Як видобувають нафту (методи) у світі та у Росії. Як видобувають нафту — розробка родовищ, буріння свердловин та управління видобутком Типи та влаштування нафтових платформ

З нафтою нам не пощастило. Якщо в Іраку або Саудівської Аравіїдостатньо пробурити одну неглибоку свердловину в піску, до якої легко під'їхати на будь-якому позашляховику, то у нас нафта зосередилася в сибірських болотах, де взимку -50, а влітку +30 і комарі розміром із гарного мамонтенка.

Бурити в болоті неможливо, тому нафтовики спочатку вирубують ліс, осушують болото та відсипають майданчик із піску, так званий «кущ», до якого підводять дорогу та електрику. Щоб не відсипати такий майданчик для кожної свердловини, їх поєднують у групи по кілька десятків на одному кущі, а бурять не вертикально вниз, а під нахилом.

Забій свердловини (її дно) може перебувати по горизонталі за пару кілометрів від куща, а є свердловини з відходом 12 кілометрів, наприклад, на Сахаліні. Їх бурять під нахилом, тому що кущ один, а геологам потрібно охопити свердловинами велику площу родовища або, наприклад, треба добувати нафту, що знаходиться під містом чи заповідником.

На різних родовищах бурять різну глибину. У Західному Сибіру глибина свердловини становить 1,5 – 2,5 км, у Поволжі може досягати 4,5 км, у Східного Сибірублизько 2-3 км.

При будівництві свердловини задіяні десятки різних служб: починають "сейсмики", далі приходять "освоєнці", потім вже буровики (які поділяються на служби бурових розчинів, геофізичних досліджень, телеметрії та долотного сервісу), потім служба капітального ремонтусвердловин, далі дОбыча (працівники Видобування називають себе саме з наголосом на О). Їх своєю чергою обслуговують різні “взводу забезпечення” – вивезення шламу, спецтехніки тощо.

На виконання всіх цих робіт Нафтова Компанія (НК) залучає численних підрядників. Те саме стосується і відсипання кущів, доріг, спорудження гуртожитків для працівників і таке інше. Сама ПК володіє ліцензією на родовище та займається управлінням та фінансуванням усіх робіт, що виконуються нафтосервісними компаніями. Саме тому у нафтових компаній так багато різноманітних «дочок».

Для буріння використовують бурові установки (вибачте за олію масляну) вагою близько 1000 тонн. Нагорі бурової вежі підвішена лебідка з гігантським гаком, яка рухає вгору-вниз величезний електродвигун. Ця конструкція називається "верхній привід".

Першим у свердловину опускають долото (болванка з трьома шипастими головками-шарошками, що обертаються), яке безпосередньо бурить. Воно навернуте на обтяжені бурильні труби (погонний метр такої труби діаметром 165 мм важить 135 кг). У свою чергу обважнені бурильні труби навернуті на звичайні бурильні труби, які попередньо звинчують у свічки по 2-4 штуки разом.

Уся ця ковбаса називається "бурильна колона" і прикручена до валу величезного електродвигуна, підвішеного на гігантському гаку.

При бурінні свердловини верхній привід починає обертати всю цю ковбасу і опускається вниз, переносячи вагу колони на долото. Типова бурова колона у свердловині глибиною до 3 км має вагу 100-150 тонн. Це вага, яка висить на гігантському гаку. Спуск та підйом бурильних колон роблять багато разів через необхідність зміни долота.

Через труби прокачують спеціальну рідину - буровий розчин - під тиском близько 50-150 атмосфер. Розчин проходить усередині всієї ковбаси і виходить через долото, охолоджуючи його, після чого повертається на поверхню через простір між стінками колони і свердловини, виносячи на поверхню шлам (пробурену породу).

Розчин очищають, а шлам викидають у шламову комору (яму, яка після того, як закінчується буріння, обов'язково рекультивується, тобто засипається ґрунтом і на ній висаджують траву).

При необхідності (небезпека обвалів тощо) свердловину зміцнюють обсадними трубами, після чого продовжують бурити меншим розміром долотом. Свердловина на всьому своєму відрізку не однакова в діаметрі: починається з 393мм, далі 295мм, потім 215мм, і нарешті 143мм.

На буріння свердловини йде від місяця до року в залежності від багатьох факторів: довжини, геології, розгильдяйства нафтової і бурової компаній і т.д.

У готову свердловину спускають так звану обсадну колону, а в простір між нею та стінкою свердловини закачують цемент. Робиться це для запобігання обвалу стін свердловини:

Пробуривши і обсадивши свердловину, бурову установку за допомогою гідравлічних домкратів і штовхачів перевозять рейками метрів на 5-7 в бік для буріння нової свердловини. Пробуреною свердловиною починає займатися служба капітального ремонту свердловин (ВРХ).

Якщо потрібно перевезти бурову установку на інший кущ, то вона розбирається на модулі і перевозиться частинами на нове місце, де знову збирається. У важкодоступних районах, де ще родовище не освоєно, бурові установки збирають блоками за допомогою вертольотів. Первинний монтаж бурової зазвичай триває трохи більше місяця:

Щоб нафта надходила в зацементовану свердловину, у неї спускають спеціальний заряд, який прострілює отвори в обсадній колоні на потрібній глибині. Потім свердловину спускають електричний насос, прикріплений до насосно-компресорних труб (НКТ), по яких нафта надходить на поверхню:

Вінчає всю цю конструкцію наземне обладнання, зване російською «фонтанною арматурою», а англійською Christmas Tree (Новорічна ялинка). Качает нафту безпосередньо відцентровий насос, опущений на дно свердловини, який подає викаченную рідину (відразу нафтою цю емульсію називати некоректно) різні станції очищення:

На кущі свердловини бурять до ряду в середньому на відстані 5 метрів один від одного. У кожної свердловини своя «викидна лінія», за якою емульсія (нафта+вода) надходить в АГЗУ — вимірювальну установку, де міряється «дебіт» (обсяг продукції, що видобувається на добу):

Металеві конструкції над свердловинами - це кабельні естакади:

А от цими трубами тече нафта. Багато наших родовищ мають високий рівень обводненості, тобто зі свердловини виходить, наприклад, лише 30 відсотків нафти, а все інше — вода. Щоб вона не замерзала в трубах, їх загортають теплоізоляцією:

Свердловини бурять «буровики», а нафту з них качають «оператори з видобутку нафти та газу». Буровики живуть прямо на кущі у вагончиках, а оператори та решта на Опорній Базі Промислу (ОБП).

У вагончиках у буровиків обов'язково присутня сушарка, лазня та їдальня. Готують смачно, і навіть оператори під час об'їзду своїх кущів частенько заїжджають на бурові страви. Комплексний обід коштує близько 100 рублів.

Робота буровиків дуже небезпечна (високий тиск у трубах при бурінні, робота під вантажопідйомними механізмами) і вимагає високої концентрації уваги. Але проблема в тому, що робітники втомлюються, втрачають концентрацію і тому часто трапляються травми, причому дуже важкі (відривають ноги та руки, втрачають зір, гинуть). Це актуальна проблема у галузі.

