ЗНАЧЕНИЕ НЕФТИ И ГАЗА В НАРОДНОМ ХОЗЯЙСТВЕ РФ. Реферат. - Геология - Скачать бесплатно
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 Ка<1 - АНПД - аномально низкие пластовые давл., после длительной
эксплуатации пласта. Чем дольше эксплуатация тем ниже давление пласта.
Приближённый метод определения пластового давления: достаточно знать, что
на каждые 100 м давление увеличивается на 1 Мпа, при h=2500м, Р=25 Мпа.
Так же с глубиной увеличивается температура, в среднем на 3^0С на каждые
100 м - геотермический градиент. H=2500, Т~=75^0С.
Плотность горных пород с глубиной увеличивается, а влажность с глубиной
уменьшается. Каждый слой горных пород имеет разные физико-механические
свойства.
ПОРОДО- РАЗРУШАЮЩИЙ ЭЛЕМЕНТ
Долота служат для разрушения горных пород на забое скв.
Скважина - инженерное сооружение в толще горных пород, цилиндрического
типа,
диаметр цилиндра в 100 тыс. раз меньше его длины.
По характеру воздействия на породу долота классифицируются следующим
образом:
1. долота режуще-скалывающего действия (лопастные долота). Предназначены
для разбуривания пластичных пород небольшой твердости (глина, глинистые
сланцы) и малой абразивности;
абразивность - (способность стачивать долото) способность горных пород
разрушать породо-разрушающие элементы. Самая сильная абразивность у песков
и песчаников. Особо сложно бурить пласты - коллектора (состоящие из
песчаников).
2. Долота дробяще-скалывающего действия- класс шарошечных долот. Тип
долота будет зависеть от породы, данным долотом можно бурить все 5
видов пород.
3. долота режуще-истирающего действия с алмазным и твердо-сплавными
породоразрушающими вставками.
По назначению долота делятся на:
* долота, разрущающие горную породу сплошным забоем.
* Долота, разрущающие горные породы кольцевым забоем ( колонковое
долото).
Отбор керна (керн образец гороной породы)- используется в
геологоразведачных скв. для определения породы, для подъёма керна в целях
определения свойств коллектора. (данное бурение очень затратное).
* долота специального назначения.
Долота для сплошного и колонкового бурения предназначены для углубления
скв-ны. А специального назначения предназначены для работы в пробуренных
скв. Ими расширяют и выравнивают ствол скв.
Так же долота делятся по характеру воздействия и по назначению.
Классификация буровых долот.
БД - инструмент для мех. Разрушения г/п на забое скв. в процессе ее
проходки.
По назначению:
- для сплошного бурения
- для отбора керна (колонковые долота)
- специального назначения (для работы в уже пробуренной
скв., для выполнения дополнительных работ (расширение
ствола скв., разбуривание цементного камня))
По хар-ру взаимодействия БД на г/п:
- режуще-скалывающего действия (лопостные)
- дробяще-скалывающего действия (шарошечные)
- режуще-истирающего действия (алмазные)
Классификация Масленникова-Матвеева:
- вид (шарошечные/алмазные)
- разновидность (число шарошек/число лопастей)
- серия (технолог. особ. иготовл.)
- класс
- зубчатое вооружение
- штырьевое вооружение
- комбин. вооружение (зуд+штырь)
- группа (ограниченность диапазона твердости)
- М - мягкие породы
- С - средние
- Т - твердые
- К - крепкие
- тип долота (абразивность и твердость г/п)
- М; МЗ; МС; МСЗ; С; СЗ; СТ; Т; ТЗ; ТК; ТКЗ; К; ОК.
- модификация (констр. особ.: устр-во опоры, пром. отв.)
- модель (O/ долота)
- шифр долота (190,5МСЗ-ГНУ)
- Г - гидромониторные насадки
- Н - низкооборотн. бур (В - высоко)
- У - герметизир. маслопанолнен. опора
Классификация импортных долот по МАБП(IADC)
- серия(1-8)--тип(1-4)--тип опоры(1-7)--констр. особ.(A-Z)
12-Лопастные долота, их разновидности, конструктивные особенности, область
их применения
Типы:
2Л - 2^ух лопастные
3Л - 3^ех лопастные
Конструкция лопастных долот:
- корпус с присоед. резьбой
- 3/2 лопасти, оснащ. режущими кромками
- промывочные отверстия (V>80м/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) n<350[об/мин]
- РШС - роликоподшипник-замковый шарикоподшипник-
узел скольжения(радиальный+торцовый фрикционный
подшипник)
1АН-негерметизированная(открытая) опора,
у серии 2АН-герметизированная
- Высокооборотное (В)
- 1АВ-состоит исключительно из подшипников качения
(ШШШ)/(ШРШ/ШШР)
- негерметизированная(открытая)
17-Долота ИСМ, их характерные особенности, форма рабочей поверхности,
область применения.
