Ведущий раздел этой статьи может быть слишком коротким, чтобы адекватно резюмировать ее ключевые моменты . ( Январь 2021 г. ) |
Добыча нефти представляет собой процесс , с помощью которого использовать петролейный вытягиваются из - под поверхностью расположения Земли.
Расположение нефтяного месторождения [ править ]
Геологи и геофизики используют сейсмические исследования для поиска геологических структур, которые могут образовывать нефтяные резервуары. «Классический» метод включает в себя проведение подземного взрыва поблизости и наблюдение за сейсмическим откликом, что дает информацию о геологических структурах под землей. Однако также используются «пассивные» методы, извлекающие информацию из естественных сейсмических волн. [1]
Другие инструменты, такие как гравиметры и магнитометры , также используются при поиске нефти. Добыча сырой нефти обычно начинается с бурения скважин в подземный резервуар. Когда нефтяная скважина будет вскрыта, геолог (известный на буровой установке как «грязелогер») заметит ее присутствие.
Исторически сложилось так, что в Соединенных Штатах на некоторых нефтяных месторождениях нефть естественным образом поднималась на поверхность, но большинство этих месторождений уже давно израсходованы, за исключением некоторых частей Аляски . Часто многие скважины (называемые многоствольными скважинами ) пробуриваются в одном пласте с экономически приемлемой скоростью добычи. Некоторые скважины ( вторичные скважины ) могут закачивать воду , пар , кислоты или различные газовые смеси в пласт для повышения или поддержания пластового давления и экономичной скорости добычи.
Бурение [ править ]
Нефтяная скважина создается путем бурения длинной скважины в земле с помощью нефтяной вышки . Стальная труба (обсадная труба) помещается в скважину, чтобы обеспечить структурную целостность вновь пробуренной скважины. Затем в основании скважины проделываются отверстия, чтобы нефть могла проходить в ствол. Наконец, наверху устанавливается набор клапанов, называемый « рождественской елкой »; клапаны регулируют давление и регулируют поток. Процесс бурения относится к категории «разведка и добыча», одной из трех основных услуг в нефтяной отрасли, наряду с промежуточной и последующей добычей.
Добыча и добыча нефти [ править ]
Первичное восстановление [ править ]
На этапе первичной добычи движущая сила коллектора обеспечивается рядом естественных механизмов. К ним относятся: естественная вода, вытесняющая нефть вниз в скважину, расширение попутного нефтяного газа в верхней части коллектора, расширение попутного газа, первоначально растворенного в сырой нефти, и гравитационный дренаж в результате движения нефти внутри коллектора из от верхней к нижней части, где расположены колодцы. Коэффициент извлечения на стадии первичного извлечения обычно составляет 5-15%. [2]
В то время как подземное давление в нефтяном пласте достаточно, чтобы вытолкнуть нефть (вместе с некоторым количеством попутного газа) на поверхность, все, что необходимо, - это разместить сложное расположение клапанов ( рождественская елка ) на устье скважины, чтобы соединить скважину. в трубопроводную сеть для хранения и обработки. Иногда насосы, такие как лучевые насосы и электрические погружные насосы (ЭЦН), используются для вывода нефти на поверхность; они известны как искусственные подъемные механизмы.
Вторичное восстановление [ править ]
В течение срока службы скважины давление падает. В какой-то момент подземного давления недостаточно, чтобы вытолкнуть нефть на поверхность. После того, как естественный приток коллектора уменьшается, применяются вторичные методы добычи . Они полагаются на подачу внешней энергии в пласт путем закачки флюидов для увеличения пластового давления, тем самым увеличивая или заменяя естественный привод коллектора искусственным. Вторичные методы добычи увеличивают давление в пласте за счет закачки воды , обратной закачки газа и газлифта . Обратная закачка и подъем газа при каждом использовании попутного газа, двуокиси углеродаили какой-либо другой инертный газ для уменьшения плотности нефтегазовой смеси и, таким образом, улучшения ее подвижности. Типичный коэффициент извлечения при заводнении составляет около 30%, в зависимости от свойств нефти и характеристик породы-коллектора. В среднем коэффициент извлечения после первичных и вторичных операций по добыче нефти составляет от 35 до 45%. [2]
Улучшенное восстановление [ править ]
Методы улучшенного или третичного извлечения нефти увеличивают подвижность нефти для увеличения добычи.
Методы термического повышения нефтеотдачи (TEOR) - это методы третичного извлечения нефти, которые нагревают нефть, снижая ее вязкость и облегчая извлечение. Закачка пара - это наиболее распространенная форма TEOR, и она часто осуществляется с помощью когенерационной установки. Этот тип когенерационной установки использует газовую турбину для выработки электроэнергии , а отработанное тепло используется для производства пара, который затем закачивается в резервуар. Эта форма добычи широко используется для увеличения добычи нефти в долине Сан-Хоакин , которая дает очень тяжелую нефть, но на нее приходится десять процентов добычи нефти в Соединенных Штатах. [ необходима цитата ] Затопление при пожаре (сжигание на месте) - еще одна форма TEOR, но вместо пара сжигается часть нефти для нагрева окружающей нефти.
