Gdzie można wydobyć olej. Jak wydobywa się ropa (metody) na świecie iw Rosji. Fontanna produkcji oleju: najtańsza i najłatwiejsza

Wysłanie osoby na eksplorację kosmosu jest znacznie łatwiejsze niż wydobycie ropy z wnętrzności ziemi. W kosmosie nie ma silnej presji, atmosfera naszej planety jest prawie jednorodna i w końcu dzisiaj, nawet przez zwykłą, każdy może zobaczyć, co dzieje się na niebie. Ale z ropą, która jest ukryta pod ziemią, sprawy są znacznie bardziej skomplikowane.

Wydobycie ropy naftowej w przeszłości było prostym procesem. W niektórych miejscach „czarne złoto” eksplodowało fontannami bezpośrednio na powierzchni ziemi i można je było natychmiast zebrać w pojemnikach. W dalszej części artykułu porozmawiamy jak powstaje olej, o tak podstawowych procesach jak przygotowanie do zabudowy, wiercenie studni i zarządzanie produkcją.

Rosnąca złożoność i technologia produkcji oleju

W starożytnym Egipcie rozpałkę balsamowano olejem, w starożytnych Indiach z ropy robiono bitum i asfalt, w Bizancjum, jak podają źródła historyczne, olej był już używany jako paliwo do prymitywnych miotaczy ognia instalowanych na statkach - proces ten nazywano „greckim ogniem”. .

Minęły lata, dekady, stulecia. Rezerwy ropy naftowej, zlokalizowane w dogodnych miejscach, wyczerpały się, a ludzkość pogrążyła się w fazie węglowodorowej, uzależniając całą światową gospodarkę od produkcji tak potrzebnego gazu i ropy.

Dlatego jeśli ktoś z Twojego otoczenia entuzjastycznie mówi o laptopach i iPhone'ach, możesz tylko ziewać i uśmiechać się sceptycznie, bo wyraźnie widać, że współczesna cywilizacja opiera się nie na gadżetach, ale na węglowodorach.

Nie bez powodu olej nazywa się „czarnym złotem” – to w 100% prawda. Olej jest podstawą paliwa do statków, samolotów, samochodów, a kotły ogrzewane są olejem opałowym i gazem.

Ludzie są wszędzie otoczeni plastikowymi przedmiotami, a nawet w apteczce każdy ma aspirynę, która jest syntetyzowana z oleju. Pół wieku temu człowiek nie miał innego wyboru, jak tylko nauczyć się wydobywać ropę z miejsc, które do niedawna uważano za praktycznie niedostępne dla komercyjnego rozwoju. Istotny wkład w rozwój „technologii kosmicznych” niezbędnych do produkcji ropy naftowej, co jest przyjemne do zrealizowania, wnieśli naukowcy i inżynierowie naszego kraju.

Gdzie ropa jest produkowana w Rosji — wiodąca firma Gazpromnieft-Chantos

W Rosji działa jużnopriobskoje należące do stale rozwijającego się przedsiębiorstwa naftowego Gazpromnieft-Chantos, jednej z głównych spółek zależnych produkcyjnych GazpromNiefti w Chanty-Mansyjskim Okręgu Autonomicznym-Jugra, działającego od 2005 roku.

Dziś przedsiębiorstwo zajmuje czołową pozycję wśród firm działających w Jugrze pod względem tempa wzrostu wydobycia ropy. Jeśli chcesz, każdy z was może zobaczyć ten wspaniały inżynierski cud!

Ile ropy pozostaje pod ziemią

Chcę od razu przekazać dobrą wiadomość - pod ziemią jest dużo ropy. Jeśli choć raz w życiu spróbowaliście pysznego ciasta warstwowego, nie będzie wam trudno wyobrazić sobie, jak nasza planeta „wygląda w środku”, a składa się z wielu warstw różnych skał.

A to podziemne „ciasto” ma warstwę roponośną zwaną formacją Bazhenov, obejmującą obszar miliona kilometrów kwadratowych, która znajduje się pod zachodnią Syberią.

Zawiera znaczną podaż ropy, która pozwala na światową konsumpcję przez okres od 15 do 30 lat.

Technologie produkcji ropy naftowej i ich brak efektywności ekonomicznej

A teraz trochę o smutku. Technologie dzisiejszej ludzkości nie są jeszcze wystarczająco zaawansowane, aby na pełną skalę i ekonomicznie efektywny rozwój formacji Bazhenov. W 2017 roku Gazprom Nieft otworzył centrum technologiczne Bazhen w Chanty-Mansyjsku, ale obecnie trwają prace nad metodami komercyjnego wydobycia ropy z grupy tych skał.

Pomimo tego, że pierwsze odwierty testowe zaczęły już funkcjonować, naukowcy Gazpromu Neft potrzebują jeszcze kilku lat, aby doprowadzić produkcję do komercyjnie opłacalnego poziomu 2,5-4 mln ton rocznie.

Jeśli nie zbudujemy dalekosiężnych planów, to w nadchodzących dziesięcioleciach istnieje uzasadniona nadzieja na wydobycie około 5% występujących tam węglowodorów dla pełnoprawnego i efektywnego ekonomicznie rozwoju formacji Bażenowa.

Jak pozyskuje się ropa na przykładzie Gazpromniefti-Chantos

Abyście mieli jasne pojęcie o trudnościach, opowiemy o tym, jak działa przedsiębiorstwo Gazpromnieft-Chantos, które obecnie produkuje rocznie około 15 mln ton ekwiwalentu ropy naftowej. Trzeba sobie wyobrazić cegły nasączone olejem, ukryte pod ziemią na głębokości 3 kilometrów. Cegły są sprasowane w cienką warstwę o wysokości 15-20 metrów, a inne skały otaczają ją od góry i od dołu niczym warstwy ciasta.

Aby uzyskać dostęp do tych cegieł, naftowcy urządzili miejsce wiercenia. Niezbędny punkt w okolicach Chanty-Mansyjska wyznaczają geolodzy, następnie w tym miejscu wylewa się z piasku ogromny obszar odizolowany od wody. Aby dać ci wizualną reprezentację wymiarów, są to w przybliżeniu dwa boiska piłkarskie.

Wokół terenu buduje się ławicę piasku, która odbywa się w sytuacjach awaryjnych, aby ropa nigdzie nie wyciekała. Na samym miejscu montowana jest monstrualna wiertnica, która jest wielopiętrowym budynkiem, który porusza się od studni do studni po szynach z ogłuszającym rykiem.

Rozpoczyna się wiercenie, a gdy wiertło wbija się głębiej w ziemię, odwiert jest wzmacniany rurami. Odbywa się to tak, aby studnia się nie zawaliła, a samo wiertło, jak wycior w gładkolufowej broni, swobodnie chodzi po pniu. Między skałą a rurami wolna przestrzeń jest „zatkana”, czyli wypełniona cementem. Oczywiście nie wszyscy rozumieją, jak wygląda samo wiertło.

To w większości przypadków efektownie wyglądający blank, wykonany z bardzo wytrzymałego materiału. Wiertarki dostarczają wodę do szybu, która wprawia wiertło w ruch obrotowy, a następnie wraca wzdłuż ścian szybu. Wiertło obrotowe pogłębia studnię dokładnie w kierunku, w którym jest skierowane z góry.

Wyobraźmy sobie, że grasz w bilard, ale uderzasz w metalowe kule, próbując wbić je w kieszenie nie kijem, ale strumieniem wody z pistoletu na wodę. Ale tutaj, wydobywając ropę, nie tylko nie widzisz kuli, ale także znajdujesz się w dużej odległości od niej, sięgając kilku kilometrów. Rosyjscy wiertnicy rozwiązują dziś w przybliżeniu podobne problemy.

Wywiercenie jednej studni zajmie kilka tygodni. Jak powiedzieliśmy powyżej, wiertnica jest na szynach. Po zakończeniu prac na kolejnym odwiercie wiertnica przesuwa się kilka metrów, aby wykonać następny odwiert, potem kolejny i kolejny, a proces trwa do momentu pojawienia się całego „krzaka” 12-18 odwiertów.

Wiercenie studni na pierwszym kilometrze odbywa się mniej więcej pionowo, ale w przyszłości płynnie skręcają w różnych kierunkach i praktycznie spływają do płaszczyzny poziomej, w wyniku czego uzyskuje się najbardziej prawdziwy podziemny krzak.

Dzięki tej technologii wiertniczej każda platforma zbiera ropę z podziemnej platformy o promieniu do 4 kilometrów.

