Откуда нефть качают


Как добывают нефть - Как это сделано, как это работает, как это устроено

Вечность пахнет нефтью.

Салют, ребята! Сегодня я вам расскажу о том, как в условиях Западной Сибири добывают нефть. То самое чёрное золото, вокруг которого кипят нешуточные страсти, на котором стоит экономика нашей страны, "гуляют" доллар и евро. Для того чтобы увидеть процесс дОбычи (как называют ее люди в "теме"), я отправился к Южно-Приобскому месторождению нефти и на его примере расскажу как это было. Поехали!

1. Показательный розлив нефти в бутылку.

Всё начинается с того, что компания, занимающаяся добычей нефти, использует специальную технику, прибегает к помощи геологов, чтобы открыть месторождение. Затем нужно понять, насколько много нефти скрывается в пластах земли, и вообще, экономически выгодно ли ее добывать? Проводятся исследования почвы, делается большое количество "поисковых" скважин, и, если месторождение найдено и оно принесет пользу, то уже начинается большая работа по освоению. Для этого создают "куст" - площадку, которая объединяет в себе множество пробуренных скважин. Забой скважины уходит в землю под наклоном и достигает пары километров, в настоящее время бурят под углом, а пробуренное дно может находиться на расстоянии километра от куста.

Приобское нефтяное месторождение расположено в Ханты-Мансийском автономном округе, вблизи Ханты-Мансийска. Оно было открыто еще в 1982 году, но освоение началось недавно, поскольку ранее это было не только экономически невыгодно, но и отсутствовали технологии, которые бы обеспечили эффективность месторождения. Геологические запасы недр оцениваются в 5 млрд тонн. Доказанные и извлекаемые запасы оцениваются в 2,4 млрд тонн. К примеру, на данном участке залежи нефти находятся на глубине 2,3—2,6 км.

2. Куст №933. Чтобы попасть сюда, пришлось заранее выдать все паспортные данные, получить пропуск, надеть спецодежду, без которой не пускают никуда, проехать через кордон охраны на территорию месторождения, а также дважды прослушать технику безопасности от нескольких руководителей. Всё крайне строго и лишнего шага в сторону не сделаешь.

3. Инструктаж для всех гостей от компании-подрядчика, занимающейся бурением скважин. К слову, компания "Газпромнефть-Хантос" сама не бурит, это делают подрядчики, выигрывающие тендер и работающие впоследствии на объекте.

4. Справа стоит буровая установка, на вершине которой подвешена лебедка с огромным крюком, которую двигает вверх-вниз электродвигатель. Эта конструкция называется "верхний привод".

Первым в прорытую скважину опускают долото - болванка с тремя шипастыми вращающимися головками, которое бурит землю. Это долото насажено на утяжелённые бурильные трубы, которые в свою очередь навёрнуты на обычные бурильные трубы. И эти собранные "свечки" свинчивают по 2-4 штуки вместе. Вся эта огромная конструкция, называемая бурильная колонна, прикручена на электродвигатель наверху, подвешенный на тот самый крюк сверху.Совершая бурение скважины, "верхний привод" вращает всю эту конструкцию и опускается вниз, перенося вес колонны на долото. Вес буровой колонны, висящей на крюке сверху, уходит вниз в скважину и равен порядка 130 тонн. Спуск и подъем бурильной колонны происходит многократно, поэтому приходится заменять долото на новое. По трубам вниз закачивают буровой раствор под давлением ~100 атмосфер. Эта жидкость проходит внутри всей конструкции и выходит через долото, охлаждая его, а затем возвращается наверх через пространство между стенками колонны и стенками скважины, поднимая с собой на поверхность шлам - пробуренную породу. К слову, на этом месторождении применяется новая технология - горизонтального бурения, то есть долото идет не только вниз, но и вбок.

5. Так как бурение скважин в настоящее время может вестись не строго вертикально, а под любым заданным углом, то вот эти цифры как раз и означают направление долота.

6. Поднятый наверх раствор очищают, а шлам выбрасывают в специальную яму, которая после бурения рекультивируется. Затем на грунте сверху высаживается растительность.

7. "Свечки" в разобранном состоянии, но скоро придет и их очередь, чтобы уйти глубоко под землю.

8. Регулярно специалист берет пробу нефти, чтобы проверить ее состав. Внизу видны стеклянные бутылки, в которые она разливается.

9. Журналисты и блогеры как дети, рассматривают диковинную бутылку с тёплой жидкостью. Пахнет она серой и маслой, эдакая смесь с несильным, но запахом.

10. Полученная нефтесодержащая жидкость грязного землянистого цвета с пузырьками и содержит в себе песок.

11. fotomanya довольна=)

12. Черное золото на вид как обычная грязная вода. Их этой жижи благодаря сложному технологическому процессу выделяют нефть, воду и попутный нефтяной газ.

13. Конструкция, называемая "фонтанной арматурой", под ней находится центробежный электронасос, опущенный на дно скважины, который и выкачивает жидкость на различные станции очистки, чтобы в дальнейшем получилась чистая нефть. Как вы видите, традиционных "станков-качалок" здесь нет, поскольку они малоэффективны и не выгодны, грубо говоря - это прошлый век.

14. После того как скважина готова, бурильную установку на рельсах перевозят дальше, чтобы начать процесс бурения новой скважины.

