3.7.1. Особливості нафти та її використання

Нафта – це природна суміш вуглеводів із домішкою сірчаних, азот­них і кисневих з’єднань і являє собою масляну рідину звичайно чорного або темно-коричневого, іноді червонуватого, жовтого кольору (рідко-безколірна). При сонячному освітленні колір нафти змінюється (нафта флюоресцує) і набуває то синюватого, то зеленуватого вилиску. Нафті властивий характерний запах.

Однією з найважливіших фізичних властивостей нафти є її в’язкість, що впливає на якість одержуваних із нафти продуктів, особливо мастильних масел.

Найціннішими видами палива є деякі продукти переробки наф­ти – бензин, газ, газойль, солярове масло, причому усі вони використовуються в двигунах внутрішнього згорання, що мають відносно високий коефіцієнт корисного використання палива. Одержуваний при перегонці нафти мазут є високоцінним котельним паливом.

З нафти та її продуктів у даний час, крім паливної групи (бензину, газу й ін.) і мастильних масел, одержують також парафін, нафталін, вазелін, речовини для насичення деревини від гниття, дезінфекційні речовини, сажу для гумової промисловості і для виготовлення типографської фарби, барвники для текстильної промисловості, вибухові речовини, фармацевтичні препарати, запашні речовини, смоли, що у свою чергу, служать вихідним матеріалом для виробництва різноманітних пластмас, фотоплівок, синтетичного волокна і т. ін.

3.7.2. Умови залягання нафти і буріння свердловин

За сприятливих умов нафта накопичується у відповідних гірничих породах (колекторах), що відрізняються тріщинуватістю або шпаристістю, спроможних уміщати величезну її кількість. Одиничне скупчення нафти в колекторі називають покладом нафти, а їхня сукупність в якій-небудь ділянці земної кори утворює нафтове родовище. Через тріщини і пори гірничих порід нафта може переміщуватися, що створює можливість її припливу до місць видобутку.

Нафту добувають із свердловин – вузьких отворів, пробурених у гірничих породах до нафтоносного шару.

В даний час велику актуальність має задача надглибокого буріння, тому що, за новітніми уявленнями нафтової геології, на глибинах від 5 до 10 тис. м концентруються найзначніші запаси нафти.

Сучасна техніка буріння дозволяє бурити не тільки вертикальні й прямі свердловини, але також похилі й криві. Це має дуже важливе значення в тих випадках, коли безпосередньо над місцем залягання нафти неможливо закласти свердловину. У результаті проходження похилих або кривих свердловин створюється можливість для видобутку нафти, розташованої під важливими будівлями, видалення котрих недоцільне, і навіть під морським дном.

Для одержання нафти, що залягає під морським дном, буріння свердловин здійснюють і у відкритому морі зі штучно споруджених платформ. На них розташовують не тільки бурові вишки, але й упоряджені селища нафтовиків. Такі острівці створені, наприклад, на Каспійському морі в районі Баку (Азербайджан).

3.7.3. Підняття нафти на поверхню

За наявності в нафтовому шарі достатнього тиску, утворюваного нафтовими газами і шаровою водою, нафта піднімається свердловиною і виливається на поверхню. При сильному тиску свердловина фонтанує, причому фонтани нафти іноді визначаються величезною силою і викидають за добу тисячі тон нафти. Якщо фонтан приборкати і спрямувати нафту по трубах у резервуари, то експлуатація такої свердловини є найдешевшою, тому що в такому разі необхідно тільки регулювати надходження нафти зі свердловини. Така технологія видобутку найбільш широко застосовується в країнах Близького Сходу.

1 – усмоктувальний клапан;

2 – нагнітальний клапан;

3 – насосні штанги; 4 – тройник; 5 – сальник; 6 – балансир;

7, 8 – кривошипно-шатунний механізм;

9 – двигун.

Рис. 3.2. Схема установки для видобування нафти з використанням

штангових глибинних насосів

Коли тиск у шарі падає і свердловина перестає викидати нафту, то в таких випадках використовують глибиннонасосний спосіб. У свердловину опускають поршневий або електричний насос до занурення його в нафту (рис. 3.2).

Поршень (плунжер), що приводиться у вертикально-поступальний рух за допомогою системи усмоктувальних 1 і нагнітальних клапанів 2 засмоктує нафту в циліндр насоса і виштовхує її нагору в насосну трубу, по якій вона піднімається на поверхню. Рух поршня здійснюється за допомогою насосної штанги 3, що сполучена з балансиром 6 станка-качалки. Коли станок-качалка працює, його балансир робить рухи вгору-вниз; разом із балансиром такі ж рухи робить і насосна штанга, що рухає поршень насоса. Станок-качалка і насос працюють автоматично, піднімаючи нафту цілодобово протягом декількох місяців, до чергового ремонту. Таким способом видобувається найбільша кількість нафти в країнах СНД.

Д

Рис. 3.3. Схема компресорного

добування нафти

ля примусового підйому нафти зі свердловини застосовують найменш поширенийкомпресорний або ерліфтний метод. Сутність його полягає в тому, що в свердловину опускають дві труби (одну в другу), через одну з яких у свердловину нагнітають нафтовий газ. Прямуючи нагору по іншій трубі, газ створює додаткову піднімальну силу, під дією якої нафта виливається зі свердловини і направляється до резервуарів (рис. 3.3).

Як уже відзначалося, приплив нафти до свердловини і її фонтанування є результатом існуючого шарового тиску.

Коли нафтовий шар частково відпрацьований, шаровий тиск падає і нафта перестає надходити до свердловини, застосовують так називані вторинні методи видобутку – методи пожвавлення свердловин. Сутність їх полягає в штучному підвищенні шарового тиску, у наданні нафтовому шару додаткової енергії, під дією якої знову починається приплив нафти до свердловини і навіть її фонтанування. Для цієї цілі по старих свердловинах або по свердловинах, спеціально закладених у нафтовий шар під великим тиском закачують воду.