Куда поступает добываемая из скважины нефть. Как добывают нефть в море: как создаётся и работает морская нефтяная платформа

Запустить человека в космос гораздо проще, чем выкачать нефть из-под земли. В космосе нет чудовищного давления, атмосфера нашей планеты практически однородна, наконец, мы при помощи довольно примитивных инструментов можем наблюдать, что же происходит там, наверху.

В прошлом добыча нефти была делом нехитрым: кое-где нефть выходила прямо на поверхность, и её можно было прямо черпать вёдрами. В древней Индии из нефти делали асфальт и битум, в древнем Египте нефть использовали для бальзамирования трупов, в Византии нефть, как мы знаем из отечественной истории, использовали в качестве топлива для примитивных корабельных огнемётов, так называемого «греческого огня».

В конце XIX века за нефтью пришлось уже спускаться под землю. Инженеры в России и в других странах бурили скважины, выкачивая через них драгоценную жидкость. Глубина тех скважин была по современным меркам совсем небольшой - достаточно было «проколоть» в нужном месте слой в 15-20 метров, и находящийся под землёй нефтяной пузырь начинал немедленно фонтанировать нефтью.

Шли годы и десятилетия. Расположенная в удобных местах нефть закончилась, а наша цивилизация тем временем вступила в углеводородную фазу, поставив всю экономику в зависимость от добычи нефти и газа. Когда вам будут с придыханием рассказывать про айфоны и солнечные батареи, подпирайте голову кулаком и скептически улыбайтесь: современный мир держится не на айфонах, а на углеводородах. Из нефти делают топливо для автомобилей, самолётов и кораблей, при помощи газа и мазута топят котельные. Всё вокруг нас буквально кишит предметами из пластика, а если мы откроем аптечку, мы найдём там, к примеру, синтезируемый из нефти аспирин.

Пятьдесят лет назад у человечества не осталось иного выбора, кроме как научиться добывать нефть из таких мест, которые ещё относительно недавно казались абсолютно недоступными для коммерческого освоения. Приятно сознавать, что огромный вклад в разработку нужных для этого «космических технологий» внесла и Россия.

На днях мы с solomatin и aquatek_filips навестили действующее Южно-Приобское месторождение «Газпромнефть-Хантоса», дочернего общества «Газпром нефти» в ХМАО-Югре, чтобы лично прикоснуться к этому инженерному чуду современности.

Начну с приятного известия: нефти под землёй много. Если вам приходилось когда-либо наслаждаться хорошим слоёным пирогом, вы без труда представите и внутренности нашей планеты: они тоже состоят из многочисленных пластов разных пород. Один из нефтеносных слоёв этого подземного «пирога», Баженовская свита, расположен под западной Сибирью. Баженовская свита занимает площадь в миллион квадратных километров и содержит достаточно нефти, чтобы обеспечить мировое потребление на протяжении 15-30 лет.

Теперь известие не такое приятное. Технологии человечества пока что ещё недостаточно продвинуты для полноценного, экономически эффективного освоения Баженовской свиты. В прошлом году «Газпром нефть» открыла в Ханты-Мансийске технологический центр «Бажен», однако способы коммерческой добычи нефти из группы этих пород пока что только разрабатываются. Хоть первые тестовые скважины уже и работают, но учёным «Газпром нефти» потребуется ещё несколько лет, чтобы довести добычу до коммерчески прибыльного уровня в 2,5-4 млн тонн в год. Если не заглядывать слишком далеко в будущее, в ближайшие десятилетия есть обоснованная надежда вытащить из Баженовской свиты около 5% содержащихся там углеводородов.

Чтобы было понятно, в чём конкретно заключаются сложности, расскажу о работе «Газпромнефть-Хантоса», которое добывает сейчас около 15 млн тонн нефтяного эквивалента в год. Представьте пропитанные нефтью кирпичи, спрятанные на глубине в 3 километра под землёй. Эти кирпичи спрессованы в тонкий, высотой в 15-20 метров слой: под ними и над ними, как в слоёном пироге, находятся другие породы.

Чтобы добраться до этих «кирпичей», нефтяники организуют буровую площадку. Геологи указывают нужную точку в окрестностях Ханты-Мансийска, на этой точке отсыпают из песка большую, изолированную от воды площадку размером с пару футбольных полей. Вокруг площадки возводят песчаный вал, чтобы в случае аварии нефть не могла никуда утечь, а на самой площадке собирают монструозную буровую установку: громыхающее многоэтажное здание, ездящее на рельсах от скважины к скважине.

Начинается бурение. По мере продвижения вниз, ствол скважины укрепляется трубами, чтобы скважина не схлопнулась, и чтобы бур ходил по стволу подобно шомполу в гладкоствольном ружье. Пространство между трубами и горной породой «тампонируется», то есть заливается цементом.

Сам бур представляет собой обычно внушительного вида болванку из особо прочного материала. Бурильщики подают в шахту воду, вода крутит бур и уходит по стенкам шахты обратно. Крутящийся бур углубляет скважину в том направлении, которое указывают ему сверху.

Представьте, что вы играете в бильярд, стреляя по металлическим шарам из водяного пистолета, и пытаясь тем самым загнать их в лузы. Теперь представьте, что вы не только не видите шара, но и находитесь от него на расстоянии в несколько километров. Вот примерно такие задачи решают сейчас отечественные бурильщики.

Бурение одной скважины занимает несколько недель. Помните, несколько абзацев назад, я упоминал, что буровая установка стоит на рельсах? Так вот, после окончания работы над очередной скважиной, буровая установка сдвигается на несколько метров и начинает бурить следующую, потом ещё одну, и так, покуда не образуется целый «куст» из 12-18 скважин.

Первый километр эти скважины идут более-менее вертикально, однако потом они плавно сворачивают в разные стороны, переходя практически в горизонтальную плоскость, и образуя тем самым настоящий подземный куст. Благодаря такой компоновке каждый куст собирает нефть с подземной площади радиусом до 4 км.

Высокие технологии требуют, разумеется, соответствующего порядка. Объекты содержатся в идеальной чистоте, всё аккуратно подписано и ошильдено, все, включая начальство, ходят в касках и в защитных очках. Зарплаты у рядовых бурильщиков соответствующие - примерно двести тысяч рублей за месячную смену, которая перемежается месячным отдыхом.

В таком режиме работы есть плюсы: на объекте кормят с ресторанным качеством и, вообще, снабжают всем необходимым, так что вахтовик может привезти домой почти всю зарплату, чтобы с радостью спустить её за месяц отдыха перед следующей вахтой. Во время вахты, опять-таки, соблюдается Трудовой Кодекс: вахтовики работают по 12 часов за смену. С другой стороны, на вахте бывает довольно холодно, а рваный вахтовый график не самым благоприятным образом сказывается на отношениях в семье. Пожалуй, это всё же работа для молодых.

Вернёмся в скважину. Если вы думаете, что добурившись до пласта, можно уже подсоединять трубу и выкачивать нефть, я вас разочарую. Бурение одной вертикальной скважины обходится компании в среднем в 35-45 млн рублей. Обеспеченный москвич может теоретически продать квартиру в центре столицы и проделать у себя на даче мощную дыру вниз, однако даже если он каким-то чудом и найдёт в глубине немного нефти, поднять её на поверхность у него не получится. Нефть, повторюсь, содержится в довольно плотных слоях, более всего напоминающих пропитанный нефтью песчаник или кирпич. Сама по себе она, конечно же, никуда не потечёт, как не потечёт яблочный сок из проткнутого шилом яблока.

Чтобы всё же поднять нефть на поверхность, геологи проводят ювелирную операцию - гидроразрыв. В скважину под адским давлением закачивается вода. После того, как вода разрывает пласт, в образовавшиеся трещины загоняется песок, не позволяющий трещинам сомкнуться обратно. «Газпром нефть» обладает передовыми технологиями гидроразрыва: именно на месторождении «Газпромнефть-Хантоса» был в 2016 году проведён рекордный 30-стадийный гидроразрыв пласта, после которого забой (нижний конец) скважины превратился в некое подобие ёршика для мытья посуды.

