Страны, добывающие нефть. Как это работает

Самая великая страна мира обладает одним из наиболее крупных в мире потенциалов важнейших топливно-энергетических ресурсов, в том числе и нефти. В стране, которая занимает 13% территории всей планеты, сосредоточено более 6% всех разведанных запасов черного золота мира. В это же время ежегодное производство сырой нефти в Российской Федерации составляет более 12% от всего мирового ее производства. По разведанным запасам нефти Россию опережают лишь такие страны, как Саудовская Аравия, Иран, Ирак, Кувейт, ОАЭ и Венесуэла.

Нефть, а также ее переработка – это базовый сектор всей российской экономики. Нефть и продукты переработки черного золота выступают важнейшим экспортным ресурсом России. Каждый год страна экспортирует около 200 млн. т сырой нефти и этот показатель постоянно увеличивается.

КАКИЕ КОМПАНИИ ДОБЫВАЮТ

Более 240 предприятий занимаются добычей нефти в нашей стране, а более 95% всего объема добычи обеспечивают 11 нефтедобывающих холдингов.

Так, ведущими нефтяными компаниями считаются Роснефть, ТНК-ВР и Лукойл. Компании-лидеры по объему добычи черного золота – это «Татнефть» имени В.Д. Шашина, Оренбургнефть» и «Самотлорнефтегаз».

ОСНОВНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Около 80% нефти и газа сейчас добывается на тех месторождениях, которые известны еще со времен СССР, но активный поиск новых месторождений, как и улучшение технологии добычи, продолжается постоянно.

Основным центром нефтяной промышленности России в наше время является Западная Сибирь. Здесь добывается более 65% всей российской нефти. А основным нефтедобывающим регионом Западной Сибири выступает Ханты-Мансийский автономный округ-Югра (80% черного золота всего макрорегиона). Вторым по объему добычи нефти в Западной Сибири выступает Ямало-Ненецкий автономный округ. Крупномасштабная добыча нефти ведется и в Томской области.

В европейской части Российской Федерации добывают немного более 30% нефти. Основной объем добывается в Поволжье – Республиках Татарстан и Башкортостан, в Самарской области. Другим крупным нефтедобывающим районом европейской части страны является Урал (в основном это Оренбургская область и Пермский край).

Добыча нефти производится и в макрорегионе Восточная Сибирь: Красноярский край, Республика Саха (Якутия), Иркутская область. Кстати, согласно выводам ученых-геологов, именно данный макрорегион является наиболее перспективным в плане поиска новых месторождений нефти. За всю историю развития нефтяного комплекса Восточной Сибири подтверждаемость открытия точных месторождений при разбуривании структур составляет 26%.

Также, еще с прошлого века нефть добывается и на Северном Кавказе (Грозненская и Майкопская нефтегазоносные области - Республики Чечня и Адыгея).

РЫНОК СБЫТА

Основным рынком, который зависит от российской нефти, остается Европа. Так, сегодня в европейские страны направляется более 90% всего экспорта российской нефти. В данную оценку включены и рынки стран Западной Европы, и стран Средиземноморского побережья, и стран СНГ.

В свою очередь, поставки черного золота на рынок Азиатско-Тихоокеанского региона постепенно увеличиваются. Преобладают здесь поставки нефти в Китай, которые и обеспечивают основной прирост. Поставки нефти в США заметной роли не играют.

Главным рынком сбыта российской нефти и в будущем останется Европа. Да, Россия планирует обеспечивать рост поставок сырья в европейские страны, но за счет увеличения добычи нефти планируется также укрепление позиций нашего государства на рынках Азиатско-Тихоокеанского региона и США.

СКОЛЬКО В РОССИИ НЕФТИ

Существуют разные оценки. Есть нефтяные ресурсы - это вся нефть, хранящаяся в российских недрах. Большая часть ресурсов (90%) относится к категории неизвлекаемых. Вся остальная часть - это нефтяные запасы. Часть этих запасов разведана, часть - нет. Если говорить о разведанных запасах, их объем, по оценке Министерства природных ресурсов, на 2014 год составил 18 миллиардов тонн - речь идет о месторождениях, которые изучены с помощью бурения. Еще есть категория участков, на которых наличие нефти подтверждается не бурением, а научными расчетами. Расчеты дают менее точную оценку возможных объемов нефти. По данным Минприроды, на таких участках можно добыть почти 11 миллиардов тонн. По оценкам компании British Petroleum (их ежегодный обзор считается наиболее авторитетным источником сведений о мировых запасах нефти), доказанные запасы нефти в России составляют 12,7 миллиарда тонн.

НА СКОЛЬКО ХВАТИТ ЗАПАСОВ?

