Добыча нефти открытым способом. Этапы развития нефтяного месторождения

Вечность пахнет нефтью.

Салют, ребята! Сегодня я вам расскажу о том, как в условиях Западной Сибири добывают нефть. То самое чёрное золото, вокруг которого кипят нешуточные страсти, на котором стоит экономика нашей страны, "гуляют" доллар и евро. Для того чтобы увидеть процесс дОбычи (как называют ее люди в "теме"), я отправился к Южно-Приобскому месторождению нефти и на его примере расскажу как это было. Поехали!

1. Показательный розлив нефти в бутылку.

Всё начинается с того, что компания, занимающаяся добычей нефти, использует специальную технику, прибегает к помощи геологов, чтобы открыть месторождение. Затем нужно понять, насколько много нефти скрывается в пластах земли, и вообще, экономически выгодно ли ее добывать? Проводятся исследования почвы, делается большое количество "поисковых" скважин, и, если месторождение найдено и оно принесет пользу, то уже начинается большая работа по освоению. Для этого создают "куст" - площадку, которая объединяет в себе множество пробуренных скважин. Забой скважины уходит в землю под наклоном и достигает пары километров, в настоящее время бурят под углом, а пробуренное дно может находиться на расстоянии километра от куста.

Приобское нефтяное месторождение расположено в Ханты-Мансийском автономном округе, вблизи Ханты-Мансийска. Оно было открыто еще в 1982 году, но освоение началось недавно, поскольку ранее это было не только экономически невыгодно, но и отсутствовали технологии, которые бы обеспечили эффективность месторождения. Геологические запасы недр оцениваются в 5 млрд тонн. Доказанные и извлекаемые запасы оцениваются в 2,4 млрд тонн. К примеру, на данном участке залежи нефти находятся на глубине 2,3—2,6 км.

2. Куст №933. Чтобы попасть сюда, пришлось заранее выдать все паспортные данные, получить пропуск, надеть спецодежду, без которой не пускают никуда, проехать через кордон охраны на территорию месторождения, а также дважды прослушать технику безопасности от нескольких руководителей. Всё крайне строго и лишнего шага в сторону не сделаешь.

3. Инструктаж для всех гостей от компании-подрядчика, занимающейся бурением скважин. К слову, компания "Газпромнефть-Хантос" сама не бурит, это делают подрядчики, выигрывающие тендер и работающие впоследствии на объекте.

4. Справа стоит буровая установка, на вершине которой подвешена лебедка с огромным крюком, которую двигает вверх-вниз электродвигатель. Эта конструкция называется "верхний привод".

Первым в прорытую скважину опускают долото - болванка с тремя шипастыми вращающимися головками, которое бурит землю. Это долото насажено на утяжелённые бурильные трубы, которые в свою очередь навёрнуты на обычные бурильные трубы. И эти собранные "свечки" свинчивают по 2-4 штуки вместе. Вся эта огромная конструкция, называемая бурильная колонна, прикручена на электродвигатель наверху, подвешенный на тот самый крюк сверху.
Совершая бурение скважины, "верхний привод" вращает всю эту конструкцию и опускается вниз, перенося вес колонны на долото. Вес буровой колонны, висящей на крюке сверху, уходит вниз в скважину и равен порядка 130 тонн. Спуск и подъем бурильной колонны происходит многократно, поэтому приходится заменять долото на новое. По трубам вниз закачивают буровой раствор под давлением ~100 атмосфер. Эта жидкость проходит внутри всей конструкции и выходит через долото, охлаждая его, а затем возвращается наверх через пространство между стенками колонны и стенками скважины, поднимая с собой на поверхность шлам - пробуренную породу. К слову, на этом месторождении применяется новая технология - горизонтального бурения, то есть долото идет не только вниз, но и вбок.

5. Так как бурение скважин в настоящее время может вестись не строго вертикально, а под любым заданным углом, то вот эти цифры как раз и означают направление долота.

6. Поднятый наверх раствор очищают, а шлам выбрасывают в специальную яму, которая после бурения рекультивируется. Затем на грунте сверху высаживается растительность.

7. "Свечки" в разобранном состоянии, но скоро придет и их очередь, чтобы уйти глубоко под землю.

8. Регулярно специалист берет пробу нефти, чтобы проверить ее состав. Внизу видны стеклянные бутылки, в которые она разливается.

9. Журналисты и блогеры как дети, рассматривают диковинную бутылку с тёплой жидкостью. Пахнет она серой и маслой, эдакая смесь с несильным, но запахом.

10. Полученная нефтесодержащая жидкость грязного землянистого цвета с пузырьками и содержит в себе песок.

11. fotomanya довольна=)

12. Черное золото на вид как обычная грязная вода. Их этой жижи благодаря сложному технологическому процессу выделяют нефть, воду и попутный нефтяной газ.

13. Конструкция, называемая "фонтанной арматурой", под ней находится центробежный электронасос, опущенный на дно скважины, который и выкачивает жидкость на различные станции очистки, чтобы в дальнейшем получилась чистая нефть. Как вы видите, традиционных "станков-качалок" здесь нет, поскольку они малоэффективны и не выгодны, грубо говоря - это прошлый век.

