История развития технологии бурения

                          

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ   «УДМУРТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»                                      Институт нефти и газа им. М.С. Гуцериева

Направление «Нефтегазовое дело»

 

 

 

Реферат

по дисциплине: «Бурение нефтяных месторождений»

 

 

 

                                                                  

Выполнил студент                                                                               Ф.И.О. 
гр. ЗСБ-131011-44 (к)                                                                  Мингазов А. Р.                              

 

 

Проверил:                                                                                     Сафронов С.И. 
 
                                                                                                               

 

 

 

                                                 Ижевск 2014

Содержание.

1.   История развития  технологий бурения в России.

2.   Влияние изобретений  – распыляющей форсунки и многокубового  перегонного процесса на технический прогресс.

3.  История становления  нефтяного образования в России.

4.   История поиска  и разведки новых нефтяных  месторождений в России.

5.Понятия о традиционных  и не традиционных возобновляемых  источниках энергии, которые в  мировой энергетике будущего  могут заменить углеводородное  сырье.                                                          

6.Список литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.   История развития технологий бурения в России. 
 
Первоначально в нашей стране использовались бурение для строительства соляных скважин. Информация о бурении скважин для поисков нефти относиться к 30- м годам 19 в. на Тамани. По предложению горного инженера Н. И. Воскобойникова в 1848 году на Биби-Эйбате была пробурена скважина с помощью бура, из которой получена нефть. Это была первая нефтяная скважина в мире, построенная с помощью бурения с использованием способа непрерывной очистки скважины от пробуренной породы промывкой жидкостью. Способ очистки скважины от пробуренной породы промывкой жидкостью был предложен в 1846 году французским инженером Фовелем. Он предложил в процессе бурения скважины с поверхности наносами прокачивать воду, которая при постоянной циркуляции в скважине будет выносить из нее на поверхность мелкие частицы пробуренной породы. 
В конце 1880- х годов в США впервые было испытано вращательное бурение при бурении скважины на нефть с применением непрерывной промывки ствола скважины глинистым раствором для выноса на поверхность пробуренной породы. В России вращательное бурение скважин с промывкой было применено впервые в 1902 году. Вначале при вращательном бурении вращение долота вместе со всей колонной труб осуществлялось на поверхности. Но при больших глубинах скважин, когда вес колонны труб становился очень большим, такое бурение было трудным. 
В 1892 году советским инженером М. А. Капелюшниковым был изобретен турбобур (одноступенчатая гидравлическая турбина с редуктором). Трубина приводилась во вращение промывочной жидкостью и вращала долото, а жидкость вымывала пробуренную породу. В 1939 году российский ученый П. П. Шумилов усовершенствовал одноступенчатый турбобур в многоступенчатый. В 1899 году в России был запатентован электробур. Этот электробур вначале представлял из себя электродвигатель, соединяющийся с долотом, и подвешивался на канате. В 1938 году советскими инженерами А. П. Островским и Н. В. Александровым был создан современный электробур. 
Широкое применение получил метод наклонно направленного кустового бурения, когда с одной площадки буриться наклонным способом 15 и более скважин. Этот метод успешно применяется в условиях заболоченных мест, при бурении скважин с морских буровых платформ, для сохранения плодородных пахотных земель и т. д. 
Скважины бурятся вертикальные, наклонные, горизонтальные.

 
2.    Влияние изобретений – распыляющей форсунки и многокубового         перегонного процесса на технический прогресс. 
 
В 1866 А.И. Шпатаковский изобрел паровую форсунку для сжигания мазута. В 1880 В.Г.Шухов ее значительно усовершенствовал. В ней вытекающий по узкому каналу мазут распылялся водяным паром в мельчайшую пыль. Распыленный мазут лучше смешивается с воздухом и полностью сгорает. Огромное значение в развитии техники. Изобретение нефтяной форсунки положило конец бессмысленному уничтожению высококалорийного топлива, сделало его использование эффективным (теперь требовались меньшие объемы топлива). В1887 по предложению Менделеева были переведены с угольного на нефтяное топливо миноносцы «Сова» и «Лука». Это позволило значительно повысить военную мощь этих судов. 
В 1882 Р.Нобель и его сотрудник Терквист создали и внедрили в производство принципиально новую систему непрерывной перегонки нефти в много кубовых батареях. Появилась возможность отбирать последовательно любые фракции углеводородов. Стали получать не только хорошо очищенный керосин, но и высококачественное смазочное масло, вскоре наладили промышленное получение бензина (использовался в резиновом и косте обжигающем производстве). В вопросах переработки мы опередили американцев на четверть века.

  3.  История становления нефтяного образования в России. 

