Почему нельзя прекратить добычу нефти

Транспортировка: Роль «Транснефти»

Газовая реформа, сделавшая «Газпром» монополистом в сфере экспорта газа, упростила отношения между ним и другими газовыми компаниями донельзя: с середины 2000-х годов последние должны продавать топливо «Газпрому», а тот, используя свою систему магистральных газопроводов, отправляет его на экспорт. В нефтяной отрасли тоже есть свой трубопроводный монополист — «Транснефть», но он саму нефть у производителей не выкупает, а только берет плату за транзит (январь 2013 г). С одной стороны, это позволяет нефтяникам получить дополнительную прибыль, с другой — вынуждает их искать клиентов самостоятельно.

Поскольку основные добывающие активы российских компаний находятся в Тюменской области и Ханты-Мансийском автономном округе, то есть в тысячах километров от основных экспортных путей, до границы топливо доставляется главным образом через трубопроводные системы «Транснефти». По данным на 2011 год, из всего экспорта российской нефти в 242 миллиона тонн «Транснефть» перекачала по своим трубам почти 208 миллионов тонн, то есть 86 процентов от общего объема.

Остальное сырье компании доставляют до границы самостоятельно. Как правило, речь идет о тех случаях, когда нефтяники управляют экспортным коридором — например, портом. Так, на январь 2013 года «Роснефть» продает часть нефти из Тимано-Печерской нефтегазоносной провинции через принадлежащий ей перевалочный комплекс в Архангельске, а топливо с проекта «Сахалин-1» экспортируется через порт Де-Кастри (Хабаровский край). Он принадлежит консорциуму разработчиков «Сахалин-1», то есть «Роснефти», американской ExxonMobil, японской Sodeco и индийской ONGK. «Лукойл» экспортирует более пяти миллионов тонн нефти в год через морской терминал в поселке Варандей (Тимано-Печора) и порт Светлый (Калининградская область).

Винтовые насосы

По принципу ротационного выдавливания жидкости работают винтовые насосы. Имея форму спирали, система основывается на роторе, который вращается внутри статора, неподвижно закрепленного. Ротор имеет форму винта, имеющего небольшой диаметр с глубокой круглой резьбой и очень большим расстоянием между соседними вершинами резьбы.

Системы винтовых насосов PCM Moineau для добычи тяжелой нефти

Работа ротора, обеспечивается с помощью штанг, которые крепятся к двигателю, установленному на земле. В современных роторных установках используются погружные электродвигатели, а вращение ротора обеспечивается с редуктором. В большинстве случаев винтовые насосы имеют широкие возможности и обладают высокой надежностью в работе.

Преимущества винтовых насосов

Благодаря своей конструкции они обладают высоким КПД и значительной стойкостью к взаимодействию с твердыми абразивными частицами. Применение двигателей малой мощности обеспечивает небольшое потребление электроэнергии и сокращение затрат, связанных с подъемом нефти.

У винтовых насосов по сравнению со штанговыми, более продолжительный срок эксплуатации, а благодаря меньшей частоте вращения, неисправности штанг встречаются реже. Первоначальные инвестиции для них обычно ниже, чем для других способов механизированной добычи нефти.

Винтовые насосы имеют производительность до 800 м3 добычи нефти в сутки и используются на глубине до трех километров. К недостаткам можно отнести невозможность работать с сероводородом или некоторыми химическими веществами.

Подводя итоги, стоит подчеркнуть, любая технология добычи нефти хороша, выбирается подходящая исходя из свойств нефтяных пластов и начального капитала инвестора. Так, фонтанный способ — является самым простым, газлифтный — самым специфичным, а насосный — самым популярным сегодня способом изъятия нефти из недр земли.

