3. Химические проблемы разведки и бурения нефтяных и газовых скважин.

Целью поисково-разведочных работ является выявление, оценка запасов и подготовка к разработке промышленных залежей нефти и газа. В ходе поисково-разведочных работ применяются геологические, геофизические, гидрогеохимические методы, а также бурение скважин и их исследование.

Геологическими и геофизическими методами, главным образом, выявляют строение толщи осадных пород и возможные ловушки для нефти и газа. Однако наличие ловушки еще не означает присутствия нефтяной или газовой залежи. Выявить из общего числа обнаруженных структур те, которые наиболее перспективны на нефть и газ, без бурения скважин помогают гидрогеохимические методы исследования недр.

К гидрогеохимическим относят газовую, люминесцетно-биту-монологическую, радиоактивную съемки и гидрохимический метод. Газовая съемка заключается в определении присутствия углеводородных газов в пробах горных пород и грунтовый вод, отобранных с глубины от 2 до 50 м. Вокруг любой нефтяной и газовой залежи образуется ореол рассеяния углеводородных газов за счет их фильтрации и диффузии по порам и трещинам пород. Применение люминесцестно-битуминологической съемки основано на том, что над залежами нефти увеличено содержание битумов в породе, с одной стороны, и на явление свечения битумов в ультрафиолетовом свете, с другой. Гидрохимический метод основан на изучении химического состава подземных вод и содержания в них растворенных газов, а также органических веществ, в частности, аренов.

Бурение – это процесс сооружения скважины путем разрушения гонных пород.

Одним из основных процессов применяемых при бурении является промывка скважин.

Функции бурового раствора.

-вынос частиц выбуренной породы из скважины;

-передача энергии турбобуру или винтовому двигателю;

-предупреждение поступления в скважину нефти, газа и воды;

-охлаждение и смазывание трущихся деталей долота;

-уменьшение трения бурильных труб о стенки скважины;

-уменьшение проницаемости стенок сважины, благодаря коркообразованию;

Требования к буровому раствору:

выполнять возложенные функции, не оказывать вредного влияния на бурильный инструмент, легко прокачиваться и очищаться от шлама и газа, безопасный для окр. среды. удобен для приготовления.

Для улучшения свойств, без существенного изменения плотности применяют химическую обработку буровых растворов.

Виды: агенты на водной основе (техническая вода, естественные буровые растворы, глинистые неглинистые), на углеводородной основе, на основе эмульсий, газообразные и аэрированные агенты.

Основные проблемы, возникающие в современных условиях при бурении скважин, поисках и разведке нефти и газа, сводятся к следующему.

1. Необходимость бурения во многих регионах на большую глубину, превышающую 4-4,5 км, связана с поисками УВ в неизученных низких частях разреза отложений. В связи с этим, требуется применение более сложных, но надежных конструкций скважин для обеспечения эффективности и безопасности работ.

2. Сложные географические и геологические условия. Например, бурение и поиски нефти и газа ведутся в сложных геологических условиях, включая мощные толщи каменной соли, наличие в залежах сероводорода и других агрессивных компонентов, аномально высокого пластового давления и др.

3. Выход с бурением и поисками УВ в акватории северных и восточных морей, омывающих Россию, создает огромные проблемы, которые связаны как со сложной технологией бурения, поисков и разведки нефти и газа, так и с охраной окружающей среды.

4. Коррозия оборудования.

Сложности при бурении:

-обвалы пород;

-поглощение промывочной жидкости,

-газо- , нефте- и водопроявления.

4. Химические проблемы эксплуатации нефтегазовых месторождений.

Наиболее известные промышленные месторождения нефти образуют большие скопления в осадочных породах. Обычно подстилающим слоем для нефтеносного горизонта служит плотный слой глины. Залеганию нефти обычно сопутствуют нефтяные воды и попутные газы, а так как их плотность значительно различается, то залегают эти вещества слоями: жидкая нефть располагается на водном слое, а газы находятся сверху, над нефтью. Давление в пластах зависит от глубины их залегания и от температуры.

Для извлечения нефти из недр, а также при поиске и разведке бурят скважины как в вертикальном, так и в наклонном направлении.

Эксплуатация скважины может осуществляться тремя способами: фонтанным, компрессорным и глубинно-насосным.

В начальный период нефть и газ находятся под высоким давлением, и добычу её ведут фонтанным способом. Нефть поступает под собственным давлением.

При падении давления нефть добывают компрессорным способом. В скважину опускают колонну нагнетательных труб, внутри которых находится колонна труб меньшего диаметра, В нагнетательные трубы подают сжатый газ - воздух или природный газ, под давлением которого нефть оттесняется к нижнему концу подъёмных труб.

При эксплуатации глубоких скважин и при большом падении давления в пласте применяют глубинно-насосный способ добычи нефти, при котором в скважину опускают поршневой или центробежный насос, и нефть постепенно выкачивают на поверхность.

Остальную нефть извлекают вторичными методами.

При этом в скважину нагнетают газы (метан, этан и т.д.), и нефть под давлением выходит наверх. в скважину закачивают воду, которая вытесняет нефть. При добыче вязких нефтей в скважину закачивают перегретый до 200 ⁰С водяной пар или растворители. Весьма эффективна закачка в пласт кислоты

Одной из основных проблем при эксплуатации нефтегазовых месторождений, в составе продукции скважин которых содержится сероводород является защита металлоконструкций от сероводородной коррозии.