Сведения об истории нефтедобычи

Сбор нефти с поверхности водоемов – это, очевидно, первый по времени появления способ добычи, применявшийся до нашей эры в Мидии, Вавилонии и Сирии. Сбор нефти в России, с поверхности реки Ухты начат Ф.С. Прядуновым в 1745 г. В 1858 г.

на полуострове Челекен нефть собирали в канавах, по которым вода стекала из озера. В канаве делали запруду из досок с проходом воды в нижней части: нефть накапливалась на поверхности.

Разработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, и извлечение из него нефти впервые описаны итальянским ученым Ф. Ариосто в XV веке. Недалеко от Модены в Италии такие нефтесодержащие грунты измельчались и подогревались в котлах. Затем нефть выжимали в мешках, используя пресс. В 1833 –1845 г. г. нефть добывали из песка на берегу Азовского моря. Песок помещали в ямы с покатым дном и поливали водой. Вымытую из песка нефть собирали с поверхности воды пучками травы.

Добыча нефти из колодцев производилась в Киссии, древней области между Ассирией и Мидией в V веке до нашей эры с помощью коромысла, к которому привязывалось кожаное ведро. Подробное описание колодезной добычи нефти в Баку дал немецкий натуралист Э. Кемпфер.

Глубина колодцев достигала 27 м, их стенки обкладывались камнем или укреплялись деревом.

Добыча нефти посредством скважин начала широко применяться с 60-х годов. XIX в. Вначале наряду с открытыми фонтанами и сбором нефти в вырытые рядом со скважинами земляные амбары добыча нефти осуществлялась также посредством цилиндрических ведер с клапаном в днище.

Из механизированных способов эксплуатации в США в 1865 г. впервые была внедрена глубоконасосная эксплуатация, которую в 1874 г. применили на нефтепромыслах в Грузии, в 1876 г. − в Баку. В 1886 г. В. Г. Шухов предложил компрессорную добычу нефти, испытанную в Баку в 1897 г. Более совершенный способ подъема нефти из скважины – газлифт – предложил в 1914 г. М. М. Тихвинский.

Процесс добычи нефти, начиная от притока ее по пласту к забоям скважин и до внешней перекачки товарной нефти с промысла, можно условно разделить на 3 этапа:

1) движение нефти по пласту к скважинам благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин;

2) движение нефти от забоев скважин до их устьев на поверхности – эксплуатация нефтяных скважин;

3) сбор нефти и сопровождающих ее газа и воды на поверхности, их разделение, удаление минеральных солей из нефти, обработка пластовой воды, сбор попутного нефтяного газа.

Под разработкой нефтяного месторождения понимается осуществление процесса перемещения жидкостей и газа в пластах к эксплуатационным скважинам. Управление процессом движения жидкостей и газа достигается размещением на месторождении нефтяных, нагнетательных и контрольных скважин, количеством и порядком ввода их в эксплуатацию, режимом работы скважин и балансом пластовой энергии. Принятая для конкретной залежи система разработки предопределяет технико-экономические показатели. Перед забуриванием залежи проводят проектирование системы разработки. На основании данных разведки и пробной эксплуатации устанавливают условия, при которых будет протекать эксплуатация: ее геологическое строение, коллекторские свойства пород (пористость, проницаемость, степень неоднородности), физические свойства жидкостей в пласте (вязкость, плотность), насыщенность пород нефти водой и газом, пластовые давления.

Базируясь на этих данных, производят экономическую оценку системы и выбирают оптимальную.

При глубоком залегании пластов для повышения нефтеотдачи в ряде случаев успешно применяется нагнетание в пласт газа с высоким давлением.

Извлечение нефти из скважин осуществляется либо за счет естественного фонтанирования под действием пластовой энергии, либо путем использования одного из нескольких механизированных способов подъема жидкости. Обычно в начальной стадии разработки действует фонтанная добыча, а по мере ослабления фонтанирования скважину переводят на механизированный способ: газлифтный или эрлифтный, глубинонасосный (посредством штанговых, гидропоршневых и винтовых насосов).

Газлифтный способ вносит существенные дополнения в обычную технологическую схему промысла, так как при нем необходима газлифтная компрессорная станция с газораспределителем и газосборными трубопроводами.

Нефтяным промыслом называется технологический комплекс, состоящий из скважин, трубопроводов и установок различного назначения, с помощью которых на месторождении извлекают нефть из недр Земли.

На месторождениях, разрабатываемых путем искусственного заводнения сооружают систему водоснабжения с насосными станциями. Воду берут из естественных водоемов, используя водозаборные сооружения.

В процессе добычи нефти важное место занимает внутрипромысловый транспорт продукции скважин, осуществляемый по трубопроводам. Применяются 2 вида систем внутрипромыслового транспорта: напорные и самотечные. При напорных системах достаточно собственного давления на устье скважин.

При самотечных движение происходит из-за превышения отметки устья скважины над пометкой группового сборного пункта.

При разработке нефтяных месторождений, приуроченных к континентальным шельфам, создаются морские нефтепромыслы.

После того как скважина пробурена и прошла нефтяной или газовый пласт, необходимо подготовить ее к работе. Для опробования пласта и определения производительности скважин используется специальное оборудование. Стенки скважины должны быть очищены от глинистого раствора и твердых осколков, осевших в процессе бурения. Плотные отложения с низкой проницаемостью торпедируются.

Взрыв вокруг ствола скважины образует трещины, которые увеличивают приток нефти. С середины XX в. взрывы в основном заменяются гидроразрывом.

При этом вода и нефть, содержащие песок, проталкиваются в породы под большим давлением; породы растрескиваются, и песок входит в трещины, поэтому последние остаются открытыми и после снятия давления. Если необходимо укрепить стенки скважин у продуктивного пласта (например, в случае их рыхлости и возможного осыпания), то устанавливают обсадную колонну, а затем перфорируют ее и оборудуют фильтром для предотвращения поступления песка. Для повышения коэффициента продуктивности на продуктивном участке могут быть созданы заполненные гравием каверны.

После установления на устье скважин трубной головки, регулирующей арматуры газового генератора, емкостей для жидкостей и насосного оборудования, скважина готова к эксплуатации.

Дело (буровой журнал) скважины должно содержать данные обо всех операциях во время бурения и обо всем установленном на ней оборудовании, указания на характер и глубину залегания всех пройденных скважиной стратиграфических горизонтов, на их водо-, газо- и нефтеносность. Образцы пород – керны – отбираются в процессе бурения на различных глубинах из пройденных скважиной отложений и их данные тщательно фиксируются. Керны исследуются на содержание в них различных флюидов, пористости, проницаемости и других необходимых характеристик. Пробы жидкостей и газов, отобранные из различных стратиграфических горизонтов, анализируются, а их физические и химические свойства записываются в журнал. Полученная таким путем в процессе бурения информация используется как руководство при эксплуатации скважины и помогает определить положение будущих скважин.

Испытание скважины