Як відбувається видобуток нафти і газу - навчальний відео. Коли і де вперше почали видобувати нафту? Як добувають нафту

Морська видобуток нафти, поряд з освоєнням сланцевих і важко видобувних вуглеводневих запасів, згодом витіснить освоєння традиційних родовищ «чорного золота» на суші в силу виснаження останніх. У той же час, отримання сировини на морських ділянках здійснюється переважно із застосуванням дорогих і трудомістких методів, при цьому задіюються складні технічні комплекси - нафтові платформи

Специфіка видобутку нафти в море

Скорочення запасів традиційних нафтових родовищ на суші змусило провідні компанії галузі кинути свої сили на розробку багатих морських блоків. Пронедра писали раніше, що поштовх до розвитку даного сегмента видобутку був дан в сімдесяті роки, після того, як країни OPEC ввели нафтове ембарго.

За узгодженими оцінками фахівців, передбачувані геологічні нафтові запаси, які містяться в осадових шарах морів і океанів, досягають 70% від сукупних світових обсягів і можуть скласти сотні мільярдів тонн. З цього обсягу близько 60% припадають на шельфові ділянки.

До теперішнього часу з чотирьох сотень нафтогазоносних басейнів світу половина охоплює не тільки континенти на суші, але і простягається на шельфі. Зараз розробляються близько 350 родовищ в різних зонах Світового океану. Всі вони розміщуються в межах шельфових районів, а видобуток проводиться, як правило, на глибині до 200 метрів.

На актуальному етапі розвитку технологій видобуток нафти на морських ділянках пов'язана з великими витратами і технічними складнощами, а також з низкою зовнішніх несприятливих чинників. Перешкодами для ефективної роботи на морі часто служать високий показник сейсмічності, айсберги, льодові поля, цунамі, урагани і смерчі, мерзлота, сильні течії і великі глибини.

Бурхливому розвитку нафтовидобутку на море також перешкоджає дорожнеча обладнання та робіт з облаштування родовищ. Розмір експлуатаційних витрат збільшується у міру нарощування глибини видобутку, твердості і товщини породи, а також віддаленості промислу від узбережжя і ускладнення рельєфу дна між зоною вилучення і берегом, де прокладаються трубопроводи. Серйозні витрати пов'язані і з виконанням заходів щодо запобігання витоків нафти.

Вартість однієї тільки бурової платформи, призначеної для роботи на глибинах до 45 метрів, становить $ 2 млн. Техніка, яка розрахована на глибину до 320 метрів, може коштувати вже $ 30 млн. У середньому пристрій середнього експлуатаційного підстави для видобутку на великій глибині в Мексиканській затоці обходиться в $ 113 млн.

Відвантаження видобутої нафти на танкер

Експлуатація бурової платформи пересувного типу на п'ятнадцятиметрової глибині оцінюється в $ 16 тис. На добу, 40 метрів - $ 21 тис., Самохідної платформи при використанні на глибинах 30-180 метрів - в $ 1,5-7 млн. Витратність розробки родовищ в море роблять їх рентабельними лише у випадках, коли мова йде про великі запаси нафти.

Слід враховувати і те, що витрати на видобуток нафти в різних регіонах будуть різними. Роботи, пов'язані з відкриттям родовища в Перській затоці, оцінюються в $ 4 млн, в морях Індонезії - $ 5 млн, а в Північному морі розцінки виростають до $ 11 млн. Дорого обійдеться оператору і ліцензія на розробку морського родовища - заплатити доведеться в два рази більше, ніж за дозвіл на освоєння сухопутної ділянки.

Типи і пристрій нафтових платформ

При видобутку нафти з родовищ Світового океану компанії-оператори, як правило, використовують спеціальні морські платформи. Останні являють собою інженерні комплекси, за допомогою яких здійснюється як буріння, так і безпосередньо витяг вуглеводневої сировини з-під морського дна. Перша нафтова платформа, яка використовувалася в прибережних водах, була запущена в американському штаті Луїзіана в 1938 році. Перша ж в світі безпосередньо морська платформа під назвою «Нафтові камені» була введена в експлуатацію в 1949 році на азербайджанському Каспії.

Основні види платформ:

• стаціонарні;
• вільно закріплені;
• напівзаглибні (розвідувальні, бурові та добувні);
• самопідйомної бурові;
• з розтягнутими опорами;
• плавучі нафтосховища.

Плавуча бурова установка з висувними опорами «Арктична»

Різні типи платформ можуть зустрічатися як в чистому, так і в комбінованому видах. Вибір того чи іншого типу платформи пов'язаний з конкретними завданнями і умовами освоєння родовищ. Використання різних видів платформ в процесі застосування основних технологій морського видобутку ми розглянемо нижче.

Конструктивно нафтова платформа складається з чотирьох елементів - корпусу, системи якорів, палуби і бурової вишки. Корпус - це понтон трикутної або чотирикутної форми, встановлений на шести колонах. Спорудження утримується на плаву за рахунок того, що понтон наповнюється повітрям. На палубі розміщуються бурильні труби, підйомні крани та вертолітний майданчик. Безпосередньо вишка опускає бур до морського дна і піднімає його в міру необхідності.

1 - бурова вишка; 2 - вертолітний майданчик; 3 - якірна система; 4 - корпус; 5 - палуба

Комплекс утримується на місці якірної системою, що включає дев'ять лебідок по бортах платформи і сталеві троси. Вага кожного якоря досягає 13 тонн. Сучасні платформи стабілізуються в заданій точці не тільки за допомогою якорів і паль, а й передових технологій, включаючи системи позиціонування. Платформа може бути заякоренних в одному і тому ж місці кілька років, незалежно від погодних умов в море.

Бур, робота якого контролюється за допомогою підводних роботів, збирається по секціях. Довжина однієї секції, що складається зі сталевих труб, становить 28 метрів. Випускаються бури з досить широкими можливостями. Наприклад, бур платформи EVA-4000 може включає до трьох сотень секцій, що дає можливість заглибитися на 9,5 кілометра.

Бурова нафтової платформи

Будівництво бурових платформ здійснюється шляхом доставки в зону видобутку і затоплення підстави конструкції. Вже на отриманому «фундаменті» і надбудовуються інші компоненти. Перші нафтові платформи створювалися шляхом зварювання з профілів і труб ґратчастих веж у формі усіченої піраміди, які намертво прибивали до морського дна палями. На такі конструкції і встановлювалося бурове обладнання.

Будівництво нафтової платформи «Троль»

Необхідність розробки родовищ в північних широтах, де потрібно ледостойких платформ, привела до того, що інженери прийшли до проекту будівництва кесонних підстав, які фактичні представляли собою штучні острови. Кесон заповнюється баластом, зазвичай - піском. Своєю вагою підставу притискається до дну моря.

Стаціонарна платформа «Прирозломного» з кесонним підставою

Поступове збільшення розмірів платформ призвело до необхідності перегляду їх конструкції, тому розробники з Kerr-McGee (США) створили проект плавучого об'єкта з формою навігаційної віхи. Конструкція являє собою циліндр, в нижній частині якого розміщується баласт. Днище циліндра прикріплюється до донних анкерів. Таке рішення дозволило будувати щодо надійні платформи воістину гігантських розмірів, призначені для робіт на надвеликих глибинах.

Плавуча напівзаглибні бурова установка «Полярна зірка»

Втім, слід зазначити, що великої різниці безпосередньо в процедурах отримання і відвантаження нафти між морськими і сухопутними буровими немає. Наприклад, основні компоненти платформи стаціонарного типу на море ідентичні елементам бурової вишки на суші.

Морські бурові характеризуються в першу чергу автономністю роботи. Для досягнення такої якості установки оснащуються потужними електрогенераторами і опріснювачами води. Поповнення запасів платформ здійснюється за допомогою судів обслуговування. Крім того, морський транспорт задіюється і з метою переміщення конструкцій до точок роботи, в рятувальних і протипожежних заходах. Природно, транспортування отриманої сировини виробляється за допомогою трубопроводів, танкерів або плаваючих сховищ.

Технологія морського видобутку

На сучасному етапі розвитку галузі при невеликих відстанях від місця видобутку до узбережжя буряться похилі свердловини. При цьому іноді застосовується передова технологія - управління дистанційного типу процесами буріння горизонтальної свердловини, що забезпечує високу точність контролю і дозволяє віддавати команди бурового устаткування на відстані в кілька кілометрів.

Глибини на морському кордоні шельфу як правило складають близько двохсот метрів, проте іноді доходять до півкілометра. Залежно від глибин і віддаленості від узбережжя при бурінні і витяганні нафти застосовуються різні технології. На мілководних ділянках споруджуються укріплені підстави, своєрідні штучні острови. Вони і є основою для установки бурильного обладнання. У ряді випадку компанії-оператори окантовують дамбами ділянку роботи, після чого з отриманого котловану відкачується вода.

Якщо відстань до берега становить сотні кілометрів, то в цьому випадку приймається рішення про будівництво нафтової платформи. Стаціонарні платформи, найбільш прості в конструкції, можливо використовувати тільки на глибинах в кілька десятків метрів, мілководді цілком дозволяє закріпити конструкцію за допомогою бетонних блоків або паль.

Стаціонарна платформа ЛСП-1

При глибинах близько 80 метрів застосовуються плавучі платформи з опорами. Компанії на більш глибоких ділянках (до 200 метрів), де закріплення платформи проблематично, застосовують напівзаглибні бурові установки. Утримання таких комплексів на місці здійснюється за допомогою системи позиціонування, що складається з підводних рухових систем і якорів. Якщо мова йде про надвеликих глибинах, то в цьому випадку задіюються бурові судна.

Бурове судно Maersk Valiant

Свердловини облаштовуються як одиночним, так і кущових методами. Останнім часом почали використовуватися пересувні підстави для буріння. Безпосередньо буріння в морі проводиться з використанням райзерів - колон з труб великого діаметра, які опускаються до дна. Після завершення буріння на дні встановлюються багатотонний превентора (противикидних система) і гирлова арматура, що дозволяє уникнути витоку нафти з нової свердловини. Також запускається обладнання для контролю стану свердловини. Закачування нафти на поверхню після початку видобутку здійснюється за гнучкими трубопроводами.

Застосування різних систем видобутку в море: 1 - похилі свердловини; 2 - стаціонарні платформи; 3 - плавучі платформи з опорами; 4 - напівзаглибні платформи; 5 - бурові судна

Складність і високотехнологічність процесів освоєння морських ділянок очевидна, навіть якщо не вдаватися в технічні деталі. Чи доцільно розвиток даного сегмента видобутку, враховуючи чималі супутні складності? Відповідь однозначна - так. Незважаючи на перешкоди в освоєнні морських блоків і великі витрати в порівнянні з роботою на суші, все ж нафта, видобута в водах Світового океану, затребувана в умовах безперервного перевищення попиту над пропозицією.

