ЗНАЧЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ РФ. Реферат.

ЗНАЧЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ РФ. Реферат.

ЗНАЧЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ РФ

Нефтепереработка и нефтедобыча в РФ и за рубежом, мировые цены.

Основной район добычи нефти - среднее Приобье, добычи газа - Крайний Север

(п-ов Ямал).М/р-«гиганты».

70-80 % добываемой российской нефти и 90-95% газа приходится на Тюменскую

область. Геологоразведочная отрасль является убыточной, дотационной

отраслью.

Исчерпаемость разведанных запасов ~=70 лет для нефти и ~=60 лет для газа.

Нефть в основном состоит из углеводородов от нафтеновых (метанового ряда)

до ароматических (циклических). Нефть является жидкостью.

Нефть состоит из:

* углеводорода= 79,5 -87,5%,

* водорода = 11-14,5%,

* сера, кислород, азот = 0,5-8%,

* металлы (ванадий, вольфрам, железо, алюминий) = 0,02-0,03%.

Цвет нефти зависит от ароматических углеводородов. Белая нефть- уникальная

(Баку).

Таллинское м/р - самая качественная нефть в Зап.Сиб. Для улучшения

качества нефти- нефть высококачественную, светлую добавляют в нефть более

низкого качества.

Природный газ:

* углерода = 42-78%,

* водорода = 14-24%,

* азот ~=11% (иногда может достигать 95%),

* сера, сероводород= 1-2%.

Не имеет запаха.

В 1860 году 70% мирового потребления топлива приходилось на дрова, 24,7%

на уголь и лишь 1% на нефть и газ. В конце 20-х, нач. 30-х гг - 17%

энергоресурсов приходится на нефть. В 1980 г. энергопотребление - на долю

нефти - 46,2%; газа - 18,8%; угля - 28,4%; дров - 6,6%.

21 век считается веком газовых технологий. Нефть в качестве энергоресурса

будет заменена на газ. Использование газа удобнее по сравнению с

использованием нефти.

ОСНОВНЫЕ РАЙОНЫ ДОБЫЧИ И ПЕРЕРАБОТКИ НЕФТИ И ГАЗА.

В 1900 году нефть добывалась в 10 странах: России, США, Индонезии,

Румынии, Австрии, Венгрии, Индии, Канаде, Германии, Перу.

Во 2-й половине 60-х г в 50 странах.

На долю США, СССР, Венесуэлы, Кувейта, Саудовской Аравии, Ирана, Ливии

приходилось 80 % мировой добычи.

В середине 70-х годов сформировалось 5 главных регионов имеющих

нефтегазовую промышленность: СССР, страны Ближнего и Среднего Востока,

Венесуэла, Нигерия, Ливия, Алжир.

Почти весь природный газ и 2/3 нефти мира добывались в США. Основным

нефтегазоносным районом является Аляска.

Начиная с 1974 г. СССР занимает 1 место в мире по добыче нефти, т.к. были

открыты м/р в Зап. Сиб. В пределах бывшего СССР нефть и газ выявлены в

различных частях стран Западной Украины, Прибалтики, Востока РФ, Сахалина;

от южных районов Ср. Азии до побережья Сев. Ледовитого океана. В пределах

ССР выделено 12 нефтегазоносных провинций и 10 самостоятельных

нефтегазовых перспективных областей:

1. Южно-Каспийская н.-г. провинция (Азербайджан);

2. Волго-Уральская н.-г. провинция (Татария, Башкирия);

3. Тимано-Печерская н.-г. пр-ция (республика Коми, Коми-Ненецкий

автономный округ, Архангельская область);

4. Прикаспийская н.-г. пр-ция (р-он Астрахани, частично Казахстан);

5. Днепровско-Принетская н.-г. пр-ция (Белорусь, Украина, часть России);

6. Северо-Кавказская мангышлакская н.г. пр-ция (Калмыкия,

Кабардино-Балкария, Сев. Осетия, Чечня, Ингушетия, Дагестан, часть

Азербайджана, Казахстан);

7. Западно-Сибирская пр-ция (23 сентября1953 в р-не Березово была открыта

первая газовая скв., но была нарушена технология бурения скв., скв.