Институт Сверх-твердых Материалов
славутич - сверхтвердый материал обл. высокой износостойкостью
Тип
- цельнокованные с последующим фрезерованием лопастей
- с приваренными лопастями
- обладают высокой износостойкостью, -vстоимостью по сравнению с
алмазными, -vпоршневанием и -^проходимостью, -^защита породаразр. эл-ов.
Разновидности
- режущие, торцевые, истирающие(радиальные/секторные)
Модификации
- с комбинированной промывкой (бок.+центр. сопла)
- с обычной провывкой (центр. сопла)
Профили зубков:
- полусферический/клиновой/плоский
- h=3-5мм; d=8-12мм
18-Алмазные долота, их разновидности, устройство, область применения
При бурении необразивных пород различной твердости, залегающих на
глубинах>3000м
Приемущество:
- увеличение проходки в кратное число раз
Недостатки:
- снижается V[МЕХ] проходки
Алмазы:
- природные/синтетические
h<(0.25-0.3)d
n~400[об/мин]
Типы долот:
- с поверхностным расположением алмазов
- импрегированные (алмазы размещены в поверхностном слое матрицы до 8мм)
типы по констр. особенностям
- ДР - с радиальным расположением каналов, с биконической
наружной поверхностью
- ДК - с напорными каналами и тораидальными выступами
- *C - с синтетическими алмазами
- *И - с импрегированным расположением алмазов
- ДЛ - лопастные долота
- ДВ - торцевое долото для зарезки нового ствола, с
внутренним конусом
- ДИ - импрегированное долото с заостренным лопастным
торцом
- ДУ - универсальное
Обозначение алмазных долот:
- ДК-188М6
20-Бурильные головки: шарошечные, алмазные, ИСМ. Классификация, пути
увеличения выноса керна
- разбуривание забоя/калибровка стенок скв., формирование/предотвращение
повреждения керна
шарошечные бур. головки
Классификация:
- разновидность (кол-во шарошек)
- класс (в зависимости от материала зуба/зубка)
- тип (в зависимости от свойств г/п)
- модификация (констр/техгнол особенности)
- модель
алмазные/ИСМ
недостаток:
- дефицит/-^стоимость алмаза
классификация
- класс (вид алмазов)
- разновидность(радиальная/рад.-ступенчатая/спиральная)
- тип (в зависимости от свойств г/п)
- модификация (констр/техгнол особенности)
- модель (по размеру)
- серия (техн. изг., форма выполнения)
Увеличение выноса керна и предотвращение оставления на забое целиков:
- Приближение керноприемного отверстия и кернорвателя к
зоне обр. Керна
Параметры конструкции буг. головки:
Высота керноприема - расстояние от зоны образования керна до кернорвателя;
Коэф. керноприема - отношение к этому расстоянию диаметра керна
Понятие о скважине и ее элементы
Скважина- цилиндрическая горная выработка, вертикальная или наклонная.
Диаметр намного меньше ее длины. Сооружается без доступа внутрь человека
Элементы: Устье, обсадная колонна, стенка скв., забой , ось.
Конструкция: кол-во обадных колонн, их длины, диаметры(Д), димаетры
долот(d) для разбуривания соотв. интервалов(L), местоположение
интервалов(H) цементирования.
3-Классификация скв.
По назначению:
- картировочные (изучение коренных пород, скрытыми под
наносами) <50м
- сейсморазведочные (для закладки взрывочного в-ва) <50м
- опорные (для изучения геолог. разреза крупных регионов)
- параметрические (для более детального изучения геолог.
разреза и выявл. Перспективных площадей под н/г)
- структурные (для тщательного изучения структур
выбуренных из скв. и составления проекта поисково-
разведочного бурения на перспективные структуры)
- поисковые (открытие новых месторождений н/г)
- разведочные (на открытых местностях с целью их
оконтуривания и сбора необх. материала, для сост. проекта
разр. мр)
- эксплуатационные (добывающие - транспортировка н/г из
залежей на поверзность)
- нагнетательные (для закачки в скв. воздуха/газа/воды, для
поддержания внутрипластового давления)
- законтурные/внутриконтурные
- оценочные и наблюдательные (контроль режима работы
нефтяного пласта, проектир-ие режима его эксплуатации)
По глубине и наклонности бурения:
- вертикальные (ось близка к вертикали)
- наклонные (ось наклонена от вертикали)
- сверхглубокие (>5000м)
- глубокие (1000-5000м)
- мелкие (<1000м)
4-Роль и значение буровых работ в различных отраслях народного хозяйства.
