- •Федеральное агентство по образованию
- •1. Происхождение углеводородов.
- •1.1. Происхождение нефти.
- •I.2. Происхождение газа
- •I.3. Месторождения гиганты
- •1.4 Этапы развития нефтяной и газовой промышленности России.
- •2. Геолого – физичекие характеристики
- •2.1. Свойства горных пород, коллекторов и пластовых жидкостей
- •2.2 Зависимость проницаемости коллекторов от насыщенности их пластовыми флюидами
- •2.3. Физические свойства нефтей
- •2.4 Физические свойства углеводородных газов
- •2.5 Свойства пластовых вод
- •2.6 Молекулярно-поверхностные свойства системы "нефть - газ - вода - порода"
- •3.1 Проектирование разработки нефтяных иесторождений.
- •3.2 Силы, действующие в продуктивном пласте
- •3.3. Режимы работы залежей
- •3.4 Размещеник нагнетательных скважин и расчеты процессов нагнетания
- •3.5 Выделение эксплуатационных объектов на многопластовых нефтяных месторождениях
- •3.6 Методика оценки годовых отборов нефти при объединении нескольких продуктивных пластов в один эксплуатационный объект
- •3.7 Принципиальные особенности проектирования технологических систем разработки
- •3.8 Системы разработки и принципы выбора метода искусственного воздействия на пласт
- •3.9 Размещение скважин основного фонда
- •3.10 Определение необходимого числа резервных скважин
- •3.11 Системы разработки нефтяных месторождений с поддержанием пластового давления
- •3.12 Физически основы вытеснения нефти водой
- •3.13 Построение геолого - технологические моделей нефтяных и газонефтяных месторождений
- •3.13.1 Цифровая геологическая модель
- •Методика и результаты детальной корреляции продуктивных пластов
- •Построение цифровых геологических моделей
- •13.3.2 Цифровая фильтрационная модель
- •Математические модели .Расчета фильтрационных процессов на месторождении
- •Моделирование пластовой водонапорной системы
- •3.13.3 Рекомендации по организации работ по созданию и использованию постоянно действующих геолого-технологических моделей
- •3.14 Геологические модели многопластовых объектов в процессе разработки нефтяной залежи
- •3.14 Выбор режимов работы скважин и гтм по управлению
- •3.15 Прогноз процесса разработки с помощью адаптированной адресной
- •3.16 Исследование изменения пористости и проницаемости во
- •4. Нефтеотдача пластов
- •4.1 Основные положения
- •4.2 Нефтеотдача пластов
- •4.3 Нефтеотдача при различных условиях дренирования залежей
- •4.4 Обобщенная схема вытеснения нефти и газа водой
- •4.5 Малые темпы разработки месторождений, повышающие конечную нефтеотдачу пластов
- •4.6 Высокие темпы отбора, увеличивающие нефтеотдачу пластов
- •4.7 Оптимальные темпы разработки
- •4.8 Темп разработки, не влияющий на нефтеотдачу пласта
- •5. Методы повышения продуктивности скважин
- •5.1. Классификация методов воздействия на прискважинную зону
- •5.2 Критерии выбора объектов интенсификации притоков нефти и
- •5.3 Интенсификация притоков из низкопроницаемых
- •5.3.1. Способ кислотного воздействия на прискважинную зону пласта
- •5.4 Гидравлический разрыв пласта
- •5.5 Виброциклические методы воздействия на прискважинную
- •6. Методы повышения нефтеотдачи пластов
- •6.1 Классификация современных методов увеличения нефтеотдачи
- •6.2 Гидродинамические методы повышения нефтеотдачи Нестационарное заводнение объектов разработки
- •6.3 Уплотнение сеток скважин в процессе разработки месторождений
- •6.4 Форсированные отборы жидкости (фож)
- •6.5 Тепловые методы увеличения нефтеотдачи пластов
- •6.6 Физико-химические методы увеличения нефтеотдачи пластов
- •Неионогенными пав
- •6.7. Техногенные факторы, влияющие на доизвлечение остаточных
- •6.8 Газовые методы повышения нефтеотдачи
- •6.9 Применение пенных систем при добыче нефти
- •7. Поддержание пластового давления
- •7.1 Моделирование технических гидравлических систем поддержания
- •7.2. Система подготовки и закачки воды в продуктивные пласты
- •8. Проектирование и разработка газовых месторождений
- •8. 1 Фазовые состояния и превращения углеводородных систем
- •8.2 Условия залегания углеводородов в недрах
- •8.3 Типы газовых залежей
- •8.4 Расчет фазовых равновесий углеводородных смесей
- •8.5 Компонентоотдача газовых и газоконденсатных месторождений
- •8.6 Основные принципы проектировавния разработки газовых и
- •8.7 Особенности разработки газовых и газоконденсатных
- •8.8. Прогнозирование добычи газа и конденсата
- •8.9. Повышение конденсатоотдачи нефтегазоконденсатных залежей
- •8.10 Методы изучения газоконденсатной характеристики
- •8.11 Оценка начальных и текущих запасов газа по материалам анализа разработки
- •8.12 Разработка новых методов геолого-гидродинамического
- •8.13. Критерии оптимизации размещения кустов эксплуатационных
- •8.14 Совершенствование методов газогидродинамического
- •8.15. Промысловая подготовка газа
- •9. Теоретичкские основы вытеснения газа водой при упруговодонапорном режиме.