Это зависит от технологий добычи. Дело в том, что из некоторых месторождений нефть добывать легче, а из некоторых - сложнее. Доля трудноизвлекаемой нефти велика - по некоторым оценкам, она составляет 60% от всех запасов. Обычной нефти хватит еще, по меньшей мере, на 10 лет, если сохранять нынешний уровень добычи - около 500 миллионов тонн в год. Это оценка главы Минприроды Сергея Донского. Если за это время нефтяные компании освоят и «трудные» месторождения, их хватит на 30 лет ежегодной полумиллиардной добычи.

ПРОЙДЕТ 30 ЛЕТ, И НЕФТЬ ЗАКОНЧИТСЯ?

Нет. Нефтяные запасы постоянно пополняются. В последнее время в России каждый год прирост превышает добычу. Например, в 2013 году добыли 523 миллиона тонн, а разведали 688 миллионов. В мае 2014 года в Минприроды обещали, что к 2020 году запасов станет больше на 6 миллиардов тонн. Правда, часть этого пополнения (около 20%) происходит только на бумаге - за счет пересчета коэффициента извлечения нефти для каждого месторождения. Еще 15–20% прироста происходит благодаря открытию новых месторождений. В основном же запасы пополняются за счет доработки старых месторождений - современные технологии позволяют обнаружить нефть, которую раньше найти не удавалось. По оценке главы Роснедр Валерия Пака, такая доработка старых месторождений при современных технологиях может продлиться еще 5–10 лет.

СКОЛЬКО ЕЩЕ В РОССИИ НЕИЗВЕСТНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ?

Неизвестно. В Роснедрах говорят, что нефтяные компании не слишком активно вкладываются в разведку. По словам бывшего главы ведомства Александра Попова, за последние 20 лет в России не подготовили ни одного нового района нефтедобычи. С 2010 по 2012 год бурить стали на 25% меньше. При этом российские власти постоянно борются за расширение континентального шельфа, на котором также можно добывать нефть. В 2014 году ООН одобрила заявку на анклав в Охотском море - теперь шельф на этом участке считается российским. Весной 2015 года Россия подала заявку на расширение своего шельфа в Арктике. По предварительным оценкам, этот шельф может содержать около 5 миллиардов тонн условного топлива. Какую долю в этом объеме составляет нефть - неизвестно.

А В РОССИИ ДОБЫВАЮТ ТРУДНОИЗВЛЕКАЕМУЮ НЕФТЬ?

Добывают, но мало. Этот процесс начался совсем недавно. К 2020 году Минэнерго рассчитывает, что доля трудноизвлекаемой нефти составит 11% от всей добычи. Для сравнения: в США в 2012 году эта доля составила треть от добытой нефти. В Минприроды и других ведомствах говорят, что раньше у нефтяников просто не было стимулов заниматься дорогостоящей разработкой труднодоступных месторождений - хватало и обычных источников. Для компаний, которые занимаются освоением «трудных» запасов предусмотрены налоговые послабления, но в Роснедрах считают, что существующая система налогообложения недостаточно стимулирует бизнес.

ОСТАЛОСЬ ТОЛЬКО ОСВОИТЬ ТЕХНОЛОГИЮ ИЗВЛЕЧЕНИЯ «ТРУДНОЙ» НЕФТИ?

Нет. Это не единственная сложность. В начале 2015 года в Роснедрах назвали целый ряд проблем, которые мешают пополнять нефтяные запасы. При низких мировых ценах на сырье, при снижающемся спросе, нефтяным компаниям сложно находить ресурсы для добычи трудноизвлекаемой нефти. Есть и политические факторы - из-за санкций сейчас некоторые российские нефтяные компании не могут брать кредиты за рубежом и вкладывать эти средства в развитие. Кроме того часть компаний отрезаны от поставок иностранного оборудования для добычи трудноизвлекаемой нефти. Также в ведомстве говорят о внутрироссийских проблемах - в частности, недостаточной либеральности законодательства. В Роснедрах считают, что компаниям нужно разрешить вести поиски там, где они считают нужным, и позволить с минимальным вмешательством государства решать, что делать с открытыми месторождениями - продать или разрабатывать.

Нефть и газ - основа топливно-энергетического хозяйства всех развитых стран, богатейшее химическое сырье. Добыча нефти и газа - это сложный и многогранный процесс, насыщенный техническими устройствами. Оператор по добыче нефти и газа должен быть механиком широкого профиля и знать электротехнику, автоматику и основы электроники, хорошо разбираться в геологии и бурении.

Нефтепромысловая геология.

