Способы добычи нефти краткое описание

Способы добычи нефти

Нефтью называется природный ресурс, который имеет вид маслянистого состава с наличием углеводородных элементов. Как правило, у нее желтый либо зеленый, а также вишневый или же коричневый, иногда черный окрас.

Что такое нефть

В некоторых местах зарождения добывали даже прозрачную нефть. Этот природный ресурс людьми начал применяться с давних времен. В составе нефти присутствует больше тысячи разнообразных элементов. Из них 90 % приходится на углеводороды. Именно по этой причине до сих пор нет единой формулы нефти. 10 % приходится на кислород и азот, а также серу и иные химические элементы (медь и алюминий, железо и магний). В углеродистой составляющей примерно 11–14 % приходится на водород, а остальное количество — на углерод.

При рассмотрении нефти чаще всего выделяют такие углеродистые связи:

• ароматические;
• нафтеновые;
• парафиновые, занимающие примерно половину от всего количества.

Стоит помнить о том, что нефть является быстро воспламеняющимся составом. В воде она абсолютно не растворима. Температурный режим может колебаться в пределах от –35 до +121 градуса, в зависимости от содержания газов в веществе. Нефть обладает такими физическими свойствами, как оптические, электрические и тепловые.

В каком году была добыта первая нефть?

Нередко люди задаются вопросом: в каком году была добыта первая нефть? Точной даты первой добычи нет, ведь еще за 4000 лет в древнем Вавилоне люди использовали нефть, чтобы изготавливать асфальт. Затем в древнем Египте нефть использовалась как один из компонентов бальзама для погребения правителей. Греки использовали черную жидкость как зажигательную смесь, которая помогла им в войне с персидским царем. Дальше история нефти продолжает свой путь по таким местам, как Персия, Азербайджан и др.

После того как человечество научилось дистилляции нефти, то незамедлительно появился один из самых важных горючих жидкостей XIX века — керосин. Керосин использовали везде, дороги города были освещены с помощью ламп с керосином.

В XIX и XX веке добыча нефти происходила только открытым способом, добывалась из небольших скважин или колодцев. Первое бурение скважины произошло в 1848 году в Баку. Именно с этой даты начинается история всемирной погони за добычей нефти.

Россия начинает свою историю добывания нефти в 1857 году, тогда были пробурены самые первые скважины, однако первые сведения о добыче ресурса появились у нас в стране в 1823 году.

Устройство скважин для добычи нефти

Нефтяной ресурс добывают через специально пробуренную скважину на поверхности земли. Скважину бурят при помощи специального оборудования — нефтяных вышек. Но стоит отметить, что с нефтедобывающим процессом они практически не связаны.

После завершения процесса в одном месте вышка для бурения скважины переезжает на другое и вновь начинает проделывать дырки в земле. Эта процедура довольно длительная. Иногда она может занимать до 3 месяцев. Чтобы порода в готовой скважине не сыпалась вниз, ее обустраивают изнутри стальными трубами.

Типовой диаметр одной скважины составляет 14,6 сантиметра. А вот по длине она может быть различной. Самые высокие составляют 3 метра. Днище ее называются забоем. В том случае, когда туда попадает какой-либо предмет, скважина становится непригодной для добычи, так как убрать преграду практически невозможно.

Чтобы между пластами не происходила циркуляция воды, и они между собой не сообщались, пространство между ними заливается цементным раствором. Чтобы на днище забоя поступала нефть, следует проводить ее перфорацию. Для этого проделываются небольшие отверстия в кольце и в обсадной колонне.

Как добывают нефть

Методы добычи нефти различаются в зависимости от исходного давления в пласте и способов, применяемых для его поддержания. Основные — метод механической добычи и фонтанный. Второй включает в себя три последовательных процесса: первичный, вторичный и третичный. При выборе любого способа учитывают его рентабельность.

Метод механической добычи

Этот способ нефтедобычи заключается в том, что в местах залегания полезного ископаемого бурят скважины. Нефть находится под землей под высоким давлением, за счет которого выходит на поверхность. Ее собирают в резервуары и отправляют на хранение.

