Добыча нефти на шельфе

Мы находимся на буровой платформе – сложном техническом сооружении, предназначенном для добычи нефти на морском шельфе. Прибрежные месторождения нередко продолжаются на расположенной под водой части материка, которую и называют шельфом. Его границами служат берег и так называемая бровка – четко выраженный уступ, за которым глубина стремительно возрастает. Обычно глубина моря над бровкой составляет 100-200 метров, но иногда она доходит и до 500 метров, и даже до полутора километров, например, в южной части Охотского моря или у берегов Новой Зеландии.

В зависимости от глубины применяют различные технологии. На мелководье обычно сооружают укрепленные «острова», с которых и осуществляют бурение. Именно так нефть издавна добывалась на Каспийских месторождениях в районе Баку. Применение такого способа, особенно в холодных водах, часто сопряжено с риском повреждения нефтедобывающих «островов» плавучими льдами. Например, в 1953 году, большой ледяной массив, оторвавшийся от берега, уничтожил около половины нефтедобывающих скважин в Каспийском море. Реже применяется технология, когда нужный участок окантовывают дамбами и откачивают воду из образовавшегося котлована. При глубине моря до 30 метров раньше сооружались бетонные и металлические эстакады, на которых размещали оборудование. Эстакада соединялась с сушей или же представляла собой искусственный остров. Впоследствии эта технология утратила актуальность.

Если месторождение располагается близко к суше, есть смысл бурить наклонную скважину с берега. Одна из наиболее интересных современных разработок – дистанционное управление горизонтальным бурением. Специалисты осуществляют контроль прохождения скважины с берега. Точность процесса настолько высока, что можно попасть в нужную точку с расстояния в несколько километров. В феврале 2008 года корпорацией Эксон Мобил (Exxon Mobil) установлен мировой рекорд в бурении подобных скважин в рамках проекта «Сахалин-1». Протяженность ствола скважины здесь составила 11 680 метров. Бурение осуществлялось сначала в вертикальном, а затем в горизонтальном направлении под морским дном на месторождении Чайво в 8-11 километрах от берега.


Чем глубже воды, тем более сложные технологии применяются. На глубинах до 40 метров сооружаются стационарные платформы, если же глубина достигает 80 метров, используют плавучие буровые установки, оснащенные опорами. До 150-200 метров работают полупогружные платформы, которые удерживаются на месте при помощи якорей или сложной системы динамической стабилизации. А буровым судам подвластно бурение и на гораздо больших морских глубинах. Большинство «скважин-рекордсменов» было проведено в Мексиканском заливе – более 15 скважин пробурены на глубине, превышающей полтора километра. Абсолютный рекорд глубоководного бурения был установлен в 2004 году, когда буровое судно Discoverer Deel Seas компаний Transocean и ChevronTexaco начало бурение скважины в Мексиканском заливе (Alaminos Canyon Block 951) при глубине моря 3053 метра.

В отличающихся сложными условиями северных морях чаще строят стационарные платформы, которые удерживаются на дне благодаря огромной массе основания. Вверх от основания поднимаются полые «столбы», в которых можно хранить добытую нефть или оборудование. Сначала конструкцию буксируют к месту назначения, затапливают, а потом, прямо в море, надстраивают верхнюю часть. Завод, на котором строят такие сооружения, по площади сравним с небольшим городом. Буровые установки на больших современных платформах можно передвигать, чтобы пробурить столько скважин, сколько нужно. Задача конструкторов таких платформ – установить максимум высокотехнологичного оборудования на минимальной площади, что делает эту задачу похожей на проектирование космического корабля. Чтобы справиться с морозами, льдами, высокими волнами, буровое оборудование могут установить прямо на дне.

Развитие этих технологий чрезвычайно важно для нашей страны, обладающей самым обширным в мире континентальным шельфом. Большая его часть находится за полярным кругом, и пока до освоения этих суровых пространств еще очень и очень далеко. По прогнозам, в арктическом шельфе может находиться до 25% общемировых запасов нефти.