Технологии морской нефтегазодобычи

При выборе технологии добычи учитываются условия в конкретном районе. Специалисты подбирают технологию и необходимое оборудование. Предлагаются следующие варианты решения конкретных задач:

1. Место добычи находится рядом с побережьем. В этом случае используется бурение наклонно-направленных скважин. При необходимости используется дистанционное управление для повышения точности выполнения работ.
2. Участки мелководья. Возводятся укрепленные основания. Они представлены искусственными островами, на которые устанавливается бурильное оборудование. Иногда используется технология, когда участок огораживается системой дамб. Это создает котлован, благодаря которому осуществляется качественная откачка воды.
3. Разработка в сотнях километров от города. Используется плавучая платформа стационарного типа. Это удобный вариант для глубины до нескольких десятков километров. При глубине от 80 метров оптимальны платформы на опорах.
4. Глубина до 200 метров. Применяются установки для бурения полупогружного типа. Монтаж на месте возможен благодаря позиционированию и якорному оборудованию.

При организации морских скважин применяется не только одиночный, но и кустовой методы. Все чаще применяется передвижное оборудование. После завершения процесса устанавливается многотонный превентор на дно. Это специальная система, защищающая от выбросов содержимого в воду.

Из чего состоит нефть

С точки зрения химии нефть – это взаиморастворимый состав твердых, жидких и газообразных углеводородов с добавлением гетероорганических веществ, таких как: кислород, азот, сера. С учетом количества различных элементов жидкость может иметь разные варианты оттенков, которые варьируются от черного до темно-коричневого.

Типичный состав отличается для разных сортов и мест добычи. В среднем его можно охарактеризовать следующим образом:

• водород – (11,5-14,5%);
• углерод – (82,5-87%);
• сера – не более 10%;
• азот – не выше 1,8%;
• кислород – (0,1-0,35%);
• в некоторых случаях возможно добавление в малых количествах железа, магния, ванадия, никеля и других элементов.

Помимо этого, выделяют большое количество углеводородных соединений:

• ароматические;
• нафтеновые;
• парафиновые — большая часть, в основном, это жидкие соединения, но в растворенном виде встречаются твердые и газообразные.

Нефтяная лихорадка

В США люди скупали земли, занимались “кустарной” добычей, лишь бы открыть месторождение и разбогатеть. В это время тот же процесс происходит в Сибири. Тогда же появилась единица измерения в нефтедобыче — баррель.

В США к 1880-м годам настоящим нефтяным королем становился Рокфеллер и его компания “Стандарт-Ойл”. В России все больше иностранцев вкладывали деньги в Баку. Среди них были и шведы Нобели. Баку весь был окружен нефтяными вышками, а вокруг стоял дым. “Это картина настоящего ада” — так Горький описал Баку.

В конце 1870-х годов в Баку приехал сам Дмитрий Менделеев. Его задачей было улучшить добычу нефти в регионе. Именно он предложил создать нефтепровод, а также перевозить горючие жидкости специальными кораблями. Менделеев предсказывал, что вскоре вся экономика будет зависеть от нефтедобычи.

Эту фразу он сказал еще и потому, что в России был замысел топить дома нефтью.

Нефтяные вышки в Лос-Анджелесе (1896)

В конце XIX века ученые работали в трех направлениях: как выжать из добытой нефти максимум (то есть выделить и использовать все вещества), как ее перевозить и как найти новые месторождения (в том числе глубокие). Транспортный бум начала XX века привел к повышению потребления нефти. Лозунг Форда “автомобиль в каждый дом” нужно было подкрепить баррелями добытой нефти.

Почему я привожу примеры из истории США и России? Потому что именно эти страны были лидерами нефтедобычи в мире в начале XX века. Но вскоре в России началась революция и страна ненадолго потеряла лидирующие позиции.

Вскоре нефть начали добывать в арабских странах, а затем и в Африке. Также появились новые способы ее добычи: со дна моря и океана.

Бочки с нефтью на конных повозках, Техас, 1915 год

Рейтинг стран мира по добыче нефти 2019

Лидерами среди стран мира по добычи нефти на протяжении последних нескольких лет современной истории являлись Россия, США и Саудовская Аравия. Стоит отметить, что США за последние годы существенно нарастили уровень добычи нефти, когда как Саудовская Аравия наоборот снизила добычу в рамках соглашения ОПЕК+ и нестабильности в регионе. На этих трех странах, включая Россию, мы остановимся чуть подробнее дальше. А сейчас, чуть ниже я публикую полный рейтинг со списком стран мира по добычи нефти на 2019 год. Все данные взяты из официальных исследований международных нефтяных компаний, таких как BP,  и источников, таких как ОПЕК и JODI. Помимо рейтинга стран по добыче нефти, вы также можете узнать в каких странах мира находятся крупнейшие запасы этого сырья.

