Ett av de första sätten att utvinna olja. När och var började de producera olja för första gången? Mekaniserad metod för oljeproduktion - pumpning

Olja är nationens svarta guld. Det är tack vare olja som mänskligheten har bränsle för att driva bilar, flygplan och fartyg. Bensin produceras inte bara av olja, utan också dieselbränsle, fotogen, gasblandningar (butan och propan). Olja används också vid tillverkning av byggmaterial och olika gummi. Petroleum används också för att tillverka smörjmedel och oljor. "Svart guld" används vid tillverkning av tvättmedel. Detta är långt ifrån full lista applicering av olja, det är verkligen en mycket populär råvara idag. För att få alla dessa nödvändiga och nödvändiga ämnen måste du veta var och hur olja produceras.

Hitta olja

Innan olja erhålls sker en komplex och lång process på platsen för avlagringen av denna vätska. Företag som är engagerade i oljeproduktion, använder specialutrustning, använder geologers tjänster. Men oavsett hur många beräkningar som utförs med hjälp av den mest exakta tekniken och stora sinnen, är det helt enkelt omöjligt att veta säkert var oljan är. För att hitta olja genomförs jordstudier, som inte alltid krönts med framgång. Innan olja hittas görs många "tomma" brunnar. För att hitta en kommersiellt lämplig brunn kan du borra upp till 200 brunnar som ligger alldeles bredvid "black matter" -fyndigheterna. Ett sådant lotteri är inte alltid motiverat. Arbetstjänsterna och all utrustning för borrning är värda mycket, du kan förlora mycket pengar innan du hittar en "guldgruva". Det viktigaste att hitta är platsen där de så kallade "fällorna" är koncentrerade. Detta är de platser där olja (gas) ackumuleras på grund av den specifika strukturen i jordens inre. Vi kan säga att detta är ett slags urtag under marken där olja rinner. Om en sådan plats hittas etableras extraktionen av de nödvändiga ämnena där.

Oljeproduktionsmetoder

Metoden är mekaniserad. När en källa hittats krävs särskilda system för att utvinna olja från jordens inre. Ett hål borras med en borr. Innan du installerar utrustningen, mät avståndet direkt till själva oljeavlagren. Sedan, till djupet, där avlagringar är koncentrerade, dras rör genom vilka oljan måste stiga uppåt. En pump är placerad i detta rörsystem. Den är ansluten till en transformator, som levererar energi för drift. Denna transformator ligger på jordens yta. En lång kabel dras från den, som är ansluten till pumpen. Hela processen måste övervakas noggrant. Därför finns det alltid människor nära hela strömförsörjningssystemet till pumpen som styr processen. Systemet, som ledas in i brunnen, består av själva pumpen, specialrör och en motor. Med denna pump måste olja lyftas ur brunnen. Så här pumpas olja med teknik.
Det andra sättet är fontän. Den här metoden den tillämpas utan särskilda kostnader för ytterligare mekanismer. Olja rör sig till ytan med hjälp av naturlig reservoarenergi under påverkan av viss utrustning, och i vissa fall även utan den. Faktum är att olja ligger under enormt tryck från jordstenar. Och om du slår henne, kommer hon säkert att slå med en fontän. Oljetrycket är så stort att det kan bilda en fontän även vid minsta beröring av borren till det övre lagret som täcker det. En brunn borras, specialbeslag installeras vid ytan. Tack vare denna teknik kan oljefontänen regleras (ökas, minskas, stoppas). Och en speciell kolumn sänks ner i själva brunnen på ett avstånd från placeringen av fyndigheterna. Den består av rör och pumpar. Olja under eget tryck bryter ut, där den samlas upp i behållare. När oljetrycket sjunker (detta beror på minskningen av mängden i marken) tas armeringen bort. I stället installeras mekanismer som fortsätter att samla "svart guld".

Olja kallas "svart guld" eftersom det är ett kolväte, utan vilket utvecklingen av moderna industriell produktion... Olja och gas är grunden för bränsle- och energikomplexet, som producerar bränsle, smörjmedel, oljekomponenter används i byggmaterial, kosmetika, mat, tvättmedel... Denna råvara säljs för valuta och ger välstånd till länder och folk med stora reserver av den.

Hur hittas oljefyndigheter?

Gruvdrift börjar med prospektering. Geologer bestämmer den möjliga förekomsten av oljehorisonter i djupet, först genom yttre tecken - relieffets geografi, oljeutsläpp från ytan, förekomsten av spår av olja i grundvattnet. Experter vet i vilka sedimentära bassänger det är möjligt att anta närvaron av oljereservoarer som proffs har i tjänst olika metoder prospekterings- och prospekteringsstudier, inklusive ytstudier av stenhällar och geofysisk visualisering av sektioner.

Det presumtiva området för insättningen bestäms av en uppsättning tecken. Men även om de alla är närvarande betyder det inte att detaljerad prospektering kommer att hitta ett oljebassin med stora reserver som är nödvändiga för att starta kommersiell produktion. Det händer ofta att prospekteringsborrning inte bekräftar ett fälts kommersiella värde. Dessa risker är alltid närvarande vid oljeutforskning, men utan dem är det omöjligt att bestämma strukturerna (fällorna) i vilka olja ackumuleras i den mängd som krävs för utveckling.