После октябрьской революции добыча нефти в России значительно снизилась. Первая мировая и Гражданская войны привели к тому, что к 1920 году добыча нефти в России снизилась до 3,8 млн. тонн в год. потребовались большие усилия для восстановления и развития отечественной нефтяной промышленности. 20 июня 1918 года был подписан Декрет совета Народных Комисаров « О национализации нефтяной промышленности». С 1920 года началась подготовка специалистов-нефтяников. В 1920 году по решению правительства И.М.Губкин организовал в Московской горной академии первую в стране нефтяную кафедру, выросшую в дальнейшем в нефтяной факультет на базе которого в 1930 году был создан Московский нефтяной институт. Ныне это Российский Государственный университет нефти и газа им. И.М.Губкина, затем создаются нефтяные факультеты в Баку и Грозном. 
Учебная база формировалась буквально с нуля. Не хватало мебели, книг, лабораторного оборудования, учебных пособий. К началу 1920 года были созданы несколько кабинетов, появились необходимые приборы и коллекции, пополнилась библиотека, для которой часть книг купили у частных лиц. И в настоящее время в библиотеке РГУ нефти и газа им. И.М.Губкина большим спросом пользуются книги, выпущенные в 1890-1918 годах.

 
4. История поиска и разведки новых нефтяных месторождений в России. 
 
В 1702 году царь Петр Первый издал указ об учреждении первой регулярной российской газеты Ведомости. В первом выпуске газеты была опубликована статья о том, как была обнаружена нефть на реке Сок в Поволжье, а в более поздних выпусках была информация о нефтепроявлениях в других районах России. В 1745 Федор Прядунов получил разрешение начать добычу нефти со дна реки Ухта. Прядунов также построил примитивный нефтеперегонный завод и поставлял некоторые продукты в Москву и Санкт-Петербург. Нефтепроявления также наблюдались многочисленными путешественниками на Северном Кавказе. Местные жители даже собирали нефть с помощью ведер, вычерпывая ее из скважин глубиной до полутора метров. Нефтегазопроявления были зафиксированы в Баку, на западном склоне Каспийского моря арабским путешественником и историком еще 8 десятом веке. Марко Поло позднее описывал, как люди в Баку использовали нефть в медицинских целях и для проведения богослужений. С четырнадцатого века нефть, обираемая в Баку, экспортировалась в другие страны Среднего Востока. Первая нефтяная скважина в мире была пробурена на Биби-Айбатском месторождении вблизи Баку в 1846 году, более чем на десятилетие раньше, чем была пробурена первая скважина в США. С этим событием связывают начало современной нефтяной промышленности. Рождение нефтяной промышленности. В Бакинском регионе наудилось много больших месторождений с относительно легко извлекаемыми запасами, но транспортировка нефти до рынков сбыта была трудной и дорогой братья Нобель и семейство Ротшильдов сыграли ключевую роль в развитии нефтяной промышленности в Баку, бывшего в то время частью российской империи. Промышленность стремительно развивалась, и на рубеже веков на долю России приходилось более 30% мировой нефтедобычи. Компания Шелл Транспорт и Трейдинг, которая позже стала частью Роял Датч/Шелл, начала свой бизнес с перевозок нефти, добываемой Ротшильдами, в Западную Европу. Во второй половине девятнадцатого века нефтяные месторождения стали находить и в других частях страны. В 1864 году скважина, пробуренная в Краснодарском крае, впервые стала фонтанировать. Четырьмя годами позже первая нефтяная скважина была пробурена на берегу реки Ухта, а в 1876 началась коммерческая добыча на Челекенском полуострове на территории современной Туркмении. Быстрый рост добычи нефти сопровождался строительством различных заводов по переработке сырой нефти, открытием завода по производству масел в районе Ярославля в 1879 и аналогичного производства в том же году в Нижнем Новгороде. Революция 1917 года негативно сказалась на добыче нефти в России, ситуация еще более ухудшилась с национализацией нефтяных месторождений в 1920 году. Братья Нобель продали значительную часть своих российских активов компании Стандарт Ойл из Нью-Джерси, которая позже превратилась в компанию Эксон. Стандарт Ойл выступала против решений о национализации нефтяных месторождений и сказывалась сотрудничать с новым Советским правительством. Но другие компании, включая Вакуум и Стандарт Ойл из Нью-Йорка, которые позже превратились в компанию Мобил, вкладывали деньги в Россию. Продолжающийся приток западного капитала помог восстановлению нефтедобычи в России, и с 1923 года экспорт нефти вернулся на дореволюционный уровень. Рост советской нефтяной промышленности. Каспия и Северный Кавказ оставались центром советской нефтяной промышленности вплоть до Второй мировой войны. Растущая добыча удовлетворяла потребности индустриализации России. Контроль добычи нефти в Баку, отсечение Советского Союза от добычи в этом регионе, были основной стратегической задачей Германии во время войны. Добыча нефти на Каспии снова начала расти после войны, и в 1951 году достигла рекордного уровня в 850 000 баррелей в день. Баку оставался крупным промышленным центром, около двух третей советского нефтяного оборудования производилось в этом регионе. В это же время советские планирующие органы начали развивать разведочные работы в Волго-Уральском регионе, который начинали разрабатывать еще в тридцатых годах. Месторождения в регионе зачастую находились недалеко от транспортной инфраструктуры, и их геология не была особенно сложной. С пятидесятых годов добыча с новых месторождений составляла около 45% от общей добычи Советского Союза. Широкомасштабные инвестиции в регион быстро окупались, что способствовало серьезному росту добычи нефти в СССР. Дополнительные тонны нефти шли на удовлетворение потребностей новых заводов, которые были построены в период с 1930-х по 1950-е годы. Омский завод был открыт в 1955 году и в дальнейшем превратился в один из крупнейших нефтеперерабатывающих заводов в мире. Рост добычи позволил Советскому Союзу наращивать экспорт нефти значительными темпами. Москва стремилась максимизировать валютные поступления от экспорта нефти и активно боролась за увеличение своей доли на мировом рынке. В начале 1960-х годов Советский Союз вытеснил Венесуэлу со второго места по добыче нефти в мире. Выброс больших объемов дешевой советской нефти на рынок вынудил многие западные нефтяные компании снизить цены на нефть, добываемую на ближнем Востоке, уменьшая, таким образом, платежи за пользование недрами правительствам стран Ближнего Востока. Это уменьшение доходов было одной из причин создания Организации Стран Производителей Нефти (ОПЕК).

