ОТЧЕТ ПО ПРАКТИКЕ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ НЕФТИ И ГАЗА ИМЕНИ И.М. ГУБКИНА

КАФЕДРА ЭКОНОМИКИ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

ОТЧЕТ ПО УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ

Студентка группы ЭЭ-12-02:

Гафиатуллина А.Р.

Научный руководитель:

Балута И.В.

Москва 2013

Оглавление

1. Поиски и разведка месторождений нефти и газа.

2. Бурение нефтяных и газовых скважин.

3. Разработка нефтяных и газовых месторождений.

4. Промысловый сбор и обработка продуктов.

5. Транспортировка нефти и газа.

6. Переработка нефти и газа.

Поиски и разведка месторождений нефти и газа.

Целью поисково-разведочных работ является выявление, оценка запасов и подготовка к разработке промышленных залежей нефти и газа. В ходе поисково-разведочных работ применяются геологические, геофизические, гидрогеохимические методы, а также бурение скважин и их исследование.

1.Геологические методы.

Проведение геологической съемки предшествует всем остальным видам поисковых работ. Для этого геологи выезжают в исследуемый район и осуществляют так называемые полевые работы. В ходе них они изучают пласты горных пород, выходящие на дневную поверхность, их состав и углы наклона. Для анализа коренных пород, укрытых современными наносами, роются шурфы глубиной до 3 см. А с тем, чтобы получить представление о более глубоко залегающих породах бурят картировочные скважины глубиной до 600 м.

По возвращении домой выполняются камеральные работы, т.е. обработка материалов, собранных в ходе предыдущего этапа. Итогом камеральных работ являются геологическая карта и геологические разрезы местности.

2Геофизические методы.

К геофизическим методам относятся сейсморазведка, электроразведка и магниторазведка.

Сейсмическая разведка основана на использовании закономерностей распространения в земной коре искусственно создаваемых упругих волн. Волны создаются одним из следующих способов:

1) взрывом специальных зарядов в скважинах глубиной до 30 м;

2) вибраторами;

3) преобразователями взрывной энергии в механическую.

Скорость распространения сейсмических волн в породах различной плотности неодинакова: чем плотнее порода, тем быстрее проникают сквозь нее волны. На границе раздела двух сред с различной плотностью упругие колебания частично отражаются, возвращаясь к поверхности земли, а частично преломившись, продолжают свое движение вглубь недр до новой поверхности раздела. Отраженные сейсмические волны улавливаются сейсмоприемниками. Расшифровывая затем полученные графики колебаний земной поверхности, специалисты определяют глубину залегания пород, отразивших волны, и угол их наклона.

Электрическая разведка основана на различной электропроводности горных пород. Так, граниты, известняки, песчаники, насыщенные соленой минерализованной водой, хорошо проводят электрический ток, а глины, песчаники, насыщенные нефтью, обладают очень низкой электропроводностью.

Гравиразведка основана на зависимости силы тяжести на поверхности Земли от плотности горных пород. Породы, насыщенные нефтью или газом, имеют меньшую плотность, чем те же породы, содержащие воду. Задачей гравиразведки является определение месть с аномально низкой силой тяжести.

Магниторазведка основана на различной магнитной проницаемости горных пород. Наша планета – это огромный магнит, вокруг которого расположено магнитное поле. В зависимости от состава горных пород, наличия нефти и газа это магнитное поле искажается в различной степени. Часто магнитомеры устанавливают на самолеты, которые на определенной высоте совершают облеты исследуемой территории. Аэромагнитная съемка позволяет выявить антиклинали на глубине до 7 км, даже если их высота составляет не более 200…300 м.

Геологическими и геофизическими методами, главным образом, выявляют строение толщи осадных пород и возможные ловушки для нефти и газа. Однако наличие ловушки еще не означает присутствия нефтяной или газовой залежи. Выявить из общего числа обнаруженных структур те, которые наиболее перспективны на нефть и газ, без бурения скважин помогают гидрогеохимические методы исследования недр.

3.Гидрогеохимические методы

К гидрохимическим относят газовую, люминесцетно-биту-монологическую, радиоактивную съемки и гидрохимический метод.

Газовая съемка заключается в определении присутствия углеводородных газов в пробах горных пород и грунтовый вод, отобранных с глубины от 2 до 50 м. Вокруг любой нефтяной и газовой залежи образуется ореол рассеяния углеводородных газов за счет их фильтрации и диффузии по порам и трещинам пород. С помощью газоанализаторов, имеющих чувствительность 10-5…10-6 %, фиксируется повышенное содержание углеводородных газов в пробах, отобранных непосредственно над залежью. Недостаток метода заключается в том, что аномалия может быть смещена относительно залежи (за счет наклонного залегания покрывающих пластов, например) или же быть связана с непромышленными залежами.

