Нефть способы добычи крупные месторождения

Нефть: свойства, способы добычи и переработки

Нефть – природное ископаемое топливо, представляющее собой маслянистую жидкость мутно-жёлтого или светло-коричневого – вплоть до чёрного цветов, обладающую специфическим запахом. Вследствие содержания в составе значительного количества разнообразных углеводородов, это естественное сырьё стало занимать лидирующее положение среди других энергетических ресурсов.

Важнейшим достоинством нефти является возможность выделять при сгорании значительное количество тепловой энергии. Именно это качество, а также возможность транспортировки на значительные расстояния, превратили её в чёрное золото – самый востребованный энергоресурс планетарного масштаба. Кроме того, этот вид минерального сырья является основой нефтехимической отрасли, позволяющей получать широкий спектр веществ, столь необходимых для многих отраслей промышленности, энергетики и транспорта.

Методы добычи

Основные залежи нефти присутствуют в подземных месторождениях, представляющих собой пустоты, расположенные на глубине, не превышающей 3-х км. Чтобы её извлечь, строятся скважины, позволяющие с помощью шахт достичь необходимой отметки залегания.

Не вдаваясь во все технологические тонкости, методы добычи нефти в зависимости: от уровня давления внутри пласта, способа его обеспечения и технологии извлечения, подразделяются на три вида.

Первичный

Нефтесодержащая жидкость покидает своё место пребывания (коллектор нефтяной залежи) в результате воздействия естественных сил природы. Обычно её место занимает вода или газы. Если существующего давления не достаточно для самостоятельного выхода нефти (фонтанирования), то подключается специальные насосы. При таком методе добычи нефтеотдача скважины, как правило, не превышает 15%.

Вторичный

После исчерпания возможностей первичного метода нефтедобычи, на смену ему приходит вторичный метод, суть которого заключается в искусственном нагнетании давления внутрь залежи. Осуществляется это с помощью закачивания в пласт воды из близлежащих пресных водоёмов или газов естественного происхождения (воздух и продукты его разделения, попутный или природный газ). Подобные технологические решения увеличивают нефтеотдачу до 30%.

Третичный

Следующим этапом увеличения добычи нефти, позволяющим повысить продуктивность до 45%, является третичный метод. В основу, которого положены воздействия, повышающие энергетический уровень залегающего природного ресурса. Легко догадаться, что это, прежде всего повышение температуры, приводящее к увеличению, столь необходимого для извлечения нефти физического параметра – давления.

Но именно третичный метод, взятый на вооружение нефтяниками III-го тысячелетия, позволил обеспечить мировую экономику миллионами баррелей нефти.

Процессы переработки

Полученная в результате добычи нефть мало используется в чистом виде. Гораздо больший интерес представляют продукты её переработки – разнообразные виды топлива, а также исходные материалы для химической промышленности.

Первичные

Поступающее по трубопроводам или по железной дороге, а также транспортируемое водным путём с помощью танкеров сырьё, подвергается очистке и разделяется на фракции на нефтеперерабатывающих заводах. В этом и заключается суть первичной переработки.

Подготовка нефти

Доставленная на предприятия нефть содержит в своём составе примеси: газ, воду, твёрдые частицы, от которых необходимо избавиться. На этапе подготовки она подвергается:

• очистке от примесей механического происхождения,
• освобождению от углеводородов пониженной плотности (обычно – газообразных),
• обезвоживанию совместно с электрообессоливанием.

Атмосферная перегонка

Очищенная нефть поступает в цилиндрическую вертикальную (ректификационную) колонну, где подвергается воздействию пара, движущегося снизу вверх. В результате нагрева, доходящего до температуры достигающей 400 0 С, она разделяется на фракции:

Вакуумная дистилляция

Вакуум-дистилляция применяется для выделения из мазута масляных дистиллятов и вакуумного газойля. Продукции, необходимой для выпуска топлива, масел, парафина и целого ряда продуктов нефтепереработки и нефтехимии. Оставшаяся тяжёлая фракция представляет собой гудрон, служащий для производства таких строительных материалов как битум и мазут.

Вторичные

Так как продукция первичной переработки нефти не отличается необходимыми товарными свойствами, то для улучшения качества её подвергают вторичной переработке.

Риформинг

Процесс каталитического риформинга, в основе которого лежит просачивание жидкости сквозь слой платинового катализатора, предназначен для получения высокооктанового бензина и ароматических углеводородов.

