
- •Основы нефтегазового дела
- •Предисловие
- •1. Роль нефти и газа в жизни человека
- •1.1. Современное состояние и перспективы развития энергетики
- •Солнечная энергия
- •Энергия ветра
- •Геотермальная энергия
- •Энергия приливов и отливов
- •Энергия рек
- •Энергия атомного ядра
- •Энергия угля
- •Энергия нефти и газа
- •1.2. Нефть и газ - ценное сырье для переработки
- •1.3. Газ как моторное топливо
- •2. Краткая история применения нефти и газа
- •3. Нефть и газ на карте мира
- •3.1. Динамика роста мировой нефтегазодобычи
- •3.2. Мировые запасы нефти и газа
- •3.3. Месторождения-гиганты
- •4.1. Развитие нефтяной промышленности
- •Дореволюционный период
- •Период до распада ссср
- •Современный период
- •4.2. Развитие газовой промышленности
- •Период до распада ссср
- •Современный период
- •5. Основы нефтегазопромысловой геологии
- •5.1. Проблема поиска нефтяных и газовых месторождений
- •5.2. Состав и возраст земной коры
- •5.3. Формы залегания осадочных горных пород
- •5.4. Состав нефти и газа
- •5.5. Происхождение нефти
- •5.6. Происхождение газа
- •5.7. Образование месторождений нефти и газа
- •5.8. Методы поиска и разведки нефтяных и газовых месторождений
- •Геологические методы
- •Геофизические методы
- •Бурение и исследование скважин
- •5.9. Этапы поисково-разведочных работ
- •6. Бурение нефтяных и газовых скважин
- •6.1. Краткая история развития бурения
- •6.2. Понятие о скважине
- •6.3. Классификация способов бурения
- •6.4. Буровые установки, оборудование и инструмент
- •Буровые установки
- •Операциях:
- •Буровое оборудование и инструмент
- •6.5. Цикл строительства скважины
- •6.6. Промывка скважин
- •6.7. Осложнения, возникающие при бурении
- •6.8. Наклонно направленные скважины
- •6.9. Сверхглубокие скважины
- •6.10. Бурение скважин на море
- •7. Добыча нефти и газа
- •7.1. Краткая история развития нефтегазодобычи
- •7.2. Физика продуктивного пласта
- •7.3. Этапы добычи нефти и газа
- •7.4. Разработка нефтяных и газовых месторождений
- •Режимы работы залежей
- •7.5. Эксплуатация нефтяных и газовых скважин Способы эксплуатации скважин
- •Оборудование забоя скважин
- •Оборудование ствола скважин
- •Оборудование устья скважин
- •7.6. Системы сбора нефти на промыслах
- •7.7. Промысловая подготовка нефти
- •Дегазация
- •Обезвоживание
- •Обессоливание
- •Стабилизация
- •7.8. Установка комплексной подготовки нефти
- •7.9. Системы промыслового сбора природного газа
- •7.10. Промысловая подготовка газа
- •Осушка газа
- •Очистка газа от сероводорода
- •Очистка газа от углекислого газа
- •Углерода водой под давлением',
- •7.11. Система подготовки и закачки воды в продуктивные пласты
- •7.12. Защита промысловых трубопроводов и оборудованияот коррозии
- •Применение ингибиторов
- •Технологические методы
- •7.13. Стадии разработки залежей
- •7.14. Проектирование разработки месторождений
- •8. Переработка нефти
- •8.1. Краткая история развития нефтепереработки
- •8.2. Продукты переработки нефти
- •Топлива
- •Нефтяные масла
- •Другие нефтепродукты
- •8.3. Основные этапы нефтепереработки
- •Подготовка нефти к переработке
- •Вторичная переработка нефти
- •Очистка нефтепродуктов
- •Очистка смазочных масел
- •8.4. Типы нефтеперерабатывающих заводов
- •9. Переработка газов
- •9.1. Исходное сырье и продукты переработки газов
- •9.2. Основные объекты газоперерабатывающих заводов
- •9.3. Отбензинивание газов
- •Компрессионный метод
- •Абсорбционный метод
- •Адсорбционный метод
- •9.4. Газофракционирующие установки
- •10. Химическая переработка углеводородного сырья
- •10.1. Краткие сведения о нефтехимических производствах
- •Производство спиртов
- •Производство полимеров
- •10.2. Основные продукты нефтехимии Поверхностно-активные вещества (пав)
- •Синтетические каучуки
- •Пластмассы
- •Синтетические волокна