14. После того как скважина готова, бурильную установку на рельсах перевозят дальше, чтобы начать процесс бурения новой скважины.

15. На переднем плане происходит плановый ремонт скважины. Причем, подобный ремонт обязателен для каждой из скважин через определенный срок времени.

16. Люди героической профессии, не иначе. В условиях холода чинят буровую и, судя по лицам, им это нравится!

18. Городок нефтяников находится на расстоянии от буровой, у них там своя маленькая жизнь. Здесь даже интернет 3g работал и можно было постить фотки!

19. Покидаем кустовую площадку № 933, приезжаем на производственные площадки с установками подготовки нефти и цехом по подготовке перекачки нефти. Площадка расположена в нескольких километрах от буровой, сюда нефть поступает по трубам.

19. Установка подготовки нефти предназначена для приема продукции нефтяных скважин, ее предварительного разделения на нефть, попутный нефтяной газ и пластовую воду и последующей подготовки нефти до товарного качества. Кроме того, на УПН происходит учет товарной нефти, учет и утилизация попутного газа, откачка товарной нефти в трубопровод.

20. Очень много труб, сложные конструкции, где нефть обрабатывается для ее дальнейшего использования.

21. В состав УПН входит большое количество элементов, например: сепараторы, насосные блоки, дренажные емкости, путевые подогреватели и другие устройства. крутейшая схема, как всё устроено. Лично я не понимаю всего, может кто-то из вас специалист)

22. Один из огромных резервуаров с водой, необходимый для очистки нефти.

23. Евгений показывает: - ТАМ НЕФТЬ! Да, в этих резервуарах хранится готовая к использованию нефть.

24. Южно-Приобский газоперерабатывающий завод (ГПЗ), на открытии которого (путём телемоста) год назад был Дмитрий Медведев.

25. Мощность переработки ГПЗ составит 900 млн кубометров попутного нефтяного газа в год. Коэффициент утилизации ПНГ - 96%, что соответствует современным мировым требованиям.

29. Огромный автоматизированный завод, который обслуживается небольшим количеством сотрудников.

27. Генеральный директор "Южно-Приобского ГПЗ" Копотилов Юрий Викторович.

29. По закону, нефтедобывающая компания имеет право на 5% сжигания растворенного в нефти попутного газа. Факел горит для аварийного сброса и сжигания газа в случае возникновения нештатных ситуаций.

30. Центр управления заводом. Завод максимально автоматизирован, для управления огромным производством на 20 ГА требуется всего пару десятков людей. Контроль ведётся круглосуточно 365 дней в году.

31. Много молодёжи, что радует, но помимо них также работают и опытные сотрудники.

32. После завода отправляемся в головной офис "Газпромнефть-Хантоса", расположенный в Ханты-Мансийске.

33. На экране монитора демонстрируют тот самый куст 3д-модели, который здесь, а также в Санкт-Петербурге разрабатывают специалисты.

34. Представитель Г-Н показывает, как уходит вниз скважина, как в одном моменте она идет строго горизонтально. Как пророешь, так нефть и пойдёт. Также на этих экранах можно увидеть состояние всех буровых, какая в какой момент качает нефть, где происходит ремонт и другие полезные вещи. Все подключено к компьютерам и, человек может не находиться в холодном поле у буровой, а сидеть с чаем в вагончике на любом расстоянии от скважины и в реальном времени управлять процессом бурения и добычи.

35. Здание построено несколько лет назад, выглядит обычно, как большинство современных офисных зданий.

36. Двор-колодец XXI века.

За приглашение на буровую спасибо компании

Нефть представляет собой горючую маслянистую жидкость, имеющую цвет от светло-коричневого (почти прозрачного) до темно-бурого (почти черного). По плотности делится на легкую, среднюю и тяжелую.

В настоящее время представить современный мир без нефти невозможно. Она является главным источником топлива для различного транспорта, сырьем для производства различных товаров народного потребления, лекарств и прочего. А как добывают нефть?

Разработки

Нефть вместе с природным газом накапливается в пористых породах, которые называются коллекторами. Они могут быть различными. Хорошим считается коллектор, представляющий пласт песчаника, который располагается между слоями глины и глинистых сланцев. Это исключает утечку нефти и газа из подземных резервуаров.

Как только полезные ископаемые обнаружены, проводится оценка их запасов в пласте, качества и разрабатывается способ безопасного извлечения и транспортировки до перерабатывающей установки. Если по расчетам и газа в данном месторождении является экономически выгодной, то начинается установка эксплуатационного оборудования.

Особенности добычи нефти

В природных резервуарах, где добывают нефть, она находится в сыром состоянии. Как правило, горючая жидкость смешана с газом и водой. Часто они находятся под высоким давлением, под воздействием которого нефть вытесняется к необорудованным скважинам. Это может привести к возникновению проблем. Иногда давление бывает настолько мало, что требуется установка специального насоса.