Гидроочистка

Этот технологический процесс предназначен для снижения количества примесей под воздействием водорода. При этом уменьшается количество смол, асфальтенов, а также веществ, имеющих в своём составе большое количество кислорода.

Каталитический крекинг

Каталитический крекинг – один из основных процессов вторичной переработки нефти, имеющий целью: повышение октанового числа бензина, получение углеводородных газов и кокса. Суть его заключается в получении мелких молекул из более крупных соединений с помощью нагрева и применения катализатора.

Гидрокрекинг

Для получения дизельного топлива и одного из компонентов автомобильного бензина – бензина гидрокрекинга, осуществляется расщепление средней фракции вакуумной дистилляции (газойля) в присутствии значительного количества водорода.

Коксование

Процесс бескислородного нагрева тяжёлых нефтяных фракций остатков вторичной переработки носит название «коксование». Целью его является получения нефтяного кокса – продукта, имеющего высокую стойкость против воздействия коррозии.

Изомеризация

Получение изомерного углеводородного сырья для нефтехимии и ряда компонентов бензина не может обойтись без изомеризации – изменения молекулярной структуры вещества с сохранением его качественных и количественных параметров.

Алкилирование

Цель повышения октанового числа бензина заставила технологов разработать данный процесс использования малоценных крекинговых продуктов в качестве важных компонентов бензина. Суть его заключена в молекулярном воздействии на исходный материал с помощью алкилов – частиц предельных углеводородов.

Хранение и транспортировка

Для хранения нефти применяют специальные вертикальные резервуары надземного и подземного типов. Как правило, современные хранилища представляют собой хорошо организованные структуры – нефтебазы, предназначенные для приёмки и распределения нефти.

Транспортировка голубого топлива осуществляется с помощью:

• Нефтеналивных танкеров – судов ёмкостью до 30 000 тонн, перевозящих этот жидкий вид энергоресурса по морям и рекам.
• Нефтепроводов, позволяющих перемещать огромные объёмы нефти на значительные расстояния с минимумом затрат подземным способом.
• Железнодорожных цистерн, доставляющих нефть в незначительных объёмах в отдалённые местности.

Автомобильный вид транспорта экономически не выгоден для доставки сырой нефти, поэтому его используют для перевозки готовых нефтепродуктов конечным потребителям.

Продукты переработки

Уникальность нефти заключается в том, что из неё посредством переработки получают продукцию, задействованную во всех отраслях народного хозяйства: от промышленности – до повседневного быта.

Топливо

Нефтяные топлива подразделятся на группы, основными из которых являются:

• авиационный и автомобильный бензин,
• дизельное топливо,
• мазут,
• керосин.

Они находят своё применение на транспорте и в энергетике.

Пластик

Пластмассы – одно из выдающихся изобретений учёных 20-го века. Эти высокомолекулярные соединения, благодаря своим свойствам: лёгкости, устойчивости к влаге и ряду агрессивных жидкостей, а также низкой тепло- и электропроводности, наряду с физиологической безвредностью для человеческого организма, широко используются в качестве сырья для изготовления ёмкостей, изоляционных материалов и даже предметов мебели.

Производство столь необходимого материала, каким сегодня является пластик, доходит до 200 млн. т в год.

Синтетические ткани

Широчайший спектр современных тканей, к которым относятся: полиэстер (лавсан), холлофайбер, акрил, капрон, нейлон, стрейч-ткани, а также искусственный мех и искусственная кожа, – являются продукцией нефтепереработки. Кроме чисто бытового назначения, обусловленного прочностью, эластичностью, стойкостью и практичностью этих материалов, синтетика находит использование в авиации, строительстве и сельском хозяйстве.

Каучук

Синтетические полимеры, обладающие эластичностью, вязкостью, водоотталкивающими и диэлектрическими свойствами, получили распространение благодаря изготавливаемой из них продукции: резины и эбонита. Если первые можно встретить в качестве шин для автомобилей, самолётов и велосипедов, то вторые незаменимы в качестве электроизоляционных материалов.

Пищевой блок

Проблема недостатка пищевых продуктов с каждым днём всё острее стоит перед человечеством. Вполне возможно, что на смену натуральным вскоре придут синтезированные из нефти продукты питания. Современная пищевая индустрия активно выдвигает на рынок: искусственную икру, жевательную резинку, ванилин, красители и концентраты. Естественно, что все они являются продукцией нефтепереработки.

