Нефть и газ. Их происхождение. Бурение и добыча нефти и газа

Реферат

Нефть и газ. Их происхождение. Бурение и добыча нефти и газа

Содержание

1. Разнообразие природных  углеводородов.

2. Краткая история добычи  и потребления нефти.

3. Геология нефти и  газа. Происхождение нефти и газа.

4. Формирование месторождений  нефти и газа

5. Поиски и разведка  нефти

6. Оборудование и методы  бурения.

7. Добыча нефти и режим  эксплуатации залежи

8. Трубопроводы.

Выводы

Литература

1 РАЗНООБРАЗИЕ ПРИРОДНЫХ  УГЛЕВОДОРОДОВ.

Сырая нефть – это природная  легко воспламеняющаяся жидкость, которая  находится в

глубоких осадочных отложениях и хорошо известна благодаря ее использованию в качестве

топлива и сырья для  химического производства. Химически  нефть – это сложная смесь

углеводородов с различным  числом атомов углерода в молекулах; в их составе могут

присутствовать сера, азот, кислород и незначительные количества некоторых металлов.

Природные углеводороды чрезвычайно  разнообразны. Они охватывают широкий  круг

минералов от черных битумных асфальтов, таких, какие находятся  в асфальтовом озере Пич-

Лейк на о.Тринидад и битуминозных песчаниках Атабаски в Канаде, до светлых летучих нефтей

(последние обнаружены, например, в районе Кетлмен-Хиллс в Калифорнии), которые могут

быть непосредственно  использованы как бензин в качестве моторного топлива. Между этими

крайними случаями нефти  имеют различный цвет и запах  и значительно различаются по своим

химическим и физическим свойствам. По цвету они могут  быть желтыми, зелеными, янтарными,

вишнево-красными, красно-коричневыми, темнокоричневыми или черными, некоторые нефти в

отраженном свете флуоресцируют в зеленых или пурпурных цветах. Одни имеют приятный

эфирный запах, другие –  свежий, душистый; запах прочих напоминает скипидарный или

камфорный, но многие имеют  очень неприятный запах обычно из-за наличия сернистых

соединений. По составу некоторые  нефти приближаются к почти чистому  бензину, другие вовсе

не содержат бензиновых фракций. Аналогичным образом масляные фракции  в некоторых нефтях

составляют значительный процент, тогда как в других они  отсутствуют. Встречаются залежи

парафинового воска, и  для таких твердых битумов  как минерала имеется собственное  название –

горный воск (озокерит).

Поиски нефти идут непрерывно во всех частях света. Геологические  исследования

показали, что нефть обычно находится в пористых осадочных  породах (таких, как известняки и

глины) невулканического происхождения, хотя обнаружены исключения из этого  общего

правила: известны промышленные месторождения и в магматических  породах (месторождение

Белый Тигр во Вьетнаме, где  нефть добывается из гранитов) и  ряд месторождений Якутии, где

газоносны вулканические  и вулкано-осадочные породы. Среди осадочных нефте- и газоносных

пород ведущее место –  порядка 50 – 60 % – занимают песчаники, 40 – 45 % – известняки и

доломиты, а залежи в глинах скорее исключение.

Важные нефтегазоносные  области окружают Мексиканский залив  и продолжаются в его

подводную часть. Они включают богатые месторождения Техаса и  Луизианы, Мексики,

о.Тринидад, побережья и внутренних районов Венесуэлы. Крупные нефтегазоносные области

располагаются в обрамлении Черного, Каспийского и Красного морей и Персидского залива. Эти

районы включают богатые  месторождения Саудовской Аравии, Ирана, Ирака, Кувейта, Катара и

Объединенных Арабских Эмиратов, а также Баку, Туркмении и западного  Казахстана. Нефтяные

месторождения о-вов Борнео, Суматра и Ява составляют основные зоны полезных ископаемых

Индонезии. Открытие в 1947 нефтяных месторождений в Западной Канаде и в 1951 в Северной

Дакоте положило начало новым  важным нефтегазоносным провинциям Северной Америки. В

1968 были открыты крупнейшие  месторождения у северного побережья  Аляски. В начале 1970-х

годов крупные нефтяные месторождения  были обнаружены в Северном море у  береговШотландии, Нидерландов и Норвегии. Небольшие нефтяные месторождения имеются на

побережьях большинства морей и в отложениях древних озер.

Из сырой нефти различными физико-химическими методами производится более 3 тыс.

продуктов. Эти продукты включают горючие газы, бензин, лигроин, растворители, керосин,

газойль, бытовое топливо, широкий состав смазочных масел, мазут, дорожный битум и асфальт;

сюда относятся также  парафин, вазелин, медицинские и  различные инсектицидные масла. Масла

из нефти используются как мази и кремы, а также в  производстве взрывчатых веществ,

медикаментов, чистящих средств, пластмасс, все возрастающего числа  различных химикатов.

Многие нефтеперерабатывающие  предприятия производят не только индивидуальные

углеводороды, но и многие химические производные этих углеводородов.

Природный газ называется «сухим», если почти не содержит бензина (менее 1 л на 25 м3

газа). «Жирный» газ может  содержать бензина в 10 раз больше. Смесь жидких углеродов может

быть получена как путем сжатия и охлаждения газа, так и путем его абсорбции нефтью.

Полученные жидкости называются сжиженным нефтяным газом (газоконденсатом) и имеют

разнообразное применение.

Главные составные части  природного газа – метан, этан, пропан и бутан (в порядке

уменьшения их содержания). Природный газ не содержит свободного водорода, монооксида

углерода, кислорода, олефинов или ацетилена, хотя во многих залежах  имеются диоксид

углерода (углекислый газ), азот и сероводород. Ряд месторождений  природного газа,

большинство из которых располагается в США, содержит промышленные концентрации гелия.