15. На переднем плане происходит плановый ремонт скважины. Причем, подобный ремонт обязателен для каждой из скважин через определенный срок времени.

16. Люди героической профессии, не иначе. В условиях холода чинят буровую и, судя по лицам, им это нравится!

18. Городок нефтяников находится на расстоянии от буровой, у них там своя маленькая жизнь. Здесь даже интернет 3g работал и можно было постить фотки!

19. Покидаем кустовую площадку № 933, приезжаем на производственные площадки с установками подготовки нефти и цехом по подготовке перекачки нефти. Площадка расположена в нескольких километрах от буровой, сюда нефть поступает по трубам.

19. Установка подготовки нефти предназначена для приема продукции нефтяных скважин, ее предварительного разделения на нефть, попутный нефтяной газ и пластовую воду и последующей подготовки нефти до товарного качества. Кроме того, на УПН происходит учет товарной нефти, учет и утилизация попутного газа, откачка товарной нефти в трубопровод.

20. Очень много труб, сложные конструкции, где нефть обрабатывается для ее дальнейшего использования.

21. В состав УПН входит большое количество элементов, например: сепараторы, насосные блоки, дренажные емкости, путевые подогреватели и другие устройства. Вот тут крутейшая схема, как всё устроено. Лично я не понимаю всего, может кто-то из вас специалист)

22. Один из огромных резервуаров с водой, необходимый для очистки нефти.

23. Евгений показывает: - ТАМ НЕФТЬ! Да, в этих резервуарах хранится готовая к использованию нефть.

24. Южно-Приобский газоперерабатывающий завод (ГПЗ), на открытии которого (путём телемоста) год назад был Дмитрий Медведев.

25. Мощность переработки ГПЗ составит 900 млн кубометров попутного нефтяного газа в год. Коэффициент утилизации ПНГ - 96%, что соответствует современным мировым требованиям.

29. Огромный автоматизированный завод, который обслуживается небольшим количеством сотрудников.

27. Генеральный директор "Южно-Приобского ГПЗ" Копотилов Юрий Викторович.

28.

29. По закону, нефтедобывающая компания имеет право на 5% сжигания растворенного в нефти попутного газа. Факел горит для аварийного сброса и сжигания газа в случае возникновения нештатных ситуаций.

30. Центр управления заводом. Завод максимально автоматизирован, для управления огромным производством на 20 ГА требуется всего пару десятков людей. Контроль ведётся круглосуточно 365 дней в году.

31. Много молодёжи, что радует, но помимо них также работают и опытные сотрудники.

32. После завода отправляемся в головной офис "Газпромнефть-Хантоса", расположенный в Ханты-Мансийске.

33. На экране монитора демонстрируют тот самый куст 3д-модели, который здесь, а также в Санкт-Петербурге разрабатывают специалисты.

34. Представитель Г-Н показывает, как уходит вниз скважина, как в одном моменте она идет строго горизонтально. Как пророешь, так нефть и пойдёт. Также на этих экранах можно увидеть состояние всех буровых, какая в какой момент качает нефть, где происходит ремонт и другие полезные вещи. Все подключено к компьютерам и, человек может не находиться в холодном поле у буровой, а сидеть с чаем в вагончике на любом расстоянии от скважины и в реальном времени управлять процессом бурения и добычи.

35. Здание построено несколько лет назад, выглядит обычно, как большинство современных офисных зданий.

36. Двор-колодец XXI века.

За приглашение на буровую спасибо компании Газпром нефть.

Оригинальный пост здесь: тыц.

kak-eto-sdelano.livejournal.com

Как выкачивают нефть из скважины

Когда заходит речь о нефтедобыче большинство людей представляют себе станки-качалки, но кроме этого существуют более компактные и незаметные электроцентробежные насосы (ЭЦН), которые работают на самом дне скважины. Электроцентробежный насос (ЭЦН) предназначен для добычи скважиной жидкости, либо её нагнетания в пласт. Принцип его работы состоит в нагнетании жидкости из колес в аппараты за счет центробежной силы, возникающей при вращении ротора с закрепленными на нем колесами. Такие насосы выпускают в городе Радужный, ХМАО, на заводк ООО «Алмаз». Это единственное в Западной Сибири предприятие полного цикла по изготовлению серийного погружного оборудования для добычи нефти.

Смотрим!

Давным-давно, весной 2011 года, мы провели экспедицию «Город на Полярном круге» на автодоме VW Multivan California (подробный отчет об экспедиции). Нашей целью был город Салехард, а попутно мы смотрели и другие интересные достопримечательности. На обратном пути мы получили приглашение в гости от руководства ООО «Алмаз» посмотреть весь цикл производства оборудования которое используется здесь же, в нефтедобывающем регионе. Так получилось, что это репортаж почему-то затерялся и я его не опубликовал в свое время. Исправляюсь.

Итак, мы на предприятии полного цикла, которое своими силами выпускает более 95% узлов и деталей готовой продукции. Начинается производство с цеха утилизации и переработки. Старый кабель распускается, сортируется и отправляется на переплавку.

После переплавки получается вот такая толстая катанка. Она проходит волочение (вытягивание) с целью получения провода требуемого сечения.

Катушки с проволокой отжигают в печах для того, чтобы придать меди пластичность, т.к. после волочения она становится жесткой и хрупкой. Затем токопроводящая жила покрывается изоляцией методом экструдирования.