Применение в медицине и косметике

Производные нефти уже давно заняли своё место на прилавках аптек в качестве средств от аллергии, головной боли, повышенной температуры, инфекций и стресса. Не говоря уже о множестве ёмкостей, используемых в чисто медицинских целях, можно отдельно отметить перспективы создания целого класса пластмассовых протезов, изготовленных при помощи 3D-моделирования.

Ещё одно направление использования нефтепродуктов заключается в том, что современные представительницы прекрасного пола не обходятся без целого набора косметических средств нефтяного происхождения. Это лаки, тени, карандаши, красители, бижутерия и парфюм. Стандартного набора средств, являющихся отличным дополнением к одежде, обуви и галантерее, также изготовленных на основе нефти.

Понятно, что столь широкий спектр употребления продуктов нефтепереработки требует открытия всё новых и новых месторождений.

Месторождения в России и мире

Россия занимает восьмое место в мире по запасам нефти. Крупнейшие месторождения расположены в Западной Сибири, на территории республик Башкортостан и Татарстан, а также на Кавказе, в Красноярском крае, Астраханской области и острове Сахалин.

Мировые нефтяные месторождения географически распределены следующим образом:

• Ближний Восток – 67%.
• Латинская Америка – 8%.
• Западная Африка – 7%.
• Россия и Средняя Азия – 6%.
• Северная Америка – 5%.
• Западная Европа – 3%.
• Юго-Восточная Азия – 3%.

Мировые запасы

Согласно последним данным февраля 2020 года, лидерами по запасам нефти являются:

• Венесуэла – 16,9% общемировых запасов, что составляет 300,878 млрд. баррелей.
• Саудовская Аравия – 16,7% =» 297,7 млрд. баррелей.
• Иран – 11,9% =» 211,6 млрд. баррелей.
• Канада – 9,5% =» 169,709 млрд. баррелей.
• Ирак – 8% =» 142,503 млрд. баррелей.
• ОАЭ – 5,9% =» 105,8 млрд. баррелей.
• Кувейт – 5,7% =» 101,5 млрд. баррелей.
• Россия – 4,5% =» 80,0 млрд. баррелей.

Необходимо отметить, что эти данные постоянно уточняются, благодаря геологоразведке. Также имеются огромные залежи углеводородов на дне Мирового океана.

Страны, добывающие нефть

Вследствие целого ряда экономических, политических и исторических причин, перечень государств, занимающих первые строчки рейтингов по уровню нефтедобычи, несколько отличаются от списка стран, располагающих значительными запасами этого вида природного топлива.

Список стран-лидеров по уровню добычи нефти:

• США – 18,7% =» 15,043 млн. баррелей/сутки.
• Саудовская Аравия – 14,9% =» 12,0 млн. баррелей/сутки.
• Россия – 13,4% =» 10,8 млн. баррелей/сутки.
• Ирак – 5,5% =» 4,452 млн. баррелей/сутки.
• Иран – 5,0% =» 3,991 млн. баррелей/сутки.

Вполне очевидно что, несмотря на ограниченные запасы (хотя, точный уровень этих запасов очень трудно оценить даже приблизительно), нефть ещё достаточно долгое время сохранит свои лидирующие позиции в качестве основного природного энергоресурса мировой экономики.

Источник

Как добывают нефть?

Повышение темпов развития и индустриализация стран требует все больше энергии. Рынок энергоресурсов является одним из наиболее важных в мировой экономике. Наличие нефтяных месторождений и разработка топлива оказывает значительное влияние на развитие государства и во многом определяет его положение на международной арене.

Добыча нефти в современном мире

В соответствии с одной из методологий, принято разделять мировую добычу нефти на два этапа:

1. С начала истории до 1979 г.;
2. С 1979 г. по сегодняшний день.

1979 г. отмечен в качестве рубежа, так как в этот год был зафиксирован максимальный показатель добычи нефти – 3236 млн тонн.

С начала ХХ века по конец 70-х гг. отмечается стабильный рост темпов добычи сырья. Развитие нефтепромысла шло в геометрической прогрессии. После 1980 года темпы стали заметно снижаться.