На этом работы не заканчиваются. Чтобы нефть захотела пойти наверх, нужно сначала подтолкнуть её водой снизу. Геологи делают тщательные расчёты, после чего указывают, в какие скважины закачивать воду, а из каких забирать идущую на поверхность нефть. По мере откачки давление в пластах меняется, так что это непрерывная работа: в одни скважины нагнетают технологическую воду, на дно других погружают насосы, чтобы те под чудовищным давлением гнали нефть на поверхность.

Давление - ещё одна причина платить высокие зарплаты и поддерживать порядок на производстве. Даже скромных по нефтяным меркам 200 атмосфер вполне достаточно, чтобы любая тоненькая струйка действовала, как острейший скальпель, разрезая на части и ценное оборудование, и зазевавшихся сотрудников. Кстати, оборудование на месторождении работает по большей части отечественное - с характерными чёрными шильдиками и непривычными для компьютерщика надписями на кириллице. К моему большому удовлетворению, Россия находится сейчас в числе лидеров по разработке нефтяных технологий.

Итак, мы пробурили скважины, провели ряд гидроразрывов, создали сложную систему сообщающихся под давлением сосудов, очистили стволы шахт от песка и прочего мусора. На поверхность пошла долгожданная нефть. Дальше в действие вступают операторы.

Ещё несколько лет назад они по кругу обходили скважины, собирая в бутылки пробы пластовой жидкости, которые выглядят как хорошо взбитый коктейль из тёмного шоколада, а пахнут как обычный бензин с обычной городской бензоколонки. Оператор поворачивал вентиль, цедил в бутылку пенную смесь нефти с водой, а потом при помощи специального устройства посылал в скважину звуковую волну, чтобы определить её текущую глубину. Начинающих операторов, кстати, начальство после прохождения испытательного срока до сих пор обмазывает пластовой жидкостью, посвящая их таким образом в нефтяники.

Теперь эти романтичные прогулки по песчаной площадке, напоминающей летом арабскую пустыню, стали куда как более редкими: скважины увешаны датчиками, которые снимают все показания в режиме реального времени и передают их в центр управления.

Раньше этим бы автоматизация и ограничилась: в конце концов, управлять всеми приборами и вентилями из одного места куда как удобнее, чем переговариваться по рации с операторами на кустовой площадке. Жизнь однако заставляет нефтяные компании участвовать в вечной гонке - добыча нефти постоянно дорожает, но платежеспособный спрос на неё растёт отнюдь не так быстро, как хотелось бы. Месторождение можно эксплуатировать при рентабельности в 15%, и выйти на этот весьма скромный показатель с каждым годом становится всё сложнее.

Нефтяники делают сейчас для месторождений цифровые двойники. Все данные стекаются в ЦУД - Центр управления добычей, который внешне напоминает Центр управления полётами космических кораблей. Мощные компьютеры симулируют при помощи нейросетей идущие под землёй процессы и дают прогноз - сколько и какой нефти должен выдавать наверх каждый насос на каждой скважине, и что именно нужно сделать, чтобы добиться максимальной отдачи.

Человек может представить себе движение жидкостей в глубине и работу насосов весьма примерно, а цифровой двойник моделирует всё точно, ежеминутно корректируя трёхмерную картину по свежим показаниям датчиков. Это знание позволяет системе извлекать из месторождения максимум возможного. Там, где люди смогли бы добыть 6 млн тонн за год, компьютеры помогают добыть все 10 млн.

Ещё один нюанс. Нефть под землёй имеет температуру примерно в 100-120 градусов, этого достаточно, чтобы она оставалась жидкой. По мере подъёма на поверхность нефть застывает, и по достижении примерно 60 градусов содержащийся в нефти парафин начинает оседать на стенках. Чтобы шахта не опарафинилась, прервав тем самым процесс добычи, в неё периодически запускают специальный круглый нож, ездящий вверх-вниз и срезающий парафин со стенок. Также в шахте живёт большое количество других приборов, каждый из которых или что-то делает, или выдаёт нефтяникам какую-нибудь важную информацию. Так, например, постоянно проводится «каротаж», от французского carotte, «морковка». Во время каротажа геофизики погружают в ствол специальный, похожий на морковку зонд, который передаёт наверх детальные данные об облегающих скважину породах.

Выйдя на поверхность, пластовая жидкость, - смесь нефти, газа и воды, - идёт по трубам в небольшой паукообразный вагончик. Там жидкость с разных сторон измеряется и направляется дальше, на установку предварительного сброса пластовой воды.

Пусть слово «предварительный» вас не обманывает: кроме скважин на нефтяном месторождении обычно работает ещё и самый настоящий нефтехимический завод, единственной задачей которого является подготовка нефти для путешествия по трубам. Для понимания масштабов: Южно-Приобское месторождение потребляет 96MВт электричества - этого хватило бы, чтобы запитать небольшой город.

На заводе в большом сепараторе пластовая жидкость разделяется на три больших слоя - нефть, воду и попутный газ. Вода идёт обратно к скважинам и закачивается под землю, чтобы поднять давление в системе. Попутный газ делится на две части - природный газ, состоящий из смеси метана с этаном, идёт на отопление и прочие хозяйственные нужды (в том числе на генерацию собственной электроэнергии, что даёт очень серьезную экономию), а ШФЛУ (широкая фракция легких углеводородов), вторая часть газа, закачивается в трубу и движется на завод в Тобольск, где из него делают пропилен и полиэтилен. Раньше попутный газ просто сжигали, однако не так давно власти изменили налоговую систему таким образом, что стало выгодно газ всё же перерабатывать.

Оставшуюся нефть обезвоживают ещё сильнее, очищают от механических примесей, которые могут забить трубу, и обессоливают. Местная лаборатория ежедневно берёт сотни проб, чтобы убедиться, что и на входе, и на выходе получается качественный продукт. Оборудование в лаборатории, увы, российским является далеко не полностью: навскидку, наших приборов там около половины. Тем не менее главный прибор, зловещего вида тренога в стальном брутальном чемодане, всё же российский. Мои товарищи блогеры удивились, как может переносной прибор стоить 2,5 млн рублей, однако опыт показывает, что если бы прибор был импортным, он бы легко мог стоить и ещё в 10 раз дороже.

Кстати, жители зарубежья, пожалуйста, подтвердите или опровергните. Я слышал, что на загнивающем Западе устраивать блог-туры не принято, западные компании предпочитают тщательно охранять свои грязные секреты от широкой публики, а широкая публика там предпочитает читать не про нефть, но про королевские свадьбы и про роскошные прелести сестёр Кардашьян.

Вернёмся к добыче нефти. Когда я впервые услышал про гидроразрыв, я предположил, что пейзаж вокруг месторождения будет напоминать американские ужасы - мёртвые деревья, безжизненную потрескавшуюся почву, скелетированных койотов с двумя головами... к счастью, мои предположения не оправдались. То ли в России гидроразрыв проводится при помощи более экологичных химикатов, то ли он происходит на большей глубине, однако природа на поверхности остаётся нетронутой. В некоторых прудах рядом со скважинами плавают лебеди, а во время инструктажа по безопасности нам подробно объяснили, в каком направлении спасаться в случае сигнала «медведь пришёл».

Характерного химического запаха на месторождении тоже нет. В плане культуры производства мы, конечно, сделали за последние 20 лет огромный шаг вперёд - если раньше японская и немецкая промышленность воспринимались как что-то недостижимое, теперь ровно те же самые аккуратность и ответственность живут и на наших крупных производствах, причём отнюдь не только на столь высокотехнологичных, как нефтедобыча и нефтехимия. Россия может теперь с полным правом называться цивилизованной индустриальной страной.

В завершение поста отмечу две вещи .

Во-первых, пожалуйста, задавайте вопросы в комментариях. Чуть позже я выпущу пост про Омский нефтеперерабатывающий завод, а потом сделаю специальный пост с ответами на ваши вопросы по нефти.

Во-вторых, давайте потихоньку переходить уже из дремучего прошлого в XXI век. Некоторые до сих думают, будто добыча нефти не особо отличается по сложности от добычи сала, когда геологи находят свинью и начинают прямо на месте добывать белое золото. На самом деле, добыча нефти в наши дни стала очень высокотехнологичным процессом, сравнимым, пожалуй, разве что с производством современных микропроцессоров. Очень немногие государства на планете способны разрабатывать сложные месторождения самостоятельно. Россия - одно из таких государств.

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.

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.