Працюють на буровий вахтовим способом. Вахта триває від двох тижнів до місяця. За каторжну роботу помічник бурильника отримує близько 80 тисяч карбованців на місяць. Потім місяць відпочиває та нічого не отримує. Разом виходить 40 тисяч карбованців на місяць.

10.

На кожному родовищі є так званий факел. Він потрібний, щоб спалювати розчинений у нафті попутний газ. На різних родовищах газовий фактор є різним: десь газу дуже багато, а десь його майже немає.

Зазвичай люди дивуються, чому цей газ не продаватиме Газпрому? Відповідь проста: очищення попутного газу та доведення його до стандартів Газпрому коштує значно дорожче, ніж сам газ. Найпростіше і дешевше його спалювати. Проте з 2012 року всі нафтовидобувні компанії зобов'язали довести утилізацію попутного газу до 95%. Тобто не викидати всякий шлак в атмосферу, а очищати та продавати:

11.

12.

Що цікавого у видобутку нафти? – скажете ви. Про це писали багато, часто і все давно розкладено по "поличках". Проте все змінюється і в цій класичній галузі. Непомітно для нас із вами відбуваються великі зміни. Це пов'язано насамперед з тим, що легкої нафти практично не залишилося, а видобуток складної нафти потребує раціонального підходу та нових цифрових технологій.

Нещодавно ми побували на Південно-Пріобському родовищі «Газпромнефть-Хантоса», яке знаходиться недалеко від Ханти-Мансійська. Родовище відкрито 1982 року. У розробку введено 1999 року. Експлуатаційне буріння ведеться із 2002 року. Площа ЮПТ Приобського родовища: 2253,8 кв. км.
Початкові геологічні запаси становлять понад 1,5 млрд. тонн. Через вкрай низьку проникність продуктивних пластів розробка Південно-Пріобського родовища довгий час вважалася нерентабельною. За рахунок застосування нових технологій, зокрема, гідророзриву пласта (про це розповімо трохи пізніше), компанії вдалося не тільки розпочати його розробку, а й кратно підвищити обсяг видобутку: з 2,7 млн. тонн н. е. 2005 року до 15,2 млн тонн н. е. у 2017 році:

Свердловини

Родовище «поділено» на так звані "кущі". Кущ - це майданчик, на якому розташовані гирла кількох похило-спрямованих свердловин. Як правило, в одному кущі знаходяться 12-24 свердловини з єдиною системою керування та контролю.

1. Ми побували на одному з кущів і подивилися, як ведеться видобуток нафти. Для того, щоб потрапити на об'єкт, необхідно переодягнутися в спецодяг, пройти інструктаж з техніки безпеки та отримати допуск. Все дуже серйозно:

2. Якщо чесно, я очікував побачити традиційні гойдалки. Виявляється, ці технології пішли у минуле разом із дисковими телефонами. Зараз нафта викачується більше ефективними способами. На цьому кущі свердловини пробурені на одній паралельній прямій. На знімку видно 7 свердловин. За ними знаходиться бурова установка, яка бурить ще одну свердловину. Завдяки рейковій рухомій основі вона переміщається територією куща:

3. Свердловина має глибину понад 3 кілометри. Після буріння та підготовки в стовбур свердловини опускається спеціальний електричний насос, який виконує роль звичної нам величезної гойдалки. Насосам необхідне електроживлення, тому разом із насосом у свердловину спускається спеціальний броньований кабель, яким подається електричний струм. Всі електромагістралі прокладені по "повітря" на опорах, що дає візуальний контроль та забезпечує безпеку подачі електрики:

4. Один насос споживає близько 600 кВт/год. Для контролю ефективності витрати електрики передбачені спеціальні цифрові рішення, про які ми поговоримо трохи пізніше:

5. На обслуговуванні свердловин працюють спеціально навчені люди – оператори. Це кваліфіковані робітники з різних регіонів Росії, які пройшли підготовку та атестацію. Робота з видобутку нафти здійснюється змінним вахтовим методом:

6. Все управління здійснюється віддалено із центру управління видобутком (ЦУД). Кожен оператор має смартфон зі спеціальним додатком, на який надходять завдання з ЦУДу. Оператор продемонстрував нам, як проводилася робота у доцифрову епоху. На смартфон (до появи смартфона завдання видавалося через запис у журнал) надійшло завдання виміряти рівень нафтовмісної рідини в свердловині та взяти забір проби:

7. Оператор відправляється до свердловини з набором спеціальних інструментів та ємностей. Зі свердловини гойдається не нафта, а нафтовмісна рідина, яка складається з води, газу, домішок і, власне, самої нафти. Для забору проби необхідно спочатку пропустити частину верхньої рідини. Для цього використовується цебро. Суть та сама, коли ми пропускаємо брудну воду після ремонту труб з-під крана. Далі робиться паркан у кілька пляшок:

9. Пласт нафтовмісної рідини, з якого ведеться видобуток, знаходиться на значній глибині. Якщо рівень зростає, значить насос засмічується, або пласт став більше давати, якщо падає – пласт дає менше розрахункового обсягу видобутку. Періодичний замір рівня рідини у свердловині необхідний для точного визначення характеристик електричного насоса, а також підтвердження точності налаштувань контрольних датчиків, встановлених у свердловині:

10. Багато нафтовидобувних компаній досі працюють по-старому, качаючи нафту гойдалками, виробляючи ручний забір проб і відбиваючи рівень у свердловині вручну. "Газпромнефть-Хантос" вже давно оснастив кущі видобутку автоматизованими груповими вимірювальними установками (АГЗУ), призначеними для вимірювання кількості сирої нафти, нафтового газу та подальшої програмної обробки результатів, передачу їх у систему телеметрії каналами зв'язку. Весь процес максимально автоматизований та оснащений віддаленим контролем:

11. Ще одна система цифрового керування видобутком - станція керування насосами:

12. Тут встановлені прилади стеження та керування насосами, що знаходяться у свердловинах. Усе програмне забезпеченнята начинка російського виробництва. Оператори стежать за тиском у свердловинах, рівнем та температурою. Наприклад, ось поточне значення в одній із свердловин. Рівень пластової рідини 2633 метри, температура на цій глибині +97 градусів. За таких умов працюють насоси:

Гідравлічний розрив пласта

Саме час поговорити про сучасні способи видобутку нафти. Зараз майже всі свердловини мають горизонтальне закінчення. Що це означає? Спочатку буриться свердловина вертикально до певної позначки, після чого змінюється напрямок буріння і стовбур свердловини йде в горизонтальну площину. Поклади нафти дедалі частіше розташовані в малопотужних пластах, що залягають у важкодоступних місцях (під річками, озерами, болотами), і цей спосіб буріння найефективніший для видобутку. Щоб збільшити кількість пластової рідини, що видобувається, робиться гідророзрив пласта (ГРП).

Під високим тиском у пласт закачується суміш рідини та спеціального агента, що розклинює (пропанту). У процесі подачі суміші формуються високопровідні канали (тріщини ГРП), що сполучають стовбур свердловини та пласт, які закріплюються пропантом. Цими каналами нафти набагато простіше надходити з пласта в свердловину. При багатостадійному ГРП (МГРП) одному стовбурі горизонтальної свердловини проводиться кілька операцій гидроразрыва. Таким чином, забезпечується багаторазове збільшення зони охоплення пласта однією свердловиною.