Процесс добычи нефти можно разделить на три этапа:

• Движение жидкости по пласту по направлению к скважине. Осуществляется за счет природной или искусственно создаваемой разности давления.
• Движение жидкости по скважине - от забоя до устья.
• Сбор нефти с газом и водой на поверхности, их разделение, очистка. А далее жидкость транспортируется до перерабатывающих установок.

Существуют различные методы добычи нефти, которые зависят от типа месторождения полезного ископаемого (суша, вида коллектора, глубины заложения. Также способ может меняться по мере опустошения природного резервуара. Стоит отметить, что морская добыча нефти - более сложный процесс, так как требует устройства подводных установок.

Естественная добыча

Как добывают нефть? Для этого используется сила давления, естественного или создаваемого искусственно. Эксплуатация скважины при энергии пласта называется фонтанной. В данном случае под давлением подземных вод, газа нефть поднимается наверх, не требуя привлечения дополнительного оборудования. Однако фонтанный способ используется только для первичной добычи полезного ископаемого, когда давление значительное и способно поднимать жидкость наверх. В дальнейшем необходимо применение дополнительного оборудования, позволяющего полностью выкачать нефть.

Фонтанный способ является самым экономичным. Для регулировки подачи нефти устанавливается специальная арматура, которая герметизирует контролирует объем подаваемого вещества.

После первичной добычи используются вторичный и третичный методы, позволяющие максимально эффективно использовать месторождение.

Первичный, вторичный и третичный методы

При естественном способе добычи нефти используется поэтапный метод:

• Первичный. Жидкость поступает под воздействием высокого давления в пласте, которое образуется от подземных вод, расширения газов и прочее. При таком способе коэффициент извлечения нефти (КИН) составляет примерно 5-15%.
• Вторичный. Такой метод используется тогда, когда естественного давления уже недостаточно, чтобы поднимать нефть по скважине. В этом случае применяется вторичный способ, который заключается в подводе энергии извне. В этом качестве выступает закачиваемая вода, попутный или натуральный газ. В зависимости от пород резервуара и характеристик нефти, КИН при вторичном методе достигает 30%, а суммарное значение - 35-45%.
• Третичный. Такой метод заключается в увеличении подвижности нефти для повышения ее отдачи. Один из способов - это TEOR, при помощи которого за счет нагрева жидкости в пласте уменьшается вязкость. Для этого наиболее часто применяется водяной пар. Реже используется частичное сжигание нефти на месте, непосредственно в самом пласте. Однако такой способ не очень эффективен. Для изменения между нефтью и водой можно ввести специальные ПАВ (или детергенты). Третичный метод позволяет повысить КИН еще примерно на 5-15%. Данный способ используется лишь в том случае, если добыча нефти продолжает оставаться рентабельной. Поэтому применение третичного метода зависит от цен на нефть и стоимости ее извлечения.

Механизированный способ: газлифт

Если энергия для подъема нефти подводится извне, то такой способ добычи называется механизированным. Он подразделяется на два вида: компрессорный и насосный. Каждый из методов имеет свои особенности.

Компрессорный также носит название газлифтный. Этот метод подразумевает закачку газа в скважину, где он смешивается с нефтью. В результате плотность смеси снижается. Давление забойное также уменьшается, становится ниже пластового. Все это приводит к движению нефти к поверхности земли. Иногда газ под давлением подается из соседних пластов. Такой способ называется "бескомпрессорный газлифт".

На старых месторождениях применяется и система эрлифта, при которой используется воздух. Однако такой способ требует сжигания нефтяного газа, а трубопровод имеет низкую устойчивость к поражению коррозией.

Газлифт для добычи нефти используется в Западной Сибири, Западном Казахстане, Туркмении.

Механизированный способ: использование насосов

При насосном способе на определенную глубину опускаются насосы. Оборудование подразделяется на различные виды. Наибольшее распространение получили штанговые насосы.

Рассмотрим, как добывают нефть данным способом. Принцип работы такого оборудования следующий. В скважину опускаются трубы, внутри которых расположены всасывающий клапан и цилиндр. В последнем установлен плунжер с нагнетательным клапаном. Движение нефти осуществляется за счет возвратно-поступательного перемещения плунжера. При этом попеременно открываются-закрываются всасывающий и нагнетательный клапаны.

Производительность штанговых насосов составляет примерно 500 куб. м/сутки при глубине скважины 200-400 м, а при глубине 3200 м - до 20 куб. м/сутки.

Для добычи нефти могут использоваться и бесштанговые наносы. В данном случае через ствол скважины к оборудованию подводится электрическая энергия. Для этого используется специальный кабель. Также может применяться и другой вид энергонесущего потока (теплоноситель, сжатый газ).

В России чаще используется центробежный вид электронасоса. С помощью такого оборудования добывается большая часть нефти. При использовании электрических насосов на поверхности земли необходимо устанавливать станцию управления и трансформатор.

Добыча в странах мира

Было рассмотрено, как добывают нефть из природных резервуаров. Стоит ознакомиться и с темпами развития. Изначально, до середины 70-х гг., добыча нефти удваивалась практически каждое десятилетие. Затем темпы развития стали не столь активными. Объем нефти, которая была выкачана с начала добычи (с 1850-х гг.) до 1973 года, составил 41 миллиард тонн, почти половина которого пришлась на 1965-1973 гг.