фонтанировала 9 месяцев);

8. Амударьинская г.-н. пр-ция (вост и зап. Туркмения);

9. Енисейско-Анабарская г.-н. пр-ция (Вост. Сибирь);

10. Лено-Тунгусская н.-г. пр-ция (Вост Сибирь);

11. Лено-Вилюйская н.г. пр-ция (Вост. Сибирь);

12. Охотская н.г. пр-ция (о-в Сахалин, вост. Камчатская н.г. область).

По разным оценкам извлекаемые начальные потенциальные запасы нефти в

недрах земли составляют 185-390 млрд. тонн, включая 60 млрд. добытой

нефти. Мировые запасы природного газа оценивают в 150-210 трлн. м^3,

включая 70 разведанных трл. м^3. С 1999-2000 г - максимальная добыча нефти

по всему миру. В дальнейшем будет спад. Основные перспективные районы на

добычу нефти и газа - акватории северных морей. В Тюменской обл. Карское

море. В Санкт-Петербурге существует институт бурения и разработки н.-г.

добывающих областей акваторий сев. морей.

Горные породы делятся на - магматические и осадочные. В основном м/р нефти

и газа связаны с осадочными горными породами.

ФИЛЬТРАЦИОННО-ЕМКОСТНЫЕ СВ-ВА

Нефть и газ залегают в пластах- коллекторах. Пласты- коллектора

характеризуются наличием ФЕС (фильтрационно-емкостных свойств).

Наблюдается слоистое залегание пород - верхняя граница пласта кровля,

нижняя часть - подошва пласта. Пласты- коллектора в Зап.Сиб. представлены

терригенным типом коллекторов.

Терригенный пласт- пласт коллектор, который представлен песчано

-глинисто-алевритистым материалом. (Алевриты- пластичные глины,

образовавшиеся за счёт метаморфических изменений).

Разрез З. Сиб. На 80% состоит из глиносодержащих пород. 15-20 %- пласты

коллектора.

Особенность м/р ЗС - в основном горные породы представлены

глиносодержащими породами. С точки зрения бурения район ЗС относится не к

самым сложным ( к рядовым), т.к. породы мягкие.

К ФЕС относится общая и открытая пористость(изменяется в %) и

проницаемость (изменяется в мкм^2 микрометрах).

Общая пористость- количество пустот, которые находятся в ед. объёма

породы, т.е. отношение объёма всех пустот к самому единичному объёму).

(поровое пустотное пространство)

Эффективная пористость - обусловлена наличием пор, которые сообщаются м/д

собой и по которым, под действием перепада давлений может происходить

передвижение пластовых флюидов. (пустотное пространство сообщающихся пор)

Обуславливает извлечение нефти или газа благодаря открытости пор. Пласт

коллектор должен обладать эффективной пористостью.

Проницаемость - возможность при создании давления на пласт передвижения

флюида пластов. Величина пористых каналов обеспечивает проницаемость.

Любой пласт коллектор подстилается покрышками (над коллектором и под ним).

Покрышки в основном глинистые. Глина обладает достаточной общей

пористостью (40%), но эффективной пористости нет, поры закрытые. Поэтому

глинистые пласты могут быть только покрышками.

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.

Все горные породы обладают физико-механическими свойствами. В бурении

важна твёрдость пород. Все горные породы по категории твёрдости делятся на

5 видов пород:

* М мягкие,

* С средние,

* Т твёрдые,

* К крепкие,

* ОК очень крепкие.

Разрез ЗС представлен породами М и С. Т встречаются гораздо реже.

Чаще всего горные породы не представлены только С или М породами.

Существуют пропласты. МС- мягкие с пропластами средних.

Твердость минералов измеряется по шкале МООСА от 1 до 10 (для чистых

минералов), 1- тальк, 10- алмаз.

Шифр МСТКОК для долот.

Учитывается тип породы для которой предназначено долото. Типы долот

подбираются в соответствии с твёрдостью породы.

С увеличением глубины увеличивается внутрипластовое давление. Если нет

данных об аномальности пласта то Рпл=Ргст=rgh, т.е. пластовое давление =

гидростатическому, r=1000 кг/м^3.

