Добыча нефти и газа

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

Альметьевский государственный нефтяной институт

 

Кафедра разработки и эксплуатации нефтяных и газовых месторождений

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по курсу «Основы нефтегазового дела»

 

на тему: Добыча нефти и газа

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: студент группы 32-51

                                                                                Шайхутдинова Алсу Аязовна

                                                      Проверил: доцент

                                                                          Надыршин Руслан Фаридович

 

 

 

 

Альметьевск, 2013

Содержание

Введение…………………..………………………………………………………….3

Добыча нефти и газа………………………………………………...……………….4

Нефть и газ добывать проще и дешевле, чем уголь…………...………….……….6

Хранение и транспортировка……………………………………………………….8

Переработка нефти и  газа…………………………………………………………...9

Заключение………………………………………………………………………….12

Список литературы…………………………………………………………………13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Добычей нефти, газа и  других природных ресурсов занимаются исключительно государственные организации. Распределением этих ресурсов, транспортировкой, торговлей тоже занимаются лишь государственные организации. Все мировые СМИ все чаще затрагивают проблему о ресурсах нефти и газа – главных топливных богатствах! Естественно, когда исчезнет топливо, вся промышленность, сельское хозяйство остановится, начнется массовый голод.

Тема данного реферата актуальна, так как в настоящее время большая часть вырабатываемой электроэнергии и тепла в мире происходит за счет использования газа, нефти и других природных ресурсов. Но ресурсы на нашей планете истощимы. Следует отметить, что нефтяная и газовая промышленность является самой прибыльной, спрос на нефть и газ постоянно растет. Задачами и целью данной работы являются: исследование процессов добычи нефти и газа, а также их хранения и транспортировки.

Роль нефти и природного газа в мировой экономике исключительно велика. Нефть, газ и продукты их переработки используются почти во всех отраслях народного хозяйства : на транспорте и в медицине , в судостроении, в сельском хозяйстве и в энергетике. Нефть и газ служат в основном дешевыми источниками энергии, но с развитием химической промышленности они все более широко используются в качестве химического сырья. Сейчас из нефти и газа получают самые разнообразные: синтетические волокна, пластмассы, органические кислоты, бензины, спирты, синтетические растворители и многое другое.

 

 

 

 

 

Добыча нефти и газа

Нефть – это природная  горючая маслянистая жидкость, которая  состоит из смеси углеводородов самого разнообразного строения. Их молекулы представляют собой и короткие цепи атомов углерода, и длинные, и нормальные, и разветвленные, и замкнутые в кольца, и многокольчатые. Кроме углеводородов нефть содержит небольшие количества кислородных и сернистых соединений и совсем немного азотистых. Нефть и горючий газ встречаются в земных недрах и вместе, и раздельно. Природный горючий газ состоит из газообразных углеводородов – метана, этана, пропана.

Нефть и горючий газ  накапливаются в пористых породах, называемых коллекторами. Хорошим коллектором является пласт песчаника, заключенный среди непроницаемых пород, таких, как глины или глинистые сланцы, препятствующие утечке нефти и газа из природных резервуаров. Наиболее благоприятные условия для образования месторождений нефти и газа возникают в тех случаях, когда пласт песчаника изогнут в складку, обращенную сводом кверху. При этом верхняя часть такого купола бывает заполнена газом, ниже располагается нефть, а еще ниже — вода.

Ученые много спорят о том, как образовались месторождения нефти и горючего газа. Одни геологи (сторонники неорганического происхождения) утверждают, что нефтяные и газовые месторождения образовались вследствие просачивания из глубин Земли углерода и водорода, их накопления в форме углеводородов в породах — коллекторах.

Большинство геологов полагают, что нефть, подобно углю, возникла из органической массы, погребенной на глубину под морские осадки, где из нее выделялись горючие жидкость и газ. Это органическая гипотеза происхождения нефти и горючего газа. Обе эти гипотезы объясняют часть фактов, но оставляют без ответа другую их часть.

Группы нефтяных и  газовых месторождений, подобно  месторождениям ископаемого угля, образуют газонефтеносные бассейны. Они, как  правило, приурочены к прогибам земной коры, в которых залегают осадочные породы; в их составе имеются пласты хороших коллекторов.