- •10. Промыслово-геофизический системный
- •10.1. Понятие системного контроля
- •10.2. Этапность и периодичность исследований и их
- •10.3. Решение задач постемного контроля с помощью комплексных
- •10.4. Планирование и организация системы мониторинга
- •11. Системообразующая интерпретация и
- •11.1. Принципы интерпритации и динамического анализа
- •11.2. Задачи системообразующей интерпритации и динамического
- •Рекомендуемая литература
- •3.12 Физически основы вытеснения нефти водой 168
- •4. Нефтеотдача пластов
- •5. Методы повышения продуктивности скважин
- •8. 1 Фазовые состояния и превращения углеводородных систем 303
- •8.4 Расчет фазовых равновесий углеводородных смесей 311
1.4 Этапы развития нефтяной и газовой промышленности России.
Развитие нефтяной и газовой промышленности в СССР и современной России имеет свои специфические особенности, связанные как с общественным строем так и со специфическими геологическими условиями геологоразведочных работ и разработки нефтяных и газовых месторождений [1].
Развитие нефтяной промышленности
В развитии нефтяной промышленности России можно выделить пять этапов:
I этап (до 1917 г.) - дореволюционный период;
II этап (с 1917 до 1941 гг.) - период до Великой Отечествен ной войны;
этап (с 1941 до 1945 гг.) - период Великой Отечественной войны;
этап (с 1945 до 1991 гг.) - период до распада СССР;
V этап (с 1991 г.) - современный период.
Дореволюционный период
На территории России нефть известна с давних пор. Еще в XVI в. русские купцы торговали бакинской нефтью.
Началом развития нефтяной промышленности в России является 1848 г., когда под руководством В.Н. Семенова и Н.И. Воскобойникова в Биби-Эйбате была пробурена первая в мире нефтяная скважина.
В сентябре 1868 г. дала нефть скважина, пробуренная по инициативе архангельского купца М. Сидорова на левом берегу р. Ухты. В 1876 г. бурение нефтяных скважин в Туркмении начало «Товарищество братьев Нобель». В 1907 г. на о. Челекен из скважины глубиной 85 м ударил фонтан с суточным дебитом 560т. Начиная с 1908 г. добыча «черного золота» в Туркмении резко увеличилась и в 1911 г. достигла 213 тыс. т в год.
Сведения о находках нефти в Сибири в дореволюционный период отсутствуют. Вместе с тем в декабре 1902 г. Министерство земледелия и государственных имуществ установило подесятинную плату за разведку нефти в пределах Тобольской, Томской и Енисейской губерний. А в 1911 г. промышленное товарищество «Пономарев и К"» получило в Тобольске «дозволительное свидетельство» на разведку «черного золота» в низовьях р. Конда.
В 1911 году дала первую нефть скважина, пробуренная на о. Сахалин.
