Главная : Добыча ресурсов : Какими способами добывают нефть

Какими способами добывают нефть

С момента начала использования нефти в производственных масштабах необходимость ее добычи неуклонно возрастает. Современная промышленность использует нефть для производства различного топлива, строительных материалов. Нефть также служит сырьем при производстве белковых добавок для скота.

Самотлорское нефтяное месторождение Нижневартовск, Россия
Самотлорское нефтяное месторождение Нижневартовск, Россия

На территории России находится примерно 13% всех мировых разведанных нефтяных залежей. Так как земли богаты нефтяными запасами, то разработаны определённые методы добычи. Самое крупное месторождение России – Самотлорское. Нефтегазовая отрасль для экономики России является бюджетообразующей.

Основные сведения

Нефть – углеводородная жидкость природного происхождения, маслянистая на ощупь.

Накопление нефти происходит в пористых породах, окруженных кольцом плотных слоев земли. Плотные породы не дают возможности утечки нефти. Так, идеальным видом природного резервуара может послужить слой песчаника окруженного глиной, при этом этот слой должен быть куполообразной формы.

Фонтанная добыча нефти в океане
Фонтанная добыча нефти в океане

При обнаружении месторождения нефти в первую очередь необходимо оценить ее количество и качество в подземном резервуаре.

Затем производятся экономические расчеты с целью определения необходимости дальнейшей разработки месторождения. Если результат расчетов положительный, то принимается решение бурить дополнительные скважины и устанавливать на них необходимое оборудование.

Зависимость коэффициента нефтеотдачи от компенсации
Зависимость коэффициента нефтеотдачи от компенсации

Отношение нефти находящейся под землей к количеству нефти, которую можно извлечь называется – коэффициентом нефтеотдачи. Ранее величина коэффициента 30% процентов считалась приемлемой. С развитием технологий величина коэффициента увеличилась до 45%. С ростом технологий добычи нефти этот показатель должен неуклонно увеличиваться.

В подземном резервуаре находится сырая нефть. Также внутри месторождения вместе с нефтью присутствуют газ и вода, обычно под высоким давлением. От величины этого давления зависит метод добычи нефти. При величине давления достаточного для вытеснения нефти на поверхность земли используют фонтанирующий метод.

Фонтанирующий метод

Фонтанный метод добычи нефти считается самым простым и эффективным, особенно на новых участках. Для этого способа не требуется значительных финансовых затрат на подъем сырья, а во время его применения используют исключительно избыточное давление внутри пласта.

Основные способы добычи нефти
Основные способы добычи нефти

Фонтанный способ добычи нефти, относится к самым дешевым в России. К преимуществам применения по сравнению с остальными способами эксплуатации месторождений, можно отнести следующее:

  • несложное оборудование скважины;
  • в скважину с поверхности не подается электричество;
  • широкие возможности для регулировки функционирования скважины;
  • применение практически всех известных методов при исследованиях скважин и пластов горной породы;
  • возможность управлять добычей на расстоянии;
  • длительный межсервисный интервал работы механизмов;

Чтобы начать эксплуатировать скважину фонтанным способом ее необходимо оборудовать специальной запорной арматурой, которая позволит загерметизировать устье скважины, производить регулировку и контроль режимов работы скважины, надежно обеспечить абсолютное закрытие скважины под давлением.

Схема фонтанной добычи нефти из под воды
Схема фонтанной добычи нефти из под воды

Через некоторое время после начала эксплуатации давление в скважине уменьшается и фонтан иссякает. С целью того чтобы добыча на этом не останавливалась разработаны способы извлечения за счет внешнего источника энергии, которая способствует подъему нефти на земную поверхность.

Газлифтный способ добычи нефти в России

При использовании газлифтного метода с помощью компрессора в скважину закачивают газообразное вещество, которое смешивается с нефтью. При этом происходит снижение плотности нефти, и увеличение давления забоя по сравнению с давлением внутри пласта, что способствует подъему жидкости к поверхности земли.

Учебный фильм — Добыча нефти

Иногда для подачи газа в скважину под давлением используют рядом находящиеся месторождения газа (метод бескомпрессорного газлифта). На небольшом количестве ранее разведанных месторождений применяют системы эрлифта, в них применяется сжатый воздух.