Нагадаємо, Росія й азіатські країни планують активно нарощувати потужності, задіяні в морській видобутку. Таку позицію можна сміливо вважати практичною - у міру виснаження запасів «чорного золота» на суші, робота на море стане одним з основних способів отримання нафтової сировини. Навіть беручи до уваги технологічні проблеми, витратність і трудомісткість видобутку на море, нафту, витягнута таким чином, не тільки стала конкурентоспроможною, але вже давно і міцно зайняла свою нішу на галузевому ринку.

Запустити людини в космос набагато простіше, ніж викачати нафту з-під землі. У космосі немає жахливого тиску, атмосфера нашої планети практично однорідна, нарешті, ми за допомогою досить примітивних інструментів можемо спостерігати, що ж відбувається там, нагорі.

У минулому видобуток нафти була справою нехитрим: подекуди нафту виходила прямо на поверхню, і її можна було прямо черпати відрами. У стародавній Індії з нафти робили асфальт і бітум, в стародавньому Єгипті нафту використовували для бальзамування трупів, в Візантії нафту, як ми знаємо з вітчизняної історії, використовували як паливо для примітивних корабельних вогнеметів, так званого «грецького вогню».

В кінці XIX століття за нафтою довелося вже спускатися під землю. Інженери в Росії і в інших країнах бурили свердловини, викачуючи через них дорогоцінну рідину. Глибина тих свердловин була за сучасними мірками зовсім невеликий - досить було «проколоти» в потрібному місці шар в 15-20 метрів, і що знаходиться під землею нафтова бульбашка починав негайно фонтанувати нафтою.

Йшли роки і десятиліття. Розташована в зручних місцях нафту закінчилася, а наша цивілізація тим часом вступила в вуглеводневу фазу, поставивши всю економіку в залежність від видобутку нафти і газу. Коли вам будуть з придихом розповідати про айфони і сонячні батареї, підпирайте голову кулаком і скептично посміхайтеся: сучасний світ тримається не на айфонах, а на вуглеводнях. З нафти роблять паливо для автомобілів, літаків і кораблів, за допомогою газу і мазуту топлять котельні. Все навколо нас буквально кишить предметами з пластику, а якщо ми відкриємо аптечку, ми знайдемо там, наприклад, синтезується з нафти аспірин.

П'ятдесят років тому у людства не залишилося іншого вибору, окрім як навчитися добувати нафту з таких місць, які ще відносно недавно здавалися абсолютно недоступними для комерційного освоєння. Приємно усвідомлювати, що величезний внесок в розробку потрібних для цього «космічних технологій» внесла і Росія.

Днями ми з solomatin і aquatek_filips відвідали чинне Південно-Приобское родовище «Газпромнефть-Хантоса», дочірнього товариства «Газпром нафти» в ХМАО-Югрі, щоб особисто доторкнутися до цього інженерного дива сучасності.

Почну з приємного звістки: нафти під землею багато. Якщо вам доводилося коли-небудь насолоджуватися хорошим листковим пирогом, ви легко зможете уявити і нутрощі нашої планети: вони теж складаються з численних шарів різних порід. Один з нафтоносних шарів цього підземного «пирога», баженовского свита, розташований під західній Сибіром. Баженовского свита займає площу в мільйон квадратних кілометрів і містить достатньо нафти, щоб забезпечити світове споживання протягом 15-30 років.

Тепер звістка не таке приємне. Технології людства поки що ще недостатньо просунуті для повноцінного, економічно ефективного освоєння Баженовской свити. У минулому році «Газпром нафта» відкрила в Ханти-Мансійську технологічний центр «Баженов», проте способи комерційного видобутку нафти з групи цих порід поки що тільки розробляються. Хоч перші тестові свердловини вже і працюють, але вченим «Газпром нафти» буде потрібно ще кілька років, щоб довести видобуток до комерційно вигідного рівня в 2,5-4 млн тонн на рік. Якщо не заглядати занадто далеко в майбутнє, в найближчі десятиліття є обгрунтована надія витягти з Баженовской свити близько 5% містяться там вуглеводнів.

Щоб було зрозуміло, в чому конкретно полягають складності, розповім про роботу «Газпромнефть-Хантоса», яке видобуває зараз близько 15 млн тонн нафтового еквівалента на рік. Уявіть просочені нафтою цеглини, заховані на глибині в 3 кілометри під землею. Ці цеглини спресовані в тонкий, висотою в 15-20 метрів шар: під ними і над ними, як в листковому пирозі, знаходяться інші породи.

Щоб дістатися до цих «цеглин», нафтовики організовують бурову майданчик. Геологи вказують потрібну точку в околицях Ханти-Мансійська, на цій точці відсипав з піску велику, ізольовану від води майданчик розміром з пару футбольних полів. Навколо майданчика зводять піщаний вал, щоб в разі аварії нафта не могла нікуди витекти, а на самому майданчику збирають монструозну бурову установку: грюкати багатоповерховий будинок, їздячи на рейках від свердловини до свердловини.

Починається буріння. У міру просування вниз, стовбур свердловини зміцнюється трубами, щоб свердловина не схлопнув, і щоб бур ходив по стовбуру подібно шомполу в гладкоствольній рушницю. Простір між трубами і гірською породою «тампонується», тобто заливається цементом.

Сам бур є зазвичай значного виду болванку з особливо міцного матеріалу. Бурильники подають в шахту воду, вода крутить бур і йде по стінках шахти назад. Крутиться бур поглиблює свердловину в тому напрямку, який вказують йому зверху.

Уявіть, що ви граєте в більярд, стріляючи по металевим шарам з водяного пістолета, і намагаючись тим самим загнати їх в лузи. Тепер уявіть, що ви не тільки не бачите кулі, але і перебуваєте від нього на відстані в кілька кілометрів. Ось приблизно такі завдання вирішують зараз вітчизняні бурильники.

Буріння однієї свердловини займає кілька тижнів. Пам'ятайте, кілька абзаців тому, я згадував, що бурова установка коштує на рейках? Так ось, після закінчення роботи над черговою свердловиною, бурова установка зсувається на кілька метрів і починає бурити наступну, потім ще одну, і так, поки не утвориться цілий «кущ» з 12-18 свердловин.

Перший кілометр ці свердловини йдуть більш-менш вертикально, однак потім вони плавно згортають в різні боки, переходячи практично в горизонтальну площину, і утворюючи тим самим справжній підземний кущ. Завдяки такій компонуванні кожен кущ збирає нафту з підземної площі радіусом до 4 км.

Високі технології вимагають, зрозуміло, відповідного порядку. Об'єкти містяться в ідеальній чистоті, все акуратно підписано і ошільдено, все, включаючи начальство, ходять в касках і в захисних окулярах. Зарплати у рядових бурильників відповідні - приблизно двісті тисяч рублів за місячну зміну, яка перемежовується місячним відпочинком.

У такому режимі роботи є плюси: на об'єкті годують з ресторанною якістю і, взагалі, постачають всім необхідним, так що вахтовик може привезти додому майже всю зарплату, щоб з радістю спустити її за місяць відпочинку перед наступною вахтою. Під час вахти, знову-таки, дотримується Трудовий Кодекс: вахтовики працюють по 12 годин за зміну. З іншого боку, на вахті буває досить холодно, а рваний вахтовий графік не найсприятливішим чином позначається на стосунках у сім'ї. Мабуть, це все ж робота для молодих.

Повернемося в свердловину. Якщо ви думаєте, що добурівшісь до пласта, можна вже приєднувати трубу і викачувати нафту, я вас розчарую. Буріння однієї вертикальної свердловини обходиться компанії в середньому в 35-45 млн рублів. Забезпечений москвич може теоретично продати квартиру в центрі столиці і виконати у себе на дачі потужну дірку вниз, проте навіть якщо він якимось дивом і знайде в глибині трохи нафти, підняти її на поверхню у нього не вийде. Нафта, повторюся, міститься в досить щільних шарах, найбільше нагадують просочений нафтою піщаник або цегла. Сама по собі вона, звичайно ж, нікуди не потече, що не потече яблучний сік з проткнутого шилом яблука.

Щоб усе-таки підняти нафту на поверхню, геологи проводять ювелірну операцію - гідророзрив. У свердловину під пекельним тиском закачується вода. Після того, як вода розриває пласт, в утворилися тріщини заганяється пісок, який не дозволяє тріщинам зімкнуться назад. «Газпром нафта» володіє передовими технологіями гідророзриву: саме на родовищі «Газпромнефть-Хантоса» був у 2016 році проведено рекордний 30-стадійний гідророзрив пласта, після якого забій (нижній кінець) свердловини перетворився в якусь подобу йоржика для миття посуду.

На цьому роботи не закінчуються. Щоб нафту захотіла піти наверх, потрібно спочатку підштовхнути її водою знизу. Геологи роблять ретельні розрахунки, після чого вказують, в які свердловини закачувати воду, а з яких забирати йде на поверхню нафту. У міру відкачування тиск в пластах змінюється, так що це безперервна робота: в одні свердловини нагнітають технологічну воду, на дно інших занурюють насоси, щоб ті під жахливим тиском гнали нафту на поверхню.

Тиск - ще одна причина платити високі зарплати і підтримувати порядок на виробництві. Навіть скромних по нафтовим мірками 200 атмосфер цілком достатньо, щоб будь-яка тоненька цівка діяла, як найгостріший скальпель, розрізаючи на частини і цінне обладнання, і зазевавшихся співробітників. До речі, обладнання на родовищі працює здебільшого вітчизняне - з характерними чорними шильдиками і незвичними для комп'ютерника написами на кирилиці. На мій превеликий задоволенню, Росія знаходиться зараз в числі лідерів по розробці нафтових технологій.

Отже, ми пробурили свердловини, провели ряд гідророзривів, створили складну систему сполучених під тиском судин, очистили стовбури шахт від піску та іншого сміття. На поверхню пішла довгоочікувана нафту. Далі в дію вступають оператори.

Ще кілька років тому вони по колу обходили свердловини, збираючи в пляшки проби пластової рідини, які виглядають як добре збитий коктейль з темного шоколаду, а пахнуть як звичайний бензин з звичайній міській бензоколонки. Оператор повертав вентиль, цідив в пляшку пінну суміш нафти з водою, а потім за допомогою спеціального пристрою посилав в свердловину звукову хвилю, щоб визначити її поточну глибину. Початківців операторів, до речі, начальство після проходження випробувального терміну до сих пір обмазує пластової рідиною, присвячуючи їх таким чином в нафтовики.

Тепер ці романтичні прогулянки по піщаному майданчику, що нагадує влітку арабську пустелю, стали куди як більш рідкісними: свердловини обвішані датчиками, які знімають всі свідчення в режимі реального часу і передають їх в центр управління.

Раніше цим би автоматизація і обмежилася: врешті-решт, управляти всіма приладами і вентилями з одного місця куди як зручніше, ніж спілкуватися по рації з операторами на кущовий майданчику. Життя однак змушує нафтові компанії брати участь у вічній гонці - видобуток нафти постійно дорожчає, але платоспроможний попит на неї зростає аж ніяк не так швидко, як хотілося б. Родовище можна експлуатувати при рентабельності в 15%, і вийти на цей вельми скромний показник з кожним роком стає все складніше.