Bez odpowiedniego porządku oczywiście wysokie technologie nie mogą funkcjonować. Wszystkie obiekty są dokładnie monitorowane, dzięki czemu są w idealnej czystości, wszystko jest dokładnie podpisane i oznakowane.

Ile zarabiają wiertacze i jakie są ich godziny pracy?

Wszyscy pracownicy noszą gogle i kaski, w tym przełożeni. Płaca dla zwykłych wiertarek odpowiednia wynosi około 200 tysięcy rubli miesięcznie. Po miesiącu pracy wiertacz odpoczywa przez miesiąc.

Ten tryb ma zarówno zalety, jak i wady. Wśród zalet są następujące:

• Jedzenie na wysokim poziomie. Jakość jak w restauracji;
• Wiertarki są dostarczane ze wszystkim, czego potrzebują, więc nie ma prawie żadnych kosztów. W rezultacie możesz przynieść do domu nienaruszoną pensję;
• W okresie oglądania jest to obserwowane Kodeks pracy. Pracownik zmianowy pracuje 12 godzin na zmianę, ma wszystkie gwarancje socjalne.

Są też minusy:

• Warunki pogodowe są dość surowe - jest tu bardzo zimno;
• Jeśli dana osoba ma rodzinę, taki „podarty” harmonogram miesiąc po miesiącu nie jest odpowiedni dla wszystkich.

Oczywiście dla młodego pracownika bez rodziny i dzieci taka praca jest idealna. Wysoka pensja i miesiąc odpoczynku przed kolejną zmianą pozwalają na dobrą zabawę i wyjazd.

Zagospodarowanie pola naftowego - przygotowanie i proces wiercenia

Porozmawiajmy jeszcze raz o tym, jak wydobywana jest ropa na etapie wiercenia studni. Wielu błędnie zakłada, że ​​gdy wiertło dotrze do formacji, można podłączyć rurę i wypompować olej. To nie jest prawda! Aby wywiercić jedną pionową studnię, firma musi wydać 35-45 milionów rubli. Teoretycznie mieszkaniec metropolii z dobry interes, może sprzedać nieruchomość położoną w centrum i wywiercić potężną rurę na swojej działce z wiejskim domem, ale nawet jeśli ma szczęście znaleźć choć trochę oleju we wnętrznościach ziemi, nie będzie w stanie „wyciągnij” go na powierzchnię.

Po raz kolejny skupmy się na tym, że olejek zawarty jest w dość gęstych warstwach. I przez wygląd wyglądają jak cegła lub piaskowiec nasączone olejem. Dlatego sam olejek do Ciebie nie spłynie. Na przykład przekłuwasz gruszkę szydłem - czy sok gruszkowy wypłynie z niej do szklanki? Oczywiście nie. Tak samo jest z olejem.

Geolodzy, aby uzyskać ropę, muszą wykonać iście jubilerską operację, którą nazywamy szczelinowaniem hydraulicznym. Jak to się stało?

Pod największym ciśnieniem do studni pompowana jest woda, która rozbija zbiornik, tworząc pęknięcia. Wbijany jest w nie piasek, co zapobiega cofaniu się pęknięć. Gazprom Nieft posiada wiodące technologie szczelinowania hydraulicznego. W 2016 roku na złożu Gazpromnieft-Chantos przeprowadzono rekordowe 30-stopniowe szczelinowanie hydrauliczne! Po nim spód (dolny koniec) studni stał się jak pędzel, którym myjemy naczynia.

Ale to nie koniec pracy! Aby olej podniósł się, musi być popychany od dołu przez ciśnienie wody. I tutaj geolodzy stają przed zadaniem wykonania dokładnych obliczeń wskazujących, do jakich studni należy wpompować, az których można już pobierać ropę idącą do wiertaczy. W miarę wypompowywania ropy zmienia się ciśnienie w zbiornikach, więc jest to ciągły proces: woda jest wtłaczana do niektórych studni, a pompy opuszczane na dno innych, które „wypychają” ropę na powierzchnię pod piekielnym ciśnieniem.

Potworna presja, jaka towarzyszy wydobyciu ropy, jest dobrym powodem, aby utrzymać porządek w miejscu pracy i płacić pracownikom wysokie pensje.

Dla jasnego zrozumienia, 200 atmosfer, skromnych pod względem parametrów oleju, wystarczy, aby nawet cienki strumień działał jak najostrzejszy skalpel. Potrafi pociąć na kawałki i drogi sprzęt oraz, nie daj Boże, nieudolnego pracownika.

Zwracamy uwagę, że większość sprzętu w terenie jest produkowana w kraju, z nietypowymi dla informatyka napisami cyrylicą i charakterystycznymi czarnymi tabliczkami znamionowymi.

Miło jest uświadomić sobie, że nasz kraj jest dziś liderem w rozwoju technologii naftowych.

Zbierzmy więc całą wykonaną pracę:

• Wywiercono studnie;
• wykonano kompleks szczelinowania hydraulicznego;
• stworzono złożony system naczyń komunikujących się pod wysokim ciśnieniem;
• szyby kopalniane zostały oczyszczone z obcych gruzu i piasku.

Zarządzanie produkcją ropy

Teraz ropa wypłynęła na powierzchnię, a do pracy włączyli się operatorzy. Kilka lat temu musieli okrążyć wszystkie studnie w kółko i zebrać próbki płynu formacyjnego do butelek. Próbki te są rodzajem koktajlu z ubitej ciemnej czekolady i pachną jak benzyna z każdej stacji benzynowej. Przekręcając zawór, operator wpompował do butelki spienioną mieszankę wody i oleju, a następnie za pomocą specjalnego urządzenia wysłał do studni falę dźwiękową. Dokonano tego w celu określenia aktualnej głębokości studni. Nawiasem mówiąc, do tej pory istnieje ciekawa tradycja dla początkujących operatorów. Po okresie próbnym władze pokrywają ich płynem ze zbiornika - jest to rytuał przejścia dla naftowców.

Dziś piaszczysty teren, który latem przypomina spaloną pustynię w krajach arabskich, nie musi być często odwiedzany, ponieważ studnie są wyposażone w czujniki. Dokonują wszystkich odczytów w czasie rzeczywistym, a następnie przesyłają je do centrum zarządzania.

Do tej pory automatyzacja ograniczałaby się do tego – nadal wygodniej jest sterować wszystkimi zaworami i urządzeniami z centrum sterowania niż biegać po studni, rozmawiając z operatorami przez radio. Jednak współczesne realia zachęcają firmy naftowe do ciągłego rozwoju, bo wydobycie ropy z roku na rok drożeje, ale efektywny popyt na „czarne złoto” nie rośnie tak szybko, jak by się tego chciało.

Aby eksploatować pole, trzeba mieć rentowność na poziomie 15%, ale mimo skromnie wyglądających danych, z roku na rok coraz trudniej jest do nich dotrzeć.

Teraz firmy naftowe tworzą cyfrowych bliźniaków dla pól. Wszystkie informacje przepływają do Centrum Kontroli Produkcji (MCC), które jest podobne w układzie do Centrum Kontroli Lotów Statków Kosmicznych. Nowoczesne komputery o dużej mocy symulują procesy podziemne za pomocą sieci neuronowych i przewidują, ile i jakiego rodzaju ropy każda pompa w każdym odwiercie powinna dostarczyć na powierzchnię oraz co należy zrobić, aby uzyskać maksymalny wynik.

Oczywiście każdy z nas może tylko z grubsza wyobrazić sobie, jakie procesy zachodzą pod ziemią podczas wydobycia ropy, jak poruszają się ciecze, jak działają pompy. Z kolei cyfrowy bliźniak modeluje wszystko niezwykle dokładnie, co minutę korygując trójwymiarowy obraz świeżymi odczytami czujnika. Zastosowanie tego systemu umożliwia maksymalne wydobycie z istniejącego pola. A jeśli np. ludzie bez sprzętu produkowaliby 6 mln ton rocznie, to sprzęt komputerowy pomaga niemal podwoić tę liczbę – to jest 10 mln ton!

Rejestrowanie studni — usuwanie wosku

Jest ważny niuans - olej w trzewiach ziemi ma temperaturę 100-120 stopni, a to wystarczy, aby pozostał płynny. Ale gdy jest unoszony na powierzchnię, zamarza, a gdy jego temperatura osiągnie 60 stopni, parafina, która jest jego częścią, zaczyna osadzać się na ścianach kopalni. Aby proces ten nie zakłócał produkcji oleju, do kopalni okresowo wrzucany jest specjalny okrągły nóż, który przesuwa się w górę iw dół i odcina parafinę ze ścian.