Изначально давление в скважине превышает 200 атмосфер. По мере того, как понижается мощность месторождения, оно падает. Когда ископаемое перестает выходить на поверхность, подключают погружные электроцентробежные или штанговые насосы. Первые работают на глубине до 1700 м, вторые — до 2500 м.

Если расстояние от нефтеносного пласта до поверхности земли не превышает нескольких десятков метров, можно обойтись без бурения глубокой скважины. Применение механизированного метода позволяет удешевить нефтедобычу на континентах. Этим способом добывают до 85 % от общего объема нефти, выкачиваемой в мире. В странах, где пласты залегают близко к поверхности земли, себестоимость нефтедобычи составляет до 2 долларов за 1 баррель.

Фонтанный метод

Извлечение черного золота с применением этого способа предполагает бурение скважин. Оно также основано на том, что ископаемое залегает под высоким давлением и выходит самотеком. Добыча фонтанным методом ведется на морских шельфах и континентах. Процессы выработки скважины:

1. Первичный. Нефтеносный пласт вскрывают, и сразу после этого ископаемое с огромной скоростью поднимается по трубе. Эффективность добычи показывает КИН — коэффициент извлечения нефти, достигающий 3–4 %. Кроме основного ископаемого, из пласта поднимается газ. Раньше его сжигали, теперь используют.
2. Вторичный. Газлифт — искусственное нагнетание давления. Метод применяют, когда ископаемое перестает подниматься. В скважину закачивают газ или пресную воду. КИН в этом случае повышается до 35–40 %, в зависимости от характеристик породы. Увеличивается и обводненность нефти, что приводит к росту затрат на отделение ее от воды.
3. Третичный. После извлечения большей части нефти в пласт под высоким давлением подают горячий пар под давлением. Метод применяется не всегда, а только когда это экономически оправданно, так как подача пара в скважину обходится дорого. Эффективность основана на том, что при высокой температуре нефть размягчается, и ее проще извлечь. Третичный способ используется для выработки старых скважин, где черное золото периодически скапливается в таком количестве, что есть смысл организовать его извлечение.

По отдельности методы используются редко. На крупных месторождениях применяют подход, основанный на цикличности: сначала используют один способ, затем второй, и так далее. Это позволяет повысить КИН скважины до 80 %.

Способы добычи нефти в России

Способы бывают разными, выбираются в зависимости от давления в продуктивном пласте. Нефть может сама подниматься по коллектору и фонтанировать, а может залегать в глубоких пластах. От этого зависит выбор техники добычи в конкретном случае.

Способы добычи нефти в России разделяются на 2 вида: фонтанный и насосный. Первый метод включает в себя использование сильного давления в скважине, используется не только в добыче на суше, но и на водных территориях.

Если добыча происходит на поверхности, порода поднимается наверх, обрабатывается и делится на фракции.

Если добыча происходит под землей на большой глубине — бурят горизонтальные скважины, и в них подают под давлением воду. Гидроудар разрывает пласты, и из них выделяется нефть. Так как плотность нефти меньше, чем воды, возникает депрессия, и нефть поднимается на поверхность. Также, вследствие такого метода добычи, нефть может наполняться газами, которые образуются из углеродных соединений под воздействием резкого падения давления.

При использовании метода гидроудара существует высокая вероятность проседания грунта, возможны сейсмические колебания подземных плит и попадание отходов производства в подземные воды.

Насосная добыча. Как только месторождение черного ресурса найдено, то оператор бригады дает команду бурить скважину, через которую она начинает бить мощной струей, в это время ее собирают и транспортируют. Со временем высокое давление падает, и тогда на место скважины ставят насосы-качалки, способные выкачивать оставшиеся ресурсы в земле.

Как добывают нефть

Современная нефтедобыча практикует многочисленные технологии, основанные на методике артезианских скважин. Для поиска нефтесодержащих пластов используют специальные геофизические методы.

Первичная георазведка проводится по сочетанию определенных признаков:

• маслянистых пятен на глади водоемов;
• степени загрязнения следами нефтепродуктов грунтовых вод;
• выбросов газа

Также к геофизическим методам относят:

• зондирование искусственными взрывами;
• акустическое сканирование;
• ультразвуковое сканирование.

Все исследования выполняются при помощи сложной и дорогостоящей геофизической аппаратуры.

