Нефть – это жидкое полезное ископаемое, состоящее из углеводородных соединений. Находится в порах и трещинах горной породы в ловушках между пластами непроницаемой глины. Глубина скважин колеблется от десятков метров до нескольких километров.
В зависимости от химического состава делится на несколько классов. Стандартом для образования цены служит нефть сортов WTI, Light Sweet и Brent (для рынков Европы и стран ОПЕК). Из легких сортов получают очищенное топливо, а тяжелые идут на изготовление гудрона, мазута и битума. Последние менее требовательны к содержанию примесей и удельному количеству темных тяжелых фракций.
Содержание статьи
- 1 Основные методы добычи нефти2 Механические методы3 Нефть на морском шельфе4 Добыча сланцевой нефти5 Добыча битуминозной нефти
Основные методы добычи нефти
Метод добычи нефти выбирается с учетом исходного давления в пласте и способов, необходимых для его поддержания. Основными методами являются фонтанный и механический. При выборе того или иного метода определяется экономическая целесообразность проекта.
Фонтанный метод добычи нефти включает в себя три последовательных этапа: первичный, вторичный и третичный.
Первичный: подъем нефти происходит под действием пластового давления (потенциальной энергии жидкости и газа, выделяющихся из нефти). Коэффициент извлечения нефти (КИН) достигает 4%.
Вторичный: для обеспечения необходимого количества энергии в пласты вводятся жидкие и газообразные агенты.
Третичный. Применяются способы для повышения нефтеотдачи. Наиболее распространенным из них является вытеснение нефти перегретым паром. Пар нагнетают с поверхности в пласты с низкой температурой. С повышением температуры вязкость нефти и ее плотность снижаются, что обеспечивает более легкий ее подъем на поверхность. КИН может достигать 60%.
Еще один метод – газлифт. В скважину закачивается газ, под давлением которого нефть выходит на поверхность. КИН может достигать 40%. При этом происходит обводнение нефти, что требует затрат на ее очистку.
Механические методы
Когда процесс фонтанирования завершен и давление в пласте не позволяет нефти выйти на поверхность, то для ее извлечения используются специальные насосы.
Сырую нефть качают с помощью насосов различной конструкции. После этого добытое сырье очищают от попутных газов и воды. Практически все компоненты при очищении поступают на дальнейшую переработку.
-
Штанговый глубинный насос. В скважину опускают трубы, внутри которых установлен цилиндр, всасывающий клапан и плунжер. Станок-качалка двигает своей головой вверх-вниз, приводя в движение штангу. Штанга при движении вверх увлекает за собой насос, а при движении вниз насос опускается, тем самым создается дополнительное давление.
Электроцентробежный насос. Работает напрямую от электричества. Внутри насоса крутятся рабочие колеса с прорезями и создают дополнительное давление. Центробежные насосы наиболее эффективно используются на старых месторождениях с большим содержанием воды в скважине.
Наибольшее распространение в России получили установки с центробежными электронасосами.
Нефть на морском шельфе
Выбор технологии добычи зависит от глубины скважины и ее удаленности от побережья. На небольших глубинах используют стационарные платформы. При глубине около 100 метров применяют плавучие платформы с опорами. На более глубоких участках работают полупогружные буровые установки. На экстремальных глубинах – буровые суда.
После окончания процесса бурения на дно устанавливается многотонная система, которая предотвращает утечку добываемого сырья в открытые воды. Подъем нефти на поверхность производится при помощи системы гибких шлангов.
Большая часть затрат приходится на монтаж и обслуживание морской буровой нефтяной платформы.
Добыча сланцевой нефти
Сланцевая нефть – это нефть из низкопроницаемых коллекторов, таких как сланцы, плотные песчаники, известняки, которые располагаются ниже, чем ловушки с обычной нефтью.
Основные способы добычи:
-
разделение извлеченной нефтеносной породы на фракции в специальных установках;
бурение горизонтальных скважин, в которые под давлением подается вода. В результате этого происходит гидроразрыв пласта. В нефтеносной породе образуются трещины, и выделяемый газ направляется вверх. Этот способ применяется при залегании нефтеносной породы на больших глубинах.
Методы добычи сланцевой нефти – более дорогостоящие, чем традиционные: механический и фонтанный. Экологическими последствиями этой технологии эксперты называют проседание грунта, вызывающее сейсмическую активность. Присутствует риск выброса метана и радиоактивных веществ при бурении, загрязнения грунтовых вод и почвы.
Добыча битуминозной нефти
Битуминозными породами считаются песчаники, в которых находится вязкая и тяжелая нефть.
Самый распространенный способ добычи битуминозной нефти – это обработка песчаной породы горячей водой непосредственно в карьерах. Это позволяет отделить нефть от песка.
Следующий способ – парогравитационный дренаж. Бурят парные горизонтальные скважины с разницей в 5 м и в них закачивают пар.
Применяют и «холодные» способы добычи, когда вместо пара в пласт битуминозной породы закачивают растворитель. Новейшей технологией стало применение в качестве растворителя подогретого природного газа (пропана).
Главный недостаток битумной нефти – большие затраты на ее добычу, в несколько раз превышающие затраты при добыче обычной нефти.
В разных странах стоимость добычи нефти существенно различается. На этот показатель влияют глубина залежей, климатические условия, уровень инфраструктуры, технологии добычи, экологические требования.