Ponadto w kopalni znajduje się ogromna liczba innych urządzeń, które wykonują określone zadanie lub przekazują ważne informacje nafciarzom. Na przykład „wycinka” jest regularnie przeprowadzana (słowo pochodzi z francuskiego Carotte – marchewka). Podczas tego procesu geofizycy opuszczają do odwiertu sondę, która wygląda jak marchewka, której zadaniem jest przeniesienie na powierzchnię szczegółowych informacji o skałach otaczających odwiert.

Zbiornik płynu i jego separacja

Płyn formacyjny, który, jak powiedzieliśmy powyżej, jest mieszaniną wody, oleju i po wypłynięciu na powierzchnię trafia rurami do małej przyczepy przypominającej pająka. W nim ciecz jest mierzona z różnych stron i przesyłana dalej do instalacji w celu wstępnego zrzutu wody z formacji.

Niech nie zmyli Cię słowo „wstępny”, bo oprócz odwiertów na polu naftowym działa prawdziwy zakład petrochemiczny. Jego głównym zadaniem jest przygotowanie oleju do podróży rurami. Abyś zrozumiał skalę tej rośliny, podajmy przykład. Eksploatacja pola Jużno-Priobskoje wymaga 96 MW energii elektrycznej - ta ilość wystarczy do zasilenia małego miasta.

W zakładzie płyn złożowy umieszczany jest w ogromnym separatorze, gdzie jest rozdzielany na trzy duże warstwy – połączone gazem, wodą i ropą.

Gaz towarzyszący dzieli się na dwa składniki - gaz ziemny i NGL (szeroka frakcja węglowodorowa). Gaz ziemny, będący mieszaniną etanu i metanu, jest wykorzystywany do ogrzewania i innych potrzeb domowych, w tym do wytwarzania własnej energii elektrycznej, co pozwala na znaczne oszczędności. NGL jest pompowany do rury i przewożony do zakładu w Tobolsku, gdzie wytwarzany jest również z niego propylen. Jeśli wcześniej gaz towarzyszący był po prostu spalany, to ostatnio państwo dokonało zmiany w przepisach podatkowych i teraz bardziej opłaca się przetwarzać gaz.

Woda jest zawracana z powrotem do studni i pompowana pod ziemię w celu zwiększenia ciśnienia w systemie.

Pozostały olej poddawany jest jeszcze większemu odwodnieniu, usuwane są z niego sole i oczyszczane z zanieczyszczeń mechanicznych, przez co może dojść do zatkania rury.

Laboratorium olejowe

Lokalne laboratorium codziennie pobiera setki próbek, aby sprawdzić jakość produktu, zarówno na wejściu, jak i na wyjściu. Laboratorium wyposażone jest nie tylko w sprzęt domowy, którego jest około połowy. Ale najważniejsze urządzenie - groźnie wyglądający statyw, umieszczony w brutalnej stalowej walizce - wyprodukował krajowy producent.

Wielu z was zdziwiłoby się, wiedząc, że koszt tego przenośnego urządzenia wynosi 2,5 miliona rubli. Ale gdyby został kupiony za granicą, cena mogłaby być dziesięciokrotnie wyższa.

Ekologia produkcji oleju

Wróćmy do rozmowy o wydobyciu ropy. Kiedy rozmawialiśmy o szczelinowaniu hydraulicznym, prawdopodobnie wyobrażałeś sobie postapokaliptyczny krajobraz przypominający sceny z amerykańskich filmów: martwe drzewa, wychudzone zwierzęta o dwóch głowach, popękaną martwą ziemię. Ale w rzeczywistości wszystko jest inne. Być może w naszym kraju wykonuje się szczelinowanie na większej głębokości lub stosuje się bardziej przyjazne dla środowiska chemikalia, co pozwala nam pozostawić powierzchnię ziemi w rejonie górniczym nienaruszoną. W pobliżu studni znajdują się stawy, w których pływają łabędzie. Jeśli przyjedziesz na wycieczkę, podczas odprawy bezpieczeństwa zostaniesz szczegółowo poinformowany, gdzie masz biec, jeśli rozlegnie się sygnał „niedźwiedź przyszedł”. Na boisku nie poczujesz charakterystycznego chemicznego zapachu.

Wiodąca pozycja Rosji w technologii wydobycia ropy naftowej

Czujesz się dumny, że pod względem kultury produkcji z pewnością posunęliśmy się daleko do przodu w ciągu ostatnich dwudziestu lat. A jeśli wcześniej poziom niemieckiego i japońskiego przemysłu wydawał nam się nieosiągalny, dziś nasz duży przedsiębiorstwa produkcyjne może śmiało pochwalić się odpowiedzialnością i dokładnością wizytówka. Co więcej, poziom ten został osiągnięty nie tylko w tak zaawansowanych technologicznie branżach jak petrochemia czy wydobycie ropy naftowej. Dziś Rosja ma pełne prawo nazywać się cywilizowanym krajem przemysłowym i może nauczyć wiele innych krajów posiadających złoża węglowodorów, jak wydobywać ropę w warunkach jej występowania w głębokich warstwach.

Wiele osób, jakby nawet dzisiaj, jest w gęstej przeszłości, myśląc, że wydobycie oleju jest tak proste, jak łuskanie gruszek. Znalazłem depozyt, obniżyłem "pompę" i pompę! W rzeczywistości jest inaczej, a produkcja ropy naftowej jest procesem bardzo zaawansowanym technologicznie, który być może można porównać do produkcji nowoczesnych mikroprocesorów. W rzeczywistości tylko kilka państw ma możliwość samodzielnego zagospodarowania złożonych złóż. Rosja jest właśnie takim państwem i słusznie możemy być z tego dumni.

Wydobycie ropy naftowej na morzu, wraz z rozwojem łupków i trudnych do wydobycia złóż węglowodorów, ostatecznie wyprze rozwój tradycyjnych złóż „czarnego złota” na lądzie ze względu na wyczerpywanie się tych ostatnich. Jednocześnie pozyskiwanie surowców na obszarach morskich odbywa się głównie przy użyciu drogich i pracochłonnych metod, przy czym zaangażowane są najbardziej złożone kompleksy techniczne – platformy wiertnicze

Specyfika wydobycia ropy naftowej na morzu

Zmniejszające się zasoby tradycyjnych lądowych pól naftowych zmusiły wiodące firmy w branży do poświęcenia energii na rozwój bogatych bloków morskich. Pronedra pisała wcześniej, że impuls do rozwoju tego segmentu produkcji nadano w latach siedemdziesiątych, po nałożeniu przez kraje OPEC embarga na ropę.

Według uzgodnionych szacunków ekspertów szacowane geologiczne zasoby ropy naftowej znajdujące się w warstwach osadowych mórz i oceanów sięgają 70% całkowitej światowej objętości i mogą sięgać setek miliardów ton. Około 60% tej ilości przypada na półki.

Do tej pory połowa z czterystu basenów naftowych i gazowych świata obejmuje nie tylko kontynenty na lądzie, ale także rozciąga się na szelfie. Obecnie w różnych strefach Oceanu Światowego zagospodarowanych jest około 350 pól. Wszystkie znajdują się w obszarach półek, a produkcja odbywa się z reguły na głębokości do 200 metrów.

Na obecnym etapie rozwoju technologii wydobycie ropy naftowej na morzu wiąże się z wysokimi kosztami i trudnościami technicznymi, a także szeregiem niekorzystnych czynników zewnętrznych. przeszkody dla efektywna praca na morzu często występuje wysoki wskaźnik sejsmiczności, góry lodowe, pola lodowe, tsunami, huragany i tornada, wieczna zmarzlina, silne prądy i duże głębokości.

Szybki rozwój wydobycia ropy naftowej na morzu hamują również wysokie koszty sprzętu i prac rozwojowych na polach. Wysokość kosztów operacyjnych wzrasta wraz ze wzrostem głębokości wydobycia, twardości i grubości skały, a także oddalenia pola od wybrzeża i złożoności topografii dna między strefą wydobycia a wybrzeżem, na którym układane są rurociągi. Poważne koszty wiążą się również z wdrożeniem środków zapobiegających wyciekom oleju.