Добыча сланцевой нефти

Добыча сланцевой нефти несколько усложняется тем, что она смешана с известняком и песчаными грунтами. Ее добыча началась с 2010 года, когда в США появилась технология, позволяющая отделять нефть от примесей. Она заключается в том, что нефтяной пласт подвергается сильному давлению (гидроразрыв). Это позволяет «выжать» сланцевую нефть из губки песчаника и собирать ее в концентрированном виде через скважины. На сегодняшний день эта технология достаточно дорогостоящая, стоимость барреля такой нефти составляет около 30–40 долларов.

Несмотря на себестоимость, добыча сланцевой нефти становится традиционной и лидирующей в мировых сводках.

Нефть на морском шельфе

В середине прошлого века на морском шельфе Карибского бассейна и Аляски начали использовать технологию добычи нефти. Добыча нефти в море имеет свои особенности. Морское дно расположено ниже уровня суши, что способствует большей концентрации нефти на дне моря. Нефть можно назвать «легкой», но, с другой стороны ее добыча затратна с финансовой стороны.

Больше всего средств уходит на монтаж и обслуживание морской буровой нефтяной платформы. Ежегодно на нее уходит примерно $30 млн, а на установку нужно $2–3млн. И это все, не учитывая таких расходов:

• закладка трубопроводов;
• снабжение рабочих;
• обеспечение безопасности;
• танкеры;
• оборудование берегового терминала.

Но, невзирая на сложности, бурение морских шельфов во всем мире проводится более чем интенсивно. В основном районы бурения расположены в Мексиканском заливе, шельфе Северного моря, Индонезии, Вьетнаме и в зоне Арктического шельфа и Сахалина.

Инновационные способы нефтедобычи

Добыча нефти в современном мире очень востребована. И технологии не стоят на месте. Есть множество инновационных методов по добыче нефти, благодаря которым процесс стал экологичнее и безопаснее.

Сейсмическая разведка является одним из самых востребованных методов на сегодняшний день. С ее помощью можно анализировать полученные данные о плотности ресурса.

Но наиболее динамичным считается колтюбинг. При бурении используются безмуфтовые трубы. Металлические производства делают гибкие трубы из металла. Также проектируется наземные и внутрискважинные устройства. А для анализа и обработки информации разрабатывается специальное программное обеспечение.

С помощью систем телеметрики можно следить за происходящим бурением. Благодаря таким системам исключаются аварийные ситуации и возможные ошибки в процессе.

Глубоководное бурение применяется для добычи нефтяного ресурса на водах с большой глубиной. Месторождения нефти можно обнаружить даже на глубине в 3 километра. Технология довольно безопасная. Она позволяет спроектировать сложные навигационные процессы, разработать динамическое позиционирование и устройства для него, а также способствует улучшению буровых морских установок.

Источник

Добыча Нефти

Добыча нефти (Extraction of petroleum) – это комплекс производственных и технологических процессов, направленных на извлечения сырой нефти из недр на земную поверхность.

Под термином «добыча нефти» или «нефтедобыча» также часто подразумевают подотрасль нефтяной промышленности, включающий геологоразведку, бурение, строительство и ремонт, как разведочных, так и эксплуатационных скважин, непосредственно извлечение нефти на поверхность, а также ее первичную подготовку для дальнейшей транспортировки.

В данной сжатой статье «добыча нефти» рассматривается именно как процесс извлечения нефти из нефтеносных залежей на поверхность. Поэтому такие этапы, как геологоразведка и бурение, а также последующая подготовка сырой нефти, умышленно опущены.

После того, как была произведена геологоразведка местности (или вод, если добыча предполагается в море) на предмет наличия нефтеносных пластов-коллекторов, а также пробурено достаточное количество разведочных скважин для оценки залежей, переходят непосредственно к процессу извлечения нефти на поверхность.

На заре нефтедобычи, нефть порой собирали даже ведрами – были места, где она буквально выходила на поверхность. Сейчас такое явление встречается довольно редко и для промышленной добычи нефти явно не подходит. В настоящее время для извлечения нефти, залегающей в нефтеносном пласте, бурят так называемые эксплуатационные скважины.