Что такое нефть и что из нее делают?

Как я уже написал выше, нефть является одним из самых важных полезных ископаемых, добываемым человеком. Нефть — это полезное ископаемое, представляющее масляную жидкость, состоящую из смеси углеводородов и других органических соединений.

Углеводороды — это органические соединения состоящие из атомов углерода и водорода, они являются базовыми соединениями органической химии, а все остальные  — производные.

Как правило нефть черного цвета, однако также можно встретить коричневую, бурую, вишневую, зеленоватую, желтую и даже прозрачную нефть. Запах нефти также неодинаков так как напрямую зависит от состава нефти и количества в нем ароматических углеводородов и серы.

Первые упоминания о нефти происходят из средних веков и даже ранее, вплоть до эпохи Вавилона и первых поселений близ Евфрата, несколько тысяч лет назад. Тогда нефть использовалась в основном как горючий материал и ничего большее, ее так и называли — «вода, которая горит». Переработкой нефти в больших масштабах начали заниматься только во второй половине 19 века, когда было установлено, что из нефти можно получить керосин. Первая в мире добыча нефти из пробуренной скважины была произведена в 1848 году недалеко от Баку на Биби-Эйбатском месторождении.

В зависимости от месторождения, углеводородного состава и свойств нефти ее делят на сорта. Самыми популярными, эталонными и всотребованными на рынке сортами нефти являются WTI (West Texas Intermediate или также известная как Texas Light  Sweet), Brent, Dubai Crude, а также российские — Urals, Siberian Light, ESPO и другие

Важно понимать, что при ответе на вопрос — что делают из нефти, большинство продуктов получается уже из переработанной, а не сырой нефти, так как сырая нефть в чистом виде практически не используется в производстве. Нефть служит источником большого количества видов современного топлива — керосин, бензин, дизельное топливо, солярка и т.д.

Кроме этого нефть после переработки активно используется в химической промышленности — как сырье для производства бытовой химии, лекарств, косметики, пластиковой и пластмассовой продукции, а также при производстве каучука, резины, красок, лаков, воска и т.д.. Список продуктов, которые производят из нефти можно продолжать бесконечно, даже отходы нефти находят применение и используются для производства кокса в промышленности.

Серьёзные последствия?

Казалось бы, с открытием горючих сланцев у горнопромышленников появилась реальная возможность слезть с привычной нефтяной иглы в сторону альтернативных ресурсов.

Но очевидно, что технологии добычи горючих сланцев требуют больших трудовых и денежных затрат. Разработка сланцевых месторождений имеет экономическую целесообразность только в том случае, если в одной тонне породы содержится как минимум 90 л нефти.

К слову, таким требованиям соответствует всего лишь 1/3 всех известных в мире залежей сланцевой нефти. Вдобавок к этому, в идеале нефтеносный пласт должен иметь толщину не менее 30 м – к данному критерию подходит ещё меньше месторождений.

На начальном этапе из скважин выкачивают очень большие объёмы горючих сланцев. Однако уже через 1,5-2 года дебит резко падает. Такой непродолжительный срок жизни месторождений сланцевой нефти тоже заставляет задуматься о целесообразности добычи. Ещё нужно учитывать, что себестоимость извлечённой сланцевой нефти гораздо выше (по некоторым оценкам, примерно в 12 раз).

Экономическая составляющая — далеко не единственная проблема. Метод гидроразрыва пласта, без которого просто невозможна добыча горючих сланцев, несёт потенциально серьёзную угрозу. Многие эксперты считают, что из-за фрекинга в разы возрастает риск так называемой вызванной сейсмической активности.