Природный газ широко распространен  в мире, главным образом как  попутный нефтяной

газ. Ведущими странами-производителями  газа являются США, Россия и Канада, но большие

перспективы открытия потенциально значительных месторождений дают поисково-разведочные

работы в море, особенно у побережья Африки, Азии, Южной  Америки, в Северном и

Каспийском морях. Главное использование природного газа – в качестве топлива в

промышленности и быту. В промышленности он применяется  при выплавке металлов и стекла,

производстве извести и цемента, приготовлении хлеба и другой пищи и во многих других

случаях. Он используется также в производстве бензина, сажи и некоторых важных химических

продуктов, таких, как метиловый  спирт, формальдегид, синтетический  аммиак. В домашнем

хозяйстве газ служит горючим в печах, нагревательных приборах, газовых плитах и т.п.

2. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ДОБЫЧИ  И ПОТРЕБЛЕНИЯ НЕФТИ.

Нефть и газ известны человечеству уже несколько тыс. лет. Задолго  до н.э. выходы нефти и газа

были обнаружены в бассейнах  Черного и Каспийского морей  и использовались для отопления,

приготовления пищи, смазки, как цементирующий материал и  дорожное покрытие, для

заделывания щелей и смоления судов. За несколько столетий до н.э. в Китае производилось

ударное бурение с использованием бамбуковых труб. Однако систематическая  добыча нефти в

мире началась лишь спустя 2000 лет.

С 1954 по 1974 мировое производство сырой нефти увеличилось более  чем в 4 раза – с примерно

700 млн. т до 2,9 млрд. т.  После 1974 мировой экономический  спад и сокращение добычи

государствами-членами ОПЕК (Организации стран – экспортеров  нефти) обусловили колебания

добычи, которая достигла максимума в 3,2 млрд. т в 1979 и минимума 2,8 млрд. т в 1983.

Крупнейшими производителями  нефти в 1987 были СССР, США, Саудовская Аравия и Мексика.

Оценка мировых доказанных извлекаемых запасов жидких углеводородов  составила в 1990 г.

125 млрд. т. Около 63 % этих  запасов сосредоточено на Среднем  и Ближнем Востоке. Саудовская

Аравия, Кувейт, Ирак, Объединенные Арабские Эмираты и Иран являются странами, где

находятся крупнейшие доказанные извлекаемые запасы.

В течение второй половины 1960-х и начала 1970-х годов потребление  нефти возрастало

примерно на 8 % в год. В  связи с мировым экономическим  спадом и увеличивающимся

использованием более  распространенных горючих ископаемых, таких, как уголь, темп

возрастания потребления  нефти снизился к концу 1970-х годов  до ~6 %. Резкое снижение

мировых цен на нефть вследствие разработки альтернативных источников энергии к середине

1990-х годов вновь вызвало  увеличение потребления нефти  до 3 млрд. т; ведущими

потребителями нефти являются США, Япония и Западная Европа.

ГЕОЛОГИЯ НЕФТИ И ГАЗА

Геология нефти и газа – это отрасль геологии, которая  может быть определена как «наука поиска

залежей нефти и газа», хотя геологи часто работают на разработке таких залежей и после их

открытия. Использование  последних достижений геологической  науки при поисково-разведочных

работах на нефть и газ не исключает, тем не менее, элемента случайности. Отношение

безуспешных поисково-разведочных  скважин к тем, которые дали хоть какие-нибудь притоки

нефти или газа, составляет в среднем ок. 9 к 1. Кроме того, по оценкам, только одна из семидесяти

скважин, пробуренных для  поисков новых месторождений  нефти и газа, приводит к коммерчески

выгодному открытию. Из-за этого  только крупные нефтяные компании содержат геологические

службы, а многие мелкие компании нанимают геологов-нефтяников как консультантов.

Геологи постепенно пришли к осознанию взаимосвязей между  естественным нахождением нефти  и

газа и структурой пород, и примерно к 1915 нефтяная геология сформировалась как признанная

наука. С этого времени  начался быстрый рост числа специалистов по нефте- и газоразведке; тысячи

геологов во всем мире заняты сегодня поисками нефти и газа. Для того чтобы успешно разведать

находящиеся в недрах земли  залежи полезных ископаемых, необходимо максимально точно

определить условия, благоприятные  для образования таких залежей.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕФТИ И  ГАЗА

Пока не достигнуто еще  полного согласия исследователей в  отношении того, как образуется в

природе жидкая нефть. Нефтеподобные вещества могут быть синтезированы в лабораториях как из

неорганических, так и  из органических веществ, но залегание  нефти и газа почти исключительно  в

осадочных породах, которые одновременно содержат остатки древних растений и животных,

является важным доказательством  того, что исходный материал был  органическим по своей

природе. В основном предполагается, что остатки растений и животных, которые захоронились в

иле, преобразуются в восстановительной  среде, которая предохраняет органическое вещество от

окисления. С погружением  в глубину Земли температура  и давление возрастают. Соответствующее

время (вероятно, не менее 500 000 лет), умеренные температуры (вероятно, 35–40° С) и давления

(вероятно, ок. 10 атм) ведут к преобразованию органического вещества в низкомолекулярные

легкие углеводороды, обычно находящиеся в сырой нефти.

дисперсным органическим веществом, которые имеют тенденцию к уплотнению. Одновременно

формируются благоприятные  для залегания нефти и газа пористые породы (известняки и

песчаники).

МИГРАЦИЯ НЕФТИ И ГАЗА

В процессе седиментации происходит накопление слоистых пород с дисперсным органическим

веществом, которые имеют тенденцию к уплотнению. Одновременно формируются благоприятные