
- •Группа органических гипотез происхождения нефти:
- •Группа неорганических гипотез происхождения нефти.
- •Процессы происхождения газа.
- •История применения нефти и газа.
- •Примитивные способы добычи нефти, предшествующие бурению скважин.
- •Ямный (копаночный) способ добычи нефти.
- •Второй этап развития нефтяной и газовой промышленности (1917 – 1991 гг.).
- •Минерально-сырьевая база углеводородов.
- •Добыча нефти и газа.
- •Кадровый потенциал комплекса.
- •Развитие техники и технологии бурения скважин.
- •Бурение сверхглубоких скважин.
- •Бурение скважины в Антарктиде.
- •История освоения западной сибири.
Второй этап развития нефтяной и газовой промышленности (1917 – 1991 гг.).
Второй этап развития продлился 74 года. Войны и революция не были созидательными. В 1920 – 1921 гг. добыча нефти снизилась до 3,8 млн.т. Вновь выйти на рубеж 10 млн.т. страна смогла только в 1927 г.
Необходимо отметить, что перед революцией государственной нефтяной промышленности не было.
Только в 1918 г. в стране был учрежден Главный нефтяной комитет и произведена национализация нефтяной промышленности.
Наиболее благоприятным периодом развития нефтяной промышленности были 1923 – 1925 гг. – времена расцвета НЭПа.
С 1923 г. начинает развиваться разведочное бурение. Так, если объем бурения в 1922 г. составлял 69,8 тыс.м, то в 1927 г. уже 369,7 тыс.м, т.е. вырос в 5,3 раза.
В технике бурения на смену ударно-штанговому способу пришел более прогрессивный «американский» роторный способ бурения. В нефтедобыче тартальный способ добычи уступил место глубинному насосу.
Развивался и трубопроводный транспорт. К введенному в эксплуатацию трубопроводу Баку – Батуми добавился нефтепровод Грозный – Туапсе. Общая протяженность трубопроводов к 1927 г. составила около 2600 км.
С 1928 г. Советский Союз вступил в период планового развития народного хозяйства. За годы трех первых пятилеток (1927 – 1940 гг.) добыча нефти увеличилась с 10,2 млн т до 31,1 млн.т или выросла в 3 раза.
Этот период характеризуется значительным объемом геологоразведочных работ и освоением месторождений в новой Волго-Уральской нефтегазовой провинции.
Первооткрывательницей этой провинции была скважина, пробуренная в с. Чусовские городки в 65 км севернее г. Перми в 1929 г., и давшая с глубины 414,3 м нефтяной фонтан с дебитом 40 т/сут.
После этого открытия развернулись геологоразведочные работы в Западном Приуралье и Поволжье. В 1932 г. скважина, пробуренная на Ишимбаевской группе месторождений, дала рождение нефтяной промышленности Башкирии. Кроме этого, было открыто 14 других месторождений.
К концу 1940 г. объем разведочного бурения достиг 501,8 тыс.м.
В технике бурения на смену деревянным вышкам высотой 34 м пришли металлические вышки высотой 41 м, позволившие увеличить длину свечи до 25 м, что повысило скорость бурения скважин.
В городах Баку и Грозный был налажен выпуск отечественного бурового оборудования, началось внедрение турбинного способа бурения.
В 1923 г. М.А. Капелюшниковым, С.М. Волохом и Н.А. Корнеевым изобретен гидравлический забойный двигатель – турбобур.
В Азербайджане была пробурена первая в мире скважина с помощью одноступенчатого турбобура, получившего название турбобура Капелюшникова. Турбобуры Капелюшникова не нашли широкого применения, так как при одноступенчатой турбине жидкость протекала по ее лопаткам со скоростью 50…70 м/с. Такая высокая скорость движения жидкости, несущей абразивные частицы разбуриваемых пород, приводила к исключительно быстрой сработке лопаток турбины. Кроме того, турбобур Капелюшникова имел очень небольшую мощность и низкий КПД (29…30 %). Мощность турбобуров Капелюшникова составляла всего лишь 3,5…11,0 кВт.
В 1934 г. группа инженеров во главе с П.П. Шумиловым предложила новый турбобур, принципиально отличавшийся от турбобура Капелюшникова. В нем была предусмотрена специально разработанная многоступенчатая турбина, число ступеней в которой доходило до 100…150 шт. Это позволило увеличить мощность турбобура и снизить скорость вращения турбины до 8,3…11,7 об/с и тем самым устранить необходимость в редукторе.
Первые опыты бурения многоступенчатым турбобуром, проведенные в 1935-1936 гг., подтвердили все преимущества новой конструкции. Дальнейшая работа по созданию турбобура для бурения скважин в основном проводилась по линии усовершенствования конструкции. Эта работа закончилась в 1939-1940 гг. созданием промышленного типа турбобура.