Динамика изменения нефтедобычи в России в дореволюционный период такова. Если в 1860 г. она составляла всего 4 тыс. т, то в 1864 г. - 9 тыс. т, в 1890 г. - 3,8 млн. т, а в 1900 г. - 10,4 млн. т. Перед революцией в силу известных событий добыча нефти снизилась до 8,8 млн. т.
Период до Великой Отечественной Войны
Первая мировая и гражданская войны, иностранная интервенция нанесли огромный ущерб нефтяной промышленности. В 1920 г. добыча нефти в России составила 3,9 млн. т, т.е. около 41 % от уровня 1913 г.
После завершения гражданской войны восстановление нефтяной промышленности было одной из главных задач страны. В результате в 1928 г. добыча нефти составила 11,6 млн. т, в 1930 г. -18,5 млн. т, а в 1932 г. - 22,3 млн. т. По объемам добычи нефти (19,5 % мировой) СССР вышел на второе место в мире.
По инициативе И.М. Губкина началось освоение новых нефтяных районов на Урале и в Поволжье. В 1931 г. в Башкирии недалеко от села Ишимбаево была пробурена первая скважина, а 16 мая 1932 г.из скважины 702, расположенной на правом берегу р. Белой, ударил первый фонтан нефти. Ее суточный дебит составлял 20 т. В 1937 г. было открыто Туймазинское нефтяное месторождение.
В ноябре 1937 г. возникает первый нефтепромысел в Оренбургской области. Всего в районах «Второго Баку» в 1938 г. было добыто около 1,3 млн. т «черного золота». Башкирия в предвоенные годы стала самым крупным нефтяным районом в Урало-Поволжье.
В 1940 г. в стране было добыто 31,1 млн. т нефти.
Период Великой Отечественной Войны
Нападение фашистской Германии на СССР нарушило поступательное развитие нашей страны в целом и нефтяной промышленности в частности.
В сложившихся условиях нефтяная промышленность страны развивалась благодаря освоению месторождений в восточных районах.
Были получены высокодебитные фонтаны нефти в Туймазинском районе, а также в Куйбышевской области - в Яблоневом Овраге и в районе Самарской Луки. В августе 1943 г. была получена первая промышленная нефть в Шугуровском районе Татарии.
В 1945 г. район Второго Баку дал 2,6 млн. т «черного золота» - почти половину всей нефтедобычи в РСФСР. Однако рост добычи нефти в «новых» районах не смог компенсировать нефтедобычи в «старых» районах и в 1945 г. она снизилась до 19 млн. т.
Период до распада СССР
В первые послевоенные годы было разведано значительное количество нефтяных месторождений, в том числе Ромашкинское (Татария), Шкаповское (Башкирия), Мухановское (Куйбышевская область). Соответственно, росла и добыча нефти: в 1950 г. она составила 37,9 млн. т, а в 1956 г. - 83,8 млн. т.
Главным событием данного периода стало открытие и начало разработки богатейших нефтяных месторождений в Западной Сибири. Разведочные работы были возобновлены в 1948 г.
В 1960 г. было открыто Шаимское нефтяное месторождение, а вслед за ним и многие другие. Началом промышленной добычи нефти в Западной Сибири считается 1965 г., когда ее было добыто около 1 млн. т. Уже в 1970 г. добыча нефти здесь составила 28 млн. т, а в 1981 г. - 329,2 млн. т. Западная Сибирь стала основным нефтедобывающим регионом страны, а СССР вышел на первое место в мире по добыче нефти.
В 1961 г. были получены первые фонтаны нефти на месторождениях Узень и Жетыбай в Западном Казахстане (полуостров Мангышлак). Промышленная их разработка началась в 1965 г. Только по этим двум месторождениям извлекаемые запасы нефти составляли несколько сот миллионов тонн. Добыча нефти на полуострове была доведена до нескольких миллионов тонн.
Продолжалось освоение нефтяных месторождений в Коми АССР. Если в 1970 г. на Усинском месторождении было добыто 5,6 млн. т нефти, то в 1975 г. - около 13 млн. т, а в 1981 г. - 18,5 млн. т.
Динамика изменения нефтедобычи в стране в 80-х - начале 90-х годов приведена в таблице 1.3.