Применение люминесцестно-битуминологической съемки основано на том, что над залежами нефти увеличено содержание битумов в породе, с одной стороны, и на явление свечения битумов в ультрафиолетовом свете, с другой. По характеру свечения отобранной пробы породы делают вывод о наличии нефти в предполагаемой залежи.

Известно, что в любом месте нашей планеты имеется так называемый радиационный фон, обусловленный наличием в ее недрах радиоактивных трансурановых элементов, а также воздействием космического излучения. Специалистам удалось установить, что над нефтяными и газовыми залежами радиационный фон понижен. Радиоактивная съемка выполняется с целью обнаружения указанных аномалий радиационного фона. Недостатком метода является то, что радиоактивные аномалии в приповерхностных слоях могут быть обусловлены рядом других естественных причин. Поэтому данный метод пока применяется ограниченно.

Гидрохимический метод основан на изучении химического состава подземных вод и содержания в них растворенных газов, а также органических веществ, в частности, аренов. По мере приближения к залежи концентрация этих компонентов в водах возрастает, что позволяет сделать вывод о наличии в ловушках нефти или газа.

Поисково-разведочные работы выполняются в два этапа: поисковый и разведочный.

Поисковый этап включает три стадии:

1) региональные геологогеофизические работы:

2) подготовка площадей к глубокому поисковому бурению;

3) поиски месторождений.

На первой стадии геологическими и геофизическими методами выявляются возможные нефтегазоносные зоны, дается оценка их запасов и устанавливаются первоочередные районы для дальнейших поисковых работ. На второй стадии производится более детальное изучение нефтегазоносных зон геологическими и геофизическими методами. Преимущество при этом отдается сейсморазведке, которая позволяет изучать строение недр на большую глубину. На третьей стадии поисков производится бурение поисковых скважин с целью открытия месторождений. Первые поисковые скважины для изучения всей толщи осадочных пород бурят, как правило, на максимальную глубину. После этого поочередно разведуют каждый из «этажей» месторождений, начиная с верхнего. В результате данных работ делается предварительная оценка запасов вновь открытых месторождений и даются рекомендации по их дальнейшей разведке.

Разведочный этап осуществляется в одну стадию. Основная цель этого этапа – подготовка месторождений к разработке. В процессе разведки должны быть оконтурены залежи, коллекторские свойства продуктивных горизонтов. По завершении разведочных работ подсчитываются промышленные запасы и даются рекомендации по вводу месторождений в разработку.

Бурение нефтяных и газовых скважин

Бурение - это процесс сооружения скважины путем разрушения горных пород.

Скважиной называют горную выработку круглого сечения, сооружаемую без доступа в нее людей, у которой длина во много раз больше диаметра. Верхняя часть скважины называется устьем, дно - забоем, боковая поверхность - стенкой, а пространство, ограниченное стенкой - стволом скважины. Длина скважины - это расстояние от устья до забоя по оси ствола, а глубина - проекция длины на вертикальную ось. Длина и глубина численно равны только для вертикальных скважин. Однако они не совпадают у наклонных и искривленных скважин.

Элементы конструкции скважин приведены на рис. 1. Начальный участок I скважин называют направлением. Поскольку устье скважины лежит в зоне легкоразмываемых пород его необходимо укреплять. В связи с этим направление выполняют следующим образом. Сначала бурят шурф - колодец до глубины залегания устойчивых горных пород (4...8 м). Затем в него устанавливают трубу необходимой длины и диаметра, а пространство между стенками шурфа и трубой заполняют бутовым камнем и заливают цементным раствором 2.

Нижерасположенные участки скважины - цилиндрические. Сразу за направлением бурится участок на глубину от 50 до 400 м диаметром до 900 мм. Этот участок скважины закрепляют обсадной трубой 1 (состоящей из свинченных стальных труб), которую называют кондуктором II. Затрубное пространство кондуктора цементируют. С помощью кондуктора изолируют неустойчивые, мягкие и трещиноватые породы, осложняющие процесс бурения.

