Суть процесса фонтанирования в том, что гидростатическое (водяное) давление в пласте на глубине достаточно высокое (к примеру, на двух километрах оно составит примерно 200 атмосфер). Этот показатель называется пластовое давление.

Поскольку плотность нефти и газа меньше, чем у воды, то на той же глубине давление в стволе скважины, которое называется забойным, составит (при плотности сырья около 800 килограмм на кубометр) будет примерно 160 атмосфер. В результате возникающей депрессии (перепаде давления) между продуктивным пластом и стволом скважины нефть и поднимается наверх.

Помимо этого, в нефтях, как правило, содержатся лёгкие углеводородные соединения, которые в случае понижения давления становятся газообразными (растворенные в нефтяной смеси газы). Выделение таких газов еще больше уменьшает плотность добываемого сырья, в результате чего описанная нами выше депрессия усиливается. Это процесс можно сравнить с открыванием теплой бутылки шампанского, из которой вылетает мощный газированный фонтан.

Количество получаемого из скважины за сутки сырья специалисты называют дебитом скважины (не путать с бухгалтерским термином «дебет»). Постепенно, особенно при интенсивной добыче, пластовое давление в коллектор снижается, подчиняясь закону сохранения энергии. Как результат – дебит скважины снижается, поскольку перепад давления между пластом и стволом выработки становится незначительным.

Чтобы увеличить внутрипластовое давление, в коллектор с поверхности при помощи нагнетательных скважин закачивается вода.

В некоторых типах коллекторов кроме нефти сразу присутствует большой объем пластовых вод, за счет расширения которых падение внутрипластового давления частично компенсируется, и необходимость дополнительной закачки воды может и не возникнуть.

В любом случае, в разрабатываемые нефтенасыщенные слои коллектора, а через них – и в сами скважины, постепенно просачивается вода. Этот процесс называется обводнением, которое также вызывает снижение дебита. Это объясняется не только сокращением в добываемой смеси доли самой нефти, но и повышением значения плотности обводненной нефтяной смеси. Забойное давление в горных выработках с высокой степенью обводненности возрастает, что приводит к уменьшению депрессии. В конце концов скважина перестает фонтанировать.

Другими словами, дебит любой скважины постепенно снижается. Как правило, максимальное значение этого параметра достигается в самом начале разработки пласта, а затем, по мере выработки нефтяных запасов, дебит уменьшается, причем, чем интенсивнее происходит нефтедобыча, тем это снижение идет быстрее. Если сказать по-другому, то чем выше изначальный дебит, тем быстрее он упадет.

Для того, чтобы вернуть скважине прежнюю производительность, на скважинах проводятся различные работы для того, чтобы интенсифицировать добычу. Проведение таких работ, как правило, приводит к мгновенному приросту дебита, однако после этого они начинает падать более быстрыми темпами. На российских нефтяных скважинах величина падения дебита колеблется от 10-ти до 30-ти процентов в год.

Чтобы увеличить дебит добывающих скважин либо с высокой степенью обводненности, либо с упавшим ниже положенного уровня пластовым давлением, либо с низким уровнем концентрации растворенных газов, используются различные технологии так называемой механизированной нефтедобычи. И главными такими способами являются методики с применением насосов различных типов, производство которых в настоящее время весьма развито.

Наибольшее распространение получили всех хорошо знакомые «качалки», которые называются штанговыми глубинными насосами (сокращенно – ШГН). Также достаточно распространены центробежные насосы с электроприводом (сокращенно – ЭЦН), которые на поверхности не видны. Основная добыча нефти в РФ в настоящее время как раз производится с применением ЭЦН.

Принцип действия всех насосных добывающих методов основан на понижении значения давления в забое, в результате чего повышается депрессия и, как следствие, дебит.

Механизированный технологический процесс не является единственным выходом в случае возникновения искусственного повышения производительности скважины.

К примеру, нередко применяется так называемый гидроразрыв пласта или газлифтная методика, однако это – темы для отдельных статей.

Нефтяные месторождения можно разрабатывать как при высоком значении забойного давления, так и при низком. Если давление в забое – высокое, то понижается депрессия, снижается дебит, и запасы хоть и добываются, но медленными темпами. Если, наоборот, давление в забое – низкое, то повышается депрессия и дебиты значительно возрастают, что приводит к высоким темпам выработки запасов сырья.

Некоторые особенности нефтедобывающей отрасли

Часто при высокой интенсивности выработки месторождений употребляется термин «хищническая эксплуатация» или «хищническая добыча», которые носят ярко выраженный негативный оттенок. При этом подразумевалось, что при такой эксплуатации скважин нефтяные компании, представляющие нефтедобывающую отрасль, как бы «снимали самые сливки» с разрабатываемых промыслов, или добывали легкодоступное сырье, а остальные запасы попросту бросали, и в этом случае оставшуюся нефть становилось уже невозможно поднять на поверхность.

В большинстве случаев такое утверждение является неверным. На большей части нефтяных промыслов остаточные запасы углеводородного сырья никак не зависят от интенсивности их добычи. В доказательство можно привести тот факт, что резкий рост количества добываемой российской нефти произошел в конце двадцатого – начале двадцать первого века, однако с тех пор прошло уже семнадцать лет, а объемы добываемой отечественной нефти снижаться и не думают (уровень 2015-го года, к примеру, сопоставим с уровнем 2000-го).

А такой срок для месторождений нефти является достаточно большим. В связи с этим, если бы скорость выработки нефтяных запасов приводила бы к потере остающегося в пластах ещё не добытого сырья, то объемы давно уже начали уменьшаться, а этого – не происходит.

Высокая интенсивность эксплуатация повышает риски, связанные с возможностью возникновения аварийных ситуаций, к примеру, из-за разрушения цементного слоя вокруг ствола скважины, которое приводит к возникновению нежелательной циркуляции в заколонном пространстве и к преждевременным прорывам пластовых вод. Однако в общем случае такой режим выработки почти всегда экономически оправдан, причем при почти любом уровне нефтяных котировок. Для наглядного примера можно сравнить это с ситуацией дорожного движения.

Если, к примеру, ограничить скорость автомобилей за городом значением двадцать километров в час, а затем с помощью драконовских мера заставить это ограничение неукоснительно соблюдать, то с высокой долей вероятности количество аварий будет минимальным (если они вообще будут). Но зачем тогда будут нужны эти дороги с экономической точки зрения?

Как мы уже сказали ранее, увеличение интенсивности российской нефтедобычи произошло на рубеже двадцатого и двадцать первого века.

В большинстве случаев добыча велась с помощью снижения давления в забое (соответственно, увеличивалась депрессия) на эксплуатируемых скважинах. Для этого в фонтанирующие выработки опускали насосы, а скважины, на которых уже было установлено насосное оборудование, его заменяли на более производительное.