- •11. Способы транспортировки нефти, нефтепродуктов и газа
- •11.2. Современные способы транспортирования нефти, нефтепродуктов и газа
- •Железнодорожный транспорт
- •Водный транспорт
- •Автомобильный транспорт
- •Трубопроводный транспорт
- •11.3. Область применения различных видов транспорта
- •Транспортировка нефти
- •Транспортировка газа
- •Транспортировка нефтепродуктов
- •12. Трубопроводный транспорт нефти
- •12.1. Развитие нефтепроводного транспорта в России
- •Дореволюционный период
- •Период до распада ссср
- •Современное состояние
- •12.2. Свойства нефти, влияющие на технологию ее транспорта
- •12.3. Классификация нефтепроводов
- •12.4. Основные объекты и сооружения магистрального нефтепровода
- •12.5. Трубы для магистральных нефтепроводов
- •12.6. Трубопроводная арматура
- •12.7. Средства защиты трубопроводов от коррозии
- •Изоляционные покрытия
- •Катодная защита
- •Защита от блуждающих токов. Механизм наведения блуждающих токов на подземные металлические сооружения и их разрушения
- •12.8. Насосно-силовое оборудование
- •12.9. Резервуары и резервуарные парки в системе магистральных нефтепроводов
- •5000 М3со щитовой кровлей:
- •Оборудование резервуаров
- •Противопожарное оборудование
- •Приборы контроля и сигнализации
- •12.10. Системы перекачки
- •12.11. Перекачка высоковязких и высокозастывающих нефтей
- •Перекачка нефтей с присадками
- •13. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов
- •13.1. Развитие нефтепроцуктопроводного транспорта в России
- •Довоенный период
- •Период до распада ссср
- •Современный период
- •13.3. Краткая характеристика нефтепродуктопроводов
- •13.4. Особенности трубопроводного транспорта нефтепродуктов
- •14. Хранение и распределение нефтепродуктов
- •14.1. Краткая история развития нефтебаз
- •14.2. Классификация нефтебаз
- •14.3. Операции, проводимые на нефтебазах
- •14.4. Объекты нефтебаз и их размещение
- •14.5. Резервуары нефтебаз
- •14.6. Насосы и насосные станции нефтебаз
- •14.7. Сливо-наливные устройства для железнодорожных цистерн
- •14.8. Нефтяные гавани, причалы и пирсы
- •14.9. Установки налива автомобильных цистерн
- •14.10. Подземное хранение нефтепродуктов
- •Шахтные хранилища
- •Льдогрунтовые хранилища
- •14.11. Автозаправочные станции
- •Шахтного типа на один продукт:
- •15. Трубопроводный транспорт газа
- •15.1. Развитие трубопроводного транспорта газа
- •Период до 1956 года
- •15.2. Свойства газов, влияющие на технологию их транспорта
- •15.3. Классификация магистральных газопроводов
- •15.4. Основные объекты и сооружения магистрального газопровода
- •15.5. Газоперекачивающие агрегаты
- •15.6. Аппараты для охлаждения газа
- •15.7. Особенности трубопроводного транспорта сжиженных газов
- •16. Хранение и распределение газа
- •16.1. Неравномерность газопотребления и методы ее компенсации
- •16.2. Хранение газа в газгольдерах
- •16.3. Подземные газохранилища
- •16.4. Газораспределительные сети
- •16.5. ГЬзорегуляторные пункты
- •16.6. Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции
- •16.7. Использование сжиженных углеводородных газов в системе газоснабжения
- •16.8. Хранилища сжиженных углеводородных газов
- •17. Трубопроводный транспорт твердых и сыпучих материалов
- •17.1. Пневмотранспорт
- •17.2. Контейнерный транспорт
- •1.3. Гидротранспорт
- •Рекомендуемые параметры пульпы
- •18. Проектирование трубопроводов и хранилищ 18.1. Проектирование магистральных трубопроводов
- •18.2. Особенности проектирования нефтебаз
- •18.3. Использование эвм при проектировании трубопроводов и хранилищ
- •Вдоль дуг
- •19. Сооружение трубопроводов
- •19.1. Основные этапы развития отраслевой строительной индустрии
- •Период до распада ссср
- •19.2. Состав работ, выполняемых при строительстве линейной части трубопроводов
- •19.3. Сооружение линейной части трубопроводов Погрузочно-разгрузочные и транспортные работы