Впервые началась во второй половине девятнадцатого века, на протяжении веков нефть добывалась людьми, которые жили в разных уголках мира, где нефть просачивалась на поверхность. В Российской Федерации первое письменное упоминание о получении черного золота появилось в шестнадцатом веке.

Путешественники описывали, как племена, жившие у берегов реки Ухта на севере Тимано-Печорского района, собирали нефть с поверхности реки и использовали ее в медицинских целях и в качестве масел и смазок. Нефть , собранная с реки Ухта, впервые была доставлена в Москву в 1597 году.

В 1702 году царь Петр Первый издал указ об учреждении первой регулярной российской газеты Ведомости. В первом газеты была опубликована статья о том, как была обнаружена нефть на реке Сок в Поволжье, а в более поздних денежных эмиссиях была о нефте проявлениях в других районах Российской Федерации.

В 1745 Федор Прядунов получил разрешение начать добычу нефти со дна реки Ухта. Прядунов также построил примитивный нефтеперегонный завод и поставлял некоторые продукты в Москву и Санкт-Петербург.

Нефте проявления также наблюдались многочисленными путешественниками на Северном Кавказе. Местные жители даже собирали нефть с помощью ведер, вычерпывая ее из скважин глубиной до полутора метров.

В 1823 году братья Дубинины открыли в Моздоке для нефтепереработки, собираемой с близлежащего Вознесенского нефтяного месторождения.

Первая нефтедобывающая промышленность

Нефте- и газопроявления были зафиксированы в Баку, на западном склоне Каспийского моря арабским путешественником и историком еще в десятом веке.

Марко Поло позднее описывал, как люди в Баку использовали нефть в медицинских целях и для проведения богослужений.

Во второй половине девятнадцатого века нефтяные месторождения находить и в других частях страны. В 1864 году скважина, пробуренная в Краснодарском крае, впервые стала фонтанировать.

Четырьмя годами позже первая нефтедобывающая платформа была пробурена на берегу реки Ухта, а в 1876 началась коммерческая добыча на Челекенском полуострове на территории современной Туркмении.

Дополнительные тонны черного золота шли на удовлетворение потребностей новых заводов, которые были построены в с 1930-х по 1950-е годы.

Омский завод был открыт в 1955 году и в дальнейшем превратился в один из крупнейших заводов по переработке нефти в мире.

Рост добычи позволил Союзу Советских Социалистических Республик (CCCP) наращивать экспорт черного золота значительными темпами. Москва стремилась максимизировать валютные поступления от экспортирования черного золота и активно боролась за увеличение своей доли на мировом рынке.

В начале 1960-х годов Союз Советских Социалистических Республик (CCCP) вытеснил со второго места по добыче нефти в мире. Выброс больших объемов дешевой советской черного золота на рынок вынудил многие западные нефтяные организации снизить цены на нефть , добываемую на , уменьшая таким образом за пользование недрами правительствам стран Ближнего Востока. Это уменьшение было одной из причин создания стран Производителей черного золота (ОПЕК).

Добыча в Волго-Уральском регионе достигла пика в 4,5 миллиона баррелей в день в 1975 году, но позже вновь упала на две трети от этого уровня. Как раз в то время, когда Союз Советских Социалистических Республик (CCCP) размышлял над тем, как он сможет удержать уровень добычи с месторождений Волго-Урала, были обнародованы данные об открытии первых крупных месторождений в Западной Сибири.

В начале 1960-х годов были разведаны первые запасы этого региона, главными из которых было открытое в 1965 году месторождение - супергигант Самотлор с извлекаемыми запасами около 14 миллиардов баррелей (2 миллиарда тонн).

Для Западно-Сибирского бассейна характерны сложные природно-климатические условия, в которых предстояло добывать нефть , и огромная территория, простирающаяся от зоны вечной мерзлоты в районе Полярного круга до непроходимых торфяных болот на юге.

Но, несмотря на эти трудности, Союз Советских Социалистических Республик (CCCP) смог нарастить добычу в регионе с астрономической скоростью. Рост добычи в Западной Сибири предопределил рост добычи в Союзе Советских Социалистических Республик (CCCP) с 7,6 миллионов баррелей (более миллиона тонн) в день в 1971 году до 9,9 миллионов баррелей (около 1,4 миллиона тонн) в день в 1975 году. К середине 1970-х годов добыча в районе Западной Сибири заполнила разрыв, образовавшийся из-за падения добычи в Волго-Уральском регионе.

Упадок добычи нефти

После достижения феноменальной добычи из месторождений Западно-Сибирского бассейна советская нефтяная промышленность стала проявлять признаки упадка. Западно-Сибирские месторождения были относительно дешевы в разработке и давали существенный выигрыш за счет своих размеров, а советские плановые органы отдавали приоритет максимизации краткосрочной, а не долгосрочной нефтеотдачи.

В этот же год уровень добычи в Западной Сибири достиг 8,3 миллиона баррелей в день. Но с этого момента значительного падения добычи уже невозможно было избежать из-за плохих технологий добычей, несмотря на резкий рост капитальных вложений, Союз Советских Социалистических Республик (CCCP) мог сдержать падение добычи только до начала 1990 года.

Но затем наступил провал в добыче, он был так же резок, как и ее рост - уровень добычи в Российской Федерации постоянно падал в течение десятилетия и остановился на уровне, почти на половину меньшем начального пика.

Финансовые трудности компаний спровоцировали резкое снижение объемов новых разведочных работ, объемов бурения и даже объемов капитальных ремонтов существующих скважин. В результате сложилась ситуация, которая привела к дальнейшему неизбежному падению добычи.

Крупнейшие нефтедобывающие компании мира

Рассмотрим основные характеристики сырьевой базы нефтяной промышленности субъектов России. В силу специфики геологических условий каждая из этих территорий имеет индивидуальную направленность геологоразведочных работ и сопутствующие технико-экономические проблемы.

Нефтягая компания Saudi Aramco Саудовской Аравии (12,5 млн б/д)

Saudi Aramco - национальная нефтяная компания Саудовской Аравии. Крупнейшая нефтяная компания мира по показателю добычи нефти и размеру . Также, по оценке газеты , является крупнейшей компанией в мире по бизнеса ($781 млрд.). Штаб-квартира - в Дахране.

Российская нефтяная компания Газпром (9,7 млн б/д)

Российская компания, контролируемая государством. Основная часть добываемых углеводородов - газ, хотя Газпром владеет почти 100% акций крупной (бывшая «Сибнефть»). Государству через несколько принадлежит чуть больше 50% акций Газпрома. Однако, реальную в компании имеет группа , тесно связанных с «питерской» политико-деловой группировкой. Газпрома обслуживает частный , контролируемый «Россия» из Санкт-Петербурга, так называемым «банком друзей Владимира Путина», строительные контракты выполняют компании той же группировки, крупнейшая в стране страховая группа СОГАЗ, входящая в «периметр» Газпрома, принадлежит банку «Россия»

Иранская нефтедобывающая компания National Iranian Oil Co. (6,4 млн б/д)

Полностью государственная иранская . В последнее время испытывает трудности со сбытом из-за санкций, наложенных на экспорт нефти из западными странами. Тем не менее, Иран успешно сотрудничает с , и , поставляя им нефть в обмен не только на , но и, например, на золото или .

ExxonMobil (5,3 млн б/д)

Крупнейшая частная нефтегазовая компания мира с годовой выручкой около $500 миллиард. В отличие от большинства других нефтегазовых корпораций, является по-настоящему глобальной, работая в десятках стран мира. Одна из самых ненавидимых в мире корпораций, в основном за жёсткую международную и наплевательское отношение к модным ценностям - от «зелёных» до «голубых».

Российская нефтедобывающая компания Роснефть (4,6 млн б/д)

Нефтяная кромпания PetroChina (4,4 млн б/д) Китая

Контролируемая государством китайская нефтегазовая компания, крупнейший из трёх китайских нефтяных гигантов. Когда-то была крупнейшей публичной компанией в мире, но с тех пор сильно подешевела. Во многом похожа на российскую "Роснефть" (связи в руководстве страны, выполнение политических и экономических и т.п.), с поправкой на масштаб - китайская компания пока в несколько раз больше.