Koszt samej platformy wiertniczej, zaprojektowanej do pracy na głębokości do 45 m, to 2 miliony dolarów, sprzęt zaprojektowany na głębokość do 320 metrów może kosztować nawet 30 milionów dolarów przy 113 milionach dolarów

Wysyłka wyprodukowanego oleju na tankowiec

Eksploatację mobilnej platformy wiertniczej na głębokości piętnastu metrów szacuje się na 16 tysięcy dolarów dziennie, 40 metrów – 21 tysięcy dolarów, platformy samobieżnej na głębokościach 30–180 metrów – 1,5–7 milionów dolarów, tylko w przypadkach gdzie mówimy o dużych rezerwach ropy.

Należy również wziąć pod uwagę, że koszt wydobycia ropy w różnych regionach będzie różny. Prace związane z odkryciem złoża w Zatoce Perskiej szacuje się na 4 miliony dolarów, na morzach Indonezji na 5 milionów, a na Morzu Północnym ceny rosną do 11 milionów dolarów za pozwolenie na zagospodarowanie terenu.

Rodzaje i rozmieszczenie platform wiertniczych

Wydobywając ropę naftową ze złóż Oceanu Światowego, spółki operacyjne z reguły korzystają ze specjalnych platform offshore. Te ostatnie to kompleksy inżynieryjne, za pomocą których prowadzone jest zarówno wiercenie, jak i bezpośrednie wydobycie surowców węglowodorowych spod dna morskiego. Pierwsza morska platforma wiertnicza została uruchomiona w amerykańskim stanie Luizjana w 1938 roku. Pierwsza na świecie platforma bezpośrednio przybrzeżna o nazwie „Oil Rocks” została uruchomiona w 1949 roku na azerbejdżańskim wybrzeżu Morza Kaspijskiego.

Główne typy platform:

• stacjonarny;
• swobodnie ustalone;
• półzanurzalne (poszukiwania, wiercenia i produkcja);
• wiertnice samonośne;
• z przedłużonymi podporami;
• pływające magazyny ropy naftowej.

Wiertnica pływająca z wysuwanymi nogami „Arctic”

Różne rodzaje platform można znaleźć zarówno w postaci czystej, jak i kombinowanej. Wybór takiego lub innego rodzaju platformy wiąże się z określonymi zadaniami i warunkami rozwoju złóż. Stosowanie różne rodzaje platformy w procesie stosowania głównych technologii produkcji offshore, rozważymy poniżej.

Strukturalnie platforma wiertnicza składa się z czterech elementów – kadłuba, systemu kotwiczącego, pokładu i platformy wiertniczej. Kadłub to trójkątny lub czworokątny ponton zamontowany na sześciu kolumnach. Konstrukcja utrzymuje się na powierzchni dzięki temu, że ponton jest wypełniony powietrzem. Na pokładzie znajdują się rury wiertnicze, dźwigi i lądowisko dla helikopterów. Wieża bezpośrednio obniża wiertło na dno morskie i podnosi je w razie potrzeby.

1 - wiertnica; 2 - lądowisko dla helikopterów; 3 - system kotwic; 4 - ciało; 5 - pokład

Kompleks jest utrzymywany w miejscu przez system kotwic, który obejmuje dziewięć wciągarek wzdłuż boków platformy i stalowe liny. Waga każdej kotwicy sięga 13 ton. Nowoczesne platformy są stabilizowane w danym punkcie nie tylko za pomocą kotew i pali, ale także za pomocą zaawansowanych technologii, w tym systemów pozycjonowania. Platformę można zacumować w tym samym miejscu przez kilka lat, niezależnie od panujących na morzu warunków atmosferycznych.

Wiertarka, którą sterują roboty podwodne, jest składana w sekcje. Długość jednej sekcji, składającej się z stalowe rury, wynosi 28 metrów. Wiertła produkowane są z dość szerokim zakresem możliwości. Na przykład wiertło platformy EVA-4000 może obejmować nawet trzysta sekcji, co pozwala zejść głębiej o 9,5 kilometra.

Platforma wiertnicza platformy wiertniczej

Budowa platform wiertniczych realizowana jest poprzez dostarczenie na obszar produkcyjny i zalanie podstawy konstrukcji. Już na otrzymanym „podstawie” zbudowane są pozostałe elementy. Pierwsze platformy wiertnicze powstały przez spawanie z profili i rur wież kratowych w formie ściętej piramidy, które zostały mocno przybite palami do dna morskiego. Na takich konstrukcjach zainstalowano sprzęt wiertniczy.

Budowa platformy wiertniczej Troll

Konieczność zagospodarowania złóż na północnych szerokościach geograficznych, gdzie wymagane są platformy odporne na lód, skłoniła inżynierów do opracowania projektu budowy fundamentów kasetonowych, które w rzeczywistości były sztucznymi wyspami. Keson wypełniony jest balastem, zwykle piaskiem. Swoim ciężarem fundament dociskany jest do dna morza.

Platforma stacjonarna „Prirazlomnaya” z podstawą kesonową

Stopniowy wzrost wielkości platform spowodował konieczność zrewidowania ich konstrukcji, dlatego programiści z Kerr-McGee (USA) stworzyli projekt pływającego obiektu w kształcie kamienia milowego nawigacji. Konstrukcja to cylinder, w dolnej części którego umieszczony jest balast. Dno butli jest przymocowane do dolnych kotew. Decyzja ta umożliwiła zbudowanie stosunkowo niezawodnych platform o prawdziwie cyklopowych wymiarach, przeznaczonych do pracy na bardzo dużych głębokościach.

Pływająca półzanurzalna wiertnica „Polyarnaya Zvezda”

Należy jednak zauważyć, że nie ma dużej różnicy między platformami wiertniczymi offshore i onshore bezpośrednio w procedurach wydobycia i transportu ropy naftowej. Na przykład główne elementy platformy wiertniczej typu stałego są identyczne z elementami platformy wiertniczej na lądzie.

Platformy wiertnicze offshore charakteryzują się przede wszystkim autonomią pracy. Aby osiągnąć tę jakość, zakłady są wyposażone w potężne generatory elektryczne i instalacje do odsalania wody. Uzupełnianie zapasów platform odbywa się za pomocą statków usługowych. Ponadto transport morski wykorzystywany jest również do przemieszczania konstrukcji na stanowiska pracy, w działaniach ratowniczych i przeciwpożarowych. Oczywiście transport otrzymanych surowców odbywa się za pomocą rurociągów, cystern lub pływających magazynów.

Technologia offshore

Na obecnym etapie rozwoju przemysłu, w niewielkiej odległości od miejsca wydobycia do wybrzeża, wiercone są studnie skośne. Jednocześnie czasami stosuje się zaawansowany rozwój - zdalne sterowanie procesami wiercenia odwiertu poziomego, które zapewnia wysoką dokładność sterowania i pozwala na wydawanie poleceń sprzętowi wiertniczemu na odległość kilku kilometrów.

Głębokości na granicy morskiej szelfu wynoszą zwykle około dwustu metrów, ale czasami sięgają nawet pół kilometra. W zależności od głębokości i odległości od wybrzeża do wiercenia i wydobycia ropy stosuje się różne technologie. Na płytkich obszarach budowane są ufortyfikowane fundamenty, rodzaj sztucznych wysp. Służą jako podstawa do instalacji sprzętu wiertniczego. W wielu przypadkach firmy operatorskie otaczają miejsce pracy zaporami, po czym woda jest wypompowywana z powstałego wykopu.

Jeśli odległość do wybrzeża wynosi setki kilometrów, to w tym przypadku zapada decyzja o budowie platformy wiertniczej. Pomosty stacjonarne, najprostsze w konstrukcji, mogą być stosowane tylko na głębokości kilkudziesięciu metrów, płytka woda umożliwia mocowanie konstrukcji za pomocą bloczków betonowych lub pali.

Platforma stacjonarna LSP-1

Na głębokości około 80 metrów stosowane są pływające platformy z podporami. Firmy na głębszych obszarach (do 200 metrów), gdzie mocowanie platformy jest problematyczne, korzystają z półzanurzalnych platform wiertniczych. Utrzymywanie takich kompleksów na miejscu odbywa się za pomocą systemu pozycjonowania składającego się z podwodnych systemów napędowych i kotwic. Jeśli mówimy o super dużych głębokościach, to w tym przypadku chodzi o statki wiertnicze.

Statek wiertniczy Maersk Valiant

Studnie wyposażone są zarówno w metody pojedyncze, jak i klastrowe. Od niedawna zaczęto stosować mobilne podstawy wiertnicze. Bezpośrednie wiercenie w morzu odbywa się za pomocą pionów - kolumn rur o dużej średnicy, które opadają na dno. Po zakończeniu wiercenia na dnie montowana jest wielotonowa głowica przeciwerupcyjna oraz armatura głowicy odwiertu, co pozwala uniknąć wycieku oleju z nowego odwiertu. Uruchamiany jest również sprzęt do monitorowania stanu odwiertu. Po rozpoczęciu produkcji ropa tłoczona jest na powierzchnię elastycznymi rurociągami.

