Технологических способов добычи нефти

Способы добычи нефти

Основные сведения

Россия располагает сегодня приблизительно 13% разведанных в мире нефтяных месторождений. Основным источником пополнения государственного бюджета нашей страны являются отчисления от результатов деятельности нефтегазодобывающей отрасли.

Нефтеносные слои находятся, как правило, глубоко в недрах земли. Скопление нефтяных масс в месторождениях происходит в горных породах пористой структуры, находящихся в окружении более плотных слоёв. Образцом природного резервуара служит пласт песчаника куполообразной формы, со всех сторон заблокированного слоями плотной глины.

Далеко не каждое разведанное месторождение становится объектом промышленной разработки и добычи. Решения по каждому принимаются только по итогам тщательного экономического обоснования.

Главный показатель месторождения – коэффициент нефтеотдачи, отношение объёма нефти под землей, к объёму, который можно получить для переработки. Пригодным для разработки является месторождение с прогнозируемым коэффициент нефтеотдачи от 30% и выше. По мере совершенствования технологий добычи в месторождении данный показатель доводится до 45% и выше.

В подземном хранилище всегда одновременно присутствуют сырая нефть, природный газ и вода под огромным давлением пластов земной коры. Параметр давления оказывает решающее влияние на выбор способа и технологии добычи.

Методы добычи нефти

Метод добычи нефти зависит от величины давления в пласте и способе его поддержания. Можно выделить три метода:

1. Первичный – нефть фонтанирует из скважины за счет высокого давления в нефтеносном пласте и не требует создания дополнительного искусственного нагнетания давления, коэффициент извлечение нефти 5-15%;
2. Вторичный – когда естественное давление в скважине падает и подъем нефти не возможен без дополнительного нагнетания давления за счет ввода в пласт воды или природного/попутного газа, коэффициент извлечение нефти 35-45%;
3. Третичный – увеличение извлечения нефти из пласта после снижения ее добычи вторичными методами, коэффициент извлечение нефти 40 – 60%.

Классификация способов добычи

По принципу физического воздействия на жидкое нефтяное тело сегодня есть только два основных способа добычи: фонтанный и механизированный.

В свою очередь к механизированному можно отнести газлифтный и насосный методы подъёма.
Если нефть из недр выдавливается на землю только под воздействием природной энергии нефтеносного пласта, то способ добычи называют фонтанным.

Но всегда наступает момент, когда запасы энергии пласта истощаются, а скважина перестаёт фонтанировать. Тогда подъем осуществляют с применением дополнительного энергетического оборудования. Такой способ добычи и является механизированным.

Механизированный способ бывает газлифтным и насосным. В свою очередь газлифт можно осуществлять компрессорным и бескомпрессорным методом.

Насосный способ реализуется посредством использования мощных глубинных насосов: штанговых, электроцентробежных погружных.
Рассмотрим более подробно каждый способ в отдельности.

Фонтанный способ добычи нефти: самый дешевый и простой

Освоение новых месторождений всегда осуществляется с использованием фонтанного способа добычи. Это самый простой, эффективный и дешевый метод. Он не требует дополнительных затрат энергоресурсов и сложного оборудования, так как процесс подъёма продукта на поверхность происходит за счет избыточного давления в самой нефтяной залежи.

Основные преимущества

Главные преимущества фонтанного способа:

• Простейшее оборудование скважины;
• Минимум затрат электроэнергии;
• Гибкость в управлении процессами откачки, вплоть до возможности полной
  остановки;
• Возможность дистанционного управления процессами;
• Продолжительный межтехнологический интервал работы оборудования;

Для эксплуатации новой скважины нужно установить над ней полный контроль. Укрощение фонтана производится с помощью монтажа специальной запорной арматуры, позволяющей впоследствии управлять потоком, контролировать режимы работы, производить полную герметизацию, а если нужно, то и консервацию.
Скважины оборудуют подъёмными трубами разного диаметра, в зависимости от предполагаемого дебита добычи и внутрипластового давления.

При больших объёмах добычи и хорошем давлении используют трубы большого диаметра. Малодебитные скважины для длительного сохранения процесса фонтанирования и уменьшения себестоимости добычи оборудуют подъёмными трубами малого диаметра.

По завершению процесса фонтанирования, на скважине начинают применять механизированные методы добычи.

Газлифтный способ добычи нефти

Газлифт является одним из механизированных способов добычи нефти и логическим продолжением фонтанного способа. Когда энергии пласта становится недостаточно для выталкивания нефти, подъем начинают осуществлять с помощью подкачки в пласт сжатого газа. Это может быть простой воздух или сопутствующий газ с ближайшего месторождения.

Для сжатия газа используют компрессоры высокого давления. Этот способ называют компрессорным. Бескомпрессорный способ газлифта осуществляют методом подачи в пласт газа, уже находящегося под высоким давлением. Такой газ подводят с ближайшего месторождения.

Оборудование газлифтной скважины осуществляется методом доработки фонтанной с установкой специальных клапанов подвода сжатого газа на различной глубине с установленным проектом интервалом.