Британская нефтяная компания BP (4,1 млн б/д)

Британская «спецкомпания» по работе с неприятными режимами. В своё время успела поработать во многих «горячих точках», принося своей стране и акционерам. В последние годы концентрирует усилия на добыче нефти в США и в России. После сделки по поводу ТНК-BP станет крупнейшим частным акционером Открытого акционерного общества Роснефть. Контролируемая компанией добыча нефти из-за этой сделки упадёт почти на треть, но сотрудничество с российской нефтяной почти-монополией может принести дополнительный финансовый доход. А по поводу BP беспокоиться незачем - какой смысл беспокоиться о том, чего никогда не было?

Англо-нидерландская глобальная нефтяная корпорация Royal Dutch Shell (3,9 млн б/д)

Royal Dutch Shell – 3,9 млн б/д

Европейский аналог ExxonMobil - полностью частная англо-нидерландская глобальная корпорация с традиционными для нефтяников представлениями об этике бизнеса. Активно работает в Африке и в Российской Федерации.

Мексиканская нефтекомпания Pemex (3,6 млн б/д)

Pemex (Petróleos Mexicanos) – 3,6 млн б/д

Мексиканский государственный нефтедобытчик с крайне плохим управлением. Несмотря на наличие в стране одной из крупнейших в мире нефтекомпаний, импортирует , так как прибыль от продажи нефти идёт не на в переработку, а на государственные (в том числе социальные) программы.

Международная нефтяная корпорация Chevron (3,5 млн б/д) США

Малайзийская нефтяная компания Petronas (1,4 млн б/д)

Petronas – 1,4 млн б/д

Малайзийская государственная компания. Спонсирует массу автоспортивных , включая Формулу 1.

Образование нефти

Теории происхождения нефти

Первая добыча нефти

Дата первого использования нефти уходит далеко в 70 - 40 века до нашей эры. Тогда нефть использовали в древнем Египте, промыслы велись на и на территории древней . Нефть выступала через трещины в земле, а древние люди собирали данное интересное, маслянистое вещество. Это был один из из вариантов добычи "черного золота". Другой способ был более трудоёмким. В местах где просацивалась нефти выкапывали глубокие колодцы, через некоторое время колодцы наполнялись, и людям оставалось только вычерпать эту жидкость то туда при помощи какой либо ёмкости.

На сегодняшний день данный метод не возможен т.к. на не больших глубинах произошло истощение данного ресурса.

Наиболее широко (более 100 внедрений) применяются тепловые и газовые (CO2) третичные методы. В первом десятилетии XXI века за счет третичных методов добывалось по оценкам Aramco около 3 миллионов баррелей в день (из них 2 миллиона - за счет тепловых методов), что составляет около 3,5 % от общемировой нефтедобычи.

Разведка и добыча нефти

Знакомый силуэт станка-качалки стал своеобразным символом нефтедобывающей отрасли. Но до того, как наступает его черед, геологи и нефтяники проходят долгий и трудный путь. А начинается он с разведки месторождений.

В природе нефть располагается в пористых породах, в которых жидкость может накапливаться и перемещаться. Такие породы называют . Важнейшими коллекторами нефти являются , песчаники, и трещиноватые породы. Но чтобы образоваласьзалежь, необходимо присутствие так называемых покрышек – непроницаемых пород, которые препятствуют миграции. Обычно пласт-коллектор расположен под уклоном, поэтому нефть и газ просачиваются вверх. Если их выходу на поверхность мешают складки породы и другие препятствия, образуются ловушки. Верхнюю часть ловушки иногда занимает слой газа – «газовая шапка».

Таким образом, чтобы обнаружить месторождение нефти, необходимо найти возможные ловушки, в которых она могла скопиться. Сначала потенциально нефтеносный район исследовали визуально, научившись выявлять присутствие нефтяных по многим косвенным признакам. Однако чтобы поиски были максимально успешными, необходимо уметь «видеть под землей». Это стало возможным благодаря геофизическим методам исследования. Наиболее эффективным инструментом оказался , который был предназначен для регистрации землетрясений. Его способность улавливать механические колебания пригодилась в геологоразведочном деле. Колебания от взрывов динамитных снарядов преломляются подземными структурами, и, регистрируя их, можно определить расположение и форму подземных пластов.

Конечно, важным методом исследования является опорное бурение. Керн, полученный из глубоких скважин, тщательно изучается по слоям геофизическими, геохимическими, гидрогеологическими и другими методами. Для такого вида исследований бурятся скважины глубиной до 7 километров.

По мере развития технологий в арсенал геологов добавлялись новые методы. Аэрофотосъемка и космическая съемка обеспечивает более широкий обзор поверхности. Анализ ископаемых остатков с различных глубин помогает точнее определить тип и возраст осадочных пород.

Основная тенденция современной геологоразведки – минимальное воздействие на окружающую среду. Как можно большую роль стараются отводить теоретическим предсказаниям и пассивному моделированию. По косвенным признакам сегодня можно проследить всю «кухню нефти» – где она зарождалась, как двигалась, где находится в настоящее время. Новые методы позволяют бурить как можно меньше поисковых скважин, одновременно повышая точность .

Итак, месторождение найдено, и решено начать его разработку. Бурение нефтяных скважин – это процесс, в ходе которого разрушаются горные породы, и раздробленные частицы выносятся на поверхность. Оно может быть ударным или вращательным. При ударном бурении породу крошат тяжелыми ударами бурового инструмента, и раздробленные частицы выносятся из скважины водным раствором. При вращательном бурении срезанные обломки породы поднимаются на поверхность с помощью рабочей жидкости, циркулирующей в скважине. Тяжелая буровая колонна, вращаясь, давит на долото, которое и разрушает породу. Скорость проходки при этом зависит и от характера породы, и от качества оборудования, и от мастерства бурильщика.

Очень важную роль играет буровой раствор, который не только выносит на поверхность частицы породы, но и работает в качестве смазки и охладителя буровых инструментов. Он же способствует образованию глинистой корки на стенках скважины. Буровой раствор может быть сделан на водной или даже нефтяной основе, в него часто добавляют различные реагенты и добавки.

В материнских пластах она находится под давлением, и если это давление достаточно высокое, при вскрытии скважины нефть начинает естественным образом фонтанировать. Обычно этот эффект сохраняется в начальной стадии, а потом приходится прибегать к механизированному способу добычи – с помощью разного рода насосов или с помощью ввода в скважину сжатого газа (этот способ называют газлифтным). Чтобы повысить давление в пласте, в него закачивают воду, где она выполняет роль своего рода поршня. К сожалению, в советские времена этим способом злоупотребляли, стремясь получить максимальную отдачу наиболее быстрыми темпами. В результате после разработки скважин оставались еще богатые нефтью, но уже слишком сильно заводненные пласты. Сегодня для повышения пластового давления применяют также одновременную закачку газа и воды.

Чем ниже давление, тем более сложные технологии используют для извлечения нефти. Для измерения эффективности нефтедобычи применяется такой показатель, как «коэффициент извлечения нефти», или сокращенно КИН. Он показывает соотношение добытой нефти к общему объему запасов месторождения. К сожалению, невозможно полностью выкачать все, что содержится в недрах, и поэтому этот показатель всегда будет меньше 100%.

Развитие технологий также связано с ухудшением качества доступных нефтей и затрудненным доступом к залежам. Для подгазовых зон и месторождений на шельфе применяют горизонтальные скважины. Сегодня с помощью высокоточных приборов можно попасть в область площадью несколько метров с расстояния в несколько километров. Современные технологии позволяют максимально автоматизировать всю процедуру. С помощью специальных датчиков, работающих в скважинах, процесс постоянно контролируется.

На одном месторождении бурят от нескольких десятков до нескольких тысяч скважин – не только нефтяных, но и контрольных, и нагнетательных – для закачивания воды или газа. Чтобы управлять движением жидкостей и газов, скважины размещают особым образом и эксплуатируют в особом режиме – весь этот процесс в комплексе называют разработкой месторождения.

После завершения эксплуатации месторождения нефтяные скважины консервируются или ликвидируются в зависимости от степени использования. Эти меры необходимы для того, чтобы обеспечить безопасность жизни и здоровья людей, а также чтобы защитить окружающую среду.

Все, что выходит из скважин – нефть с попутным газом, водой и прочими примесями, например песчаными – замеряют, определяя процент воды и попутного газа. В специальных газонефтяных сепараторах нефть отделяют от газа, и она поступает в сборный трубопровод. Оттуда начинается путь нефти на нефтеперерабатывающий завод.