Нафтовики роблять зараз для родовищ цифрові двійники. Всі дані стікаються в ЦУД - Центр управління видобутком, який зовні нагадує Центр управління польотами космічних кораблів. Потужні комп'ютери симулюють за допомогою нейромереж йдуть під землею процеси і дають прогноз - скільки і якої нафти повинен видавати нагору кожен насос на кожній свердловині, і що саме потрібно зробити, щоб домогтися максимальної віддачі.

Людина може уявити собі рух рідин в глибині і роботу насосів досить приблизно, а цифровий двійник моделює все точно, щохвилини коригуючи тривимірну картину по свіжих показаннями датчиків. Це знання дозволяє системі витягати з родовища максимум можливого. Там, де люди змогли б добути 6 млн тонн за рік, комп'ютери допомагають добути всі 10 млн.

Ще один нюанс. Нафта під землею має температуру приблизно в 100-120 градусів, цього достатньо, щоб вона залишалася рідкою. У міру підйому на поверхню нафту застигає, і після досягнення приблизно 60 градусів міститься в нафти парафін починає осідати на стінках. Щоб шахта не опарафінілась, перервавши тим самим процес видобутку, в неї періодично запускають спеціальний круглий ніж, що їздить вгору-вниз і зрізати парафін зі стінок. Також в шахті живе велика кількість інших приладів, кожен з яких або щось робить, або видає нафтовикам якусь важливу інформацію. Так, наприклад, постійно проводиться «каротаж», від французького carotte, «морквина». Під час каротажу геофізики занурюють в стовбур спеціальний, схожий на моркву зонд, який передає наверх детальні дані про облягаючих свердловину породах.

Вийшовши на поверхню, пластова рідина, - суміш нафти, газу і води, - йде по трубах в невеликій павукоподібних вагончик. Там рідина з різних сторін вимірюється і прямує далі, на установку попереднього скидання пластової води.

Нехай слово «попередній» вас не обманює: крім свердловин на нафтовому родовищі зазвичай працює ще й справжнісінький нафтохімічний завод, єдиним завданням якого є підготовка нафти для подорожі по трубах. Для розуміння масштабів: Південно-Приобское родовище споживає 96MВт електрики - цього вистачило б, щоб живити невелике місто.

На заводі в великому сепараторі пластова рідина розділяється на три великих шари - нафту, воду і попутний газ. Вода йде назад до свердловин і закачується під землю, щоб підняти тиск в системі. Попутний газ ділиться на дві частини - природний газ, що складається з суміші метану з етаном, йде на опалення та інші господарські потреби (в тому числі на генерацію власної електроенергії, що дає дуже серйозну економію), а ШФЛУ (широка фракція легких вуглеводнів), друга частина газу, закачується в трубу і рухається на завод до Тобольська, де з нього роблять пропилен і поліетилен. Раніше попутний газ просто спалювали, однак не так давно влада змінила податкову систему таким чином, що стало вигідно газ все ж переробляти.

Частину, що залишилася нафту зневоднюють ще сильніше, очищають від механічних домішок, які можуть забити трубу, і обессолівают. Місцева лабораторія щодня бере сотні проб, щоб переконатися, що і на вході, і на виході виходить якісний продукт. Устаткування в лабораторії, на жаль, російським є далеко не повністю: навскидку, наших приладів там близько половини. Проте головний прилад, зловісного виду тринога в сталевому брутальному валізі, все ж російський. Мої товариші блогери здивувалися, як може переносний прилад коштувати 2,5 млн рублів, однак досвід показує, що якби прилад був імпортним, він би легко міг коштувати і ще в 10 разів дорожче.

До речі, жителі зарубіжжя, будь ласка, підтвердіть або спростуйте. Я чув, що на загниваючий Заході влаштовувати блог-тури не прийнято, західні компанії вважають за краще ретельно охороняти свої брудні секрети від широкої публіки, а широка публіка там воліє читати не про нафту, але про королівські весілля і про розкішні принади сестер Кардаш'ян.

Повернемося до видобутку нафти. Коли я вперше почув про гідророзрив, я припустив, що пейзаж навколо родовища буде нагадувати американські жахи - мертві дерева, мляву потріскану грунт, скелетовані койотів з двома головами ... на щастя, мої припущення не виправдалися. Чи то в Росії гідророзрив проводиться за допомогою більш екологічних хімікатів, то він відбувається на більшій глибині, однак природа на поверхні залишається незайманою. У деяких ставках поруч зі свердловинами плавають лебеді, а під час інструктажу з безпеки нам докладно пояснили, в якому напрямку рятуватися в разі сигналу «ведмідь прийшов».

Характерного хімічного запаху на родовищі теж немає. У плані культури виробництва ми, звичайно, зробили за останні 20 років величезний крок вперед - якщо раніше японська і німецька промисловість сприймалися як щось недосяжне, тепер рівно ті ж самі акуратність і відповідальність живуть і на наших великих виробництвах, причому аж ніяк не тільки на настільки високотехнологічних, як нафтовидобуток і нафтохімія. Росія може тепер з повним правом називатися цивілізованою індустріальною країною.

На завершення поста зазначу дві речі.

По-перше, будь ласка, задавайте питання в коментарях. Трохи пізніше я випущу пост про Омський нафтопереробний завод, а потім зроблю спеціальний пост з відповідями на ваші запитання по нафті.

По-друге, давайте потихеньку переходити вже з дрімучого минулого в XXI століття. Деякі до сих думають, ніби видобуток нафти не особливо відрізняється за складністю від видобутку сала, коли геологи знаходять свиню і починають прямо на місці добувати біле золото. Насправді, видобуток нафти в наші дні стала дуже високотехнологічним процесом, яке можна порівняти, мабуть, хіба що з виробництвом сучасних мікропроцесорів. Далеко не всі держави на планеті здатні розробляти складні родовища самостійно. Росія - одна з таких держав.

Росія має в своєму розпорядженні сьогодні приблизно 13% розвіданих у світі нафтових родовищ. Основним джерелом поповнення державного бюджету нашої країни є відрахування від результатів діяльності нафтогазовидобувної галузі.

Нафтоносні шари знаходяться, як правило, глибоко в надрах землі. Скупчення нафтових мас в родовищах відбувається в гірських породах пористої структури, що знаходяться в оточенні більш щільних шарів. Зразком природного резервуара служить пласт пісковика куполоподібної форми, з усіх боків заблокованого шарами щільної глини.

Далеко не кожне розвідане родовище стає об'єктом промислової розробки і видобутку. Рішення по кожному приймаються тільки за підсумками ретельного економічного обґрунтування.

Головний показник родовища - коефіцієнт нафтовіддачі, відношення обсягу нафти під землею, до обсягу, який можна отримати для переробки. Придатним для розробки є родовище з прогнозованим коефіцієнт нафтовіддачі від 30% і вище. У міру вдосконалення технологій видобутку в родовищі даний показник доводиться до 45% і вище.

У підземному сховищі завжди одночасно присутні сира нафта, природний газ і вода під величезним тиском пластів земної кори. Параметр тиску робить вирішальний вплив на вибір способу і технології видобутку.

Методи видобутку нафти

Метод видобутку нафти залежить від величини тиску в пласті і способі його підтримки. Можна виділити три методи:

1. Первинний - нафта фонтанує зі свердловини за рахунок високого тиску в нафтоносному пласті і не вимагає створення додаткового штучного нагнітання тиску, коефіцієнт вилучення нафти у 5-15%;
2. вторинний - коли природне тиск в свердловині падає і підйом нафти неможливий без додаткового нагнітання тиску за рахунок введення в пласт води або природного / попутного газу, коефіцієнт вилучення нафти у 35-45%;
3. третинний - збільшення видобування нафти з пласта після зниження її видобутку вторинними методами, коефіцієнт вилучення нафти у 40 - 60%.

Синтез-газ

Класифікація способів видобутку

За принципом фізичного впливу на рідке нафтове тіло сьогодні є тільки два основних способи видобутку: фонтанний і механізований.

У свою чергу до механізованого можна віднести газліфтний і насосний методи підйому.
Якщо нафта з надр видавлюється на землю тільки під впливом природної енергії нафтоносного пласта, то спосіб видобутку називають фонтанні.

Але завжди настає момент, коли запаси енергії пласта виснажуються, а свердловина перестає фонтанувати. Тоді підйом здійснюють із застосуванням додаткового енергетичного обладнання. Такий спосіб видобутку і є механізованим.

механізований спосіб буває газліфтним і насосним. В свою чергу газлифт можна здійснювати компресорним і безкомпресорним методом.

Насосний спосіб реалізується за допомогою використання потужних глибинних насосів: штангових, електроцентробежних заглибних.
Розглянемо більш докладно кожен спосіб окремо.

Фонтанний спосіб видобутку нафти: найдешевший і простий

Освоєння нових родовищ завжди здійснюється з використанням фонтанного способу видобутку. Це найпростіший, ефективний і дешевий метод. Він не вимагає додаткових витрат енергоресурсів і складного обладнання, так як процес підйому продукту на поверхню відбувається за рахунок надлишкового тиску в самій нафтового покладу.

основні переваги

Головні переваги фонтанного способу:

• Найпростіше обладнання свердловини;
• Мінімум затрат електроенергії;
• Гнучкість в управлінні процесами відкачування, аж до можливості повної
  зупинки;
• Можливість дистанційного керування процесами;
• Тривалий межтехнологіческій інтервал роботи обладнання;

Для експлуатації нової свердловини потрібно встановити над нею повний контроль. Приборкання фонтану проводиться за допомогою монтажу спеціальної запірної арматури, що дозволяє згодом управляти потоком, контролювати режими роботи, проводити повну герметизацію, а якщо потрібно, то і консервацію.
свердловини обладнають підйомними трубами різного діаметру, в залежності від передбачуваного дебіту видобутку і внутріпластового тиску.

При великих обсягах видобутку і хорошому тиску використовують труби великого діаметру. малодебітні свердловини для тривалого збереження процесу фонтанування і зменшення собівартості видобутку обладнають підйомними трубами малого діаметру.

До речі, прочитайте цю статтю теж: Особливості переробки важкої нафти

По завершенню процесу фонтанування, На свердловині починають застосовувати механізовані методи видобутку.

Газліфтний спосіб видобутку нафти

Газліфт є одним з механізованих способів видобутку нафти і логічним продовженням фонтанного способу. Коли енергії пласта стає недостатньо для виштовхування нафти, підйом починають здійснювати за допомогою підкачки в пласт стисненого газу. Це може бути простий повітря або супутній газ з найближчого родовища.

Для стиснення газу використовують компресори високого тиску. Цей спосіб називають компресорним. Бескомпрессорний спосіб газліфта здійснюють шляхом подачі в пласт газу, вже знаходиться під високим тиском. Такий газ підводять з найближчого родовища.

