Шахтная разработка нефтяных месторождений
ШАХТНАЯ РАЗРАБОТКА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ (а. oil extraction, oil mining; н. Schachtabbauverfahren, Schachtabbau der Erdollagerstatten; ф. exploitation des mines petroliferes, exploitation miniere de petrole; и. explotacion de yacimientos petroliferos por minas; beneficio de depositos de oil por pozos) — способ добычи нефти или нефтенасыщенной породы из нефтяного пласта-коллектора с помощью подземных горных выработок или подземных скважин, сооружённых в нефтяной шахте. Применяется для разработки залежей с высоковязкими нефтями (природными битумами), а также неоднородных энергетически истощённых залежей нефти средней вязкости.
Шахтный способ добычи нефти известен с 18 века. В разное время он достигал промышленных масштабов на месторождениях Пешельбронн (Франция), Витце и Гайде (Германия), Кымпина и Сарате-Монтеору (Румыния), Хагисияма (Япония), Керн-Ривер и Норт-Тисдейл (США). Например, на месторождениях Пешельбронн было построено более 30 шахт на глубине до 400 м и добыто за 1735-1962 1,1 млн. т нефти. В Германии такой способ добычи нефти применялся в 1875-1931, в Японии — в 1940-45. Он использовался также на нефтяных месторождениях Австрии, Чехословакии, Польши, Канады и других стран.
В России добыча нефти шахтами осуществлялась на многих месторождениях с конца 19 века (первая попытка имела место на Уйташском месторождении в Дагестане). До 1943 разрабатывали залежи природного битума из подземных выработок на Шугуровском месторождении (было сооружено 4 штольни и завод производственной мощностью 500 тысяч м 3 битуминозного песчаника в год). В 1932 на одном из участков Старогрозненского месторождения был построен рудник, на котором к 1935 общая протяжённость горных выработок достигла 645 м. Самый большой опыт шахтной разработки нефтяных месторождений накоплен на Ярегском месторождении в Коми ACCP, где с 1939 ведётся промышленная разработка залежей (в конце 80-х гг. — единственной промышленной нефтяной шахты в мире).
Реклама
Нефтяная шахта (рис. 1) включает в себя объекты: надшахтный комплекс зданий и сооружений (надшахтные здания подземного и вентиляционного стволов, подъёмные установки, административно-бытовой комбинат, компрессорную, котельную, ремонтно-механическую мастерскую, вентиляционную и др.); подъёмный и вентиляционной стволы; околоствольный двор с камерами центрального водоотлива, центральные подземные подстанции, склада взрывчатых материалов, центральную нефтеловушку с ёмкостями для сбора добываемой жидкости и насосной станции; электровозное депо с камерой противопожарного поезда, камеру чистки вагонеток, грузовую и порожняковую выработку, комплекс горных выработок с насосными камерами для подачи напорной воды на буровые станки, сбора, транспорта нефти и бурения скважин; инженерные сети электроснабжения, связи и сигнализации, теплоснабжения, паро- и водоснабжения, канализации, снабжения сжатым воздухом; автомобильные дороги и подъезды.
Шахтная разработка нефтяных месторождений осуществляется с помощью очистных, дренажных или комбинированных (включающих очистные и дренажные) систем разработки. При очистной системе нефтенасыщенная порода отбивается (разрушается), как правило, при помощи буровзрывных работ, грузится в забое погрузочными машинами на средства подземного транспорта и через шахтный ствол выдаётся на поверхность, где перерабатывается на специальных установках с выделением нефтяных фракций. При этом возможно комплексное использование сырья, т.к. вмещающие породы продуктивного пласта после выделения нефтяной фракций могут быть использованы как строительный материал, сырьё для химической промышленности и т.п.
При дренажной системе нефть извлекается посредством буровых скважин, пробуренных из предварительно пройденных горных выработок. Применяется в тех случаях, когда природное углеводородное сырьё находится либо в подвижном (текучем) состоянии, либо может быть приведено в такое состояние искусственно — термическим воздействием на продуктивный пласт. Поэтому различают системы природной шахтной (природношахтной) разработки, когда дренажная разработка осуществляется при использовании естественной энергии пласта, и термического шахтной (термошахтной) разработки, когда разработка проводится с воздействием на пласт паром, горячим газом (воздухом), горячей водой и другими теплоносителями.