Нефтепроводы России

В настоящее время около 84% нефти, экспортируемой за пределы России, попадает в трубопроводную систему. Из остальных 16% - 13% приходится на железнодорожный транспорт и оставшиеся 3% – на речной и водный. Единственным оператором нефтепроводов в России является ОАО «АК «Транснефть», на долю которой приходится 97% перевозок всей нефти, добываемой в стране. Трубопроводная система компании общей протяженностью более 217 тыс. километров, из которых 46,7 тыс. км. приходится на нефтепроводы и 19,3 тыс. км. – на нефтепродуктопроводы, связывает основные нефтегазовые регионы России с рынками сбыта в Западной и Восточной Европе.

В настоящее время основными экспортными нефтепроводами являются Балтийская трубопроводная система (Ярославль-Приморск, пропускной способностью 74 млн. т. в год); трубопровод Дружба, северная ветка которого уходит в Польшу, а Южная – в Словакию (90 млн. т. в год); черноморские трубопроводы Самара-Одесса (12 млн. т. в год) и Самара-Новороссийск (43 млн. т. в год).

В настоящее время активно разрабатываются четыре направления экспорта российской нефти и транзита нефти из стран СНГ через территорию России: каспийско-черноморско-средиземноморское, северобалтийское, центрально-европейское и восточно-сибирское. При этом наиболее перспективным является восточно-сибирское направление в связи с активным ростом потребления нефти в Азиатско-Тихоокеанском регионе, прежде всего в Китае.

Морское глубокое бурение на акватории Карского моря

Морское глубокое бурение на акватории Карского моря проведено на Ленинградской и Русановской площадях.
Кроме того, были пробурены параметрические скважины на островах: Белый (три скважины) и Свердруп (одна скважина) с общей проходкой 8 тыс.м. В целом разбуренность южной части Карского моря крайне мала и не превышает 0,05 м/км.кв.

В результате геолого-геофизических работ изучено строение осадочного чехла до глубины 11-17 км, выделены основные тектонические элементы. Выявлено более 60 локальных структур. Четырьмя скважинами в терригенных отложениях мела открыто два уникальных по запасам газоконденсатных месторождения - Русановское и Ленинградское с суммарными запасами около 9 трлн. м3 газа.

Первыми сейсморазведочными работами, проведенными в акватории Обской и Тазовской губ были морские рекогносцировочные работы МОВ масштаба 1:500000, выполненные в 1960 году сейсмопартией 29/60 ПОГО «Ямалгеофизика». Был отработан один сейсмопрофиль, по материалам которого выделены Адерпаютинское и Антипаютинское локальные поднятия. С 1986 г. на акватории Тазовской губы работы проводятся силами ГУП Трест «Севморнефтегеофизика». С 1986 г. по 1989 г. в акватории проводятся опытно-производственные мелководные сейсморазведочные работы МОВ ОГТ. Исследования были направлены на изучение строения мезозойской части осадочного чехла в районе Адерпаютинской и Антипаютинской антиклинальных складок. В результате этих работ указанные поднятия были оконтурены, прослежены те же продуктивные комплексы, что и на суше. Геолого-геофизические материалы по акватории были увязаны с аналогичными данными по смежным районам суши.

В 1995 г. ГУП трест «СМНГ» выполняет площадные сейсморазведочные работы МОВ ОГТ в акватории Тазовской губы. По результатам этих работ изучен разрез осадочного чехла до глубины 6,5 км, от нижне-среднеюрских до современных включительно. Построены структурные карты по отражающим горизонтам до юрских отложений включительно. Уточнено строение Адерпаютинского и Западно-Антипаютинского поднятий, выявлено и оконтурено Чугорьяхинское антиклинальное поднятие.

Глубокое поисковое бурение на Севере

В 1971 г. на прилегающей суше было начато глубокое поисковое бурение. К настоящему времени изучены бурением сухопутные части Адерпаютинской, Антипаютинской, Тота-Яхинской структур, в пределах которых вскрыт и исследован разрез осадочного чехла от нижней-средней юры до четвертичных отложений.
В результате бурения глубоких поисковых скважин на этих объектах открыты залежи газа в сеноманских отложениях. В поисково-разведочных скважинах проведены работы ВСП, по результатам которых изучена скоростная характеристика разреза.

