2. Этапы освоения и эксплуатации газонефтяных месторождений.

Промышленная разработка месторождений углеводородного сырья включает 4 основных этапа:

1. Геолого-физические изыскания и оценка запасов сырья.

На этом этапе осуществляют сейсмо- и электроразведку, выполняют раз­ведочные буровые работы, оценивают запасы сырья и перспек­тивность дальнейших разработок.

2. Строительство и подготовка месторождений к эксплуатации.

На данном этапе производят монтаж стационарных платформ, про­кладку трубопроводов, строительство береговых терминалов и т. д.

3. Эксплуатация месторождений.

В этот период деятельности проводят извлечение, разделение и первичную переработку сы­рья, осуществляют проходку и ремонт скважин, организуют транс­портировку жидких и газообразных углеводородных продуктов.

4. Завершение работ и ликвидация оборудования.

Данный этап предусматривает демонтажные работы, удаление платформ и тру­бопроводов, консервацию скважин.

Все этапы освоения и эксплуатации оборудования сопровож­даются воздействием токсичных веществ на окружающую среду.

Общую систему по добыче нефти и газа на Морских нефтегазовых промыслах обычно входят следующие элементы:

• одна или несколько платформ, c которых бурятся эксплуатационные скважины,

• трубопроводы, соединяющие платформу c берегом;

• береговые установки по переработке и хранению нефти, погрузочные устройства.

Буровая установка - это сложное техническое сооружение, предназначенное для добычи нефти газа на морском шельфе.

Прибрежные месторождения нередко продолжаются на расположенной под водой части материка, которую и называют шельфом. Его границами служат берег и так называемая бровка - четко выраженный уступ, за которым глубина стремительно возрастает. Обычно глубина моря над бровкой составляет 100 - 200 метров, но иногда она доходит и до 500 метров, и даже до полутора километров. В зависимости от глубины применяют различные технологии. На мелководье обычно сооружают укрепленные «острова», с которых и осуществляют бурение. котлована. При глубине моря до 30 метров раньше сооружались бетонные и металлические эстакады, на которых размещали оборудование. Эстакада соединялась с сушей или же представляла собой искусственный остров. Впоследствии эта технология утратила актуальность.

2. Способы добычи нефти и методы интенсификации.

Выделяют следующие основные способы добычи нефти:

Фонтанная добыча нефти - способ эксплуатации скважин, при котором подъём нефти на поверхность осуществляется за счёт пластовой энергии.

Фонтанирование скважин обычно происходит на вновь открытых месторождениях нефти, когда запас пластовой энергии велик, т. е. давление на забоях скважин достаточно большое, чтобы преодолеть гидростатическое давление столба жидкости в скважине, противодавление на устье и давление, расходуемое на преодоление трения, связанное с движением этой жидкости. Общим обязательным условием для работы любой фонтанирующей скважины будет следующее основное равенство:

Различают два вида фонтанирования скважин:

• фонтанирование жидкости, не содержащей пузырьков газа - артезианское фонтанирование;

• фонтанирование жидкости, содержащей пузырьки газа, облегчающего фонтанирование (фонтанирование за счет энергии газа) - наиболее распространенный способ фонтанирования.

Артезианский способ встречается при добыче нефти редко. Он возможен при полном отсутствии растворенного газа в нефти и при забойном давлении, превышающем гидростатическое давление столба негазированной жидкости в скважине. При наличии растворенного газа в жидкости, который не выделяется благодаря давлению на устье, превышающему давление насыщения, и при давлении на забое, превышающем сумму двух давлений: гидростатического столба негазированной жидкости и давления на устье скважины.

Поскольку присутствие пузырьков свободного газа в жидкости уменьшает плотность последней и, следовательно, гидростатическое давление такого столба жидкости, то давление на забое скважины, необходимое для фонтанирования газированной жидкости, существенно меньше, чем при артезианском фонтанировании.

Газлифтная добыча нефти - способ эксплуатации скважин, при котором подъём нефти на поверхность осуществляется с помощью энергии сжатого газа, вводимого в скважину извне.

Насосный способ добычи нефти - извлечение нефти с помощью насосов различных типов:

• погружной центробежный электронасос;

• штанговый насос;

• погружной винтовой насос;

• погружной диафрагменный электронасос;

• гидропоршневой насос;

• струйный насос.

Шахтная добыча нефти - способ добычи нефти, основанный на проведении системы подземных горных выработок. Применяется для разработки залежей с высоковязкими нефтями (битумами), а также неоднородных энергетически истощённых залежей нефти средней вязкости. Шахтная разработка нефтяных месторождений осуществляется с помощью очистных, дренажных или комбинированных (включающих очистные и дренажные) систем

Методы интенсификации

Это методы воздействия на призабойную зону скважин с целью увеличения их производительности.

Выделяют следующие методы:

1. Солянокислотная обработка призабойной зоны пласта (ПЗП).

