ЗМІСТ стор.

ВСТУП………………………………………………………...7

1 ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ БУРІННЯ НАФТОВИХ І ГАЗОВИХ СВЕРДЛОВИН .……………………………….10

1.1 Способи буріння свердловин…………..……………...10

1.1.1 Поняття про свердловину………………………..……10

1.1.2 Способи буріння нафтових і газових свердловин.......12

1.2 Бурові установки……….………………………………23

1.2.1 Класифікація бурових установок...…………………...23

1.2.2 Коротка характеристика бурових установок..……….26

1.3 Породоруйнівний інструмент……………..…………..35

1.3.1 Призначення і класифікація бурових доліт…......……35

1.3.2 Долота для буріння суцільним вибоєм…...…………..36

1.3.3 Інструмент для буріння кільцевим вибоєм……..……52

1.3.4 Відбір керну в нафтових і газових свердловинах……60

1.4 Бурильна колона……..…………………………………66

1.4.1 Склад і призначення бурильної колони………...…….66

1.4.2 Умови роботи бурильної колони……...………………67

1.4.3 Елементи бурильної колони……………..……………69

1.5 Обладнання для обертання бурильного інструмента………………………………………...………..84

1.5.1 Ротори……………..…………..……………..…………84

1.5.2 Гідравлічні вибійні двигуни……………..……………86

1.5.3 Електробури……………..……………………………..95

1.6 Промивання і продування свердловин………………99

1.6.1 Призначення і класифікація промивних рідин………99

1.6.2 Промивні рідини на водній основі…………………..100

1.6.3 Промивні рідини на неводній основі………………..108

1.6.4 Обладнання для промивання свердловин. Приготування і очищення промивних рідин……………..109

1.6.5 Продування свердловин повітрям (газом)..…………118

1.6.6 Вимірювання параметрів бурового розчину…..……120

1.7 Режим буріння……….………………………………...125

1.7.1 Поняття про режим буріння і показники роботи

доліт……………..………………………..………………….125

1.7.2 Технологічні особливості режимів різних способів буріння…………………..………………………..…………126

1.7.3 Раціональний час роботи долота на вибої…..………128

1.7.4 Подача бурильної колони………………..…………..128

1.7.5 Викривлення свердловин. Причини викривлення вертикальних свердловин..……………..….………..……..129

1.7.6 Попередження викривлення вертикальних свердловин…..…………..………………………..…………132

1.7.7 Штучне викривлення свердловин…...………………135

1.8 Роз’єднування пластів……..…..…………..…………139

1.8.1 Елементи обсадної колони….……………..…………139

1.8.2 Проектування конструкції свердловини……….……141

1.8.3 Умови роботи обсадної колони в свердловині.

Конструкція обсадної колони…………………...…………142

1.8.4 Цементування обсадних колон…………....…………145

1.9 Закінчення свердловин…………..………..………….156

1.9.1 Буріння в продуктивному горизонті…………...……157

1.9.2 Дослідження продуктивного горизонту…….………159

1.9.3 Вибір конструкції вибійної частини свердловини…162

1.9.4 Обладнання устя свердловини……………..………..164

1.9.5 Випробування колони на герметичність……………174

1.9.6 Сполучення експлуатаційної колони з пластом……175

1.9.7 Виклик припливу нафти, газу або газоконденсату

з пласта……………………………………………..….186

2 ВИДОБУВАННЯ НАФТИ, ГАЗУ І ГАЗОКОНДЕНСАТУ……………………......……………194

2.1 Фізичні основи руху рідин і газів у пористому середовищі.............................................................................194

2.1.1 Пластова енергія і сили, які діють у нафтових,

газових і газоконденсатних покладах..................................194

2.1.2 Режими дренування нафтових, газових і газоконденсатних покладів...................................................195

2.1.3 Приплив флюїду до свердловин..................................200

2.2 Розробка покладів..........................................................203

2.2.1 Системи розробки ........................................................203

2.2.2 Контроль і регулювання розробки нафтового

покладу....................................................................................206

2.2.3 Розробка газового покладу..........................................207

2.2.4 Розробка газоконденсатного покладу.........................209

2.2.5 Розробка сланцевого покладу......................................210

2.2.6 Розробка покладів газогідратів....................................211

2.2.7 Штучні методи дії на нафтові пласти.........................213

2.3 Фонтанний та компресорний способи експлуатації свердловин............................................................................220

2.3.1 Фонтанна експлуатація.................................................221

2.3.2 Аварійне фонтанування. Попередження і ліквідація відкритих газових і нафтових фонтанів...............................229

