Нефтяной резервуар

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найти источники:  «Нефтяной резервуар»  -  новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( декабрь 2017 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон )

Структурная карта, смотрящая вниз, сгенерированная программным обеспечением контурной карты для залежи газа и нефти глубиной 8 500 футов на месторождении Эрат, Эрат, Луизиана . Зазор слева направо вверху указывает линию разлома между синей и зеленой контурными линиями и фиолетовой, красной и желтой линиями. Тонкая красная круглая линия посередине указывает на верхнюю часть масляного резервуара. Поскольку газ поднимается над нефтью, последняя линия отмечает зону контакта газа и нефти.

Нефтяной пласт или нефть и газа резервуар является подповерхностным пулом углеводородов , содержащихся в пористых или трещиноватых горных породах . Нефтяные коллекторы в целом подразделяются на традиционные и нетрадиционные . В традиционных коллекторах встречающиеся в природе углеводороды, такие как сырая нефть или природный газ , улавливаются вышележащими пластами горных пород с более низкой проницаемостью , в то время как в нетрадиционных коллекторах породы имеют высокую пористость и низкую проницаемость, что удерживает углеводороды в ловушке, поэтому не требуякрышка рок . Коллекторы обнаруживаются методами разведки углеводородов .

Нефтяное месторождение [ править ]

В этом разделе несколько вопросов. Пожалуйста, помогите улучшить его или обсудите эти проблемы на странице обсуждения . ( Узнайте, как и когда удалить эти сообщения-шаблоны ) Этот раздел, возможно, содержит оригинальные исследования . Смесь фактов и фантазий. Этот раздел нужно урезать и переписать с использованием исходников. Пожалуйста, улучшите его , проверив сделанные утверждения и добавив встроенные цитаты . Заявления, содержащие только оригинальные исследования, следует удалить. ( Февраль 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) Этот раздел требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью , добавив цитаты из надежных источников . Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. ( Февраль 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения )

Нефтяное месторождение - это залежь нефти под поверхностью земли, заключенная в запечатанной полости непроницаемой породы. Фактически используемый на практике термин подразумевает возможность получения достаточной экономической выгоды, достойной коммерческого внимания. Во-вторых, область на поверхности выше, где нефть находится в ловушке под землей, также называется нефтяным полем. ^{[1] [2]}

Поскольку нефтяные резервуары обычно простираются на большую территорию, возможно, в несколько сотен километров в поперечнике, полная эксплуатация влечет за собой несколько скважин, разбросанных по территории. Кроме того, могут быть разведочные скважины, исследующие края, трубопроводы для транспортировки нефти в другие места и вспомогательные сооружения.

Поскольку нефтяное месторождение может быть удалено от цивилизации , создание месторождения часто является чрезвычайно сложной задачей с точки зрения логистики . Это выходит за рамки требований к бурению и включает сопутствующую инфраструктуру. Например, рабочим требуется жилье, чтобы они могли работать на месте в течение месяцев или лет. В свою очередь, жилье и оборудование требуют электричества и воды. В холодных регионах может потребоваться обогрев трубопроводов. Кроме того, избыток природного газа может быть сожжен, если его невозможно использовать - для этого требуется печь, дымоход и трубы, чтобы транспортировать его от колодца к печи.

Таким образом, типичное нефтяное месторождение напоминает небольшой автономный городок посреди ландшафта, усеянного буровыми установками или домкратами, которые известны как « кивающие ослы » из-за их покачивающейся руки. У нескольких компаний, таких как Hill International , Bechtel , Esso , Weatherford International , Schlumberger Limited , Baker Hughes и Halliburton , есть организации, которые специализируются на крупномасштабном строительстве инфраструктуры и предоставлении специализированных услуг, необходимых для прибыльной эксплуатации месторождения.

По всему миру разбросано более 40 000 нефтяных месторождений на суше и на море. Самыми крупными из них являются месторождение Гавар в Саудовской Аравии и месторождение Бурган в Кувейте , каждое из которых оценивается более чем в 60 миллиардов баррелей (9,5 × 10 ⁹ м ³ ) . Большинство нефтяных месторождений намного меньше. По данным Министерства энергетики США (Управление энергетической информации), по состоянию на 2003 год только в США насчитывалось более 30 000 нефтяных месторождений.