Коэффициент аномальности - Ка= истинное пластовое давление к

гидростатическому.

Там где Ка>1 - АВПД - аномально высокие пластовые давления.

Там где Ка80м/с)

Применение:

- для бурения необразивных М/С тв. г/п

Недостатки:

- быстрый износ режущих кромок

- износ боковых поверхностей лопастей долот, что приводит к

-vO/ долота и скв.

- требует создания -^крут. момента и -^нагрузки, но при этом

-vустойчивость, т.е. -^вероятность искривления скв.

13-Типы трехшарошечных долот, их усл. Обозначения, маркировка и область

применения

- класс

- зубчатое вооружение

- штырьевое вооружение

- комбин. вооружение (зуд+штырь)

- группа (ограниченность диапазона твердости)

- М - мягкие породы

- С - средние

- Т - твердые

- К - крупкие

- тип долота (абразивность и твердость г/п)

- М; МЗ; МС; МСЗ; С; СЗ; СТ; Т; ТЗ; ТК; ТКЗ; К; ОК.

- маркировка

- [ диаметр]-[тип породы]-[особ. опоры/промывки]

- применение

- широкое применение ~90%.

14-Шарошечные долота, их разновидности, основные узлы и элементы,

особенности вооружения

Основные эл-ты:

- лапы, цапфы

- опоры (открытые/герметизированные(У))

- на подшипн. качения(В)/кач-скольж-кач(Н)/???(А)

О- система подш., для крепления шарошки на цапфе и для

восприятия осевых/радиальных нагрузок. Констр. опр.

типом/O/ долота

- шарошки с породоразр. эл-ми

- промыв. отв. (центр. пром.(Ц)/боковая(Г))

- присоед. резьба

Вооружение:

- зубцы (фрезированные/накатка)

- штыри (впресовываются)

распологаются концентрическими венцами

- ТКЗ - комбинированные

- О, ОК - сферические

- М, С - клиновидные

15-Схема расположения шарошек в долоте, управление скольжением шарошек

долота, коэф. скольжения

- с пересечением осей шарошек с осью долота в одной точке

- со смещением осей шарошек по направлению вращения

долота + положению, при котором их оси пересекаются в

одной точке (положительное смещение)

Управление скольжением шарошек долота достигается путем

смещения осей шарошек или увеличением многоконусности

- у долот со смещенными осями шарошек, -^скольжение

шарошек по забою и поэтому -^ эффект скалывания

Коэфициент скольжения - интенсивность проскальзывания зубьев шарошек по

забою. = делению суммы площадей, описываемых за один оборот долота

зубьями, на площадь забоя скв.

- у шарошек с гладким конусом, и у которых ось и ее

образующие пересекаются с осью долота к.с.=0 (дробление

породы), во всех других случаях к.с.=0,01-0,15

(проскальз-щие шарошки дробяще-скалывающего действия)

16-Конструктивные особенности опор трехшарошечных долот для низко и

высокооборотного бурения

- Низкооборотное (Н) n3000м

Приемущество:

- увеличение проходки в кратное число раз

Недостатки:

- снижается V[МЕХ] проходки

Алмазы:

- природные/синтетические

h5000м)

- глубокие (1000-5000м)

- мелкие ( Д=400мм. Если дебит 100-150 м^3/сут =>

Д=140-146мм. Рассчеты проводят снизу вверх, а бурят сверху вниз.[С учётом

Д муфтового соед-я, по табл. Выбирают Д долота, округляя его до ГОСТа.

Затем рассчитывают внутр-ий Д предыдущей колонны к Д долота, полученному

ранее+удвоенную вел-ну зазора(табл), чтобы долото проходило свободно.

Округляем этот Д до ближайшего по ГОСТУ+удвоенную толщину стенки

трубы(табл)получаем наружный Д предыдущей трубы с учётом муфтовых

соединений выбираем долото под предыдущую колонну.] Устье скв. Д.б.

надёжно закреплено, т.к. все последующие работы ведутся с устья скв.

Назначение обсадных колонн:

1. закрепление стенок скв.с пом-ю цементного камня м-ду стенкой скв.и

стенкой колонны.

2. Предохранять ВХБН от попадания в них продуктов бурения.