Бурова установка

13. Одну з основних, початкових робіту нафтовидобутку виконує бурова установка. Склад бурової установки: бурова вежа, спуско-підйомні механізми, бурильна колона:

14. Бурильна колона складається з бурильних труб, призначена для передачі навантаження при бурінні на долото, транспортування бурового розчину на забій свердловини з наступним виносом вибуреної породи. Довжина бурильної колони залежить від глибини свердловини:

15. В основі бурильних труб встановлюється долото, яке здійснює буріння. Долото мають різні розміри, форму та робочі поверхні залежно від товщини породи, які потрібно пробурити. Ресурс зношування одного долота близько 10 тис. метрів буріння.
Для прикладу два різні долоти до використання/після:

16. Весь процес буріння повністю автоматизований та управляється програмно:

17.

18. При бурінні свердловин, видобутку та транспортуванні нафти велика увага приділяється збереженню екології. Усі відходи вивозяться та утилізуються, а побічні продукти, такі як газ та вода, йдуть на вторинну переробку. Екологічну чистоту найкраще передають лебеді, які уподобали озера поруч із місцями видобутку:

Центр підготовки нафти

Переїжджаємо з куща видобутку кілька кілометрів і потрапляємо до цеху підготовки та перекачування нафти.

Як уже було сказано, зі свердловини видобувається не нафта, а нафтовмісна рідина, в якій, крім самої нафти, присутня велика кількість води, газу та інших домішок. Для її очищення та подальшого транспортування рідина спочатку потрапляє до встановлення підготовки нафти. Потім товарна нафта надходить на приймально-здачу пункт нафти, тут же відбувається її комерційний облік і відкачування для подальшої здачі в систему Транснафти.

19. Територія, на якій знаходиться установка підготовки нафти, схожа на пристойний нафтопереробний завод:

Основний процес підготовки термохімічний. Продукція свердловин системою нафтозбору надходить у систему сепарації, де відбувається попереднє відділення газу від рідини. Відділення у сепараторах відбувається шляхом перепаду тиску. Водонафтова емульсія відправляється на попередній майданчик підігрівачів, де вона нагрівається і на наступному ступені змішується з хімічним емульгатором на основі метанолу, що дозволяє покращити відокремлення нафти від води.

Після підігріву емульсія потрапляє на майданчик трифазних сепараторів. Це великі бочки, розділені на дві камери. Через різницю в щільності вода потрапляє в нижню камеру, нафту у верхню. Також виділяється газ другого ступеня, що залишився після першої сепарації. Через перегородку нафта перетікає в третю камеру, після чого відправляється ще на один щабель сепарації, де з неї відокремлюється газ, що залишився. Таким чином виходить нафта, яка вже готується до подальшого транспортування. Відокремлена пластова вода очищається тут же від різних домішок і надалі використовується для закачування під величезним тиском пласти для гідророзривів. Отриманий газ із усіх трьох ступенів сепарації частково використовується для потреб (печей, котелень і виробництва власної електроенергії), але його частина відправляється на газопереробку. Виходить практично безвідходне виробництво.

20.

21. Як і з видобутку, процес підготовки нафти максимально автоматизовано. За перебігом всього процесу стежить оператор:

22. Тут знаходиться хімічна лабораторія. Після кожного етапу сепарації зразки продуктів проходять ретельний хімічний аналіз на відповідність до технічних вимог.

24. Лабораторія оснащена за останньому словутехніки. Ось, наприклад, пристрій визначення точки роси. Цей прилад необхідний визначення стану газу. До речі, він вітчизняного виробництва, хоч і коштує більше трьох мільйонів рублів:

Цех видобутку нафти

25. Переміщуємось на наступну локацію «Газпромнефть-Хантос». Центральна інженерно-технологічна служба (ЦІТС). Тут здійснюється повний контроль та цифрове управління всіма етапами видобутку нафти:

26. Сюди стікаються всі показання та звіти роботи обладнання бурових та свердловин. Диспетчери відстежують параметри та обсяги видобутку, розподіляють завдання операторам на місцях (див. фото 6).

27. Здійснюється відеоспостереження та контроль за роботою кущів та свердловин:

28. На моніторі відображається вся структура родовища. Оператори мають можливість коригувати обсяг видобутку, вносити зміни до роботи обладнання для оптимізації всього процесу:

29. Так виглядає карта поточних відборів нафти з візуалізацією по кущах. Усе це видозмінюється як реального часу:

30. Диспетчерська служба в цілодобовому режимі стежить за роботою електромережевого обладнання та електростанціями, що працюють на родовищах Газпромнефть-Хантоса. Диспетчерський щит вітчизняного виробництва виконаний із використанням інноваційних розробок та високих вимог до надійності роботи всіх елементів. Загальна площа щита становить понад 27 кв. На ньому позначені ПЛ та ПС з рівнем напруги 110 кВ та 35 кВ, а також електростанції, що працюють на Приобському, Зимовому, Південно-Кинямінському родовищах.

Центр управління видобутком у Ханти-Мансійську

31. Центр управління видобутком знаходиться в Ханти-Мансійську в головному офісі Газпромнефть-Хантос:

ЦУД співзвучний із космічним ЦУП та виконує схожі завдання лише у земному масштабі окремо взятого підприємства.
Для реалізації стратегічних планів у 2017 році було створено інноваційний Центр управління видобутком (ЦУД).
В основі ЦУД – супровід та адаптація «цифрового двійника» родовища. Особливість моделі полягає в функції самонавчання: вона здатна самостійно калібруватися на основі інформації, що динамічно змінюється, що надходить від засобів автоматизації.

32. "Цифровий двійник" дозволяє автоматично підбирати оптимальні режими роботи всіх елементів комплексу, заздалегідь ідентифікувати нештатні ситуації, вести превентивну оцінку роботи системи у разі зміни її конфігурації.

33. На величезному моніторі відображено актуальну інформацію щодо родовищ з прив'язкою до конкретних цифр видобутку:

Завдяки впровадженню нових технологій, обладнання та систем компанія перейшла на якісно новий рівень управління виробництвом.
Вся інформація, що надходить до ЦУД, може бути візуалізована, що дозволяє мультифункціональній команді приймати своєчасні обґрунтовані рішення, що враховують усі можливості та обмеження, відстежувати їхнє якісне виконання.

34. Цифровий двійник - це, насамперед, візуальний прогноз та розрахунок, що може прийти при зміні того чи іншого параметра виробництва. Наприклад, можна змоделювати ситуацію, що вийде на виході, якщо підняти або опустити видобуток однієї конкретної свердловини/куща/родовища. Буде видано розрахунок зі збитків/прибутків/витрат. На основі працює система оптимізації виробництва. На моніторі відображено два графіки: реальний та оптимізований. Це дозволяє робити прогнози на майбутнє та економити значні кошти для майбутніх проектів:

35. Крім процесів нафтовидобутку тут відображаються й інші напрями виробництва. Ось, наприклад, маршрут руху автомобіля нашої групи з візуалізацією на карті, часом у дорозі та зайнятості водія. Це дозволяє оптимізувати як виробничі процеси, а й кадрову зайнятість:

36. З вікон ЦУДу відкривається шикарний краєвид на красень Ханти-Мансійськ:

38. Дуже цікава геометрія офісу Газпромнефть-Хантос. Вона добре підкреслює всі сучасні цифрові процеси, що відбуваються усередині підприємства:

39. Майбутнє настало і ми частина його!