В результате геолого-геофизических исследований выполнено тектоническое районирование северной морской части Западно-Сибирской плиты, изучена литолого-фациальная характеристика палеозойско- триасового и юрско-мелового комплексов отложений.

В 2000 г. в акватории Обской губы были пробурены две поисковые скважины на поднятиях Каменномысское-море и Северо-Каменномысское на сеноманские отложения. По результатам бурения этих скважин в сеноманских отложениях открыты промышленные скопления газа.

В 2002-2003 году ОАО «Газпром» проводило геологоразведочные работы в акватории Обской и Тазовской губ в пределах Северо- Каменномысского газового месторождения и Чугорьяхинской структуры. Пробурено две поисковые скважины на сеноманские отложения с общей проходкой 2341 м. Проведены сейсморазведочные работы 2Д в пределах Южно-Обского участка в объеме 1680 пог.км. В результате выявлены новые нефтегазоперспективные структуры на юге акватории Обской губы.

Единица измерения нефти

Что мы знаем про баррели, самую известную и общепризнанную меру нефти? Достаточно мало, но это лишь наше упущение – ведь у баррелей есть много интересных секретов!

В баррелях измеряется не только нефть, но и жидкость вообще. Это – старинная великобританская мера. И для разных жидкостей, кстати, существуют свои баррели.

Например, пивной баррель – понятно, для какого напитка. Он использовался в Великобритании также для меры эля. Один п.б. равнялся двум третям хогсхеда, либо двум килдеркинам или четырем феркинам. Кстати, в разные времена все эти меры периодически менялись. Например, в середине пятнадцатого века баррель был равен почти 167 баррелей, а с начала девятнадцатого века – 163 литра с небольшим.

Был еще английский баррель, который в основном применялся для сыпучих средств. Один английский баррель равен 257 с небольшим литров.

В Америке же стандартный баррель равен 31 с половиной американских галлонов или 119 с небольшим литров.

Кстати, в Соединенных Штатах Америки для измерения пива используется стандартный пивной баррель, он меньше, чем баррель обычный. Соответственно, для нефти одноименная мера в литрах также отличается. Он равен 158, 988 литров.

Кстати, на письме эта мера измерения обозначается, как BBL. Но откуда там взялась двойная B? Дело в том, что в позапрошлом столетии, когда создание нефтепродуктов и добыча нефти только осваивалась, для перевозки жидкости использовались самые разные емкости. И в семидесятых годах позапрошлого столетия компания, которая стала выпускать основную тару для нефти, во всем нефтяном мире прославилась голубыми бочками. Но суть не в этом. Эти бочки «Standart Oil» отличались от других тем, что в них было на 2 галлона больше. Этот запас предназначался для неизбежного испарения или возможного вытекания. Чтобы сей факт как-то обозначить, стали прибавлять вторую b – от слова blue.

Если же вы видите надпись mbbl, это будет значить – тысячи баррелей, а если литера «М» будет сдвоенной, следовательно речь идет о миллионах.

Иногда, довольно редко, нефть измеряется в тоннах. Но тонна – мера массы, и когда начинаешь переводить тонны в стандартную систему измерения нефтепродуктов, обязательно нужно учитывать точную плотность нефти. К сожалению, точного и единого для всех сортов коэффициента плотности: разные месторождения порождают разное качество субстанции. Среднемировое же значение плотности принимают равным за 0, 86 тонн в кубическом метре (число округленное). Это эквивалентно 0, 14 тонн в одном барреле.

Еще иногда нефть измеряют в килолитрах. Один килолитр равен тысяче обычных литров, одному кубическому метру (кстати, эта мера измерения применяется для природного газа) или 6, 29 баррелей (число округленное до сотой доли).

