1. История добычи нефти и газа.

Изначально нефть и битумы добывали открытым способом. Главная машина для добычи нефти – буровой станок. Первый буровой станок появился сотни лет назад, его устройство было предельно просто: огромное долото, подвешенное на тросах, которое поднимали и резко бросали, тем самым разбивая гонную породу. Такие машины назывались ударно-канатными. Вышеизложенный метод был энерго- и трудоёмок. Энергия затрачиваемая на подъём долота уходила практически впустую. Позднее изобрели роторный способ бурения скважин, при котором скважина высверливается, а не выбивается. Механизм здесь сложнее: в скважину опускается труба, на конце которой находится бур, вращаемую с поверхности ротором. По мере того, как скважина становится глубже, трубу удлиняют. Насосом через трубу нагнетают глинистую воду для прочистки скважины от разрушенной породы и поддержания давления в скважине, чтобы не произошло обрушения скважины или зажима трубы.

Роторное бурение имеет значительный недостаток, что на больших глубинах требуется значительное количество энергии для вращения всей трубы скважины. Решить эту задачу удалось советским инженерам Капелюшникову, Волох и Корневу в 1922 году. Они предложили остановить ротор не на поверхности земли, а внутри скважины, непосредственно рядом с буровым инструментом. Двигатель расходовал энергию только на вращение бура. Теперь, прежде чем достигнуть дна скважины, глинистый раствор вращал маленькую турбину, прикрепленную к самому буровому инструменту. Данный станок назвали турбобуром, со временем его усовершенствовали, и теперь в скважину опускают несколько турбин, насаженных на один вал. Понятно, что мощность такой “многотурбинной” машины во много раз больше и бурение идет во много раз быстрее.

Инженеры Островской и Александров изобрели электробур. Они поместили электрический двигатель (10-15 см диаметром и 6-7 м высотой) на место водяной турбины. Электрический бур смазан маслом, находящимся под давление, чтобы его не смыло водой.

Если говорить о добычи нефти и газа в океане, то на шельфах морей и океанов выявлено около 2 тыс. месторождений нефти и газа с суммарными запасами нефти 40 млрд. т и газа 20 трлн. м³; пробурено более 300 тыс. скважин. Почти 100 стран ведут поисковые и эксплуатационные работы в акваториях при глубине воды до 1,5 км. Темпы освоения морских месторождений нефти и газа ежегодно увеличиваются.

В 1824 г. на шельфе Апшеронского полуострова близ г. Баку на расстоянии около 30 м от берега сооружались изолированные от воды нефтяные колодцы, из которых черпалась нефть. В 1870 г. в Японии около г. Идзумосаки был сооружен первый искусственный остров для нефтяных вышек. Приблизительно в это же время началось бурение наклонных скважин на калифорнийском побережье, которые достигли нефтяной залежи на расстоянии более 200 м от берега. Первые нефтяные скважины с плавучих барж были пробурены в Мексиканском заливе в 1933 г. при глубине воды 3,7 м. В 1935 г. у острова Артем (шельф Апшеронского полуострова) пробурена первая отечественная морская скважина, из которой получен мощный фонтан нефти. Первое морское нефтяное месторождение в СССР (Гургяны-море) введено в эксплуатацию в 1948 г., а в 1949 г. было открыто и с 1951 г. разрабатывается морское нефтяное месторождение «Нефтяные камни».

Быстрое развитие эксплуатационных и поисковых работ на морских месторождениях обусловлено успехами НТП (научно-технического прогресса).

Бурение скважин, как разведочных, так и промысловых уже ведётся не только на шельфе, а уже и за его пределами – на глубоководных районах. Всё же основные работы ведутся на глубинах 200-300 метров.

На данный момент на небольших глубинах экономически оправданным является бурение с намывных островов или с платформ на жёсткой опоре. Для бурения и эксплуатации скважин на больших глубинах сооружают специальные плавучие станции и корабли с выдвижными опорами, но экономически поддерживать прочность данной конструкции возможно лишь на глубинах до 100 метров. Используют буровые установки полупогружного типа (C-Kvest, Penta-81 и др.). Перспективной техникой бурения являются корабли с буровыми вышками типа Glomar Challenger.

На глубинах 100-200 метров обустраивают постоянные (стационарные) платформы, требующие больших начальных финансовых вложений.

Бетонные установки оказались так же конкурентоспособными. Их основным и свойствами является то, что нет необходимости забивать сваи в коренную породу, они и так хорошо стоят под собственным давлением, в пустотелые бетонные колонные заливают нефть и используют их, как нефтехранилища.

Установлено, что впервые нефть была использована 6000-4000 лет до н.э. Природные битумы использовались в качестве вяжущего материала в строительстве. Битум применялся при строительстве стен Иерихона и Вавилона. Так же нефть использовали, как топливо в печах, как бальзамирование умерших и т.д. Источниками исторических данных являются археологические раскопки и свидетельства из Библии. Нефть использовали, как один из компонентов греческого огня. Позднее в России (1823 г.), в США (1855 г.) было доказано, что из нефти можно выделить керосин, который использовали, как осветительное масло в лампах.

Позднее нефть и мазут стали употреблять как топливо для паровых котлов (пароходных и паровозных), а также для получения смазочных материалов. С появлением двигателей внутреннего сгорания, в том числе дизелей, продукты переработки нефти — керосин, соляровое масло и более тяжелые масла стали широко применять как топливо. Именно это вызвало быстрое развитие добычи и переработки нефти. Наиболее простой метод переработки нефти — прямая гонка. Этот метод заключается в перегонке нефти при нагревании в закрытых котлах или трубчатых печах. Сначала отгоняются наиболее легкокипящие погоны (бензин, лигроин), потом более тяжелый — керосин. Бензины состоят из углеводородов с 5—10 атомами углерода в молекуле, а керосиновые погоны—из углеводородов с 10—15 атомами углерода. После перегонки остается мазут — густая черная жидкость. Он употребляется как топливо или подвергается новой перегонке, чтобы выделить смазочные масла: легкие—соляровые, более тяжелые – веретенные и машинные и, наконец, тяжелые — цилиндровые.

В ХХ века произошли коренные изменения в нефтепереработке. Быстрое распространение карбюраторных бензиновых двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием для автомобилей (а позже в авиации) потребовало очень много бензина. Это привело прежде всего к усовершенствованию нефтедобычи, так как при старом открытом способе много легкокипящих фракций испарялось на воздухе. Этого всё же было недостаточно, так как при прямой гонке получалось небольшое количество бензиновых фракций, они не могли удовлетворить постоянно растущий спрос. Особенно остро нехватка лёгких фракций нефти ощущалась во время первой мировой войны. Первичная перегонка сырой нефти не удовлетворяла настоящие требования промышленности.

Нефтяные газы широко используются для синтеза этилового спирта, синтетического каучука, полиэтилена и др.

Не так давно на «поле боя» за нефть вышла микробиологическая переработка нефти на белки, позволяющая при помощи особенных бактерий очищать (облагораживать) нефть ,а как побочной продукцией будут кормовые белки.

Природный газ, в основном, состоит из метана CH₄. Он добывается в огромных количествах и используется, как горючее топливо для бытовых и промышленных целей. Стоит заметить, что газ является более экологичным топливом, чем нефть. Вместе с нефтяными газами, сопутствующими нефти, и газам нефтепереработки природный газ является важным источником для синтеза разнообразных органических веществ.

На сей день основным потребителем «чёрного золота» и «голубого топлива» являются промышленность и бытовое обеспечение. (В. И. Высоцкий, А. Н. Дмитриевский), (http://ru.wikipedia.org).