завод по переработке нефти

Геология нефти и газа - основа нефтяной промышленности, часть 1

Геология нефти и газа - основа нефтяной промышленности, часть 2

Мировая нефтедобыча

В. Н. Щелкачев, анализируя в своей книге «Отечественная и мировая нефтедобыча» исторические данные объемов добычи нефти, предложил разделить развитие мировой нефтедобычи на два этапа:

Первый этап - с самого начала до 1979 года, когда был достигнут первый относительный максимум нефтедобычи (3235 млн. т.).

Второй этап - с 1979 года по настоящее время.

Было отмечено, что с 1920 года по 1970 год мировая нефтедобыча увеличивалась не только почти в каждом новом году, но и по десятилетиям добыча росла практически в геометрической прогрессии (увеличивалась почти вдвое за каждые 10 лет). С 1979 года происходит замедление темпов роста мировой нефтедобычи. В начале 80-х даже происходит кратковременное снижение добычи нефти. В дальнейшем рост объемов добычи нефти возобновляется, но уже не такими стремительными темпами как на первом этапе.

Добыча нефти в Российской Федерации с начала 2000-х годов стабильно растет, хотя в последнее время темпы роста замедлились, а в 2008-м было даже небольшое снижение. Начиная с 2010 года, добыча нефти в России преодолела планку в 500 млн. тонн в год и уверенно держится выше этого уровня неуклонно повышаясь.

В 2013 году продолжилась повышательная тенденция в добыче нефти. В Российской Федерации было добыто 531,4 млн. тонн нефти, что на 1,3% выше, чем в 2012 году.

Добыча нефти в Российской Федерации

География нефти в России

Добыча и переработка нефти играет ключевую роль в развитии многих регионов Российской Федерации. На территории нашей страны выделяют несколько территорий, располагающих значительными запасами нефти и газа, которые называют нефтегазоносными провинциями (НГП). В их число входят как традиционные регионы добычи: Западная Сибирь, Поволжье, Северный Кавказ, так и новые нефтегазоносные провинции: на Европейском Севере (Тимано-Печорский регион), в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке

Западная Сибирь, Поволжье

Месторождения Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции начали разрабатывать в 1964 году. В ее состав входят территории Тюменской, Томской, Новосибирской и Омской областей, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов, а также прилегающий шельф Карского моря. Крупнейшие месторождения этой провинции –Самотлорское и Федоровское. Основные преимущества добычи в этом регионе – это благоприятная структура разведанных запасов и преобладание нефти с низким содержанием серы и других примесей.

До открытия месторождений в Западной Сибири Поволжье занимало первое место в Российской Федерации по добыче нефти. Благодаря значительным запасам нефти этот регион получил название «Второй Баку». Волго-Уральская нефтегазоносная провинция включает ряд республик и областей Приуралья, Среднего и Нижнего Поволжья. В этих регионах нефть добывали начиная с 20-х годов прошлого века. С того времени на территории Волго-Уральской НГП открыто более 1000 месторождений и добыто свыше 6 млрд. тонн нефти. Это почти половина общего объема, добытого на территории Российской Федерации. Самое крупное месторождение Волго-Уральской провинции – Ромашкинское, открытое в 1948 году

Северо-Кавказский регион является старейшей и наиболее разведанной нефтегазоносной провинцией Российской Федерации, с историей промышленной добычи нефти, насчитывающей более 150 лет. В состав этой провинции входят месторождения, расположенные на территории Ставропольского и Краснодарского края, Чеченской Республики, Ростовской области, Ингушетии, Кабардино-Балкарии, Северной Осетии и Дагестана. Основные месторождения этой нефтегазоносной провинции находятся в поздней стадии разработки, сильно выработаны и обводнены

Республика Коми и Ямало-Ненецкий автономный округ входят в состав Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции. Целенаправленная нефтеразведка и добыча ведется здесь после открытия в 1930 году первого нефтяного месторождения – Чибьюского. Отличительной чертой Тимано-Печорской НГП является существенное преобладание нефти над газом. Данный регион считается перспективным с точки зрения добычи углеводородного , учитывая недавно открытые крупные нефтяные и газовые месторождения в прибрежной части Баренцева моря

Восточно-Сибирская нефтегазоносная провинция

Восточно-Сибирская нефтегазоносная провинция, до настоящего времени не разрабатывавшаяся в должном объеме, является основным резервом для будущего прироста запасов и обеспечения добычи нефти и газа Российской Федерации. Отдаленность, незаселенность, отсутствие необходимой инфраструктуры и суровые погодно-климатические условия, характерные для этих краев затрудняют разведку и добычу нефти. Тем не менее, по мере истощения месторождений в традиционных районах добычи, развитие нефтедобывающей отрасли в Восточной Сибири становится приоритетной задачей для нефтяников. Огромная роль в ее решении отводится строительству нефтепровода«Восточная Сибирь – Тихий Океан», который позволит транспортировать добытую здесь нефть в порты Дальнего Востока. Восточно-Сибирскую НГП образуют Красноярский край, Республика Саха (Якутия) и Иркутская область. Крупнейшим месторождением является Верхнечонское, открытое в 1978 году.

Основные разведанные запасы нефти и газа Дальневосточной нефтегазоносной провинции сосредоточены на острове Сахалин и прилегающем к нему шельфе Охотского моря. Несмотря на то, что нефть здесь добывалась с 20-х годов прошлого века, активная разработка началась лишь через 70 лет, после открытия крупных месторождений на северо-восточном шельфе острова в пределах глубин моря до 50 метров. По сравнению с месторождениями суши их отличают большие размеры, более благоприятное тектоническое строение и более высокая концентрация запасов. Несмотря на то, что геологи видят в этом регионе существенный потенциал, другие территории, входящие в Дальневосточную НГП, пока изучены слабо.

Этапы развития нефтяного месторождения

Разработка любого нефтяного месторождения состоит из четырех основных этапов: нарастающего уровня добычи, постоянного уровня добычи нефти, периода падающей добычи нефти и завершающего периода добычи нефти.

Характерная особенность первого периода – постепенный рост объемов добычи объемов нефти, обусловленный непрерывным вводом в работу из бурения добывающих скважин. Способ добычи нефти в этот период фонтанный, обводненность отсутствует. Продолжительность этого этапа составляет 4-6 лет и зависит от многих факторов, главное из которых: величина пластового давления, толщина и число продуктивных горизонтов, свойства продуктивных пород и самой нефти, наличие средств для разработки месторождения и т.д. 1т нефти в этот период сравнительно высокая в связи со строительством новых скважин, обустройства промысла.

Второй этап разработки характеризуется постоянством уровня добычи нефти и минимальной начальной стоимостью. В этот период фонтанные скважины переводятся на механизированный способ добычи за счет прогрессирующей обводненности скважин. Падение нефти в этот период сдерживается вводом новых добывающих скважин резервного фонда. Продолжительность второго этапа зависит от темпов отбора нефти из месторождения, величины извлекаемых запасов нефти, обводненности продукции скважин и возможности подключения в разработку других горизонтов месторождения. Конец второго этапа характеризуется тем, что увеличение объемов закачиваемой воды для ППД не оказывает ощутимого влияния на объемы добычи нефти и ее уровень начинает снижаться. Обводненность нефти в конце данного периода может достигать 50%. Продолжительность периода является наиболее низкой.

Третий период разработки характеризуется падением уровня добычи нефти и увеличением добычи пластовой воды. Этот этап заканчивается при достижении 80-90% обводненности. В этот период все скважины работают на механизированных способах добычи, отдельные скважины выводятся из работы в связи с предельной обводненностью. Цена без наценки 1т нефти в этот период начинает возрастать в связи со строительством и вводом в эксплуатацию установок по обезвоживанию и обессоливанию нефти. В этот период проводятся основные мероприятия по увеличению дебитов скважин. Продолжительность данного периода составляет 4-6 лет.

Четвертый этап разработки характеризуется большими объемами добычи пластовой воды малыми объемами добычи нефти. Обводненность продукции составляет 90-95% и более. Цена без наценки добычи нефти в этот преиод возрастает до пределов рентабельности. Этот период является самым длительным и продолжается 15-20 лет.