В нашей стране давно  известен Каспийский нефтеносный бассейн, разработка которого началась в районе Баку. В 20-х годах был открыт Волго-Уральский бассейн, который назвали Вторым Баку. В 50-х годах был выявлен величайший в мире Западно-Сибирский бассейн нефти и газа. Крупные бассейны известны и в других районах страны — от берегов Ледовитого океана до пустынь Средней Азии. Они распространены как на материках, так и под дном морей. Нефть, например, добывается со дна Каспийского моря.

Россия занимает одно из первых мест в мире по запасам  нефти и газа. Большое преимущество этих полезных ископаемых — сравнительное  удобство их транспортировки. По трубопроводам нефть и газ поступают за тысячи километров на фабрики, заводы и электростанции, где используются как топливо, как сырье для производства бензина, керосина, масел и для химической промышленности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нефть и газ добывать проще и дешевле, чем уголь

Главная машина для добычи нефти и газа — буровой станок. Первые буровые станки, появившиеся сотни лет назад копировали рабочего с ломом. Только лом у этих первых станков был потяжелее и по форме напоминал скорее долото. Он так и назывался — буровое долото. Его подвешивали на канате, который то поднимали с помощью ворота, то опускали. Такие машины называются ударно-канатными. Их можно встретить кое-где и сейчас, но это уже прошлое техники: очень уж медленно пробивают они отверстие в камне, очень много расходуют энергии зря.

Гораздо быстрее и  выгоднее другой способ бурения —  роторный, при котором скважина высверливается. К ажурной металлической четырехногой вышке высотой с десятиэтажный  дом подвешена толстая стальная труба. Ее вращает специальное устройство — ротор. На нижнем конце трубы — бур. По мере того как скважина становится глубже, трубу удлиняют. Чтобы разрушенная порода не забила скважину, в нее насосом через трубу нагнетают глинистый раствор. Раствор промывает скважину, уносит из нее вверх по щели между трубой и стенами скважины разрушенную глину, песчаник, известняк. Одновременно плотная жидкость поддерживает стенки скважины, не давая им обрушиться. Но у роторного бурения есть свой недостаток. Чем глубже скважина, тем тяжелее работать двигателю ротора, и тем медленнее идет бурение. Ведь одно дело вращать трубу длиной 5—10 м, когда бурение скважины только начинается, и совсем другое — крутить колонну труб длиной 500 м. А что делать, если глубина скважины достигает 1 и более км?

В 1922 г. советские инженеры М. А. Капелюшников, С. М. Волох и Н. А. Корнев впервые в мире построили машину для бурения скважин, в которой не нужно было вращать буровые трубы. Изобретатели поместили двигатель не наверху, а внизу, в самой скважине — рядом с буровым инструментом. Теперь всю мощность двигатель расходовал только на вращение самого бура.

У этого станка и двигатель  был необыкновенный. Советские инженеры заставили ту самую воду, которая  раньше только вымывала из скважины разрушенную  породу, вращать бур. Теперь, прежде чем достигнуть дна скважины, глинистый раствор вращал маленькую турбину, прикрепленную к самому буровому инструменту.

Новый станок назвали  турбобуром, со временем его усовершенствовали, и теперь в скважину опускают несколько  турбин, насаженных на один вал. Понятно, что мощность такой “многотурбинной” машины во много раз больше и бурение идет во много раз быстрее.

Другая буровая машина — электробур, изобретенный инженерами А. П. Островским и Н. В. Александровым. Первые нефтяные скважины пробурили электробуром в 1940 г. У этой машины колонна труб тоже не вращается, работает только сам буровой инструмент. Но вращает его не водяная турбина, а электрический двигатель, помещенный в стальную рубашку — кожух, заполненный маслом. Масло все время находится под высоким давлением, поэтому окружающая вода не может проникнуть в двигатель. Чтобы мощный двигатель мог поместиться в узкой нефтяной скважине, пришлось делать его очень высоким, и двигатель получился похожим на столб: диаметр у него, как у блюдца, а высота — 6-7 м.

Бурение — основная работа при добыче нефти и газа. В отличие от угля или железной руды нефть и газ не нужно отделять от окружающего массива машинами или взрывчаткой, не нужно поднимать на поверхность земли конвейером или в вагонетках. Как только скважина достигла нефтеносного пласта, нефть, сжатая в недрах давлением газов и подземных вод, сама с силой устремляется вверх.