3. Изолировать водо- и нефтеносные пласты др. от др.

4. Изолировать отдельные продуктивные пласты др. от др.

Обс колонны м.б. с постоянной толщиной или с утолщёнными стенками

наружу.Толщина стенок и материал выбираются с учётом след. нагрузок. Обс.

Колонна в процессе экспл-ии испытыает:

* растягивающие нагрузки

* сжимающие нагрузки(р-я забоя)

* избыточное внутр. Давл.

* избыточное нар. Давл.

Способы бурения

Ударно-канатный способ бурения

Суть - разрушение г/п на забое путем периодических ударов долота

Особенности:

- разрушение г/п любой твердости благодоря -^мощности,

развиваемой в момент удара

- -vV[МЕХ] (несколько метров в час)

- отсутствуют бур. насосы, очистные соор., что позволяет

облегчить и упростить БУ, снизить энергоемкость

- в процессе прохода породы, в скв. отсутствует пром.

жидкость, => нет противодавления жидкости на стенки скв.,

что увеличивает вероятность осыпи/обвала стенок, а так же

отсутствует загрязнение прод. пласта при его вскрытии

Применения:

- при бурении на воду (отсутств. глинизация прод. пласта)

- в угольной и горнорудной промышленности

- при бурении неглубоких геологоразведочных скв.

- НЕ применяется в н/г промышленности

9-Реактивно-турбинный способ бурения, область применения, особенности

технологии.

Используется при бурении скв. -^O/(394-920мм)

Два турбобура типа Т12 размещены + и жестко содинены между собой

Особенности:

- конструкция достаточно проста, поэтому он получил

широкое применение при бурении стволов большого O/.

- -^степень верт. ствола, что обьясн. эффектом “отвеса”.

Недостатки:

- быстрый износ долота

- требуется усиление насосной группы и -^расхода ПЖ

- необходимость точной сборки агрегатов для избежания

разновысокости долот

- невысокие проходки на долото

- необходимо жесткое крепление турбобура

10-Шнековое бурение, гидро- и пневмоударники, шлангово-кабельное бурение

Шнековое бурение

Порода разрушается долотом, шлам выносится шнеком. Мелкие частицы

втираются в стенки и стенки становятся устойчивее.

малоэффективен

- в пластических породах и плавунах

- глубина =пласт.давл. На каждые

100м давление ув. на 1 Мпа. Плотность бур.р-ра выбирают т.о., чтобы не

было проявления из скважины или чтобы не поизошло ГРП гидроразрыва пласта.

Чаще всего бурение произ-ся на репрессии, т.е. с учётом коэффициента

запаса, кот. Меняется с глубиной.

ТУРБОБУР - многоступенчатая турбина, состоящая из двух деталей: статора и

ротора.

Число ступеней от 25 до 350. Каждая ступень состоит из статора, жёстко

соединённого с корпусом турбобура и ротора, укреплённого на валу

турбобура. В статоре и роторе поток промывочной жидкости меняет напр-е

движения и перетекая из ступени в ступень отдаёт часть гидравлич.мощности

каждой ступени, поэтому мощность, создаваемая всеми ступенями суммируется

на валу турбобура и подводятся к долоту. Для эффективной работы турбобура,

необходимо иметь около 100 турбин. С увеличением числа турбин,

увеличивается мощность и вращающий момент турбобура, но уменьшается

частота вращения вала турбобура.

Односекционные многоступенчатые турбобуры. В односекционном турбобуре чаще

всего 100 турбин, т.е. 100 статоров и 100 роторов. В процессе работы

турбобура, он испытывает:

* осевые нагрузки сверху вниз (от веса деталей урбобура, от перепада

давления бур-го р-ра)

* сжимающие усилия снизу вверх (от реакции забоя)

* радиальные нагрузки

На базе односекционного турбобура созданы 2-х, 3-х, 4-х секционные.

Отдельные секции соед-ся м-ду собой посредствам резьбы, а валы с пом-ю

муфт.