Неожиданные подземные толчки по всему миру уже давно связывают с ГРП – и не напрасно, ведь при использовании данного метода в породах образуются крупные трещины.

Например, в штате Арканзас (США) после начала добычи горючих сланцев число подземных толчков увеличилось в несколько раз. Подобные случаи были зарегистрированы во многих других точках планеты — так, совсем недавно небольшие землетрясения были зафиксированы на месторождении сланцевого газа в Британии.

Часть мирового сообщества отстаивает мнение, что гидроразрыв пласта никак не влияет на сейсмическую активность Земли. Сейчас землетрясения рядом с месторождениями фиксируют современные системы, которые раньше не устанавливали из-за отсутствия необходимости. А слабые толчки могли происходить и раньше, до начала разработки сланцевых месторождений.

Добыча сланцевой нефти оказывает огромное влияние и на экологию.
Во-первых, при разработке сланцевых месторождений есть риск выброса метана и
радиоактивных веществ, выделяемых в процессе бурения. Причём вредных веществ
выделяется гораздо больше, чем при «обычной» добыче нефти.   

Во-вторых, во время фрекинга горючие сланцы, которые
выкачать не удаётся, выходят на поверхность вместе с закачанными химикатами,
загрязняя грунтовые воды и почву. Несложно представить, какой вред могут
нанести гидроразрывные жидкости – в них может содержаться до 700 различных
химических добавок.

В-третьих, для фрекинга требуется огромное количество водных
ресурсов. Так, на месторождении площадью 140-400 м2 при однократном
ГРП расходуется от 20 до 86 млн м3 воды – а на одной только скважине
может проводиться до 12 гидроразрывов.

Рост сложности и технологий добычи нефти

В древнем Египте с помощью нефти бальзамировали труты, в древней Индии из нефти изготавливали битум и асфальт, в Византии, как свидетельствуют исторические источники, нефть использовалась уже в качестве топлива для примитивных огнеметов, установленных на кораблях – такой процесс назывался «греческий огонь».

Проходили годы, десятилетия, столетия. Запасы нефти, расположенные в удобных местах, истощились, а человечество с головой погрузилось в углеводородную фазу, поставив всю мировую экономику в зависимость от добычи столь необходимых газа и нефти.

Поэтому, если кто-то из вашего окружения с упоением рассказывает про солнечные батареи, ноутбуки и айфоны, можно лишь зевнуть и скептически улыбнуться, ведь четко ясно, что современная цивилизация базируется не на гаджетах, а на углеводородах.

Не зря нефть называют «Черным золотом» — это соответствует действительности на все 100%. Нефть – основа топлива для кораблей, самолетов, машин, а мазутом и газом топят котельные.

Людей повсеместно окружают пластмассовые вещи, и даже в аптечке у каждого есть аспирин, который синтезируется именно из нефти. Полвека назад у человека не осталось другого выбора, как научиться вести добычу нефти из таких мест, которые до недавнего времени считались фактически недоступными для освоения в коммерческих целях. Существенный вклад в разработку необходимых для добычи нефти «космических технологий», что приятно сознавать, внесли ученые и инженеры нашей страны.

История

2021: Роснедра: Нефти в России хватит на 21 год

В середине сентября 2021 года в Федеральном агентстве по недропользованию (Роснедра) оценили запасы нефти в России.

По его словам, указанный период будет увеличиваться по мере развития технологий для трудноизвлекаемых запасов нефти. Глава Роснедр добавил, что самым перспективным российским регионом для разведки запасов нефти и газа является Западная Сибирь.

В Роснедра оценили, что нефти в России хватит на 21 год

Разработка месторождений углеводородов в Восточной Сибири, по его словам, пока нерентабельна из-за отсутствия необходимой инфраструктуры.

В апреле 2021 года предыдущий руководитель Роснедр Евгений Киселев говорил «Российской газете», что запасов нефти в России хватит на 58 лет, из них рентабельных — только на 19 лет, а запасов газа — более чем на 60 лет.

Министр природных ресурсов и экологии Александр Козлов в мае 2021 года в разговоре с РБК сообщал, что при тогдашнем уровне добычи российских запасов нефти хватит на 59 лет, а природного газа — на 103 года.