После этого три силовых изолированных жилы обматываются нетканым или иглопробивным полотном и бронируются металлической лентой.

На выходе получается готовый бронированный кабель. Питание насосов трехфазное, по схеме «звезда» с изолированной нейтралью. Напряжение от 750 до 4500 вольт (используют повышающий трансформатор, чтобы снизить ток и не увеличивать сечение проводника для мощных насосов расположенных на большой глубине).

Готовый кабель проходит цикл испытаний на отсутствие повреждений и утечек.

Общая длина кабеля от поверхности земли до электродвигателя может достигать 4,5 километров, а рабочая температура в скважине колеблется от 120 до 230 градусов.

Следующий этап — изготовление насоса и электродвигателя.

Некоторые детали изготавливаются методом горячего литья.

Другие поступают в виде проката.

Разрезаются и фрезеруются.

На выходе получаются готовые элементы насоса и электродвигателя.

Диаметр двигателя и насоса составляет от 86 до 130 миллиметров, при этом мощность насоса должна быть достаточной, чтобы выкачать нефть на высоту в несколько километров. Поэтому всё оборудование имеет малый диаметр, но очень внушительную длину. Длина связки насос-двигатель может достигать 60-70 метров!

Это штамповочное производство, пластины для будущего ротора электродвигателя. Она насаживаются и опрессовываются на валу требуемой длины, в зависимости от мощности двигателя.

Насосная часть представляет собой несколько сотен небольших центробежных насоов, собранных в общий кластер. Сечения рабочих органов определяют пропускную способность насоса, а их количество — напор.

Вот так выглядят собранные на общем валу секции насоса.

В нижней части насосной секции располагается приемное отверстие, через которое в насос поступает нефть. Ниже установлена заглушка — на её место будет закреплен электродвигатель (на объект насосная часть и электродвигатель поставляются отдельными частями вследствие большой длины).

Транспортный контейнер для насосной секции.

Переходим к сборке электродвигателя. Это аппарат для обмотки кабеля диэлектрической пленкой.

Из такого кабеля делается обмотка электродвигателя. Работа по сборке статора электродвигателя очень трудоемкая и требует ювелирной точности, к тому же приходится работать в стесненных условиях, ведь диаметр корпуса электродвигателя не превышает 13 сантиметров, а его длина может достигать нескольких метров.

В самой нижней части электродвигателя закрепляется блок с датчиками температуры, давления и вибрации. Данные передаются по силовым проводам, частота обновления информации — раз в 40 секунд.

После сборки насос проходит испытания на опытной скважине. Производительность ЭЦН может достигать 1250 м3/сутки.

И отправляется на склад готовой продукции, откуда уже отгружается покупателям и устанавливается в скважину на месторождении.

Сегодня в России большая часть нефти добывается именно с помощью электроцентробежных насосов, т.к. это более эффективно, чем использовать станки-качалки.

vseonauke.com

Один День c Оператором нефтедОбычи : rais

Я всегда мечтал о фотографии в духе  советской хроники про "черное золото".Оказалось, что  это сложно,  потому что открытой нефти на качалке -совсем нет! Это считается ЧП. Но я смог достать:)Как качают из  земли черную кровь нашей экономики, о рабочих, о кусте скважин, УЭЦН, и девушке в красном платье.

Один июльский день 2014 года,  проведенный на Арланском нефтяном месторождении, на северо-западе Башкирии.  Я пытался максимально понять устройство нефтедобычи, запечатлеть и рассказать  вам.

Немного ИсторииПохожий на Шукшина, Шарифьян Сахапов, мастер бригады пробуривший скважину №3, которая дала первый фонтан нефти.Это случилось в 1955 году возле деревушки Арлан, в Краснокамском районе. Я подумал, наверное, многие бурили, но первая нефть пошла у  Шарифьяна Сахапова.  И все, ты навсегда в истории. У моего дедушки, кстати,  тоже была такая шляпа.1

Вот  знаменитая скважина №3, возле деревни Арлан, Краснокамского района,   тремя годами позднее. Уже началась добыча нефти.  Обратите внимание на прилегающую территорию. Будет с чем сравнить позднее.2

Старожилы помнят, как патриархальная жизнь местных деревень резко изменилась в 60-70 годах.НГДУ в Николо-Березовке.3

Уфа - Нефтекамск - Николо-Березовка

Итак, ранним июльским утром мы выехали на северо-восток.На фото : спецодежда башкирского нефтяника  и башкирской блогерши.4

 НефтеГазоДобывающее Управление  "Арланнефть",  находится в городе Нефтекамске.  Или, скорее, Нефтекамск находится в НГДУ.;) В общем-то город своим образованием и названием обязан тому, что здесь нашли нефть.Нефтекамск от слова Нефть+Кама5

Переодевшись в управление,  мы едем в старинное село Николо-Березовку , здесь находится один из 17 нефтепромыслов НГДУ.  Отсюда мы должны поехать  на куст скважин, туда, где качают нефть.6

Александр Кунакбаев,  руководитель сектора охраны труда, проинструктировав, записывает в журнал.-А как ваша профессия?-Блогер, с одной "г"-Распишитесь здесь.7