Асфальтовое озеро Pitch Lake в Тринидаде

Как правило, на начальном этапе разработки месторождения, давление в нефтеносных пластах выше чем, чем в забое скважины. Поэтому после бурения, нефть под действием перепада давления устремляется по пласту-коллектору к стволу скважины.

Однако, по мере разработки нефтяного месторождения, пластовое давление постепенно снижается, и для его поддержания требуются принятие специальных мер, таких, например, как закачка воды или газа под давлением и т.п.

В зависимости от того, за счет чего происходит восполнение энергии в пласте и, соответственно, нагнетание флюидов к добывающей скважине, способы разработки нефтяных месторождений подразделяют на 3 класса:

• Первичные методы (Primary Recovery)
• Вторичные методы (Secondary Recovery)
• Третичные методы (Tertiary or Enhanced Recovery)

Если говорить о добыче традиционной легкой нефти, то система разработки месторождения или последовательно сменяет все методы нефтедобычи:

Стадия разработки месторождения	Метод разработки	©PetroDigest.ru
I стадия	Первичные методы
II стадия	Вторичные методы
III, IV стадии	Третичные методы

Месторождения нетрадиционных нефтей, к которым относят тяжелую, высоковязкую, сланцевую нефть и др., требуют, соответственно, и нетрадиционных методов разработки. В таких случаях добычу начинают в большинстве случаев сразу Третичными методами, и в зависимости от конкретных условий, как правило, используют совершенно уникальный способ разработки месторождения.

Первичные методы добычи нефти

Первичные способы разработки месторождения предполагают извлечение нефти, с использованием только внутренней энергии пласта, не прибегая к дополнительным внешним воздействиям. То есть поступление нефти из недр на поверхность происходит только за счет естественных сил.

В целом на движение флюидов в пласте влияет целый ряд факторов, совокупность которых принято называть режимом пласта или режимом эксплуатации нефтяной залежи. При извлечении нефти выделят следующие режимы:

— один режим переходит в другой

— различные участки залежи работают в разных режимах

На практике, Первичные способы нефтедобычи, использующие только естественные силы восполнения энергии пласта, в большинстве случаев приводят к серьезным потерям извлекаемой нефти в недрах земной коры. В связи с этим, уже на ранних стадиях разработки нефтяного месторождения, как правило, применяют Вторичные и Третичные методы.

Вторичные методы добычи нефти

Вторичные способы добычи нефти, в отличие от первичных, предполагают искусственное поддержание внутрипластовой энергии. Такое искусственное поддержание энергии по сути достигается только двумя способами:

• Поддержание внутрипластового давления путем закачки воды. В данном случае реализует водонапорный режим эксплуатации.
• Поддержание пластового давления путем закачки газа в газовую шапку, в случае ее наличия. В таком случае реализуется газонапорный режим.

Фактически, вторичные способы разработки месторождений являются наиболее распространенными.

Третичные методы добычи нефти

К Третичным способам добычи нефти относят так называемые методы увеличения нефтеотдачи (МУН). Эти методы также как и вторичные предполагают искусственное повышение внутрипластовой энергии путем закачки специальных агентов. Однако, в отличие от вторичных методов, агенты, используемые при третичных методах, отличаются повышенным потенциалом вытеснения нефти.

То есть, при реализации Третичных методов происходит не только искусственное поддержание внутрипластового давления, но изменение свойств агентов вытеснения и/или свойств самой добываемой нефти. Благодаря этому, обеспечивается дополнительное повышение степени извлечения нефти.

Самыми распространенными методами увеличения нефтеотдачи являются:

• Тепловые методы
• Газовые методы
• Химические методы
• Микробиологические методы

Источник

Режим	Основная сила	Конечная нефтеотдача, %	©PetroDigest.ru
Водонапорный	Напор пластовых вод	65 — 80
Упругий	Упругое расширение пластовой жидкости и породы при сни	50 — 70
Газонапорный (режим газовой шапки)	Напор расширяющегося газа газовой шапки	40 — 60
Режим раствоенного газа	Расширение растворенного в нефти газа	10 — 30
Гравитационный	Сила тяжести нефти (только при полной изоляции от водоносной части)	10 — 20
Смешанный