Применяется для повышения производительности скважин, вскрывших карбонатный или гранулярный с карбонатным цементом продуктивный пласт.

2. Термокислотная обработка - это использование подогретой соляной кислоты. Иногда в процессе эксплуатации смолы и асфальтены забивают устье скважины. Чтобы это предотвратить призабойную зону обрабатывают горячей кислотой это и называется термокислотной обработкой. Если продуктивный пласт с глинисто-карбонатным цементом, то применяется смесь плавиковой - HF - и соляной - HCl -кислот. Соляная кислота взаимодействует с карбонатной составляющей цемента, а плавиковая - с глинистой. Такая обработка забойной зоны скважины называется глинокислотной или грязекислотной. Для улучшения качества обработки призабойной зоны кислоту закачивают под большим давлением. Это делают при очень низких коллекторских свойствах пласта. Закачка под большим давлением способствует проникновению кислот на большие расстояния от забоев скважин.

3. Гидравлический разрыв пласта (ГРП).

Применяется для изучения проницаемости призабойной зоны пласта крепких хорошо сцементированных пород - коллекторов. С этой целью на забое скважины цементированными агрегатами (ЦА) создается давление превышающее горное давление. Это приводит к разрыву сплошности породы и образованию сети трещин. Для предотвращения смыкания образовавшихся трещин в скважину закачивают грубозернистый песок. Затем давление снижают и скважину пускают в эксплуатацию. Этот способ применяется и в карбонатных коллекторах. Здесь в качестве жидкости гидроразрыва может быть использована соляная кислота HCl. Она проникает во вновь образованные трещины, взаимодействует с породой, в результате чего образуются каверны, новые трещины и проницаемость породы увеличивается.

4. Гидропескоструйная перфорация.

Этот метод применяется в случае, когда вследствие образования каверн в процессе бурения скважины создаются большие толщины цементного камня. На забой скважины спускается специальное устройство с отверстием малого диаметра. Затем в колонну через НКТ закачивают жидкость с крупнозернистым кварцевым песком. Выходя из отверстия малого диаметра под большим давлением и высокой скоростью абразивный материал прорезает обсадную колонну и на значительное расстояние (несколько метров) внедряется в пласт, увеличивая проницаемость призабойной зоны пласта (ПЗП).

5. Обработка призабойной зоны пласта (ПЗП) поверхностно-активными веществами (ПАВ).

Применяется в том случае, когда в процессе бурения скважины или при ремонтных работах фильтрационные свойства коллектора ухудшены промывочной жидкостью. Тогда призабойная зона пласта ПЗП промывается водными растворами поверхностно-активными веществами (ПАВ). Это очищает забой от воды и глинистых частиц.

6. Тепловая обработка призабойной зоны пласта (ПЗП).

Применяется для удаления с забоя скважин выпавших из нефти твердых частиц: смол, асфальтенов, парафинов. Применяется термохимическая обработка и различные нагреватели: электрические, газовые, обработка забоев скважин горячей нефтью или перегретым паром.

7. Торпедирование скважин.

Используется для создания в призабойной зоне пласта сети трещин. Для этого на забой спускается торпеда (заряд взрывчатых веществ (В.В.)) и производится взрыв в интервале перфорации. Ударная волна распространяется в пласте, образуя сеть трещин. Создание ударной волны может быть осуществлено также следующим образом: в скважину на троссе спускается баллон, в котором глубокий вакуум. С помощью цементировочного агрегата (ЦА) создается высокое давление, баллон разрушается и жидкость из ПЗП устремляется в зону вакуума, при этом призабойная зона очищается от глинистых частиц

В процессе освоения нефтяных месторождений наиболее активное воздействие на природную среду осуществляется в пределах территорий самих месторождений, трасс линейных сооружений (в первую очередь магистральных трубопроводов), в ближайших населенных пунктах. При этом происходит нарушение растительного, почвенного и снежного покровов, поверхностного стока и микрорельефа территории. Такие нарушения приводят к сдвигам в тепловом и влажном режимах грунтовой толщи и к существенному изменению ее общего состояния, что приводит к необратимым последствиям. Добыча нефти приводит также к изменению глубоко залегающих горизонтов геологической среды .

Нефть, углеводороды нефти, нефтяной и буровой шламы, сточные воды, содержащие различные химические соединения в больших количествах проникнут в водоемы и другие экологические объекты:

• при бурении и аварийном фонтанировании разведочных нефтяных скважин;

• при аварии транспортных средств;

• при разрывах нефте- и продуктопроводов;

• при нарушении герметичности колонн в скважинах и технологического оборудования;

• при сбросе неочищенных промысловых сточных вод в поверхностные водоемы.

Большую опасность для окружающей среды представляют выбросы нефтяных углеводородов и разливы нефти (на каждый км² в зоне месторождений и трасс нефтепроводов приходится до 0,02 т разлитой нефти в год) .