Нефтегазоносные пласты залегают на значительных глубинах, и для доступа к ним бурят скважины. Скважина - это цилиндрическая горная выработка весьма большой глубины и малого диаметра. Бурение всех разведочных и части эксплуатационных скважин ведется с отбором керна. Керн - это столбик выбуренной породы. По кернам изучают физические и химические свойства пород, слагающих пласты. Исследуют состав насыщающих эти пласты жидкостей и газов. Вместе с изучением керна, проводятся геофизические исследования скважин. Это позволяет точно определить геологический разрез, подсчитать запасы нефти и газа.

Для крепления скважины и разобщения пластов опускают колонны металлических труб:

• Направление
• Кондуктор
• Эксплуатационную колонну.

Пространство между стенками скважины и трубами цементируют до устья скважины. Для сообщения скважины с продуктивным пластом колонну перфорируют, проделывая десятки отверстий. Нефть и газ скапливаются в проницаемых породах, пористых или трещиноватых, ограниченных сверху и снизу породами непроницаемый.

Нефтяных озер в пластах не существует.

Залежи обладают запасом пластовой энергии, вид который определяет режим залежи. В чистом виде можно выделить следующие режимы:

• Водонапорный - здесь источником пластовой энергии служит напор краевых или подошвенных вод.
• Газонапорный - источником пластовой энергии является давление газовой шапки.
• Растворенного газа - источником пластовой энергии служит энергия газа, растворенного в нефти.
• Упругий - источник пластовой энергии - упругие свойства пласта и насыщающих его жидкостей и газов.
• Гравитационный - активно проявляется в круто падающих в пластах. Приток нефти в скважину идёт за счёт силы тяжести.

В природе эти режимы встречаются в различных сочетаниях.

Способы добычи нефти и газа.

Нефть добывают фонтанным, или одним из механизированных способов. Выбора способа определяется величиной пластовой энергии, а также геолого-технической характеристикой скважины.

Фонтанный способ

При фонтанном способе добычи, нефть самотеком устремляется по насосно-компрессорным трубам на поверхность. Скважину герметизируют фонтанной арматурой. Она служит для отвода нефти и газа в сборной нефтепровод и для регулирование дебита скважины, позволяет вести промысловые исследования. При истощении или недостатке пластовой энергии, нефть добывают механизированным способом.

Газлифтный способ

При газлифтной или компрессорной добыче, подъем нефти осуществляется сжатым газом, который нагнетают в скважину с поверхности. Газлифтный подъемник - это колонна насосно-компрессорных труб с пусковыми и рабочими клапанами. Газ через клапаны поступает в трубы и увлекает нефть наверх. Дебит скважины регулируется изменением объема закачки газа. Устьевая арматура газлифтных скважин - та же, что и у фонтанной. Но дополнительно подводится газовая линия для закачки газа в скважину. Газлифтный способ имеет сравнительно ограниченное применение.

Добыча нефти штанговыми глубинными насосами.

Наиболее распространена добыча нефти штанговыми насосами. Они могут работать на глубинах до двух с половиной тысяч метров. Возвратно-поступательные движения плунжеру насоса передается от станка качалки через колонну насосных штанг.

Ознакомимся с принципом работы этого насоса. При ходе плунжера вверх, открывается всасывающий клапан, и нефть из скважины заполняет цилиндр насоса. При опускании плунжера, закрывается всасывающий клапан и открывается нагнетательный. Нефть из цилиндра перетекает в колонну компрессорных труб и далее через устьевую арматуру - в нефтепровод.

Диаграмма нагрузок снятая в точке подвеса штанг и называемая динамограммой, позволяет оценивать работу насоса, а также дебит скважины.

Добыча нефти электроцентробежными насосами.

Погружные электроцентробежные насосы выпускаются на производительность от 40 до 700 кубометров в сутки, с напором до 1700 м. Наземное оборудование установки состоит из устьевой арматуры, автотрансформатора и станции управления. Многосекционный центробежный насос имеет от 80 до 400 секций.

Вместе с маслонаполненным двигателем и гидрозащитой, насос опускается в скважину. Монтаж и проверка погружного электронасоса ведется непосредственно перед спуском, прямо на устье скважины. Питание к электродвигателю подается по бронированному герметичному кабелю. В сборе длина подземной части установки достигает 30 метров и более.

Ознакомимся с принципом работы такого насоса. Через приемный фильтр пластовая жидкость поступает на вход первого рабочего колеса. Накапливая энергию, поток проходит все ступени насоса, выбрасывается в полость насосно-компрессорных труб и через устьевую арматуру - в нефтепровод. Частые остановки и пуски погружного насоса - нежелательны.