Росія має в своєму розпорядженні сьогодні приблизно 13% розвіданих у світі нафтових родовищ. Основним джерелом поповнення державного бюджету нашої країни є відрахування від результатів діяльності нафтогазовидобувної галузі.

Нафтові шари знаходяться, як правило, глибоко в надрах землі. Нагромадження нафтових мас у родовищах відбувається у гірських породах пористої структури, що у оточенні щільніших шарів. Зразком природного резервуару служить пласт пісковика куполоподібної форми, з усіх боків заблокованого шарами щільної глини.

Не кожне розвідане родовище стає об'єктом промислової розробки та видобутку. Рішення щодо кожного приймаються лише за підсумками ретельного економічного обґрунтування.

Головний показник родовища- Коефіцієнт нафтовіддачі, відношення обсягу нафти під землею, до обсягу, який можна отримати для переробки. Придатним для розробки є родовище з прогнозованим коефіцієнтом нафтовіддачі від 30% і вище. У міру вдосконалення технологій видобутку у родовищі цей показник доводиться до 45% і вище.

У підземному сховищі завжди одночасно є сира нафта, природний газ і вода під величезним тиском пластів земної кори. Параметр тиску надає вирішальний вплив на вибір способу та технології видобутку.

Методи видобутку нафти

Метод видобутку нафти залежить від величини тиску в пласті та способі його підтримки. Можна виділити три методи:

Первинний- Нафта фонтанує зі свердловини за рахунок високого тискуу нафтоносному пласті та не вимагає створення додаткового штучного нагнітання тиску, коефіцієнт вилучення нафти 5-15%;
Вторинний- коли природний тиск у свердловині падає і підйом нафти не можливий без додаткового нагнітання тиску за рахунок введення в пласт води або природного/попутного газу коефіцієнт вилучення нафти 35-45%;
Третинний- Збільшення вилучення нафти з пласта після зниження її видобутку вторинними методами, коефіцієнт вилучення нафти 40 - 60%.

Синтез-газ

Класифікація способів видобутку

За принципом фізичного впливу на рідке нафтове тіло сьогодні є лише два основні способи видобутку: фонтанний та механізований.

У свою чергу, до механізованого можна віднести газліфтний та насосний методи підйому.
Якщо нафта з надр видавлюється на землю лише під впливом природної енергіїнафтоносного пласта, то спосіб видобутку називають фонтанним.

Але завжди настає момент, коли запаси енергії пласта виснажуються, а свердловина перестає фонтанувати. Тоді підйом здійснюють із застосуванням додаткового енергетичного обладнання. Такий спосіб видобутку і є механізованим.

Механізованийспосіб буває газліфтним та насосним. В свою чергу газліфтможна здійснювати компресорним та безкомпресорнимметодом.

Насосний спосіб реалізується за допомогою використання потужних глибинних насосів: штангових, електровідцентрових занурювальних.
Розглянемо докладніше кожен спосіб окремо.

Фонтанний спосіб видобутку нафти: найдешевший і найпростіший

Освоєння нових родовищ завжди здійснюється із використанням фонтанного способу видобутку. Це найпростіший, найефективніший і найдешевший метод.Він не вимагає додаткових витрат енергоресурсів і складного обладнання, оскільки процес підйому продукту на поверхню відбувається за рахунок надлишкового тиску в нафтовому покладі.

основні переваги

Головні переваги фонтанного способу:

Найпростіше обладнання свердловини;
Мінімум витрат електроенергії;
Гнучкість в управлінні процесами відкачування, аж до повної можливості
зупинки;
Можливість дистанційного керування процесами;
Довгий міжтехнологічний інтервал роботи обладнання;

Для експлуатації нової свердловини необхідно встановити над нею повний контроль. Приборкання фонтану здійснюється за допомогою монтажу спеціальної запірної арматури, що дозволяє згодом керувати потоком, контролювати режими роботи, проводити повну герметизацію, а якщо потрібно, то і консервацію.
Свердловини обладнають підйомними трубамирізного діаметра, залежно від передбачуваного дебіту видобутку та внутрішньопластового тиску.

При великих обсягах видобутку та хорошому тискувикористовують труби великого діаметра. Малодебітні свердловинидля тривалого збереження процесу фонтанування та зменшення собівартості видобутку обладнають підйомними трубами малого діаметра.

До речі, прочитайте цю статтю також: Особливості переробки важкої нафти

Після завершення процесу фонтануванняНа свердловині починають застосовувати механізовані методи видобутку.

Газліфтний спосіб видобутку нафти

Газліфт є одним із механізованих способів видобутку нафти та логічним продовженням фонтанного способу. Коли енергії пласта стає недостатньо для виштовхування нафти, підйом починають здійснювати за допомогою підкачування в пласт стиснутого газу. Це може бути просте повітря або супутній газ із найближчого родовища.

Для стиснення газу використовують компресори високого тиску. Цей спосіб називають компресорним. Безкомпресорний спосіб газліфта здійснюють методом подачі в пласт газу, що вже знаходиться під високим тиском. Такий газ підводять із найближчого родовища.

Обладнання газліфтної свердловини здійснюється методом доробки фонтанної з установкою спеціальних клапанів підведення стисненого газу на різній глибині з встановленим інтервалом проектом.

основні переваги

Газліфт має свої переваги в порівнянні з іншими методами механізованого видобутку:

забір значних обсягів із різних глибин будь-яких етапах розробки родовища з прийнятним показником собівартості;
можливість ведення видобутку навіть за значних викривлень
свердловини;
робота з сильно загазованими та перегрітими пластами;
повний контроль за всіма параметрами процесу;
автоматизоване керування;
висока надійність обладнання;
експлуатація кількох пластів одночасно;
контрольованість процесів відкладення парафіну та солей;
проста технологія проведення технічного обслуговування та ремонту.

Головним недоліком газліфту є висока вартістьметалоємного обладнання.
Низький ККД та висока вартість обладнання змушують застосовувати газліфт в основному лише для підйому легкої нафти з високим показником газової складової.

Механізований спосіб видобутку нафти – насосний

Насосна експлуатація забезпечує підйом нафти свердловиною відповідним насосним обладнанням. Насоси бувають штангові та безштангові. Безштангові – занурювального типу електровідцентрові.

Найбільш поширена схема відкачування нафти штанговими глибинними насосами. Це відносно простий, надійний і дорогий метод. Доступна для цього способу глибина – до 2500 м. Продуктивність одного насоса – до 500 м3 на добу.

До речі, прочитайте цю статтю також: Корозія обладнання

Головними елементами конструкції є насосні труби та підвішені в них на жорстких штангових штовхачах плунжери. Поворотно-поступальний рух плунжерів забезпечується верстатом-гойдалкою, розташований над свердловиною. Сам верстат отримує момент, що крутить, від електродвигуна через систему багатоступінчастих редукторів.