2.3.3 Газліфтна експлуатація................................................235

2.3.4 Експлуатація газових і газоконденсатних

свердловин..............................................................................245

2.4 Експлуатація нафтових свердловин насосами........251

2.4.1 Експлуатація штанговими насосними

установками............................................................................251

2.4.2 Експлуатація за допомогою зануреного

гідропоршневого насоса........................................................265

2.4.3 Експлуатація безштанговими зануреними

насосами..................................................................................270

2.5 Сучасні методи підвищення продуктивності свердловин............................................................................279

2.5.1 Оброблення свердловин кислотою….........................280

2.5.2 Гідравлічний розрив пласта.........................................285

2.5.3 Газогідродинамічний розрив пласта...........................290

2.5.4 Торпедування свердловин............................................291

2.5.5 Теплова дія на вибійну зону свердловин....................291

2.5.6 Методи підвищення нафтовіддачі і газовіддачі пластів.....................................................................................293

2.6 Підземний ремонт свердловин....................................298

2.6.1 Обладнання і інструмент для проведення підземного ремонту свердловин...............................................................299

2.6.2 Спуско-підйомні операції та їх механізація...............301

2.6.3 Очищення стовбура свердловини від піщаних

пробок.....................................................................................308

2.6.4 Капітальний ремонт свердловин..............................309

2.7 Промисловий збір і підготовка нафти і газу.............313

2.7.1 Схеми збору і транспортування нафти і газу.............313

2.7.2 Промислова підготовка нафти.....................................319

2.7.3 Підготовка газу.............................................................323

2.7.4 Основні напрями розвитку комплексної автоматизації

на нафтогазовидобувних підприємствах.............................325

3 ТРАНСПОРТУВАННЯ НАФТИ, НАФТОПРОДУКТІВ І ГАЗУ. ПЕРЕРОБКА НАФТИ І ГАЗУ...........................330

3.1 Транспортування нафти і нафтопродуктів..............330

3.1.1 Залізничний транспорт.................................................330

3.1.2 Водний транспорт.........................................................332

3.1.3 Автомобільний транспорт............................................335

3.1.4 Трубопровідний транспорт..........................................340

3.1.5 Резервуари для зберігання нафти і нафтопродуктів..348

3.1.6 Нафтобазове господарство...........................................360

3.2 Транспортування газу...................................................364

3.2.1 Класифікація газів.........................................................364

3.2.2 Підготовка газу до транспортування..........................365

3.2.3 Магістральні наземні газопроводи..............................367

3.2.4 Транспортування природного газу морськими трубопроводами.....................................................................374

3.2.5 Транспортування скрапленого природного газу морем.......................................................................................376

3.2.6 Транспортування стисненого природного газу

танкерами-газовозами...........................................................382

3.3 Переробка нафти і газу. Продукти переробки

нафти......................................................................................382

3.3.1 Характеристика нафтопродуктів.................................382

3.3.2 Властивості нафтопродуктів і основні вимоги до

них...........................................................................................386

3.3.3 Процеси переробки нафти. Пряма перегонка нафти.395

3.3.4 Основні елементи установки прямої перегонки

нафти.......................................................................................398

3.3.5 Типи установок для перегонки нафти і мазуту..........404

3.3.6 Термодеструктивна переробка нафтової сировини.................................................................................406

3.3.7 Каталітичний крекінг і каталітичний риформінг…...409

3.4 Очищення нафтопродуктів....................................................................412

3.4.1 Очищення світлих нафтопродуктів.............................412

3.4.2 Очищення олив.............................................................414

3.5 Переробка вуглеводневих газів. Хімічна переробка нафтової і газової сировини...............................................416

3.5.1 Способи переробки вуглеводневих газів……………416

3.5.2 Хімічна переробка нафтової і газової сировини……421

Перелік посилань на джерела...............................................429

ВСТУП

Розвиток національної економіки неможливий без ефективного розвитку паливно-енергетичного комплексу. Забезпеченість України ресурсами – це успішне вирішення соціальних, економічних і науково-технічних програм. Нафта та газ набули дуже широкого використання в нашому житті. Продукти переробки нафти та газу є не тільки ефективним і висококалорійним паливом, але і цінною сировиною для хімічної промисловості. Із нафти та газу отримують спирти, формалін, ацетилен, штучні барвники, синтетичні волокна, оливи, матеріали для дорожнього покриття тощо.