По мере того как нефть  изливается на поверхность, давление уменьшается, и оставшаяся в недрах нефть перестает  течь вверх. Тогда через специально пробуренные вокруг нефтяного месторождения скважины начинают нагнетать воду. Вода давит на нефть и выдавливает ее на поверхность по вновь ожившей скважине. А затем наступает время, когда только вода уже не может помочь. Тогда в нефтяную скважину опускают насос и начинают выкачивать из нее нефть.

Хранение и транспортировка

Транспортировка нефти  и газа на нефтеперерабатывающие  химические заводы и на электростанции очень удобна. По железным и автомобильным дорогам нефть перевозят в цистернах, а по морям и океанам—в нефтеналивных судах—танкерах. Но во многих случаях нефть и газ можно подавать на любые расстояния по трубам.

Нефтепроводы и газопроводы—магистрали из стальных труб, уложенных неглубоко в земле, — протянулись на десятки тысяч километров.

А вот хранить нефть  и газ сложнее, чем уголь и  руду.

Для хранения нефти и  получаемых из нее нефтепродуктов, например бензина, нужно строить  специальные металлические резервуары. Они похожи на гигантские консервные банки. Стенки нефтехранилищ окрашивают серебристой алюминиевой краской, хорошо отражающей солнечные лучи, чтобы нефть и нефтепродукты не нагревались. Для хранение газа необходимы герметичные, газонепроницаемые резервуары. Чтобы газ при хранении (и при перевозке через моря и океаны) занимал как можно меньше места, его сжижают, охлаждая до температуры — 160° С и ниже. Сжиженный газ хранят в резервуарах из прочных алюминиевых сплавов и специальной стали. Стенки делают двойные, а между стенками закладывают какой-нибудь материал, плохо проводящий тепло, чтобы газ не нагревался.

Но самые крупные  хранилища газа удобнее и дешевле  сооружать под землей. Стенками подземных  газохранилищ служат непроницаемые пласты горных пород. Чтобы эти породы не вываливались и не обрушивались, их бетонируют. Существует несколько способов хранения сжиженных газов под землей. В одних случаях хранилище представляет собой полость, горную выработку, расположенную довольно глубоко. В других случаях — яму, котлован, закрытый герметичной металлической крышкой, или, лучше сказать, крышей.

 

 

Переработка нефти и  газа

В начале нефть и продукты ее переработки (керосин) применяли  для освещения. Потом нефть и  мазут стали употреблять как топливо для паровых котлов (пароходных и паровозных), а также для получения смазочных материалов. С появлением двигателей внутреннего сгорания, в том числе дизелей, продукты переработки нефти — керосин, соляровое масло и более тяжелые масла стали широко применять как топливо. Это и вызвало быстрое развитие добычи и переработки нефти. Наиболее простой метод переработки нефти — прямая гонка. Этот метод заключается в перегонке нефти при нагревании в закрытых котлах или трубчатых печах. Сначала отгоняются наиболее легкокипящие погоны (бензин, лигроин), потом более тяжелый — керосин. Бензины состоят из углеводородов с 5—10 атомами углерода в молекуле, а керосиновые погоны—из углеводородов с 10—15 атомами углерода. После перегонки остается мазут — густая черная жидкость. Он употребляется как топливо или подвергается новой перегонке, чтобы выделить смазочные масла: легкие—соляровые, более тяжелые – веретенные и машинные и тяжелые — цилиндровые.

В начале нашего века произошли большие изменения в нефтепереработке. Быстрое распространение карбюраторных бензиновых двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием для автомобилей (а позже в авиации) потребовало очень много бензина. Это привело прежде всего к усовершенствованию нефтедобычи, так как при старом открытом способе много легкокипящих фракций(частей) испарялось на воздухе. Но этого было недостаточно. При прямой гонке получалось мало бензиновых фракций, и они не могли удовлетворить возрастающий спрос. Особенно ощущалась нехватка бензина в годы первой мировой войны. Тогда в промышленность был введен крекинг-процесс — разложение углеводородов нефти под влиянием высокой температуры. При нагревании до 500—600°С углеводородные цепочки разрываются и образуются осколки с меньшим числом атомов углерода в молекуле, т. е. повышается содержание легкокипящих фракций. Промышленное освоение крекинг-процесса сразу повысило ресурсы бензина. Однако качество бензинов термического крекинга было не всегда удовлетворительным. А высококачественный бензин был нужен авиации.