ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Основи технологій видобування нафти, природного газу, торфу

1 2 3 456

Видобування нафти

Нафта –це рідина, що складається з суміші вуглеводнів з різними домішками органічних сполук, які містять у собі кисень, сірку, азот і велику кількість мінеральних речовин. Вона має колір від світло-жовтого з зеленуватим відтінком до червоно-коричневого і навіть чорний. Теплотворність нафти – 41-46 МДж/кг, що в 1,5 рази перевищує теплотворність кам’яного вугілля. З нафти виробляють пальне для двигунів внутрішнього згоряння (авіаційних, автомобільних, тракторних), мастила для змащування механізмів та деталей машин, сировину для хімічної промисловості, паливо для котельних установок та ін.

Перші відомості про нафту прийшли з Близького Сходу. В долині річок Тигр та Євфрат нафту добували 6-8 тисячоліть тому. Давні шумери використовували бітум як з’єднувальний розчин при кладці будівель і як клей . Бітумом покривали дно басейнів. Застосовували бітум для запобігання гниттю дерев’яних балок, дверних та віконних блоків тощо.

Асфальтами ущільнювали днища човнів. У Давньому Єгипті асфальт застосовували для бальзамування мумій.

Давні люди застосовували нафту в медицині як засіб для загоювання ран і виразок, для лікування хвороб очей і т. ін. У Вавилоні нафтою освітлювали вулиці.

Відомі давні природні джерела нафти в Італії та Німеччині. У Китаї буріння було відоме ще до нашої ери. В Україні, в Прикарпатті, добування нафти почалося в XVIII ст.

Промислове видобування нафти розпочалося завдяки її застосуванню для освітлення в гасовій лампі. Перший нафтопереробний завод був збудований в 1745 році на річці Ухті на півночі Росії промисловцем Ф.С. Прядуновим. У 1848 році з’явилася перша промислова свердловина у Баку. Збільшенню видобутку нафти великою мірою сприяв винахід двигуна внутрішнього згоряння. Нафта знаходить використання як універсальне паливо.

Новим поштовхом для збільшення видобутку нафти у 30-50 роках XX ст. стало застосування її для отримання полімерних матеріалів.

Існує дві гіпотези утворення нафти: з органічних речовин та абіогенним шляхом. Це питання остаточно не з’ясоване.

Нафта і газ утворюються в материнських породах (вапняки та темнозабарвлені глини), а потім перетікають та накопичуються в промислових кількостях у так званих колекторах (пористих та проникних породах). Тут ці копалини переміщуються в горизонтальному та вертикальному напрямках, поки не потрапляють у так звані структурні пастки. В цих пастках, коли колектор знизу і зверху обмежений водотривкими шарами (найчастіше глиняними), відбувається накопичення нафти і газу, витиснених знизу підземними водами.

У цих пастках газ, нафта та вода залягають окремими шарами, оскільки нафта не розчиняється у воді і легша за воду, а газ розміщується над нафтою. В 1 м³піщанику міститься до 130-250 кг нафти.

Україна має відносно невеликі запаси нафти і газу, які не можуть задовольнити її потреб. Відомі три нафтогазові райони : Дніпропетровсько-Донецька западина, Карпатська і Кримсько-Причорноморська. Перший, відкритий ще у 1937 році (Ромни), включає близько 50 нафтогазових родовищ, які забезпечують близько 80 % видобутку нафти і газу. Карпатський район охоплює Закарпаття, Українські Карпати, Прикарпаття з частиною Волині. Останнім був відкритий Кримсько-Причорноморський район з шельфом Чорного та Азовського морів. Сьогодні це найбільш перспективна територія.

Для добування нафти, що залягає в земній корі на великих глибинах, бурять нафтові свердловини, укріпленні сталевими трубами.

Нафтова свердловина являє собою колодязь круглого перерізу, пробурений в землі на глибину залягання нафти. Сучасні нафтові свердловини іноді досягають глибини 4000-6000 м.

Процес буріння свердловини складається з операцій: руйнування гірських порід у свердловині і видалення продуктів руйнування на поверхню.

Для буріння свердловин застосовують ударний і обертальний способи.

При ударному способі буріння породу в свердловині руйнують ударами внаслідок вертикального зворотно-поступального руху спеціального інструмента (плоского долота і ударної штанги). Такий спосіб буріння малопродуктивний і тепер мало застосовується.

При обертальному способі буріння породу в свердловині руйнують за допомогою доліт, які під час обертання сколюють або подрібнюють породу.

Бурять свердловини за допомогою бурильних труб (роторне буріння), що приводяться у рух спільно з долотом, розташованими на поверхні землі двигунами, або турбобуром чи електробуром, розміщеним у свердловині безпосередньо над долотом без обертання труб. За допомогою спеціального глинистого розчину, який подається в свердловину під тиском видаляється подрібнена порода, просочуються і укріплюються глиною стінки свердловини, щоб запобігти викидам газів.

За способом роторного буріння бурові труби мають зовнішній діаметр від 73 до 168 мм. Висота сучасної установки (вишки) досягає 54 м і більше. Такою буровою установкою можна пробурити за місяць нафтову свердловину глибиною до 5000 м.