Влияние нефти на экологию

Впервые нефть стали добывать в конце позапрошлого века, в 1880 году. И с этих времен добыча черного золота, как поспешили окрестить нефть, лишь увеличивалась. В настоящее время это жидкое топливо покрывает больше шестидесяти процентов энергетических потребностей во всем мире.

Понятное дело, что при подобных масштабах какие-то потери неизбежны. К сожалению, в данном случае потерей можно и нужно назвать загрязнение окружающей среды, постепенное и планомерное.

Возникает загрязнение природы в разных ситуациях. Выливается нефть при ее непосредственной добыче, последующей транспортировке, при сгорании в качестве готового топлива, при использовании в качестве смазочного материала. Дело в том, что гидросфера планеты является крайне сложной системой, в которой взаимосвязано множество отдельных сфер, являющих собой биохимическое равновесие. Поступая в водоемы, нефть нарушает гидросферу, отравляя воду, птиц, рыб, млекопитающих.

Да, в гидросфере есть определенные ресурсы для так называемого ассимилирования отходов. Но ни один резерв в мире не может быть бесконечным. Во многих местах на нашей планете ресурсы для переработки природных отходов исчерпаны, в связи с этим водные системы загрязняются. Но самое неприятное то, что результаты загрязнения порой наступают раньше, чем люди засекают сам факт разлива нефти. В качестве наглядных примеров можно привести Балтийское море и Средиземное, а также Адриатику. Сену, Темзу, Рейн и еще пару серьезных рек. Великие озера, что в Америке и Канаде.

Однако, человеку повезло, динамические системы, которой является гидросфера, постепенно восстанавливается, если ей не мешать в дальнейшем.

Но, как показывает практика, человек готов гадить и у себя дома. Прибрежные системы, только благодаря ошибкам в ходе добычи и перевозки нефти, находятся в удручающем состоянии. А так как большинство рыб первые месяцы своей жизни проводят именно в прибрежной полосе либо в устьях впадающих рек, а ракообразные и подавно всю жизнь сидят в мелкой воде, неизбежно популяции морских жителей стали понижаться.

Такие прибрежные районы называются континентальными шельфами, они занимают меньше десяти процентов от всех океанических территорий. Но не смотря на столь маленькие объемы, человечество изучило лишь десятую часть всех течений, которые перемещаются в прибрежных водах. В общем же исследовано меньше 15 процентов шельфов. Но на тех территориях, что были исследованы, уровень загрязнений просто пугает. И до сих пор эти районы активно используются для сплавления отходов в воду.

В Мировой океан ежегодно попадает до 10 миллионов тонн горючего. Посчитайте сами: всего 1 тонна нефти занимает 12 километров в квадрате на поверхности воды. Прикинули, каков масштаб катастрофы, которая пока что не очевидна обывателю.




Что делают из нефти ?...

Бывает первичная и вторичная переработка нефти.

Процесс разделения нефти на фракции, имеющие разную температуру кипения, называется ректификацией. Она проводится в специальных ректификационных колоннах.

Первичная переработка нефти - это перегонка, в результате которой нефтепродукты разделяются на составные части (их называют фракциями):
  • сжиженный газ;
  • бензины (автомобильный и авиационный),
  • реактивное топливо,
  • керосин,
  • дизельное топливо (солярка),
  •  мазут.
Первые пять видов нефтепродуктов являются топливом. А мазут перерабатывают для получения:
  • парафина,
  • битума,
  • жидкого котельного топлива,
  • масел.
При смешивании битума с минеральными веществами получается асфальт (асфальтобетон), используемый в качестве дорожного покрытия.

Жидкое котельное топливо используют для обогрева домов.

Из нефти выпускают широкий ассортимент смазочных материалов:
  • смазочное масло;
  • электроизоляционное масло;
  • гидравлическое масло;
  • пластичную смазку;
  • смазочно-охлаждающую жидкость;
  • вазелин.
  • Масла, получаемые из нефти, идут на приготовление мазей и кремов.

Оставшийся после перегонки нефти концентрат называется гудроном. Он идет на дорожные и строительные покрытия.