Zastosowanie różnych morskich systemów produkcyjnych: 1 - odwierty nachylone; 2 - platformy stacjonarne; 3 - platformy pływające z podporami; 4 - platformy półzanurzalne; 5 - statki wiertnicze

Złożoność i wysoka technologia procesów rozwoju offshore są oczywiste, nawet bez wchodzenia w szczegóły techniczne. Czy warto rozwijać ten segment produkcji, biorąc pod uwagę znaczne trudności z tym związane? Odpowiedź jest jednoznaczna – tak. Pomimo przeszkód w rozwoju bloków offshore i wysokich kosztów w porównaniu z pracami na lądzie, jednak ropa produkowana na wodach Oceanu Światowego jest poszukiwana w warunkach utrzymującej się przewagi popytu nad podażą.

Przypomnijmy, że Rosja i kraje azjatyckie planują aktywnie zwiększać moce produkcyjne na morzu. Takie stanowisko można śmiało uznać za praktyczne – w miarę wyczerpywania się zasobów „czarnego złota” na lądzie praca na morzu stanie się jednym z głównych sposobów pozyskiwania surowców naftowych. Nawet biorąc pod uwagę problemy technologiczne, koszt i pracochłonność wydobycia na morzu, pozyskiwana w ten sposób ropa nie tylko stała się konkurencyjna, ale od dawna i mocno zajmuje swoją niszę na rynku przemysłowym.

W uroczym magazynie vl_ad_le_na Przeczytałem świetny post o produkcji ropy. Publikuję za zgodą autora.

Co to jest olej?
Olej jest mieszaniną ciekłych węglowodorów: parafin, aromatów i innych. W rzeczywistości olej nie zawsze jest czarny - może być też zielony (dewonski, kiedyś go miałem w słoiku, przepraszam, wyrzuciłem), brązowy (najczęściej) a nawet biały (przezroczysty, wydaje się być znalezione na Kaukazie).

Olej dzieli się pod względem jakości na kilka klas w zależności od składu chemicznego – odpowiednio zmienia się jego cena. Towarzyszący gaz bardzo często rozpuszcza się w oleju, który płonie tak jasno w rozbłyskach.

Gaz można rozpuścić od 1 do 400 metrów sześciennych w metrze sześciennym oleju. To jest dofiga. Sam gaz składa się głównie z metanu, ale ze względu na trudność jego przygotowania (musi być wysuszony, oczyszczony i doprowadzony do liczby Wobbego GOST - tak, aby była ściśle określona kaloryczność), gaz towarzyszący jest bardzo rzadko wykorzystywany do celów domowych . Z grubsza mówiąc, jeśli gaz z pola zostanie wprowadzony do mieszkania w kuchence gazowej, konsekwencje mogą być od sadzy na suficie do śmiertelnie uszkodzonej kuchenki i zatrucia (na przykład siarkowodór).

O tak. Innym powiązanym błotem w oleju jest rozpuszczony siarkowodór (ponieważ olej jest materią organiczną). Jest wysoce toksyczny i silnie żrący. Nakłada to własne trudności na produkcję ropy. Do produkcji oleju. Profesjonalizm, którego ja notabene nie stosuję.

Skąd wziął się olej?
Istnieją na ten temat dwie teorie (więcej szczegółów -). Jeden jest nieorganiczny. Zostało to po raz pierwszy stwierdzone przez Mendelejewa i polega na tym, że woda przepływała obok gorących węglików metali i w ten sposób powstały węglowodory. Druga to teoria organiczna. Uważa się, że olej „dojrzewał” z reguły w warunkach morskich i lagunowych, rozkładając organiczne szczątki zwierząt i roślin (muły) w określonych warunkach termobarycznych (wysokie ciśnienie i temperatura). W zasadzie badania potwierdzają tę teorię.

Dlaczego potrzebna jest geologia?
Warto chyba wspomnieć o budowie naszej Ziemi. Moim zdaniem na zdjęciu wszystko jest piękne i wyraźne.

Tak więc geolodzy naftowi zajmują się tylko skorupą ziemską. Składa się z podłoża krystalicznego (ropa występuje tam bardzo rzadko, ponieważ są to skały magmowe i metamorficzne) oraz pokrywy osadowej. Pokrywa osadowa składa się ze skał osadowych, ale nie będę zagłębiać się w geologię. Powiem tylko, że głębiny szyby naftowe zwykle około 500 - 3500 m. To na tej głębokości zalega ropa. Powyżej jest zwykle tylko woda, poniżej krystaliczny podkład. Im głębsza skała, tym wcześniej została osadzona, co jest logiczne.

Gdzie znajduje się olej?
Wbrew powszechnym mitom o podziemnych „jeziorach ropy” ropa jest w pułapkach. W uproszczeniu pułapki w przekroju pionowym wyglądają tak (woda jest odwiecznym towarzyszem ropy):

(Zagięcie, zakrzywione „z powrotem” w górę, nazywa się antykliną. A jeśli wygląda jak miska - to jest synklina, olej nie pozostaje w nierównych).
Lub tak:

W planie mogą być okrągłe lub owalne elewacje. Wymiary - od setek metrów do setek kilometrów. Jedna lub więcej z tych pułapek, znajdujących się w pobliżu, to pole naftowe.

Ponieważ olej jest lżejszy od wody, unosi się. Aby jednak olej nie wyciekał nigdzie indziej (w prawo, w lewo, w górę lub w dół), zbiornik z nim musi być ograniczony kamienną oponą od góry i od dołu. Zwykle są to glinki, gęste węglany lub sole.

Skąd pochodzą krzywe wewnątrz skorupy ziemskiej? W końcu skały osadzają się poziomo czy prawie poziomo? (jeśli są odkładane w grupach, to zazwyczaj te grupy są szybko niwelowane przez wiatr i wodę). A zakręty - podniesienia, obniżenia - powstają w wyniku tektoniki. Czy widziałeś słowa „turbulentna konwekcja” na obrazku z rozcięciem Ziemi? Ta konwekcja przesuwa płyty litosfery, co prowadzi do powstawania pęknięć w płytach, a w konsekwencji przemieszczeń bloków między pęknięciami i zmian w strukturze wewnętrznej Ziemi.

Jak odkłada się olej?
Ropa sama w sobie nie kłamie, jak już wspomniano, nie ma jezior naftowych. Ropa znajduje się w skale, a mianowicie w jej pustkach - porach i pęknięciach:

Skały charakteryzują się takimi właściwościami jak: porowatość to ułamek objętości pustych przestrzeni w skale - i przepuszczalność- zdolność skały do ​​przechodzenia przez ciecz lub gaz. Na przykład zwykły piasek charakteryzuje się bardzo wysoką przepuszczalnością. Beton jest znacznie gorszy. Ale ośmielam się zapewnić, że skała leżąca na głębokości 2000 m przy wysokim ciśnieniu i temperaturze jest znacznie bliższa właściwościom betonu niż piasku. Poczułem. Jednak stamtąd wydobywana jest ropa.
To jest rdzeń - wywiercony kawałek skały. Gęsty piaskowiec. Głębokość 1800 m. Nie ma w niej oleju.

Kolejny ważny dodatek - natura nie toleruje pustki. Prawie wszystkie skały porowate i przepuszczalne są z reguły nasycone wodą; mają wodę w porach. Słony, ponieważ przepływał przez wiele minerałów. I logiczne jest, że niektóre z tych minerałów są unoszone razem z wodą w postaci rozpuszczonej, a następnie, gdy zmieniają się warunki termobaryczne, wypada ona w tych samych porach. W ten sposób ziarna skały są utrzymywane razem przez sole, a proces ten nazywa się cementacją. Dlatego w zasadzie studnie nie kruszą się od razu podczas wiercenia – ponieważ skały są cementowane.

Jak znajduje się olej?
Zwykle po pierwsze, zgodnie z badaniami sejsmicznymi: drgania uruchamiane są na powierzchni (np. wybuchem), a odbiorniki mierzą czas ich powrotu.