Устаткування газліфтній свердловини здійснюється методом доопрацювання фонтанної з установкою спеціальних клапанів підведення стисненого газу на різній глибині до встановленого проектом інтервалом.

основні переваги

Газліфт має свої переваги в порівнянні з іншими методами механізованої видобутку:

• паркан значних обсягів з різних глибин на будь-яких етапах розробки родовища з прийнятним показником собівартості;
• можливість ведення видобутку навіть при значних викривленнях
  свердловини;
• робота з сильно загазованими і перегрітими пластами;
• повний контроль над усіма параметрами процесу;
• автоматизоване управління;
• висока надійність обладнання;
• експлуатація декількох шарів одночасно;
• контрольованість процесів відкладення парафіну і солей;
• проста технологія проведення технічного обслуговування і ремонту.

Головним недоліком газліфта є висока вартість металоємність обладнання.
Низький ККД і висока вартість обладнання змушують застосовувати газлифт в основному тільки для підйому легкої нафти з високим показником газової складової.

Механізований спосіб видобутку нафти - насосний

Насосна експлуатація забезпечує підйом нафти по свердловині відповідним насосним обладнанням. Насоси бувають штангові і безштангової. Безштангової - погружного типу електроцентробежние.

Найбільш поширена схема відкачування нафти штанговими глибинними насосами. Це відносно простий, надійний і недорогий метод. Доступна для цього способу глибина - до 2500 м. Продуктивність одного насоса - до 500 м3 на добу.

До речі, прочитайте цю статтю теж: корозія обладнання

Головними елементами конструкції є насосні труби і підвішені в них на жорстких штангових штовхач плунжери. Зворотно-поступальний рух плунжера забезпечується верстатом-качалкою, Розташованим над свердловиною. Сам верстат отримує крутний момент від електродвигуна через систему багатоступеневих редукторів.

У зв'язку з не високою надійністю і продуктивністю штангових плунжерних насосів в наш час все більше застосовуються насосні установки погружного типу - електроцентробежние насоси (ЕЦН).

основні переваги

Переваги електроцентробежних насосів:

• простота технічного обслуговування;
• дуже хороший показник продуктивності в 1500 м3 на добу;
• солідний міжремонтний період до півтора років і більше;
• можливість обробки похилих свердловин;
• продуктивність насоса регулюється кількістю ступенів, загальна довжина
  складання може варіюватися.

Відцентрові насоси добре підходять для старих родовищ з великим вмістом води.

Для підйому важкої нафти найкраще підходять насоси гвинтового типу. Такі насоси мають більші можливості і підвищеною надійністю з високим ККД. Один насос легко піднімає 800 кубічних метрів нафти в добу з глибини до трьох тисяч метрів. Має низький рівень опірності корозії в агресивному хімічному середовищі.

висновок

Кожна з описаних вище технологій має право на існування і ні про одну з них не можна сказати однозначно - хороша вона чи погана. Все залежить від комплексу параметрів, що характеризують конкретне родовище. Вибір способу може бути заснований тільки на результатах ретельного економічного дослідження.

ВАМ БУДЕ ЦІКАВО:

Собівартість видобутку нафти Держави ОПЕК дійшли згоди, що стосується видобутку нафти в цьому році Переклад барелів нафти в тонни і назад Обсяг переробки сирої нафти в 2018 р на російських НПЗ залишиться на рівні 280 млн т.

Вперше почалася в другій половині дев'ятнадцятого століття, протягом століть нафту добувалася людьми, які жили в різних куточках світу, де нафта просочувалася на поверхню. У Російській Федерації перша письмова згадка про отримання чорного золота з'явилося в шістнадцятому столітті.

Мандрівники описували, як племена, які жили біля берегів річки Ухта на півночі Тимано-Печорського району, збирали нафту з поверхні річки і використовували її в медичних цілях і в якості мастильних матеріалів. Нафта, зібрана з річки Ухта, вперше була доставлена \u200b\u200bв Москву в 1597 році.

У 1702 році цар Петро Перший видав указ про заснування першої регулярної російської газети Ведомости. У першому газети була опублікована стаття про те, як була виявлена \u200b\u200bнафту на річці Сік в Поволжі, а в більш пізніх грошових емісіях була про нафто проявах в інших районах Російської Федерації.

У 1745 Федір Прядун отримав дозвіл почати видобуток нафти з дна річки Ухта. Прядун також побудував примітивний нафтоперегонний завод і поставляв деякі продукти в Москву і Санкт-Петербург.

Нафто прояви також спостерігалися численними мандрівниками на Північному Кавказі. Місцеві жителі навіть збирали нафту за допомогою відер, вичерпуючи її зі свердловин глибиною до півтора метрів.

У 1823 році брати Дубініна відкрили в Моздоку для нафтопереробки, яка збирається з довколишнього Вознесенського нафтового родовища.

Перша нафтовидобувна промисловість

Нафто- і газопроявления були зафіксовані в Баку, на західному схилі Каспійського моря арабським мандрівником і істориком ще в десятому столітті.

Марко Поло пізніше описував, як люди в Баку використовували нафту в медичних цілях і для проведення богослужінь.

У другій половині дев'ятнадцятого століття нафтові родовища знаходити і в інших частинах країни. У 1864 році свердловина, пробурена в Краснодарському краї, вперше стала фонтанувати.

Чотирма роками пізніше перша нафтовидобувна платформа була пробурена на березі річки Ухта, а в 1876 почалася комерційний видобуток на Челекенський півострові на території сучасної Туркменії.

Додаткові тонни чорного золота йшли на задоволення потреб нових заводів, які були побудовані в з 1930-х по 1950-і роки.

Омський завод був відкритий в 1955 році і в подальшому перетворився в один з найбільших заводів з переробки нафти в світі.

Зростання видобутку дозволив Союзу Радянських Соціалістичних Республік (CCCP) нарощувати експорт чорного золота значними темпами. Москва прагнула максимізувати валютні надходження від експортування чорного золота і активно боролася за збільшення своєї частки на світовому ринку.

На початку 1960-х років Союз Радянських Соціалістичних Республік (CCCP) витіснив з другого місця по видобутку нафти в світі. Викид великих обсягів дешевої радянської чорного золота на ринок змусив багато західні нафтові організації знизити ціни на нафту, що видобувається на, зменшуючи таким чином за користування надрами урядам країн Близького Сходу. Це зменшення було однією з причин створення країн Виробників чорного золота (ОПЕК).

Видобуток в Волго-Уральському регіоні досягла піку в 4,5 мільйона барелів на день в 1975 році, але пізніше знову впала на дві третини від цього рівня. Якраз в той час, коли Союз Радянських Соціалістичних Республік (CCCP) розмірковував над тим, як він зможе утримати рівень видобутку з родовищ Волго-Уралу, були оприлюднені дані про відкриття перших великих родовищ в Західному Сибіру.

На початку 1960-х років були розвідані перші запаси цього регіону, головними з яких було відкрите в 1965 році родовище - супергігант Самотлор з запасами близько 14 мільярдів барелів (2 мільярди тонн).

Для Західно-Сибірського басейну характерні складні природно-кліматичні умови, в яких потрібно було добувати нафту, і величезна територія, що простягається від зони вічної мерзлоти в районі Полярного кола до непрохідних торф'яних боліт на півдні.

Але, незважаючи на ці труднощі, Союз Радянських Соціалістичних Республік (CCCP) зміг наростити видобуток в регіоні з астрономічною швидкістю. Зростання видобутку в Західному Сибіру визначив зростання видобутку в Союзі Радянських Соціалістичних Республік (CCCP) з 7,6 мільйона барелів (понад мільйон тонн) в день в 1971 році до 9,9 мільйонів баррелів (близько 1,4 мільйона тонн) в день в 1975 році. До середини 1970-х років видобуток в районі Західного Сибіру заповнила розрив, що утворився через падіння видобутку в Волго-Уральському регіоні.

Занепад видобутку нафти

Після досягнення феноменальною видобутку з родовищ Західно-Сибірського басейну радянська нафтова промисловість стала проявляти ознаки занепаду. Західно-Сибірські родовища були відносно дешеві в розробці і давали суттєвий виграш за рахунок своїх розмірів, а радянські планові органи віддавали пріоритет максимізації короткостроковій, а не довгострокової нафтовіддачі.

В цей же рік рівень видобутку в Західному Сибіру досяг 8,3 мільйона барелів на день. Але з цього моменту значного падіння видобутку вже неможливо було уникнути через погані технологій здобиччю, незважаючи на різке зростання капітальних вкладень, Союз Радянських Соціалістичних Республік (CCCP) міг стримати падіння видобутку тільки до початку 1990 року.

Але потім настав провал у видобутку, він був так само різкий, як і її зростання - рівень видобутку в Російській Федерації постійно падав протягом десятиліття і зупинився на рівні, майже на половину меншому початкового піку.

Фінансові труднощі компаній спровокували різке зниження обсягів нових розвідувальних робіт, обсягів буріння і навіть обсягів капітальних ремонтів існуючих свердловин. В результаті склалася ситуація, яка привела до подальшого неминучого падіння видобутку.

Найбільші нафтовидобувні компанії світу

Розглянемо основні характеристики сировинної бази нафтової промисловості суб'єктів Росії. В силу специфіки геологічних умов кожна з цих територій має індивідуальну спрямованість геологорозвідувальних робіт і супутні техніко-економічні проблеми.

Нефтягая компанія Saudi Aramco Саудівської Аравії (12,5 млн б / д)

Saudi Aramco - національна нафтова компанія Саудівської Аравії. Найбільша нафтова компанія світу за показником видобутку нафти і розміром. Також, за оцінкою газети, є найбільшою компанією в світі по бізнесу ($ 781 млрд.). Штаб-квартира - в Дахране.

Російська нафтова компанія Газпром (9,7 млн \u200b\u200bб / д)

Російська компанія, контрольована державою. Основна частина видобутих вуглеводнів - газ, хоча Газпром володіє майже 100% акцій великої (колишня «Сибнефть»). Державі через кілька належить трохи більше 50% акцій Газпрому. Однак, реальну в компанії має група, тісно пов'язаних з «пітерської» політико-ділової угрупованням. Газпрому обслуговує приватний, контрольований «Росія» з Санкт-Петербурга, так званим «банком друзів Володимира Путіна», будівельні контракти виконують компанії тієї ж угруповання, найбільша в країні страхова група СОГАЗ, що входить в «периметр» Газпрому, належить банку «Росія»

Іранська нафтовидобувна компанія National Iranian Oil Co. (6,4 млн б / д)

Повністю державна іранська. Останнім часом зазнає труднощів зі збутом через санкції, накладені на експорт нафти з західними країнами. Проте, Іран успішно співпрацює з, і, поставляючи їм нафту в обмін не тільки на, а й, наприклад, на золото або.