После установки кондуктора не всегда удается пробурить скважину до проектной глубины из-за прохождения новых осложняющих горизонтов или из-за необходимости перекрытия продуктивных пластов, которые не планируется эксплуатировать данной скважиной. В таких случаях устанавливают и цементируют еще одну колонну III, называемую промежуточной. Если продуктивный пласт, для разработки которого предназначена скважина, залегает очень глубоко, то количество промежуточных колонн может быть больше одной.

Последний участок IV скважины закрепляют эксплуатационной колонной. Она предназначена для подъема нефти и газа от забоя к устью скважины или для нагнетания воды (газа) в продуктивный пласт с целью поддержания давления в нем. Во избежание перетоков нефти и газа в вышележащие горизонты, а воды в продуктивные пласты пространство между стенкой эксплуатационной колонны и стенкой скважины заполняют цементным раствором.

В цикл строительства скважины входят:

• подготовительные работы;

• монтаж вышки и оборудования;

• подготовка к бурению;

• процесс бурения;

• крепление скважины обсадными трубами и ее тампонаж;

• вскрытие пласта и испытание на приток нефти и газа.

В ходе подготовительных работ выбирают место для буровой, прокладывают подъездную дорогу, подводят системы электроснабжения, водоснабжения и связи. Если рельеф местности неровный, то планируют площадку.

Монтаж вышки и оборудования производится в соответствии с принятой для данных конкретных условий схемой их размещения. Оборудование стараются разместить так, чтобы обеспечить безопасность в работе, удобство в обслуживании, низкую стоимость строительно-монтажных работ и компактность в расположении всех элементов буровой.

Классификация способов бурения на нефть и газ:

Общая схема буровой установки: 1 — буровая вышка; 2 — буровые насосы; 3, 4 — обсадные и бурильные трубы; 5 — турбобур; 6 — долото; 7 — ротор; 8 — буровые лебёдки; 9 — вертлюг; 10 — талевая система.

Разработка нефтяных и газовых месторождений.

Разработка нефтяного или газового месторождения — это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение притока нефти и газа из залежи к забою скважин, предусматривающих с этой целью определенный порядок размещения скважин на площади, очередность их бурения и ввода в эксплуатацию, установление и поддержание определенного режима их работы. Всякая нефтяная и газовая залежь, обладает потенциальной энергией, которая в процессе разработки залежи переходит в кинетическую, и расходуется на вытеснение нефти и газа из пласта.

Пробуренные нефтедобывающие скважины обычно эксплуатируются несколько десятков лет. В течение этого времени месторождение проходит различные стадии разработки - от начальной, когда добывается безводная нефть и, как правило, фонтанным способом, до последних стадий, когда добывается в больших количествах сильно обводненная продукция механизированным способом. Пластовое давление в процессе разработки также снижается, и поэтому на последующих этапах приходится извлекать большие объемы жидкости при низких динамических уровнях. В ряде случаев в результате накопления информации о неоднородности пласта и расчлененности его на самостоятельные пропластки выявляется необходимость их раздельной эксплуатации или раздельной закачки воды в разные пропластки через одну и ту же скважину. Надежно определить условия эксплуатации данной скважины на весь период ее работы не представляется возможным. Однако чем лучше конструкция скважин соответствует всему возможному разнообразию условий их работы в будущем, тем легче выбрать оборудование для оптимальных условий эксплуатации как отдельных скважин, так и месторождений в целом на разных стадиях егс разработки. В связи с этим особое значение приобретает диаметр эксплуатационной колонны. Часто именно он ограничивает подачу насосного оборудования для откачки больших объемов жидкости или специального оборудования для раздельной эксплуатации пластов.

В связи с этим нельзя не отметить, что в ряде случаев экономия, достигаемая при бурении скважин малого или уменьшенного диаметра, оборачивается убытками вследствие невозможности оптимальной эксплуатации таких скважин на последующих этапах разработки месторождения.

Конструкция крепления скважины определяется геологическими и техническими факторами с учетом ее длительной эксплуатации. Важным элементом конструкции скважины является конструкция призабойной части.

Таким образом, системой разработки месторождения следует называть совокупность взаимосвязанных инженерных решений, определяющих объекты разработки; последовательность и темп их разбуривания и обустройства; наличие воздействия на пласты с целью извлечения из них нефти и газа; число, соотношение и расположение нагнетательных и добывающих скважин; число резервных скважин, управление разработкой месторождения, охрану недр и окружающей среды. Построить систему разработки месторождения означает найти и осуществить указанную выше совокупность инженерных решений.

 

Промысловый сбор и обработка продуктов.