Ponadto, zgodnie z czasem powrotu fali, głębokość jednego lub drugiego horyzontu jest obliczana w różnych punktach na powierzchni i budowane są mapy. Jeśli na mapie zostanie wykryte wypiętrzenie (=pułapka antykliniczna), sprawdzane jest, czy nie ma ropy, wiercąc studnię. Nie wszystkie pułapki zawierają olej.

Jak wiercone są studnie?
Studnia to pionowa kopalnia pracująca na długości wielokrotnie większej niż jej szerokość.
Dwa fakty dotyczące studni: 1. Są głębokie. 2. Są wąskie. Średnia średnica studni przy wejściu do zbiornika wynosi około 0,2-0,3 m. Oznacza to, że osoba nie przeczołga się tam jednoznacznie. Średnia głębokość - jak już wspomniano, 500-3500 m.
Wiercenie studni z platform wiertniczych. Jest takie narzędzie do szlifowania skały jak dłuto. Uwaga, nie wiertło. I jest zupełnie inny od tego samego urządzenia w kształcie śruby z Teenage Mutant Ninja Turtles.

Wiertło zawieszone jest na rurach wiertniczych i obraca się - dociskane jest do dna studni ciężarem tych samych rur. Istnieją różne zasady wprawiania świdra w ruch, ale zwykle cały ciąg rur wiertniczych obraca się tak, że świder obraca się i miażdży skałę zębami. Również płyn wiertniczy jest stale wpompowywany do studni (wewnątrz rury wiertniczej) i wypompowywany (pomiędzy ścianą studni a ścianą zewnętrzną rury) w celu schłodzenia całej konstrukcji i odprowadzenia ze sobą cząstek tłucznia skalnego.
Do czego służy wieża? Aby zawiesić na nim te właśnie rury wiertnicze (wszak w procesie wiercenia górny koniec sznurka jest opuszczany i trzeba do niego przykręcić nowe rury) oraz podnieść sznurek do wymiany wiertła. Wiercenie jednej studni zajmuje około miesiąca. Czasami używa się specjalnego świdra pierścieniowego, który podczas wiercenia pozostawia centralną kolumnę skalną - rdzeń. Rdzeń jest pobierany do badania właściwości skał, chociaż jest to kosztowne. Studnie są również nachylone i poziome.

Jak dowiedzieć się, gdzie leży jaka warstwa?
Człowiek nie może zejść do studni. Ale musimy wiedzieć, co tam wierciliśmy, prawda? Kiedy studnia jest wiercona, sondy geofizyczne są do niej opuszczane na kablu. Sondy te działają na zupełnie innych fizycznych zasadach działania - samopolaryzacja, indukcja, pomiar rezystancji, promieniowanie gamma, promieniowanie neutronowe, pomiar średnicy odwiertu itp. Wszystkie krzywe są zapisywane do plików, okazuje się, że taki koszmar:

Teraz geofizycy pracują. Znając fizyczne właściwości każdej skały, rozróżniają warstwy według litologii - piaskowce, węglany, iły - i dokonują podziału przekroju według stratygrafii (tj. do jakiej epoki i czasu należy warstwa). Myślę, że wszyscy słyszeli o Jurassic Park:

W rzeczywistości istnieje znacznie bardziej szczegółowy podział sekcji na etapy, horyzonty, członków itp. Ale teraz nas to nie obchodzi. Ważne jest, aby złoża ropy naftowej (formacje zdolne do uwalniania ropy) były dwojakiego rodzaju: węglanowe (wapienie, np. kreda) i terygeniczne (piasek, tylko zacementowany). Węglany to CaCO3. Terygeniczny - SiO2. To jest niegrzeczne. Nie można powiedzieć, co jest lepsze, wszystkie są różne.

Jak jest dobrze przygotowany do pracy?
Po wywierceniu studni jest obmurowywany. Oznacza to, że opuszczany jest długi ciąg stalowych rur osłonowych (prawie jak studnia o średnicy), a następnie w przestrzeń między ścianą studni a zewnętrzną ścianą rury wpompowywana jest zwykła zaprawa cementowa. Odbywa się to po to, aby studnia się nie kruszyła (w końcu nie wszystkie skały są dobrze zacementowane). W kontekście studni wygląda teraz tak:

Ale formację, której potrzebowaliśmy, zamknęliśmy sznurem okładzinowym i cementem! Dlatego też perforację kolumny wykonuje się naprzeciw formacji (i jak dowiedzieć się, gdzie jest pożądana formacja? Geofizyka!). Ponownie po linie opada perforator z osadzonymi w nim ładunkami wybuchowymi. Tam ładunki są wyzwalane i tworzą się otwory i kanały perforacyjne. Teraz nie martwimy się wodą z sąsiednich warstw - przedziurawiliśmy studnię naprzeciwko tej, której potrzebowaliśmy.

Jak powstaje ropa?
Myślę, że najciekawsza część. Olej jest znacznie bardziej lepki niż woda. Myślę, że taka lepkość jest intuicyjnie zrozumiała. Na przykład niektóre bitumy naftowe mają lepkość podobną do masła.
Pójdę z drugiego końca. Płyny w formacji znajdują się pod ciśnieniem - nakładające się na nie warstwy skalne napierają na nie. A kiedy wiercimy studnię, nic nie naciska z boku studni. Oznacza to, że w obszarze studni ciśnienie jest zmniejszone. Powstaje spadek ciśnienia, zwany depresją, i to właśnie ciśnienie powoduje, że ropa zaczyna płynąć w kierunku odwiertu i pojawia się w nim.
Aby opisać przepływ ropy, istnieją dwa proste równania, które powinni znać wszyscy nafciarze.
Równanie Darcy'ego dla przepływu prostoliniowego:

Równanie Dupuisa dla przepływu płasko-promieniowego (tylko w przypadku dopływu płynu do studni):

W rzeczywistości stoimy na nich. Nie warto zagłębiać się w fizykę i pisać równania dopływu niestacjonarnego.
Z technicznego punktu widzenia najpopularniejsze są trzy metody wydobycia ropy.
Fontanna. To wtedy ciśnienie w zbiorniku jest bardzo wysokie, a ropa nie tylko dostaje się do odwiertu, ale również unosi się do samego szczytu i przelewa się (no cóż, tak naprawdę nie przelewa się, ale głębiej w rurze).
Pompy SHGN (pompa tłokowa) i ESP (elektryczna pompa odśrodkowa). Pierwszy przypadek to zwykła maszyna do bujania.

Drugi w ogóle nie jest widoczny:

Zauważ, że nie ma wież. Wieża jest potrzebna tylko do opuszczania / podnoszenia rur w studni, ale nie do produkcji.
Istota działania pomp jest prosta: wytworzenie dodatkowego ciśnienia, aby płyn wchodzący do studni mógł wznieść się przez studnię na powierzchnię ziemi.
Warto pamiętać o zwykłej szklance wody. Jak z niego pijemy? Przechylamy się, prawda? Ale studni nie można przechylić. Ale możesz włożyć słomkę do szklanki wody i wypić przez nią, wciągając płyn do ust. Tak działa studnia: jej ściany są ściankami szkła, a zamiast rurki do studni wpuszczany jest sznur rurek (tubingów). Olej unosi się w rurach.

W przypadku SRP zespół pompujący porusza swoją „głową” odpowiednio w górę i w dół, wprawiając pręt w ruch. Podczas ruchu w górę wysięgnik ciągnie za sobą pompę (otwiera się dolny zawór), a podczas ruchu w dół pompa obniża się (otwiera się górny zawór). Stopniowo więc płyn podnosi się.
ESP działa bezpośrednio z prądu (oczywiście z silnikiem). Koła (poziome) kręcą się wewnątrz pompy, mają szczeliny, dzięki czemu olej unosi się do góry.

Muszę dodać, że otwarty wytrysk ropy, który lubią pokazywać na karykaturach, to nie tylko sytuacja awaryjna, ale także katastrofa ekologiczna i miliony grzywien.

Co zrobić, gdy olej jest słabo produkowany?
Z biegiem czasu ropa przestaje być wyciskana ze skały pod ciężarem nałożonych na nią warstw. Następnie uruchamiany jest system RPM - utrzymywanie ciśnienia w zbiorniku. Drążone są studnie iniekcyjne i wtłaczana jest do nich woda pod wysokim ciśnieniem. Naturalnie woda zatłaczana lub formacyjna prędzej czy później dostanie się do odwiertów produkcyjnych i uniesie się wraz z ropą.
Należy również zauważyć, że im większy udział oleju w przepływie, tym szybciej płynie i odwrotnie. Dlatego im więcej wody przepływa z olejem, tym trudniej olejowi wydostać się z porów do studni. Poniżej przedstawiono zależność proporcji przepuszczalności oleju od proporcji wody w przepływie i nazwano krzywymi względnej przepuszczalności faz. To także bardzo potrzebna koncepcja dla nafciarza.