ExxonMobil (5,3 млн б / д)

Найбільша приватна нафтогазова компанія світу з річною виручкою близько $ 500 мільярд. На відміну від більшості інших нафтогазових корпорацій, є по-справжньому глобальною, працюючи в десятках країн світу. Одна з найбільш ненависних в світі корпорацій, в основному за жорстку міжнародну і наплювацьке ставлення до модних цінностей - від «зелених» до «блакитних».

Російська нафтовидобувна компанія Роснефть (4,6 млн б / д)

Нафтова кромпанія PetroChina (4,4 млн б / д) Китаю

Контрольована державою китайська нафтогазова компанія, найбільший з трьох китайських нафтових гігантів. Колись була найбільшою публічною компанією в світі, але з тих пір сильно подешевшала. Багато в чому схожа на російську "Роснефть" (зв'язки в керівництві країни, виконання політичних і економічних і т.п.), з поправкою на масштаб - китайська компанія поки в кілька разів більше.

Британська нафтова компанія BP (4,1 млн б / д)

Британська «спецкомпанія» по роботі з неприємними режимами. Свого часу встигла попрацювати в багатьох «гарячих точках», приносячи своїй країні і акціонерам. В останні роки концентрує зусилля на видобутку нафти в США і в Росії. Після операції з приводу ТНК-BP стане найбільшим приватним акціонером Відкритого акціонерного товариства Роснефть. Контрольована компанією видобуток нафти через цієї угоди впаде майже на третину, але співпраця з російською нафтовою майже-монополією може принести додатковий фінансовий дохід. А з приводу BP турбуватися нема чого - який сенс турбуватися про те, чого ніколи не було?

Англо-нідерландська глобальна нафтова корпорація Royal Dutch Shell (3,9 млн б / д)

Royal Dutch Shell - 3,9 млн б / д

Європейський аналог ExxonMobil - повністю приватна англо-нідерландська глобальна корпорація з традиційними для нафтовиків уявленнями про етику бізнесу. Активно працює в Африці і в Російській Федерації.

Мексиканська нафтокомпанія Pemex (3,6 млн б / д)

Pemex (Petróleos Mexicanos) - 3,6 млн б / д

Мексиканський державний нафтовидобувач з вкрай поганим управлінням. Незважаючи на наявність в країні однієї з найбільших в світі нафтокомпаній, імпортує, так як прибуток від продажу нафти йде не на в переробку, а на державні (в тому числі соціальні) програми.

Міжнародна нафтова корпорація Chevron (3,5 млн б / д) США

Малайзійська нафтова компанія Petronas (1,4 млн б / д)

Petronas - 1,4 млн б / д

Малайзійська державна компанія. Спонсорує масу автоспортивних, включаючи Формулу 1.

Освіта нафти

Теорії походження нафти

Перша видобуток нафти

Дата першого використання нафти йде далеко в 70 - 40 століття до нашої ери. Тоді нафту використовували в стародавньому Єгипті, промисли велися на і на території древньої. Нафта виступала через тріщини в землі, а стародавні люди збирали дане цікаве, масляниста речовина. Це був один з з варіантів видобутку "чорного золота". Інший спосіб був більш трудомістким. У місцях де просацівалась нафти викопували глибокі колодязі, через деякий час колодязі наповнювалися, і людям залишалося тільки вичерпати цю рідину то туди за допомогою будь-якої ємності.

На сьогоднішній день даний метод не можливий тому на не великих глибинах відбулося виснаження даного ресурсу.

Найбільш широко (понад 100 впроваджень) застосовуються теплові і газові (CO2) третинні методи. У першому десятилітті XXI століття за рахунок теоретичних методів видобувалося за оцінками Aramco близько 3 мільйонів барелів на день (з них 2 мільйони - за рахунок теплових методів), що становить близько 3,5% від загальносвітової нафтовидобутку.

Розвідка та видобуток нафти

Знайомий силует верстата-качалки став своєрідним символом нафтовидобувної галузі. Але до того, як настає його черга, геологи і нафтовики проходять довгий і важкий шлях. А починається він з розвідки родовищ.

У природі нафту розташовується в пористих породах, в яких рідина може накопичуватися і переміщатися. Такі породи називають. Найважливішими колекторами нафти є, пісковики, і тріщинуваті породи. Але щоб образоваласьзалежь, необхідна присутність так званих покришок - непроникних порід, які перешкоджають міграції. Зазвичай пласт-колектор розташований під ухилом, тому нафту і газ просочуються вгору. Якщо їх виходу на поверхню заважають складки породи та інші перешкоди, утворюються пастки. Верхню частину пастки іноді займає шар газу - «газова шапка».

Таким чином, щоб знайти родовище нафти, необхідно знайти можливі пастки, в яких вона могла зібратися. Спочатку потенційно нафтоносний район досліджували візуально, навчившись виявляти присутність нафтових за багатьма непрямими ознаками. Однак щоб пошуки були максимально успішними, необхідно вміти «бачити під землею». Це стало можливим завдяки геофізичним методам дослідження. Найбільш ефективним інструментом виявився, який був призначений для реєстрації землетрусів. Його здатність вловлювати механічні коливання в нагоді в геологорозвідувальному справі. Коливання від вибухів динамітних снарядів переломлюються підземними структурами, і, реєструючи їх, можна визначити розташування і форму підземних пластів.

Звичайно, важливим методом дослідження є опорна буріння. Керн, отриманий з глибоких свердловин, ретельно вивчається по верствам геофізичними, геохімічними, гідрогеологічними і іншими методами. Для такого виду досліджень буряться свердловини глибиною до 7 кілометрів.

У міру розвитку технологій в арсенал геологів додавалися нові методи. Аерофотозйомка і космічна зйомка забезпечує більш широкий огляд поверхні. Аналіз викопних решток з різних глибин допомагає точніше визначити тип і вік осадових порід.

Основна тенденція сучасної геологорозвідки - мінімальний вплив на навколишнє середовище. Як можна більшу роль намагаються відводити теоретичним прогнозам і пасивного моделювання. За непрямими ознаками сьогодні можна простежити всю «кухню нафти» - де вона зароджувалася, як рухалася, де знаходиться в даний час. Нові методи дозволяють бурити якомога менше пошукових свердловин, одночасно підвищуючи точність.

Отже, родовище знайдено, і вирішено почати його розробку. Буріння нафтових свердловин - це процес, в ході якого руйнуються гірські породи, і роздроблені частинки виносяться на поверхню. Воно може бути ударним або обертальним. При ударному бурінні породу кришать важкими ударами бурового інструменту, і роздроблені частинки виносяться зі свердловини водним розчином. При обертальному бурінні зрізані уламки породи піднімаються на поверхню за допомогою робочої рідини, що циркулює в свердловині. Важка бурова колона, обертаючись, тисне на долото, яке і руйнує породу. Швидкість проходки при цьому залежить і від характеру породи, і від якості обладнання, і від майстерності бурильника.

Дуже важливу роль відіграє буровий розчин, який не тільки виносить на поверхню частинки породи, а й працює як мастило і охолоджувача бурових інструментів. Він же сприяє утворенню глинистої кірки на стінках свердловини. Буровий розчин може бути зроблений на водній або навіть нафтовій основі, в нього часто додають різні реагенти і добавки.

У материнських пластах вона знаходиться під тиском, і якщо цей тиск досить високе, при розтині свердловини нафту починає природним чином фонтанувати. Зазвичай цей ефект зберігається в початковій стадії, а потім доводиться вдаватися до механізованого способу видобутку - за допомогою різного роду насосів або за допомогою введення в свердловину стисненого газу (цей спосіб називають газліфтним). Щоб підвищити тиск в пласті, в нього закачують воду, де вона виконує роль свого роду поршня. На жаль, в радянські часи цим способом зловживали, прагнучи отримати максимальну віддачу найбільш швидкими темпами. В результаті після розробки свердловин залишалися ще багаті нафтою, але вже занадто сильно заводнення пласти. Сьогодні для підвищення пластового тиску застосовують також одночасну закачування газу та води.

Чим нижче тиск, тим складніші технології використовують для добування нафти. Для вимірювання ефективності нафтовидобутку застосовується такий показник, як «коефіцієнт вилучення нафти», або скорочено КІН. Він показує співвідношення видобутої нафти до загального обсягу запасів родовища. На жаль, неможливо повністю викачати все, що міститься в надрах, і тому цей показник завжди буде менше 100%.

Розвиток технологій також пов'язане з погіршенням якості доступних нафт і утрудненим доступом до покладів. Для подгазових зон і родовищ на шельфі застосовують горизонтальні свердловини. Сьогодні за допомогою високоточних приладів можна потрапити в область площею кілька метрів з відстані в кілька кілометрів. Сучасні технології дозволяють максимально автоматизувати всю процедуру. За допомогою спеціальних датчиків, що працюють в свердловинах, процес постійно контролюється.

На одному родовищі бурять від декількох десятків до декількох тисяч свердловин - не тільки нафтових, а й контрольних, і нагнітальних - для закачування води або газу. Щоб керувати рухом рідин і газів, свердловини розміщують особливим чином і експлуатують в особливому режимі - весь цей процес в комплексі називають розробкою родовища.

Після завершення експлуатації родовища нафтові свердловини консервуються або ліквідуються в залежності від ступеня використання. Ці заходи необхідні для того, щоб забезпечити безпеку життя і здоров'я людей, а також щоб захистити навколишнє середовище.

Все, що виходить зі свердловин - нафта з попутним газом, водою та іншими домішками, наприклад піщаними - заміряють, визначаючи відсоток води і попутного газу. У спеціальних газонафтових сепараторах нафту відділяють від газу, і вона надходить в збірний трубопровід. Звідти починається шлях нафти на нафтопереробний завод.

завод з переробки нафти

Геологія нафти і газу - основа нафтової промисловості, частина 1

Геологія нафти і газу - основа нафтової промисловості, частина 2

світовий нафтовидобуток

В. Н. Щелкачев, аналізуючи в своїй книзі «Вітчизняна та світова нафтовидобуток» історичні дані щодо обсягів видобутку нафти, запропонував розділити розвиток світового нафтовидобутку на два етапи:

Перший етап - з самого початку до 1979 року, коли був досягнутий перший відносний максимум нафтовидобутку (3235 млн. Т.).

Другий етап - з 1979 року по теперішній час.

Було відзначено, що з 1920 року до 1970 року світовий нафтовидобуток збільшувалася не тільки майже в кожному новому році, а й по десятиліттях видобуток росла практично в геометричній прогресії (збільшувалася майже вдвічі за кожні 10 років). З 1979 року відбувається уповільнення темпів зростання світового нафтовидобутку. На початку 80-х навіть відбувається короткочасне зниження видобутку нафти. Надалі зростання обсягів видобутку нафти поновлюється, але вже не такими стрімкими темпами як на першому етапі.

Видобуток нафти в Російській Федерації з початку 2000-х років стабільно зростає, хоча останнім часом темпи зростання сповільнилися, а в 2008-му було навіть невелике зниження. Починаючи з 2010 року, видобуток нафти в Росії подолала планку в 500 млн. Тонн на рік і впевнено тримається вище цього рівня неухильно підвищуються.

