«Скважинная добыча

нефти»

Месторождения нефти широко распространены в земной коре - как океанической, так и материковой. Из этой темной смеси жидких углеводородов и примесей производят различные виды топлива н многие потребительские товары. В процессе переработки 013 нефти получают битум, дизельное топливо, смазочные масла, керосин и бензин, а также анестетики. жевательную резинку, пищевые консерванты, мастики для пола, пластики и другие материалы. Слово нефть восходит корнями к аккадскому «напатум», что означает «вспыхивать» или «воспламенять». 

(Эксплуатационная платформа "Клеймор" в Северном море. На схеме показана структура таких устройств. Башня с часами "Биг Бэн"  английского парламента в Лондоне для сравнения. Стальное опорное основание платформы закреплено на глубине 110 м. с помощью свай, забитых в дно на глубину 46 м. Опорная рама распределяет вес модулей на основание и морское дно.)

Введение

Нефть образовалась из останков мелких растений и животных, отложившихся на дне морей и озер миллионы лет назад. Они частично были переработаны бактериями, а затем захоронены под толстыми слоями осадочных пород, таких как глина, которые с течением времени все больше уплотнялись. давление и образуемое им тепло превратили органическое вещество в нефть и газ (в основном метан). В процессе сильнейшего сжатия  они просачивались через поры и трещины в породах и откладывались в пустотах и осадочных породах между слоями водонепроницаемых пород.  Основная часть самых богатых нефтяных залежей находится под толстым слоем породы, к которым можно добраться с помощью широкомасштабного и дорогостоящего бурения. Еще в 320 г. до н.э. китайцы добывали нефть из неглубоких скважин. В августе 1859г. Эдвин Дрейк пробурил скважину глубиной около 30 метров в штате Пенсильвания (США), положив начало развитию современной нефтяной промышленности

(Природный газ сжигается на нефтяном месторождении в Абу-Даби перед началом добычи нефти.)

Разведка

Разведка нефти включает, прежде всего, поиск участка, где земная кора содержит водонепроницаемую породу с нижележащим осадочным слоем. Осадочный слой, состоящий из песка, песчаника, известняка или доломита, играет роль коллектора нефти. Разведка начинается с оценки существующих геологических условий, исследования верхних пластов. Окаменелости и взаимное расположение слоев помогают датировать и идентифицировать породы, а более точный возраст определяют при помощи радиоактивного метода. Если проведенное исследование поверхностных горизонтов указывает на то, что снизу может быть нефть. То геологи начинают изучать нижние, до нескольких километров глубиной, слои данного участка. Используются такие геофизические методы разведки, как магнитометрическая, гравиметрическая и сейсмическая съемка.

(Нефть и газ находятся в водонепроницаемых породах, окруженных водонепроницаемыми слоями. Типичный коллектор нефти представляет антиклиналь (выпуклую складку) (1), где слой водопроницаемой породы окружен водонепроницаемым слоем. В сбросе (вертикальном или наклонном смещении блоков) (2) слой водонепроницаемой породы блокирует водопроницаемый. Нефть и газ могут скапливаться в соляном куполе (3), где восходящая пробка соли образовала изгиб пластов.)

Магнитометрическая съемка

Напряженность магнитного поля Земли меняется в зависимости от геологической структуры земной коры. Осадочные породы являются практически немагнитными, но породы нижележащих слоев – магнитные. Это приводит к небольшим колебаниям магнитного поля. Измерения напряженности магнитного поля используются для определения месторасположения и мощности бассейнов осадконакопления. Преимущество магнитометрической съемки заключается в том, что при ее использовании любой участок суши и даже породы под морской толщей могут быть обследованы быстро и без больших затрат. Напряженность магнитного поля Земли измеряется прибором, называемым магнитометром. Он обычно свисает с самолета, но иногда его устанавливают и в хвосте. Данные магнитометрической съемки  постоянно регистрируются, пока исследовательский самолет летит на одной и той же высоте.

("Сейлин"(по-гэльски "пчела") - революционное эксплуатационное судно. Подобно пчеле, облетающей цветы для сбора нектара, судно делает остановки у старых скважин и добывает небольшие объемы нефти - до 16000 барреей в день.)

Гравиметрическая съемка

Сила гравиметрического поля Земли подобно магнитному, меняется в зависимости от состава и структуры слоев. Поэтому точные измерения силы тяжести могут помочь определить бассейны осадконакопления. Основные породы, расположенные ниже,  являются более плотными и, таким образом, величина силы тяжести выше, чем вышележащих осадочных слоев. Величины силы тяжести измеряются с помощью гравиметра. Он может транспортироваться по воздуху, по суше и по морю. На море прибор необходимо устанавливать на устойчивой платформе для обеспечения точных показаний.

(Подобно многим портам на Аляске не могут принимать огромные танкеры. Поэтому используется морская погрузка.