Основные преимущества

Газлифт имеет свои преимущества по сравнению с другими методами механизированной добычи:

• забор значительных объемов с разных глубин на любых этапах разработки месторождения с приемлемым показателем себестоимости;
• возможность ведения добычи даже при значительных искривлениях
  скважины;
• работа с сильно загазованными и перегретыми пластами;
• полный контроль над всеми параметрами процесса;
• автоматизированное управление;
• высокая надежность оборудования;
• эксплуатация нескольких пластов одновременно;
• контролируемость процессов отложения парафина и солей;
• простая технология проведения технического обслуживания и ремонта.

Главным недостатком газлифта является высокая стоимость металлоёмкого оборудования.
Низкий КПД и высокая стоимость оборудования вынуждают применять газлифт в основном только для подъёма легкой нефти с высоким показателем газовой составляющей.

Механизированный способ добычи нефти – насосный

Насосная эксплуатация обеспечивает подъем нефти по скважине соответствующим насосным оборудованием. Насосы бывают штанговые и бесштанговые. Бесштанговые – погружного типа электроцентробежные.

Наиболее распространена схема откачки нефти штанговыми глубинными насосами. Это относительно простой, надёжный и не дорогой метод. Доступная для этого способа глубина – до 2500 м. Производительность одного насоса – до 500 м3 в сутки.

Главными элементами конструкции являются насосные трубы и подвешенные в них на жёстких штанговых толкателях плунжеры. Возвратно-поступательное движение плунжеров обеспечивается станком-качалкой, расположенным над скважиной. Сам станок получает крутящий момент от электродвигателя через систему многоступенчатых редукторов.

В связи с не высокой надёжностью и производительностью штанговых плунжерных насосов в наше время все больше применяются насосные установки погружного типа – электроцентробежные насосы (ЭЦН).

Основные преимущества

Преимущества электроцентробежных насосов:

• простота технического обслуживания;
• очень хороший показатель производительности в 1500 м3 в сутки;
• солидный межремонтный период до полутора лет и более;
• возможность обработки наклонных скважин;
• производительность насоса регулируется количеством ступеней, общая длина
  сборки может варьироваться.

Центробежные насосы хорошо подходят для старых месторождений с большим содержанием воды.

Для подъёма тяжёлой нефти лучше всего подходят насосы винтового типа. Такие насосы обладают большими возможностями и повышенной надёжностью с высоким КПД. Один насос легко поднимает 800 кубических метров нефти в сутки с глубины до трех тысяч метров. Имеет низкий уровень сопротивляемости коррозии в агрессивной химической среде.

Заключение

Каждая из описанных выше технологий имеет право на существование и ни об одной из них нельзя сказать однозначно – хороша она или плоха. Всё зависит от комплекса параметров, характеризующих конкретное месторождение. Выбор способа может быть основан только на результатах тщательного экономического исследования.

Источник

Методы добычи нефти и газа: первичный, вторичный, третичный

Существует множество различных способов добычи нефти, при которых используется разное оборудование

Существует множество различных способов добычи нефти, при которых используется разное оборудование.

Одним из методов добычи является естественный, при котором нефть под различными природными воздействиями продвигается к скважинам, через которые осуществляется ее добыча.

Для добычи нефти осуществляется строительство скважин по шахтной технологии.

Извлекается нефть различными методами, среди которых можно выделить основные:

По типу давления в нефтяном пласте и технологии извлечения существуют методы добычи нефти:

Первичный метод.

Нефть извлекается благодаря естественным процессам.

В результате она замещается водой.

Если давление в пласте не позволяет нефти выйти на поверхность, то для ее извлечения используются специальные насосы.

В таком случае коэффициент полезного действия (КПД) не превышает 15%.

Каждый тип различается в зависимости от применения вещества, способствующего появлению энергии, выдавливающей нефть к месту забора в скважинах.

У каждой технологии есть как положительные, так и отрицательные моменты, которые сопоставляются с условиями добычи природного ресурса и получения необходимого количества нефти.

Наибольшая отдача получается при водонапорном типе добычи и достигает 85%.

Вторичный метод.

Осуществляется за счет введения в нефтеносные пласты жидкостей и газов для обеспечения необходимого количества энергии, позволяющей извлекать нефть из земельных недр.

Наиболее часто используется пресная вода.

КПД при таком методе достигает 30 %.

Третичный метод добычи имеет еще более высокий КПД, достигающий 40-45%.

Существуют различные варианты третичной добычи:

• нагревание природного ресурса в пласте, что делает ее менее вязкой и позволяет повысить эффективность добычи.
• умное заводнение, предполагающее последовательную закачку оторочек минерализованной воды, водогазовой смеси, растворов щелочи и 3-валентного железа.

Газпром нефть в сотрудничестве с Салым Петролеум Девелопмент (СПД), Тюменским государственным университетом (ТюмГУ) и компанией Норкем реализует программу по созданию отечественных поверхностно-активных веществ (ПАВ), используемых при ПАВ-полимерном заводнении.