Куст Скважин

О, да... Вот он, Куст Скважин,  спецоснование № 104.8

Почему такое смешное название? Кустом называют  группу скважин, расположенных на небольшой территории.Этот "куст" как бы  растет вниз , в землю.  Его "ветки" , это скважины которые сначала идут вертикально, а потом расходятся под разными углами и даже идут горизонтально. Таким образом можно работать на одном месте, а собирать нефть с большой площади, из разных пластов.9

Зарипов Айдар Мидхатович,  зам главного геолога.Я кстати, спросил его мнения по краеугольному вопросу геологии о  происхождение нефти. Органическая или Неорганическая (споры типа iOS или Android )

iOS Органического, в этом у нас споров нет, заверил нас Айдар Митхатович.10

Разведанных запасов нефти в Арланском месторождении более 1миллиарда тонн, а извлекаемых 503 млн. тонн

Всей нефти выкачать невозможно, в принципе. Более чем за 55лет всего уже добыто 446 млн тонн, но каждый год, внедряются новые технологии, позволяющие извлечь больше, и поэтому нефти хватит еще надолго

11

Мы делаем кустовое "селфи" , мои друзья-блогеры palsanovich , elina_khisamova и randy_rocks разъезжаются по своим точкам, а мы с фотографом остаемся, чтобы провести один день с  оператором  нефтедобычи.12

Оператор Ильфар

51 летний Ильфар Янгиров, прост, немногословен и слега смущен. Он работает НГДУ  более 15 лет . Сам он из соседней Татарии, познакомился в 80-х  с девушкой из Нефтекамска и переехал сюда. Сын, внучка. Еще есть дочь, работает в министерстве образования,  она как раз лежала в роддоме. Наверное, когда я пишу пост, уже родила.

Я хожу вместе с Ильфаром, смотрю,  как он работает, а он мне рассказывает и показывает всю мощь нефтедобычи )13

Как качают нефть.Нефтяные фонтаны бывают только  в исторической хронике или при авариях. Это случается при большом давлении пластов, в новых месторождениях.  Как правило же нефть приходится выкачивать с глубины насосами.

Штангово-Скважинной Насос(ШСН), те самые "Нефте-Качалки"  Кривошипно-шатунный механизм  приводит вращательное движение электрического двигателя   через балансир в возвратно-поступательное движение штанги. По принципу, это схоже с велосипедным насосом, у которого длинная-длинная ручка, а сам насос с поршнем глубоко в скважине. 14

Балансир  двигается туда-сюда15

Подвестка устьевого штока. Здесь постоянное трение и требуется установка  резиновых сальников-прокладок)16

Вот таких  резинок  хватает 5 штук  на месяц, если нефти смазки много,  а воды мало, а если наоборот, то только на неделю.17

Второй вариант добычи, более современный, с помощью электро-центробежного насоса( УЭЦН) Такой качает на  даче воду из колодца. Обычная труба в землю, к ней электрические провода . Сам насос погружен глубоко в скважину.  Глубина скважины №2700 -1603 метра, насос выкачивает в сутки 79 кубометров смеси , в которой   собственно нефти 15 кубометров.18

Именно насосы создают давление, которое гонит нефть до нефтесборного пункта, который может находится в десятках километрах от скважин. На манометре более 30 атмосфер, это максимум. далее оно будет непрерывно падать.Голубые ограничители -минимум и максимум, при которых насос аварийно отключается.19

Кроме нефтедобывающих, есть водные нагнетательные скважины, через них закачивают воду в пласт, создавая там давление, которое позволяет добыть больше нефти. Вот эти зеленые трубы, да.

Хотел для образа привести пример про кальян и девушку, которую дует в трубку, но как-то слишком натянуто получается)

20

АГЗУАвтоматизированная Групповая Замерная Установка -это такой "домик" куда сходятся потоки всех скважин с куста.Сразу туда заходить нельзя, нужно проветрить, там скаливается газ, и сейчас расскажу почему.21

Видите такую штуку с синей кнопочкой и вертикальной трубой под моим айпадом? Это ПСН - переключатель многоходовой. Он периодически переключается между трубами со скважин, направляя поток  в те серые баллоны у стены, где смесь расщепляется на нефть и газ для  замера количества.22

Может повелевать 14 скважинами)23

 Нефть содержит серу, смолу, парафин и много других примесей, которые забивают трубы. В нефть добавляют специальный реагент - демульгатор, который разрушает эмульсию, чтобы не забивались трубы.24

С птичьего полета

 А теперь я порадую вас видами  сверху25

А это река Кама. Все чистенько, песочек26

Вкус Нефти

.Как же побывать на месторождение и не понюхать нефть??  Проблема в том, что любой выход нефти наружу  строго регламентирован. Есть только один способ достать ее, взять во время проб, которые снимают для лабораторий.