Таблица 1.3 - Добыча нефти с 1980г. по 2008 г. (без конденсата)
Годы |
1980 |
1985 |
1990 |
1998 |
2000 |
2002 |
2004 |
2006 |
2008 |
Добыча, тыс. тн |
547 |
542 |
516 |
303 |
323 |
380 |
459 |
480 |
489 |
Как видно из таблицы, с 1980г. началось падение нефтедобычи до 303 млн. т в 1998г, но затем объём добычи начал возрастать. Но достигнуть уровня добычи 1980года не удаётся до сих пор.
Современный период
Продолжение падения добычи нефти связано с тем, что не устранено влияние ряда объективных и субъективных негативных факторов.
Во-первых, ухудшилась сырьевая база отрасли. Степень вовлеченности в разработку и выработанность месторождений по регионам весьма высоки. На Северном Кавказе в разработку вовлечены 91,0 % разведанных запасов нефти, а выработанность месторождений составляет 81,5 %. В Урало-Поволжье эти цифры составляют соответственно 88,0 % и 69,1 %, в Республике Коми - 69,0 % и 48,6 %, в Западной Сибири - 76,8 % и 33,6 %.
Во-вторых, уменьшился прирост запасов нефти за счет вновь открываемых месторождений. Из-за резкого снижения финансирования геолого-разведочные организации сократили объемы геофизических работ и поисково-разведочного бурения. Это привело к снижению числа вновь открываемых месторождений и невосполнению добытой нефти запасами.
В-третьих, велика обводненность добываемой нефти. Это означает, что при тех же издержках и объемах добычи пластовой жидкости самой нефти добывается все меньше.
В четвертых, сказываются издержки перестройки. В результате ломки старого хозяйственного механизма жесткое централизованное управление отраслью было ликвидировано, а новое - еще не было создано.
Однозначной оценки запасов нефти в России нет. Различные эксперты называют цифры объема извлекаемых запасов от 7 до 27 млрд. т, что составляет от 5 до 20 % мировых. Распределение запасов нефти по территории России таково: Западная Сибирь -72,2 %; Урало-Поволжье - 15,2 %; Тимано-Печорская провинция -7,2 %; Республика Саха (Якутия), Красноярский край, Иркутская область, шельф Охотского моря - около 3,5 %.
В 1992 г. началась структурная перестройка нефтяной промышленности России: по примеру западных стран стали создавать вертикально интегрированные нефтяные компании.
К 1995 г. формирование новой структуры нефтяной промышленности России в основном было завершено. Большая часть государственных предприятий нефтяного комплекса преобразована в акционерные общества.
Сведения о добыче жидких углеводородов различными нефтяными компаниями России приведены в таблице 1.4.
Таблица 1.4 - Добыча нефти в России в 1999-2001 гг., млн. т
Года Компания
|
1999 |
2000 |
2001 |
|||
млн. т |
% |
млн. т |
% |
млн. т |
% |
|
ЛУКойл |
53,4 |
17,5 |
62,2 |
19,3 |
62,9 |
18,1 |
ЮКОС |
34,2 |
11,2 |
49,6 |
15,4 |
58,1 |
16,7 |
Сургутнефтегаз |
37,6 |
12,3 |
40,6 |
12,6 |
44,0 |
12,6 |
СИДАНКО |
19,6 |
6,4 |
10,7 |
3,3 |
9,1 |
2,6 |
Татнефть |
24,0 |
7,9 |
24,3 |
7,5 |
24,6 |
7,1 |
Тюменская НК |
20,0 |
6,6 |
30,8 |
9,5 |
40,6 |
11,7 |
Сибнефть |
16,3 |
5,4 |
17,2 |
5,3 |
20,6 |
5,9 |
Башнефть |
12,3 |
4,0 |
11,9 |
3,7 |
11,9 |
3,4 |
Роснефть |
12,6 |
4,1 |
13,5 |
4,2 |
14,9 |
4,3 |
Славнефть |
11,9 |
3,9 |
12,5 |
3,9 |
14,9 |
4,3 |
Восточная НК |
10,5 |
3,5 |
0,2 |
менее 0,1 |
- |
- |
ОНАКО |
8,0 |
2,6 |
7,5 |
2,3 |
- |
- |
Коми ТЭК |
3,6 |
1,2 |
- |
- |
- |
- |
Прочие |
41,0 |
13,4 |
42,0 |
13,0 |
46,4 |
13,3 |
Всего по России |
305,0 |
100,0 |
323,0 |
100,0 |
348,0 |
100,0 |
Развитие газовой промышленности
Газовая промышленность России значительно моложе нефтяной и в её развитии можно выделить 4 этапа:
I этап (до 1950 г.) - период зарождения газовой промышленности;
этап (с 1950 г. по 1956 гг.) - период ее становления;
III этап (с 1956 г. по 1991 гг.) - период до распада СССР;
этап (с 1991 г.) - современный период.
