Динамика добычи нефти из пластов

_{Введение}

Добыча нефти ведется человечеством  с древних времен. Сначала применялись  примитивные способы: сбор нефти  с поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, при помощи колодцев.

Первый способ применялся еще в 1 веке в Мидии и Сирии, второй - в 15 веке в Италии. Но началом развития нефтяной промышленности принято считать время появления механического бурения скважин на нефть в 1859 году в США, и сейчас практически вся добываемая в мире нефть извлекается посредством буровых скважин. За сотню с лишним лет развития истощились одни месторождения, были открыты другие, повысилась эффективность добычи нефти, увеличилась нефтеотдача, т.е. полнота извлечения нефти из пласта. Но изменилась структура добычи топлива. Долгое время находившуюся на первом месте нефтяную промышленность обгоняет перспективная газовая. (Сейчас на уголь приходиться только 15% тонн условного топлива, газ - 45% , нефть - 40%). У сходящей с лидирующих позиций нефтяной промышленности возникли проблемы.

В России первые скважины были пробурены на Кубани в 1864 г. и в 1866 г. одна из них дала нефтяной фонтан с дебитом более 190 т в сутки. Тогда добыча нефти велась в основном монополиями, зависевшими от иностранного капитала. Механизация добычи была слабая, поэтому с целью получения максимальной прибыли разрабатывались наиболее перспективные в экономическом плане залежи.

В начале 20 века Россия занимала первое место по добычи нефти. В 1901 - 1913 г.г. страна добывала приблизительно 11 млн. топи нефти. Сильный спад произошел во время Гражданской войны. Но после национализации нефтяной промышленности были приняты чрезвычайные меры по восстановлению 20 разрушенных предприятий ввиду стратегического значения отрасли. К 1928 году добыча    нефти     была    снова    доведена    до     1 1,6     млн.    тонн.

В первые годы советской власти основными  районами нефтедобычи   были   Бакинский   и   Северного   Кавказа   (Грозный,

 

 

Майкоп). Также велась добыча на Западной Украине  в Галиции. Закавказье и Северный Кавказ давали в 1940 г. около 87% нефти в Советском Союзе. Однако вскоре истощающиеся запасы старейших районов перестали удовлетворять запросы развивающейся промышленности. Назрела необходимость в поисках нефти на других территориях страны. Были открыты и введены в строй месторождения Пермской и Куйбышевской областей, Башкирии, что обусловило создание крупнейшей Волго-Уральской базы. Обнаружены новые месторождения в Средней Азии Казахстане, добыча нефти достигла 31,1 млн. тонн. Война 1941 - 1945 г.г. нанесла сильный ущерб районам Северного Кавказа, что существенно сократило объем добываемой нефти.

Однако в послевоенный период с  параллельным 
восстановлением нефтедобывающих комплексов Грозного и Майкопа 
были введены в разработку крупнейшие месторождения Волго- 
Уральской нефтяной базы. И в 1960 году она уже давала около 71% 
нефти страны. Применялись и технические новшества (поддержание 
пластового давления), что позволило значительно увеличить добычу. 
В 50 годах добывали 38 млн. тонн, в 60-ых же цифра возросла на 
порядок - 148 млн. тонн. Конец 60-ых годов ознаменовался 
оснащением отрасли новейшими техническими изобретениями и 
усовершенствованием технологий. В 1972 году производительность 
труда возросла в 2 раза. СССР занимал второе место по добыче нефти в мире после США, где большая часть месторождений была 
зарезервирована с целью создания стратегических запасов для 
будущего развития экономики. Поэтому темпы добычи в США ежегодно в течение 1951 - 1982 годов увеличивались на 4,6 млн. тонн, тогда как добыча нефти в Советском Союзе - по 18,8 млн. тонн, т.е., начиная с 1958 года прирост добычи фактически составлял более 100 млн. тонн за каждые 5 лет, что позволило стране выйти на первое место в мире. За период с 1961г по 1972 годы было добыто свыше 3,3 млр. тонн нефти. Такой быстрый рост изменения соотношения между потенциальными запасами (размер перспективных нефтегазоносных площадей превышает 11 млн. км и разведанными, которые особенно сократились на старых районах. В тоже время рост обеспечивали новые освоенные месторождения в Западной Сибири (Средне - Обский район и Шатиский районы ), Белоруссии,    Западном    Казахстане, Оренбургской  области    и

 