У 2013 році продовжилася підвищувальна тенденція у видобутку нафти. У Російській Федерації було видобуто 531,4 млн. Тонн нафти, що на 1,3% вище, ніж в 2012 році.

Видобуток нафти в Російській Федерації

Географія нафти в Росії

Видобуток і переробка нафти грає ключову роль в розвитку багатьох регіонів Російської Федерації. На території нашої країни виділяють кілька територій, які мають значними запасами нафти і газу, які називають нафтогазоносними провінціями (НГП). В їх число входять як традиційні регіони видобутку: Західна Сибір, Поволжя, Північний Кавказ, так і нові нафтогазоносні провінції: на Європейському Півночі (Тимано-Печорський регіон), в Східному Сибіру і на Далекому Сході

Західна Сибір, Поволжя

Родовища Західно-Сибірської нафтогазоносної провінції почали розробляти в 1964 році. До її складу входять території Тюменської, Томської, Новосибірської і Омської областей, Ханти-Мансійського і Ямало-Ненецького автономних округів, а також прилеглий шельф Карського моря. Найбільші родовища цієї провінції -Самотлорское і Федорівське. Основні переваги видобутку в цьому регіоні - це сприятлива структура розвіданих запасів і переважання нафти з низьким вмістом сірки та інших домішок.

До відкриття родовищ в Західному Сибіру Поволжі займало перше місце в Російській Федерації з видобутку нафти. Завдяки значним запасам нафти цей регіон отримав назву «Другий Баку». Волго-Уральська нафтогазоносна провінція включає ряд республік і областей Приуралля, Середнього і Нижнього Поволжя. У цих регіонах нафту добували починаючи з 20-х років минулого століття. З того часу на території Волго-Уральської НГП відкрито понад 1000 родовищ і видобуто понад 6 млрд. Тонн нафти. Це майже половина загального обсягу, видобутого на території Російської Федерації. Найбільше родовище Волго-Уральської провінції - Ромашкинское, відкрите в 1948 році

Північно-Кавказький регіон є найстарішою і найбільш розвіданою нафтогазоносної провінцією Російської Федерації, з історією промислового видобутку нафти, що нараховує більше 150 років. До складу цієї провінції входять родовища, розташовані на території Ставропольського і Краснодарського краю, Чеченської Республіки, Ростовської області, Інгушетії, Кабардино-Балкарії, Північній Осетії і Дагестану. Основні родовища цієї нафтогазоносної провінції знаходяться в пізній стадії розробки, сильно вироблені і обводнені

Республіка Комі і Ямало-Ненецький автономний округ входять до складу Тимано-Печорської нафтогазоносної провінції. Цілеспрямована Нефтеразведка і видобуток ведеться тут після відкриття в 1930 році першого нафтового родовища - Чиб'юського. Відмінною рисою Тимано-Печорської НГП є істотне переважання нафти над газом. Даний регіон вважається перспективним з точки зору видобутку вуглеводневої, враховуючи недавно відкриті великі нафтові і газові родовища в прибережній частині Баренцева моря

Східно-Сибірська нафтогазоносна провінція

Східно-Сибірська нафтогазоносна провінція, до теперішнього часу не розроблялася в належному обсязі, є основним резервом для майбутнього приросту запасів і забезпечення видобутку нафти і газу Російської Федерації. Віддаленість, незаселені, відсутність необхідної інфраструктури і суворі погодно-кліматичні умови, характерні для цих країв ускладнюють розвідку і видобуток нафти. Проте, у міру виснаження родовищ в традиційних районах видобутку, розвиток нафтовидобувної галузі в Східному Сибіру стає пріоритетним завданням для нафтовиків. Величезна роль в її вирішенні відводиться будівництва нафтопроводу «Східний Сибір - Тихий Океан», який дозволить транспортувати видобуту тут нафту в порти Далекого Сходу. Східно-Сибірську НГП утворюють Красноярський край, Республіка Саха (Якутія) і Іркутська область. Найбільшим родовищем є Верхнечонское, відкрите в 1978 році.

Основні розвідані запаси нафти і газу Далекосхідної нафтогазоносної провінції зосереджені на острові Сахалін і прилеглому до нього шельфі Охотського моря. Незважаючи на те, що нафта тут добувалася з 20-х років минулого століття, активна розробка почалася лише через 70 років, після відкриття великих родовищ на північно-східному шельфі острова в межах глибин моря до 50 метрів. У порівнянні з родовищами суші їх відрізняють великі розміри, більш сприятливе тектонічна будова і більш висока концентрація запасів. Незважаючи на те, що геологи бачать в цьому регіоні суттєвий потенціал, інші території, що входять до Далекосхідну НГП, поки вивчені слабко.

Етапи розвитку нафтового родовища

Розробка будь-якого нафтового родовища складається з чотирьох основних етапів: наростаючого рівня видобутку, постійного рівня видобутку нафти, періоду зменшення видобутку нафти і завершального періоду видобутку нафти.

Характерна особливість першого періоду - поступове зростання обсягів видобутку обсягів нафти, обумовлений безперервним введенням в роботу з буріння видобувних свердловин. Спосіб видобутку нафти в цей період фонтанний, обводненість відсутня. Тривалість цього етапу становить 4-6 років і залежить від багатьох факторів, головне з яких: величина пластового тиску, товщина і число продуктивних горизонтів, властивості продуктивних порід і самої нафти, наявність засобів для розробки родовища і т.д. 1т нафти в цей період порівняно висока в зв'язку з будівництвом нових свердловин, облаштування промислу.

Другий етап розробки характеризується постійністю рівня видобутку нафти і мінімальної початкової вартістю. У цей період фонтанні свердловини переводяться на механізований спосіб видобутку за рахунок прогресуючої обводнення свердловин. Падіння нафти в цей період стримується введенням нових видобувних свердловин резервного фонду. Тривалість другого етапу залежить від темпів відбору нафти з родовища, величини запасів нафти, обводнення продукції свердловин і можливості підключення в розробку інших горизонтів родовища. Кінець другого етапу характеризується тим, що збільшення обсягів закачиваемой води для ППД не робить істотного впливу на обсяги видобутку нафти і її рівень починає знижуватися. Обводненість нафти в кінці даного періоду може досягати 50%. Тривалість періоду є найбільш низькою.

Третій період розробки характеризується падінням рівня видобутку нафти і збільшенням видобутку пластової води. Цей етап закінчується при досягненні 80-90% обводнення. У цей період всі свердловини працюють на механізованих способах видобутку, окремі свердловини виводяться з роботи в зв'язку з граничною обводненностью. Ціна без націнки 1т нафти в цей період починає зростати в зв'язку з будівництвом і введенням в експлуатацію установки для зневоднення і знесолення нафти. У цей період проводяться основні заходи щодо збільшення дебітів свердловин. Тривалість даного періоду становить 4-6 років.

Четвертий етап розробки характеризується великими обсягами видобутку пластової води малими обсягами видобутку нафти. Обводненість продукції становить 90-95% і більше. Ціна без націнки видобутку нафти в цей преиод зростає до меж рентабельності. Цей період є найтривалішим і триває 15-20 років.

В цілому можна зробити висновок, що загальна тривалість розробки будь-якого нафтового родовища становить від початку до кінцевої рентабельності 40-50 років. Практика розробки нафтових родовищ в цілому підтверджує цей висновок.

Світова нафтова економіка

З тих пір як видобуток нафти було поставлено на промислову основу, вона стала одним з визначальних чинників розвитку. Історія нафтової - це історія постійного протистояння і, а також боротьби за сфери впливу, що призвело до надзвичайно складним протиріччям між світовою нафтовою індустрією і міжнародною політикою

І це не дивно - адже нафту можна без перебільшення назвати фундаментом благополуччя, так як саме вона є одним з головних чинників розвитку сучасного суспільства. Від неї залежать вдосконалення технічного прогресу, розвиток всіх галузей промисловості, паливно-енергетичного комплексу, безперебійна робота наземного, морського і повітряного транспорту і ступінь комфортабельності людського життя.

Основним осередком нафтових родовищ є такі регіони світу, як Перська і Мексиканський затоки, острови Малайського архіпелагу і Нової Гвінеї, західна Сибір, північ Аляски і острів Сахалін. Видобуток нафти виробляють 95 країн світу, при цьому майже 85% припадає на десятку найбільших з усіх нафтовидобувних держав.

Російська нафта

Перша письмова згадка про наявність нафти в Росії відноситься до XVI століття, коли вона була виявлена \u200b\u200bбіля берегів річки Ухти, що протікає в північній частині Тимано-Печорського району. Тоді її збирали з поверхні річки і використовували як лікувальний засіб, а так як це речовина мало маслянистими властивостями, то і для змащення. У 1702 році з'явилося повідомлення про відкриття нафти в Поволжі, дещо пізніше і на Північному Кавказі. У 1823 році кріпакам братам Дубиніним було дано дозвіл на відкриття невеликого нафтопереробного заводу в Моздоку. До середини XIX століття нафтові прояви були знайдені в Баку і в західній частині Каспійського моря, а з настанням наступного століття Росія видобувала вже більше 30% від всієї світової нафтовидобутку.

забруднення водойм

На стадії розвідки методи теоретичного прогнозування, пасивного моделювання, аерофотозйомки і космічної зйомки дозволяють з високим ступенем точності визначити, де варто шукати нафту, при цьому мінімально впливаючи на навколишнє середовище. Принцип мінімального впливу застосовується сьогодні і при видобутку нафти. Горизонтальне і направлене буріння допомагають витягти більше нафти при значно меншій кількості свердловин.

Однак сам по собі відбір нафти з надр і закачування води в поклади впливають на стан масивів порід. Оскільки більшість родовищ розташовано в зонах тектонічних розломів і зрушень, такого роду дії можуть привести до осідання земної поверхні і навіть до землетрусів. Осідання грунту на шельфі теж здатне викликати руйнівні наслідки. Наприклад, в Північному морі, в районі родовища Екофіск, просідання дна викликало деформацію стовбурів свердловин і самих морських платформ. Тому необхідно ретельно вивчати особливості розроблювального масиву - існуючі в ньому напруги і деформації.

Розливаючись, нафта забруднює ґрунт і води, і потрібні величезні зусилля і кошти, щоб ліквідувати завдані природі збитки. Розлив особливо небезпечний на шельфі, оскільки нафта дуже швидко поширюється по поверхні моря і при великих викидах заповнює водну товщу, роблячи її непридатною для життя. У 1969 році в протоці Санта-Барбара близько 6 тисяч барелів нафти вилилося в море при бурінні свердловини - на шляху бура виявилася геологічна аномалія. Уникнути подібних катастроф дозволяють сучасні методи дослідження розробляються покладів.