Olja är en brandfarlig fet vätska som varierar i färg från ljusbrun (nästan transparent) till mörkbrun (nästan svart). Den är uppdelad i lätt, medium och tung efter densitet.

Skicka för närvarande modern värld det är omöjligt utan olja. Det är den huvudsakliga bränslekällan för olika fordon, råmaterial för produktion av olika konsumtionsvaror, mediciner och andra. Hur produceras olja?

Utveckling

Olja, tillsammans med naturgas, ackumuleras i porösa stenar som kallas reservoarer. De kan vara olika. En bra reservoar är en sandstensformation som är inklämd mellan lager av lera och skiffer. Detta eliminerar läckage av olja och gas från underjordiska reservoarer.

Så snart mineraler hittas bedöms deras reserver i reservoaren, kvaliteten bedöms och en metod utvecklas för säker utvinning och transport till bearbetningsanläggningen. Om gasen i det angivna fältet enligt beräkningarna är ekonomiskt lönsam, börjar installationen av produktionsutrustning.

Funktioner för oljeproduktion

I naturreservoarer där olja utvinns är det i ett rått tillstånd. Normalt blandas den brandfarliga vätskan med gas och vatten. Ofta är de under högt tryck, vilket tvingar oljan till outrustade brunnar. Detta kan leda till problem. Ibland är trycket så lågt att installation av en speciell pump krävs.

Oljeproduktionsprocessen kan delas in i tre steg:

Rörelsen av vätska genom formationen mot brunnen. Det utförs på grund av en naturlig eller artificiellt skapad tryckskillnad.
Rörelsen av vätska genom brunnen - från bottenhålet till brunnhuvudet.
Samling av olja med gas och vatten på ytan, deras separation, rengöring. Och sedan transporteras vätskan till bearbetningsanläggningarna.

Det finns olika metoder för oljeproduktion, som beror på typen av mineralfyndighet (på land, typ av reservoar, djup. Metoden kan också förändras när den naturliga behållaren töms. Det bör noteras att oljeproduktion till havs är en mer komplex process , eftersom det kräver installation av undervattensinstallationer ...

Naturligt byte

Hur produceras olja? För detta används tryckets kraft, naturlig eller konstgjord. Brunnanvändning vid reservoarenergi kallas gushing. I detta fall stiger gasolja under grundvattentrycket uppåt, utan att kräva inblandning extra utrustning... Fontänmetoden används dock endast för primärbrytning, när trycket är betydande och kan lyfta vätskan uppåt. I framtiden är det nödvändigt att använda ytterligare utrustning för att pumpa ut oljan helt.

Fontänmetoden är den mest ekonomiska. För att reglera oljeförsörjningen installeras en speciell ventil som tätar och styr volymen av det levererade ämnet.

Efter primärproduktion används sekundära och tertiära metoder för att maximera användningen av fältet.

Primära, sekundära och tertiära metoder

Med den naturliga metoden för oljeproduktion används en steg-för-steg-metod:

Primär. Vätskan tillförs under påverkan av högt tryck i formationen, som bildas av grundvatten, expansion av gaser etc. Med denna metod är oljeåtervinningsfaktorn (ORF) cirka 5-15%.
Sekundär. Denna metod används när det naturliga trycket inte längre är tillräckligt för att lyfta upp oljan i brunnen. I detta fall används en sekundär metod, som består i att leverera energi från utsidan. I denna kapacitet verkar det injicerade vattnet, associerad eller naturgas. Beroende på reservoarbergart och oljegenskaper når oljeutvinningsfaktorn med den sekundära metoden 30%och det totala värdet är 35-45%.
Tertiär. Denna metod består i att öka rörligheten för oljan för att öka dess utvinning. En av metoderna är TEOR, genom vilken viskositeten reduceras genom uppvärmning av vätskan i formationen. För detta används vattenånga oftast. Mindre vanligt används delvis förbränning av olja in situ, direkt i själva formationen. Denna metod är dock inte särskilt effektiv. För att byta mellan olja och vatten kan du introducera speciella ytaktiva ämnen (eller tvättmedel). Den tertiära metoden gör det möjligt att öka oljeutvinningsfaktorn med cirka 5-15%. Denna metod används endast om oljeproduktionen fortsätter att vara lönsam. Därför beror tillämpningen av den tertiära metoden på oljepriset och kostnaden för dess utvinning.

Mekaniserat sätt: gaslyft

Om energin för lyftolja levereras utifrån, kallas denna produktionsmetod för mekaniserad. Den är indelad i två typer: kompressor och pumpning. Var och en av metoderna har sina egna egenskaper.

Kompressor kallas också gaslyft. Denna metod innebär att pumpa gas i en brunn, där den blandas med olja. Som ett resultat minskar blandningens densitet. Bottenhålstrycket minskar också och blir lägre än formationstrycket. Allt detta leder till att olja rör sig till jordens yta. Ibland tillförs trycksatt gas från angränsande behållare. Denna metod kallas "kompressorlös gaslyft".