По данным Westwood Global Energy, 70% из обнаруженных в мире объемов запасов нефти и газа приходится на Россию. Чтобы поддерживать рост добычи и существенный объем конкурентоспособного экспорта нефти до 2035 года, российские компании должны прирастить запасы в объеме не менее 10,4 млрд тонн, говорится в исследовании.

В сентябре 2021 года добыча нефти и газового конденсата в России подскочила. Рост фиксируется, в частности, на фоне того, что ключевые нефтяные компании увеличили добычу в соответствии с условиями сделки ОПЕК+. Другой причиной может быть восстановление после пожара на заводе «Газпрома» под Новым Уренгоем.

2020: Чубайс назвал нефть «сдохшей лошадью»

18 мая 2020 года журнал Forbes опубликовал интервью с председателем правления госкорпорации «Роснано» Анатолием Чубайсом. Тот в разговоре с журналистом заявил о стратегическом риске для России, который представляет собой зависимость от цен на нефть.

Анатолий Чубайс заявил о стратегическом риске для России, который представляет собой зависимость от цен на нефть

По его словам, нефтяные цены даже по оптимистичным прогнозам не поднимутся выше отметки в $40 за баррель, а это значит, что зарабатывать на продаже этого сырья, как раньше, не получится. В 2020 году бюджет рассчитан исходя из цены в $42,5, но нельзя подвергать страну стратегическому риску из-за такой структуры экономики, считает Чубайс.

По мнению предправления «Роснано», основой для выхода России из кризиса должно стать развитие инновационной экономики, и государство обязано пересмотреть к ней отношение.

Он добавил, что пандемия коронавируса COVID-19 и нефтяной шок создают «идеальный шторм — соединение совершенно разных процессов, которые в итоге дают синергию, еще более усиливающую каждый из них». Если бы был просто нефтяной шок, то экспортерам было бы плохо, а импортерам — хорошо. Но с коронавирусом всех трясёт очень сильно, сказал Чубайс.

Способы добычи нефти в России

Способы бывают разными, выбираются в зависимости от давления в продуктивном пласте. Нефть может сама подниматься по коллектору и фонтанировать, а может залегать в глубоких пластах. От этого зависит выбор техники добычи в конкретном случае.

Способы добычи нефти в России разделяются на 2 вида: фонтанный и насосный. Первый метод включает в себя использование сильного давления в скважине, используется не только в добыче на суше, но и на водных территориях.

Если добыча происходит на поверхности, порода поднимается наверх, обрабатывается и делится на фракции.

Если добыча происходит под землей на большой глубине — бурят горизонтальные скважины, и в них подают под давлением воду. Гидроудар разрывает пласты, и из них выделяется нефть. Так как плотность нефти меньше, чем воды, возникает депрессия, и нефть поднимается на поверхность. Также, вследствие такого метода добычи, нефть может наполняться газами, которые образуются из углеродных соединений под воздействием резкого падения давления.

При использовании метода гидроудара существует высокая вероятность проседания грунта, возможны сейсмические колебания подземных плит и попадание отходов производства в подземные воды.

Насосная добыча. Как только месторождение черного ресурса найдено, то оператор бригады дает команду бурить скважину, через которую она начинает бить мощной струей, в это время ее собирают и транспортируют. Со временем высокое давление падает, и тогда на место скважины ставят насосы-качалки, способные выкачивать оставшиеся ресурсы в земле.

Технология добычи нефти

Нефть добывается несколькими способами, но для организации этого процесса требуется правильно обустроенная скважина.

Устройство скважин

Бурят скважины буровыми машинами на глубину до нескольких километров. При этом их делают:

• вертикальными;
• наклонными;
• прямолинейно искривленными;
• искривленными;
• прямолинейно искривленными (с горизонтальным участком);
• сложноискривленными.

Их поперечное сечение чаще всего круглое, ⌀ до 40 см.