В целом можно сделать вывод, что общая продолжительность разработки любого нефтяного месторождения составляет от начала до конечной рентабельности 40-50 лет. Практика разработки нефтяных месторождений в целом подтверждает этот вывод.

Мировая нефтяная экономика

С тех пор как добыча нефти была поставлена на промышленную основу, она стала одним из определяющих факторов развития . История нефтяной - это история постоянного противостояния и , а также борьбы за сферы влияния, что привело к сложнейшим противоречиям между мировой нефтяной индустрией и международной политикой

И это неудивительно - ведь нефть можно без преувеличения назвать фундаментом благополучия, так как именно она является одним из главных факторов развития современного общества. От нее зависят совершенствование технического прогресса, развитие всех областей промышленности, топливно-энергетического комплекса, бесперебойная работа наземного, морского и воздушного транспорта и степень комфортабельности человеческой жизни.

Основным средоточием нефтяных месторождений являются такие регионы мира, как Персидский и Мексиканский заливы, острова Малайского архипелага и Новая Гвинея, западная Сибирь, север Аляски и остров Сахалин. Добычу нефти производят 95 стран мира, при этом почти 85% приходится на десятку крупнейших из всех нефтедобывающих государств.

Российская нефть

Первое письменное упоминание о наличии нефти в России относится к XVI веку, когда она была обнаружена у берегов реки Ухты, протекающей в северной части Тимано-Печорского района. Тогда ее собирали с поверхности реки и использовали в качестве лечебного средства, а так как это вещество обладало маслянистыми свойствами, то и для смазки. В 1702 году появилось сообщение об открытии нефти в Поволжье, несколько позже и на Северном Кавказе. В 1823 году крепостным крестьянам братьям Дубининым было дано разрешение на открытие небольшого нефтеперерабатывающего завода в Моздоке. К середине XIX века нефтяные проявления были найдены в Баку и в западной части Каспийского моря, а с наступлением следующего столетия Россия добывала уже более 30% от всей мировой нефтедобычи.

На стадии разведки методы теоретического прогнозирования, пассивного моделирования, аэрофотосъемки и космической съемки позволяют с высокой степенью точности определить, где стоит искать нефть, при этом минимально влияя на окружающую среду. Принцип минимального воздействия применяется сегодня и при добыче нефти. Горизонтальное и направленное бурение помогают извлечь больше нефти при значительно меньшем числе скважин.

Однако сам по себе отбор нефти из недр и закачка воды в залежи влияют на состояние массивов пород. Поскольку большинство месторождений расположено в зонах тектонических разломов и сдвигов, такого рода воздействия могут привести к оседанию земной поверхности и даже к землетрясениям. Оседание почвы на шельфе тоже способно вызвать разрушительные последствия. Например, в Северном море, в районе месторождения Экофиск, проседание дна вызвало деформацию стволов скважин и самих морских платформ. Поэтому необходимо тщательно изучать особенности разрабатываемого массива – существующие в нем напряжения и деформации.

Разливаясь, нефть загрязняет почву и воды, и требуются огромные усилия и средства, чтобы ликвидировать нанесенный природе ущерб. Разлив особенно опасен на шельфе, поскольку нефть очень быстро распространяется по поверхности моря и при больших выбросах заполняет водную толщу, делая ее непригодной для жизни. В 1969 году в проливе Санта-Барбара около 6 тысяч баррелей нефти вылилось в море при бурении скважины – на пути бура оказалась геологическая аномалия. Избежать подобных катастроф позволяют современные методы исследования разрабатываемых залежей.

В результате несоблюдения технологии добычи или непредвиденных событий (например, лесных пожаров) нефть в скважине может загореться. Не слишком масштабный пожар можно потушить водой и пеной и закрыть скважину стальной заглушкой. Бывает, что к месту возгорания нельзя приблизиться из-за обилия огня. Тогда приходится бурить наклонную скважину, стараясь попасть в загоревшуюся, чтобы перекрыть ее. В таких случаях на ликвидацию огня может уйти до нескольких недель.

Надо сказать, что факелы не всегда служат признаком аварии. В нефтедобывающих комплексах сжигают попутный газ, который трудно и экономически невыгодно транспортировать с месторождения – для этого нужна особая инфраструктура. Получается, что приходится не только сжигать ценное сырье, но и выбрасывать парниковые газы в атмосферу. Поэтому использование попутного газа является одной из насущных задач топливной промышленности. Для этих целей на промыслах строят электростанции, работающие на попутном газе и снабжающие и теплом сам нефтедобывающий комплекс и близлежащие населенные пункты.

Когда разработка скважины закончена, ее необходимо законсервировать. Здесь перед нефтяниками стоит две задачи: предотвратить возможное негативное воздействие на окружающую среду и сохранить скважину на будущее, до появления более совершенных технологий разработки, позволяющих забрать из пласта оставшуюся нефть. К сожалению, в нашей огромной стране разбросано множество незаконсервированных скважин, оставшихся со времен СССР. Сегодня такое отношение к завершению работ на промысле просто невозможно. Если скважина пригодна к использованию в дальнейшем, ее закрывают прочной заглушкой, препятствующей выходу содержимого наружу. Если же необходимо полностью законсервировать месторождение, проводится целый комплекс работ – восстанавливают грунт, рекультивируют почву, сажают деревья. В итоге бывшая производственная площадка выглядит так, будто здесь никогда не велись разработки.

Природоохранная экспертиза позволяет еще на стадии проектирования объектов добычи учесть требования экологической безопасности и предотвратить возможные техногенные риски. Промысловые объекты размещают таким образом, что бы снизить возможное негативное воздействие. В период эксплуатации промысла необходимо постоянное внимание к соблюдению технологий, совершенствованию и своевременной замене оборудования, рациональному использование воды, контролю загрязнения воздуха, утилизации отходов, очищении почву. Сегодня нормы международного права и российского определяют строгие требования к защите окружающей среды. Современные нефтяные компании реализуют специальные экологические программы и вкладывают средства и ресурсы в природоохранные мероприятия.

Сегодня площадь областей, подвергающихся воздействию человека при добыче нефти, составляет одну четвертую от показателей тридцатилетней давности. Это происходит благодаря развитию технологий и применению современных методов горизонтального бурения, передвижных буровых установок и скважин малого диаметра.

Одно из первых техногенных землетрясений, связанных с добычей нефти, произошло в 1939 году на месторождении Уилмингтон в Калифорнии. Оно стало началом целого цикла стихийных бедствий, которые привели к разрушению зданий, дорог, мостов, нефтяных скважин и трубопроводов. Проблему решили закачав воду в нефтеносный пласт. Но этот метод – далеко не панацея. Вода, закаченная в глубинные пласты, может повлиять на температурный режим массива и стать одной из причин возникновения землетрясения.

Старые стационарные буровые платформы можно превратить в искусственные рифы, которые станут «домом» для рыб и прочей морской живности. Для этого платформы затапливают, и через некоторое время, составляющее от шести месяцев до года, они обрастают ракушками, губками и кораллами, превращаясь в гармоничный элемент морского ландшафта.

Источники и ссылки

ru.wikipedia.org - ресурс с статьями по многим темам, свободная экциклопедия Википедия

vseonefti.ru - все о нефти

forexaw.com - информационно-аналитический портал по финансовым рынкам

Ru - крупнейшая поисковая система в мире

video.google.com - поиск видео в интернете черег Google Inc.

translate.google.ru - переводчик от поисковой системы Гугл

maps.google.ru - карты от Гугл для поиска мест описываемых в материале

Ru - крупнейшая поисковая система в России

wordstat.yandex.ru - сервис от Яндекса позволяющий анализировать поисковые запросы

video.yandex.ru - поиск видео в интернете черег Яндекс

images.yandex.ru - поиск картинок через сервис Яндекса

superinvestor.ru

новый заголовок

Ссылки на прикладные программы

windows.microsoft.com - сайт корпорации Майкрософт, создавшей ОС Виндовс

office.microsoft.com - сайт корпорации создавшей Майкрософт Офис

chrome.google.ru - часто используемый браузер для работы с сайтами

hyperionics.com - сайт создателей программы снимка экрана HyperSnap

getpaint.net - бесплатное программное обеспечение для работы с изображениями

В журнале очаровательной vl_ad_le_na прочитал великолепный пост о добыче нефти. Публикую с разрешения автора.