Удмуртии, на континентальном шельфе Каспийского моря. Еще в 
1970 году Волго-Уральский район давал около 61% нефти, однако 
уже в 1974 году на лидирующие позиции стал выдвигаться 
уникальный Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн, обогнав 
по уровню добычи нефти Татарию, являвшуюся крупным 
поставщиком в 60-ые годы. Промышленная добыча в районе 
развивалась быстрыми темпами. В 70-ые годы - 31 млн. тонн, а в 80-ые - 312 млн. тонн (свыше половины добычи нефти в стране), что 
позволило стать Западной Сибири ведущим нефтедобывающим 
районом страны. Восточные регионы превратились в главные по 
добыче нефти. Это Западная Сибирь, Казахстан, полуостров 
Мангышлак, Средняя Азия и Дальний Восток (Сахалин). Добыча же в 
80-ых годах в старых районах либо стабилизировалась, как в Волго- 
Уральском, либо падала, как в Баку, Грозном и на Западной Украине. 
Новые перспективные месторождения были открыты в начале 70-ых 
годов в Коми и Архангельской области (Тимано-Печорская 
нефтегазоносная провинция), а также ряд незначительных в 
Прибалтике и других районах.

Упадок нефтедобывающей промышленности обусловлен наличием комплекса взаимосвязанных причин. Выход из настоящего положения затруднен глобальным характером стоящих проблем, поэтому если продолжится экономический кризис в стране и усилится процесс политического раздробления в бывшем Советском Союзе, то добыча нефти, по всей вероятности, будет и впредь сокращаться.

 

1 Понятие, структура и свойства нефти

Что же такое нефть? Теплотехник  ответит, что это прекрасное, высококалорийное топливо. Но химик возразит: нет! Нефть - это сложная смесь жидких углеводородов, в которых растворены газообразные и другие вещества. И чтобы перечислить все продукты, получаемые из нефти, нужно потратить несколько листов, так как их уже несколько тысяч.

1) Нахождение в природе

Залежи нефти находятся в  недрах Земли на разной глубине, где нефть заполняет свободное пространство между некоторыми породами. Если она находится под давлением газов, то поднимается по скважине на поверхность Земли. По запасам нефти наша страна занимает одно из ведущих мест в мире.

2) Физические свойства.

Нефть - маслянистая жидкость от светло-бурого до черного цвета с характерным запахом. Она немного легче воды и практически    в ней    не    растворяется.    так    как    нефть смесь    различных углеводородов, то у нее нет определенной температуры кипения.

Нефть сильно варьирует по цвету (от светло-коричневой, почти бесцветной, до темно-бурой, почти черной) и по плотности (от легкой 0,65-0,70 г/см^З, до тяжелой 0,98-1,05 г/см^З).Начало кипения нефти обычно выше 280С. температура застывания колеблется от +300 до -600С и зависит в основном от содержания парафина (чем его больше, тем температура застывания выше). Теплоемкость нефти 1,7-2,1 кДж/кг; теплота сгорания 43,7-46,2 мДж/кг; диэлектрическая проницаемость2-2,5; электрическая  проводимость  2.10-10-0,3.10-18 ОМ-1.СМ-1. Вязкость изменяется в широких пределах и зависит от химического и фракционного состава нефти и смолистости (содержания  в ней асфальтосмолистых веществ). 

 Температур вспышки нефти колеблется от -35 до 1200С в зависимости от фракционного состава и давления насыщенных паров. Нефть растворима в органических растворителях, в воде при обычных условиях практически нерастворима, но может образовывать с ней стойкие эмульсии.

3) Классификация нефти.

Нефть можно классифицировать по разным признакам.

1. По содержанию серы:

a. Малосернистые (до 0,5 % S)

b. Сернистые (0,5-2 % S)

c. Высокосернистые (св. 2 % S).

2. По потенциальному содержанию фракций, выкипающих 
до 3500С:

a) Т1   -  тип   нефти,   в   которой   указанных   фракций   не 
меньше 45 %

2. T2 - 30-44,9 %
3. ТЗ - меньше 30 %.

3. По потенциальному содержанию масел:

a. Ml - не меньше 25 %

b. M2 - меньше 25 %.

4.По качеству масел:

a. Подгруппа   И1         с   индексом   вязкости   масел 
больше 85

b. Подгруппа И2 - с индексом 40-85.

Сочетание обозначений класса, типа, группы, подгруппы и вида составляет шифр технологической классификации нефти.

 

4) Состав нефти

В зависимости  от месторождения нефть имеет  различный качественный и количественный состав. Так, например, Бакинская нефть богата циклопарафинами и сравнительно бедна предельными углеводородами. Значительно больше предельных углеводородов в грозненской и ферганской нефти. Пермская нефть содержит ароматические углеводороды.

Представляя собой жидкость, более  легкую, чем вода, нефть разных мест, иногда даже и соседних, различна по многим свойствам: цвету, плотности, летучести, температуры кипения... Однако любая нефть это жидкость почти нерастворимая в воде и по элементарному составу содержащая преимущественно углеводороды с подмесью небольшого количества кислородных, сернистых, азотистых и минеральных соединений, что видно не только по элементарному составу, но и по всем свойствам углеводородов.