С 1944 г. турбинный способ бурения получил широкое применение в большинстве нефтяных районов. В послевоенные годы турбинное бурение стало одним из основных видов бурения в Советском Союзе.
Конструкция турбобуров постоянно совершенствуется. Разрабатываются новые типы гидравлических забойных двигателей. Так, во второй половине 1960-х гг. был разработан винтовой (объемный) забойный двигатель, который широко применяется и в настоящее время.
В 1937-1938 гг. группой инженеров во главе с А.П. Островским была разработана конструкция забойного двигателя негидравлического типа – электробура. В 1940 г. на нефтяных промыслах Азербайджана были проведены первые испытания, показавшие целесообразность его применения при бурении скважин. В дальнейшем конструкция электробура была значительно усовершенствована, что позволило успешно использовать его в некоторых районах страны.
В 1923 г. скважина, пробуренная на засыпанной территории Биби-Эйбатской бухты, с глубины 460 м дала нефтяной фонтан. Она положила начало широкому освоению нефтяных богатств Каспия.
В 1934 г. в Грозном начались эксперименты по внедрению наклонно-направленных скважин. В эти же годы в практику геологоразведочных работ стали внедряться геофизические методы разведки.
В 1928 г. в Баку стали использовать предложение известного нефтяника И.Н. Стрижова – нагнетание воздуха в нефтяной пласт, увеличившее дебиты скважин на 40 %. В результате проведенных работ советская нефтяная промышленность к началу Великой Отечественной войны прочно заняла третье место в мире после США и Венесуэлы, а по геологическим запасам – первое.
Для освоения новых провинций в 1939 г. в Западную Сибирь было направлено около 50 геологических партий. Тем не менее, нефтяная промышленность очень медленно продвигалась в северные и восточные районы Сибири. И только война изменила это положение.
В довоенный период также продолжалось строительство магистральных трубопроводов. В 1936 г. сданы в эксплуатацию трубопроводы Каспий – Орск длиной 709 км, Уфа-Ишимбаево протяженностью 168 км, готовится к сдаче нефтепровод Махачкала-Грозный протяженностью 190 км и др. Общая протяженность трубопроводов к 1941 г. составила около 4000 км.
Одна из особенностей нефтяной промышленности перед войной заключалась в том, что 86 % добычи и переработки нефти было сосредоточено в районе Баку и Грозного, а на районы Урало-Поволжья приходилось только 6% общесоюзной добычи.
За годы Великой Отечественной войны (1941-1945 гг.) произошли серьезные качественные изменения в географическом размещении отрасли – была создана новая нефтегазовая база в районах Урало-Поволжья. В эти же годы увеличилась добыча нефти на Сахалине (3 млн т).
В 1943 г. было открыто крупное Кинзебулатовское месторождение в Башкирии, в этом же году положили начало нефтяной промышленности Татарии скважины, давшие промышленную нефть в Шугурском районе. Кроме этого, были открыты высокодебитные месторождения в Казахстане и Туркмении.
На военное время приходится создание газовой промышленности страны. В 1941 г. в Саратовской области было открыто Елшанское месторождение природного газа, а в Оренбургской – новые участки в Бугурусланском районе.
В 1943 г. был построен газопровод Бугуруслан-Куйбышев. Первый магистральный газопровод Саратов-Москва диаметром 325 мм и протяженностью 843 км был построен уже в 1946 г. (в США первый газопровод Индиана-Чикаго построен в 1891 г.)
Период с 1946 по 1950 гг. (за 4 года) относится к восстановлению нефтяной промышленности. За эти годы резко увеличился объем разведочного бурения, было пробурено 6,5 млн м горных пород – столько, сколько за 1921-1945 гг (за 24 года). Это стало возможным за счет широкого внедрения турбинного способа бурения.
Объем турбинного бурения возрос с 7% в 1945 г. до 24% в 1950 г., в т.ч. в Урало-Волжском регионе – до 96 %. В результате этих работ а Башкирии было открыто Туймазинское месторождение (1944 г.), в Татарии – Бавлинское (1946 г.) и крупнейшее в мире Ромашкинское (1948 г.) месторождения. Добыча нефти в стране в 1950 г. составила 37,9 млн т и по сравнению с 1945 г. (19,4 млн т) почти удвоилась.
На эти же годы приходится внедрение в промышленном масштабе технологии разработки месторождений с искусственным заводнением нефтяных пластов.