- •Земляные работы
- •Сварочно-монтажные работы
- •Изоляционно-укладочные работы
- •19.4. Особенности сооружения переходов магистральных трубопроводов через преграды
- •Воздушные переходы
- •19.5. Строительство морских трубопроводов
- •20.2. Общестроительные работы на перекачивающих станциях Разбивочные работы
- •Земляные работы
- •Бетонные работы
- •Устройство кровли
- •20.3. Специальные строительные работы при сооружении нс и кс
- •Монтаж оборудования
- •20.4. Сооружение блочно-комплектных насосных и компрессорных станций
Водный транспорт
Широкое применение водного транспорта в нашей стране предопределено тем, что по протяженности водных путей Россия занимает первое место в мире. Длина береговой морской линии России, включая острова, составляет около 100 тыс. км. В нашей стране свыше 600 крупных и средних озер, а суммарная протяженность рек составляет около 3 млн. км. Каналы имени Москвы, Волго-Донской, Беломорс-ко-Балтийский и Волго-Балтийский связывают водные пути Европейской части России и порты Балтийского, Белого, Каспийского, Азовского и Черного морей.
Для перевозки нефтегрузов используются сухогрузные и наливные суда. Сухогрузными судами груз перевозится непосредственно на палубе (в основном, в бочках). Нефтеналивные суда перевозят нефть и нефтепродукты в трюмах, а также в танках (баках), размещенных на палубе.
Различают следующие типы нефтеналивных судов:
танкеры морские и речные;
баржи морские (лихтеры) и речные.
Танкер - это самоходное судно, корпус которого системой продольных и поперечных переборок разделен на отсеки. Различают носовой (форпик), кормовой (ахтерпик) и грузовые отсеки (танки). Для предотвращения попадания паров нефти и нефтепродуктов в хозяйственные и машинное отделения грузовые танки отделены от
носового и кормового отсеков специальными глухими отсеками (коффердамами). Для сбора продуктов испарения нефтегрузов и регулирования давления в танках на палубе танкера устроена специальная газоотводная система с дыхательными клапанами.
Все грузовые танки соединены между собой трубопроводами, проходящими от насосного отделения по днищу танка. Кроме того, они оборудуются подогревателями, установками для вентиляции и пропаривания танков, средствами пожаротушения и др.
Речные танкеры в отличие от морских имеют относительно небольшую грузоподъемность.
Баржи отличаются от танкеров тем, что не имеют собственных насосов.
Морские баржи (лихтеры) обычно служат для перевозок нефти и нефтепродуктов когда танкеры не могут подойти непосредственно к причалам для погрузки-выгрузки. Их грузоподъемность составляет 10000 т и более.
Речные баржи служат для перевозки нефтепродуктов по внутренним водным путям. Поэтому их корпус менее прочен, чем у морских барж. Они бывают самоходными и несамоходными. Последние перемещаются буксирами.
Долгое время грузоподъемность танкеров увеличивалась очень медленно. К началу 50-х годов она составляла в среднем 15 тыс. т. Однако уже к 1966 г. более трети мирового нефтеналивного флота составляли танкеры грузоподъемностью 30 тыс. т и выше. В последующем были построены супертанкеры грузоподъемностью свыше 100 тыс. т. Лидировала в этой области Япония. Грузоподъемность ее танкеров росла буквально с каждым годом: «Ниссо-мару» - 130 тыс. т, «Токио-мару» - 150 тыс. т, «Идемицу-мару» - 205 тыс. т, «Ниссеки-мару» - 377 тыс. т, «Глобтик-Токио» - 477 тыс. т, «Глобтик-Тэнкерз» -700 тыс. т. Размеры танкеров и их количество продолжали расти до начала 80-х годов. За период с 1976 по 1980 гг. было построено 126 супертанкеров со средней грузоподъемностью более 240 тыс. т. Но за последующее пятилетие было построено только 5 судов этой серии. Более 60 % супертанкеров сегодня поставлено на прикол и используется в качестве плавучих хранилищ нефти и воды.