På gamla fält används också ett luftlyftsystem där luft används. Denna metod kräver emellertid förbränning av petroleumgas, och rörledningen har ett lågt korrosionsbeständighet.

Gaslyft för oljeproduktion används i västra Sibirien, västra Kazakstan, Turkmenistan.

Mekaniserat sätt: med pumpar

Med pumpmetoden sänks pumparna till ett visst djup. Utrustningen är indelad i olika sorter... De mest utbredda är sugstångspumpar.

Låt oss överväga hur olja extraheras med denna metod. Principen för användning av sådan utrustning är följande. Rör sänks ner i brunnen, inuti vilken en sugventil och en cylinder är placerade. Den senare har en kolv med en utloppsventil. Oljerörelsen utförs på grund av kolvens rörelse fram och tillbaka. Samtidigt öppnas och stängs sug- och utloppsventilerna omväxlande.

Sugstångspumparna har en kapacitet på cirka 500 kubikmeter. m / dag på ett brunnsdjup på 200-400 m, och på ett djup av 3200 m - upp till 20 kubikmeter. m / dag.

Stavlösa sediment kan också användas för oljeproduktion. I detta fall tillförs elektrisk energi till utrustningen genom brunnhålet. För detta används en speciell kabel. En annan typ av energibärande flöde (värmebärare, komprimerad gas) kan också användas.

I Ryssland används en centrifugal typ av elektrisk pump oftare. Det mesta av oljan produceras med denna utrustning. När du använder elektriska pumpar på marken är det nödvändigt att installera en kontrollstation och en transformator.

Produktion i världens länder

Man övervägde hur olja utvinns ur naturreservoarer. Det är värt att bekanta sig med utvecklingstakten. Ursprungligen, fram till mitten av 1970-talet, fördubblades oljeproduktionen nästan varje decennium. Då blev utvecklingstakten mindre aktiv. Oljemängden som pumpades ut från början av produktionen (från 1850-talet) till 1973 uppgick till 41 miljarder ton, varav nästan hälften sjönk 1965-1973.

Världens största oljeproducenter idag är länder som Saudiarabien, Ryssland, Iran, USA, Kina, Mexiko, Kanada, Venezuela, Kazakstan. Det är dessa stater som är de viktigaste på marknaden för "svart guld". Det är värt att notera att oljeproduktionen i USA inte ligger på toppositionerna, men landet har köpt ut stora insättningar i andra stater.

De största olje- och gasbassängerna där olja och gas utvinns är Persiska viken, Mexikanska golfen, södra Kaspiska havet, västra Sibirien, Algeriska Sahara med flera.

Olje reserver

Olja är en icke-förnybar resurs. Volymen av kända insättningar är 1200 miljarder fat och oupptäckt - cirka 52-260 miljarder fat. De totala oljereserverna, med hänsyn till den nuvarande förbrukningen, kommer att pågå i cirka 100 år. Trots detta planerar Ryssland att öka produktionen av "svart guld".

De länder med den största oljeproduktionen är följande:

Venezuela.
Saudiarabien.
Iran.
Irak.
Kuwait.
Ryssland.
Libyen.
Kazakstan.
Nigeria.
Kanada.
Qatar.
Kina.
Brasilien.

Olja i Ryssland

Ryssland är ett av de ledande. Det används inte bara i stor utsträckning i själva landet, en betydande del exporteras till olika stater. Var produceras olja i Ryssland? De största fyndigheterna finns idag i Khanty-Mansiysk autonoma distrikt, Yamalo-Nenets autonoma distrikt och Republiken Tatarstan. Dessa regioner står för mer än 60% av den totala volymen producerad vätska. Även Irkutsk Oblast och Republiken Yakutia är platser där olja produceras i Ryssland, vilket visar utmärkta resultat när det gäller ökande volymer. Detta beror på utvecklingen av en ny exportriktning Sibirien - Stilla havet.

Oljepriser

Oljepriset bildas utifrån förhållandet mellan utbud och efterfrågan. Men i det här fallet finns det vissa särdrag. Efterfrågan förändras praktiskt taget inte och har liten effekt på prisdynamiken. Naturligtvis växer den varje år. Men den viktigaste faktorn i prissättningen är utbudet. En liten minskning av den leder till ett kraftigt kostnadssteg.

Med ökningen av antalet bilar och liknande utrustning ökar efterfrågan på olja. Men fyndigheterna torkar gradvis ut. Allt detta, enligt experter, kommer i slutändan att leda till en oljekris, när efterfrågan långt kommer att överstiga utbudet. Och då kommer priserna att skjuta i höjden.

Det är också värt att notera att oljepriset är ett av de viktigaste politiska instrumenten i den globala ekonomin. Idag är det cirka $ 107 per fat.

Att skjuta ut en man i rymden är mycket lättare än att pumpa olja ur marken. Det finns inget monster i rymden, atmosfären på vår planet är praktiskt taget homogen, slutligen kan vi med hjälp av ganska primitiva instrument observera vad som händer där ovan.