Период зарождения газовой промышленности
Газовая промышленность России зародилась в 1835 г., когда в Санкт-Петербурге методом сухой перегонки угля начали вырабатывать искусственный газ, названный светильным. В 60-х годах XIX в. с его использованием началась газификация Москвы и к 1915 г. здесь пользовались газом 2700 квартир. Небольшие газовые заводы были построены также в Одессе и Харькове.
С развитием добычи нефти люди вплотную соприкоснулись с нефтяным газом, являющимся ее неизбежным спутником.
В 20-х годах в СССР было известно всего пять газовых месторождений - «Дагестанские Огни», Мельниковское, Мелитопольское, Сураханское и Ставропольское. Общие запасы газа в них составляли около 200 млн. м3, а добыча не превышала 15 млн. м3 в год.
Положение изменилось после того, как в 1933 г. был создан Главгаз. Уже в июле 1935 г. было открыто первое в Коми АССР чисто газовое месторождение - Седельское. К концу 30-х годов было открыто более 50 месторождений природного газа в Азербайджане, Поволжье, на Северном Кавказе и в Средней Азии. Добыча природного газа достигла 3,4 млрд. м3.
В годы войны были открыты крупные по тем временам Елшанское и Курдюмское газовые месторождения в Саратовской области.
Период становления газовой промышленности
Дальнейшее развитие газовой промышленности связано с открытием новых месторождений в Ставропольском и Краснодарском краях, в Тюменской области и на Украине.
В 1950 г. в Ставропольском крае были открыты Ставропольско-Полагнадское, Тахта-Кугультинское и Расшеватское газовые месторождения. На Украине введены в эксплуатацию Бильче-Валицкое (1954 г.), Радковское (1958 г.) и Шебелинское месторождения газа.
В сентябре 1953 г. на окраине старинного сибирского села Березово ударил мощный газовый фонтан, возвестивший об открытии первой в Западной Сибири газоносной провинции.
Добыча газа в этот период росла по 500 - 600 млн. м' в год и к концу 1955 г. составила 10,4 млрд. м3.
Период до распада СССР
Период после 1955 г. характеризуется бурным развитием газовой промышленности. К концу 50-х годов в результате поисковых работ на Украине, Северном Кавказе, в Прикаспии и Узбекистане разведанные запасы газа увеличились по сравнению с 1946 г. в 16 раз. В 60-е годы поисковые работы на газ переместились на восток страны. Были открыты крупные газовые месторождения в Западной Сибири, в Туркмении, в Узбекистане. Это позволило довести добычу газа в 1965 г. до 127,7 млрд. м3, а к концу 1970 г. - до 198 млрд. м3
Начиная с 70-х годов, главным направлением развития газовой промышленности России стало освоение крупных залежей природного газа в Западной Сибири. Добыча газа здесь стремительно росла: с 10 млрд. м3 в 1965 г. до 195,7 млрд. м3 в 1981 г. Таким образом, всего за 20 лет в суровых условиях Западной Сибири был создан мощный Западно-Сибирский топливно-энергетический комплекс, включающий предприятия нефтяной и газовой промышленности.
В 1980 г. в стране было добыто 435,2 млрд. м3 природного газа. Начиная с 1981 г. ускоренное развитие газовой отрасли стало возможным, благодаря освоению новых месторождений в Туркмении, Астраханской, Тюменской и Оренбургской областях. К концу 1985 г. добыча газа в СССР достигла 643 млрд. м3. На долю Западной Сибири при этом приходилось 376 млрд. м3, из которых 270 млрд. м3 давало Уренгойское месторождение.