При обслуживании скважин, оператор обходит их по установленному маршруту и проверяет состояние наземного оборудования. Оператор снимает показания приборов, осматривает устьевое оборудование и отбирает пробы жидкости. По заданию мастер снимает динамограммы. Оператор участвует в работах по депарафинизации скважин, передает диспетчеру информацию с объектов, готовит скважины к ремонту.

Замену подземного оборудования скважин, производит бригада текущего ремонта. Более сложные ремонты, такие как время такие как работа с пластом, извлечение аварийного оборудования, или переход на другие горизонты, выполняют бригады капитального ремонта скважин.

Персонал промыслов должен знать и строго соблюдать правила охраны труда и требования инструкции по эксплуатации оборудования.

Промысловый сбор нефти и газа

Вся продукция скважин поступает на автоматизированные групповые замерные установки. Установка "Спутник" позволяет измерять суточный дебит скважины от 5 до 400 кубометров. К ней может подключаться до 14 скважин. Перед входом в технологический блок установки, его необходимо провентилировать.

Установка работает следующим образом - нефть от скважин поступает на многоходовой переключатель, который по заданной программе подключает одну из скважин на замер. В двухемкостном замерном сепараторе, отделившийся газ уходит в общий коллектор, а жидкость накапливается в нижней емкости. По мере ее накопления, поплавок, через систему рычагов, запирает заслонкой газовую линию и в сепараторе повышается давление. Этим избытком давления, жидкость из сепаратора вытесняется через расходомер в общий коллектор.

Результаты замера фиксируются в блоке управления, и по системе телемеханики предаются на диспетчерский пульт промысла. От установки "Спутник", продукции скважин поступает на дожимные насосные станции. На дожимных станциях, в нефтегазовых сепараторах происходит разделение газа и нефти.

Принцип работы такого аппарата следующий - перед входом в сепаратор, свободный газ из трубопровода отводится в газовую часть сепаратора. Жидкость растекается по полкам, где в тонком слое идет окончательное отделение газа. Через каплеотбойники газ уходит в газосборный коллектор, и далее поступает в приемные сепараторы газокомпрессорных станций, где его осушают от конденсата.

Компрессорными агрегатами станции, газ перекачивается на газоперерабатывающие заводы. Как ценнейшее углеводородное сырье, попутный газ должен полностью собираться для использования в народном хозяйстве. Нефть из нефтегазовых сепараторов накапливается в буферных емкостях и отсюда в автоматическом режиме откачивается на товарные парки. При этом на дожимных станциях ведется учет добычи нефти по бригадам, а на товарном парке учитывается добыча по промыслу в целом.

Промысловая подготовка нефти.

Нефти, кроме газа, сопутствуют вода и растворенные соли. А сама нефть содержит легкие фракции, способные испаряться. Для сокращения потерь нефти при транспортировке и хранении, и для снижения затрат на транспорт, проводят подготовку нефти на промысле, на месте ее добычи. После сепаратора второй ступени на товарных парках, продукция промысла поступает в технологические резервуары для частичного обезвоживания.

Рассмотрим работу такого резервуара. Водонефтяная смесь, через распределитель поступает в нижнюю часть резервуары. Нефть всплывает наверх а вода накапливается внизу, и затем направляется в очистные сооружения. Частично обезвоженная нефть из технологических резервуаров перетекает в буферные, откуда подается на установки комплексной подготовки нефти. На этих установках, нефть нагревают в теплообменниках и вводят в отстойники для обезвоживания. Из отстойников нефть вводят в дегидраторы - шаровые или горизонтальные. Здесь в электрическом поле высокого напряжения, нефть полностью очищается от солей и воды.

Обессоленную нефть стабилизируют, то есть отбирают из неё широкую фракцию легких углеводородов. Для этого нефть дополнительно разогревают в печах до парожидкого состояния и вводят в стабилизационную колонну. В результате сложных физических процессов, в колонне происходит отделение легких углеводородов, которые отбираются из верхней части установки. После охлаждения и конденсации, широкую фракцию разделяют в бензосепараторах на жидкую и газовую фазы. Газ используют на промыслах как топливо, а жидкая фракция направляется на нефтехимические заводы.

Стабильная нефть из нижней части колонны проходит через теплообменники где охлаждается, отдавая избыточное тепло сырой нефти, поступающей на подготовку. Наконец через узлы коммерческого учета товарных парков, стабильная нефть сдается нефтепроводным управлениям.

Вода, отделившаяся при подготовке нефти, идет на очистные сооружения. Обычно это резервуары с водоотталкивающим фильтром. Неочищенная вода вводится в верхнюю часть резервуара, прямо в фильтр, которым служит нефтяной слой. Капельки нефти и механические примеси удерживаются в слое. По мере накопления, нефть возвращается на подготовку.