Крупнейшими мировыми нефтедобытчиками на сегодня являются такие страны, как Саудовская Аравия, Россия, Иран, США, Китай, Мексика, Канада, Венесуэла, Казахстан. Именно эти государства являются главными на рынке «черного золота». Стоит отметить, что добыча нефти в США стоит не на верхних позициях, но страна выкупила крупные месторождения в других государствах.

Крупнейшими нефтегазоносными бассейнами, в которых осуществляется добыча нефти и газа, являются Персидский залив, Мексиканский залив, Южный Каспий, Западная Сибирь, Алжирская Сахара и прочее.

Запасы нефти

Нефть является невозобновляемым ресурсом. Объем известных месторождений составляет 1200 миллиардов баррелей, а неразведанных - примерно 52-260 миллиардов баррелей. Всего запасов нефти, с учетом современного ее потребления, хватит примерно на 100 лет. Несмотря на это, в планах России увеличение объемов добычи «черного золота».

Страны, где добывают нефть в наибольшем объеме, следующие:

• Венесуэла.
• Саудовская Аравия.
• Иран.
• Ирак.
• Кувейт.
• Россия.
• Ливия.
• Казахстан.
• Нигерия.
• Канада.
• Катар.
• Китай.
• Бразилия.

Нефть в России

Россия является одной из ведущих Она не только широко используется в самой стране, значительная часть идет на экспорт в различные государства. Где в России добывают нефть? Самые крупные месторождения на сегодня находятся в Ханты-Мансийском АО, Ямало-Ненецком АО и Республике Татарстан. На данные регионы приходится более 60% от общего объема добываемой жидкости. Также Иркутская область и Республика Якутия - места, где в России добывают нефть, показывающие отличные результаты по увеличению объемов. Связано это с разработкой нового экспортного направления Сибирь - Тихий океан.

Цены на нефть

Цена на нефть формируется из соотношения спроса и предложения. Однако в данном случае имеются свои особенности. Спрос практически не изменяется и мало влияет на динамику цен. Конечно, он растет с каждым годом. Но основным фактором формирования цен является предложение. Небольшое его снижение приводит к резкому скачку стоимости.

С увеличением количества автомобилей и аналогичной техники спрос на нефть увеличивается. А вот месторождения постепенно иссякают. Все это, по мнению экспертов, приведет в конечном итоге к нефтяному кризису, когда спрос намного превысит предложение. И тогда цены резко взлетят вверх.

Стоит также отметить, что цена на нефть является одним из важнейших политических инструментов в мировой экономике. На сегодняшний день это около 107 долларов за баррель.

Основные способы добычи нефти.

Существует 3 основных способа добычи нефти: фонтанный, газлифтный и механизированный, включающий несколько видов насосной добычи: штанговым глубинным насосом (ШГН), погружными электроцентробежными насосами (ПЭЦН), электродиафрагменными насосами (ЭДН), электровинтовыми насосами (ЭВН). За рубежом довольно широкое распространение получили гидропоршневые насосные агрегаты (ГПНА).

Фонтанный – самый простой и самый дешевый способ эксплуатации. Однако не все скважины могут длительное время фонтанировать. В этом случае их переводят на механизированные способы добычи нефти. Вместе с тем фонтанный способ при поддержании пластового давления также можно отнести к механизированному. Если подсчитать мощность, расходуемую на закачку воды при ППД, и отнести ее к фонду добывающих скважин, то получим удельную дополнительную мощность на 1 скважину в 13,5 кВт, что вполне соизмеримо с мощностью, затрачиваемой при добыче нефти насосным способом.

Газлифтный способ эксплуатации также относится к механизированному, т.к. для работы этих скважин необходимо закачивать сжатый газ, на что расходуется дополнительная энергия. Газлифтный способ, дававший в 1946 году 37% общесоюзной добычи, был распространен главным образом на промысла объединения Азнефть. Фонд газлифтных скважин, составлявшие в то время 10,8% в дальнейшем сократился вследствие неэкономичности газлифтного способы эксплуатации. К 1980 году добыча нефти составила 3,73%, а фонд скважин 2,87%.

Удельный вес способов эксплуатации по добычи нефти (% к годовой) и фонду скважин (% ко всему фонду)

Как видно из таблицы штанговый способ эксплуатации до 1950 года обеспечивал до 45% общесоюзной добычи нефти, тогда как фонд скважин достигал 85%. Со временем роль и значение этого способа сократились вследствие высокой трудоемкости и малой производительностью до 13,23% общесоюзной добычи. Однако широкое применение этого способа (63% фонда скважин) объясняется большим числом малогабаритных скважин.

С 1955 года получают распространение ПЭЦН. Добыча нефти этим способом из года в год росла и в 1975 года достигла 34% от общесоюзной при 14,4% фрела скважин. Этот способ эксплуатации обеспечивает получение больших дебитов (>40 м 3 /сутки) из скважин по сравнению с ШГН.