Уже в 1984 г. СССР вышел на первое место в мире по добыче газа, опередив США. Однако рост добычи «голубого золота» продолжался и в последующем.
Современный период
Россия - одна из немногих стран мира, полностью удовлетворяющая свои потребности в газе за счет собственных ресурсов. По состоянию на 1.01.98 г. ее разведанные запасы природного газа составляют 48,1 трлн. м3, т.е. около 33 % мировых. Потенциальные же ресурсы газа в нашей стране оцениваются в 236 трлн. м3. Добыча газа в России в последние годы сокращалась: в 1991 г. -643 млрд. м3, а в 1995 г. - 595 млрд. м3. В 1999 г. добыча газа составила около 590 млрд. м3. Сведения о вкладе различных компаний России в общую добычу газа представлены в таблице 1.5.
Таблица 1.5 - Добыча газа в России в 1999 - 2001 гг.
Компания |
1999 г. |
2000 г. |
2001 г. |
|||
млрд. м3 |
% к итогу |
млрд. м |
% к итогу |
млрд. м |
% к итогу |
|
Газпром, |
556,47 |
94,4 |
523,16 |
89,6 |
511,9 |
88,0 |
Лукойл |
2,97 |
0,5 |
3,60 |
0,6 |
3,72 |
0,6 |
ЮКОС |
1,21 |
0,2 |
1,58 |
0,3 |
1,71 |
0,3 |
Сургутнефтегаз |
11,12 |
1,9 |
11,14 |
1,9 |
11,10 |
1,9 |
СИДАНКО |
2,09 |
0,4 |
1,30 |
0,2 |
0.72 |
0,1 |
Татнефть |
0,74 |
0,1 |
0,75 |
0,1 |
0,75 |
0,1 |
Тюменская НК |
1,83 |
0.3 |
2,90 |
0,5 |
4,69 |
0,8 |
Сибнефть |
1,35 |
0.2 |
1,43 |
0,3 |
1,64 |
0,3 |
Башнефть |
0,42 |
менее 0,1 |
0,39 |
менее 0.1 |
0,37 |
менее 0,1 |
Роснефть |
4,91 |
0,8 |
5,63 |
1,0 |
6.13 |
1,1 |
Славнефть |
0.71 |
0,1 |
0,72 |
0,1 |
1,39 |
0,2 |
Восточная НК |
0,31 |
менее 0,1 |
- |
- |
- |
- |
ОНАКО |
1,57 |
0.3 |
1,53 |
0,3 |
- |
- |
Коми ТЭК |
0,40 |
менее 0,1 |
- |
- |
- |
- |
Прочие |
3,59 |
0.6 |
30,06 |
5,2 |
37,39 |
6,4 |
Всего по России |
589,69 |
100 |
584,19 |
100 |
581,51 |
100 |
Главной газодобывающей компанией России является ОАО «Газпром», учрежденное в феврале 1993 г. (до этого - государственный концерн).
Контрольный пакет акции ОАО «Газпром» (40 %) находится в собственности государства.
Перспективы увеличения добычи газа связаны с освоением месторождений севера Тюменской области (Надым-Пур-Тазовский район, п-ов Ямал), а также крупнейшего в Европе Штокмановского газоконденсатного месторождения на шельфе Баренцевого моря.
На полуострове Ямал разведанные запасы газа в настоящее время составляют 10,4 трлн. м3. Ожидается, что максимальный уровень добычи газа на полуострове Ямал составит 200 - 250 млрд. м3.
Широкомасштабное освоение Штокмановского газоконденсатного месторождения позволит добывать до 50 млрд. м3 в год.
Россия является крупнейшим в мире экспортером природного газа. В 1999 г. в страны ближнего и дальнего зарубежья было поставлено 204 млрд. м3 газа, а прогноз на 2010 г. составляет 278,5 млрд. м3.
Важнейшими целями и приоритетами развития газовой промышленности России являются:
-увеличение доли природного газа в суммарном производстве энергоресурсов;
- расширение экспорта российского газа;
- укрепление сырьевой базы газовой промышленности;
- реконструкция Единой системы газоснабжения с целью повышения ее надежности и экономической эффективности;
- глубокая переработка и комплексное использование углеводородного сырья.