После извлечения из скважин нефти и газа, осуществляют их сбор или собирание в трубопроводах с целью транспортировки к установкам для обработки. Обычно собирающие трубопроводы (линии потока) проходят от устья скважины к установкам для обработки, а от последних - на хранение. Линии потока могут располагаться над или под землей. При подземном расположении их оборудуют системами для обнаружения утечек с целью предупреждения ущерба для окружающей среды и потерь продукта.

Иногда собирающие линии могут забиваться отложениями парафинов и накипи (карбонаты и другие материалы на стенках труб). В таких случаях применяют “чушки” (болванки) для очистки трубопроводов или нагретую нефть для удаления образовавшейся пробки. Болванки представляют собой твердые тела цилиндрической формы с диаметром, равным внутреннему диаметру трубопровода. Перемещаясь внутри трубы под действием давления сырой нефти, болванки соскребают отложения со стенок и выталкивают их в ловушку для болванки, в которой накипь и другие отходы отделяются для последующего вторичного использования или удаления. Нагретая нефть, нагнетаемая в трубопровод, расплавляет парафины.

Добытые продукты представляют собой сложную смесь газа, нефти, воды (часто называемой промысловой водой) и других примесей (таких, как песок и накипь). Для отделения товарной продукции - природного газа и сырой нефти- от промысловой воды и песка применяется последовательность гравитационных, химических и тепловых процессов обработки. Целью обработки является выполнение требований по показателям нефти, направляемой на нефтеперерабатывающие заводы или природного газа для магистральных трубопроводов.

Обычно добытый продукт вначале обрабатывается в двухфазном сепараторе, в котором производится отделение газа от жидкой фазы смеси. В двухфазном сепараторе газ поднимается над жидкостями и удаляется через отвод, оставшаяся смесь нефть/вода отводится из нижней части. Газ направляется на установки для дополнительной обработки: дегидратацию, удаление серы и сжатие, как описано ниже. Смесь нефть/вода, отведенная из двухфазного сепаратора обычно содержит большое количество воды. Большая часть ее является свободной водой, легко отделяемой под действием силы тяжести. Если это так, то жидкости направляются в устройство для отделения свободной воды.

Если на арендуемом участке компания добывает газ (или добывает большие количества природного газа и нефти), то производственное оборудование включает трехфазный сепаратор. Газовая и жидкая фазы потока продуктов разделяются под действием силы тяжести, как и в двухфазном сепараторе; газ отводится из верхней части. Трехфазный сепаратор дополнительно отделяет газовый конденсат или жидкие фракции природного газа (ЖФПГ) от воды под действием силы тяжести. Вода тяжелее ЖФПГ и удаляется из самой нижней части емкости, ЖФПГ отводят с поверхности воды. Дополнительная информация об установках для обработки газа приведена ниже. На газовом месторождении, где единственным добываемым углеводородом является природный газ, используют входной сепаратор вместо трехфазного. По соображениям безопасности входные сепараторы снабжают разгрузочными клапанами, которые соединены со сборниками аварийного сброса (обычно с отстойниками). В случае сжигания природного газа в факеле агентство по надзору за нефте- и газодобычей может затребовать информацию (в зависимости от состава газа и объемов сжигания в факеле) о влиянии на качество атмосферного воздуха.

Транспортировка нефти и газа.

К транспортировке нефти можно применить практически любой способ. Единственное - авиатранспорт не возьмет очень больших объемов в связи с определенной грузоподъемностью. Основная же транспортировка нефти осуществляется нефтепроводом, в случае трансфера по суше, и морскими танкерами, в случае транспортировки по воде.

Что касается способа перевозки автотранспортом, надо сказать, что он в основном осуществляется от основных баз или портов до места назначения или локально. Также из-за объемов. То же касается и железнодорожного транспорта. Безусловно, нефть возится в цистернах и в больших партиях, но на очень длинное расстояние расход будет гораздо больше, чем по морю, что скажется, естественно, на цене.

Морской способ доставки нефти является одним из самых выгодных. Расстояние по воде гораздо меньше, чем по суше. Что до судов перевозящих, благодаря которым осуществляется транспортировка нефти и нефтепродуктов, они бывают разной грузоподъемности и разной категории.