Стенки скважин укрепляют высокопрочными металлическими обсадными трубами, при этом в пустоты между этими трубами и стенками скважины под давлением закачивают цементный раствор, которым разделяют пласты, а также хорошо защищают обсадную колонну от вод.

Расскажу о добыче нефти простым языком

Нефтяная отрасль фактически формирует экономику нашей страны, но мало кто знает не только, что нефть может выглядеть по-разному, но и что добывают ее не из «большой бочки», находящейся под землей.

О природном резервуаре с углеводородами

У подавляющего большинства в голове формируется картина: как в большое подземное озеро нефти опущена труба, и насосы качают ту самую дорогую жидкость. Наверно, самое наглядное представление реального резервуара с углеводородом, которое приводят в качестве примера, это губка для мытья посуды. Внутри такой губки может находиться вода, и, пока мы не сожмем ее, вода не покинет занятое пространство. Как раз это пространство внутри губки и называют порами. Очевидно, что внутри губки вода может перемещаться с одной стороны в другую, если мы аккуратно будем наклонять ее.

Как создается фонтан из нефти

С кухонной губкой все понятно, там все поры эффективны, и мы можем осушить ее на все 100%, что нельзя сказать про горные породы, находящиеся под землей. Существуют разные породы: одни практически не содержат пустот, другие имеют высокую пористость. Говоря о реальных месторождениях, следует сказать, что, как правило, пустоты занимают 18-22% от куска породы, и внешне это может быть вполне обычный камень, который в нашем обыденном сознании никак не может быть чем-либо наполнен. Безусловно, в отличие от губки мы не сможем его сжать и выдавить ту самую нефть, для этого нам понадобится большая сила.

В качестве этой силы выступают законы физики. Многие видели, как, например, в медицинском шприце под давлением вытесняется жидкость, этот эффект имеет место быть и при нефтедобыче. В случае шприца движение жидкости происходит за счет создаваемого с другого его конца давления, а так как это давление больше, чем на стороне с иглой, то происходит перемещение из области повышенного давления в область пониженного.

Так происходит и при добыче нефти. На больших глубинах изначально большое давление, и за счет этого давления жидкость задерживается в горной породе.

Фракционный состав

Многие процессы на НПЗ требуют подогрева нефти или нефтепродуктов. Для этого используются трубчатые печи. Нагрев сырья до требуемой температуры происходит в змеевиках из труб диаметром 100–200 мм.

Нефть состоит из большого количества разных углеводородов. Их молекулы различаются массой, которая, в свою очередь, определяется количеством составляющих их атомов углерода и водорода. Чтобы получить тот или иной нефтепродукт, нужны вещества с совершенно определенными характеристиками, поэтому переработка нефти на НПЗ начинается с ее разделения на фракции.

Согласно исследованию нефтеперерабатывающих и нефтехимических производств, проведенному Американским нефтяным институтом, номенклатура нефтепродуктов, выпускаемых на современных НПЗ и имеющих индивидуальные спецификации, насчитывает более 2000 пунктов.

В одной фракции нефти могут содержаться молекулы разных углеводородов, но свойства большей части из них близки, а молекулярная масса варьируется в определенных пределах. Разделение фракций происходит путем перегонки нефти (дистилляции), основанной на том, что у разных углеводородов температура кипения различается: у более легких она ниже, у более тяжелых — выше.

Основные фракции нефти определяют по интервалам температур, при которой кипят входящие в них углеводороды: бензиновая фракция — 28—150°C, керосиновая фракция — 150—250°C, дизельная фракция, или газойль, — 250—360°C, мазут — выше 360°C. Например, при температуре 120°C большая часть бензина уже испарилась, но керосин и дизельное топливо находятся в жидком состоянии. Когда температура поднимается до 150°C, начинает кипеть и испаряться керосин, после 250°C — дизель.

Существует ряд специфических названий фракций, используемых в нефтепереработке. Так, например, головной пар — это наиболее легкие фракции нефти, полученные при первичной переработке. Их разделяют на газообразную составляющую и широкую бензиновую фракцию. Боковые погоны — это керосиновая фракция, легкий и тяжелый газойль.