За запасами нафти та газу Україна посідає п’яте місце в Європі після Російської Федерації, Норвегії, Великобританії і Нідерландів. На її території розташовані три нафтогазових регіони: Західний (Львівська, Івано-Франківська, Чернівецька, Закарпатська обл.), Східний (Полтавська, Сумська, Харківська, Чернігівська обл.) та Південний (Причорноморсько-Кримський). Промислові і прогнозовані запаси нафти в Україні залягають у Дніпровсько-Донецькій, Прикарпатській та Причорномор-ській нафтогазоносних провінціях. На державному балансі нараховується 289 родовищ вуглеводнів, експлуатується понад 4300 нафтових та газових свердловин, проте потреби України власним видобутком нафти і газу забезпечуються недостатньо.

Видобуток нафти і конденсату в Україні за останній період становив 3,7…4,5 млн т на рік, а газу - 18...21 млрд м³ на рік. Стабільності видобутку досягнуто завдяки буріння нових нафтових і газових свердловин, введення в розробку нових родовищ та покладів, ефективного використання наявного фонду свердловин, впровадження вторинних та третинних методів підвищення вилучення вуглеводнів.

Великі перспективи нафтогазової промисловості Україна пов’язує з шельфом Чорного моря.

Провідне місце у нафтогазовому комплексі мають розгалужені газотранспортні та нафтотранспортні системи, які забезпечують транзит газу і нафти територією України і вчасно постачають сировину на вітчизняні нафто- та газопереробні заводи. Загальна довжина магістральних газопроводів в Україні становить 39 тис. км, а нафтопроводів – 4 тис. км. Система забезпечує 93…95 % експорту російського газу до країн Центральної і Західної Європи, а також до Туреччини. Обсяги транзиту нафти – 50 млн т. Запущена перша черга нафтопроводу Одеса-Броди і терміналу “Південний”, працює і може підвищити пропускну спроможність балканська газова магістраль. Але проблема полягає не в можливості забезпечення транзиту, а в конкурентоспро-можності України в цій галузі, завантаженості системи, зростання, або хоч збереження на тому ж рівні транзиту. І проблема ця є складною, бо має геополітичний відтінок.

Вагоме місце у нафтогазовому комплексі має також нафтопереробна промисловість. Сучасна нафтопереробна промисловість України має шість нафтопереробних заводів загальною потужністю первинної переробки 51...54 млн т нафти на рік (це перевищує аналогічні потужності Польщі, Угорщини, Чехії та Словаччини сукупно). Найпотужніші підприємства нафтопереробної промисловості України розташовані в Кременчуку, Лисичанську і Херсоні. Загальні номінальні потужності установок поглибленої переробки нафти (каталітичного крекінгу, коксування, термічного крекінгу, виробництва олив, бітумів) на всіх нафтопере-робних заводах України сягає приблизно 6,92 млн т на рік, з них каталітичного крекінгу – 3,68 млн т на рік, що становить відповідно 13,5 та 7,2 % від загальних потуж-ностей переробки сирої нафти. Постачання нафти відбувається, в основному, з Російської Федерації, Казахстану та з вітчизняних покладів.

Але забезпечує життєдіяльність нафтогазової промисловості золотий фонд галузі – професіональні кадри. Науково-технічний розвиток нафтогазового комплексу в Україні реалізують 17 науково-дослідних та проектних інститутів. Активно сприяють розвитку комплексу Українська нафтогазова академія, профільні вищі навчальні заклади і в тому числі Івано-Франківський національний технічний університет нафти i газу. Україна вшановує самовіддану працю кадрового потенціалу галузі. Щорічно у другу неділю вересня відзначається День працівників нафтової, газової та нафтопереробної промисловості – професійне свято працівників нафтової, газової, нафтопереробної промисловості та нафтопродуктозабез-печення.

Посібник адресований студентам стаціонарної та заочної форм навчання. Може бути корисним для слухачів курсів післядипломної освіти та студентів нафтогазових коледжів. Викладений з мінімальним використанням спеціальних термінів, що робить його доступним для розуміння студентами перших курсів та фахівцями інших спеціальностей. Крім призначення для освоєння теоретичного курсу, може послужити теоретичною базою для професійно-технічної освіти, виконання студентами курсових і дипломних проектів з профільних дисциплін. Перші читачі посібника – викладачі Івано-Франківського національного технічного університету нафти i газу професор Міронов Ю. В., доцент Федорович Я. Т., доктор технічних наук Челядин Л. І., доцент Возняк М. П., які погодились на нелегкий обов’язок рецензування рукопису. Автори висловлюють їм щиру подяку за ряд виправлень, цінних порад і критичних зауважень.