В основном нефтепродукты перевозят танкерами общего назначения (маркировка GP, от 16,5 тысяч тонн до 25), иногда это среднетоннажные танкера (25-45 тысяч тонн). Они же перевозят и нефть. Но чаще всего для самого продукта в чистом виде используют крупнотоннажные танкеры 1, 2, 3 классов (в общем, от 80 до 320 тысяч тонн). А для трансфера со Среднего Востока до берегов Америки используют так называемые супертанкеры. Это суда с массой груза свыше 320 тыс. тонн. Ныне по международным стандартам, все танкеры должны иметь двойную обшивку в целях безопасности. А разгрузка их происходит через специальные трубопроводы.

Крушение танкеров приводит к необратимым последствиям и попросту убивает часть флоры и фауны в морях и океанах. Это может привести к глобальной экологической катастрофе. Но, к сожалению, более «дешевого» и удобного способа межнациональных перевозок еще не придумали.

Следующим не менее популярным способом является транспортировка нефти через специальные трубопроводы. Движение жидкости происходит за счет разности давления на входе и выходе, которое создают специальные насосы.

Нефтепроводы бывают двух видов: наземные и подземные. Наземные нефтепроводы — инженерные конструкции (трубы), которые проходят по земле. Такие путепроводы легче в обслуживании. Однако они больше подвержены влиянию окружающей среды.

Подземные путепроводы более долговечные, единственным их недостатком является сложности в устранении неполадок и диагностика поврежденного участка.Для транспортировки нефти есть особые требования к емкости. Во-первых, она должна быть очищена от предыдущего продукта, во-вторых, иметь паростойкое, маслобензостойкое покрытие.

Переработка нефти и газа.

Первичные процессы.

Первичные процессы переработки не предполагают химических изменений нефти и представляют собой ее физическое разделение на фракции. Сначала промысловая нефть проходит первичный технологический процесс очистки добытой нефти от нефтяного газа, воды и механических примесей - этот процесс называется первичной сепарацией нефти.

Подготовка нефти:Нефть поступает на НПЗ (нефтеперерабатывающий завод) в подготовленном виде для транспортировки. На заводе она подвергается дополнительной очистке от механических примесей, удалению растворённых лёгких углеводородов (С1-С4) и обезвоживанию на электрообессоливающих установках (ЭЛОУ).

Атмосферная перегонка:Нефть поступает в ректификационные колонны на атмосферную перегонку (перегонку при атмосферном давлении), где разделяется на несколько фракций: легкую и тяжёлую бензиновые фракции, керосиновую фракцию, дизельную фракцию и остаток атмосферной перегонки — мазут. Качество получаемых фракций не соответствует требованиям, предъявляемым к товарным нефтепродуктам, поэтому фракции подвергают дальнейшей (вторичной) переработке.

Вакуумная дистилляция — процесс отгонки из мазута (остатка атмосферной перегонки) фракций, пригодных для переработки в моторные топлива, масла, парафины и церезины и другую продукцию нефтепереработки и нефтехимического синтеза. Остающийся после этого тяжелый остаток называется гудроном. Может служить сырьем для получения битумов.

Вторичные процессы.

Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.

По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на 3 вида:

• Углубляющие: каталитический крекинг, термический крекинг, висбрекинг, замедленное коксование, гидрокрекинг производство битумов и т.д.

• Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация и т.д.

• Прочие: процессы по производству масел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т.д.

Каталитический риформинг - каталитическая ароматизация нефтепродуктов (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов). Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85-180°С. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями и его октановое число повышается примерно до 85. Полученный продукт (риформат) используется как компонент для производства автобензинов и как сырье для извлечения ароматических углеводородов.

Каталитический крекинг - процесс термокаталитической переработки нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных жирных газов. Сырьем для каталитического крекинга служат атмосферный и легкий вакуумный газойль, задачей процесса является расщепление молекул тяжелых углеводородов, что позволило бы использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество жирных (пропан-бутан) газов, которые разделяются на отдельные фракции и по большей части используются в третичных технологических процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автобензина. Остаток крекинга является компонентом мазута.

Гидрокрекинг — процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьем гидрокрекинга является тяжелый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит газ риформинга. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина).

Коксование-Процесс получения нефтяного кокса из тяжелых фракций и остатков вторичных процессов.

Алкилирование — введение алкила в молекулу органического соединения. Алкилирующими агентами обычно являются алкилгалогениды, алкены, эпоксисоединения, спирты, реже альдегиды, кетоны, эфиры, сульфиды, диазоалканы.

Под переработкой природного газа понимается выделение из него в промышленных масштабах этана, гелия и других элементов, первичная переработка газового конденсата, а также очистка газа перед его транспортировкой по трубопроводам (например, от серы и сероводорода, с получением при этом чистой серы и серной кислоты).