В настоящее время (на 2010 году) сбор скважин: ПЭЦН – 49%, ШГН – 43%, газлифтный способ – 1%, Фонтанный способ – 6%, Прочие – 1%

Геологофизическая характеристика месторождений.

Т
ехнология добычи нефти – это гидромеханический процесс движения нефти с ее фазовыми превращениями от забоя скважины до ее устья.

Скважиной называется горная выработка в земной диаметр которой много меньше ее длины.

– формула притока нефти к забою скважины. Где, – коэффициент продуктивности. Нефть, газ и вода залегают в земной коре на глубине от нескольких десятков метров до нескольких десятков километров, скапливаясь в пустотах и трещинах, называемых порами. В основном в геологическом отношении эти флюиды скапливаются в осадочных породах в отличии от изверженных. Осадочные породы – это глины, пески, песчаники, известняки и доломиты, которые осаждались в различные геологические эпохи в разных бассейнах. В последующие эпохи и далее эти пласты в результате тектонических процессов (это изменение структуры пласта: изгибание или смещение) приобретали благоприятные формы для скопления в них указанных флюидов в виде антиклинальных складок.

Динамический уровень в скважине – это расстояние отсчитываемое от устья скважины до уровня жидкости при ее отборе из скважины. Статический уровень – это расстояние от поверхности до жидкости при остановке скважины. Он определяет собой через плотность жидкости пластовое давление, а динамический уровень – забойной давление.

– для фонтанирующей скважины.

Объем куба породы V обр, см 3 . Объем зерен кубаV зерен, см 3 . Тогда объем породы образца равен: , см 3 . Коэффициентом пористости называется отношение объема породы в образце к его геометрическому объему выражаемый в процентах.

В естественном песчаном грунте форма и размеры песчинок неодинаковы. В природных условиях пески состоят из зерен неправильной формы и самых разнообразных размеров. Уплотнение песчинок в грунте также может быть различным. Все это ведет к тому, что пористость естественного песчаного грунта значительно меньше пористости фиктивного грунта, т.е. грунта составленного из шарообразных частиц одинакового размера. В песчаных известняках и других сцементированных горных породах пористость еще меньше чем в песчаных грунтах из-за заполнения пор различными цементирующими веществами. Пористость увеличивается с уменьшением зерен составляющих породу. Это увеличение пористости вызывается тем, что форма зерен с уменьшением их размера становится обычно более неправильной, поэтому укладка зерен менее плотная. Наибольшей пористостью в естественных условиях обладают осадочные несцементированные или слабо сцементированные породы-пески и глины.

С увеличением глубины залегания порода пористость обычно уменьшается в связи с их уплотнением под давлением вышележащих пород. Наиболее неравномерна пористость карбонатных пород, в которых наряду с крупными трещинами и кавернами имеются блоки, практически лишенные пор.

Пористость коллекторов, дающих промышленную нефть в процентах.

Проницаемость пород.

Одним из важнейших свойств, определяющее промышленную ценность нефтяного месторождения является проницаемость его пород, т.е. их способность пропускать через себя жидкость или газ при наличии перепада давления. Движение жидкости и газов в пористой среде называется фильтрацией. Абсолютно непроницаемых горных пород в природе нет. При соответствии давления можно продавить жидкости и газы через любую горную породу. Однако при существующих в нефтяных и газовых пластах перепадах давления многие породы оказываются практически непроницаемыми для жидкости и газа. Все зависит от размеров пор и каналов в горных породах. Поровые каналы в природе условно делятся на 3 категории:

Сверхкапилярные каналы имеют диаметр больше 0,5мм. Жидкость движется в них, подчиняясь общим законам гидравлики. Эти каналы имеются в горных породах с круглой формой зерен, например в гравийных породах.

Капилярные каналы имеют диаметр от 0,5 до 0,0002мм. При движении в них жидкости проявляются поверхностные силы, возникающие на поверхности тел: поверхностное натяжение, силы приминания и сцепления и т.д. Эти силы создают дополнительные сопротивления движению жидкости в пласте, поэтому непрерывное движение возможно при наличии перепада давления.

Субкапилярные каналы имеют диаметр меньше 0,0002мм. Поверхностные силы в таких микроскопических каналах настолько велики, что имеющиеся в пластовых условиях перепады давления не в состоянии преодолеть их.

Породы нефтяных и газовых залежей в основном имеют капилярные каналы, это в основном пески, песчаники, доломиты. Непроницаемые перекрытия нефтяных и газовых пластов обычно состоящие из глинистых пород, имеют субкапилярные поры и каналы, и движения жидкости в них не происходит. Обычно фильтрация жидкости и газов в залежах подчиняются закону Дарси, согласно которому скорость фильтрации жидкости в пористой среде пропорциональна перепаду давления и обратно пропорциональна ее вязкости:

Где - скорость линейной фильтрации; - объемный расход жидкости через породу за единицу времени; - площадь фильтрации; - коэффициент проницаемости: - динамическая вязкость; -перепад давлений на длине образца; - длина пути фильтрации (длина образца). По формуле (1) в лаборатории на образцах нефтесодержащих пород определяют коэффициент проницаемости.