Jeżeli strefa formacji dennej jest zanieczyszczona (drobnymi cząstkami skalnymi unoszonymi z olejem lub wypadły stałe parafiny), to przeprowadza się zabiegi kwasowe (studnia zostaje zatrzymana i wpompowana jest do niej niewielka ilość kwasu solnego) - to proces jest dobry dla formacji węglanowych, ponieważ rozpuszczają się. A dla terygenicznych (piaskowców) kwas nie obchodzi. W związku z tym przeprowadza się w nich szczelinowanie hydrauliczne – żel jest wpompowywany do odwiertu pod bardzo wysokim ciśnieniem, dzięki czemu formacja zaczyna pękać w okolicy odwiertu, po czym pompowana jest podsadzka (kulki ceramiczne lub gruboziarnisty piasek, aby szczelina nie pękła). blisko). Potem studnia zaczyna działać znacznie lepiej, ponieważ znikają przeszkody w przepływie.

Co dzieje się z olejem po jego wyprodukowaniu?
Najpierw ropa unosi się na powierzchnię ziemi rurą, która wychodzi z każdej studni. 10-15 pobliskich studni jest połączonych tymi rurami z jednym urządzeniem pomiarowym, w którym mierzy się ilość produkowanej ropy. Następnie olej jest wysyłany do przygotowania zgodnie ze standardami GOST: usuwa się z niego sole, wodę, zanieczyszczenia mechaniczne (drobne cząstki skały), w razie potrzeby siarkowodór, a także olej są całkowicie odgazowane, do ciśnienia atmosferycznego (pamiętasz, że olej może zawierać gaz dofiga?). Olej do sprzedaży trafia do rafinerii. Ale elektrownia może być daleko i wtedy do gry wkracza firma Transnieft – główne rurociągi dla gotowej ropy (w przeciwieństwie do rurociągów polowych dla ropy z wodą). Rurociągiem ropa jest pompowana przez dokładnie te same elektrofiltry, układane tylko po ich stronie. Wirniki obracają się w nich w ten sam sposób.
Woda oddzielona od ropy jest pompowana z powrotem do zbiornika, gaz jest spalany lub trafia do zakładu przetwarzania gazu. A ropa jest albo sprzedawana (za granicą rurociągami lub tankowcami), albo trafia do rafinerii ropy naftowej, gdzie jest destylowana przez ogrzewanie: frakcje lekkie (benzyna, nafta, benzyna) są wykorzystywane jako paliwo, ciężkie frakcje woskowe są wykorzystywane jako surowce do tworzywa sztuczne itp. oraz najcięższe oleje opałowe o temperaturze wrzenia powyżej 300 stopni zwykle służą jako paliwo do kotłów.

Jak to wszystko jest regulowane?
Istnieją dwa główne dokumenty projektowe dotyczące wydobycia ropy: projekt obliczenia rezerwy (tam uzasadnia się, że w złożu jest tylko tyle ropy, a nie więcej i nie mniej) oraz projekt zagospodarowania (tu opisano historię złoża i udowodniono, że konieczne jest rozwijanie go w ten sposób, a nie inaczej).
Aby obliczyć rezerwy, budowane są modele geologiczne, a dla projektu zagospodarowania - hydrodynamiczne (tam oblicza się, jak pole będzie działać w takim czy innym trybie).

Ile to wszystko kosztuje?
Muszę od razu powiedzieć, że wszystkie ceny są z reguły poufne. Ale mogę z grubsza powiedzieć: studnia w Samarze kosztuje 30-100 milionów rubli. w zależności od głębokości. Tona rynkowej (nieprzetworzonej) ropy kosztuje inaczej. Kiedy policzyłem pierwszy dyplom podali wartość około 3000 zł, kiedy drugi - około 6000 zł różnica czasu to rok, ale to może nie są prawdziwe wartości. Teraz nie wiem. Podatki wynoszą co najmniej 40% zysków plus podatek od nieruchomości (w zależności od wartości księgowej nieruchomości) plus podatek od wydobycia kopalin. Dodajmy do tego pieniądze potrzebne na pensje pracowników, elektryczność, naprawę studni i zagospodarowanie pól – budowę rurociągów i sprzętu do zbierania i przetwarzania ropy. Bardzo często ekonomia projektów rozwojowych idzie na minus, więc trzeba wymyślić, żeby pracować na plusie.
Dodam jeszcze takie zjawisko jak dyskontowanie - tona ropy wyprodukowana w Następny rok, jest mniej wartościowy niż tona wyprodukowanej w nim oliwy. Dlatego musimy zintensyfikować wydobycie ropy (co też kosztuje).

Tak więc podsumowałem to, co studiowałem przez 6 lat. Cały proces, od pojawienia się ropy w złożu, poszukiwań, odwiertów, wydobycia, przerobu i transportu po sprzedaż - widzisz, że wymaga to specjalistów o zupełnie innych profilach. Mam nadzieję, że chociaż ktoś przeczytał ten długi post – a ja oczyściłem sumienie i rozwiałem przynajmniej kilka mitów dotyczących oleju.

Rosja ma dziś około 13% badał pola naftowe na świecie. Głównym źródłem zasilenia budżetu państwa naszego kraju są odliczenia od wyników przemysłu naftowego i gazowniczego.

Warstwy olejonośne znajdują się z reguły głęboko we wnętrzu ziemi. Akumulacja mas ropy naftowej na polach następuje w skałach o strukturze porowatej, otoczonych gęstszymi warstwami. Przykładem naturalnego zbiornika jest kopulasta warstwa piaskowca, zablokowana ze wszystkich stron warstwami gęstej gliny.

Nie każde eksplorowane złoże staje się przedmiotem rozwoju przemysłowego i produkcji. Decyzje w każdym przypadku podejmowane są wyłącznie na podstawie rzetelnego uzasadnienia biznesowego.

Główny wskaźnik depozytu- współczynnik odzysku ropy, stosunek objętości ropy pod ziemią do objętości, którą można uzyskać do przerobu. Pole odpowiednie do zagospodarowania to pole o przewidywanym współczynniku wydobycia ropy 30% i wyżej. Wraz z doskonaleniem technologii produkcji w terenie wskaźnik ten jest sprowadzany do: 45% i więcej.

Podziemne magazyny zawsze zawierają jednocześnie ropę naftową, gaz ziemny i wodę pod ogromnym ciśnieniem warstw skorupy ziemskiej. Parametr ciśnienia ma decydujący wpływ na wybór metody i technologii produkcji.

Metody odzyskiwania ropy

Sposób wydobycia ropy zależy od wielkości ciśnienia w zbiorniku i sposobu jego utrzymywania. Można wyróżnić trzy metody:

1. Podstawowa– ropa wypływa z odwiertu dzięki wysokiemu ciśnieniu w złożu ropy i nie wymaga tworzenia dodatkowego sztucznego wzrostu ciśnienia, współczynnik odzysku ropy wynosi 5-15%;
2. Wtórny- gdy naturalne ciśnienie w odwiercie spada, a wydobycie ropy nie jest możliwe bez dodatkowego wzrostu ciśnienia z powodu wtłaczania do złoża wody lub gazu ziemnego / towarzyszącego, współczynnik odzysku ropy wynosi 35-45%;
3. Trzeciorzędowy- wzrost wydobycia ropy ze złoża po zmniejszeniu jej wydobycia metodami wtórnymi, współczynnik wydobycia ropy wynosi 40 - 60%.

gaz syntezowy

Klasyfikacja metod wydobywczych

Zgodnie z zasadą fizycznego oddziaływania na płynny olej, obecnie istnieją tylko dwie główne metody produkcji: płynna i zmechanizowana.

Z kolei zmechanizowany można przypisać metody podnoszenia gazu i pompy,.
Jeżeli ropa z jelit jest wyciskana do gruntu tylko pod wpływem energii naturalnej formacji ropnej, wówczas metodę wydobycia nazywamy fontanną.

Ale zawsze nadchodzi moment, kiedy zapasy energii zbiornika wyczerpują się, a studnia przestaje płynąć. Następnie podniesienie odbywa się za pomocą dodatkowego sprzętu energetycznego. Ta metoda ekstrakcji jest zmechanizowana.

Zmechanizowany sposób się dzieje podnośnik gazowy i pompowanie. Z kolei winda gazowa można przeprowadzić kompresor i bez kompresora metoda.