Tidigare var oljeproduktionen inte en knepig affär: på vissa ställen kom olja direkt upp till ytan och den kunde direkt skopas upp i hinkar. I forntida Indien asfalt och bitumen gjordes av olja; i forntida Egypten användes olja för att balsamera lik; i Byzantium, som vi känner till från rysk historia, användes olja som bränsle för primitiva skeppslågkastare, den så kallade "grekiska elden".

I slutet av 1800 -talet fick de gå under jorden för att få olja. Ingenjörer i Ryssland och andra länder har borrat brunnar och pumpat värdefull vätska genom dem. Djupet i dessa brunnar var ganska litet enligt modern standard - det räckte med att "genomborra" ett lager på 15-20 meter på rätt plats, och oljebubblan under marken började omedelbart rinna av olja.

År och decennier gick. Oljan som ligger på lämpliga platser tog slut, och vår civilisation gick under tiden in i kolvätefasen, vilket gjorde hela ekonomin beroende av olje- och gasproduktion. När de kommer att prata med dig om iPhones och solpaneler, stödja huvudet med näven och le skeptiskt: den moderna världen är inte baserad på iPhones, utan på kolväten. Olja används för att tillverka bränsle till bilar, flygplan och fartyg; pannhus värms upp med gas och eldningsolja. Allt omkring oss vimlar bokstavligen av plastföremål, och om vi öppnar första hjälpen så hittar vi till exempel aspirin syntetiserat från olja.

För femtio år sedan hade mänskligheten inget annat val än att lära sig att utvinna olja från platser som tills relativt nyligen verkade helt otillgängliga för kommersiell utveckling. Det är trevligt att inse att Ryssland också har gjort ett stort bidrag till utvecklingen av den nödvändiga "rymdtekniken" för detta.

Häromdagen är vi med solomatin och aquatek_filips besökte det operativa Yuzhno-Priobskoye-fältet i Gazpromneft-Khantos, ett dotterbolag till Gazprom Neft i Khanty-Mansi Autonomous Okrug-Yugra, för att personligen beröra detta tekniska mirakel i vår tid.

Jag börjar med de goda nyheterna: det finns mycket olja under jorden. Om du någonsin har haft en god puffkaka kan du enkelt föreställa dig insidan av vår planet: de består också av många lager. olika raser... Ett av de oljebärande skikten i denna underjordiska "paj", Bazhenov-formationen, ligger under västra Sibirien. Bazhenovformationen täcker en yta på en miljon kvadratkilometer och innehåller tillräckligt med olja för att förse världskonsumtionen i 15-30 år.

Nu är nyheterna inte så bra. Mänsklig teknik är fortfarande inte tillräckligt avancerad för en fullständig, kostnadseffektiv utveckling av Bazhenov-formationen. Förra året öppnade Gazprom Neft teknikcentret Bazhen i Khanty-Mansiysk, men metoder för kommersiell oljeproduktion från denna grupp av stenar utvecklas fortfarande. Även om de första testbrunnarna redan är i drift, kommer det att ta flera år för Gazprom Neft-forskare att få produktionen till en kommersiellt lönsam nivå på 2,5-4 miljoner ton per år. Om du inte ser för långt in i framtiden finns det ett rimligt hopp om att få ut cirka 5% av de kolväten som finns där från Bazhenov -formationen under de kommande decennierna.

För att klargöra vilka svårigheter det är, kommer jag att berätta om arbetet i Gazpromneft-Khantos, som nu producerar cirka 15 miljoner ton oljeekvivalenter per år. Tänk dig oljeblädda tegelstenar begravda 3 kilometer under jorden. Dessa tegelstenar pressas till ett tunt lager 15-20 meter högt: under och ovanför dem, som i en lagerkaka, finns det andra stenar.

För att komma till dessa "tegelstenar" organiserar oljemän en borrplats. Geologer indikerar den önskade punkten i närheten av Khanty-Mansiysk, vid denna tidpunkt häller de ur sanden ett stort område, isolerat från vatten, storleken på ett par fotbollsplaner. En sandvägg byggs runt platsen så att oljan inte kan läcka någonstans i händelse av en olycka och en monströs borrigg monteras på själva platsen: en mullrande byggnad i flera våningar som färdas på skenor från brunn till brunn .

Borrningen börjar. När du rör dig ner förstärks brunnhålet med rör så att brunnen inte faller samman och så att borren rör sig längs tunnan som en stång i en slät pistol. Utrymmet mellan rören och berget är "pluggat", det vill säga fyllt med cement.

Själva borren är vanligtvis ett imponerande utseende av särskilt hållbart material. Borrare tillför vatten till gruvan, vattnet vänder borren och går tillbaka längs gruvorna. En snurrande borr fördjupar hålet i den riktning som anges ovanifrån.

Tänk dig att du spelar biljard, skjuter metallbollar med en vattenpistol och försöker därmed driva dem i fickorna. Föreställ dig nu att du inte bara inte ser bollen, utan också är flera kilometer bort från den. Detta är de uppgifter som ryska borrare för närvarande löser.