Недоліком роторного обертального буріння є необхідність обертання бурильних труб великої довжини, що спричиняє швидке спрацювання труб та збільшення питомих витрат електроенергії.

При застосуванні турбобурів і електробурів, двигун яких зменшуються витрати електроенергії та прискорюється процес буріння. При такому бурінні бурильні труби не обертаються, а обертається тільки долото, закріплене безпосередньо на валу двигуна. Останнім часом замість двигуна застосовують гідравлічну турбіну, яка працює від струменя глинистого розчину або води, що надходить по бурильним трубам у турбіну для очищення свердловини від подрібненої породи.

Буріння похилих свердловин проводять турбінним способом. Його застосовують також при розробці прибережних зон підводних нафтових родовищ і родовищ, розміщених на різко пересіченому рельєфі, для буріння кількох свердловин з одного стовбура або однієї бурової.

Видобувають нафту з надр землі фонтанним способом або за допомогою механізмів (насосів та компресорів).

Фонтанна експлуатація свердловини – це видобування нафти з нафтового пласта за допомогою тиску розчинених у нафті газів (від кількох десятків до кількох сотень атмосфер), які здатні виштовхувати нафту по свердловині на поверхню землі. Для відведення нафти в такій свердловині під її устям установлюють спеціальну арматуру, через яку нафта надходить у систему закритих трубопроводів і по ним відводиться в приймальні ємності. Фонтанна експлуатація свердловини є найефективнішою і найпродуктивнішою.

На поверхні землі нафта надходить у газовіддільник, а далі у відстійники для відокремлення від води і домішок. З відстійників нафта надходить у сховища. Сучасні нафтосховища – це металеві або залізобетонні резервуари місткістю до 10-12 тис. м3, з яких нафта по трубопроводам надходить до нафтопереробних заводів.

Способи добування, з яких нафта підіймається на земну поверхню за рахунок підведеної ззовні енергії, називають механізованими. Існують два різновиди механізованого способу експлуатації — компресорний і насосний.

При компресорному або газліфтномуметоді у свердловину компресором закачують газ, який змішується з нафтою. Щільність нафти знижується, забійний тиск стає нижчим за пластовий, що викликає рух рідини до поверхні землі. Іноді у свердловину подають газ під тиском з розташованих поблизу газових пластів (метод безкомпресорного газліфта). На деяких старих родовищах існують системи ерліфта, в котрих як робочий агент використовують повітря. Недоліки цього методу — необхідність спалювання попутного нафтового газу, змішаного з повітрям, підвищена корозія трубопроводів. Газліфтний метод застосовується на родовищах Західного Сибіру, Туркменії, Західного Казахстану.

При насосномуспособі експлуатації на визначену глибину спускають насоси, які приводяться в дію за рахунок енергії, що передається різними способами. На більшості нафтодобувних підприємств світу набули поширення штангові насоси.

Для підйому нафти штанговими насосами у свердловину опускають труби, всередині яких знаходяться циліндр і всмоктуючий клапан 1. У циліндрі перемішується вгору і вниз плунжер з нагнітальним клапаном 2. Під час руху плунжера вгору нагнітальний клапан закритий, бо на нього тисне рідина, що знаходиться в насосних трубах, а всмоктуючий клапан відкритий. При русі плунжера вниз нижній клапан закривається, а верхній нагнітальний клапан відкривається. Рідина з циліндра переходить у простір над плунжером. Поступово підіймаючись, нафта виходить на поверхню. Зворотно-поступальний рух передається плунжеру від балансира 6 верстатокачалки, з яким плунжер з’єднано системою сталевих насосних штанг. Продуктивність штангових глибинних насосів при глибині свердловини 200-400 м досягає 500 м³на добу, а при глибині до 3200 м становить не більше 20 м3на добу.

Існують також способи добування нафти із застосуванням безштангових насосів. У цих випадках до насоса підводять через стовбур свердловини електричну енергію (по спеціальному кабелю) або інший потік енергонесучої рідини (синтетичний газ, тенлоносій). Найбільш поширені установки з відцентровими електронасосами. За їх допомогою видобувають близько 1/3 загальної кількості нафти. Установка із глибинним електронасосом складається із глибинного електродвигуна, багатоступінчатого насоса і кабельної лінії, які опускають за допомогою насосних труб у свердловину. На поверхні землі встановлюють станцію керування і трансформатор.

На собівартість нафти впливають способи її видобутку. Видобута в Україні нафта має відносно високу собівартість, оскільки видобуток її найпрогресивнішим фонтанним способом майже припинився. Для підтримування високого пластового тиску практикують введення у законтурні горизонти нафтової свердловини гарячої води, пари, хімічних реагентів, що дає можливість збільшити видобуток нафти до 60-70 %.

Вартість нафти у районах споживання значною мірою визначається витратами на її транспортування, що залежить від діаметра трубопроводу, вмісту в сирій нафті парафіну, потужності нафтоперекачувальних станцій. Останніми роками визначилась тенденція подорожчання нафти, що пов’язано з ускладненням умов видобутку та експлуатації більшості родовищ. Поряд з цим будівництво нафтопереробних підприємств у районах споживання нафти і нафтопродуктів має ряд переваг, оскільки значно зменшується шлях транспортування сирої нафти (зберігання сирої нафти обходиться дешевше)

1 2 3 456