У зв'язку з не високою надійністю та продуктивністю штангових плунжерних насосів у наш час все більше застосовуються насосні установки занурювального типу. електровідцентрові насоси (ЕЦН).

основні переваги

Переваги електровідцентрових насосів:

простота технічного обслуговування;
дуже хороший показник продуктивності 1500 м3 на добу;
солідний міжремонтний період до півтора року і більше;
можливість обробки похилих свердловин;
продуктивність насоса регулюється кількістю щаблів, загальна довжина
Складання може змінюватись.

Відцентрові насоси добре підходять для старих родовищ з великим змістомводи.

Для підйому важкої нафтинайкраще підходять насоси гвинтового типу. Такі насоси мають великі можливості та підвищену надійність. високим ККД. Один насос легко піднімає 800 метрів кубічних нафти на добу з глибини до трьох тисяч метрів. Має низький рівеньопірності корозії в агресивному хімічному середовищі.

Висновок

Кожна з описаних вище технологій має право на існування і про жодну з них не можна сказати однозначно – хороша вона чи погана. Все залежить від комплексу властивостей, що характеризують конкретне родовище. Вибір методу може бути заснований тільки на результатах ретельного економічного дослідження.

ВАМ БУДЕ ЦІКАВО:

Собівартість видобутку нафти Держави ОПЕК дійшли згоди щодо видобутку нафти цього року Переведення барелів нафти в тонни і назад Обсяг переробки сирої нафти у 2018 р. на російських НПЗ залишиться на рівні 280 млн т.

Нафта та газ - основа паливно-енергетичного господарства всіх розвинених країн, найбагатша хімічна сировина. Видобуток нафти та газу - це складний та багатогранний процес, насичений технічними пристроями. Оператор з видобутку нафти і газу має бути механіком широкого профілю та знати електротехніку, автоматику та основи електроніки, добре розумітися на геології та бурінні.

Нафтопромислова геологія.

Нафтогазоносні пласти залягають на значних глибинах, і для доступу до них бурять свердловини. Свердловина - це циліндричне гірське вироблення дуже великої глибини і малого діаметра. Буріння всіх розвідувальних та частини експлуатаційних свердловин ведеться з відбором керна. Керн – це стовпчик вибуреної породи. По кернах вивчають фізичні та Хімічні властивостіпорід, що складають пласти. Досліджують склад рідин, що насичують ці пласти, і газів. Разом з вивченням керна проводяться геофізичні дослідження свердловин. Це дозволяє точно визначити геологічний розріз, підрахувати запаси нафти та газу.

Для кріплення свердловини та роз'єднання пластів опускають колони металевих труб:

Напрям
Кондуктор
Експлуатаційну колону.

Простір між стінками свердловини та трубами цементують до гирла свердловини. Для свердловини з продуктивним пластом колону перфорують, проробляючи десятки отворів. Нафта і газ накопичуються в проникних породах, пористих або тріщинуватих, обмежених зверху та знизу породами непроникний.

Нафтових озер у пластах немає.

Поклади мають запас пластової енергії, вид який визначає режим покладу. У чистому вигляді можна виділити такі режими:

Водонапірний - тут джерелом пластової енергії є напір крайових або підошовних вод.
Газонапірний – джерелом пластової енергії є тиск газової шапки.
Розчиненого газу - джерелом пластової енергії є енергія газу, розчиненого в нафті.
Пружний - джерело пластової енергії - пружні властивості пласта і рідин, що його насичують, і газів.
Гравітаційний – активно проявляється у круто падаючих у пластах. Приплив нафти в свердловину йде рахунок сили тяжіння.

У природі ці режими зустрічаються у різних поєднаннях.

Способи видобутку нафти та газу.

Нафта видобувають фонтанним, або одним із механізованих способів. Вибір способу визначається величиною пластової енергії, а також геолого-технічної характеристикою свердловини.

Фонтанний спосіб

При фонтанному способі видобутку, нафта самопливом спрямовується насосно-компресорним трубам на поверхню. Свердловину герметизують фонтанною арматурою. Вона служить для відведення нафти і газу до збірної нафтопровід і регулювання дебіту свердловини, дозволяє вести промислові дослідження. При виснаженні або нестачі пластової енергії нафту добувають механізованим способом.

Газліфтний спосіб

При газліфтному або компресорному видобутку підйом нафти здійснюється стислим газом, який нагнітають у свердловину з поверхні. Газліфтний витяг - це колона насосно-компресорних труб з пусковими та робочими клапанами. Газ через клапани надходить у труби і захоплює нафту нагору. Дебіт свердловини регулюється зміною обсягу закачування газу. Гирла арматура газліфтних свердловин - та ж, що і у фонтанної. Але додатково підводиться газова лінія для накачування газу в свердловину. Газліфтний спосіб має порівняно обмежене застосування.

Видобуток нафти штанговими глибинними насосами.

Найбільш поширений видобуток нафти штанговими насосами. Вони можуть працювати на глибинах до двох із половиною тисяч метрів. Поворотно-поступальні рухи плунжеру насоса передається від верстата гойдалки через колону насосних штанг.

Ознайомимося із принципом роботи цього насоса. При ході плунжера вгору відкривається всмоктувальний клапан, і нафта зі свердловини заповнює циліндр насоса. При опусканні плунжера закривається всмоктувальний клапан і відкривається нагнітальний. Нафта з циліндра перетікає в колону компресорних труб і далі через гирлову арматуру - нафтопровід.

Діаграма навантажень знята в точці підвісу штанг і звана динамограма, дозволяє оцінювати роботу насоса, а також дебіт свердловини.

Видобуток нафти електровідцентровими насосами.

Занурювальні електровідцентрові насоси випускаються на продуктивність від 40 до 700 кубометрів на добу, з напором до 1700 м. Наземне обладнання установки складається з гирлової арматури, автотрансформатора та станції керування. Багатосекційний відцентровий насос має від 80 до 400 секцій.

Разом з маслонаповненим двигуном та гідрозахистом, насос опускається в свердловину. Монтаж та перевірка занурювального електронасоса ведеться безпосередньо перед спуском, прямо на гирлі свердловини. Живлення до електродвигуна подається по броньованому герметичному кабелю. У збиранні довжина підземної частини установки сягає 30 метрів і більше.

Ознайомимося із принципом роботи такого насоса. Через приймальний фільтр пластова рідинанадходить на вхід першого робочого колеса. Накопичуючи енергію, потік проходить всі щаблі насоса, викидається в порожнину насосно-компресорних труб і через гирлову арматуру - в нафтопровід. Часті зупинки та пуски занурювального насоса – небажані.

При обслуговуванні свердловин оператор обходить їх за встановленим маршрутом і перевіряє стан наземного обладнання. Оператор знімає показання приладів, оглядає гирлове обладнання та відбирає проби рідини. За завданням майстер знімає динамограми. Оператор бере участь у роботах з депарафінізації свердловин, передає диспетчеру інформацію з об'єктів, готує свердловини до ремонту.

Заміну підземного обладнання свердловин здійснює бригада поточного ремонту. Більш складні ремонти, такі як час, такі як робота з пластом, вилучення аварійного обладнання, або перехід на інші горизонти, виконують бригади капітального ремонту свердловин.