5-Цикл строительства скв., его структура, технико-экономические показатели
строительства скв.
t[ПС] - вреня подготовки к строительству
- проводятся земляные работы (снимается почвенный слой,
разравнивание)
- укладывается фундамент (бетонные плиты/доски)
- подготовительные работы (трасса/электр./вода)
t[М] - время монтажа БУ
- проводятся земляные работы (снимается почвенный слой,
разравнивание)
- укладывается фундамент (бетонные плиты/доски)
- подготовительные работы (трасса/электр./вода)
t[ПБ] - время подготовки к бурению
- подготовка к бурению
- установка направления
- бурение наклонного шурфа для бт
- оснастка талевой системы
- установка приборов и их калибровка
- ГИВ/манометр/расходомер
- проверка бур. оборудования
t[ПР] - производственное - бурение скв.
- t[МЕХ] - механическое бурение
- t[СПО] - спуско-подьемные операции
- t[ВСП] - вспомогательные операции
- t[КР] - крепление скважины (обсадка, цементирование,
твердение)
перфорация (пробивание отверстий в экспл. кол.)
t[ИСП] - спытания
t[ДЕМ] - демонтаж
t[РЗ] - рекультивация земли
Технико-экономические показатели
t[ПР] = t[МЕХ] + t[СПО] + t[КР] + t[ВСП
]t[БК] = t[ПР] + t[ОСЛ] + t[Н.ПР] + t[Р
]t[БК] - баланс календарного времени (от начала долбления до конца
цементирования бк)
t[ОСЛ] - ликвидация осложнений
t[Н.ПР] - ликвидация аварий (непредвиденный простой)
t[Р] - ремонт бурового оборудования
t[Ц] = t[ПС] + t[М] + t[ПБ] + t[БК] + t[ИСП] + t[ДЕМ] + t[РЗ
]t[Ц] - цикловое время
техническая скорость бурения [м/мес]
0x01 graphic
где, L[c] - длина скв. по стволу
720=30[дн]*24[ч] - кол-во часов в календарном месяце
зависит от уровня техники/технологии/организации труда в конкретной
бур.бр.
коммерческая скорость бурения [м/мес]
0x01 graphic
зависит от темпа бурения и крепления скв. с учетом потерь времени на
осложнения/ремонт/непроизводств. потери
- цикловая скорость бурения [м/мес]
0x01 graphic
зависит от работы бур. предпр. в целом, в том числе его взаимодействие со
смежниками (гоефизики/тампонажники)
средняя механическая скорость
0x01 graphic
рейсовая скорость
0x01 graphic
6-Классификация способов бурения скв., их краткая характеристика
Сбс - вся структура работ по проводке ствола скв., включающую в себя
комплекс наземного бо, бур. инструмент и технологические приемы работы.
Характеризуются:
- по характеру разрушения г/п.
- механический способ (силовое воздействие долота на г/п.)
- ударный
- удароно-канатный
- ударный на штангах
- вращательный
- роторный
- с забойными двигателями
- турбинные
- ВЗД
- электрические
- физический (различн. физ. воздействия на г/п,-^'T,
гидродинам. энергию струи ПЖ, воздействие лазером)
- химический (разр. г/п. в рез-те хим. взаимодействия с ПЖ)
- подводом энергии к долоту
- способу удаления шлама из скв.
+---------------------------------------------------------------------------------------+
| | Местопол | Способ |
|
| | | очистки |
|
| | привода |---------+----------------------------------------+
|
| | | | | Циркуляция | Др. Спос. |
|
| |----------| | |------------+-----------------------------------+
|
| | | | | На пов-ти | На | Удар-канат |
|
| | | | | | штангах | |
|
| Вид | | |
|------------+---------+---------------------------------+ |
| | | | | | | ротор. бур-е, с |
| |
| | | | | | У забоя | | -
| |
| | | | | | | гидр-пнев-ударн |
| |
| | | | |
|---------+-----------------+------------------+|
| | | | | | | На пов-ти | Ротор |
Шнековое ||
| | | | | |
|-----------------+-------+-----------|
| | | | | | | |У забоя| ЗД
| - |
|-----| | | | | |
|-------------------|
| | Удар. | | | | | |
|
| | | | | | | |
|
| | бур-е | | | | | |
|
| | | | | | | |
|
| | | | | | Вращ. | |
|