Очищенная вода через узлы учета откачивается на кустовые насосные станции. Здесь, насосами высокого давления воду закачивают через нагнетательные скважины в продуктивный пласт, для восполнения пластовой энергии.

Объекты нефтегазодобычи многочисленны, технически сложны и разобщены территориально. Они работают в непрерывных режимах. Управление процессом нефтегазодобычи требует постоянного контроля, и быстрого принятия разнообразных решений. Только автоматизированные системы управления делают возможной слаженную работу всех технологических звеньев промысла.

Нефть, газ и промысловые сточные воды способны активно загрязнять окружающую среду. Меры по охране природы предусматриваются при проектировании и осуществляются при обустройстве и разработке нефтяных и газовых месторождений. Строгое соблюдение этих мер обеспечивает надежную защиту природной среды от вредных воздействий.

Нефть называют «чёрным золотом», потому что это углеводород, без которого немыслимо развитие современного промышленного производства. Нефть и газ - основа топливно энергетического комплекса, который производит горючее, смазочные материалы, нефтяные компоненты используются в строительных материалах, косметике, продуктах питания, моющих средствах. Это сырьё продаётся за валюту и приносит благосостояние странам и народам, обладающим огромными его запасами.

Как находят месторождения нефти?

Добыча полезных ископаемых начинается с разведки месторождений. Геологи определяют возможное залегание нефтяных горизонтов в недрах сначала по внешним признакам - географии рельефа, выходам нефтяных пятен на поверхность, наличию следов нефти в грунтовых водах. Специалисты знают, в каких осадочных бассейнах можно предположить наличие нефтяных пластов, у профессионалов есть на вооружении различные методы разведочно-поисковых исследований, в том числе поверхностное изучение выходов горных пород и геофизическая визуализация разрезов.

Материалы по теме:

Как добывают газ?

Предположительный район залегания месторождения определяется по совокупности признаков. Но даже если они присутствуют все, это не означает, что детальная разведка обнаружит нефтяной бассейн с большими запасами, необходимыми для того, чтобы начать промышленную добычу. Часто бывает так, что разведочное бурение не подтверждает коммерческую ценность месторождения. Эти риски всегда присутствуют в нефтеразведке, но без них невозможно определить структуры (ловушки), в которых скапливается нефть в необходимом для разработки количестве.

Определение границ месторождения и изучение объёма залежей

После подтверждения наличия нефтяных пластов требуется определить географические размера месторождения и его объём. Это делается способом бурения скважин, многие из которых бывают пустыми, но затраты окупаются сторицей, когда залежь правильно окантована и становится ясно, что её имеет смысл разрабатывать.

Материалы по теме:

Как добывают уголь?

Достаточно сказать, что разведка новых месторождений всегда дешевле, чем покупка уже разведанных запасов. Поисковая часть разработки - это всего 2-3 доллара за баррель, а потом к себестоимости добавляются затраты на разработку, эксплуатацию, транспортировку. Но в итоге заниматься нефтедобычей выгодно, этот бизнес даёт колоссальные прибыли.

Объём бассейна исследуется способом определения дебита разведочных скважин, то есть при помощи подсчёта количества поднимаемой на поверхность нефти в единицу времени. По этому показателю высчитывается рентабельность разрабатываемого участка, определяется необходимый диаметр эксплуатационных скважин и необходимое для них оборудование - вышки, насосы.

Технологии добычи нефти

Самыми известными способами разработки нефтяных месторождений являются:

• механический (насосный)
• фонтанный
• сланцевый

Механический (насосный) способ добычи нефти

Механический означает бурение скважины трубами на глубину залегания пласта, установку насосного оборудования и откачка нефти с помощью компрессора. Компрессор находится на поверхности, от него к насосу подводится шнур для питания насоса энергией.

Материалы по теме:

Как добывают ртуть?

Фонтанный способ

Фонтанный способ - самый экономичный . Он основан на том, что нефтяной пласт в недрах находится под давлением пород, и жидкость сама поднимается на поверхность. Оборудование скважины состоит в этом случае только из труб в скважине и арматуры на поверхности, которая регулирует силу фонтана. Со временем напор, бьющий из скважины, ослабевает, тогда на место арматуры устанавливается механизированное оборудование, собирающее сырье в специальные резервуары.

Владимир Хомутко

Время на чтение: 4 минуты

А А

Карта мировых нефтяных месторождений достаточно велика, однако везде процесс добычи нефти и газа происходит с помощью скважин, которые бурятся в толще горных пород с помощью буровых установок. Многим они знакомы по кинофильмам, в которых показывали решетчатые конусообразные «нефтяные вышки». Это и есть буровые, которые после организации скважины демонтируют и перевозят на другое место.