Дело в том, что супертанкеры во многом стали порождением нестабильной политической ситуации в мире, связанной с нападением Израиля на Египет и последующим закрытием Суэцкого канала. Западные страны, практически целиком зависящие от импорта нефти, вынуждены были спешно начать строить супертанкеры, которые огибали мыс Доброй Надежды, перевозя за рейс сотни тысяч тонн жидкого топлива. Когда же Суэцкий канал был вновь открыт надоб-
271
ность в супертанкерах отпала. С другой стороны, каждый супертанкер представляет собой большую экологическую опасность для окружающей среды. В марте 1967 г. у берегов Англии потерпел аварию супертанкер «Торри Кэньон» и в море вылилось 30 тыс. т нефти. Это привело к загрязнению пляжей на протяжении многих километров, гибли водоплавающие птицы, задыхалась рыба. В 1978 г. у берегов Франции сел на камни супертанкер «Амоко Кадис», из которого вытекло 220 тыс. т нефти. Эти аварии нанесли значительный ущерб окружающей среде.
В настоящее время накоплен значительный опыт по перевозке танкерами сжиженных углеводородных газов (СУГ). Дело в том, что многие страны не имеют собственных месторождений газа и отделены морскими бассейнами от стран, где его добыча велика. Морской транспорт сжиженных углеводородных газов широко используется в Англии, Дании, Италии, США, Франции, Японии и других странах.
Первые отечественные танкеры «Кегумс» и «Краслава» для перевозки сжиженных углеводородных газов под повышенным давлением имели четыре сферических резервуара диаметром 10 м и вместимостью по 520 м3. Дальность плавания каждого из танкеров 18000 км.
Характеристика типов танкеров, применяемых в настоящее время для перевозки сжиженных углеводородных газов, приведена в табл. 11.1.
Таблица 11.1
Типы танкеров для перевозки сжиженных газов
Тип |
Танкеры с |
Танкеры с теплоизо- |
Танкеры с теплоизо- |
танкера |
резервуарами |
лированными резер- |
лированными атмос- |
|
под |
вуарами под пони- |
ферными резервуа- |
|
давлением |
женным давлением |
рами |
|
|
|
(изотермические) |
Давление |
|
|
|
СУГ, МПа |
1,6 |
0,3...0,6 |
0,1 |
Температу- |
+45 |
-5...+5 |
-40 (пропан) |
ра СУГ, °С |
|
|
-103 (этилен) |
|
|
|
-163 (метан) |
Транспортирование сжиженных углеводородных газов танкерами является одним из наиболее дешевых видов водного транспорта. В 1972 г. в эксплуатации находилось свыше 300 танкеров-газовозов общей вместимостью около 2 млн. м3.
Новым направлением в организации водных перевозок нефтепродуктов является использование подводных лодок для их доставки в районы Крайнего Севера. В настоящее время нефтепродукты поступают сюда морским и речным транспортом, в танкерах и таре. Однако на отдельных участках Северного морского пути сплошное ледовое покрытие препятствует навигации в течение семи месяцев. Кроме того, потребители нефтепродуктов очень разбросаны, а устойчивая инфраструктура распределения нефтепродуктов отсутствует.
В настоящее время в нашей стране разработан проект подводного танкера-ледокола, способного перевозить до 12 тыс. т нефтепродуктов за рейс.
Достоинствами водного транспорта являются:
относительная дешевизна перевозок;
неограниченная пропускная способность водных путей (особенно морских);
возможность завоза нефтепродуктов в отдаленные районы страны, не связанные железной дорогой с НПЗ.
К недостаткам водного транспорта относятся:
сезонность перевозок по речным и частично морским путям, что вызывает необходимость создавать большие запасы нефтегрузов;
медленное продвижение грузов (особенно вверх по течению рек);
невозможность полностью использовать тоннаж судов при необходимости переброски специальных нефтепродуктов в небольших количествах;
' 4) порожние рейсы судов в обратном направлении.