Газлифтный способ добычи нефти имеет следующие преимущества:

  • механизмы расположены на земле;
  • простота конструкций оборудования;
  • глубины и диаметры скважины не влияют на возможность добычи больших объемов жидкости;
  • простота регулировки дебита нефти скважины;

Но вместе с тем, газлифтный способ добычи нефти имеет некоторые недостатки:

  • сжигание попутного нефтяного газа, смешанного с воздухом;
  • повышенный коррозионный износ трубопроводов.
  • существенные капитальные вложения при строительстве компрессорных станций, ГРП и сети газовых труб для передачи газа на начальном этапе обустройства месторождений;
  • большие удельные затраты энергии на добычу единицы продукции при эксплуатации малодебитных скважин;

В России газлифтный метод применяется на месторождениях, расположенных в Западной Сибири.

Насосный способ

Для применения насосного способа эксплуатации на расчетную глубину опускают насосное оборудование. Энергию, необходимую для работы оборудования передают различными способами с поверхности земли.

Общая схема добычи нефти
На нефтедобывающих месторождениях в России преимущественно производятся работы с применением штанговых насосов.

Для выкачки нефти при помощи штанговых насосов в скважину опускают трубы, внутри которых установлен цилиндр, всасывающий клапан и плунжер. Работа штангового насоса основана на механической передаче энергии движения (через штанги).

При заглубленности штанговых насосов до 400 метров производительность может достигать 500 м3/час. Длина штанги зависит от глубины скважины и набирается путем соединения между собой частей длиной восемь метров каждая. Для точного подбора длины существуют подгонные штанги длиной от одного метра.

К преимуществам данного способа можно отнести:

  • высокую надежность;
  • простоту диагностики;
  • с учетом скорости и глубины скважины насос способен извлекать продукт до полного истощения скважины;
  • возможность добычи при высоких температурах;
  • низкая стоимость.

К недостаткам относятся:

  • невозможность применения для искривленных скважин;
  • глубина и объем скважин, ограничены весом штанг и запасом прочности;
  • ограниченный срок службы.

Наибольшее распространение в России получили установки с центробежными электронасосами. На многих месторождениях во время эксплуатации для откачки нефти используются скважинные насосы с электроприводом. Центробежные насосы наиболее уместно использовать на старых месторождениях с большим соотношением вода-нефть.

Центробежные насосы тип RM с приводом от магнитной муфты не имеют уплотнения вала, а используют постоянный магнит для передачи вращательного движения
Центробежные насосы тип RM с приводом от магнитной муфты не имеют уплотнения вала, а используют постоянный магнит для передачи вращательного движения

При использовании насосов увеличивается нефтеотдача скважины. Наибольший эффект от применения насосов можно получить на финальном этапе эксплуатации скважины.

В состав установки с погружным электронасосом входит:

  • погружной электродвигатель;
  • многоступенчатый насос;
  • кабельная линия электроснабжения.

Оборудование опускается в скважину через насосные трубы. Станцию управления и трансформатор устанавливают на поверхности.

Винтовые насосы

По принципу ротационного выдавливания жидкости работают винтовые насосы. Имея форму спирали, система основывается на роторе, который вращается внутри статора, неподвижно закрепленного. Ротор имеет форму винта, имеющего небольшой диаметр с глубокой круглой резьбой и очень большим расстоянием между соседними вершинами резьбы.

системы винтовых насосов PCM Moineau  для добычи тяжелой нефти
Системы винтовых насосов PCM Moineau для добычи тяжелой нефти

Работа ротора, обеспечивается с помощью штанг, которые крепятся к двигателю, установленному на земле. В современных роторных установках используются погружные электродвигатели, а вращение ротора обеспечивается с редуктором. В большинстве случаев винтовые насосы имеют широкие возможности и обладают высокой надежностью в работе.

Преимущества винтовых насосов
Преимущества винтовых насосов

Благодаря своей конструкции они обладают высоким КПД и значительной стойкостью к взаимодействию с твердыми абразивными частицами. Применение двигателей малой мощности обеспечивает небольшое потребление электроэнергии и сокращение затрат, связанных с подъемом нефти.

У винтовых насосов по сравнению со штанговыми, более продолжительный срок эксплуатации, а благодаря меньшей частоте вращения, неисправности штанг встречаются реже. Первоначальные инвестиции для них обычно ниже, чем для других способов механизированной добычи нефти.

Винтовые насосы имеют производительность до 800 м3 добычи нефти в сутки и используются на глубине до трех километров. К недостаткам можно отнести невозможность работать с сероводородом или некоторыми химическими веществами.

Подводя итоги, стоит подчеркнуть, любая технология добычи нефти хороша, выбирается подходящая исходя из свойств нефтяных пластов и начального капитала инвестора. Так, фонтанный способ — является самым простым, газлифтный — самым специфичным, а насосный — самым популярным сегодня способом изъятия нефти из недр земли.

Видео: Добыча нефти в России

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *