2.1. Географія розташування галузі
Нафту почали добувати ще в 6…8 тис. років тому в долинах річок Тигр і Ефрат. Виробляли з неї бітум, який використовували в будівельних і суднобудівельних цілях, а також в медицині і для освітлення вулиць. Потім родовища нафти знайшли в інших країнах світу. Найбільші поклади нафти сконцентровані в даний час в Саудівській Аравії (25% від світових). Далі йдуть Ірак (10,8%), Єгипет (9,3%), Кувейт (9,3%), Іран (8,6%), Венесуела (7,3%), Росія (4,6%).
Основні запаси газу знаходяться в Росії (32%), на близькому Сході (22%), а також в Туркменії (11%) та в Америці (13%).
Україна має відносно невеликі запаси нафти і газу, які не можуть задовільнити її потреби. Розташовані вони в трьох провінціях: Дніпропетровсько-Донецька западина, Карпатська і Кримсько-Причорноморська.
Історично розвідка і темпи видобування нафти визначали розвиток суспільства і промислового виробництва взагалі. Так, першим поштовхом видобування нафти було застосування її в гасових освітлювальних лампах. Розвиток бурової технології і, як наслідок, початок видобування нафти і газу за допомогою свердловин в XVII–XVIII століттях, а також поява двигуна внутрішнього згорання в ХIX столітті обумовили різке збільшення видобування нафти. Новим поштовхом у видобуванні нафти і газу в середині ХX століття стало застосування їх при виробленні полімерних матеріалів і як екологічне безпечне паливо в теплоенергетиці.
2.2. Видобування нафти і газу
Видобування нафти здійснюють за допомогою свердловин двома методами: фонтанним і механічним; газу – лише фонтанним.
Свердловини являють собою круглі вертикальні порожнини діаметром від декількох сантиметрів до декількох десятків сантиметрів, глибиною в сотні, а іноді і тисячі метрів. Процес будівництва складається з буріння породи і обсаджування порожнини сталевими трубами. Обидві операції виконуються разом – пробурена частина свердловини тут же закріплюються трубою.
При наявності внутрішнього тиску в нафтоносному пласті, який достатній для витискування нафти по свердловині на поверхню землі, видобування нафти виконують фонтанним методом. При падінні тиску в процесі експлуатації свердловини його можуть підсилювати двома способами: закачуванням в зону нафтоносного пласта води або повітря (рис. 7).
В першому випадку вода подається в нижню частину нафтоносного пласта, що здійснює підйом нафти і тиск всередині її об’єму.
Повітря може закачуватись по додатковій свердловинні у верхню частину купола і здійснювати тиск на поверхню шару нафти, або подаватись в основну свердловину, утворюючи суспензію з незначною питомою вагою, яка під дією залишкового тиску, самостійно піднімає нафту до поверхні Землі.
При механічному методі підйому нафти використовують два види насосів: поршневі і відцентрові, які занурюються в свердловину на розрахункову глибину. Найбільш поширене розташування на нафтопромислах знайшли штангові поршневі насоси, але продуктивність їх суттєво залежить від висоти підйому нафти. Так при Н=200…400 м добова витрата дорівнює 500 м3, а при Н=3200 м вона зменшується до 20 м3.
Нафта, яка проходить з надр на поверхню землі містить попутний газ в кількості 50…100 м3/т, воду – 200…кг/т, мінеральні солі – 10…15 кг/т, механічні домішки, які перед транспортуванням повинні бути видаленні. Існують дві системи збору і відокремлення домішок від нафти: самоплавна (негерментизовна) і високонапірна (герметизована).
В обох випадках нафта зі свердловини потрапляє в розподільчий резервуар, де здійснюється відокремлення нафти від газу і води (рис. 7). Газ спрямовують на газопідготовчі заводи, де здійснюється підготовка (очищення від шкідливих домішок) до транспортування користувачам. Вода із нижньої частини резервуару йде на очисну установку, де від неї відокремлюються рештки нафти. Після чого вона скидається в пониження рельєфу, або закачується назад в нафтонасосний пласт для збільшення в ньому внутрішнього тиску.
Відстояна в резервуарі нафта зливається в накопичувальні резервуари для відправки користувачам.
Рис. 7. Схема розробки нафтогазового родовища:
1 – нафтодобувна свердловина; 2 – свердловина для закачування повітря;