Персонал промислів повинен знати і суворо дотримуватись правил охорони праці та вимог інструкції з експлуатації обладнання.

Промисловий збір нафти та газу

Вся продукція свердловин надходить на автоматизовані групові вимірювальні установки. Установка "Супутник" дозволяє вимірювати добовий дебіт свердловини від 5 до 400 кубометрів. До неї може підключатися до 14 свердловин. Перед входом у технологічний блок установки його необхідно провентилювати.

Установка працює в такий спосіб - нафта від свердловин надходить на багатоходовий перемикач, який за заданою програмою підключає одну із свердловин на замір. У двоємнісному вимірному сепараторі, газ, що відокремився, йде в загальний колектор, а рідина накопичується в нижній ємності. У міру її накопичення, поплавок через систему важелів замикає заслінкою газову лінію і в сепараторі підвищується тиск. Цим надлишком тиску рідина з сепаратора витісняється через витратомір в загальний колектор.

Результати виміру фіксуються в блоці управління, і за системою телемеханіки віддаються диспетчерський пульт промислу. Від установки "Супутник" продукції свердловин надходить на дожимні насосні станції. На дожимних станціях, у нафтогазових сепараторах відбувається поділ газу та нафти.

Принцип роботи такого апарату наступний – перед входом у сепаратор, вільний газ із трубопроводу відводиться у газову частину сепаратора. Рідина розтікається по полицях, де тонкому шарі йде остаточне відділення газу. Через краплевідбійники газ іде у газозбірний колектор, і далі надходить у приймальні сепаратори газокомпресорних станцій, де його осушують від конденсату.

Компресорними агрегатами станції газ перекачується на газопереробні заводи. Як найцінніша вуглеводнева сировина попутний газ повинен повністю збиратися для використання в народному господарстві. Нафта з нафтогазових сепараторів накопичується в буферних ємностях і звідси автоматично відкачується на товарні парки. При цьому на дотискних станціях ведеться облік видобутку нафти бригадами, а на товарному парку враховується видобуток за промислом загалом.

Промислова підготовка нафти.

Нафти, крім газу, супроводжують вода та розчинені солі. А сама нафта містить легкі фракції, здатні випаровуватися. Для скорочення втрат нафти під час транспортування та зберігання, і зниження витрат на транспорт, проводять підготовку нафти на промислі, дома її видобутку. Після сепаратора другого ступеня на товарних парках продукція промислу надходить у технологічні резервуари для часткового зневоднення.

Розглянемо роботу такого резервуару. Водонафтова суміш, через розподільник надходить у нижню частинурезервуари. Нафта спливає нагору, а вода накопичується внизу, а потім прямує в очисні споруди. Частково зневоднена нафта з технологічних резервуарів перетікає у буферні, звідки подається на встановлення комплексної підготовки нафти. На цих установках нафту нагрівають у теплообмінниках і вводять у відстійники для зневоднення. З відстійників нафту вводять у дегідрататори - кульові чи горизонтальні. Тут в електричному полі високої напруги нафта повністю очищається від солей і води.

Знесолену нафту стабілізують, тобто відбирають із неї широку фракцію легких вуглеводнів. Для цього нафту додатково розігрівають у печах до пародидкого стану та вводять у стабілізаційну колону. В результаті складних фізичних процесівв колоні відбувається відділення легких вуглеводнів, які відбираються з верхньої частини установки. Після охолодження та конденсації, широку фракцію поділяють у бензосепараторах на рідку та газову фази. Газ використовують на промислах як паливо, а рідка фракція прямує на нафтохімічні заводи.

Стабільна нафта з нижньої частини колони проходить через теплообмінники, де охолоджується, віддаючи надлишкове тепло сирій нафті, що надходить на підготовку. Нарешті через вузли комерційного обліку товарних парків стабільна нафта здається нафтопровідним управлінням.

Вода, що відокремилася під час підготовки нафти, йде на очисні споруди. Зазвичай це резервуари з водовідштовхувальним фільтром. Неочищена вода вводиться у верхню частину резервуара, прямо у фільтр, яким слугує нафтовий шар. Краплинки нафти та механічні домішки утримуються у шарі. У міру накопичення нафту повертається на підготовку.

Очищена вода через вузли обліку відкачується на кущові насосні станції. Тут, насосами високого тиску воду закачують через свердловини нагнітальні в продуктивний пласт, для заповнення пластової енергії.

Об'єкти нафтогазовидобутку численні, технічно складні та роз'єднані територіально. Вони працюють у безперервних режимах. Управління процесом нафтогазовидобутку вимагає постійного контролю та швидкого прийняття різноманітних рішень. Тільки автоматизовані системи управління уможливлюють злагоджену роботу всіх технологічних ланок промислу.

Нафта, газ та промислові стічні водиздатні активно забруднювати довкілля. Заходи з охорони навколишнього середовища передбачаються під час проектування та здійснюються під час облаштування та розробки нафтових і газових родовищ. Суворе дотримання цих заходів забезпечує надійний захист довкілля від шкідливих впливів.

Запустити людину в космос набагато простіше, ніж викачати нафту з-під землі. У космосі немає жахливого тиску, атмосфера нашої планети практично однорідна, нарешті ми за допомогою досить примітивних інструментів можемо спостерігати, що відбувається там, нагорі.

У минулому видобуток нафти був справою нехитрою: подекуди нафта виходила прямо на поверхню, і її можна було прямо черпати відрами. У давній Індії з нафти робили асфальт і бітум, у стародавньому Єгипті нафту використовували для бальзамування трупів, у Візантії нафту, як ми знаємо з вітчизняної історії, використовували як паливо для примітивних корабельних вогнеметів, так званого «грецького вогню».

Наприкінці ХІХ століття нафтою довелося вже спускатися під землю. Інженери в Росії та інших країнах бурили свердловини, викачуючи через них дорогоцінну рідину. Глибина тих свердловин була за сучасними мірками зовсім невеликою - досить було «проколоти» в потрібному місці шар в 15-20 метрів, і нафтовий міхур, що знаходиться під землею, починав негайно фонтанувати нафтою.

Минали роки та десятиліття. Розташована у зручних місцях нафта закінчилася, а наша цивілізація тим часом вступила у вуглеводневу фазу, поставивши всю економіку залежно від видобутку нафти та газу. Коли вам будуть з придихом розповідати про айфони та сонячні батареї, підпирайте голову кулаком та скептично посміхайтеся: сучасний світ тримається не на айфонах, а на вуглеводнях. З нафти роблять паливо для автомобілів, літаків та кораблів, за допомогою газу та мазуту топлять котельні. Все навколо нас буквально кишить предметами із пластику, а якщо ми відкриємо аптечку, ми знайдемо там, наприклад, аспірин, що синтезується з нафти.

П'ятдесят років тому у людства не залишилося іншого вибору, окрім як навчитися видобувати нафту з таких місць, які ще відносно недавно здавалися абсолютно недоступними для комерційного освоєння. Приємно усвідомлювати, що величезний внесок у розробку необхідних цього «космічних технологій» зробила і Росія.

Днями ми з solomatin і aquatek_filips відвідали діюче Південно-Пріобське родовище «Газпромнефть-Хантоса», дочірнього товариства «Газпром нафти» у ХМАО-Югрі, щоб особисто торкнутися цього інженерного дива сучасності.