Места, на которых происходит такая добыча, называются промыслы или месторождения. Транспортировка нефти и газа с промыслов до перерабатывающих предприятий, занимающихся производством товарных нефтепродуктов, производится посредством трубопроводов.

Бурение скважины может продолжаться несколько дней, а может длиться и несколько месяцев.

Нефтяные и газовые скважины – не просто отверстия в горных породах. Их ствол изнутри обсаживается специальными трубами из стали, называемыми НКТ (насосно-компрессорные трубы). Через них и происходит извлечение углеводородного сырья на поверхность.

Снаружи основную трубную колонну, называемую эксплуатационной, обсаживают другими – обсадными трубами, которые укрепляют ствол скважины и изолируют различные земляные пласты друг от друга. Длина ствола такой выработки может достигать нескольких километров.

Чтобы различные пласты горных пород не сообщались между собой, свободное пространство за обсадными трубами, как правило, цементируют. Это дает возможность предотвратить межпластовую циркуляцию воды, газов и самой нефти.

Цементное кольцо, обустроенное за обсадными колоннами, с течением времени вследствие физических и химических воздействий разрушается, в результате чего возникает заколонная циркуляция. Это явление негативно сказывается на добыче черного золота, поскольку в этом случае, кроме необходимой нефти, из пласта, называемого коллектором, в ствол скважины попадают газы или воды из соседних породных слоев, причём их количество зачастую превышает объем самого нефтяного сырья.

Чтобы добываемый ресурс вообще попал в скважинный ствол, необходимо пробить в обсадной колонне и находящемся за нею цементном слое отверстия, поскольку и обсадные трубы, и цемент изолируют продуктивный пласт от скважины. Такие отверстия проделывают при помощи специальных кумулятивных зарядов, которые пробивают не только цемент и обсадные трубы, но и образуют отверстия в самом нефтяном пласте. Этот процесс называется перфорация.

Способы добычи нефти бывают разными, и зависят от давления в продуктивном пласте. Добыча нефти ведется с помощью использования различных технологий. Нефть может самостоятельно фонтанировать, другими словами – подниматься по стволу из коллектора на поверхность без помощи насосного оборудования, вследствие низкого значения своей плотности.

Если нефть добывается без применения дополнительного насосного оборудования, то такой способ нефтедобычи называют фонтанным.

Суть процесса фонтанирования в том, что гидростатическое (водяное) давление в пласте на глубине достаточно высокое (к примеру, на двух километрах оно составит примерно 200 атмосфер). Этот показатель называется пластовое давление.

Поскольку плотность нефти и газа меньше, чем у воды, то на той же глубине давление в стволе скважины, которое называется забойным, составит (при плотности сырья около 800 килограмм на кубометр) будет примерно 160 атмосфер. В результате возникающей депрессии (перепаде давления) между продуктивным пластом и стволом скважины нефть и поднимается наверх.

Помимо этого, в нефтях, как правило, содержатся лёгкие углеводородные соединения, которые в случае понижения давления становятся газообразными (растворенные в нефтяной смеси газы). Выделение таких газов еще больше уменьшает плотность добываемого сырья, в результате чего описанная нами выше депрессия усиливается. Это процесс можно сравнить с открыванием теплой бутылки шампанского, из которой вылетает мощный газированный фонтан.

Количество получаемого из скважины за сутки сырья специалисты называют дебитом скважины (не путать с бухгалтерским термином «дебет»). Постепенно, особенно при интенсивной добыче, пластовое давление в коллектор снижается, подчиняясь закону сохранения энергии. Как результат – дебит скважины снижается, поскольку перепад давления между пластом и стволом выработки становится незначительным.

Чтобы увеличить внутрипластовое давление, в коллектор с поверхности при помощи нагнетательных скважин закачивается вода.

В некоторых типах коллекторов кроме нефти сразу присутствует большой объем пластовых вод, за счет расширения которых падение внутрипластового давления частично компенсируется, и необходимость дополнительной закачки воды может и не возникнуть.

В любом случае, в разрабатываемые нефтенасыщенные слои коллектора, а через них – и в сами скважины, постепенно просачивается вода. Этот процесс называется обводнением, которое также вызывает снижение дебита. Это объясняется не только сокращением в добываемой смеси доли самой нефти, но и повышением значения плотности обводненной нефтяной смеси. Забойное давление в горных выработках с высокой степенью обводненности возрастает, что приводит к уменьшению депрессии. В конце концов скважина перестает фонтанировать.