Всистеме СИ величины имеют размерности: - 1м, - 1Па с, -м 3 /с, =1Мпа. Тогда коэффициент проницаемости =1м 2 . Таким образом в системе СИ за единицу проницаемости в 1м 2 принимается проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1м 2 и длине 1м при перепаде давления 1Па расход жидкости вязкостью 1Па с составляет 1м 3 /с. Физический смысл размерности состоит в том, что проницаемость как бы характеризует площадь сечения каналов пористой среды, по которым происходит фильтрация. Если пористость породы в конечном итоге определяет собой запасы нефти, то проницаемость – приток (дебит) жидкости из пласта к скважине. Единица 1м 2 велика и неудобна для практических расчетов, поэтому в промысловом деле пользуются практической единицей – дарси. 1Д 12 =1м 2 , т.о. 1Д=1 10 -12 м 2 . 1Д – проницаемость такой пористой среды, при фильтрации через образец которой площадью 1см 2 и длиной 1см при перепаде давления в 1кгс/см 2 расход жидкости вязкостью 1сП составляет 1см 3 /с. 1Д = 1000мД. Проницаемость большей части нефтегазоносных пород составляет от 100 до 2000мД. Проницаемость глинистых пород составляет тысячные и менее доли милидарси.

Общемировые доказанные запасы нефти (по состоянию на 2015 год) составляют 1657,4 млрд. баррелей. Самые большие запасы нефти – 18,0% всех мировых запасов – находятся на территории Венесуэлы. Доказанные запасы нефти в данной стране составляют 298,4 млрд. баррелей. Саудовская Аравия является второй по величине нефтяных запасов страной в мире. Объем ее доказанных запасов составляет около 268,3 млрд. баррелей нефти (16,2% общемировых). Доказанные запасы нефти в России составляют примерно 4,8% мирового – около 80,0 млрд. баррелей, в США – 36,52 млрд. баррелей (2,2% общемировых).

Запасы нефти в странах мира (по состоянию на 2015 год), баррелей

Производство и потребление нефти по странам

Мировым лидером по добыче нефти является Россия – 10,11 млн. барр./сутки, на втором месте Саудовская Аравия - 9,735 млн. барр./сутки. Мировым лидером по потреблению нефти являются США – 19,0 млн. барр./сутки, на втором месте Китай - 10,12 млн. барр./сутки.

Производство нефти по странам мира (по состоянию на 2015 год), барр./сутки

данные http://www.globalfirepower.com/

Потребление нефти по странам мира (по состоянию на 2015 год), барр./сутки

данные http://www.globalfirepower.com/

Эксперты Международного энергетического агентства (МЭА) ожидают, что мировой спрос на нефть вырастет на 1,4 млн барр./сутки в 2016 году до 96,1 млн барр./сутки. В 2017 году, согласно прогнозам, мировой спрос достигнет 97,4 млн барр./сутки.

Мировой экспорт и импорт нефти

Лидерами по импорту нефти в настоящее время являются США – 7,4 млн. барр./сутки и Китай – около 6,7 млн. барр./сутки. Лидерами по экспорту являются Саудовская Аравия – 7,2 млн. барр./сутки и Россия 4,9 млн. барр./сутки.

Объем экспорта по странам мира в 2015 году

данные ОПЕК

Объем импорта по странам мира в 2015 году

данные ОПЕК

На сколько лет хватит запасов нефти?

Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Доказанные запасы нефти (на 2015 год) составляют примерно 224 млрд т (1657,4 млрд баррелей), предполагаемые - в 40-200 млрд т (300-1500 млрд баррелей).

Мировые разведанные запасы нефти оценивались к началу 1973 года в 77 млрд т (570 млрд баррелей). Таким образом, в прошлом разведанные запасы росли (также растёт и потребление нефти - за последние 40 лет оно выросло с 20,0 до 32,4 млрд баррелей в год). Однако, начиная с 1984 г., годовой объём мировой нефтедобычи превышает объём разведываемых запасов нефти.

Мировая добыча нефти в 2015 году составляла около 4,4 млрд т в год, или 32,7 млрд баррелей в год. Таким образом, при нынешних темпах потребления, доказанных запасов нефти хватит примерно на 50 лет, предполагаемых запасов - ещё на 10-50 лет.

Рынок нефти в США

По состоянию на 2015 год США импортировали примерно 39% общего объема потребления нефти и 61% добывали самостоятельно. Основными странами экспортерами нефти в США являются Саудовская Аравия, Венесуэла, Мексика, Нигерия, Ирак, Норвегия, Ангола и Великобритания. Примерно 30% импортируемой в США нефти и 15% от общего объема потребления нефти в США - нефть арабского происхождения.

По оценкам экспертов, стратегические запасы нефти в США в настоящее время составляют более 695 млн баррелей, а коммерческие запасы нефти - около 520 млн баррелей. Для сравнения в Японии стратегические запасы нефти составляют около 300 млн баррелей, а в Германии - около 200 млн баррелей.