Att borra en brunn tar flera veckor. Kom ihåg att jag för några stycken sedan nämnde att riggen är på rälsen? Så, efter att ha avslutat arbetet med nästa brunn, rör sig borrriggen några meter och börjar borra nästa, sedan en annan, och så vidare, tills ett helt kluster med 12-18 brunnar bildas.

För den första kilometern går dessa brunnar mer eller mindre vertikalt, men sedan rullar de smidigt i olika riktningar, förvandlas nästan till ett horisontellt plan och bildar därmed en riktig underjordisk buske. Tack vare detta arrangemang samlar varje kudde olja från ett underjordiskt område med en radie på upp till 4 km.

Högteknologi kräver naturligtvis en lämplig ordning. Objekten hålls i perfekt renhet, allt är prydligt signerat och bedövat, alla, inklusive myndigheterna, bär hjälmar och skyddsglasögon. Lönerna för vanliga borrare är lämpliga - cirka tvåhundratusen rubel per månadsskift, varvat med en månads vila.

I det här driftsättet finns det plus: anläggningen matas med restaurangkvalitet och levereras i allmänhet med allt som behövs, så att skiftarbetaren kan ta hem nästan hela sin lön för att lyckligt släppa den i en månad vila innan nästa skift. Under skiftet, igen, Arbetsbalken: skiftarbetare arbetar 12 timmar per skift. Å andra sidan kan det vara ganska kallt på skift, och ett trasigt skiftschema har inte den mest gynnsamma effekten på familjeförhållanden. Kanske är detta fortfarande ett jobb för unga människor.

Låt oss gå tillbaka till brunnen. Om du tror att när du väl har borrat in i behållaren kan du redan ansluta röret och pumpa ut oljan, jag kommer att göra dig besviken. Att borra en vertikal brunn kostar företaget i genomsnitt 35-45 miljoner rubel. En förmögen muscovit kan teoretiskt sälja en lägenhet i centrum av huvudstaden och göra ett kraftfullt hål nere i sin dacha, men även om han genom något mirakel hittar lite olja i djupet, kommer han inte att kunna höja den till ytan. Olja, återigen, finns i ganska täta lager, som mest påminner om oljefläktad sandsten eller tegel. I sig kommer det naturligtvis inte att flöda någonstans, precis som äppeljuice inte rinner från ett äpple genomborrat med en syl.

För att fortfarande höja oljan till ytan utför geologer en smyckeoperation - hydraulisk sprickbildning. Vatten pumpas in i brunnen under ett helvetet tryck. Efter att vattnet bryter formationen drivs sand in i de bildade sprickorna, vilket inte tillåter sprickorna att stänga tillbaka. Gazprom Neft har avancerad hydraulisk sprickteknik: det var vid Gazpromneft-Khantos-fältet som en rekord 30-stegs hydraulisk sprickbildning genomfördes 2016, varefter botten (nedre änden) av brunnen förvandlades till en slags diskborste.

Arbetet slutar inte där. För att få oljan att vilja gå upp måste du först trycka på den med vatten underifrån. Geologer gör noggranna beräkningar, varefter de anger i vilka brunnar som ska pumpas vatten, och från vilka man ska ta olja till ytan. När pumpningen fortskrider ändras trycket i formationerna, så det här är ett kontinuerligt arbete: processvatten injiceras i vissa brunnar, pumpar är nedsänkta i botten av andra, så att de driver olja till ytan under ett monströst tryck.

Trycket är en annan anledning att betala höga löner och upprätthålla ordning i produktionen. Till och med blygsam enligt oljestandarder är 200 atmosfärer tillräckligt för att varje tunn piple ska fungera som en skarp skalpell och skär i bitar både värdefull utrustning och gap av anställda. Förresten, utrustningen på fältet fungerar för det mesta inhemskt - med karakteristiska svarta namnskyltar och inskriptioner på kyrilliska som är ovanliga för en datavetare. Till min stora tillfredsställelse är Ryssland nu bland de ledande inom utvecklingen av oljeteknik.

Så vi borrade brunnar, utförde en rad hydrauliska sprickor, skapade ett komplext system av fartyg som kommunicerar under tryck, rensade sand och annat skräp från gruvaxlarna. Efterlängtad olja har kommit upp till ytan. Då kommer operatörerna till spel.

För några år sedan gick de runt brunnarna i en cirkel och samlade prover av formationsvätska i flaskor, som ser ut som en välvispad mörk chokladcocktail, och luktar som vanlig bensin från en vanlig stadsbensinstation. Operatören vände ventilen, filtrerade en skummig blandning av olja och vatten i flaskan och skickade sedan med en speciell enhet en ljudvåg in i brunnen för att bestämma dess nuvarande djup. Nybörjare, förresten, cheferna efter att ha passerat prövotid tills nu är den belagd med formationsvätska, vilket tillägnar dem oljemän.

Nu har dessa romantiska promenader längs sandområdet, som påminner om den arabiska öknen på sommaren, blivit mycket mer sällsynta: brunnarna hängs med sensorer som tar alla avläsningar i realtid och överför dem till kontrollcentralen.