Законтурное заводнение было начато на Туймазинском месторождении в 1948 г., затем на Бавлинском в 1949 г. А к 1950 г. практически все месторождения Урало-Поволжья с большими площадными размерами нефтеносности осваивались с применением внутриконтурного заводнения. Добыча фонтанным способом выросла до 32,6 % (в 1945 г. – 19,8 %).
Середина 60-х – это годы расцвета нефтяной промышленности Урало-Поволжья. В 1965 г. добыча по Татарии достигла 76 млн т, по Башкирии – 43,9 млн т, по Куйбышевской области – 33,4 млн т, росла добыча в Пермской и Оренбургской областях, что составило 71,5 % от общей добычи по стране (в 1965 г. добыто 243 млн т).
Для поддержания достигнутых объемов добычи нефти на выработанных месторождениях Азербайджана и Чечено-Ингушетии широкое развитие получили вторичные методы добычи (соляно-кислотная обработка и гидроразрыв пласта), (первичным в России является заводнение (искусственный метод), а за границей естественные режимы залежи). Если в 1954 г. было произведено 282 ГРП, то в 1956 г. – уже 1845.
Объем разведочного бурения в 1951-1965 гг. составил 45,14 млн м. За счет интенсификации буровых работ было открыто 630 нефтяных месторождений. Объем эксплуатационного бурения в 1965 г. составил 5,13 млн м, а доля турбинного бурения увеличилась до 70 %.
Испытывается технология бурения горизонтальных скважин. Так, например, на Южно-Карском месторождении (Краснодарский край) были пробурены 7 горизонтально-разветвленных скважин под руководством В.А. Брагина и А.М. Григоряна.
Серьезные изменения претерпела технология добычи нефти. Были созданы и стали широко применяться редукторные станки-качалки, глубинные насосы, пескоструйная перфорация.
Развитие нефтедобычи в Западной Сибири началось с разработки Трехозерного и Усть-Балыкского месторождений, где в 1964 г. были добыты первые 210 тыс.т сибирской нефти.
В Томской области первый промышленный приток нефти был получен в 1962 г. на Советском месторождении, и в том же году первый промышленный фонтан газа получен на Усть-Сильгинском газоконденсатном месторождении, а спустя 2 года было открыто крупное Мыльджинское газоконденсатное месторождение.
Заметным событием этого периода является ввод в эксплуатацию в 1964 г. крупнейшего в мире по протяженности (5500 км) нефтепровода «Дружба», соединившего нефтяные промыслы Татарии и Самарской области с восточно-европейскими странами (Чехословакия, Венгрия, Польша, Германия). Продолжается строительство магистральных трубопроводов Сибири. В 1964 г. завершается строительство транссибирского нефтепровода Туймазы – Иркутск. В декабре 1965 г. сдается в эксплуатацию первый сибирский нефтепровод Шаим-Тюмень протяженностью 410 км, завершающий строительство единой нефтепроводной системы страны протяженностью 28200км.
Развивается добыча газа, объем которой в 1965 г. составил 127,7 млрд м3 или увеличился по сравнению с 1950 г. (5,8 млрд м3) в 22 раза.
Период 1965-1991 гг. связан с открытием и вводом в действие многих уникальных и крупных нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири. За счет увеличения объемов разведочного и эксплуатационного бурения только за 1966-1970 гг. в Западной Сибири открыто 248 нефтяных и газовых месторождений. В 1964 г. вводятся в промышленную разработку Мегионское, Усть-Балыкское, Трехозерное, Западно-Сургутское, затем Ватинское (1965 г.), Советское (1966 г.), Правдинское (1967 г.), Самотлорское (1969 г.), Леамонтовское (1970 г.) и ряд других месторождений нефти. Открываются газовые гиганты планеты – Уренгойское, Ямбургское, Медвежье, Заполярное, Бованенское месторождения и др. Ежегодный прирост добычи нефти достиг 25-30 млн т. В 1977 г., т.е. через 13 лет с начала освоения добыча нефти в Западной Сибири составила 218 млн т, тогда как в Волго-Уральской провинции к этому рубежу шли 30 лет.
Главным месторождением страны в 70-80 гг. было Самотлорское месторождение, находящееся в разработке с 1969 г. Максимальная добыча (154,8 млн т) была достигнута в 1980 г. Однако следует отметить, что если на Ромашкинском месторождении наивысший уровень добычи удавалось удерживать в течение 7 лет, то на Самотлорском этот период составил всего один год.
В результате высоких темпов прироста добычи с 1974 г. Западная Сибирь прочно занимает первое место в стране по объему добычи нефти. В 1986 г.добыча нефти в Тюменской области составляла 1 млн т в сутки. Начиная с 70-х гг., Западно-Сибирский нефтегазовый регион во многом обусловил экономическое могущество Советского Союза, да и теперь является основой нефтегазового комплекса России. За 20 лет, с 1965 по 1985 гг., Советский Союз получил от разработки только нефтяных месторождений Западной Сибири более 400 млрд долларов.