Другими словами, дебит любой скважины постепенно снижается. Как правило, максимальное значение этого параметра достигается в самом начале разработки пласта, а затем, по мере выработки нефтяных запасов, дебит уменьшается, причем, чем интенсивнее происходит нефтедобыча, тем это снижение идет быстрее. Если сказать по-другому, то чем выше изначальный дебит, тем быстрее он упадет.

Для того, чтобы вернуть скважине прежнюю производительность, на скважинах проводятся различные работы для того, чтобы интенсифицировать добычу. Проведение таких работ, как правило, приводит к мгновенному приросту дебита, однако после этого они начинает падать более быстрыми темпами. На российских нефтяных скважинах величина падения дебита колеблется от 10-ти до 30-ти процентов в год.

Чтобы увеличить дебит добывающих скважин либо с высокой степенью обводненности, либо с упавшим ниже положенного уровня пластовым давлением, либо с низким уровнем концентрации растворенных газов, используются различные технологии так называемой механизированной нефтедобычи. И главными такими способами являются методики с применением насосов различных типов, производство которых в настоящее время весьма развито.

Наибольшее распространение получили всех хорошо знакомые «качалки», которые называются штанговыми глубинными насосами (сокращенно – ШГН). Также достаточно распространены центробежные насосы с электроприводом (сокращенно – ЭЦН), которые на поверхности не видны. Основная добыча нефти в РФ в настоящее время как раз производится с применением ЭЦН.

Принцип действия всех насосных добывающих методов основан на понижении значения давления в забое, в результате чего повышается депрессия и, как следствие, дебит.

Механизированный технологический процесс не является единственным выходом в случае возникновения искусственного повышения производительности скважины.

К примеру, нередко применяется так называемый гидроразрыв пласта или газлифтная методика, однако это – темы для отдельных статей.

Нефтяные месторождения можно разрабатывать как при высоком значении забойного давления, так и при низком. Если давление в забое – высокое, то понижается депрессия, снижается дебит, и запасы хоть и добываются, но медленными темпами. Если, наоборот, давление в забое – низкое, то повышается депрессия и дебиты значительно возрастают, что приводит к высоким темпам выработки запасов сырья.

Некоторые особенности нефтедобывающей отрасли

Часто при высокой интенсивности выработки месторождений употребляется термин «хищническая эксплуатация» или «хищническая добыча», которые носят ярко выраженный негативный оттенок. При этом подразумевалось, что при такой эксплуатации скважин нефтяные компании, представляющие нефтедобывающую отрасль, как бы «снимали самые сливки» с разрабатываемых промыслов, или добывали легкодоступное сырье, а остальные запасы попросту бросали, и в этом случае оставшуюся нефть становилось уже невозможно поднять на поверхность.

В большинстве случаев такое утверждение является неверным. На большей части нефтяных промыслов остаточные запасы углеводородного сырья никак не зависят от интенсивности их добычи. В доказательство можно привести тот факт, что резкий рост количества добываемой российской нефти произошел в конце двадцатого – начале двадцать первого века, однако с тех пор прошло уже семнадцать лет, а объемы добываемой отечественной нефти снижаться и не думают (уровень 2015-го года, к примеру, сопоставим с уровнем 2000-го).

А такой срок для месторождений нефти является достаточно большим. В связи с этим, если бы скорость выработки нефтяных запасов приводила бы к потере остающегося в пластах ещё не добытого сырья, то объемы давно уже начали уменьшаться, а этого – не происходит.

Высокая интенсивность эксплуатация повышает риски, связанные с возможностью возникновения аварийных ситуаций, к примеру, из-за разрушения цементного слоя вокруг ствола скважины, которое приводит к возникновению нежелательной циркуляции в заколонном пространстве и к преждевременным прорывам пластовых вод. Однако в общем случае такой режим выработки почти всегда экономически оправдан, причем при почти любом уровне нефтяных котировок. Для наглядного примера можно сравнить это с ситуацией дорожного движения.

Если, к примеру, ограничить скорость автомобилей за городом значением двадцать километров в час, а затем с помощью драконовских мера заставить это ограничение неукоснительно соблюдать, то с высокой долей вероятности количество аварий будет минимальным (если они вообще будут). Но зачем тогда будут нужны эти дороги с экономической точки зрения?

Как мы уже сказали ранее, увеличение интенсивности российской нефтедобычи произошло на рубеже двадцатого и двадцать первого века.

В большинстве случаев добыча велась с помощью снижения давления в забое (соответственно, увеличивалась депрессия) на эксплуатируемых скважинах. Для этого в фонтанирующие выработки опускали насосы, а скважины, на которых уже было установлено насосное оборудование, его заменяли на более производительное.