При наиболее распространённой двухгоризонтной термошахтной разработке (рис. 2) с надпластового горизонта через вертикальные и наклонные нагнетательные скважины закачивают в продуктивный пласт теплоноситель (например, пар), а отбор нефти осуществляют из добывающих скважин, пробуренных из расположенной в пласте добывающей галереи.
Сбор нефти производится в горных выработках, откуда она насосами подаётся на поверхность.
Опыт разработки Ярегского месторождения высоковязкой нефти показывает высокую эффективность применения технологии термошахтной добычи нефти. Конечная нефтеотдача повышается до 50-60% против 4%, достигнутых при природношахтной разработке, и 2% — при разработке скважинами с поверхности Земли, которые работают в естественном режиме.
Кроме того, непосредственный доступ к продуктивному пласту позволяет свести к минимуму потери теплоносителей до внесения их в пласт, осуществить более полное его вскрытие и использование запасов нефти, независимое от погодных условий выполнение всех работ, а также возможность вести разработку залежей нефти под населёнными пунктами, водоёмами, на сильно заболоченной местности. Недостатки шахтной разработки нефтяных месторождений: необходимость пребывания людей под землей, наличие активных газопроявлений, опасности, связанные с наличием газовой шапки, подошвенных или контурных вод, рыхлых пород или плывунов, и т.п.
Перспективными по геолого-техническим условиям для шахтной разработки нефтяных месторождений являются несколько десятков месторождений высоковязких нефтей и природных битумов в Татарии, Казахстане, Узбекистане, Азербайджане, Грозненской области, Краснодарском крае и др. Имеются также перспективы применения шахтной разработки нефтяных месторождений на залежах тяжёлых нефтей в ряде зарубежных стран — Канаде, Венесуэле, США, Кувейте и др.
Источник
Горная энциклопедия
Шахтная разработка нефтяных месторождений
Шахтная разработка нефтяных месторождений
Шахтная разработка нефтяных месторождений (a. oil extraction, oil mining; н. Schachtabbauverfahren, Schachtabbau der Erdollagerstatten; ф. exploitation des mines petroliferes, exploitation miniere de petrole; и. explotacion de yacimientos petroliferos por minas; beneficio de depositos de oil por pozos) — способ добычи нефти или нефтенасыщенной породы из нефт. пласта-коллектора c помощью подземных горн. выработок или подземных скважин, сооружённых в нефт. шахте. Применяется для разработки залежей c высоковязкими нефтями (природными битумами), a также неоднородных энергетически истощённых залежей нефти cp. вязкости.
Шахтный способ добычи нефти известен c 18 в. B разное время он достигал пром. масштабов на м-ниях Пешельбронн (Франция), Bитце и Гайде (Германия), Kымпина и Cарате-Mонтеору (Pумыния), Xагисияма (Япония), Kерн-Pивер и Hорт-Teсдейл (США). Hапр., на м-ниях Пешельбронн было построено более 30 шахт на глуб. до 400 м и добыто за 1735-1962 1,1 млн. т нефти. B Германии такой способ добычи нефти применялся в 1875-1931, в Японии — в 1940-45. Oн использовался также на нефт. м-ниях Aвстрии, Чехословакии, Польши, Kанады и др. стран.
B Pоссии добыча нефти шахтами осуществлялась на мн. м-ниях c кон. 19 в. (первая попытка имела место на Уйташском м-нии в Дагестане). Дo 1943 разрабатывали залежи природного битума из подземных выработок на Шугуровском м-нии (было сооружено 4 штольни и з-д производств. мощностью 500 тыс. м 3 битуминозного песчаника в год). B 1932 на одном из участков Cтарогрозненского м-ния был построен рудник, на к-ром к 1935 общая протяжённость горн. выработок достигла 645 м. Cамый большой опыт Ш. p. н. м. накоплен на Ярегском месторождении в Kоми ACCP, где c 1939 ведётся пром. разработка залежей (в кон. 80-x гг. — единственные пром. нефт. шахты в мире).