Tidigare hade automatiseringen varit begränsad till detta: i slutändan är det mycket bekvämare att styra alla enheter och ventiler från ett ställe än att prata på en walkie-talkie med operatörer vid en brunnskiva. Livet gör dock oljebolag delta i ett evigt lopp - oljeproduktionen blir ständigt dyrare, men effektiv efterfrågan på den växer inte så snabbt som vi skulle vilja. Fältet kan utnyttjas med en lönsamhet på 15%, och det blir allt svårare att nå denna mycket blygsamma siffra för varje år.

Oljearbetare tillverkar nu digitala tvillingar för fält. All data samlas in i MCC - Production Control Center, som utåt liknar rymdfarkostens missionskontrollcenter. Kraftfulla datorer simulerar processer som går under jorden med hjälp av neurala nätverk och förutsäger hur mycket och vilken typ av olja som ska pumpas uppåt av varje pump på varje brunn, och vad som exakt behöver göras för att uppnå maximal effekt.

En person kan föreställa sig vätskornas rörelse på djupet och driften av pumpar mycket grovt, och den digitala tvillingen simulerar allt exakt och varje minut korrigerar den tredimensionella bilden enligt sensornas färska avläsningar. Denna kunskap gör att systemet får ut det mesta av fältet. Där människor kunde bryta 6 miljoner ton per år, hjälper datorer att gruva alla 10 miljoner.

En nyans till. Olja under jorden har en temperatur på cirka 100-120 grader, vilket är tillräckligt för att hålla den flytande. När den stiger upp till ytan stelnar oljan, och när den når cirka 60 grader börjar paraffinet i oljan sätta sig på väggarna. För att förhindra att gruvan blir paraffiniserad och därmed bryter gruvprocessen, skjuts periodvis en speciell rund kniv in i den, som reser upp och ner och skär av paraffinet från väggarna. Dessutom bor ett stort antal andra enheter i gruvan, som var och en antingen gör något eller ger oljemännen viktig information. Så till exempel utförs "avverkning" ständigt, från den franska karotten, "morot". Under loggningen sänker geofysikerna en speciell morotliknande sond i brunnhålet, som överför uppåtgående detaljerad information om stenarna som omger brunnen.

Kommer upp till ytan, formationsvätskan - en blandning av olja, gas och vatten - går genom rör in i en liten spindelliknande släpvagn. Det finns vätska med olika sidor mäts och skickas vidare till installationen av preliminär utsläpp av producerat vatten.

Låt inte ordet "preliminärt" lura dig: förutom brunnar i ett oljefält finns det vanligtvis en riktig petrokemisk anläggning, vars enda uppgift är att förbereda olja för resor genom rör. För att förstå skalan: Yuzhno -Priobskoye -fältet förbrukar 96 MW el - detta skulle räcka för att driva en liten stad.

Vid anläggningen, i en stor avskiljare, är formationsvätskan uppdelad i tre stora lager - olja, vatten och tillhörande gas. Vatten rinner tillbaka till brunnarna och pumpas under jord för att sätta systemet under tryck. Tillhörande gas är uppdelad i två delar - naturgas, bestående av en blandning av metan och etan, används för uppvärmning och andra hushållsbehov (inklusive produktion av egen el, vilket ger mycket allvarliga besparingar), och NGL (en stor del av lätta kolväten) pumpas den andra delen av gasen in i röret och flyttar till anläggningen i Tobolsk, där propylen och polyeten tillverkas av den. Tidigare blossade tillhörande gas helt enkelt, men för inte så länge sedan ändrade myndigheterna skattesystemet på ett sådant sätt att det blev lönsamt att bearbeta gas.

Den återstående oljan torkas ännu mer, rengörs från mekaniska föroreningar som kan täppa till röret och avsaltas. Ett lokalt laboratorium tar hundratals prover varje dag för att säkerställa att både input och output är av en kvalitetsprodukt. Utrustningen i laboratoriet, tyvärr, är långt ifrån helt rysk: för hand finns det ungefär hälften av våra instrument. Ändå är huvudenheten, ett illavarslande stativ i en brutal stålväska, fortfarande rysk. Mina bloggbloggar blev förvånade över hur en bärbar enhet kunde kosta 2,5 miljoner rubel, men erfarenheten visar att om enheten importerades kan den lätt kosta 10 gånger mer.

Förresten, invånare i utlandet, bekräfta eller förneka. Jag hörde att bloggturer inte accepteras i det förfallna västvärlden, västerländska företag föredrar att noggrant skydda sina smutsiga hemligheter från allmänheten, och allmänheten där föredrar att läsa inte om olja, utan om kungliga bröllop och om Kardashian -systrarnas lyxiga charm.

Låt oss gå tillbaka till oljeproduktionen. När jag först hörde talas om hydraulisk sprickbildning antog jag att landskapet runt fältet skulle likna amerikanska fasor - döda träd, livlös knäckt jord, skelett coyoter med två huvuden ... som tur var blev mina antaganden inte sanna. Antingen i Ryssland utförs hydraulisk sprickbildning med mer miljövänliga kemikalier, eller så sker det på större djup, men naturen på ytan förblir orörd. I några dammar nära brunnarna simmar svanar, och under säkerhetsinstruktionen förklarades vi i detalj i vilken riktning vi skulle fly ifall signalen "björnen har kommit".