В современную эпоху расположение нефтяных месторождений с доказанными запасами нефти является ключевым фактором, лежащим в основе многих геополитических конфликтов. ^[3]

Термин «месторождение нефти» также используется как сокращение для обозначения всей нефтяной промышленности . Однако более точно разделить нефтяную промышленность на три сектора: добыча (добыча сырой нефти из скважин и отделение воды от нефти), мидстрим (транспортировка нефти по трубопроводам и танкерам) и нисходящий поток (переработка, сбыт нефтепродуктов и транспортировка в другие страны). Нефтяные станции).

Газовое месторождение [ править ]

Природный газ образуется в результате того же процесса геологического термического крекинга, при котором кероген превращается в нефть . Как следствие, нефть и природный газ часто встречаются вместе. Обычно месторождения, богатые нефтью, называются месторождениями нефти , а месторождения, богатые природным газом, называются месторождениями природного газа.

Как правило, органические отложения, захороненные на глубине от 1000 до 6000 м (при температуре от 60 ° C до 150 ° C), образуют нефть, в то время как отложения, захороненные глубже и при более высоких температурах, вместо этого генерируют природный газ. Чем глубже источник, тем «суше» газ (то есть, тем меньше доля конденсата в газе). Поскольку и нефть, и природный газ легче воды, они имеют тенденцию подниматься из своих источников до тех пор, пока не просочатся на поверхность или не будут захвачены непроницаемой стратиграфической ловушкой. Их можно извлечь из ловушки путем сверления.

Самым крупным месторождением природного газа является газовое месторождение Южный Парс / Асалуйе , которое совместно используется Ираном и Катаром . Вторым по величине месторождением природного газа является Уренгойское газовое месторождение , а третьим по величине - Ямбургское газовое месторождение , оба в России .

Как и нефть, природный газ часто находится под водой на морских газовых месторождениях, таких как Северное море , газовое месторождение Корриб в Ирландии и недалеко от острова Сейбл . Технология добычи и транспортировки природного газа на шельфе отличается от наземных месторождений. Он использует несколько очень больших морских буровых установок из-за стоимости и логистических трудностей при работе над водой.

Рост цен на газ в начале 21 века побудил бурильщиков пересмотреть месторождения, которые ранее не считались экономически жизнеспособными. Например, в 2008 году компания McMoran Exploration прошла глубину бурения более 32 000 футов (9754 м) (самая глубокая испытательная скважина в истории добычи газа) на участке Blackbeard в Мексиканском заливе. ^[4] Буровая установка Exxon Mobil достигла высоты 30 000 футов к 2006 году, не обнаружив газа, прежде чем покинуть площадку.

Формирование [ править ]

Сырая нефть содержится во всех нефтяных резервуарах, образованных в земной коре из останков некогда живых существ. Факты свидетельствуют о том, что миллионы лет тепла и давления превратили останки микроскопических растений и животных в нефть и природный газ .

Рой Нурми, советник по интерпретации нефтесервисной компании Schlumberger , описал процесс следующим образом:

Планктон и водоросли, белки и жизнь, которая плавает в море, когда умирает, падает на дно, и эти организмы станут источником нашей нефти и газа. Когда они засыпаны накопившимся осадком и достигают соответствующей температуры, то есть выше 50-70 ° C, они начинают готовиться. Это преобразование, это изменение превращает их в жидкие углеводороды, которые движутся и мигрируют, и станут нашим резервуаром нефти и газа. ^[5]

В дополнение к водной среде, которая обычно представляет собой море, но также может быть рекой , озером , коралловым рифом или водорослевым матом , для образования резервуара нефти или газа также требуется осадочный бассейн, который проходит через четыре этапа: ^[6]

• Глубокое захоронение под песком и грязью.
• Приготовление под давлением.
• Миграция углеводородов из источника в породу коллектора
• Захват непроницаемой скалой.

Время также является важным фактором; предполагается, что в долине реки Огайо когда-то могло быть столько же нефти, сколько на Ближнем Востоке , но она ускользнула из-за отсутствия ловушек. ^[6] Северное море , с другой стороны, пережившие миллионы лет изменений уровня моря , что успешно привело к образованию более 150 нефтяных месторождений . ^[7]

Хотя процесс в целом один и тот же, различные факторы окружающей среды приводят к созданию самых разнообразных резервуаров. Водохранилища существуют где угодно от поверхности земли до 30 000 футов (9 000 м) ниже поверхности и бывают самых разных форм, размеров и возраста. ^[8] В последние годы магматические резервуары стали важным новым направлением разведки нефти, особенно в трахитовых и базальтовых формациях. Эти два типа коллекторов различаются по содержанию нефти и физическим свойствам, таким как связность трещин, связь пор и пористость породы . ^[9]

Ловушки [ править ]

А ловушки форма , когда плавучести движущих силы вверх миграцию углеводородов через проницаемую породы не могут преодолеть капиллярные силы уплотнительной среды. Выбор времени образования ловушки относительно времени образования и миграции нефти имеет решающее значение для обеспечения возможности образования коллектора. ^[10]

Геологи-нефтяники в широком смысле классифицируют ловушки на три категории, основанные на их геологических характеристиках: структурная ловушка , стратиграфическая ловушка и гораздо менее распространенная гидродинамическая ловушка. ^[11] Механизмы улавливания для многих нефтяных коллекторов имеют характеристики нескольких категорий и могут быть известны как комбинированные ловушки. Ловушки описываются как структурные ловушки (в деформированных пластах, таких как складки и разломы) или стратиграфические ловушки (в областях, где меняются типы горных пород, таких как несогласия, выклинивания и рифы). Ловушка - важный компонент нефтяной системы.

Структурные ловушки [ править ]

Структурные ловушки образуются в результате изменений в структуре подповерхностных слоев в результате таких процессов, как складчатость и разломообразование, приводящих к образованию куполов , антиклиналей и складок . ^[12] Примеры такого рода ловушки являются антиклинали ловушки , ^[13] ловушку вина и соли купола ловушки . (см соляной купол )

Они легче очерчиваются и более перспективны, чем их стратиграфические аналоги, при этом большая часть мировых запасов нефти находится в структурных ловушках.

• Конструкционные ловушки; синий: материнская порода, желтый: коллектор, зеленый: тюлень, красный: углеводороды
• Структурная ловушка в антиклинали

• Структурная ловушка по плоскости разлома

• Структурно-стратиграфическая ловушка в наклонном блоке, драпированном аргиллитами

Стратиграфические ловушки [ править ]

Стратиграфические ловушки образуются в результате горизонтальных и вертикальных изменений толщины, текстуры, пористости или литологии породы-коллектора. Примерами ловушек этого типа являются ловушка несогласия , линзовая ловушка и рифовая ловушка . ^[14]

• Стратиграфические ловушки; синий: материнская порода, желтый: коллектор, зеленый: тюлень, красный: углеводороды
• Стратиграфическая ловушка при несогласии

• Стратиграфическая ловушка в окаменелом коралловом рифе (желтый), закрытом аргиллитом (зеленый)

• Стратиграфическая ловушка вокруг эвапоритового (розового) соляного купола

Гидродинамические ловушки [ править ]

Гидродинамические ловушки - гораздо менее распространенный тип ловушек. ^[15] Они вызваны перепадами давления воды, которые связаны с потоком воды, что создает наклон контакта углеводород-вода.

Уплотнение / крышка [ править ]

Уплотнение является основной частью ловушки, предотвращающей дальнейшую миграцию углеводородов вверх.

Капиллярное уплотнение образуется, когда капиллярное давление в поровых каналах больше или равно давлению плавучести мигрирующих углеводородов. Они не позволяют жидкостям перемещаться по ним, пока их целостность не будет нарушена, что приведет к их утечке. Существует два типа капиллярного уплотнения ^[16] , классификации которых основаны на предпочтительном механизме протечки: гидравлическое уплотнение и мембранное уплотнение.

Мембранное уплотнение будет протекать всякий раз, когда перепад давления на уплотнении превышает пороговое давление смещения, позволяя жидкостям перемещаться через поровые пространства в уплотнении. Он будет протекать ровно настолько, чтобы снизить перепад давления ниже давления вытеснения, и снова закроется. ^[17]

Гидравлическое уплотнение возникает в породах, которые имеют значительно более высокое давление вытеснения, так что давление, необходимое для гидроразрыва пласта на растяжение, на самом деле ниже, чем давление, необходимое для вытеснения жидкости, например, в эвапоритах или очень плотных сланцах. Порода будет разрушаться, когда поровое давление будет больше, чем ее минимальное напряжение и ее предел прочности, а затем снова закроется, когда давление снизится и трещины закроются.

Оценка запасов [ править ]

После открытия коллектора инженер-нефтяник попытается составить лучшую картину скопления. В простом учебном примере однородного коллектора первым этапом является проведение сейсмической разведки для определения возможного размера ловушки. Оценочные скважины могут быть использованы для определения места контакта нефти с водой и, соответственно, высоты нефтеносных песков. Часто вместе с сейсмическими данными можно оценить объем нефтеносного коллектора.

Следующим шагом является использование информации из оценочных скважин для оценки пористости породы. Пористость или процент от общего объема, который содержит флюиды, а не твердую породу, составляет 20–35% или меньше. Он может предоставить информацию о фактической емкости. Лабораторные испытания могут определить характеристики пластовых флюидов, в частности коэффициент расширения нефти, или степень расширения нефти при попадании из пласта с высоким давлением и высокой температурой в «резервуар» на поверхности.

Имея такую ​​информацию, можно оценить, сколько «резервуарных» баррелей нефти находится в резервуаре. Такое масло называется базовым маслом изначально на месте (СТОИИП) . В результате изучения таких факторов, как проницаемость породы (насколько легко текучие среды могут проходить через породу) и возможных механизмов привода, можно оценить коэффициент извлечения или какую долю нефти в месторождении можно обоснованно ожидать. произведено. Коэффициент извлечения обычно составляет 30–35%, что указывает на ценность извлекаемых ресурсов.

Сложность в том, что резервуары неоднородны. Они имеют переменную пористость и проницаемость и могут быть разделены на отсеки с трещинами и разломами, разрушающими их и затрудняющими течение жидкости. По этой причине часто проводится компьютерное моделирование экономически выгодных коллекторов. Геологи , геофизики и инженеры- разработчики совместно работают над созданием модели, которая позволяет моделировать поток флюидов в пласте, что приводит к более точной оценке извлекаемых ресурсов.

Запасы - это только часть тех извлекаемых ресурсов, которые будут разрабатываться в рамках определенных и утвержденных проектов разработки. Поскольку оценка «резервов» имеет прямое влияние на компанию или стоимость активов, она обычно следует строгому набору правил или руководящих принципов (даже несмотря на то, что компании обычно используют лазейки для завышения цены своих акций). Наиболее распространенными руководящими принципами являются руководящие принципы SPE PRMS, правила SEC или справочник COGE. Правительство также может иметь свои собственные системы, что усложняет инвесторам сравнение одной компании с другой.

Производство [ править ]

Чтобы получить содержимое нефтяного резервуара, обычно необходимо пробурить земную кору, хотя в некоторых частях мира существуют просачивания нефти с поверхности, например, нефтяные карьеры Ла-Бреа в Калифорнии и многочисленные просачивания на Тринидаде .

Механизмы привода [ править ]

Девственный резервуар может находиться под давлением, достаточным для выталкивания углеводородов на поверхность. По мере добычи жидкости давление часто будет снижаться, и добыча будет падать. Резервуар может реагировать на извлечение жидкости таким образом, чтобы поддерживать давление. Могут потребоваться методы искусственного вождения.

Двигатель растворенного газа [ править ]

Этот механизм (также известный как привод истощения) зависит от попутного нефтяного газа. Чистый резервуар может быть полностью полужидким, но ожидается, что он будет содержать газообразные углеводороды в растворе из-за давления. Когда резервуар истощается, давление падает ниже точки кипения, и газ выходит из раствора, образуя газовую шапку наверху. Эта газовая крышка давит на жидкость, помогая поддерживать давление.

Это происходит, когда природный газ находится в пробке ниже уровня нефти. Когда скважина пробурена, пониженное давление выше означает, что нефть расширяется. При понижении давления масло достигает точки кипения, и впоследствии пузырьки газа вытесняют нефть на поверхность. Затем пузырьки достигают критического насыщения и текут вместе как единая газовая фаза. За пределами этой точки и ниже этого давления газовая фаза вытекает быстрее, чем нефть, из-за ее пониженной вязкости. Производится больше свободного газа, и в конечном итоге источник энергии истощается. В некоторых случаях, в зависимости от геологии, газ может мигрировать к кровле нефти и образовывать вторичную газовую шапку.

Некоторая энергия может поступать из воды, газа в воде или сжатой породы. Обычно это незначительный вклад в расширение углеводородов.

Правильно управляя производительностью, можно получить больше преимуществ от двигателей с растворенным газом. Вторичная добыча включает закачку газа или воды для поддержания пластового давления. Соотношение газ / нефть и дебит нефти остаются стабильными до тех пор, пока пластовое давление не упадет ниже точки кипения при достижении критической газонасыщенности. Когда газ исчерпан, соотношение газ / нефть и дебит нефти падают, пластовое давление снижается, и пластовая энергия исчерпывается.

Привод газовой крышки [ править ]

В коллекторах, уже имеющих газовую шапку (первичное давление уже ниже точки кипения), газовая шапка расширяется по мере истощения коллектора, давя на секции жидкости, создавая дополнительное давление.

Он присутствует в резервуаре, если газа больше, чем может быть растворено в резервуаре. Газ часто будет мигрировать к вершине конструкции. Он сжимается поверх запаса масла, поскольку при производстве масла крышка помогает вытолкнуть масло наружу. Со временем газовая шапка опускается и проникает в нефть, и в конечном итоге скважина начнет добывать все больше и больше газа, пока не будет производить только газ. Лучше всего эффективно управлять газовой шапкой, то есть размещать нефтяные скважины так, чтобы газовая шапка не доходила до них, пока не будет добыто максимальное количество нефти. Также высокий дебит может вызвать миграцию газа вниз в продуктивный интервал. В этом случае со временем снижение пластового давления не такое резкое, как в случае газового вытеснения на основе раствора. В этом случае,Дебит нефти не будет снижаться так резко, но будет также зависеть от расположения скважины по отношению к газовой шапке.

Как и в случае с другими приводными механизмами, для поддержания пластового давления может использоваться закачка воды или газа. Когда газовая шапка сочетается с притоком воды, механизм восстановления может быть очень эффективным.

Водоносный (водный) привод [ править ]

Вода (обычно соленая) может присутствовать ниже углеводородов. Вода, как и все жидкости, в небольшой степени сжимаема. По мере того, как углеводороды истощаются, снижение давления в пласте позволяет воде немного расширяться. Хотя расширение этого блока незначительно, если водоносный горизонт достаточно велик, это приведет к значительному увеличению объема, которое будет подталкивать углеводороды, поддерживая давление.

При использовании водохранилища падение пластового давления очень незначительное; в некоторых случаях пластовое давление может оставаться неизменным. Соотношение газ / нефть также остается стабильным. Дебит нефти будет оставаться достаточно стабильным, пока вода не достигнет скважины. Со временем обводненность увеличится, и колодец будет обводнен. ^[18]

Вода может присутствовать в водоносном горизонте (но редко пополняется поверхностными водами). Эта вода постепенно замещает объем нефти и газа, добываемый из скважины, учитывая, что дебит эквивалентен активности водоносного горизонта. То есть водоносный горизонт пополняется за счет притока естественной воды. Если вода начинает добываться вместе с нефтью, скорость извлечения может стать неэкономичной из-за более высоких затрат на подъем и удаление воды.

Закачка воды и газа [ править ]

Если естественных движущих сил недостаточно, как это часто бывает, то давление можно поддерживать искусственно путем закачки воды в водоносный горизонт или газа в газовую шапку.

Гравитационный дренаж [ править ]

Сила тяжести заставит нефть двигаться вниз по газу и вверх по воде. Если существует вертикальная проницаемость, то скорость извлечения может быть даже лучше.

Коллекторы газа и газового конденсата [ править ]

Это происходит, если пластовые условия позволяют углеводородам существовать в виде газа. Извлечение - это вопрос расширения газа. Извлечение из закрытого коллектора (т. Е. Без водяного привода) очень хорошее, особенно если забойное давление снижено до минимума (обычно это делается с помощью компрессоров на устье скважины). Любые производимые жидкости имеют цвет от светлого до бесцветного, с плотностью выше 45 API. Циклирование газа - это процесс, при котором сухой газ нагнетается и производится вместе с конденсированной жидкостью.

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]