1.1 Процесс добычи нефти и природного газа

Почти вся добываемая в мире нефть, извлекается посредством буровых скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления. Для подъема нефти и сопутствующих ей газа и воды на поверхность скважина имеет герметичную систему подъемных труб, механизмов и арматуры, рассчитанную на работу с давлениями, соизмеримыми с пластовыми. Добыче нефти при помощи буровых скважин предшествовали примитивные способы: сбор ее на поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, посредством колодцев.

Процесс добычи нефти, начиная от притока ее по пласту к забоям скважин и до внешней перекачки товарной нефти с промысла, можно разделить условно на 3 этапа.

1. Движение нефти по пласту к скважинам благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин.

2. Движение нефти от забоев скважин до их устьев на поверхности - эксплуатация нефтяных скважин.

3. Сбор нефти и сопровождающих ее газа и воды на поверхности, их разделение, удаление минеральных солей из нефти, обработка пластовой воды, сбор попутного нефтяного газа.

Под разработкой нефтяного месторождения понимается осуществление процесса перемещения жидкостей и газа в пластах к эксплуатационным скважинам. Управление процессом движения жидкостей и газа достигается размещением на месторождении нефтяных, нагнетательных и контрольных скважин, количеством и порядком ввода их в эксплуатацию, режимом работы скважин и балансом пластовой энергии. Принятая для конкретной залежи система разработки предопределяет технико-экономические показатели.

Перед забуриванием залежи проводят проектирование системы разработки. На основании данных разведки и пробной эксплуатации устанавливают условия, при которых будет протекать эксплуатация: ее геологическое строение, коллекторские свойства пород (пористость, проницаемость, степень неоднородности), физические свойства жидкостей в пласте (вязкость, плотность), насыщенность пород нефти водой и газом, пластовые давления. Базируясь на этих данных, производят экономическую оценку системы, и выбирают оптимальную.

Извлечение нефти из скважин производится либо за счет естественного фонтанирования под действием пластовой энергии, либо путем использования одного из нескольких механизированных способов подъема жидкости. Обычно в начальной стадии разработки действует фонтанная добыча, а по мере ослабления фонтанирования скважину переводят на механизированный способ: газлифтный или эрлифтный, глубинонасосный (с помощью штанговых, гидропоршневых и винтовых насосов).

Нефтяным промыслом называется технологический комплекс, состоящий из скважин, трубопроводов, и установок различного назначения, с помощью которых на месторождении осуществляют извлечение нефти из недр Земли.

На месторождениях, разрабатываемых с помощью искусственного заводнения, сооружают систему водоснабжения с насосными станциями. Воду берут из естественных водоемов с помощью водозаборных сооружений.

В процессе добычи нефти важное место занимает внутрипромысловый транспорт продукции скважин, осуществляемый по трубопроводам. Применяются 2 системы внутрипромыслового транспорта: напорные и самотечные. При напорных системах достаточно собственного давления на устье скважин. При самотечных движение происходит за счет превышения отметки устья скважины над пометкой группового сборного пункта.

При разработке нефтяных месторождений, приуроченных к континентальным шельфам, создаются морские нефтепромыслы.

Природный газ - это углеродная смесь без запаха, основой которой является метан. Запах, с которым мы сталкиваемся в быту, придается газу искусственно. Газ всегда был главным предметом спора ученых всего мира и очень важным сырьем. Природный газ существует в виде залежей газа, газовых шапок (в данном случаи газ располагается на нефти) и в кристаллическом или растворенном виде. Существует также мнение, что газ может располагаться в пустотах под землей. Но такое мнение ошибочное. Он может быть в середине определенной горной породы, которая имеет очень мелкую пористую структуру. Самые большие его запасы размещаются в России.

Добыча газа осуществляется в Европе, Африке, Америке и других регионах света. На долю российского «Газпрома» припадает пятая часть добычи всего мира.

Природный газ может быть на глубине от одного до несколько десятков километров.

Перед процессом добычи газа проводятся геологоразведочные работы, с помощью которых можно установить расположение его залежей. Но самый лучший способ узнать месторождение - это бурение скважины. Геологоразведочные работы начинают с геологической съемки, в ходе которой составляют геологические карты, из которых можно узнать структуру участков верхних частей земной коры. На таких картах геологи обозначают возможные участки месторождений, на которых и проводятся поисковые работы.

И только после этого начинается газовая добыча, то есть процесс извлечения газа из недр земли, его сбор и подготовка к транспортированию. Газ постоянно находится и сохраняется в герметичных конструкциях. Природный газ из недр земли извлекается с помощью, специально пробуренных, добывающих или эксплуатационных скважин. С целью укрепления стенок скважины трубы вкладываются одна в другую. Таким образом, они удобнее сохраняются и занимают намного меньше места. Для равномерного распределения давления в скважине, добывающие скважины размещают на всех территориях месторождения. Ствол скважины сначала укрепляют специальными трубами, а потом цементируют. Наверх по скважине природный газ поднимается благодаря естественной энергии. Такой газ имеет в своем составе огромное количество примесей, поэтому его сначала обрабатывают. Специальные установки комплексной подготовки газа строят около месторождений. С их помощью газ отправляется сразу на газоперерабатывающий завод.

Добывать газ можно и из угольных пластов. Впервые процесс добычи газа из угольных пластов провели в США. Сегодня это стало возможным также в Австралии, Китае и Канаде. В России такой промысел тоже является перспективным из-за подходящих геологических условий и высокой газоносностью угольных бассейнов.

Наиболее подходящими являются бурые и антрацитовые угли. В ходе изменения их структуры, свойств и состава под влиянием давления и температуры, в угольных пластах возникает углеводородный газ. Главным его компонентом есть метан, который может быть в свободном, растворенном или сорбированном состояниях.