Сейсмическая разведка

При сейсмической разведке для определения типа пород измеряются проходящие через них ударные и низкочастотные звуковые волны. Термин «сейсмический» происходит от греческого слова «seismos» - землетрясение. Приборы для регистрации колебаний земной коры использовались еще в Древнем Китае, в 132 г. н.э. В конце 19-ого века было обнаружено, что колебания почвы могут гаситься слоями плотной породы под ней. Это привело к использованию искусственно создаваемых волн для изучения слоев. Ученые-геофизики проводят сейсморазведку, вызывая ударные волны взрывами, падающими грузами или же акустические волны мощными генераторами. Они распространяются вниз через твердые породы, но часть энергии отражается от границ между различными типами породы. Сейсмоприемники, расположенные на участке, представляющем интерес, регистрируют отражающие волны. Компьютер определяет состав и структуру породы на основе силы и скорости волн.

(Компьютеризированные посты управления позволили сократить численность экипажей танкеров. На танкерах водоизмещением свыше 160 тыс. тонн (VLCC) и супертанкерах свыше 400 тыс. тонн (ULCC) могут работать 15 человек.)

Разведочные скважины

После того как найден перспективный участок, единственной возможностью определить. присутствует ли там достаточное количество нефти для начала промышленной добычи, является бурение разведочных скважин. Иногда буровые скважины достигают глубины 8 км. Буровое долото соединено с «колонной» бурильных труб длиной 9 м каждая и диаметром около 13 см. Башня, называемая вышкой. используется для подъема труб на поверхность. В основании вышки расположен стол бурового ротора, через который опускается колонна, В это время все устройство вращается. К колонне присоединяются дополнительные трубы, пока не будет достигнута требуемая глубина. Однако буровое долото иногда тупится. Чтобы его заменить, извлекают всю колонну из скважины и снова устанавливают на место после замены долота. На выполнение всей операции может уйти целый день. В первых скважинах бурение в коллекторах высокого давления приводило к образованию фонтана — резкого выброса нефти или газа, с которым трудно было справиться, и который мог воспламениться. Однако в настоящее время этого не происходит. Поскольку скважина уплотнена тяжелой колонной специально приготовленного «бурового раствора». Насосом он подается вниз по бурильным трубам через отверстие в долоте и снова выводится на поверхность по пространству вокруг труб. Это пространство существует, поскольку трубы меньшего диаметра, чем буровое долото. Буровой раствор также помогает смазывать долото и предотвращает его чрезмерный перегрев. Буровой раствор, возвращающийся на поверхность. Выносит с собой материал. Выбуренный из породы. Эта выбуренная порода отделяется и анализируется. При появлении нефти исследуется ее качество, а также измеряется ее дебит (объем поступления в единицу времени). Если подтверждается хорошее качество нефти, то в устье скважины устанавливается оборудование для эксплуатации.

(Танкеры швартуются к большому бую и подсоединяются к нефтепроводу, ведущему на сушу. Затем нефть перекачивается на борт.)

Добыча

Нефть может быть поднята на поверхность различными способами. Иногда давление окружающей воды или газа выталкивает нефть в скважину и на поверхность. При отсутствии достаточного естественного давления нефть откачивают на поверхность насосами. Количество газа, находящегося в нефти, часто слишком незначительно, чтобы его было выгодно собирать и продавать. Иногда газ используется как топливо для приведения в действие оборудования или же повторно закачивается в породу для поддержания давления и сохранения дебита нефти. Часто для этого также используется вода. После добычи нефть транспортируется танкерами или перекачивается по нефтепроводам до нефтеперерабатывающих заводов. Там смесь сырой нефти разделяется на различные компоненты – фракции.

(Танкеры - большие, тяжелые и трудноуправляемые суда. Танкер, идущий со скоростью всего 25 км/ч, пройдет еще несколько км. перед полной остановкой или сменой направления. Поэтому изменения в его курсе следует планировать заблаговременно.)

Морская добыча

Морские эксплуатационные платформы установлены в различных частях света. Бурение в море более опасно и дорогостояще, чем на суше. Основные принципы те же, но всех работников приходится доставлять на платформу, где в течение месяцев, когда люди находятся в море, необходимо обеспечить проживание, питание, досуг, медицинские и другие услуги. Ранее морское бурение осуществлялось с приспособленных судов, но оказалось, что их сложно надежно поставить на якорь во время непогоды. Основная часть морских буровых работ осуществляется со специально сконструированных платформ. Для сооружения типовой морской платформы требуется около двух лет. На мелководье (до 30 метров глубиной), используются стационарные платформы, прикрепленные ко дну. На больших глубинах (до 90 метров) используются платформы на колоннах. После буксировки до постоянного до постоянного местонахождения колонны выдвигаются вниз, пока не достигнут морского дна. Затем платформа поднимается вверх на достаточное расстояние над водой. Полупогруженные платформы, пригодные для самых больших глубин, прикрепленных к подводным корпусам.

(Разливы нефти в море приводят к значительному загрязнению окружающей среды. Необходимы срочные меры для минимизации ущерба.)

См. также:

• Добыча газа
• Батареи и топливные элементы
• Энергетика