Det finns ingen karakteristisk kemisk lukt vid depositionen heller. När det gäller produktionskulturen har vi naturligtvis gjort ett stort steg framåt under de senaste 20 åren - om tidigare japanska och tyska industrier uppfattades som något ouppnåeligt, nu lever exakt samma noggrannhet och ansvar i våra stora industrier, och ingalunda bara på så högteknologisk som oljeproduktion och petrokemi. Ryssland kan nu med rätta kallas ett civiliserat industriland.

I slutet av inlägget kommer jag att notera två saker..

Ställ först frågor i kommentarerna. Lite senare kommer jag att släppa ett inlägg om oljeraffinaderiet i Omsk, och sedan kommer jag att göra ett speciellt inlägg med svar på dina frågor om olja.

För det andra, låt oss gå långsamt från det täta förflutna in på 2000 -talet. Vissa människor tror fortfarande att oljeutvinning inte skiljer sig särskilt mycket i komplexitet från ister utvinning, när geologer hittar en gris och börjar bryta direkt på plats. vitt guld... Faktum är att oljeproduktionen i dessa dagar har blivit en mycket högteknologisk process, som kanske kan jämföras med produktionen av moderna mikroprocessorer. Mycket få stater på planeten kan utveckla komplexa insättningar på egen hand. Ryssland är en av sådana stater.

Ryssland har ungefär 13% beprövade oljefält i världen. Den huvudsakliga källan för påfyllning av statsbudgeten i vårt land är avdrag från resultaten av olje- och gasindustrins verksamhet.

Oljebärande lager finns vanligtvis djupt i jordens tarmar. Ansamlingen av oljemassor i fälten sker i stenar porös struktur omgiven av tätare lager. Ett exempel på en naturlig reservoar är ett kupolformat sandstenskikt blockerat på alla sidor av lager av tät lera.

Inte varje utforskat område blir föremål för industriell utveckling och produktion. Beslut om var och en fattas först efter ett noggrant affärsfall.

Huvudindikatorn för fältet- oljeåtervinningsfaktor, förhållandet mellan volymen olja under jorden och den volym som kan erhållas för bearbetning. Ett fält som är lämpligt för utveckling är ett fält med en förutsagd oljeutvinningsfaktor på 30% och högre. I takt med att produktionstekniken förbättras på fältet denna indikator tagen till 45% och högre.

I en underjordisk lagring finns råolja, naturgas och vatten alltid samtidigt närvarande under det enorma trycket av lagren i jordskorpan. Tryckparametern har ett avgörande inflytande på valet av produktionsmetod och teknik.

Oljeproduktionsmetoder

Metoden för oljeproduktion beror på storleken på trycket i behållaren och hur det bibehålls. Tre metoder kan särskiljas:

Primär-olja rinner ut ur brunnen på grund av högt tryck i den oljebärande formationen och kräver inte ytterligare konstgjord tryckinjektion, oljeåtervinningsfaktorn är 5-15%;
Sekundär- när det naturliga trycket i brunnen sjunker och oljeutvinning inte är möjlig utan ytterligare tryckinjektion på grund av införande av vatten eller naturgas / tillhörande gas i behållaren, är oljeåtervinningsfaktorn 35-45%;
Tertiär- en ökning av oljeutvinning från formationen efter en minskning av dess produktion med sekundära metoder, oljeåtervinningsfaktorn är 40 - 60%.

Syntesgas

Klassificering av gruvmetoder

Enligt principen om fysisk påverkan på en flytande oljekropp finns det idag bara två huvudsakliga produktionsmetoder: rinnande och mekaniserad.

I sin tur kan den mekaniserade tillskrivas gaslyft och pumplyftmetoder.
Om olja från tarmarna pressas ut till marken endast under påverkan av den naturliga energin i det oljebärande skiktet, kallas produktionsmetoden fontän.

Men det kommer alltid ett ögonblick när reservoarens energireserver är uttömda och brunnen slutar rinna. Därefter utförs hissen med hjälp av extra kraftutrustning. Denna brytningsmetod är mekaniserad.

Mekaniserad sättet händer gaslyft och pumpning... I tur och ordning Gaslift kan utföras kompressor och kompressorlös metod.

Pumpmetoden förverkligas genom användning av kraftfulla dränkbara pumpar: sugstång, elektrisk nedsänkbar elektrisk centrifugal.
Låt oss överväga varje metod mer separat.

Fontänmetod för oljeproduktion: den billigaste och enklaste

Utvecklingen av nya fyndigheter utförs alltid med hjälp av produktionsmetoden. Detta är den enklaste, mest effektiva och billigaste metoden. Det kräver inte ytterligare utgifter för energiresurser och sofistikerad utrustning, eftersom processen med att lyfta produkten till ytan sker på grund av övertryck i själva oljereservoaren.