Metoda pompowania realizowana jest poprzez zastosowanie potężnych pomp głębinowych: prętowych, zatapialnych odśrodkowych elektrycznych.
Rozważmy bardziej szczegółowo każdą metodę osobno.

Fontanna produkcji oleju: najtańsza i najłatwiejsza

Zagospodarowanie nowych złóż zawsze odbywa się metodą przepływową. To najprostsza, najbardziej wydajna i najtańsza metoda. Nie wymaga dodatkowych zasobów energetycznych i skomplikowanego sprzętu, ponieważ proces podnoszenia produktu na powierzchnię następuje pod wpływem nadciśnienia w samym złożu oleju.

Główne zalety

Główne zalety metody fontannowej:

• Najprostszy sprzęt do studni;
• Minimalny koszt energii elektrycznej;
• Elastyczność w zarządzaniu procesami pompowania, aż do możliwości kompletności
  zatrzymuje się;
• Możliwość zdalnego sterowania procesami;
• Długi intertechnologiczny interwał pracy sprzętu;

Aby móc obsługiwać nową studnię, trzeba mieć nad nią pełną kontrolę. Oswajanie fontanny odbywa się poprzez zainstalowanie specjalnych zaworów odcinających, które następnie pozwalają kontrolować przepływ, kontrolować tryby pracy, wykonać pełne uszczelnienie i, jeśli to konieczne, konserwację.
Wyposażenie studni rury do podnoszenia o różnych średnicach, w zależności od szacowanej szybkości produkcji i ciśnienia in situ.

Przy dużych wolumenach produkcji i dobrym ciśnieniu stosuje się rury o dużej średnicy. Krawędziowe studnie dla długotrwałego zachowania procesu płynięcia i obniżenia kosztów produkcji są wyposażone w rury podnoszące o małej średnicy.

Przy okazji przeczytaj też ten artykuł: Cechy przerobu oleju ciężkiego

Po zakończeniu procesu przepływu przy studni stosuje się sztuczne metody podnoszenia.

Metoda gazociągu do produkcji ropy naftowej

Podnośnik gazowy jest jedną ze zmechanizowanych metod wydobycia ropy naftowej i logiczną kontynuacją metody przepływowej. Kiedy energia zbiornika staje się niewystarczająca do wypchnięcia oleju, podnoszenie zaczyna się od pompowania do zbiornika sprężony gaz. Może to być zwykłe powietrze lub powiązany gaz z pobliskiego pola.

Służy do sprężania gazu sprężarki wysokociśnieniowe. Ta metoda nazywa się kompresorem. Metoda gazowego podnoszenia bez kompresora jest realizowana poprzez dostarczanie gazu już pod wysokim ciśnieniem do formacji. Taki gaz dostarczany jest z najbliższego pola.

Wyposażenie studni gazowej odbywa się metodą ukończenia studni przepływowej z instalacją specjalnych zaworów do dostarczania sprężonego gazu na różnych głębokościach w odstępach ustalonych przez projekt.

Główne zalety

Podnośnik gazowy ma swoje zalety w porównaniu z innymi sztucznymi metodami podnoszenia:

• pobieranie próbek znacznych ilości z różnych głębokości na dowolnym etapie zagospodarowania pola z akceptowalnym wskaźnikiem kosztów;
• możliwość produkcji nawet przy znacznej krzywiźnie
  studnie;
• pracować z silnie zagazowanymi i przegrzanymi formacjami;
• pełna kontrola nad wszystkimi parametrami procesu;
• automatyczna kontrola;
• wysoka niezawodność sprzętu;
• obsługa kilku warstw jednocześnie;
• sterowalność procesów osadzania parafiny i soli;
• prosta technologia konserwacji i naprawy.

Główną wadą podnośnika gazowego jest wysoka cena sprzęt metalowy.
Niska wydajność i wysoki koszt sprzętu wymuszają stosowanie podnośnika gazowego głównie do podnoszenia lekkiego oleju o dużej zawartości gazu.

Zmechanizowana metoda produkcji oleju - pompowanie

Operacja pompowania zapewnia podnoszenie ropy przez studnię za pomocą odpowiedniego sprzętu pompującego. Pompy są prętowe i beztłoczyskowe. Beztłoczyskowa - wirówka elektryczna zanurzalna.

Najpopularniejszy schemat pompowania oleju pompy z przyssawkami. Jest to stosunkowo prosta, niezawodna i niedroga metoda. Głębokość dostępna dla tej metody wynosi do 2500 m. Wydajność jednej pompy to do 500 m3 na dobę.

Przy okazji przeczytaj też ten artykuł: Korozja sprzętu

Głównymi elementami konstrukcyjnymi są rury pomp i nurniki zawieszone w nich na sztywnych popychaczach prętów. Zapewniony jest ruch posuwisto-zwrotny tłoków jednostka pompująca nad studnią. Sama maszyna otrzymuje moment obrotowy z silnika elektrycznego poprzez system wielostopniowych skrzyń biegów.

Ze względu na niską niezawodność i wydajność pomp nurnikowych, w naszych czasach coraz częściej stosuje się zatapialne jednostki pompujące - elektryczne pompy odśrodkowe (ESP).

Główne zalety

Zalety elektrycznych pomp odśrodkowych:

• łatwość konserwacji;
• bardzo dobra wydajność 1500 m3 na dobę;
• solidny okres remontu trwający do półtora roku lub dłużej;
• możliwość obróbki nachylonych studni;
• wydajność pompy regulowana jest liczbą stopni, całkowitą długością
  montaż może się różnić.

Pompy odśrodkowe doskonale nadają się do starych osadów o dużej zawartości wody.

Do podnoszenia ciężkiego oleju najlepiej nadają się pompy śrubowe. Takie pompy mają duże możliwości i zwiększoną niezawodność dzięki wysoka wydajność. Jedna pompa z łatwością podnosi dziennie 800 metrów sześciennych ropy z głębokości do trzech tysięcy metrów. Charakteryzuje się niską odpornością na korozję w agresywnych środowiskach chemicznych.

Wniosek

Każda z opisanych powyżej technologii ma prawo istnieć i żadnej z nich nie można jednoznacznie stwierdzić, czy jest dobra czy zła. Wszystko zależy od zestawu parametrów charakteryzujących daną dziedzinę. Wybór metody może opierać się jedynie na wynikach starannych badań ekonomicznych.

BĘDZIESZ ZAINTERESOWANY:

Koszt produkcji ropy Państwa OPEC osiągają porozumienie w sprawie wydobycia ropy w tym roku Zamiana baryłek ropy na tony i odwrotnie Wolumen przerobu ropy w 2018 roku w rosyjskich rafineriach utrzyma się na poziomie 280 mln ton.

Ropa nazywana jest „czarnym złotem”, ponieważ jest węglowodorem, bez którego rozwój nowoczesnej produkcji przemysłowej jest nie do pomyślenia. Ropa i gaz to podstawa kompleksu paliwowo-energetycznego, w którym produkowane są paliwa, smary, komponenty olejowe wykorzystywane są w materiały budowlane, kosmetyki, żywność, detergenty. Ten surowiec jest sprzedawany za walutę i przynosi dobrobyt krajom i narodom, które mają jego ogromne rezerwy.

Jak znajdują się złoża ropy naftowej?

Wydobycie rozpoczyna się od eksploracji złóż. Geolodzy określają możliwe występowanie poziomów naftowych w jelitach, najpierw na podstawie znaków zewnętrznych - geografii rzeźby terenu, wychodzenia plam ropy na powierzchnię, obecności śladów ropy w wodach gruntowych. Eksperci wiedzą, w których basenach sedymentacyjnych można założyć obecność złóż ropy naftowej, specjaliści są uzbrojeni w różne metody eksploracji i poszukiwań, w tym badania powierzchniowe wychodni skalnych i wizualizacje geofizyczne przekrojów.

Przypuszczalny obszar występowania złoża określa kombinacja cech. Ale nawet jeśli wszystkie są obecne, nie oznacza to, że szczegółowe poszukiwania ujawnią pulę ropy z dużymi rezerwami niezbędnymi do rozpoczęcia komercyjnej produkcji. Często zdarza się, że wiercenia poszukiwawcze nie potwierdzają komercyjnej wartości złoża. Zagrożenia te są zawsze obecne w poszukiwaniach ropy naftowej, ale bez nich nie da się określić struktur (pułapek), w których ropa gromadzi się w ilości niezbędnej do zagospodarowania.