 

5.Понятия о традиционных  и не традиционных возобновляемых источниках энергии, которые в мировой энергетике будущего могут заменить углеводородное сырье.                                                          

 

5.1.Традиционные источники энергии. 

 Человечеству  нужна энергия, причем потребности в ней увеличиваются с каждым годом. Вместе с тем запасы традиционных природных топлив нефти, угля, газа и др. конечны. как и запасы ядерного топлива – урана и тория, из которого можно получать в реакторах-размножителях плутонии. К традиционным источникам в первую очередь относятся: тепловая, атомная и энергия потока воды. Российская энергетика сегодня – это более 600 тепловых, 100 гидравлических, 9 атомных электростанций, общая мощность которых составляет более 210 млн. кВт.

      По  мнению ученых, в основе энергетики  ближайшего будущего по-прежнему останется теплоэнергетика на не возобновляемых ресурсах, но структура ее изменится. Должно сократиться использование нефти, существенно возрастет производство электроэнергии на атомных электростанциях. Начнется использование пока еще нетронутых гигантских запасов дешевых углей, например, в Кузнецком, Канско-Ачинском, Экибаcтузском бассейнах. Широко будет применяться природный газ, запасы которого в стране намного больше, чем в других странах.

К сожалению, запасы нефти, газа, угля отнюдь не бесконечны. Природе ,чтобы создать эти запасы, потребовались миллионы лет ,израсходованы они будут за сотни лет. Сегодня в мире стали всерьез задумываться над тем, как не допустить хищнического разграбления земных богатств. Ведь лишь при этом условии запасов топлива может хватить на века. Вероятным направлением выхода из энергетического кризиса может быть ядерная энергетика.

 Огромные перспективы  представляет собой использование  реакторов-размножителей. Ядерный реактор-размножитель обладает чудесной способностью, вырабатывая энергию, в то же время производить еще и новое ядерное топливо. К тому же он работает на более распространенном изотопе урана 238U (преобразуя его в делящийся материал плутоний). Считается, что при использовании реакторов – размножителей запасов урана хватит не менее чем на 6000 лет. По-видимому, это ценная альтернатива ядерным реакторам нынешнего поколения.

 

 

 

5.2.Нетрадиционные  источники энергии.

      При  существующем уровне научно-технического  прогресса энергопотребление может  быть покрыто лишь за счет  использования органических топлив (уголь, нефть, газ), гидроэнергии и  атомной энергии на основе тепловых нейтронов. Однако по результатам многочисленных исследований органическое топливо в недалеком будущем может удовлетворить запросы мировой энергетики только частично. Остальная часть энергопотребности может быть удовлетворена за счет других источников энергии – нетрадиционных и возобновляемых.

      Возобновляемые  источники энергии – это источники  на основе постоянно существующих или периодически возникающих в окружающей среде потоков энергии. Возобновляемая энергия не является следствием целенаправленной деятельности человека, и в этом ее отличительный признак.