На сегодняшний день наблюдается возобновление роста показателей ежегодной добычи сырья, однако уже не такой стремительный, как в ХХ веке.

Основными экспортерами нефти являются:

Помимо использования на внутреннем рынке, страны занимаются активной продажей «черного золота» за рубеж.

Нефтепромысловая геология

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

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

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

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

Классификация способов добычи

На сегодняшний день существует только два способа извлечения жидкого топлива из недр земли. Они различаются способом воздействия на нефть: естественное влияние природных сил и механизированное, осуществленное человеком.

В случае, когда топливо вырывается на поверхность земли без человеческой помощи, месторождение относят к местам добычи нефти фонтанным способом.

Если требуются дополнительные манипуляции, вид добычи называют механизированным. Он подразделяется на газлифтный и насосный.

Фонтанный

Этот метод не требует никаких затрат, всю работу выполняют природные силы. В момент, когда в нефтяном пласте уровень давления достигает критической отметки, топливо прорывается на поверхность земли и фонтанирует.

В этом случае добыча энергоресурса обходится без привлечения высокотехнологичного оборудования, также не требуется оказывать дополнительное воздействие на нефтяное тело.

• дешевизна процесса;
• необходимо задействовать только самое простое оборудование для скважины;
• экономия электроэнергии;
• полный контроль над откачкой нефти;
• при необходимости можно полностью остановить процесс выхода топлива на поверхность;
• дистанционное управление.

При обнаружении нефтяного пласта с избыточным внутренним давлением в первую очередь необходимо провести ряд мер по установлению контроля над природными процессами.

Сначала производится установка запорной арматуры. С ее помощью в дальнейшем специалисты получают возможность управлять потоком, регулировать режим работы скважины, осуществлять ее герметизацию либо полностью завершать работу и консервировать разработку.

Для оптимизации процесса добычи энергоресурса скважину необходимо оборудовать подъемными трубами. Их диаметр зависит от предполагаемого количества добытой нефти. При наличии мощного естественного давления внутри скважины и значительных объемов нефтепродукта устанавливаются трубы большого диаметра.

Малодебитные месторождения оснащают трубами небольшого диаметра, что позволяет сократить расходы и продлить способность скважины фонтанировать самостоятельно.

Когда естественный нефтяной фонтан иссяк, специалисты переходят к следующему этапу разработки скважины.

Газлифтный

Данный метод приходит на смену фонтанному. Когда сила естественного давления уже не может выталкивать нефть наружу, требуется дополнительное воздействие. Оно осуществляется путем закачки в нефтяное тело сжатого газа.

Ресурс для произведения необходимых манипуляций берут с ближайшего газового месторождения. В случае его отсутствия используют обычный воздух. Чтобы сжать газ до нужного состояния, применяют компрессоры. Такой метод получил название газлифтный компрессорный.

Бескомпрессорный способ отличается от предыдущего тем, что в таком случае в нефтяное тело подают газ, уже находящийся под высоким давлением. Его специальным образом выводят из расположенного поблизости месторождения.

Оснащение газлифтной скважины происходит путем модернизации стоящего на ней фонтанного оборудования. Для этого устанавливаются клапаны для проводки сжатого газа.

• умеренный показатель себестоимости;
• извлечение нефти с разных глубин;
• разработка залежей даже в случае искривления скважин;
• возможность вести добычу в условиях перегретых пластов;
• дистанционное управление;
• полный контроль над процессом;
• надежность оборудования, простота в его обслуживании;
• работа на нескольких пластах в одно время.

Использование данного метода рентабельно только при извлечении легкого сырья с достаточным показателем содержания газа. В противном случае удорожание требуемого оборудования резко снижает прибыльность разработки залежей.

Механизированный

Этот метод подразумевает использование насосов для выкачки нефти из недр земли. В нефтепромысле применяются штанговые и бесштанговые насосы. Чаще используются штанговые. В этом случае добыча нефти возможна с глубины до 2500 м.

На сегодняшний день большой популярностью стали пользоваться электроцентробежные насосы.

• высокая производительность;
• продолжительное время эксплуатации;
• работа в условиях наклонения и искривления скважины;
• простота в обслуживании оборудования.

При работе с тяжелой нефтью используются винтовые насосы. Их отличает высокая надежность и эффективность. Применяются для выкачки нефти с глубины до 3000 м.

Как добывают нефть в России и объемы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Источник