Добыча нефти и газа

Нефть и горючие газы были известны людям с древнейших времен. Нефтью наполняли светильники, и она горела ярким, светлым пламенем. В древнем Египте нефтью бальзамировали трупы умерших. Ее использовали как зажигательное средство во время войны. Нефтяные битумы употреблялись в строительном и дорожном деле.

Выходы горючих газов на поверхность приписывали божественным силам. В этих местах строили храмы и жрецы совершали моления над «вечным огнем».

В наши дни значение нефти и газа в народном хозяйстве очень велико. Продукты переработки нефти и газ широко применяются в качестве топлива для автомобилей, тракторов, тепловозов и паровозов, в авиации и флоте, на заводах и фабриках, в быту. Нефть — источник получения смазочных масел, парафина, битумов, электродного кокса.

Нефть и газ — сырье для производства горючего и многих химических продуктов.

Нефть и газы — основное сырье для производства пластмасс, синтетического каучука, синтетических волокон, моющих веществ, синтетических жиров, а также взрывчатых веществ, удобрений, ядов для насекомых и сорняков, дезинфицирующих веществ, органических кислот, спиртов, сажи, красителей и многих других продуктов. Нет такой отрасли народного хозяйства, где бы ни применялись нефть и горючие газы или многочисленные продукты их переработки.

Цена буровых скважин Для добычи нефти и газа приходится бурить множество узких и длинных скважин — сотни на каждом промысле. Буровые инструменты вгрызаются в горные породы на глубину 2-3 и больше километров. Чтобы разрушить горные породы и пробурить в них скважину всего лишь в 30 см диаметром и 1 км глубиной, надо затратить 20 млрд. кГм работы, т. е. примерно столько же, сколько понадобилось бы для поднятия 500 груженых железнодорожных составов на высоту десятиэтажного дома! Вот почему впереди буровых мастеров всегда идут геологоразведчики: надо точно знать, где бурить скважины. Слишком дорого обходится каждая из них.

Бурение скважин

Установка оборудования для вращательного (роторного) бурения скважин.

С незапамятных времен нефть собирали с поверхности нефтяных луж; там, где ее требовалось больше, рыли колодцы и из них черпали нефть ведрами. Все глубже приходилось рыть колодцы, и тогда этот промысел становился опасным: в колодцы просачивались газы и легкие пары нефти, — и люди гибли от удушья. Но вот на смену колодцам пришло ударное бурение.

Первая в мире скважина для добычи нефти была пробурена в 1848 г. в Баку, а в 1855 г. на р. Ухте была пробурена вторая скважина.

При ударном бурении специальным долотом, укрепленным на конце штанги, разрушали породу. Воротом наматывали на барабан канат и поднимали штангу с долотом, а затем сразу сбрасывали. Долото с силой ударяло в породу и дробило ее.

Но ударное бурение было неудобным, медленным — за год едва удавалось пробурить скважину глубиной 200 м. Появился новый способ бурения — вращательное бурение. Установленный наверху двигатель непрерывно вращал долото, укрепленное на конце прочной стальной трубы. Скважина при этом высверливалась. По мере углубления долота трубу наращивали. Для удаления разбуренной породы к долоту по трубе непрерывно качали глинистый раствор. Он выносил на поверхность разбуренную породу и одновременно штукатурил стенки скважины. Это предохраняло их от обвала; отпала необходимость спускать в скважину во время бурения обсадные трубы. Для удобства сборки и разборки буровых труб над скважиной устанавливают вышку высотой до 40 м и более.

Вращательное бурение позволило не только резко увеличить скорость проходки, но и бурить скважины большой глубины. Однако и у этого способа были недостатки. Ведь одновременно с долотом приходилось вращать огромную колонну труб длиной до 5 тыс. м и весом до 200 Т. От трения о стенки скважины трубы быстро изнашивались и нередко бывали случаи, когда вся колонна труб обрывалась. Извлечь оборвавшуюся колонну труб — трудная задача. Зачастую приходилось прекращать работу и начинать бурение на новом месте.

Турбобуром можно производить наклонно направленное бурение.

В 1922 г. бакинский инженер М. А. Капелюшников (впоследствии член-корреспондент Академии наук СССР) впервые в мире предложил применять для бурения нефтяных скважин турбобур. Теперь этот способ бурения получил широкое распространение. На конце бурильных труб устанавливают гидравлическую турбину с долотом. По бурильным трубам под большим давлением закачивается глинистый раствор, который и вращает турбину с долотом. Долото дробит породу, а раствор одновременно очищает скважину, штукатурит стенки, цементирует трещины и при вскрытии газоносного пласта своим давлением предупреждает аварийные выбросы и фонтанирование.

При турбинном бурении вращается только долото. Опасность износа и обрыва труб при этом способе устраняется, а скорость бурения значительно увеличивается. Этому способствуют также сверхпрочные современные долота.

Турбобур позволил вести наклонно направленное бурение, бурить скважины под зданиями, под топкими болотами и под дном моря в прибрежной полосе. Большую часть скважин в нашей стране бурят турбобурами. Советские турбобуры считаются самыми совершенными в мире агрегатами для глубокого бурения.

В последние годы разработано и успешно внедряется электробурение. Вместо турбины с колонной труб в скважину опускают электромотор специальной конструкции, к которому крепят бурильный инструмент. Электробур позволяет еще больше увеличить скорость бурения.