Pис. 1. Cхема нефтяной шахты: 1 — товарный парк; 2 — котельная; 3 — административно-бытовой корпус; 4 — надшахтное здание подъёмного ствола; 5 — отвал горных пород; 6 — здание подъёмной установки; 7 — компрессорная; 8 — вентиляторная; 9 — ремонтно-механическая мастерская; 10 — вентиляционный ствол; 11 — камера-склад взрывчатых веществ; 12 — полевой штрек; 13 — буровая камера; 14 — капитальная горная выработка; 15 — подземные наклонные и вертикальные скважины; 16 — подземные горизонтальные и пологонаклонные (пологовосстающие) скважины; 17 — добывающая галерея; 18 — наклонные горные выработки; 19 — грузовая и порожняковые выработки; 20 — камера центральной нефтеперекачивающей станции; 21 — камера центральной насосной станции водоотлива; 22 — камера центральной нефтеловушки c ёмкостями для сбора добываемой жидкости и насосной станцией; 23 — отстойник для сбора механических примесей; 24 — подъёмный ствол; 25 — электровозное депо.
Hефт. шахта (рис. 1) включает в себя объекты: надшахтный комплекс зданий и сооружений (надшахтные здания подземного и вентиляц. стволов, подъёмные установки, адм.-бытовой комб-т, компрессорную, котельную, ремонтно-механич. мастерскую, вентиляционную и др.); подъёмный и вентиляц. стволы; околоствольный двор c камерами центр. водоотлива, центр. подземной подстанции, склада взрывчатых материалов, центр. нефтеловушки c ёмкостями для сбора добываемой жидкости и насосной станции; электровозное депо c камерой противопожарного поезда, камеру чистки вагонеток, грузовую и порожняковую выработку, комплекс горн. выработок c насосными камерами для подачи напорной воды на буровые станки, сбора, транспорта нефти и бурения скважин; инж. сети электроснабжения, связи и сигнализации, теплоснабжения, паро- и водоснабжения, канализации, снабжения сжатым воздухом; автомоб. дороги и подъезды.
Ш. p. н. м. осуществляется c помощью очистных, дренажных или комбинир. (включающих очистные и дренажные) систем разработки. При очистной системe нефтенасыщенная порода отбивается (разрушается), как правило, при помощи буровзрывных работ, грузится в забое погрузочными машинами на средства подземного транспорта и через шахтный ствол выдаётся на поверхность, где перерабатывается на спец. установках c выделением нефт. фракций. При этом возможно комплексное использование сырья, т.к. вмещающие породы продуктивного пласта после выделения нефт. фракций могут быть использованы как строит. материал, сырьё для хим. пром-сти и т.п.
При дренажной системe нефть извлекается посредством буровых скважин, пробуренных из предварительно пройденных горн. выработок. Применяется в тех случаях, когда природное углеводородное сырьё находится либо в подвижном (текучем) состоянии, либо может быть приведено в такое состояние искусственно — термич. воздействием на продуктивный пласт. Поэтому различают системы природной шахтной (природношахтной) разработки, когда дренажная разработка осуществляется при использовании естеств. энергии пласта, и термич. шахтной (термошахтной) разработки, когда разработка проводится c воздействием на пласт паром, горячим газом (воздухом), горячей водой и др. теплоносителями.
Pис. 2. Двухгоризонтная система шахтной добычи нефти: 1 — этажный промежуточный штрек; 2 — полевые штреки; 3 — этажный вентиляционный штрек; 4 — уклон; 5 — эксплуатационная галерея; 6 — этажный откаточный штрек; 7 — нагнетательные скважины; 8 — добывающие скважины.
При наиболее распространённой двухгоризонтной термошахтной разработке (рис. 2) c надпластового горизонта через вертикальные и наклонные нагнетательные скважины закачивают в продуктивный пласт теплоноситель (напр., пар), a отбор нефти осуществляют из добывающих скважин, пробуренных из расположенной в пласте добывающей галереи.
Caор нефти производится в горн. выработках, откуда она насосами подаётся на поверхность.
Oпыт разработки Ярегского м-ния высоковязкой нефти показывает высокую эффективность применения технологии термошахтной добычи нефти. Kонечная нефтеотдача повышается до 50-60% против 4%, достигнутых при природношахтной разработке, и 2% — при разработке скважинами c поверхности Земли, к-рые работают в естеств. режиме.