Под бдительным присмотром Ильфара, я наливаю нефть в бутылку. Еле заметное движение ручки и нефть со страшным шипением, как передержанный кумыс в секунду наполняет бутылку.27

Нефть из скважины, темно-бурого, коричневого цвета,  состоит из множества газовых пузырьков и соленая на вкус, от минерализованной воды. Через несколько минут, газ испаряется,  от полной бутылки остается четверть.28

Обходит владения свои

Кроме работ на Кусте и АГЗУ, Ильфар должен пройти вдоль нефтепровода, чтобы визуально его проверить. 9-10 километровый путь  нужно совершить в любое время года. Мне повезло, что летом, обойдусь без лыж.29

Нефтепровод  над речушкой. Температура нефти около 21 градуса, зимой ей замерзнуть не грозит30

Как я уже говорил , башкирская нефть тяжелая, с высоким содержанием серы, быстро забивает трубопроводы.Это очистной узел,  раз в месяц в трубу запускается полиуретановый шар, нефть его гонит, а он собирает  впереди себя парафин. Вот в этом месте подключают подъезжает ваккумный насос и...  раз! весь парафин высасывают.Меня поразило , ни в одном месте нет никакого контакта с окружающей средой. Полная герметичность.31

Нефтепровод идет слева  от нас.32

Навстречу попался коллега Ильфара, обходчик с другого нефтепромысла33

34

35

36

37

Встреча

Спустя 5 километров мы вышли к крайней точки нашего обхода.38

Здесь встречаются два нефтепровода, видите, за нашими спинами еще один узел, только  старого образца. Далее нефть будет идти в одной трубе, потом соединится еще и так далее, до самого нефтесборного пункта "Шушнур"39

Обратите внимание,  давление снизилось с более чем 30  до 23 атмосфер40

Обед

Как чудесно было сесть на опушке и угостится ароматным  чаем с лесными травами.41

Покушать после такой прогулке по свежему воздуху огромное удовольствие.

Ильфар снял каску, говорит,   настолько к ней привык, что без нее неудобно себя чувствует.Я разговорился с ним, спросил,  что принципиально поменялось после прихода АФК "Система "?Говорит, что стали больше добывать нефти, чем в 90-х,   и  ужесточили требования по безопасности.42

показался смешной оранжевый автобус43

водитель Ильнур приехал за нами44

Как только трогается автобус, я моментально засыпаю, а фотограф Сергей делает селфи45

Сны

Кама46

Наша бригады47

48

49 Учетчица

черное золото

Огромное спасибо  Руслану black_professor Юсупову  из ОАО АНК "Башнефть"  и Александру Николаевичу Буланкину,  директору НГДУ "Арланнефть" за приглашение на добычу нефти.

rais.livejournal.com

Лучшие друзья нефтянников (OIL1) - Делай, что должен

Практически любой разговор о "пике нефти", в тот момент, когда оба собеседника, при должной степени адекватности, понимают, что стакан таки "наполовину пуст", выходит на обсуждение альтернатив, призванных заменить добычу традиционной нефти.

При этом, к сожалению, большинство говорящих об альтернативах в нефте и газодобыче, обычно слабо себе представляют физические, химические и геологические свойства тех веществ и пород, которые предполагаются, как замена традиционной нефти. Да что там говорить, даже сами понятия "традиционной нефти" и "традиционного газа" в сознании обывателя недалеко ушли от вот такой замечательной картинки, которая как-то попалась мне на просторах сети:

Условно говоря - есть у нас вмещающая порода, в которой плещется подземное озеро нефти или у нас есть пещера, заполненная газом, в которую только стоит воткнуть соломинку скважины - и вуаля - процесс пошёл.

На самом деле никаких подземных озёр чистой нефти и газа нигде в мире нет. Есть так называемые "вмещающие породы", которые, как губка, пропитаны нефтью или газом - или и тем, и другим одновременно, из которых с той или иной степенью эффективности можно получать нефть.Выглядят такие породы достаточно невзрачно - камни, как камни. Вот, например, два любимца нефтянников и газовиков всего мира - песчаник и известняк:

Песчаник

Известняк

Единственное, что делает эти породы уникальными объектами для организации нефте и газодобычи - это их высокая пористость, которая позволяет газу и нефти, за счёт собственного, внутреннего давления в пласте, по разветвлённой сети трещин практически самотёком поступать в ствол скважины.  При этом площадь отбора полезного продукта (нефти или газа) скважины в трещинноватом, пористом песчанике или известняке максимальна и ситуация, когда скважина работает десятилетиями, весьма обычна -  поступающий полезный продукт, несмотря на то, что выносит в скважину куски обломков вмещающей породы, не может полностью перекрыть ими сеть пор и трещин.

При этом важно понять главное достижение нефтянников и газовиков - Нефть и газ никто не качает!На идеальном месторождении нефть и газ идут из-под земли сами, без посторонней помощи, за счёт собственного давления пласта. Все нефтяные "качалки", которые вы видите в кино и на фотографиях, лишь обеспечивают подачу очередной порции нефти в бочку, осуществляя только подъём её по стволу скважины.

При этом падение добычи (дебета) скважины обычно связано с тем, что пластовое давление, в том числе, создаётся и самой нефтью или газом, расположенным в порах вмещающей породы. При отборе продукта пластовое давление неизбежно начинает падать, и поступление полезного продукта в ствол скважины уменьшается. В итоге, в тот момент, когда внутреннее давление пласта не может само поднять столб нефти или газа в стволе скважины - скважина "высыхает", то есть перестаёт давать нефть или газ.

С "высыханием" скважин пытаются бороться многими способами. Наиболее известными и применяемыми на практике технологиями являются искусственное повышение давления в пласте, горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта.

Для повышения давления в пласте вместо добытой нефти приходится закачивать в пласт что-то взамен. Обычно для этого используется обыкновенная пресная вода. Морская вода не всегда подходит для закачки в пласт, так как имеет неприятную особенность забивать насосы и ствол скважины отложениями минеральных солей, а бурение, да ещё и на большую глубину - это процесс затратный и небыстрый.