В результаті недотримання технології видобутку або непередбачених подій (наприклад, лісових пожеж) нафту в свердловині може спалахнути. Чи не занадто масштабна пожежа можна загасити водою і піною і закрити свердловину сталевий заглушкою. Буває, що до місця загоряння не можна наблизитися через велику кількість вогню. Тоді доводиться бурити похилу свердловину, намагаючись потрапити в загоревшуюся, щоб перекрити її. У таких випадках на ліквідацію вогню може піти до кількох тижнів.

Треба сказати, що факели не завжди служать ознакою аварії. У нафтовидобувних комплексах спалюють попутний газ, який важко і економічно невигідно транспортувати з родовища - для цього потрібна особлива інфраструктура. Виходить, що доводиться не тільки спалювати цінну сировину, а й викидати парникові гази в атмосферу. Тому використання попутного газу є однією з нагальних завдань паливної промисловості. Для цих цілей на промислах будують електростанції, що працюють на попутному газі і що забезпечують і теплом сам нафтовидобувний комплекс і прилеглі населені пункти.

Коли розробка свердловини закінчена, її необхідно законсервувати. Тут перед нафтовиками стоїть два завдання: запобігти можливий негативний вплив на навколишнє середовище і зберегти свердловину на майбутнє, до появи більш досконалих технологій розробки, що дозволяють забрати з пласта залишилася нафту. На жаль, в нашій величезній країні розкидано безліч незаконсервовані свердловин, що залишилися з часів СРСР. Сьогодні таке ставлення до завершення робіт на промислі просто неможливо. Якщо свердловина придатна до використання в подальшому, її закривають міцної заглушкою, яка перешкоджає виходу вмісту назовні. Якщо ж необхідно повністю законсервувати родовище, проводиться цілий комплекс робіт - відновлюють грунт, рекультивують ґрунт, садять дерева. В результаті колишня виробничий майданчик виглядає так, ніби тут ніколи не велися розробки.

Природоохоронна експертиза дозволяє ще на стадії проектування об'єктів видобутку врахувати вимоги екологічної безпеки і запобігти можливі техногенні ризики. Промислові об'єкти розміщують таким чином, що б знизити можливий негативний вплив. В період експлуатації промислу необхідно постійну увагу до дотримання технологій, удосконалення та своєчасної заміни обладнання, раціонального використання води, контролю забруднення повітря, утилізації відходів, очищення грунт. Сьогодні норми міжнародного права і російського визначають строгі вимоги до захисту навколишнього середовища. Сучасні нафтові компанії реалізують спеціальні екологічні програми і вкладають кошти і ресурси в природоохоронні заходи.

Сьогодні площа областей, що піддаються впливу людини при видобутку нафти, становить одну четверту від показників тридцятирічної давності. Це відбувається завдяки розвитку технологій і застосування сучасних методів горизонтального буріння, пересувних бурових установок і свердловин малого діаметру.

Одне з перших техногенних землетрусів, пов'язаних з видобутком нафти, відбулося в 1939 році на родовищі Вілмінгтон в Каліфорнії. Воно стало початком цілого циклу стихійних лих, які привели до руйнування будівель, доріг, мостів, нафтових свердловин і трубопроводів. Проблему вирішили закачавши воду в нафтоносний пласт. Але цей метод - далеко не панацея. Вода, закаченная в глибинні пласти, може вплинути на температурний режим масиву і стати однією з причин виникнення землетрусу.

Старі стаціонарні бурові платформи можна перетворити в штучні рифи, які стануть «будинком» для риб та іншої морської живності. Для цього платформи затоплюють, і через деякий час, що становить від шести місяців до року, вони обростають черепашками, губками і коралами, перетворюючись в гармонійний елемент морського ландшафту.

Джерела і посилання

ru.wikipedia.org - ресурс з статтями з багатьох тем, вільна екціклопедія Вікіпедія

vseonefti.ru - все про нафту

forexaw.com - інформаційно-аналітичний портал з фінансових ринків

Ru - найбільша пошукова система в світі

video.google.com - пошук відео в інтернеті черег Google Inc.

translate.google.ru - перекладач від пошукової системи Гугл

maps.google.ru - карти від Гугл для пошуку місць описуваних в матеріалі

Ru - найбільша пошукова система в Росії

wordstat.yandex.ru - сервіс від Яндекса дозволяє аналізувати пошукові запити

video.yandex.ru - пошук відео в інтернеті черег Яндекс

images.yandex.ru - пошук картинок через сервіс Яндекса

superinvestor.ru

новий заголовок

Посилання на прикладні програми

windows.microsoft.com - сайт корпорації Майкрософт, що створила ОС Віндовс

office.microsoft.com - сайт корпорації створила Майкрософт Офіс

chrome.google.ru - часто використовуваний браузер для роботи з сайтами

hyperionics.com - сайт творців програми знімка екрана HyperSnap

getpaint.net - безкоштовне програмне забезпечення для роботи з зображеннями

У журналі чарівною vl_ad_le_na прочитав чудовий пост про видобуток нафти. Публікую з дозволу автора.

Що таке нафту?
Нафта - це суміш рідких вуглеводнів: парафіни, ароматика та інші. Насправді, нафта не завжди чорна - буває і зелена (девонская, раніше у мене в баночці стояла, шкода, викинула), коричнева (найчастіше) і навіть біла (прозора, начебто на Кавказі вона водиться).

Нафта ділиться за якістю на кілька класів у залежності від хімічного складу - відповідно, змінюється її ціна. Ще в нафти дуже часто розчинений попутний газ, який так яскраво горить на факелах.

Газа може бути розчинено від 1 до 400 кубічних метрів в кубічному метрі нафти. Тобто дофіга. Сам цей газ в основному складається з метану, але з огляду на труднощі його підготовки (його треба сушити, очищати і доводити до ГОСТових чисел Воббе - щоб була строго певна теплота згоряння) попутний газ дуже рідко використовується в побутових цілях. Грубо кажучи, якщо газ з промислу пустити в квартиру в газову плиту, наслідки можуть бути від кіптяви на стелі до насмерть зіпсованої плити і отруєнь (наприклад, сірководнем).

Ах да. Ще одна попутна гидоту в нафти - розчинений сірководень (тому що нафта - органічна речовина). Він дуже отруйний і дуже корозійно активний. Це накладає свої труднощі на видобуток нафти. На видобутку нафти. Професіоналізм, який я, до речі кажучи, не вживаю.

Звідки взялася нафта?
На цей рахунок є дві теорії (докладніше -). Одна - неорганічна. Вперше була висловлена \u200b\u200bМенделєєвим і полягає в тому, що вода протікала повз розпечених карбідів металів, і, таким чином, утворювалися вуглеводні. Друга - органічна теорія. Вважається, що нафта "дозрівала", як правило, в морських і лагунних умовах, шляхом перегнивання органічних залишків тварин і рослин (мулів) в певних термобаричних умовах (високий тиск і температура). В принципі, дослідження підтверджують цю теорію.

Навіщо потрібна геологія?
Варто, напевно, згадати будову нашої Землі. По-моєму, на зображенні все красиво і ясно.

Так ось, нафтові геологи мають справу тільки з земною корою. Вона складається з кристалічного фундаменту (там нафту знаходиться дуууже рідко, оскільки це магматичні і метаморфічні породи) і з осадового чохла. Осадовий чохол складається з осадових порід, але не буду заглиблюватися в геологію. Скажу тільки, що глибини нафтових свердловин зазвичай порядку 500 - 3500 м. Ось на цій глибині і лежить нафту. Вище зазвичай тільки вода, нижче - кристалічний фундамент. Чим глибше порода - тим раніше вона відклалася, що логічно.

Де залягає нафту?
Всупереч чомусь поширеним міфам про "нафтових озерах" під землею, нафта знаходиться в пастках. Спрощуючи, пастки у вертикальному розрізі виглядають так (вода - вічна супутниця нафти):

(Складка, вигнута "спиною" вгору, називається антикліналь. А якщо вона схожа на чашу - це кормушка, в синкліналь нафту не затримується).
Або так:

А в плані вони можуть бути круглими або овальними поднятиями. Розміри - від сотень метрів до сотень кілометрів. Одна або кілька таких пасток, розташованих поруч, є родовищем нафти.

Оскільки нафту легше води, то спливає вгору. Але щоб нафта нікуди більше не витекла (вправо, вліво, вгору або вниз), пласт з нею повинен бути обмежений породою-покришкою зверху і знизу. Зазвичай це глини, щільні карбонати або солі.

Звідки беруться вигини всередині земної кори? Адже породи відкладаються горизонтально або майже горизонтально? (Якщо вони відкладаються купками, то ці купки зазвичай швидко розрівнюються вітром і водою). А вигини - підняття, опускання - виникають внаслідок тектоніки. Бачили на зображенні з розрізом Землі слова "турбулентна конвекція"? Саме ця конвекція рухає літосферні плити, що призводить до утворення тріщин в плитах, а отже, зсувів блоків між тріщинами і змін у внутрішню будову Землі.

Як залягає нафту?
Нафта залягає не сама по собі, як було вже сказано, нафтових озер не існує. Нафта знаходиться в гірській породі, а саме, в її пустотах - порах і тріщинах:

Породи характеризуються такими властивостями, як пористість - це частка обсягу пустот в породі - і проникність - здатність породи пропускати через себе рідину або газ. Наприклад, звичайний пісок характеризується дуже високою проникністю. А бетон - вже набагато гірше. Але смію запевнити, що порода, що залягає на глибині 2000 м з високим тиском і температурою за властивостями набагато ближче до бетону, ніж до піску. Я мацав. Проте, звідти видобувається нафта.
Це керн - вибуренной шматок гірської породи. Щільний піщаник. Глибина 1800 м. Нафти в ньому немає.

Ще одне важливе доповнення - природа не терпить порожнечі. Практично всі пористі і проникні породи, як правило, водонасищени, тобто в їх порах знаходиться вода. Солона, оскільки вона протікала через безліч мінералів. І логічно, що частина цих мінералів несеться разом з водою в розчиненому вигляді, а потім, при зміні термобаричних умов, випадає в цих самих порах. Таким чином, зерна породи стають скріплені солями і цей процес називається цементуванням. Саме тому, за великим рахунком, свердловини не обсипаються відразу ж в процесі буріння - бо породи зцементувати.

Як знаходять нафту?
Зазвичай спочатку по сейсморазведке: пускають коливання на поверхні (вибухом, наприклад) і вимірюють час їх повернення з приймачів.

Далі за часом повернення хвилі обчислюють глибину того чи іншого горизонту в різних точках на поверхні і будують карти. Якщо на карті виявляється підняття (\u003d антиклинальная пастка), її перевіряють на наявність нафти бурінням свердловини. Далеко не у всіх пастках є нафта.

Як бурять свердловини?
Свердловина - це вертикальна гірнича виробка з довжиною в багато разів більше ширини.
Два факти про свердловинах: 1. Вони глибокі. 2. Вони вузькі. Середній діаметр свердловини при вході в пласт - близько 0,2-0,3 м. Тобто туди людина не пролізе однозначно. Середня глибина - як уже говорила, 500-3500 м.
Бурять свердловини з бурових вишок. Є такий інструмент для подрібнення гірської породи, як долото. Зауважте, не бур. І воно зовсім не схоже на те саме Гвинтоподібне пристрій з "Черепашок Ніндзя".