Huvudsakliga fördelar

De främsta fördelarna med fontänmetoden:

Den enklaste brunnutrustningen;
Lägsta energikostnad;
Flexibilitet i att hantera pumpprocesser, upp till möjligheten att slutföra
stopp;
Möjlighet fjärrkontroll processer;
Långt interteknologiskt intervall för utrustningsdrift;

För att driva en ny brunn måste man ha full kontroll över den. Tämningen av fontänen utförs genom att installera speciella avstängningsventiler, som därefter gör det möjligt att styra flödet, styra driftslägen, fullständig tätning och vid behov bevara.
Wells utrustar lyftrör med olika diametrar, beroende på förväntad produktionshastighet och in-situ-tryck.

För stora produktionsvolymer och bra tryck används rör med stor diameter. Låg produktionsbrunnar för långsiktig bevarande av den flödande processen och för att minska produktionskostnaderna är de utrustade med lyftrör med liten diameter.

Förresten, läs också denna artikel: Funktioner för tungoljeraffinering

Efter avslutad flödande process, konstgjorda lyftmetoder används vid brunnen.

Gaslyftmetod för oljeproduktion

Gaslyft är en av de mekaniserade metoderna för oljeproduktion och en logisk fortsättning av den flödande metoden. När energin i formationen blir otillräcklig för att trycka ut oljan, börjar lyftet utföras genom att pumpa in i formationen. komprimerad gas... Detta kan vara enkel luft eller tillhörande gas från ett närliggande fält.

För användning av gaskomprimering högtryckskompressorer... Denna metod kallas kompressor. Icke-kompressor gaslyftmetoden utförs genom att tillföra gas som redan är under högt tryck till formationen. Sådan gas tillförs från närmaste fält.

Utrustningen för en gaslyftbrunn utförs genom metoden för omarbetning av den flödande brunnen med installation av speciella ventiler för tillförsel av komprimerad gas på olika djup med det intervall som fastställts av projektet.

Huvudsakliga fördelar

Gaslyft har fördelar jämfört med andra artificiella lyftmetoder:

intag av betydande volymer från olika djup i alla stadier av fältutveckling med en acceptabel kostnadsindikator;
förmågan att bedriva produktion även med betydande krökningar
brunnar;
arbeta med mycket gasade och överhettade formationer;
full kontroll över alla processparametrar;
automatiserad kontroll;
hög tillförlitlighet för utrustning;
utnyttjande av flera lager samtidigt;
kontrollerbarhet av vax- och saltavsättningsprocesser;
enkel teknik Underhåll och reparera.

Den största nackdelen med gaslyften är högt pris metallförbrukande utrustning.
Låg effektivitet och höga kostnader för utrustning tvingar användningen av gaslyft främst endast för att lyfta lätt olja med hög gashalt.

Mekaniserad metod för oljeproduktion - pumpning

Pumpning ger oljelyft genom brunnen med lämplig pumputrustning. Det finns sugstång och stavfria pumpar. Rodless - nedsänkbar elektrisk centrifugal.

Det vanligaste systemet för pumpning av olja sugstångspumpar... Detta är en relativt enkel, pålitlig och billig metod. Det tillgängliga djupet för denna metod är upp till 2500 m. Produktiviteten för en pump är upp till 500 m3 per dag.

Förresten, läs också denna artikel: Utrustningskorrosion

De huvudsakliga konstruktionselementen är pumprör och kolvar som är upphängda i dem på styva stångdämpare. Kolvens rörelse fram och tillbaka säkerställs gungmaskin ligger ovanför brunnen. Maskinen själv får vridmoment från elmotorn genom ett flerstegs växellådsystem.

På grund av den låga tillförlitligheten och produktiviteten hos sugstångskolvpumpar används numera alltmer dränkbara pumpenheter - elektriska centrifugalpumpar (ESP).

Huvudsakliga fördelar

Fördelarna med elektriska centrifugalpumpar:

enkel underhåll;
mycket bra prestandaindikator på 1500 m3 per dag;
en gedigen översynstid på upp till ett och ett halvt år eller mer;
förmågan att hantera avvikande brunnar;
pumpens prestanda regleras av antalet steg, total längd
montering kan variera.

Centrifugalpumpar är väl lämpade för gamla fält med hög vattenhalt.

För lyft av tung olja pumpar av skruvtyp är bäst lämpade. Sådana pumpar har stor kapacitet och ökad tillförlitlighet med hög effektivitet... En pump lyfter enkelt 800 kubikmeter olja per dag från ett djup av upp till tre tusen meter. Har en låg korrosionsbeständighet i aggressiva kemiska miljöer.

Slutsats

Var och en av de tekniker som beskrivs ovan har rätt att existera, och ingen av dem kan sägas entydigt om det är bra eller dåligt. Allt beror på en uppsättning parametrar som kännetecknar ett visst fält. Valet av metod kan endast baseras på resultaten av en grundlig ekonomisk forskning.

Du kommer att vara intresserad av:

Kostnad för oljeproduktion OPEC -staterna är överens om oljeproduktion i år Omvandla fat olja till ton och vice versa Volymen av råoljeraffinering 2018 vid ryska raffinaderier kommer att ligga kvar på 280 miljoner ton.