Добыча нефти в США из нетрадиционных источников в 2008-2012 годах увеличилась приблизительно в пять раз, составив к концу 2012 года почти 2,0 млн баррелей в день. К началу 2016 года 7 крупнейших бассейнов сланцевой нефти давали уже около 5,0 млн баррелей ежедневно. Средняя доля сланцевой нефти, или как ее часто называют, легкой нефти из плотных пластов, в общей добыче нефти в 2016 году составила 36% (по сравнению с 16% в 2012 году).

Добыча традиционной сырой нефти в США (включая конденсат) составила в 2015 году на 8,6 млн барр./сутки, что на 1,0 млн барр./сутки меньше, чем в 2012 году. Общий объем добычи нефти в США, включая сланцевую, в 2015 году составил более 13,5 млн барр./сутки. Большая часть прироста в течение последних лет была обусловлена увеличением добычи нефти в Северной Дакоте, Техасе и Нью-Мексико, где применялись технологии гидроразрыва пласта (ГРП) и горизонтального бурения для производства нефти из сланцевых пластов.

В процентном выражении (прирост на 16,2% по сравнению с предыдущим годом) 2014 год стал лучшим за более чем шести десятилетий. Ежегодное увеличение добычи нефти регулярно превосходило 15% в первой половине 20-го века, но эти изменения были меньше в абсолютном выражении, потому что уровни производства были значительно ниже, чем они есть сейчас. Добыча нефти в США росла в каждом из предыдущих шести лет. Эта тенденция последовала за периодом с 1985 по 2008 год, в котором добыча нефти падала в каждый год (за исключением одного года). В 2015 году рост добычи нефти в США приостановился по причине резкого падения цен на нефть во второй половине 2014 года.

Согласно последним оценкам МЭА, добыча традиционной нефти в США в 2016 году составит 8,61 млн барр./сутки, в 2017 году - 8,2 млн барр./сутки. Спрос на нефть в США в 2016 году составит в среднем 19,6 млн барр./сутки. Прогноз средней цены на нефть на 2016 год повышен до $43,57 за баррель, на 2017 год - до $52,15 за баррель.

История знакомства человечества с черным золотом насчитывает многие тысячелетия. Достоверно установлено, что добыча нефти и ее производных велась уже за 6000 лет до нашей эры. Люди использовали нефть и продукты ее естественных преобразований в военном деле и строительстве, в быту и медицине. Сегодня углеводородное сырье является сердцем мировой экономики.

Из глубины веков

Еще древними цивилизациями велась активная (в рамках возможного) добыча нефти. Технология была примитивной, ее можно охарактеризовать двумя словами: ручной труд. Для чего ее добывали? Например, в античные времена на вооружении ряда стран было испепеляющее оружие - «греческий огонь» наподобие современных огнеметов. Также черную маслянистую жижу использовали в медицине, косметологии.

Гораздо дальше пошли изобретательные китайцы: они использовали для бурения бамбуковые буры - некоторые скважины достигали километровой глубины. Правда, черное золото для них было побочным продуктом, а основным - добыча растворенной в минеральной воде пищевой соли.

Промышленная революция

До XIX века традиционным источником нефтепродуктов оставались естественные поверхностные месторождения (вернее, их проявления). Коренной перелом наступил в середине XIX века с появлением технологий глубокого бурения, благодаря которым стали доступными скопления жидкой нефти в недрах земли. Добыча нефти перешла на качественно новый уровень.

Промышленная революция требовала во все возрастающих объемах керосина и смазочных масел, и эту потребность можно было удовлетворить только за счет жидких углеводородов в промышленных масштабах и их последующей перегонки. Самая легкая бензиновая фракция нефти поначалу не имела спроса и за ненадобностью сливалась либо сжигалась. А вот самая тяжелая - мазут - сразу же пришлась ко двору как прекрасное топливо.

Темпы роста

Добыча нефти в мире в 1859 году составила всего 5000 т, но уже в 1880 году возросла до немыслимых по тем временам 3 800 000 т. К рубежу веков (1900 г.) она достигла 20 млн т, причем на долю России приходилось 53 %, а США - 43 % мировой добычи. В XX веке произошел стремительный рост:

• 1920 г. - 100 млн т;
• 1950 г. - 520 млн т;
• 1960 г. - 1054 млн т;
• 1980 г. - 2975 млн т, из которых на долю СССР приходилось 20 %, а США - 14 %.

За полтора столетия нефть, добываемая скважинным способом, стала восприниматься как традиционный ее источник, а поверхностные нефтепроявления, сопровождавшие человечество всю его историю, превратились в экзотику.

На рубеже XXI века произошло возвращение к традициям, но уже на новом технологическом витке развития: в конце 90-х годов Канада объявила о резком увеличении своих запасов нефти за счет пересчета гигантских залежей битуминизированных пород в провинции Альберта, приравняв их к традиционно извлекаемой нефти.

Пересчет далеко не сразу был принят ОПЕК и другими странами. Лишь в 2011 году нетрадиционные запасы так называемой сланцевой нефти были легитимизированы, и все заговорили об энергетической революции. К 2014 году благодаря сланцам на североамериканском континенте значительно возросла добыча нефти. Технология гидроразрыва пластов позволяла добывать углеводороды там, где об этом и не мыслили. Правда, теперешние методы небезопасны для окружающей среды.