С 1970 г. на нефтяной карте России появляется Удмуртия. Одновременно наращивается добыча нефти на месторождениях Урало-Поволжья. В течение 10 лет, с 1970 по 1980 гг., удерживает добычу на уровне 40 млн. т Башкирия, добыча нефти в начале 70-х гг. в Татарии достигает 100 млн. т.
Высокие темпы прироста добычи нефти были обеспечены большими объемами эксплуатационного бурения и широкого внедрения внутриконтурного заводнения. Доля фонтанного способа добычи в 1970 г. составила 98,9 %, затем стала снижаться и в 1985 г. составила 33%. Пик добычи нефти - 624 млн. т – был достигнут в 1987 г. и удержан в 1988, после чего добыча стала падать и составила в 1991 г. 461,9 млн т.
В области техники и технологии бурения в этот период для наращивания объемов была принята концепция массового строительства наклонно-направленных скважин. Первая наклонно-направленная скважина в Западной Сибири была пробурена в 1965 г. на Трехозерном месторождении, а уже в 1970 г. 47% всех эксплуатационных скважин было пробурено этим методом. Широкое внедрение этого метода, гидромониторных долот, забойных двигателей и механической очистки буровых растворов позволило уже к 1970 г. увеличить механическую скорость бурения до31,8 м/ч (в 1965 г. – 14,5 м/ч).
Объем бурения в 1988 г. только в Тюменской области достиг 28 млн м. Для перекачки увеличившихся объемов сибирской нефти было построено 20 тыс. км магистральных трубопроводов, в том числе крупнейшие: Усть-Балык – Омск, Александровское – Нижневартовск – Усть-Балык, Александровское –Томск-Анжеро-Судженск, вторые нитки нефтепровода «Дружба» и др.
В рассматриваемый период бурными темпами развивается газовая промышленность, открываются крупные месторождения газа на Урало-Поволжье (Оренбургское и Астраханское газоконденсатные месторождения).
Начинают разрабатывать гигантские газовые месторождения Тюменской области. Сначала в 1972 г. Медвежье месторождение, затем последовательно Уренгойское (1978 г.), Ямбургское (1986 г.), Северо-Уренгойское (1987 г.). С введением этих месторождений добыча газа в стране достигла в 1991 г. 640 млрд м, т.е увеличилась по сравнению с 1965 г. в 6 раз.
Однако в период 1981-1988 гг. показатели нефтяной отрасли существенно ухудшились. Средний дебит новой добывающей скважины уменьшился с 32,1 т/сут (1980 г.) до 17,2 т/сут. (1990 г.), а по месторождениям Западной Сибири – с 67,1 до 21,4 т/сут.
Причины падения добычи нефти в стране после 1988 г. следующие:
массовое заводнение месторождений Западной Сибири с целью получения высоких отборов нефти, приведшее к преждевременному обводнению многих месторождений (например, в результате массового заводнения с использованеим необоснованно редких сеток скважин на Самотлорском месторождении безвозвратно потеряно к 1991 г 700 млн. т извлекаемых запасов нефти;
резкое сокращение, начиная с 1965 г. соотношений объемов разведочного и эксплуатационного бурения, до 1965 г. – 1/1, после – 1/5.
кризисные явления в экономике страны;
отсутствие новых технологий в нефтедобыче;
высокая изношенность нефтепромыслового оборудования (70-80%), вследствие длительного недофинансирования нефтяной промышленности.
Третий этап развития нефтяной и газовой промышленности
(с 1992 г.) – современный период.
С распадом СССР (1991 г.) материально-техническое снабжение отрасли практически прекратилось. Большинство мощностей нефтегазового машиностроения оказалось за пределами России. Так, 100 % производства штанговых насосов, станков-качалок, 70 % агрегатов для подземного ремонта скважин, фонтанной арматуры были сосредоточены в Азербайджане, а производство электродвигателей и кабельной продукции – в Армении и Украине. Все это привело к увеличению фонда бездействующих скважин, сокращению объемов разведочного и эксплуатационного бурения, резкому сокращению объемов добычи.
В результате приватизации начала 90-х годов, проведенной без обязательного государственного регулирования, когда, по - существу, государство бесплатно раздало недра, были созданы вертикально – интегрированные негосударственные нефтяные компании.
Первой компанией такого типа, созданной в конце 1991 г. была компания «Лукойл», затем «Юкос» (1993 г.). Процесс образования таких компаний завершился в 1995 г., образованием Тюменской нефтяной компании (ТНК).