Для бурения с отбором керна служат колонковые турбобуры (турбодолота). В

конструкци для отбора керна обязательно предусматриваются применение

грунтоноски. Колонковый турбобур прредст-ет из себя турбобур с полым

валом. Туда помещается съёмная грунтоноска. Она состоит из:

* Головки,

* верхней трубы,

* клапана (кот.нужен для выпуска промыв.жидкость вытесняемой керном

из колонковой трубы и кернодержателя),

* приспособление для захвата грунтоноски ловителем (нах-ся в верхней

части головки)

ЭЛЕКТРОБУР. Долото с электробуром спускают в скважину на бурильной

колонне. эл. энергию подают от силового трансформатора с дневной пов-ти по

кабелю, подвержанному к бур.шлангу, второй кабель проходит внутри бур-ой

колонны и третий кабель для питания 3-х фазного двигателя явл-ся сама

бур.колонна.

В.З.Д. Винтовой забойный двигатель. Рабочий орган ВЗД - это винтовая пара

статор и ротор. Статор- металлич.труба к внутренней пов-ти,

кот.привулканирована резиновая обкладка, имеющая 10 винтовых зубьев левого

направления, обращённых к ротору. Ротор - изготовлен из высоколегированной

стали с 9-ю винтовыми зубьями левого направления. Ротор расположен

относительно статора эксцентрично.

При движении промывочной жидк-ти, планетарное обкаывание ротора по зубьям

статора обеспечивает образование высокого и низкого давления по всей длине

забойного двигателя.

К рабочим характеристикам ГЗД и ВЗД относятся:

* Вращающийся момент,

* Частота вала забойн.двиг-ля,

* Мощность заб.двиг-ля,

* Перепад давления в турбобуре

* КПД

ПРОМЫВКА И ПРОДУВКА СКВ.

Периодическую промывку скв начали применять со 2-й половины 19 века, т.е.

когда был распространён ударный способ бурения. (ударный способ - при

падении груза, происходило выдалбливание грунта, желонкой удаляли породу,

при применении воды, разрушение происходило лучше).

Вращательный способ бурения вызывал необходимость непрерывной промывки

разрушающих горных пород. Первая промывочная жидкость - вода.

Основные функции буровых растворов:

1. вынос шлама на дневную поверхность (очистка забоя);

2. удержание частиц выбуренной породы во взвешенном состоянии при

остановке циркуляции;

Структура раствора - статическое напряжение сдвига, сила нарушающая

состояние покоя (во время остановки циркуляции);

3. создавать противодавление на стенки скв предотвращающее обвалы пород и

предупреждая водо-газо-нефтепроявление. то rgh 0x01 graphic

Рпластовое, стабильные стенки скв., не фонтанирование скважины.

4. глинизация стенок скв. в продуктивном пласте поры

закупориваются(фильтрат бурового раствора проникает в пласт, а у

выхода пласта образуется глинистая корочка), что препятствует

проникновению раствора в пласт и отходу нефти и газа из забоя.

5. охлаждение долота, турбобура, электробура, бурильной колонны. Б. Р.

протекает через промывочные отверстия и охлаждает долото.

6. смазывает трущиеся детали долота и турбобура. В буровые растворы на

территории ЗС обязательно вводят смазывающие добавки.

7. при турбинном способе бурения Б.Р. является источником энергии для

вращения вала турбобура.

8. защита бурового оборудования, буровой колонны от коррозии (Рh БР

поддерживается 8-9 - щелочная среда). Лбт трубы алюминиевый сплав-

боятся выс. щелочной среды; металлические трубы боятся кислотной

среды.

Некоторые особенности буровых растворов.

Промывочные жидкости должны быть инертными к воздействию температуры, к

минерализации пластовых вод; должны быть инертными по отношению к

разбуренным горным породам.

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

1. на водной основе (вода, глинистые растворы),

2. на неводной основе (углеводородные - нефтяные),

3. аэрированные (облегчённые растворы, насыщенные газами- воздухом). При

аэрированнии плотность раствора падает, т.о. тяжелые растворы делают

более легкими.

ПРОМЫВОЧНЫЕ ЖИД-ТИ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ

Вода как промывочная жидкость может быть применена в районах где

геологический разрез сложен твёрдыми породами, не обваливающимися,

глинизации стенок не будет. Промывка водой в скальном грунте (одна вода

разрушает стенки скв.)

Страницы: 1, 2, 3