Традиционные и передовые методы добычи нефти
Добыча сланцевой нефти произвела настоящую революцию в Соединенных Штатах, более того, сегодня уверенно говорят о том, что традиционная добыча нефти обрела серьезного соперника в виде сланца. Тем не менее, традиционная нефтедобыча остается лидирующей во всем мире и совершенствуется с каждым годом.
Что такое нефть
Нефть представляет собой полезное ископаемое, образующееся из органических остатков и следов геологической породы, в которой добывался ресурс.
Классификацию нефти проводят по процентному составу и содержанию в ней углеводородов. В добыче нефти выделяют два способа:
- добытую с помощью фонтана;
- добытую с использованием горизонтального бурения и гидроудара.
Устройство скважин
Добыча нефти производится через скважину, которую в первую очередь нужно пробурить. Бурением занимаются буровые установки, которые зачастую называют нефтяными вышками, хотя с добычей нефти они связаны мало.
Когда бурение одной скважины закончено, вышка переезжает на другое место и бурит новую скважину. Процесс бурения может занимать до трех месяцев. Готовая скважина обсаживается стальными трубами изнутри, чтобы порода не засыпала скважину.
В длину скважина может достичь трех километров, а типовый ее диаметр – 14,6 см. Дно скважины называется забоем. Если на дне забоя по случайности окажется какой-либо инструмент, извлечь его оттуда практически невозможно и скважина может стать непригодной к добыче.
Пространство вне обсадной колонны заливается цементом, чтобы пласты не сообщались между собой, и между ними не циркулировала вода.
Цементное кольцо со временем может разрушиться, что приведет к заколонной циркуляции пород. В этом случае в скважину попадает вода или газ, часто в значительно больших объемах, чем желаемый ресурс.
Для поступления ресурса на дно забоя проводят перфорацию – проделывают небольшие отверстия в цементном кольце и обсадной колонне. Таким образом, скважина состоит из:
- Цементного кольца;
- Обсадной колонны;
- Забоя.
Забой должен находиться ниже нефтяного пласта.
Способы добычи
Основных способов добычи всего два. Одним пользуются чаще для добычи традиционной нефти, второй же используется для добычи сланцевой нефти в США.
На поверхности. Порода подается наверх, затем обрабатывается и разделяется на фракции – это технология добычи сланцевой нефти из новых скважин.
На глубине. Если порода залегает в глубоких пластах, такая добыча нефти производится бурением горизонтальных скважин, куда подается вода под высоким давлением.
При реализации добычи через горизонтальное бурение гидроудар приводит к разрыву пластов, из трещин которых выделяется нужный ресурс и подается на поверхность.
Стоит сказать, что в технологии гидроразрыва есть и свои опасности. Они заключаются в проседании грунтов, сейсмических толчках, а также попадании в грунтовые воды и подземные реки отходов производства. Тем не менее, второй способ является наиболее распространенным в настоящий момент.
Инновационные методы
Добыча нефти, как и другие современные сегменты промышленности, не стоит на месте. Совершенствование технологии разведки и добычи нефти положило начало целому ряду инноваций в области нефтегазодобычи.
Данные технологии сделали добычу и разведку более эффективными, экологически безопасными и продуктивными.
Сейсмическая разведка
Технологии 3D сейсморазведки позволяют проводить анализ данных о плотности горной породы, сочетать традиционный сейсмический метод визуализации с аналитическими способностями компьютеров, результатом чего является трехмерная модель подземного слоя.
4D сейсмо-исследования позволяют:
- дополнить полученные данные изменением характеристик в динамике;
- выявить месторождения;
- сократить число сухих скважин.
Колтюбинг
Технологии coiled tubing считаются наиболее динамичными в мире инновационных решений нефтяной промышленности. Эта технология добычи нефти и газа заключается в применении безмуфтовых труб во время бурения и добычи.
Для этого металлургическими производствами изготавливаются специальные гибкие металлические трубы, проектируется внутрискважинное и наземное оборудование, кроме того, разрабатывается программное обеспечение для обработки полученной информации.
Применение колтюбинга делает технологический процесс добычи нефти и газа более безопасным, сокращает количество отходов производства и временные затраты в сравнении с классическими методами.
Системы телеметрики
Это телеметрические системы, которые разработаны для измерения характеристик бурения и передачи полученных данных на поверхность. Данная информация позволяет ежеминутно следить за процессом бурения и добычи, что исключает ошибки и аварии в процессе. Кроме того, телеметрическая система позволяет составить геологическую характеристику о свойствах полученной породы.
Глубоководное бурение
Это технология в нефтяной промышленности, при реализации которой происходит бурение на больших глубинах вод. На сегодняшний день такая технология считается достаточно безопасной и позволяет разрабатывать месторождения в водах более трех километров.
Технология позволяет:
- улучшать морские буровые установки;
- разрабатывать устройства динамического позиционирования;
- создавать сложные системы навигации.
ГРП-Песок-СО2
Добывающие производства используют метод гидравлического разрыва пласта уже почти пятьдесят лет, что привело к повышению выхода и расхода природного газа из подземных пластов.
Усовершенствованная технология, включающая также применение песка и углекислого газа, химических реактивов и проппантов, стала использоваться несколько позже. Подобные смеси приводят к появлению и быстрому расширению трещин в слоях пород, через которые затем свободно добывается нефть и газ.
Углекислый газ из жидкой фазы вскоре испаряется и остается только песок, если не были использованы нелетучие химические реактивы и вещества, способные оставаться после процесса гидравлического разрыва в пластах пород.
Если же такие остатки имеются и закрывают газовый слой, они должны быть устранены, чтобы не произошло подземных взрывов и сейсмических толчков.
Считается, что данная технология является идеальным способом современной нефтегазодобычи, так как увеличивает объемы добытых ресурсов, при этом не наносит вреда окружающей среде, потому что не оставляет под землей отходов производства.
Заключение
Инновации в добыче и переработке природных пород, а также техническая часть и обработка полученных ресурсов должны приводить к увеличению объемов добываемых пород. Но при этом, отвечая всеобщей тенденции сбережения природы и окружающей среды, современная добыча нефти должна быть направлена на минимизацию отходов и вреда для экологии.
Загрузка...