Долото підвішено на бурових трубах і крутиться - воно притиснуто до дна свердловини вагою цих самих труб. Є різні принципи приведення долота в рух, але зазвичай обертається вся бурова колона труб, щоб крутилося долото і здрібніло своїми зубцями гірську породу. Також в свердловину постійно закачується (всередину бурової труби) і відкачується (між стінкою свердловини і зовнішньою стінкою труби) буровий розчин - для того, щоб охолоджувати всю цю конструкцію і виносити з собою частинки подрібненої породи.
Для чого потрібна вишка? Щоб підвісити на ній ці самі бурові труби (адже в процесі буріння верхній кінець колони опускається, і до нього треба прикручувати нові труби) і щоб піднімати колону труб для заміни долота. Буріння однієї свердловини займає близько місяця. Іноді використовується спеціальне кільцеве долото, яке при бурінні залишає центральний стовпчик породи - керн. Керн відбирається для вивчення властивостей гірських порід, хоча це і дорого. Ще свердловини бувають похилі і горизонтальні.

Як дізнатися, де який пласт лежить?
Людина не може спуститися в свердловину. Але нам же треба знати, що ми там пробурили? Коли свердловина пробурена, в неї на кабелі спускають геофізичні зонди. Ці зонди працюють на абсолютно різних фізичних принципах роботи - власна поляризація, індукція, вимірювання опору, гамма-випромінювання, випромінювання нейтронів, вимір діаметра свердловини і т.д. Всі криві записуються в файли, виходить ось такий кошмар:

Тепер в роботу вступають геофізики. Знаючи фізичні властивості кожної породи, вони виділяють пласти по літології - пісковики, карбонати, глини - і виконують розбивку розрізу по стратиграфії (тобто до якої епохи і часу відноситься пласт). Думаю, про парк юрського періоду чули всі:

Насправді, є набагато більш детальна розбивка розрізу на яруси, горизонти, пачки і т.д. - але нам зараз це не має значення. Важливим є те, що колектора нафти (пласти, здатні віддавати нафту) бувають двох типів: карбонатні (вапняки, як крейда, наприклад) і теригенні (пісок, тільки зцементований). Карбонати - це СаСО3. Теригенні - SiO2. Це якщо грубо. Сказати, які краще, не можна, вони всі різні бувають.

Як свердловину готують до роботи?
Після того, як свердловина пробуріваются, її обсаджують. Це означає - спускають довгу колону сталевих обсадних труб (діаметром практично як свердловина), а потім в простір між стінкою свердловини і зовнішньою стінкою труби закачують звичайний цементний розчин. Це робиться для того, щоб свердловина не обсипалася (адже не всі породи добре зцементовані). У розрізі свердловина тепер виглядає так:

Але ми закрили обсадної колоною і цементом потрібний нам пласт! Тому виконується перфорація колони навпроти пласта (а як дізнатися, де потрібний пласт? Геофізика!). Спускається, знову ж таки, на кабелі перфоратор з закладеними в нього вибуховими зарядами. Там заряди спрацьовують і утворюються діри і канали перфорації. Тепер нас не хвилює вода з сусідніх пластів - ми проперфоріровалі свердловину тільки напроти потрібного.

Як добувають нафту?
Найцікавіша частина, думаю. Нафта набагато більш в'язка, ніж вода. Думаю, що таке в'язкість - зрозуміло інтуїтивно. Деякі нафтові бітуми, наприклад, схожі по в'язкості на вершкове масло.
Зайду з іншого кінця. Рідини в пласті знаходяться під тиском - на них напирають вищележачі шари порід. А коли ми буримо свердловину - з боку свердловини не тисне нічого. Тобто в районі свердловини тиск знижений. Створюється перепад тиску, званий депресією, і саме він призводить до того, що нафта починає текти в сторону свердловини і з'являтися в ній.
Для опису припливу нафти є два простих рівняння, які повинні знати всі нафтовики.
Рівняння Дарсі для прямолінійного потоку:

Рівняння Дюпюї для плоско-радіального плину (якраз випадок припливу рідини до свердловини):

Власне, на них і стоїмо. Далі заглиблюватися в фізику і писати рівняння нестаціонарного припливу не варто.
З технічної точки зору найбільш поширені три способи видобутку нафти.
Фонтанний. Це коли пластовий тиск дуже високий, і нафта не просто надходить в свердловину, а ще й піднімається до самого її верху і переливається (ну, насправді не переливається, а в трубу - і далі).
Насосами ШГН (штанговий глибинний насос) і ЕЦН (електроцентробежний насос). Перший випадок - це звичайний верстат-качалка.

Другий на поверхні взагалі не видно:

Зауважте, вишок немає. Вишка потрібна тільки для спуску / підйому труб в свердловині, але не для видобутку.
Суть роботи насосів проста: створення додаткового тиску, щоб рідина, що надійшла в свердловину, могла по свердловині піднятися до поверхні землі.
Варто згадати звичайний стакан з водою. Як ми з нього п'ємо? Нахиляємо, правильно? А ось свердловину нахилити не вийде. Але в стакан з водою можна опустити трубочку і пити через неї, втягуючи рідину ротом. Приблизно так свердловина і працює: її стінки - стінки склянки, а замість трубочки в свердловину спускають колону насосно-компресорних труб (НКТ). Нафта піднімається по трубах.

У разі ШГН верстат-качалка рухає своєю "головою" вгору-вниз, відповідно, приводячи в рух штангу. Штанга при русі вгору захоплює за собою насос (відкривається нижній клапан), а при русі вниз насос опускається (відкривається верхній клапан). Ось так, потроху, рідина піднімається вгору.
ЕЦН працює безпосередньо від електрики (з мотором, природно). Усередині насоса крутяться колеса (горизонтальні), в них є прорізи, так нафту і піднімається нагору.

Повинна додати, що відкрите фонтанування нафти, яке люблять показувати в мультиках, - це не тільки аварійна ситуація, а ще й екологічна катастрофа і мільйонні штрафи.

Що робити, коли нафта погано видобувається?
З плином часу нафту перестає витискуватися з породи під вагою верхніх товщ. Тоді в роботу вступає система ППД - підтримання пластового тиску. Буряться нагнітальні свердловини, і в них закачується вода під високим тиском. Природно, завантажена або пластова вода рано чи пізно потрапить в видобувні свердловини і буде підніматися нагору разом з нафтою.
Ще треба зазначити, що чим більше частка нафти в потоці, тим швидше вона тече, і навпаки. Тому чим більше води тече разом з нафтою, тим важче нафти вибратися з пір і потрапити в свердловину. Залежність частки проникності по нафті від частки води в потоці представлена \u200b\u200bнижче і називається кривими відносних фазових проникностей. Теж дуже потрібне поняття для нафтовика.

Якщо Привибійна зона пласта забруднилася (дрібними частинками породи, віднесеними разом з нафтою, або випали тверді парафіни), то проводять кислотні обробки (свердловину зупиняють і в неї закачують невеликий обсяг соляної кислоти) - цей процес хороший для карбонатних пластів, тому що вони розчиняються. А для теригенних (пісковиків) кислота пофігу. Тому в них проводять гідророзрив пласта - в свердловину качають гель під дуже високим тиском, так, що пласт починає тріскатися в районі свердловини, після цього закачують проппанта (керамічні кульки або крупний пісок, щоб тріщина не закрилася). Після цього свердловина починає працювати набагато краще, тому що перешкоди потоку ліквідовані.

Що з нафтою відбувається потім, коли вона здобута?
Спочатку нафту піднімається на поверхню землі в трубу, яка йде від кожної свердловини. 10-15 прилеглих свердловин підключені цими трубами до одного замірного пристрою, де вимірюється, скільки нафти видобуто. Потім нафта надходить на підготовку за стандартами ГОСТ: з неї видаляються солі, вода, механічні домішки (дрібні частинки породи), якщо необхідно, то і сірководень, а також нафту разгазіруется повністю, до атмосферного тиску (ви ж пам'ятаєте, що в нафти може бути дофіга газу?). Товарна нафта надходить на нафтопереробний завод. Але завод може бути далеко, і тоді в справу вступає компанія "Транснефть" - магістральні трубопроводи для готової нафти (на відміну від промислових трубопроводів для сирої нафти з водою). По трубопроводу нафту гойдається такими ж точно ЕЦН-ами, тільки покладеними набік. У них точно так само обертаються робочі колеса.
Відокремлена від нафти вода закачується назад в пласт, газ спалюється на факелі або йде на газопереробний завод. А нафта або продається (за кордон трубопроводами або танкерами), або йде на нафтопереробний завод, де переганяється шляхом нагрівання: легкі фракції (бензин, гас, нафта) йдуть на паливо, важкі парафінисті - на сировину для пластиків і т.п., а найважчі мазутні з температурою кипіння вище 300 градусів зазвичай служать паливом для котелень.

Як все це регулюється?
Для видобутку нафти є два головних проектних документа: проект підрахунку запасів (там обгрунтовується, що нафти в пласті саме стільки, а не більше і не менше) і проект розробки (там описується історія родовища і доводиться, що треба розробляти його саме так, а не інакше).
Для підрахунку запасів будуються геологічні моделі, а для проекту розробки - гідродинамічні (там обчислюється, як родовище буде працювати в тому чи іншому режимі).

Скільки все це коштує?
Відразу скажу, все ціни, як правило, конфіденційні. Але можу приблизно сказати: свердловина в Самарі варто 30-100 млн.руб. в залежності від глибини. Тонна товарної (не переробленої) нафти коштує по-різному. Коли вважала перший диплом, давали величину близько 3000 р., Коли другий - близько 6000 р., Різниця в часі - рік, але це можуть бути і не реальні значення. Зараз не знаю. Податки складають як мінімум 40% від прибутку, плюс податок на майно (в залежності від балансової вартості майна), плюс податок на видобуток корисних копалин. Додайте гроші, необхідні на зарплату працівникам, на електрику, на ремонт свердловин і облаштування родовища - будівництво трубопроводів та обладнання для збору і підготовки нафти. Дуже часто економіка проектів розробки йде в мінус, тому треба ухіщряются працювати в плюс.
Додам таке явище, як дисконтування - тонна нафти, видобута в наступному році, цінна менше, ніж тонна нафти, видобута в цьому. Тому потрібна інтенсифікація видобутку нафти (яка теж коштує грошей).

Отже, я коротко виклала те, чого навчалася 6 років. Весь процес, від появи нафти в пласті, розвідки, буріння, видобутку, переробки і транспортування до продажу - ви бачите, що для цього потрібні фахівці зовсім різних профілів. Сподіваюся, що хоч хтось прочитав цей довжелезний пост - а я очистила совість і розвіяла хоча б деякі міфи, що оточують нафту.