Что такое нефть?
Нефть - это смесь жидких углеводородов: парафины, ароматика и прочие. На самом деле, нефть не всегда черная - бывает и зеленая (девонская, раньше у меня в баночке стояла, жаль, выкинула), коричневая (самое частое) и даже белая (прозрачная, вроде бы на Кавказе она водится).

Нефть делится по качеству на несколько классов в зависимости от химического состава - соответственно, меняется ее цена. Еще в нефти очень часто растворен попутный газ, который так ярко горит на факелах.

Газа может быть растворено от 1 до 400 кубических метров в кубическом метре нефти. То есть дофига. Сам этот газ в основном состоит из метана, но ввиду трудности его подготовки (его надо сушить, очищать и доводить до ГОСТовых чисел Воббе - чтобы была строго определенная теплота сгорания) попутный газ очень редко используется в бытовых целях. Грубо говоря, если газ с промысла пустить в квартиру в газовую плиту, последствия могут быть от копоти на потолке до насмерть испорченной плиты и отравлений (например, сероводородом).

Ах, да. Еще одна попутная гадость в нефти - растворенный сероводород (потому что нефть - органическое вещество). Он очень ядовитый и очень коррозионно активный. Это накладывает свои трудности на добычу нефти. На дОбычу нефтИ. Профессионализм, который я, к слову сказать, не употребляю.

Откуда взялась нефть?
На этот счет есть две теории (подробнее - ). Одна - неорганическая. Впервые была высказана Менделеевым и заключается в том, что вода протекала мимо раскаленных карбидов металлов, и, таким образом, образовывались углеводороды. Вторая - органическая теория. Считается, что нефть "созревала", как правило, в морских и лагунных условиях, путем перегнивания органических остатков животных и растений (илов) в определенных термобарических условиях (высокое давление и температура). В принципе, исследования подтверждают эту теорию.

Зачем нужна геология?
Стоит, наверное, упомянуть строение нашей Земли. По-моему, на картинке все красиво и ясно.

Так вот, нефтяные геологи имеют дело только с земной корой. Она состоит из кристаллического фундамента (там нефть находится оооочень редко, поскольку это магматические и метаморфические породы) и из осадочного чехла. Осадочный чехол состоит из осадочных пород, но не буду углубляться в геологию. Скажу только, что глубины нефтяных скважин обычно порядка 500 - 3500 м. Вот на этой глубине и лежит нефть. Выше обычно только вода, ниже - кристаллический фундамент. Чем глубже порода - тем раньше она отложилась, что логично.

Где залегает нефть?
Вопреки почему-то распространенным мифам о "нефтяных озерах" под землей, нефть находится в ловушках. Упрощая, ловушки в вертикальном разрезе выглядят так (вода - вечная спутница нефти):

(Складка, выгнутая "спиной" вверх, называется антиклиналью. А если она похожа на чашу - это синклиналь, в синклиналях нефть не задерживается).
Или так:

А в плане они могут быть круглыми или овальными поднятиями. Размеры - от сотен метров до сотен километров. Одна или несколько таких ловушек, расположенных рядом, являются месторождением нефти.

Поскольку нефть легче воды, то всплывает вверх. Но чтобы нефть никуда больше не утекла (вправо, влево, вверх или вниз), пласт с ней должен быть ограничен породой-покрышкой сверху и снизу. Обычно это глины, плотные карбонаты или соли.

Откуда берутся изгибы внутри земной коры? Ведь породы откладываются горизонтально или почти горизонтально? (если они откладываются кучками, то эти кучки обычно быстро разравниваются ветром и водой). А изгибы - поднятия, опускания - возникают вследствие тектоники. Видели на картинке с разрезом Земли слова "турбулентная конвекция"? Эта самая конвекция двигает литосферные плиты, что приводит к образованию трещин в плитах, а следовательно, смещениям блоков между трещинами и изменениям во внутреннем строении Земли.

Как залегает нефть?
Нефть залегает не сама по себе, как было уже сказано, нефтяных озер не существует. Нефть находится в горной породе, а именно, в ее пустотах - порах и трещинах:

Породы характеризуются такими свойствами, как пористость - это доля объема пустот в породе - и проницаемость - способность породы пропускать через себя жидкость или газ. Например, обычный песок характеризуется очень высокой проницаемостью. А бетон - уже гораздо хуже. Но смею заверить, что порода, залегающая на глубине 2000 м с высоким давлением и температурой по свойствам гораздо ближе к бетону, чем к песку. Я щупала. Тем не менее, оттуда добывается нефть.
Это керн - выбуренный кусок горной породы. Плотный песчаник. Глубина 1800 м. Нефти в нем нет.

Еще одно важное дополнение - природа не терпит пустоты. Практически все пористые и проницаемые породы, как правило, водонасыщены, т.е. в их порах находится вода. Соленая, поскольку она протекала через множество минералов. И логично, что часть этих минералов уносится вместе с водой в растворенном виде, а потом, при изменении термобарических условий, выпадает в этих самых порах. Таким образом, зерна породы становятся скреплены солями и этот процесс называется цементированием. Именно поэтому, по большому счету, скважины не осыпаются сразу же в процессе бурения - потому что породы сцементированы.

Как находят нефть?
Обычно сначала по сейсморазведке: пускают колебания на поверхности (взрывом, например) и замеряют время их возврата по приемникам.

Далее по времени возврата волны вычисляют глубину того или иного горизонта в разных точках на поверхности и строят карты. Если на карте выявляется поднятие (=антиклинальная ловушка), ее проверяют на наличие нефти бурением скважины. Далеко не во всех ловушках есть нефть.

Как бурят скважины?
Скважина - это вертикальная горная выработка с длиной во много раз больше ширины.
Два факта о скважинах: 1. Они глубокие. 2. Они узкие. Средний диаметр скважины при входе в пласт - порядка 0,2-0,3 м. То есть туда человек не пролезет однозначно. Средняя глубина - как уже говорила, 500-3500 м.
Бурят скважины с буровых вышек. Есть такой инструмент для измельчения горной породы, как долото. Заметьте, не бур. И оно совершенно не похоже на то самое винтообразное устройство из "Черепашек Ниндзя".

Долото подвешено на буровых трубах и крутится - оно прижато ко дну скважины весом этих самых труб. Есть разные принципы приведения долота в движение, но обычно вращается вся буровая колонна труб, чтобы вертелось долото и измельчало своими зубцами горную породу. Также в скважину постоянно закачивается (внутрь буровой трубы) и откачивается (между стенкой скважины и наружной стенкой трубы) буровой раствор - для того, чтобы охлаждать всю эту конструкцию и уносить с собой частицы измельченной породы.
Для чего нужна вышка? Чтобы подвесить на ней эти самые буровые трубы (ведь в процессе бурения верхний конец колонны опускается, и к нему надо привинчивать новые трубы) и чтобы поднимать колонну труб для замены долота. Бурение одной скважины занимает около месяца. Иногда используется специальное кольцевое долото, которое при бурении оставляет центральный столбик породы - керн. Керн отбирается для изучения свойств горных пород, хотя это и дорого. Еще скважины бывают наклонные и горизонтальные.

Как узнать, где какой пласт лежит?
Человек не может спуститься в скважину. Но нам же надо знать, что мы там пробурили? Когда скважина пробурена, в нее на кабеле спускают геофизические зонды. Эти зонды работают на совершенно разных физических принципах работы - собственная поляризация, индукция, измерение сопротивления, гамма-излучение, излучение нейтронов, измерение диаметра скважины и т.д. Все кривые записываются в файлы, получается вот такой кошмар:

Теперь в работу вступают геофизики. Зная физические свойства каждой породы, они выделяют пласты по литологии - песчаники, карбонаты, глины - и выполняют разбивку разреза по стратиграфии (т.е. к какой эпохе и времени относится пласт). Думаю, про парк юрского периода слышали все:

На самом деле, есть намного более детальное разбиение разреза на ярусы, горизонты, пачки и т.д. - но нам сейчас это неважно. Важно то, что коллектора нефти (пласты, способные отдавать нефть) бывают двух типов: карбонатные (известняки, как мел, например) и терригенные (песок, только сцементированный). Карбонаты - это СаСО3. Терригенные - SiO2. Это если грубо. Сказать, какие лучше, нельзя, они все разные бывают.