И ничего однозначно плохого в этом не было и нет, ни с технической, ни с экономической точек зрения. К негативным последствиям такого метода добычи можно отнести разве что стратегический фактор, поскольку увеличение депрессии хотя и приводит к увеличению скорости добычи нефти, но, с другой стороны, ускоряется падение дебитов на уже разбуренных продуктивных площадях.

Так как дебиты нефтяных скважин падают постоянно, для того, чтобы поддерживать нефтедобычу на определенном уровне, возникает необходимость бурения новых скважин, и чем быстрее падают дебиты, тем большее количество таких горных выработок необходимо пробуривать каждый год. Другими словами, интенсивная добыча приводит к тому, что поддерживать некий постоянный объем нефтедобычи с каждый годом становится всё сложнее.

С другой стороны, если эксплуатация скважин интенсивностью не отличается (из-за высокого давления в забое), то для таких промыслов существует возможность в нужный момент повысить объемы добычи (с помощью различных способов снизив значение давления в забое). Именно так и происходит регулирование объемов добываемого сырья в Саудовской Аравии и в Кувейте. В связи с этим со стратегической точки зрения невысокая интенсивность выработки нефти является более безопасной.

Нефть - это чёрное золото нации. Именно благодаря нефти человечество имеет топливо для работы машин, самолётов и судов. Из нефти производится не только бензин, но и дизельное топливо, керосин, газовые смеси (бутан и пропан). Также нефть используется в производстве строительных материалов и различной резины. Для изготовления смазок и масел также применяют нефть. «Чёрное золото» используется при производстве моющих средств. Это далеко не полный список применения нефти, это поистине очень востребованное сырье на сегодняшний день. Для того, чтобы получить все эти нужные и необходимые вещества, нужно знать, где и как добывают нефть.

Нахождение нефти

Перед получением нефти происходит сложный и длительный процесс по местонахождению залежей этой жидкости. Компании, которые занимаются добычей нефти, используют специальную технику, пользуются услугами геологов. Но сколько бы вычислений при помощи самой точной техники и великих умов ни проводилось, знать наверняка, где находится нефть, просто невозможно. Для того чтобы найти нефть, проводят исследования почвы, которые не всегда увенчиваются успехом. Перед тем как находят нефть, делают много «пустых» скважин. Чтобы найти подходящую в промышленных масштабах скважину, можно пробурить до 200 скважин, находящихся прямо возле залежей «чёрного вещества». Такая лотерея не всегда оправдана. Услуги рабочих и вся техника для бурения стоят немало, можно потерять большие деньги, прежде чем найти «золотую жилу». Главное, что нужно обнаружить, - это место, в котором сосредоточены так называемые «ловушки». Это места, в которых накапливается нефть (газ), благодаря определённому строению недр земли. Можно сказать, это своеобразная выемка под землёй, куда стекает нефть. Если такое место обнаружено, там налаживается добыча искомых веществ.

Способы добычи нефти

• Способ механизированный. Когда источник обнаружен, требуются специальные системы для добычи нефти из недр земли. При помощи бура сверлят скважину. Перед тем как устанавливать технику, измеряют расстояние непосредственно до самых залежей нефти. Затем на глубину, где и сосредоточены залежи, проводятся трубы, по которым нефть должна подниматься наверх. В эту систему из труб помещается насос. Его подключают к трансформатору, который и подаёт энергию для работы. Этот трансформатор находится на поверхности земли. От него проводится длинный кабель, который и подключают к насосу. За всем процессом необходимо тщательно наблюдать. Поэтому возле всей системы подачи питания в насос постоянно есть люди, которые управляют процессом. Система, которая помещается в скважину по трубам, состоит из самого насоса, специальных труб и двигателя. С помощью этого насоса нефть должна подниматься из скважины. Вот как качают нефть при помощи техники.
• Второй способ - фонтанный. Данный способ применяется без особых затрат на дополнительные механизмы. Нефть движется на поверхность с помощью пластовой природной энергии при воздействии некоторого оборудования, а в некоторых случаях и вовсе без него. Дело в том, что нефть лежит под огромным давлением земляных пород. И если пробить ей путь, она непременно начнёт бить фонтаном. Напор нефти настолько велик, что она может образовать фонтан даже при малейшем прикосновении бура к прикрывающему её верхнему пласту. Пробуривают скважину, у основы поверхности устанавливают специальную арматуру. Благодаря такой технике фонтан из нефти можно регулировать (усиливать, уменьшать, останавливать). А в саму скважину на расстояние места нахождения залежей опускается специальная колонна. Она состоит из труб и насосов. Нефть под своим давлением пробивается наружу, где и собирается в контейнеры. Когда давление нефти падает (это зависит от уменьшения её количества в земле), арматуру снимают. На её место устанавливают механизмы, которые продолжат собирать «чёрное золото».