Иногда вводятся поверхностно-активные вещества ( детергенты ) для изменения поверхностного натяжения между водой и нефтью в пласте, мобилизуя нефть, которая в противном случае осталась бы в пласте в виде остаточной нефти. [3]
Другой метод снижения вязкости - это заводнение углекислым газом .
Третичная добыча позволяет извлекать еще от 5% до 15% нефти коллектора. [2] На некоторых калифорнийских месторождениях тяжелой нефти закачка пара удвоила или даже утроила запасы нефти и конечную нефтеотдачу. [4] Например, см. Нефтяное месторождение Мидуэй-Сансет , крупнейшее нефтяное месторождение Калифорнии.
Третичное извлечение начинается, когда вторичного извлечения нефти недостаточно для продолжения адекватной добычи, но только тогда, когда нефть еще можно извлекать с прибылью . Это зависит от стоимости метода добычи и текущей цены на сырую нефть . При высоких ценах вновь вводятся в эксплуатацию ранее убыточные скважины, а при низких - сокращается добыча.
Использование микробных препаратов - еще один третичный метод восстановления. Специальные смеси микробов используются для обработки и разрушения углеводородной цепи в масле, что упрощает извлечение нефти. Это также более экономично по сравнению с другими традиционными методами. В некоторых штатах, таких как Техас, существуют налоговые льготы для использования этих микробов в так называемом вторичном третичном восстановлении. Их поставляют очень немногие компании. [ количественно ]
Скорость восстановления [ править ]
Количество извлекаемой нефти определяется рядом факторов, включая проницаемость породы, силу естественных движущих сил (присутствующий попутный газ, давление соседней воды или гравитацию), пористость породы-коллектора, т.е. емкость хранения и вязкость масла. Когда порода- коллектор «плотная», как в сланце , нефть обычно не может течь, но когда они проницаемы, как в песчанике , нефть течет свободно.
Расчетное окончательное восстановление [ править ]
Хотя извлечение скважины не может быть определено с уверенностью до тех пор, пока скважина не прекратит добычу, инженеры-нефтяники часто определяют расчетную конечную извлекаемость (EUR) на основе прогнозов скорости падения в будущем. Используются различные модели, математические методы и приближения.
EUR сланцевого газа трудно предсказать, и можно выбрать методы добычи, которые, как правило, недооценивают спад, превышающий разумный.
Здоровье и безопасность [ править ]
Персонал, занятый в добыче нефти и газа, сталкивается с уникальными проблемами здоровья и безопасности и признан Национальным институтом безопасности и гигиены труда (NIOSH) приоритетным отраслевым сектором в Национальной программе профессиональных исследований (NORA) для определения и предоставления стратегий вмешательства в отношении профессионального здоровья. и вопросы безопасности. [5] [6] В течение 2003–2013 годов годовой уровень профессиональных смертельных случаев значительно снизился - 36,3%; однако количество смертельных случаев на производстве в нефтегазодобывающей промышленности США увеличилось на 27,6%, при этом общее число погибших составило 1 189 человек, так как за этот период увеличилась численность рабочей силы. Две трети всех погибших рабочих были вызваны транспортными происшествиями.и контакт с предметами или оборудованием. Более 50% лиц со смертельным исходом были трудоустроены в компаниях, обслуживающих скважины. Меры контроля опасностей включают политику безопасности наземного транспорта и технические средства контроля, такие как автоматизированные технологии. [7]
См. Также [ править ]
- Буровая установка
- Буровой раствор
- Грязевой логгер
- Головорез
- Направленное бурение
- Нефтяная платформа
- Бурильщик (нефть)
- Бурение глубоких скважин
- Блок (добыча нефти)
- Противовыбросовый (бурение скважин)
- Гидроразрыв
- Список стран по добыче нефти
- Пик добычи нефти
- Список аварий при добыче природного газа и нефти в США
Ссылки [ править ]
- ^ "Технологический веб-сайт компании, занимающейся пассивными сейсмическими исследованиями" . Архивировано из оригинала на 2007-09-28 . Проверено 31 августа 2007 .
- ^ a b c Э. Цимас (2005). «Повышение нефтеотдачи с использованием двуокиси углерода в европейской энергетической системе» (PDF) . Объединенный исследовательский центр Европейской комиссии . Проверено 1 ноября 2012 . Cite journal requires
|journal=
(help) - ^ "New Billions In Oil" Popular Mechanics , март 1933 - то есть статья об изобретении закачки воды и детергентов для добычи нефти
- ^ История роста запасов нефти на основных нефтяных месторождениях Калифорнии в течение двадцатого века , Бюллетень USGS 2172-H, 2005
- ^ "CDC - NIOSH - Совет по добыче нефти и газа NORA" . www.cdc.gov . 2019-02-12 . Проверено 14 марта 2019 .
- ^ "Совет по добыче нефти и газа NORA - Программа исследований" . www.cdc.gov . 2019-02-12 . Проверено 14 марта 2019 .
- ^ Мейсон, Кристал Л .; Retzer, Kyla D .; Хилл, Райан; Линкольн, Дженнифер М. (2015-05-29). «Несчастные случаи на производстве во время нефтяного и газового бума - США, 2003–2013 годы» . Центры США по контролю и профилактике заболеваний . Проверено 2 ноября 2018 .