Как скважину готовят к работе?
После того, как скважина пробуривается, ее обсаживают. Это значит - спускают длинную колонну стальных обсадных труб (диаметром практически как скважина), а затем в пространство между стенкой скважины и наружной стенкой трубы закачивают обычный цементный раствор. Это делается для того, чтобы скважина не осыпалась (ведь не все породы хорошо сцементированы). В разрезе скважина теперь выглядит так:

Но мы закрыли обсадной колонной и цементом нужный нам пласт! Поэтому выполняется перфорация колонны напротив пласта (а как узнать, где нужный пласт? геофизика!). Спускается, опять же, на кабеле перфоратор с заложенными в него взрывными зарядами. Там заряды срабатывают и образуются дыры и каналы перфорации. Теперь нас не волнует вода с соседних пластов - мы проперфорировали скважину только напротив нужного.

Как добывают нефть?
Самая интересная часть, думаю. Нефть гораздо более вязкая, чем вода. Думаю, что такое вязкость - понятно интуитивно. Некоторые нефтяные битумы, например, похожи по вязкости на сливочное масло.
Зайду с другого конца. Жидкости в пласте находятся под давлением - на них напирают вышележащие слои пород. А когда мы бурим скважину - со стороны скважины не давит ничего. То есть в районе скважины давление пониженное. Создается перепад давления, называемый депрессией, и именно он приводит к тому, что нефть начинает течь в сторону скважины и появляться в ней.
Для описания притока нефти есть два простых уравнения, которые должны знать все нефтяники.
Уравнение Дарси для прямолинейного потока:

Уравнение Дюпюи для плоско-радиального течения (как раз случай притока жидкости к скважине):

Собственно, на них и стоим. Дальше углубляться в физику и писать уравнение нестационарного притока не стоит.
С технической точки зрения наиболее распространены три способа добычи нефти.
Фонтанный. Это когда пластовое давление очень высокое, и нефть не просто поступает в скважину, а еще и поднимается до самого ее верха и переливается (ну, на самом деле не переливается, а в трубу - и дальше).
Насосами ШГН (штанговый глубинный насос) и ЭЦН (электроцентробежный насос). Первый случай - это обычный станок-качалка.

Второй на поверхности вообще не видно:

Заметьте, вышек нет. Вышка нужна только для спуска/подъема труб в скважине, но не для добычи.
Суть работы насосов проста: создание дополнительного давления, чтобы жидкость, поступившая в скважину, могла по скважине подняться до поверхности земли.
Стоит вспомнить обычный стакан с водой. Как мы из него пьем? Наклоняем, правильно? А вот скважину наклонить не получится. Но в стакан с водой можно опустить трубочку и пить через нее, втягивая жидкость ртом. Примерно так скважина и работает: ее стенки - стенки стакана, а вместо трубочки в скважину спускают колонну насосно-компрессорных труб (НКТ). Нефть поднимается по трубам.

В случае ШГН станок-качалка двигает своей "головой" вверх-вниз, соответственно, приводя в движение штангу. Штанга при движении вверх увлекает за собой насос (открывается нижний клапан), а при движении вниз насос опускается (открывается верхний клапан). Вот так, понемногу, жидкость поднимается вверх.
ЭЦН работает напрямую от электричества (с мотором, естественно). Внутри насоса крутятся колеса (горизонтальные), в них есть прорези, так нефть и поднимается наверх.

Должна добавить, что открытое фонтанирование нефти, которое любят показывать в мультиках, - это не только аварийная ситуация, а еще и экологическая катастрофа и миллионные штрафы.

Что делать, когда нефть плохо добывается?
С течением времени нефть перестает выжиматься из породы под весом вышележащих толщ. Тогда в работу вступает система ППД - поддержания пластового давления. Бурятся нагнетательные скважины, и в них закачивается вода под высоким давлением. Естественно, закачанная или пластовая вода рано или поздно попадет в добывающие скважины и будет подниматься наверх вместе с нефтью.
Еще надо отметить, что чем больше доля нефти в потоке, тем быстрее она течет, и наоборот. Поэтому чем больше воды течет вместе с нефтью, тем труднее нефти выбраться из пор и попасть в скважину. Зависимость доли проницаемости по нефти от доли воды в потоке представлена ниже и называется кривыми относительных фазовых проницаемостей. Тоже очень нужное понятие для нефтяника.

Если призабойная зона пласта загрязнилась (мелкими частицами породы, унесенными вместе с нефтью, или выпали твердые парафины), то проводят кислотные обработки (скважину останавливают и в нее закачивают небольшой объем соляной кислоты) - этот процесс хорош для карбонатных пластов, потому что они растворяются. А для терригенных (песчаников) кислота пофигу. Поэтому в них проводят гидроразрыв пласта - в скважину качают гель под очень высоким давлением, так, что пласт начинает трескаться в районе скважины, после этого закачивают проппант (керамические шарики или крупный песок, чтобы трещина не закрылась). После этого скважина начинает работать гораздо лучше, потому что препятствия потоку ликвидированы.

Что с нефтью происходит потом, когда она добыта?
Сначала нефть поднимается на поверхность земли в трубу, которая идет от каждой скважины. 10-15 близлежащих скважин подключены этими трубами к одному замерному устройству, где измеряется, сколько нефти добыто. Потом нефть поступает на подготовку по стандартам ГОСТ: из нее удаляются соли, вода, механические примеси (мелкие частицы породы), если необходимо, то и сероводород, а также нефть разгазируется полностью, до атмосферного давления (вы же помните, что в нефти может быть дофига газа?). Товарная нефть поступает на нефтеперерабатывающий завод. Но завод может быть далеко, и тогда в дело вступает компания "Транснефть" - магистральные трубопроводы для готовой нефти (в отличие от промысловых трубопроводов для сырой нефти с водой). По трубопроводу нефть качается такими же точно ЭЦН-ами, только положенными набок. В них точно так же вращаются рабочие колеса.
Отделенная от нефти вода закачивается обратно в пласт, газ сжигается на факеле или идет на газоперерабатывающий завод. А нефть либо продается (за границу трубопроводами или танкерами), либо идет на нефтеперерабатывающий завод, где перегоняется путем нагревания: легкие фракции (бензин, керосин, лигроин) идут на топливо, тяжелые парафинистые - на сырье для пластиков и т.п., а самые тяжелые мазутные с температурой кипения выше 300 градусов обычно служат топливом для котельных.

Как всё это регулируется?
Для добычи нефти есть два главных проектных документа: проект подсчета запасов (там обосновывается, что нефти в пласте именно столько, а не больше и не меньше) и проект разработки (там описывается история месторождения и доказывается, что надо разрабатывать его именно так, а не иначе).
Для подсчета запасов строятся геологические модели, а для проекта разработки - гидродинамические (там вычисляется, как месторождение будет работать в том или ином режиме).

Сколько всё это стоит?
Сразу скажу, все цены, как правило, конфиденциальны. Но могу примерно сказать: скважина в Самаре стоит 30-100 млн.руб. в зависимости от глубины. Тонна товарной (не переработанной) нефти стоит по-разному. Когда считала первый диплом, давали величину около 3000 р., когда второй - около 6000 р., разница во времени - год, но это могут быть и не реальные значения. Сейчас - не знаю. Налоги составляют как минимум 40% от прибыли, плюс налог на имущество (в зависимости от балансовой стоимости имущества), плюс налог на добычу полезных ископаемых. Добавьте деньги, требуемые на зарплату работникам, на электричество, на ремонт скважин и обустройство месторождения - строительство трубопроводов и оборудования для сбора и подготовки нефти. Очень часто экономика проектов разработки уходит в минус, поэтому надо ухищряться работать в плюс.
Добавлю такое явление, как дисконтирование - тонна нефти, добытая в следующем году, ценна меньше, чем тонна нефти, добытая в этом. Поэтому нужна интенсификация добычи нефти (которая тоже стоит денег).

Итак, я вкратце изложила то, чему училась 6 лет. Весь процесс, от появления нефти в пласте, разведки, бурения, добычи, переработки и транспортировки до продажи - вы видите, что для этого требуются специалисты совершенно различных профилей. Надеюсь, что хоть кто-то прочитал этот длиннющий пост - а я очистила совесть и развеяла хотя бы немногие мифы, окружающие нефть.

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.

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.