Поэтому для закачки воды в пласт обычно используют пресную воду. Вода не смешивается с нефтью и слабо растворяет в себе газ, поэтому принципиально, если даже часть закачанной воды попадёт в отбор нефтяной или газовой вышки, её потом можно отделить от добытого продукта более-менее простыми способами.

В чём недостатки такой технологии?

1. Воду таки надо закачивать в пласт! Поэтому, в какой-то момент времени, и нефть, и газ становятся насыщенными водой и EROEI меторождения падает - вместо 100% нефти вышка качает наверх нечто, содержащее 90% воды и только 10% нефти. Вот типичная картинка. Это Фёдоровское месторождение России - "младшая сестра" Саматлора:

2. Воду приходится закачивать в пласт, затрачивая на это немалое количество энергии. Это тоже дополнительно снижает EROEI месторождения.3. Воду надо откуда-то брать. Если для болотистой Тюменской области пресная вода не является большой проблемой, то в пустынях Аравийского полуострова вода иногда бывает дороже самой нефти.

Горизонтальное бурение - это попытка по-другому воздействовать на поступление нефти и газа в ствол скважины. Если принципиально уже нельзя поднять давление в пласте, то можно постараться увеличить площадь соприкосновения ствола со вмещающей породой.Вот на этой картинке видно, что принципиально даёт горизонтальное бурение. А - горизонтальная скважина, В - вертикальная скважина.При прочих равных горизонтальные скважины обеспечивают больший объём поступления продукта, но у них тоже есть свои ограничения по применению.

1. Пласт нефти или газа не всегда лежит горизонтально. Например, на нижеприложенной картинке горизонтальное бурение для пласта А будет гораздо менее выгодно, нежели для пласта В.2. Горизонтальное бурение в целом гораздо более затратная вещь, чем бурение вертикальное или наклонное - управляемо "загнуть" ствол скважины вдоль пласта - удовольствие не из дешёвых. С ростом глубины залегания залежи проблемы и стоимости такого решения растут по экспоненте.3. Рано или поздно полезная площадь месторождения будет исчерпана даже для горизонтального бурения - условно говоря  - для макарон в кастрюле просто закончится место и воды для их эффективной варки не хватит.4. Горизонтальное бурение никак не повышает собственное давление пласта - то есть, если вода в кастрюле уже выкипела (нефть из породы ушла и давление пласта упало) - то, сколько в кастрюлю дополнительных макарон не засовывай, толку уже от них не будет - нефть в стволы поступать перестанет. Ей и в породе хорошо...

Гидроразрыв пласта. По-английски  его называютс fracturing или, на сленге нефтянников - "fracking"Выглядит (упрощённо) это вот так:Схема гидроразрыва пласта

В ствол скважины помещается нечто, что может своим собственным давлением разорвать пласт и обеспечить его дополнительную трещинноватость. Опять таки, что важно - сам по себе гидроразрыв давление в пласте не повышает, он лишь способствует тому, что нефть или газ начинают поступать в ствол из большего объёма пласта.

Исторически для разрыва пласта применяли несколько вариантов. Пласт можно крошить газом под давлением (т.н. gas gun), можно применять обычные взрывчатые вещества, можно, если очень хочется, крошить пласт и тактическими ядерными зарядами (этим в своё время переболел СССР). Сейчас практически все разрывы пласта осуществляются водой, смешанной со специальными химическими веществами и песком.Вода и химия при этом, за счёт внешнего давления и химических реакций "раздвигают" поры и трещины породы, а песок не даёт им закрыться.

Недостатки гидроразрыва похожи на недостатки предыдущих методов. Опять-таки надо решать вопрос с пресной водой, надо тратить дополнительно средства и энергию на проведение гидроразрыва, вода вместе с химикатами попадает в пласт и обратно - в ствол скважины. Кроме этого, добавляется экологический момент - химия гидроразрыва отнюдь не целебна для человека и её попадание в грунтовые воды может быть фатальным для артезианских источников воды на территории.

Поэтому, резюмируя вышесказанное - лучшие друзья нефтянников - это бриллианты пористые, трещинноватые  вмещающие породы с максимально возможным, длительно не падающим при добыче продукта, давлением в пласте.

Это и есть то, что мы называем "традиционными" нефтью и газом.

crustgroup.livejournal.com

Откуда берется нефть? | Chronicle

Тема нефти, когда тонкой струйкой, а когда мощным фонтаном черного золота, изливается в повседневную жизнь почти каждого казахстанца. Волею Творца наделенная большими нефтяными запасами, наша страна стала заложником искусительной пленки нефтедолларов, обильно покрывшей экономику и бюджет, и угнетающую нашу общенациональную способность к диверсификации своего экономического состояния.

Chronicle, имея среди авторов двух профессиональных нефтяников, начинает серию публикаций на тему нефтегазовой индустрии. Мы хотим помочь нашему читателю, будь он экономист или математик, понять, откуда мы имеем столько «черного золота», как мы его добываем и распределяем. Заодно мы хотим разрушить кучу мифов о нефти, навязанных нам СМИ и стереотипами. Прекрасно зная, что нефтегазовая отрасль затрагивает почти все точные и естественные науки, мы постараемся вести наши рассказы на неперегруженном терминами языке.

Губка или озеро?

