ДОБЫЧА НЕФТИ
Почти вся добываемая в мире нефть извлекается посредством нефтяных скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления. Для подъема нефти и сопутствующих ей газа и воды на поверхность скважина имеет герметичную систему труб, механизмов и запорной аппаратуры.
Добыче нефти при помощи буровых скважин предшествовали примитивные способы: сбор ее на поверхности водоемов (в России в 1745 г. с поверхности реки Ухты); обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью; посредством колодцев (в 1825 г. из колодцев в г. Баку было добыто 4126 т). Добыча нефти посредством скважин начала широко применяться с 60-х годов XIX века.
Процесс добычи нефти, начиная от притока по пласту к забою скважин и до внешней перекачки товарной нефти, разделяется на три этапа: разработка нефтяной залежи или месторождения (движение нефти по пласту к скважине благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и забоях скважин); эксплуатация скважин (движение нефти от забоев скважин до их устьев на поверхность); сбор нефти и сопровождающих ее газа и воды на поверхности, их разделение, удаление воды и минеральных солей из нефти (так называемая подготовка нефти), закачка воды в пласт через нагнетательные скважины, сбор попутного нефтяного газа.
Процесс добычи нефти с помощью скважин и технологических установок называется эксплуатацией нефтяного промысла. Нефтяным промыслом называется технологический комплекс, состоящий из скважин, трубопроводов и установок различного назначения, с помощью которых на месторождении осуществляют извлечение нефти и сопровождающего ее газа из недр земли.
Под разработкой нефтяного месторождения понимают осуществление процесса перемещения жидкостей (нефти и воды) и газа в пластах к эксплуатационным скважинам. Управление процессом движения жидкостей и газа достигается размещением на месторождении нефтяных, нагнетательных и контрольных скважин, количеством и порядком ввода их в эксплуатацию, а также режимом работы скважин.
Одним из важнейших показателей, характеризующих разработку нефтяного месторождения, является нефтеотдача. Нефтеотдача — это мера полноты извлечения нефти из пласта. Под нефтеотдачей понимают также меру истощенности нефтяного пласта. Нефтеотдача зависит от свойств нефти в пластовых условиях, физико-химической характеристики пласта, режима эксплуатации и системы разработки месторождения. По мере развития нефтяной промышленности, совершенствования систем воздействия на нефтяные пласты коэффициент нефтеотдачи возрастал от 0,3 до 0,5, по отдельным месторождениям —до 0,7.
Современные системы разработки в большинстве случаев предусматривают нагнетание воды в пласт (до 75 % добычи). Применяют два вида заводнения: законтурное, или приконтур - ное (для небольших залежей); внутриконтурное (залежи среднего размера и крупные).
Заводнение — закачка воды в нефтяные пласты в целях поддержания и восстановления пластового давления.
Пластовое давление — давление, под которым находятся жидкость (нефть, вода) и газ, насыщающие поровое пространство и трещины коллекторов нефтяных и газовых месторождений. В нетронутом массиве оно приблизительно равно гидро
статическому. Оно увеличивается примерно на 1 МН/м2 через 10 м глубины.
Наиболее распространены системы внутриконтурного заводнения, когда залежь разделяется нагнетательными скважинами на полосы, в которых располагаются три или пять рядов эксплуатационных скважин фис. 8.3).
Расстояние между скважинами составляет 400—800 м. Извлечение нефти из скважин производится либо за счет естественного фонтанирования под действием пластового давления, либо путем использования одного из механизированных способов подъема жидкости. Обычно сначала преобладает фонтанная добыча, по мере ее ослабления скважины переводят на механизированный способ добычи.
К механизированным относят: газлифтный (эрлифтный) и турбинонасосный (штанговые, погруженные центробежные, гидропоршневые и винтовые насосы). Применение различных способов подъема нефти примерно таково: фонтанный — 15 %, штанговые насосы — 69 %, погруженные центробежные — 12 %, газлифтные скважины — 4 %.