 К нетрадиционным и возобновляемым источникам энергии относятся: солнечная, ветровая, геотермальная, энергия морских волн, приливов и океана, энергия биомассы, древесины, древесного угля, торфа, битуминозных песчаников и гидроэнергия больших и малых водотоков.

      У  солнечной энергии два основных  преимущества. Во-первых, ее много и она относится к возобновляемым энергоресурсам: длительность существования Солнца оценивается приблизительно в 5 млрд. лет. Во-вторых, ее использование не влечет за собой нежелательных экологических последствий. Однако использованию солнечной энергии мешает ряд трудностей. Хотя полное количество этой энергии огромно, она неконтролируемо рассеивается. Чтобы получать большие количества энергии, требуются коллекторные поверхности большой площади. Кроме того, возникает проблема нестабильности энергоснабжения: солнце не всегда светит. Даже в пустынях, где преобладает безоблачная погода, день сменяется ночью. Следовательно, необходимы накопители солнечной энергии. И наконец, многие виды применения солнечной энергии еще как следует не апробированы и их экономическая рентабельность не доказана.

      Другим  перспективным альтернативным источником является геотермальная энергия. Геотермальная энергия, т. е. теплота недр Земли, уже используется в ряде стран, например в Исландии, России, Италии и Новой Зеландии. Земная кора толщиной 32…35 км значительно тоньше лежащего под ней слоя – мантии, простирающейся примерно на 2900 км к горячему жидкому ядру. Мантия является источником богатых газами огненно жидких пород (магмы), которые извергаются действующими вулканами. Тепло выделяется в основном вследствие радиоактивного распада веществ в земном ядре. Температура и количество этого тепла столь велики, что оно вызывает плавление пород мантии. Горячие породы могут создавать тепловые «мешки» под поверхностью, в контакте с которыми вода нагревается и даже превращается в пар. Поскольку такие «мешки» обычно герметичны, горячая вода и пар часто оказываются под большим давлением, а температура этих сред превышает точку кипения воды на поверхности земли. Наибольшие геотермальные ресурсы сосредоточены в вулканических зонах по границам корковых плит.

 Основным недостатком геотермальной энергии является то, что ее ресурсы локализованы и ограничены, если изыскания не показывают наличия значительных залежей горячей породы или возможности бурения скважин до мантии. Существенного вклада этого ресурса в энергетику можно ожидать только в локальных географических зонах.

 

Традиционным возобновляемым источником энергии является гидроэнергетика. Гидроэнергетика дает почти треть электроэнергии ,используемой во всем мире. Норвегия, где электроэнергии на душу населения больше, чем где-либо еще, живет почти исключительно гидроэнергией.

      На  гидроэлектростанциях (ГЭС) и гидроаккумулирующих  электростанциях (ГАЭС) используется  потенциальная энергия воды, накапливаемой  с помощью плотин.

      Гидроэнергия  – один из самых дешевых и самых чистых энергоресурсов. Он возобновляем в том смысле, что водохранилища пополняются приточной речной и дождевой водой. Остается под вопросом целесообразность строительства ГЭС на равнинах.

      Существуют  приливные электростанции, в которых  используется перепад уровней воды, образующийся во время прилива и отлива. Для этого отделяют прибрежный бассейн невысокой плотиной, которая задерживает приливную воду при отливе. Затем воду выпускают и она вращает гидротурбины. Приливные электростанции могут быть ценным энергетическим подспорьем местного характера, но на Земле не так много подходящих

мест для их строительства, чтобы они могли изменить общую энергетическую ситуацию.

      Наиболее  применимым альтернативным источником  является ветроэнергетика. Исследования, проведенные Национальной научной  организацией США и НАСА, показали, что в США значительные количества  ветроэнергии можно получать в районе Великих озер, на Восточном побережье и особенно на цепочке Алеутских островов. Максимальная расчетная мощность ветровых электростанций в этих областях может обеспечить 12 % потребности США в электроэнергии.

   Вероятным энергетическим ресурсом являются твердые отходы и биомасса. Примерно половину твердых отходов составляет вода. Легко собрать можно лишь 15 % мусора. Самое большее, что могут дать твердые отходы – это энергию, соответствующую примерно 3 % потребляемой нефти и 6 % природного газа. Следовательно, без радикальных улучшений в организации сбора твердых отходов они вряд ли дадут

большой вклад в производство электроэнергии.

      На  биомассу – древесину и органические  отходы – приходится около 14 % полного потребления энергии в мире. Биомасса – обычное бытовое топливо во многих развивающихся странах.

      Были  предложения выращивать растения (в том числе и лес) как источник энергии. Быстрорастущие водяные растения способны давать до 190 т сухого продукта с гектара в год. Такие продукты можно сжигать в качестве топлива или пускать на перегонку для получения жидких или газообразных углеводородов. В Бразилии сахарный тростник