ПАВ-полимерное заводнение относится к физико-химическим технологиям методам увеличения нефтеотдачи (МУН) и предусматривает последовательную закачку ПАВ-полимерного коктейля и оторочки полимера.

Применение вторичного метода начинается в том случае, когда первичный уже не дает ожидаемого результата, а применение третичного — при условии, что вторичный также стал не эффективным.

Третичные методы позволяют существенно повысить нефтеотдачу на считающихся неперспективными зрелых месторождениях.

Третичные методы начали применяться в начале 21 века.

Источник

Технологических способов добычи нефти

Бурение горизонтальных скважин с многостадийным гидроразрывом пласта — основная технология при добыче нетрадиционных углеводородов баженовской свиты. Согласно современным представлениям о геологическом строении бажена, в нем выделяют два основных блока пород: это нефтематеринские породы, содержащие кероген (полимерные органические материалы) и породы-пропластки, содержащие легкую нефть. Причем, последние составляют всего порядка 30% от всей толщины бажена. Столь сложный состав требует особых технологий проведения МГРП, одна из них — рlug & perf.

Пласт вскрывается с помощью гидропескоструйной перфорации, причем в рамках одной стадии разрыва делается сразу несколько отверстий, что позволяет создавать сеть трещин, а не одну магистральную трещину, как при обычном ГРП. Стадии разрыва разделяются специальными композитными пробками.

«Газпром нефть» на Пальяновской площади Красноленинского месторождения в Ханты-Мансийском автономном округе первой в России реализовала весь цикл технологических решений, применяемых в мировой нефтегазовой отрасли для разработки таких видов нетрадиционной нефти. В частности, было выполнено закрепление горизонтального участка скважины эластичным цементом, позволяющим обеспечить надежную изоляцию создаваемых трещин друг от друга.

После этого на скважине был проведен МГРП с высокими скоростями закачки технологической жидкости. Такое сочетание хорошей изоляции и высоких скоростей закачки жидкости ГРП дает возможность создавать интенсивную сеть трещин по всей длине горизонтального ствола, тем самым увеличивая объем углеводородов, вовлекаемых в разработку.

В 2019 году «Газпром нефть» успешно протестировала новый метод увеличения нефтеотдачи на баженовской свите с использованием жидкости для гидроразрыва пласта на основе ксантановой камеди. Применение новой технологии обеспечило рост добычи углеводородов на 66% со скважины.

Технологий рентабельной добычи «трудной» баженовской нефти сегодня не существует. С учетом колоссальных запасов свиты и на фоне истощения традиционных месторождений поиск «ключей» к бажену является задачей общероссийского масштаба. Дочернее общество «Газпром нефти» — Центр индустриальной интеграции «Газпромнефть-Технологические партнерства» (прежнее название — Технологический центр «Бажен») — является оператором национального проекта России по разработке технологий для освоения свиты. С запуска проекта в 2017 году предприятие сумело практически вдвое сократить стоимость добычи баженовской нефти — с 30 тысяч рублей за тонну на старте проекта в 2017 году до 16 тысяч рублей за тонну в 2019-м. Начать промышленную разработку свиты планируется уже в 2021 году.

Газовые и химические методы увеличения нефтеотдачи

Одно из направлений Технологической стратегии «Газпром нефти» — поиск и внедрение методов увеличения нефтеотдачи, позволяющих максимизировать эффективность разработки месторождений. Ставка в первую очередь делается на газовые и химические МУН.

В первом случае газ закачивается в пласт, растворяется в нефти, снижая ее вязкость и увеличивая объем, и тем самым выталкивает нефть. Такая технология может не только увеличивать коэффициент извлечения нефти, но и способствовать утилизации попутного нефтяного газа.

В области применения химических МУН компания сосредоточилась на технологии щелочно-ПАВ-полимерного заводнения (АСП). Ее принцип — поочередная закачка в пласт щелочи, поверхностно-активных веществ и полимеров. Щелочь помогает снизить абсорбцию идущих следом дорогих составляющих, ПАВы действуют как мыло, уменьшая поверхностное натяжение нефти и отмывая ее от породы, полимеры вытесняют нефть.

На Салымской группе месторождений в рамках опытно-промышленной эксплуатации запущена установка смешения компонентов АСП мощностью 1000 м3/сутки. Коэффициент извлечения нефти на пилотном участке составил 69%, что почти вдвое превышает средние показатели в российской нефтяной отрасли.

Однако эффективность этого метода серьезно ограничена высокой стоимостью полимерно-активных веществ, которые пока в России не производятся. Для решения проблемы «Газпром нефть» с партнерами («Салым Петролеум Девелопмент», «Норкем» и Тюменский государственный университет) запустила проект «РосПАВ», нацеленный на создание эффективной смеси для производства в России. В рамках проекта впервые в России синтезированы 11 новых ПАВ, способных заменить зарубежные аналоги.

Источник