Федеральное агентство по образованию Российской Федерации Государственное образовательное учреждение САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет «Нефтетехнологический» Кафедра «Трубопроводный транспорт» 443100, г. Самара, ул.Ново-Садовая, д.10, эт.3 тел/факс 334-62-20

Доцент Артюшкин В.Н.

Краткий конспект лекций по дисциплине

Основы нефтегазового дела

Для студентов заочного обучения специальности 130501 «Проектирование сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ»

Самара – 2007 ведение

Научно-технический прогресс и высокие темпы развития различных отраслей науки и мирового хозяйства привели к резкому увеличению потребления различных полезных ископаемых, особое место среди которых заняли нефть и природный газ. Нефть и газ в ближайшем будущем останутся основой обеспечения энергией народного хозяйства и сырьем нефтехимической промышленности.

Достоверные общемировые запасы нефти в настоящее время оцениваются в 1292 млрд. баррелей (около 177 млрд. т). Доля российских запасов нефти в общемировых запасах составляет около 4,6 %. На территории Российской Федерации к настоящему времени выявлено и учтено более 2800 нефтяных месторождений. После депрессии 1990-х годов, когда в стране добывалось немногим более 300 млн. т нефти и конденсата в год, их добыча в России переживает устойчивый подъём, и в настоящее время добыча нефти достигла 470 млн. т. Реальные показатели превысили нормативы «Энергетической стратегии России на период до 2020 г.».

Общемировые разведанные запасы газа составляют около 175 трлн. кубометров. Россия является безусловным лидером по запасам природного газа – её доля в мировых запасах составляет 27,5%. В настоящее время в стране добывается более 640 млрд. кубометров природного газа и более 15 млн. т конденсата в год.

Основная литература: А.А. Коршак, А.М. Шаммазов «Основы нефтегазового дела» - Уфа, ДизайнПолиграфСервис, 2001г.

Основные понятия о нефтяных и газовых месторождениях Основные понятия и термины

Нефть и природный газ – уникальные полезные ископаемые, ценность которых обусловливается особенностями их химического строения и физическими свойствами.

Нефть – это маслянистая горючая жидкость, обладающая специфическим запахом, обычно коричневого цвета с зеленоватым или другим оттенком, иногда почти черная, очень редко – бесцветная.

Природный газ бесцветный, как правило, без запаха, исключение составляет случай, когда в его состав входит сероводород.

Нефть и горючие газы заключены в недрах Земли. Скопления их теснейшим образом связаны с вмещающими горными породами, а также со структурными и другими особенностями пластов.

В настоящее время существуют две теории образования нефти: неорганическая и органическая. Сторонники неорганической теории считают, что нефть образовалась из минеральных веществ, а сторонники органической теории предполагают образование нефти в результате разложения органических остатков живых организмов. Органическая теория образования нефти выдвинута была еще М.В. Ломоносовым, а неорганическую – обосновывал Д.И. Менделеев. В наши дни больше придерживаются теории органического происхождения нефти, хотя имеются сторонники и неорганического происхождения.

Происхождение природного газа, его главного компонента – метана, также объясняется разными теориями, основная из которых – биохимический процесс образования метана в почве, осадочных горных породах и гидросфере.

В начальный период развития нефтяной промышленности многие были склонны считать, что нефть и газ в земной коре скапливаются в пустотах и трещинах больших размеров. Однако развитие бурения скважин позволило убедиться в правильности высказанной ещё в 60-ых годах позапрошлого века идеи Д.И. Менделеева о том, что вместилищами жидкости и газа в земной коре являются осадочные породы с большим числом мелких сообщающихся пустот (как губка).

Суммарный объем всех пустот в горной породе (пор, каверн, трещин) называют абсолютной пористостью. А отношение суммарного объема пустот в породе ко всему объему горной породы – есть коэффициент пористости К_п.

,

где V_n – суммарный объем всех пустот;

V – объем горной породы.

В горной породе не все пустоты, поры сообщаются друг с другом. Объём пустот, взаимно сообщающихся между собой, называется эффективной пористостью. При характеристике и оценке свойств горных пород нужно различать такие понятия как проницаемость и пористость.

Пористость характеризует объём пустот в породе, а проницаемость – способность проникновения жидкости или газа через породу.

Пористые и трещиноватые горные породы (пески, рыхлые песчаники, трещиноватые известняки и т.д.), проницаемые для жидкости и газа и способные быть их вместилищем, называется коллектором.

В недрах земной коры коллекторы могут быть ограничены со всех сторон плохо- или непроницаемыми породами. К плохо проницаемым породам относятся глины, гипсы, сланцы, глинистые известняки и др. Такой коллектор, ограниченный снизу подошвой и сверху кровлей из плохо проницаемых пластов, называется природным резервуаром (рис. 1).

1

2

Рис. 1. Схема природного резервуара:

1- песчаники; 2- глины.

В нефтяной геологии циркулирующие в пористых коллекторах жидкости (вода, нефть) и газы называются флюидами, а плохо проницаемые пласты – флюидоупорами (покрышками).

Обычно в природных резервуарах находится вода. Образовавшиеся при определенных условиях нефть и газ, попав в природный резервуар, начинают перемещаться по порам (мигрировать) до тех пор пока не встретят препятствие или не выйдут наружу, на поверхность. В первом случае нефть и газ попадают в своеобразную ловушку.

В ловушке со временем устанавливается равновесие состояния нефти, газа и воды. Газ, как имеющий наименьшую плотность, скапливается вверху, ниже располагается нефть, а вода, как наиболее тяжелая жидкость, размещается внизу. На рис. 2 показана примерная схема сводовой ловушки. Ловушка со значительными запасами нефти и газа называется залежью.

1

4 2

……………………….

3

4

Рис. 2. Схема сводовой ловушки:

1 – газ; 2 – нефть; 3 – вода; 4 – непроницаемые породы (кровля и подошва).

Газ, скапливающийся над нефтью, называется газовой шапкой. Газовая шапка может сформироваться тогда, когда давление в залежи равно давлению насыщения нефти газом при данной температуре. Если пластовое давление выше давления насыщения, то весь газ растворится в нефти. При отсутствии в пласте нефти, возможно образование чисто газовой залежи.

Совокупность залежей нефти и газа, находящихся в недрах земной коры единой площадью, называется месторождением. Месторождение нефти и газа может содержать от одной до нескольких десятков залежей. Единичная залежь может считаться месторождением в том случае, если с учетом запасов нефти и газа целесообразна её разработка.