5) Очистка нефти

Первый завод по очистке нефти  был построен в России в 1745 г., в период правления Елизаветы Петровны, на Ухтинском нефтяном промысле. В Петербурге и в Москве тогда пользовались свечами, а в малых городах - лучинами. Но уже тогда во многих церквях горели неугасаемые лампады. В них наливалось гарное масло, которое было не чем иным, как смесью очищенной нефти с растительным маслом. Купец Набатов был единственным поставщиком очищенной нефти для соборов и монастырей. В конце XVIII столетия была изобретена лампа. С появлением ламп возрос спрос на керосин.

Очистка нефти - удаление из нефтепродуктов нежелательных компонентов, отрицательно влияющих на эксплуатационные свойства топлив и масел.

Химическая очистка производится путем воздействия различных реагентов на удаляемые компоненты очищаемых продуктов.  Наиболее простым  способом является  очистка 92-92%

 

серной  кислотой  и  олеумом, применяема  для удаления непредельных и ароматических углеводородов.

Физико-химическая очистка производится с помощью растворителей, избирательно удаляющих нежелательные компоненты из очищаемого продукта. Неполярные растворители (пропан и бутан) используются для удаления из остатков переработки нефти (гудронов), ароматических углеводородов (процесс деасфальтации). Полярные растворители (фенол и др.) применяются для удаления полициклических ароматических углеродов с короткими боковыми цепями, сернистых и азотистых соединений из масляных дистиллятов.

При адсорбционной очистке из нефтепродуктов удаляются непредельные углеводороды, смолы, кислоты и др. адсорбционную очистку осуществляют при контактировании нагретого воздуха с адсорбентами или фильтрацией продукта через зерна адсорбента.

Каталитическая очистка - гидрогенизация в мягких условиях, применяемая для удаления сернистых и азотистых соединений.

 

2 Развитие добычи нефти

В России первые скважины были пробурены  на Кубани в 1864 г. и а 1866 г. одна из них дала нефтяной фонтан с дебитом более 190 т в сутки. Тогда добыча нефти велась в основном монополиями, зависевшими от иностранного капитала. В начале 20 века Россия занимала первое место по добычи нефти. В1901 - 1913 г.г. страна добывала приблизительно 11 млн. тонн нефти. Сильный спад произошел во время Гражданской войны. К 1928 году добыча нефти была снова доведена до 11,6 млн. тонн. В первые годы советской власти основными районами нефтедобычи были Бакинский и Северного Кавказа (Грозный, Майкоп). Также велась добыча на Западной Украине в Галиции. Закавказье и Северный Кавказ давали в 1940 г. около 87% нефти в Советском Союзе. Однако вскоре истощающиеся запасы старейших районов перестали удовлетворять запросы развивающейся промышленности. Назрела необходимость в поисках нефти на других территориях страны. Были открыты и введены в строй месторождения Пермской и Куйбышевской областей, Башкирии, что обусловило создание крупнейшей Волго-Уральской базы.

Обнаружены новые месторождения  в Средней Азии Казахстане, 
добыча нефти достигла 31,1 млн. тонн. Война 1941 - 1945 г.г. 
нанесла сильный ущерб районам Северного Кавказа, что 
существенно сократило объем добываемой нефти. Однако в 
послевоенный период с параллельным восстановлением нефтедобывающих комплексов Грозного и Майкопа были введены в 
разработку крупнейшие месторождения Волго-Уральской нефтяной базы. И в 1960 году она уже давала около 71% нефти страны. Применялись и технические новшества (поддержание пластового давления), что позволило значительно увеличить добычу. В 50 годах добывали 38 млн. тонн, в 60-ых же цифра возросла на порядок – 148 млн. тонн. Конец 60-ых годов ознаменовался оснащением отрасли новейшими техническими изобретениями и усовершенствованием технологий. За период с 1961 по 1972 годы было добыто свыше 3,3 млр. тонн нефти.

 

Такой быстрый рост изменения соотношения между потенциальными запасами (размер перспективных нефтегазоносных площадей превышает 11 млн. км и разведанными, которые особенно сократились в старых районах. В тоже время рост обеспечивали новые освоенные месторождения в Западной Сибири (Средне - Обский район и Шатиский районы), Белоруссии, Западном Казахстане, Оренбургской области и Удмуртии, на континентальном шельфе Каспийского моря. Еще в 1970 году Волго-Уральский район давал около 61% нефти, однако уже в 1974 году на лидирующие позиции Новые перспективные месторождения были открыты в начале 70-ых годов в Коми и Архангельской области (Тимано - Печорская нефтегазоносная провинция),Восточные регионы превратились в главные по добыче нефти. Это Западная Сибирь, Казахстан, полуостров Мангышлак, Средняя Азия и Дальний Восток (Сахалин).стал выдвигаться уникальный Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн капитала.