Почну з приємної звістки: нафти під землею багато. Якщо вам доводилося коли-небудь насолоджуватися хорошим листковим пирогом, ви легко уявите і нутрощі нашої планети: вони теж складаються з численних пластів різних порід. Один з нафтоносних шарів цього підземного «пирога», Баженівська оточення, розташований під західним Сибіром. Баженівська почта займає площу мільйон квадратних кілометрів і містить достатньо нафти, щоб забезпечити світове споживання протягом 15-30 років.

Тепер звістка не така приємна. Технології людства поки що недостатньо просунуті для повноцінного, економічно ефективного освоєння Баженівської почту. Минулого року «Газпром нафту» відкрила в Ханти-Мансійську технологічний центр «Бажен», проте способи комерційного видобутку нафти з групи цих порід поки що лише розробляються. Хоча перші тестові свердловини вже й працюють, але вченим «Газпром нафти» потрібно ще кілька років, щоб довести видобуток до комерційно прибуткового рівня 2,5-4 млн. тонн на рік. Якщо не заглядати надто далеко в майбутнє, у найближчі десятиліття є обґрунтована надія витягти з Баженівської почту близько 5% вуглеводнів, що містяться там.

Щоб було зрозуміло, у чому конкретно полягають складнощі, розповім про роботу «Газпромнефть-Хантоса», яку видобуває зараз близько 15 млн. тонн нафтового еквівалента на рік. Уявіть просочені нафтою цеглини, заховані на глибині 3 кілометри під землею. Ця цегла спресована в тонкий, висотою в 15-20 метрів шар: під ними і над ними, як у слоєному пиріжці, є інші породи.

Щоб дістатися цих «цеглин», нафтовики організують буровий майданчик. Геологи вказують потрібну точку на околицях Ханти-Мансійська, на цій точці відсипають із піску великий, ізольований від води майданчик розміром із пару футбольних полів. Навколо майданчика зводять піщаний вал, щоб у разі аварії нафта не могла нікуди втекти, а на самому майданчику збирають монструозну бурову установку: багатоповерховий будинок, що гуркотить, що їздить на рейках від свердловини до свердловини.

Починається буріння. У міру просування вниз, стовбур свердловини зміцнюється трубами, щоб свердловина не зхлопнулася, і щоб бур ходив по стовбуру подібно до шомпола в гладкоствольному рушниці. Простір між трубами та гірською породою «тампонується», тобто заливається цементом.

Сам бур є зазвичай великого вигляду болванку з особливо міцного матеріалу. Бурильники подають у шахту воду, вода крутить бури і йде по стінках шахти назад. Бур, що крутиться, поглиблює свердловину в тому напрямку, який вказують йому зверху.

Уявіть, що ви граєте в більярд, стріляючи по металевих кульках з водяного пістолета, і намагаючись цим загнати їх у лузи. Тепер уявіть, що ви не тільки не бачите кулі, а й знаходитесь від неї на відстані кілька кілометрів. Ось приблизно такі завдання вирішують зараз вітчизняні бурильники.

Буріння однієї свердловини триває кілька тижнів. Пам'ятаєте, кілька абзаців тому, я згадував, що бурова установка стоїть на рейках? Так ось, після закінчення роботи над черговою свердловиною, бурова установка зсувається на кілька метрів і починає бурити наступну, потім ще одну, і так поки не утвориться цілий «кущ» з 12-18 свердловин.

Перший кілометр ці свердловини йдуть більш-менш вертикально, проте потім вони плавно згортають у різні боки, переходячи практично в горизонтальну площину, утворюючи цим справжній підземний кущ. Завдяки такому компонуванням кожен кущ збирає нафту з підземної площі радіусом до 4 км.

Високі технології вимагають, ясна річ, відповідного порядку. Об'єкти містяться в ідеальній чистоті, все акуратно підписано та ошильдено, всі, включаючи начальство, ходять у касках та у захисних окулярах. Зарплати у рядових бурильників відповідні - приблизно двісті тисяч карбованців за місячну зміну, що перемежовується місячним відпочинком.

У такому режимі роботи є плюси: на об'єкті годують із ресторанною якістю і, взагалі, постачають усім необхідним, так що вахтовик може привезти додому майже всю зарплату, щоб з радістю спустити її за місяць відпочинку перед наступною вахтою. Під час вахти, знову-таки, дотримується Трудового Кодексу: вахтовики працюють по 12 годин за зміну. З іншого боку, на вахті буває досить холодно, а рваний вахтовий графік не сприятливо позначається на стосунках у сім'ї. Мабуть, це все ж таки робота для молодих.

Повернемося до свердловини. Якщо ви вважаєте, що добурившись до пласта, можна вже під'єднувати трубу і викачувати нафту, я вас розчарую. Буріння однієї вертикальної свердловини обходиться компанії в середньому 35-45 млн рублів. Забезпечений москвич може теоретично продати квартиру в центрі столиці і виконати у себе на дачі потужну дірку вниз, проте навіть якщо він якимось дивом і знайде в глибині трохи нафти, підняти її на поверхню йому не вдасться. Нафта, повторюся, міститься в досить щільних шарах, що найбільше нагадують просочену нафтою пісковик або цеглу. Сама по собі вона, звичайно ж, нікуди не потече, як не потече яблучний сікіз проткнутого шилом яблука.

Щоб все ж таки підняти нафту на поверхню, геологи проводять ювелірну операцію - гідророзрив. У свердловину під пекельним тиском закачується вода. Після того, як вода розриває пласт, у тріщини, що утворилися, заганяється пісок, що не дозволяє тріщинам зімкнутися назад. «Газпром нафта» має передові технології гідророзриву: саме на родовищі «Газпромнефть-Хантоса» було в 2016 році проведено рекордний 30-стадійний гідророзрив пласта, після якого забій (нижній кінець) свердловини перетворився на якусь подобу йоржика для миття посуду.

На цьому роботи не закінчуються. Щоб нафту захотіла піти нагору, потрібно спочатку підштовхнути її водою знизу. Геологи роблять ретельні розрахунки, після чого вказують, в які свердловини закачувати воду, а з яких забирати нафту, що йде на поверхню. У міру відкачування тиск у пластах змінюється, так що це безперервна робота: в одні свердловини нагнітають технологічну воду, на дно інших занурюють насоси, щоб під жахливим тиском гнали нафту на поверхню.

Тиск – ще одна причина платити високі зарплати та підтримувати порядок на виробництві. Навіть скромних за нафтовими мірками 200 атмосфер цілком достатньо, щоб будь-який тоненький струмок діяв, як найгостріший скальпель, розрізаючи на частини і цінне обладнання, і співробітників, що зазівалися. До речі, обладнання на родовищі працює здебільшого вітчизняне – з характерними чорними шильдиками та незвичними для комп'ютерника написами на кирилиці. На моє велике задоволення, Росія перебуває зараз серед лідерів з розробки нафтових технологій.

Отже, ми пробурили свердловини, провели ряд гідророзривів, створили складну систему судин, що сполучаються під тиском, очистили стовбури шахт від піску та іншого сміття. На поверхню пішла довгоочікувана нафта. Далі діють оператори.