Сегодняшний материал начинается с самых азов – узнаем для начала, откуда мы нашу нефть добываем. Резонный ответ – «из месторождений». Обыватель, зная что нефть, в принципе, жидкая, представляет себе месторождение в виде находящегося под землей озера или этакой пещеры, заполненной черным золотом:

На самом деле, это первое серьезное заблуждение. Нефть в подавляющем большинстве случаев «хранится» в самой матушке-земле, а точнее в микроскопических порах между частицами породы - вспомните губку для мытья посуды. Губка – это порода (на рисунке внизу - бежевые зерна), а жидкость между порами губки – это нефть (черная масса между зернами породы на рисунке внизу). В эти самые "губки" и бурятся скважины, по которым нефть выходит на поверхность.

Но породы неимоверно более твердые и плотные, чем поролон губки. Если вы возьмете в руки образец породы из нефтяной скважины (по-научному, его называют керн), вам он покажется простым твердым камнем с нефтяным запахом. На картинке внизу – керн слева насыщен нефтью, а в керне справа нефти нет. Оба состоят из аналогичной породы, и для простого обывателя будут на ощупь и вес как обычные камни.

Таким образом, количество нефти в породе зависит от объема, занимаемого теми самыми невидимыми глазу порами. Больше пустоты между зернышками породы – больше нефти в породе. Количество пустоты в породе по отношению к общему объему называется пористостью. Если в бытовой губке почти 90% объема – пустота, то пористость губки – 90%. Максимальная пористость плотных пород в земле не может превышать 50 % (если нет больших пустот), а в среднем для нефтяных месторождений составляет 5-20%. То есть если извлечь из недр куб породы со стороной в 1 метр на поверхность, мы можем найти в нем от 5 до 20 стандартных ведер нефти. И, как вы теперь знаете, все эти 20 ведер будут скрыты от нас внутри этого куба породы!

Откуда берется нефть?

Хорошо, мы определили, что нефть хранится в микропорах породы. Но как она там оказывается? Откуда вообще берется нефть?

Отправимся в конец 19 – начало 20 века. Активный прогресс человечества привел к буму спроса не нефть. Ее стали использовать в двигателях и химической промышленности. Вместе с этим, активизировались споры, откуда появилась нефть. Существовало два лагеря ученых: одни полагали, что нефть появилась как результат разложения живых существ, вторые полагали, что «черное золото» - результат химических превращений неорганического материала, происходящих в глубине Земли. По-научному, первую теорию назвали Биогенной, а вторую – Абиогенной. Абиогенная основывалась на предположении, что соединения железа, поднимаясь из мантии, реагируют с пороадми и водой, выделяя углеводороды.

Битва умов была солидная. И несмотря на то, что Абиогенную теорию отстаивали такие люди, как Менделеев, Бертло и Гумбольдт, время рассудило иначе. Были собраны сильные доказательства в пользу того, что нефть происходит от живых организмов.

Вкратце биогенную теорию сожно объяснить так: обитатели океана, умирая, падают на дно водоемов. В масштабе одного года накопление слоя умерших организмов незначительно, но на протяжении тысяч лет могут собраться миллионы тонн (!) перегнивающих организмов. Со временем, например, при высыхании водоемов или отходе океана, на эти слои отмерших организмов накладываются слои глины, песка, солей.

Постоянное разрушение пород и движение земной коры приводит к тому, что в течение миллионов лет слой с перегнивающими организмами оказывается на километровых глубинах! И когда этот слой доходит до глубины примерно 1-2 километра (так называемого «нефтяного окна»), давление всей толщи Земли и температура повышаются настолько, что начинается образование углеводородов, то есть нефти.

Что такое месторождение?

Итак, мы узнали, что месторождение – это не какое-то озеро, а огромная масса пористой породы. Оно пропитано нефтью, произошедшей от вымерших живых организмов. Но почему месторождения возникают только в определенных местах? Ответ прост: для появления месторождения нужно, чтобы сошлись воедино несколько ключевых факторов. В англоязычной литературе набор этих факторов называется Petroleum play, то есть природа должна сыграть «пьесу», в которой есть определённые герои и все события обязаны произойти в четкой последовательности.

Во-первых, нужно, чтобы был тот самый слой породы, содержащий отмершие живые организмы. Его называют «материнская порода».

Во-вторых, необходимо, чтобы новообразованная нефть, вышла из материнской породы, и нашла себе проницаемую породу («породу-коллектор»), где она будет накапливаться.

В-третьих, чтобы нефть не растеклась во все стороны, важно, чтобы пористая порода, где «черное золото» накапливается, была ограничена непроницаемыми породами, наподобие глин или соли («порода-покрышка»).

И только когда природа, словно режиссер, создает три данных условия в указанном порядке, мы можем получить месторождение – огромную массу проницаемой породы на глубине до нескольких километров, насыщенную нефтью и огражденную непроницаемыми барьерами из плотных пород.

Итак, сегодня мы познакомились с некоторыми азами нефтегазовой индустрии. В следующем материале мы узнаем, как образовались Казахстанские месторождения, и почему проект разработки месторождения Кашаган является самым дорогим технологическим проектом в истории человечества.