Вторичная переработка нефти включает в себя изменение структуры ее компонентов - углеводородов. Она дает сырье, из которого получают:
  • синтетические каучуки и резины;
  • синтетические ткани;
  • пластмассы;
  • полимерные пленки (полиэтилен, полипропилен);
  • моющие средства;
  • растворители, краски и лаки;
  • красители;
  • удобрения;
  • ядохимикаты;
  • воск;
  
Даже отходы переработки нефти имеют практическую ценность. Из отходов перегонки нефти производится кокс. Его используют в производстве электродов и в металлургии. А сера, которую извлекают из нефти в процессе переработки, идет на производство серной кислоты.

Технология переработки нефти (бензин)

(Московский нефтеперерабатывающий завод) Нефть проходит атмосферно-вакуумную перегонку, после чего и распределяется на процессы. Одна часть перерабатывается в бензин для экспорта, другая — дизель класса "Евро-3", а также топливо для реактивных двигателей. Производство бензина делится на каталитический риформинг и крекинг, далее он перемешивается и разделяется на соответствующие виды.



Переработка и очистка нефти происходит в специальных резервуарах, а процесс этого отображается на компьютерных мониторах специалистов, которые следят за всем происходящим в своих комнатах. Каждые два часа оператор проверяет технику и приборы, так как могут сработать датчики давления, а на мониторе это не отразится.

На предприятии есть резервуарный парк с четырьмя базовыми хранилищами для сырья и четырьмя дополнительными меньшего размера. Остальные баки предназначены для товарной продукции и полукомпонентов, например, для мазута.

Резервуары для хранения нефти

Здесь хранится нефть, поступающая на предприятие по двум нефтепроводам, которая смешивается и немного отстаивается.

После смешивания и отстаивания «черное золото» подвергается первичной обработке, то есть обессоливанию и обезвоживанию. Для этого в резервуар добавляется вода, а потом на него воздействуют электричеством, благодаря чему лишние соли оседают на дно или стенки, то есть нефть промывается.

Система первичной переработки. Атмосферно-вакуумная перегонка
Далее идет атмосферно-вакуумная перегонка, где нефть подогревается и разделяется на виды. После первичного отбора выделяется прямогонный бензин, который экспортируется. Остальное сырье перерабатывается дальше. Остатки от такой перегонки поступают в вакуумный блок.

Стоит заметить, что на таком топливе наша машина еще не поедет
Система первичной переработки включает множество ячеек с очень узкими трубами. После вакуумной и термической обработки из них выходят газы, дизель, бензин и другие компоненты.

В вакуумном блоке все кипящие компоненты снова подвергаются воздействию высоких температур, результатом чего становится выход светлых нефтепродуктов, которые пригодны для дизельного топлива.

Далее выделенные от первичной переработки виды отправляются на каталитический риформинг.


Каталитический риформинг и крекинг

В установке каталитического риформинга бензиновым фракциям присваиваются октановые числа, то есть ярлыки 92 и 95.

Итак, начинается вторичная перегонка и каталитический риформинг. Большая часть продукта после атмосферно-вакуумной обработки поступает в систему каталитического крекинга. Данный процесс заключается в том, что тяжелая нефть (вяжущая смесь мутно-зеленоватого цвета) расщепляется. В жидкости со множеством молекул связи разрываются, и получаются вещества, где молекул немного, и они очень легкие. Из них выходят газовые фракции дизельного топлива и бензина.

Таким образом, в двух разных системах завода на нефть одновременно воздействуют химические процессы, относящиеся к вторичной переработке. При этом выделается дизель, бензин и газы.

Крекинг очищает нефть от серы, а риформинг наделяет жидкость октановым числом.

По специальным расчетам виды бензина и несколько компонентов перемешиваются между собой, и получается конечный продукт. По времени это примерно 6 часов, а со всеми необходимыми проверками — сутки.

Из 1 тонны нефти после переработки всего 72% продается, остальное называется мазутом. Из 72% примерно 30% приходится на дизель, 24% — на бензин, 11% — на авиационное топливо, 8% — на газ.