Изменение баланса сил

Сланцевые месторождения внесли дисбаланс в мировую промышленность. Если ранее США были одними из главных импортеров углеводородов, то теперь они насытили собственный рынок более дешевым продуктом и задумались об экспорте сланцевых газа и нефти.

Также огромные запасы этого типа черного золота обнаружены в Венесуэле, благодаря чему бедная латиноамериканская страна (попутно имеющая богатые традиционные месторождения) вышла на первое место в мире по запасам, а Канада - на третье. То есть добыча нефти и газа в обеих Америках благодаря сланцевой революции возросла значительно.

Это привело к изменению баланса сил. В 1991 году на Ближнем Востоке было сосредоточено две трети (65,7 %) мировых запасов жидких углеводородов. Сегодня доля главного нефтяного региона планеты сократилась до 46,2 %. За это же время доля запасов Южной Америки выросла с 7,1 до 21,6 %. Увеличение доли Северной Америки не столь существенно (с 9,6 до 14,3 %), поскольку добыча нефти в Мексике за это же время сократилась в 4,5 раза.

Новая промышленная революция

Прирост запасов и добычи черного золота в прошлом столетии обеспечивался по двум направлениям:

• открытие новых месторождений;
• доразведка ранее открытых месторождений.

Новые технологии позволили добавить к этим двум традиционным еще одно направление прироста запасов нефти - перевод в категорию промышленных тех скоплений нефтеносных пород, которые ранее определялись как нетрадиционные ее источники.

Добыча нефти в мире благодаря нововведениям даже превосходит общемировой спрос, что спровоцировало в 2014 году двух-, трехкратное падение цен и демпинговую политику стран Ближнего Востока. По сути, Саудовская Аравия объявила экономическую войну США и Канаде, где активно разрабатывают сланцы. Попутно страдает Россия и другие страны с низкой себестоимостью добычи.

Прогресс в сфере нефтедобычи, достигнутый в начале XXI века, по своему значению может быть сопоставим с промышленной революцией второй половины XIX века, когда добыча нефти стала производиться в промышленных масштабах благодаря появлению и стремительному развитию технологий бурения.

Динамика изменений запасов нефти за последние 20 лет

• В 1991 году объем мировых извлекаемых запасов нефти составлял 1032,8 млрд баррелей (примерно 145 млрд. т).
• Через 10 лет - в 2001 году, несмотря на интенсивную добычу, он не только не уменьшился, но даже возрос на 234,5 млрд баррелей (35 млрд. т) и составил уже 1267,3 млрд баррелей (180 млрд. т).
• Еще через 10 лет - в 2011 году - увеличение на 385,4 млрд баррелей (54 млрд т) и достижение объема в 1652,7 млрд баррелей (234 млрд т).
• Суммарное увеличение мировых запасов нефти за последние 20 лет составило 619,9 млрд баррелей, или 60 %.

Наиболее впечатляющий прирост разведанных запасов и добыча нефти по странам выглядят следующим образом:

• В период 1991-2001 гг. в США и Канаде прирост составил +106,9 млрд баррелей.
• В период 2001-2011 гг. в Южной Америке (Венесуэла, Бразилия, Эквадор и т.д.): +226,6 млрд баррелей.
• На Ближнем Востоке (Саудовская Аравия, Ирак, ОАЭ и др.): +96,3 млрд баррелей.

Рост нефтедобычи

• Ближний Восток - рост на 189,6 млн т, что в относительном выражении составляет 17,1 %.
• Южная Америка - рост на 33,7 млн т, что составляет 9,7 %.
• Северная Америка - рост на 17,9 млн т (2,7 %).
• Европа, Северная и Центральная Азия - рост на 92,2 млн т (12,3 %).
• Африка - рост на 43,3 млн т (11,6 %).
• Китай, Юго-Восточная Азия, Австралия - рост на 12,2 млн т (3,2 %).

На текущий период (2014-2015 годы) 42 страны обеспечивают ежедневную добычу черного золота объемом свыше 100 000 баррелей. Безусловными лидерами являются Россия, Саудовская Аравия и США: 9-10 млн баррелей/день. Всего каждые сутки в мире выкачивают около 85 млн баррелей нефти. Приводим Топ-20 стран, лидирующих по добыче:

Вывод

Несмотря на мрачные прогнозы об истощении через 20-30 лет углеводородов и наступлении коллапса человечества, действительность не так страшна. Новые технологии добычи позволяют извлекать нефть там, где десять лет назад это считалось бесперспективным и даже невозможным. США и Канада осваивают сланцевые нефть и газ, Россия вынашивает грандиозные планы освоения гигантских шельфовых месторождений. Новые месторождения открывают на, казалось бы, вдоль и поперек исследованном Аравийском полуострове. Ближайшие полстолетия у человечества будут и нефть, и газ. Однако необходимо осваивать возобновляемые и открывать новые источники энергии.