При подготовке материала были использованы иллюстрации с сайтов petroleum101.com, oceanexplorer.noaa.gov, planetseed.com, lunarstudio.com

chronicle.kz

ИЗ ЧЕГО ПРОИЗОШЛА НЕФТЬ: 10 интересных фактов о нефти

Кончитстмя и нефть! А вместе с этим и жизнь и планета! В 1866 году французский химик М.Бертло предположид, что нефть образовалась (и образуется) в недрах Земли из минеральных веществ. Однако карбидная или, как ее еще называют, а биогенная теория о происхождении нефти получила доказательства из неожиданного источника – от астрофизиков.

Нефтеобразование — стадийный, длительный процесс образования нефти, происходивший на протяжении десятков и сотен миллионов лет. Доминирующей мировой теорией происхождения нефти является биогенная теория, согласно которой нефть сформировалась из остатков древних живых организмов.

Откуда берется нефть

Сегодня большинство ученых считает, что нефть имеет биогенное происхождение. Пока шел процесс образования нефти, Земля тоже менялась. Мы знаем, что состав нефти, найденной в разных точках земного шара, сильно различается. Это объясняют разницей в реакциях, происходивших при образовании нефти или разными видами растений и животных, из организмов которых она формировалась.

2. Думаете, нефть образовалась из вымерших динозавров?

При встрече с кислородосодер образуется вода, при встрече с углеродосодерж — углеводороды (нефть, газ и т. п.)Реакция протекает с большим выделением тепла (вулканы, гейзеры). Уголь — это окаменевшие деревья, а нефть — забродившая кровь динозавров. Согласно которой нефть- возобновляемое полезное ископаемое. На счет образования нефти и угля обычно мало кто сомневается — это органические останки древних растений и животных преобразовавшиеся под воздействием давления недр и при недостатке кислорода.

В угле этому находят неоспоримые подтверждения — следы древних животных организмов и растений. Но с нефтью, оказывается, все далеко не так однозначно. Не тут-то было. Факты свидетельствуют о том, что процессы образования нефти и газа продолжаются и гораздо более высокими темпами, чем это возможно по классической теории. В подтверждение своей теории он провел несколько экспериментов, и ему удалось искусственно синтезировать углеводороды из неорганических веществ.

В то время идеи «чистого химика» Менделеева не имели успеха у геологов, которые сочли опыты, проведенные в лаборатории отличными от процессов, происходящих в природе. А второй вывод заключается в том, что умеренное извлечение нефти и газа из залежей не должно сильно влиять на потенциальную нефтегазоносность региона. Но это верно при условии, что углеводороды будут потребляться в пределах того же региона, что и их добыча.

Распространенный прогноз о скором (через 30−50 лет) истощении запасов нефти специалисты воспринимают по-разному. Большинство — с уважением («так и есть»), другие скептически («запасы нефти безграничны!»), а третьи с сожалением («могло бы хватить и на столетия…»). Она гласит, что нефть и природный газ образовались из остатков растительных и животных организмов в ходе многоступенчатого, длящегося миллионы лет процесса.

1. Слово нефть означает — «нечто исторгаемое (землею)»

Они полагают, что запасов нефти и газа нам хватит еще на долгие столетия. Еще в 1888 году немецкие ученые Гефер и Энглер поставили опыты, доказавшие возможность получения нефти из продуктов животного происхождения. Затем из смолы он извлек бензин, керосин и тяжелые масла, опытным путем доказав, что нефть может быть получена и из органики растительного происхождения.

4. Нефть используется людьми уже более 6000 лет.

На ряде нефтяных скважин запасы нефти неожиданным образом стали восстанавливаться. Один из первых таких парадоксов был обнаружен в месторождении нефти в Терско-Сунженском районе, неподалеку от Грозного. В 1895 году одна из скважин с глубины 140 м дала грандиозный фонтан нефти. Через 12 дней фонтанирования рухнули стенки нефтяного амбара и поток нефти затопил вышки рядом расположенных скважин.

После наступления мира добычу восстановили, и, к всеобщему удивлению, почти все высокообводненные скважины начали давать безводную нефть! Непонятным образом скважины получили «второе дыхание». Причем первые мелкие скважины стали через затрубное пространство снова высачивать нефть на земную поверхность.

Причем, согласно подсчету геологов, из скважины можно было извлечь около 120 млн. тонн, но и после того, как этот объем был добыт, нефть продолжала поступать из недр с хорошим напором. Месторождение поставило перед геологами новый вопрос: накапливается ли нефть только в осадочных породах или ее вместилищем могут быть породы фундамента?

Здесь же из органических соединений ускоренно образуется нефть. Так что же, углеводороды тут будут всегда? Сможем ли мы пойти на это в условиях растущего населения планеты и растущих потребностей? Вряд ли. Ведь, если не считать атомной энергетики, у нефти пока нет достойной альтернативы. Дмитрий Иванович Менделеев в позапрошлом веке критично заявил, что сжигать нефть — это все равно что топить печь ассигнациями.

Другое название нефти — петролеум, и это дает нам ключ к разгадке, как она образовалась.Слово «нефть» означает «скальное масло». В процессе перегонки отделяются различные вещества, попавшие в нефть естественным путем. В результате этого процесса мы получаем бензин, керосин, смазочные масла, дизельное топливо и асфальт.

0,0003% масла, очень похожего на скипидар и на нефть Италии. После этого из-за экономического кризиса и падения спроса объемы добычи нефти в России стали снижаться. Такие породы-коллекторы, пропитанные нефтью, и образуют нефтяные месторождения.

Сегодня популярно:

defasoker.ru


Смотрите также