Ще кілька років тому вони по колу обходили свердловини, збираючи у пляшки проби пластової рідини, які виглядають як добре збитий коктейль із темного шоколаду, а пахнуть як звичайний бензин із звичайної міської бензоколонки. Оператор повертав вентиль, цідив у пляшку пінну суміш нафти з водою, а потім за допомогою спеціального пристрою посилав у свердловину звукову хвилю, щоб визначити її поточну глибину. Операторів-початківців, до речі, начальство після проходження випробувального терміну досі обмазує пластовою рідиною, посвячуючи їх таким чином у нафтовики.

Тепер ці романтичні прогулянки піщаним майданчиком, що нагадує влітку арабську пустелю, стали набагато рідкішими: свердловини обвішані датчиками, які знімають усі свідчення в режимі реального часу і передають їх у центр управління.

Раніше цим би автоматизація і обмежилася: зрештою, керувати всіма приладами та вентилями з одного місця набагато зручніше, ніж перемовлятися по рації з операторами на кущовому майданчику. Життя проте змушує нафтові компанії брати участь у вічній гонці - видобуток нафти постійно дорожчає, але платоспроможний попит на неї зростає не так швидко, як хотілося б. Родовище можна експлуатувати при рентабельності 15%, і вийти на цей дуже скромний показник з кожним роком стає все складніше.

Нафтовики роблять зараз для родовищ цифрові двійники. Усі дані стікаються в ЦУД – Центр управління видобутком, який зовні нагадує Центр управління польотами космічних кораблів. Потужні комп'ютери симулюють за допомогою нейромереж процеси, що йдуть під землею, і дають прогноз - скільки і якої нафти повинен видавати нагору кожен насос на кожній свердловині, і що саме потрібно зробити, щоб досягти максимальної віддачі.

Людина може уявити собі рух рідин у глибині і роботу насосів дуже приблизно, а цифровий двійник моделює все точно, щохвилини коригуючи тривимірну картину за свіжими показаннями датчиків. Це знання дозволяє системі витягувати з родовища максимум можливого. Там, де люди змогли б видобути 6 млн. тонн за рік, комп'ютери допомагають видобути всі 10 млн. тонн.

Ще один аспект. Нафта під землею має температуру приблизно 100-120 градусів, цього достатньо, щоб вона залишалася рідкою. У міру підйому на поверхню нафта застигає, і після досягнення приблизно 60 градусів парафін, що міститься в нафті, починає осідати на стінках. Щоб шахта не опарафінилася, перервавши цим процес видобутку, в неї періодично запускають спеціальний круглий ніж, що їздить вгору-вниз і парафін, що зрізає, зі стінок. Також у шахті живе велика кількість інших приладів, кожен з яких або щось робить, або видає нафтовикам якусь важливу інформацію. Так, наприклад, постійно проводиться каротаж, від французького carotte, морквина. Під час каротажу геофізики занурюють у стовбур спеціальний, схожий на морквину зонд, який передає нагору детальні дані про породи, що облягають свердловину.

Вийшовши на поверхню, пластова рідина, - суміш нафти, газу та води, - йде трубами в невеликий павукоподібний вагончик. Там рідина з різних боків вимірюється і прямує далі, на встановлення попереднього скидання пластової води.

Нехай слово «попередній» вас не обманює: крім свердловин на нафтовому родовищі зазвичай працює ще й справжнісінький нафтохімічний завод, єдиним завданням якого є підготовка нафти для подорожі трубами. Для розуміння масштабів: Південно-Пріобське родовище споживає 96MВт електрики - цього вистачило б, щоби запитати невелике місто.

На заводі у великому сепараторі пластова рідина поділяється на три великі шари - нафту, воду та попутний газ. Вода йде назад до свердловин і закачується під землю, щоб підняти тиск у системі. Попутний газ ділиться на дві частини - природний газ, що складається із суміші метану з етаном, йде на опалення та інші господарські потреби (у тому числі на генерацію власної електроенергії, що дає дуже серйозну економію), а ШФЛУ (широка фракція легких вуглеводнів), друга частина газу, закачується в трубу і рухається на завод до Тобольська, де з нього роблять пропілен і поліетилен. Раніше попутний газ просто спалювали, проте нещодавно влада змінила податкову систему таким чином, що стало вигідно газ все ж таки переробляти.

Нафту, що залишилася, зневоднюють ще сильніше, очищають від механічних домішок, які можуть забити трубу, і знесолюють. Місцева лабораторія щодня бере сотні проб, щоб переконатися, що і на вході, і на виході виходить якісний продукт. Обладнання в лабораторії, на жаль, російське далеко не повністю: навскидку, наших приладів там близько половини. Проте головний прилад, зловісного вигляду тринога в сталевому брутальному валізі, все ж таки російський. Мої товариші блогери здивувалися, як може переносний прилад коштувати 2,5 млн рублів, проте досвід показує, що якби прилад був імпортним, він легко міг би коштувати і ще в 10 разів дорожче.

До речі, мешканці зарубіжжя, будь ласка, підтвердіть чи спростуйте. Я чув, що на Загниваючому Заході влаштовувати блог-тури не прийнято, західні компанії воліють ретельно охороняти свої брудні секрети від широкої публіки, а широка публіка там воліє читати не про нафту, але про королівські весілля і про розкішні принади сестер Кардаш'ян.

Повернемося до видобутку нафти. Коли я вперше почув про гідророзрив, я припустив, що краєвид навколо родовища нагадуватиме американські жахи - мертві дерева, безживний потрісканий ґрунт, скелетованих койотів з двома головами... на щастя, мої припущення не виправдалися. Чи то в Росії гідророзрив проводиться за допомогою екологічніших хімікатів, чи він відбувається на більшій глибині, проте природа на поверхні залишається недоторканою. У деяких ставках поруч із свердловинами плавають лебеді, а під час інструктажу з безпеки нам докладно пояснили, у якому напрямку рятуватися у разі сигналу «ведмідь прийшов».

Характерного хімічного запаху на родовищі також немає. У плані культури виробництва ми, звичайно, зробили за останні 20 років величезний крок вперед - якщо раніше японська і німецька промисловість сприймалися як щось недосяжне, тепер ті самі акуратність і відповідальність живуть і на наших великих виробництвах, причому не тільки на настільки високотехнологічних, як нафтовидобуток та нафтохімія. Росія може тепер із повним правом називатися цивілізованою індустріальною країною.

На завершення посту відзначу дві речі.

По-перше, будь ласка, ставте запитання у коментарях. Трохи пізніше я випущу пост про Омський нафтопереробний завод, а потім зроблю спеціальний пост із відповідями на ваші запитання щодо нафти.

По-друге, давайте потихеньку переходити вже з дрімучого минулого в ХХІ століття. Дехто й досі думає, ніби видобуток нафти не дуже відрізняється за складністю від видобутку сала, коли геологи знаходять свиню і починають прямо на місці добувати біле золото. Насправді видобуток нафти в наші дні став дуже високотехнологічним процесом, порівнянним, мабуть, хіба що з виробництвом сучасних мікропроцесорів. Дуже небагато держав на планеті здатні розробляти складні родовища самостійно. Росія - одна з таких держав.