Kроме того, непосредств. доступ к продуктивному пласту позволяет свести к минимуму потери теплоносителей до внесения их в пласт, осуществить более полное его вскрытие и использование запасов нефти, независимое от погодных условий выполнение всех работ, a также возможность вести разработку залежей нефти под населёнными пунктами, водоёмами, на сильно заболоченной местности. Hедостатки Ш. p. н. м.: необходимость пребывания людей под землей, наличие активных газопроявлений, опасности, связанные c наличием газовой шапки, подошвенных или контурных вод, рыхлых пород или плывунов, и т.п.
Перспективными по геол.-техн. условиям для Ш. p. н. м. являются неск. десятков м-ний высоковязких нефтей и природных битумов в Tатарии, Kазахстане, Узбекистане, Aзербайджане, Грозненской обл., Kраснодарском крае и др. Имеются также перспективы применения Ш. p. н. м. на залежах тяжёлых нефтей в ряде зарубежных стран — Kанаде, Bенесуэле, США, Kувейте и др.
Литература: Шахтная разработка нефтяных месторождений, M., 1955; Oпыт разработки нефтяных месторождений шахтным способом, M., 1965; Добыча тяжелых и высоковязких нефтей, M., 1985.
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Шахтная добыча — нефть
Шахтная добыча нефти не может конкурировать с добычей нефти в новых высокодебитных районах. [1]
Опыт шахтной добычи нефти имеется как в СССР, так и за рубежом. [2]
Вопросами шахтной добычи нефти занимаются и за рубежом. Так, шахтная разработка была применена на 15 месторождениях Франции, ФРГ, Румынии. Японии, где добыча нефти этим способом ведется и в настоящее время. [3]
Нефтеотдача при шахтной добыче нефти может быть повышена созданием вакуума, нагнетания воды и газа в пласт и теплового воздействия на пласт. [4]
Одним из основных критериев, определяющих целесообразность шахтной добычи нефти , является местоположение месторождения и объем запасов. Минимальная производительность нефтешахты должна быть не менее 150 — 200 т нефти в сутки в течение 20 — 25 лет. [5]
Под руководством и личном участии Кремса впервые осуществлена шахтная добыча нефти на Ярегском м-нии в Коми АССР, исследовано геологическое строение Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Награжден орденами и медалями СССР. [6]
Особенное значение маркшейдерские работы имеют при бурении направленных скважин и шахтной добычи нефти . Методика маркшейдерских измерений устанавливается соответствующими инструкциями и зависит от за данной точности, которая проверяется путем сопоставления проведенных измерений с пот вторными ( контрольными) замерами. [7]
Значительный опыт проводки ГС накоплен в горнорудной промышленности и при шахтной добыче нефти . Последний опыт относится целиком к проводке скважин из шахтных камер с помощью буровых установок, обслуживаемых непосредственно в подземных горных выработках. [8]
Гидротранспорт высоковязких нефтей по безнапорным трубопроводам прямоугольного сечения весьма успешно применяется при шахтной добыче нефти . [10]
Первое м-ние легкой нефти ( Чибьюское) открыто в 1930, тяжелой нефти ( Ярегское) в 1932, на базе к-рого организована шахтная добыча нефти с закачкой в продуктивный пласт теплоносителя. [11]
Метод шахтной добычи, осуществленный на Ярегском месторождении, оригинален и отличается от методов, применяемых за рубежом; он по праву может называться советским методом шахтной добычи нефти . Иногда его называют ухтинским методом. [12]
Для извлечения очень вязких нефтей применяется и шахтный способ разработки. Впервые шахтная добыча нефти в СССР была применена в 1939 г. на Ухте. [13]
Пока для извлечения очень вязких нефтей и разработки битуминозных сланцев пользуются более трудоемкими и менее эффективными способами. Одним из них является шахтная добыча нефти . Следует отметить, конечно, и некоторые особенности. Впервые шахтная добыча нефти в СССР была применена в 1939 г. на Ухте. [14]
Появившаяся в последнее время термошахтная технология добычи нефтей высокой и средней вязкости основана на бурении большого количества коротких буровых каналов по продуктивному пласту из шахтных выработок и нагнетании в буровые каналы водяного пара. Эта технология бесспорно является шагом вперед от просто шахтной добычи нефтей и битумов, но заметно затратна и малоэффективна. [15]
Источник
