Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Бензин топливо труба скважина


Про бензин — Автокадабра

Ребята, я тут решил написать сборный пост про бензин. От скважины до бензоколонки. Сам я к нефти имею такое же отношение, как и к бензину - а ровно никакого. Вся информация собрана с помощью гугления интернетов, и совсем не претендует на истину в последней инстанции. С радостью приму ваши замечания и исправления в комментариях. Приятного прочтения;)

UPD: Добавил про изомеризацию и каталитический риформинг. UPD2: Добавил исправления от @Svobodniy. Спасибо ему!) Итак, как все знают, все начинается с нефти, которая является сырьем для производства бензина. Существует 3 теории образования нефти: 1 — Органическая — дерево-болото-торф–гумус=нефть. ( В нее верят 90% геологов) 2 — Неорганическая — углерод+тепло+вода=нефть (В нее верил Меделеев) 3 — Космическая, нефть образовалась при образовании земли (в нее верят параноики) В целом ни одна теория, не подтверждается. Википедия говорит, что нефть образовалась из остатков морских водорослей и зоопланктона в пермский период (298,9 - 252,2 млн. лет назад). Основные современные залежи нефти расположены на глубинах от 800 м. до 2.5 км. Но они уже исчерпываются и многие месторождения в мире уже имеют гулбины 5-6 км. Есть и 8 км. Самая глубокая в мире скважина - геологоразведочная Кольская сверхглубокая скважина - почти 11,3 км.

Бурение
Для начала, чтобы добраться до заветной массы, нужно пробурить скважину с помощью бура. Бурят долотами с 2-3 крутящимися шарошками, на которых обычно впаяны зубцы из твердых сплавов, типа корунда. Алмазные долота используются для выбуривания керна. Для охлаждения, а так же для создания противодавления на забой (нижняя точка скважины, там где бурится), чтобы при вскрытии каких либо флюидосодержащих пластов не было выброса бурильной головки, в трубу постоянно закачивается буровой раствор под высоким давлением. Этот же раствор перебрасывает буровой шлам на поверхность в виде буровой мути. Во время бурения трубу постоянно наращивают, тем самым углубляясь в недры. Скорость бурения сильно зависит от применяемых технологий, от пород, от глубины и т.д. По одной российской компании, за январь коммерческая скорость проходки составила примерно 2700 м станко-месяц. Т.е. в среднем 1 станок проходил 2700 метров. 2700 / 31 / 24 = 3,6 м. Но сюда входят подготовительные работы, различные остановки, аварии и т.д. Чистая скорость бурения долота, на вскидку, 10 метров в час, а то и больше. Есть технологии "беспрерывного" бурения, например, колтьюбинг. Там скорость проходки в разы выше.
Добыча
Существует несколько способов добычи «черного золота» - фонтанный, компрессорный (газлифтный) и насосный. Фонтанный способ применяется при начальной эксплуатации скважины, когда пластовое давление залежи достаточно велико, и нефть сама лупит струей из-под земли. Когда давления перестает хватать, а нефти в скважине еще огого - требуется ее от-туда выкачивать.

При компрессорном, или газлифтном, методе в скважину компрессором закачивают газ, который смешивается с нефтью. Плотность нефти снижается, забойное давление становится ниже пластового, что вызывает движение жидкости к поверхности земли. Закачивается очищенный сухой газ (не воздух и с воздухом он никак не смешивается). Давно уже есть технологии по отделению и повторной очистке этого газа для последующей закачки. И никакой коррозии. Точнее она не из-за этого метода, а из-за того, что в нефти есть вода и зачастую сероводород. Газлифтный метод применяется на месторождениях Западной Сибири, Туркмении, Западного Казахстана.

Насосный способ предполагает наличие насоса, который спускают на определенную глубину. Больше всего в мире ЭЦНов (электроцентробежных насосов) - спускаемый в скважину двигатель с надетыми на его вал десятками-сотнями насосных ступеней. И он выталкивает нефть как бы снизу. Штанговые глубинные насосы (ШГН) – качающие головой ослы являются вторыми по популярности. Круговое движение вращающегося махового колеса преобразуется в вертикальное, и оно, подобно гигантскому металлическому шприцу, вытягивает нефть на поверхность.

Переработка
Нефть, поступающая из недр на поверхность земли, содержит попутный газ, воду, минеральные соли и механические примеси. Перед транспортировкой и подачей на переработку газы, механические примеси, основная часть воды и солей должны быть удалены из нефти. Сырая нефть состоит из смеси углеводородов, каждый из которых имеет разное количество атомов углерода. У них различный вес. Самый легкий – пропан, а самый тяжелый используется для изготовления асфальта.

При переработке нефть нагревают до температуры свыше 370° C и закачивают в основание башни сепаратора. В результате поднимается пар. При тепловой обработке конденсируются молекулы, сначала самые тяжелые – битумные(в основании). Более легкие молекулы, входящие в бензин и керосин продолжают подниматься, пока тоже не обратятся в жидкость, и их можно будет откачать. Трудность такого процесса состоит в том, что теперь бензин становится чрезвычайно взрывоопасным. Методом выпаривания легких фракций из нефти мы получаем бензин, октановое число которого составляет около 60. Дальше топливо проходит последующие ступени крекинга и различных видов очистки (физических и химических). И в зависимости от всех этих ступеней мы получим октановое число 90 и выше. Конечно, чем больше ступеней и их технологичность, тем дороже топливо. В основном получают 92-95 бензины. А вот до 98 догоняют присадками. Для отдельных отраслей получают и 98 бензины без присадок... но дорого.

4,2% выход бензина нет даже из самой плохой тяжелой нефти... минимум 10% и то при прямой перегонке. А кому хочется терять дорогое топливо? Поэтому придумали еще различные последующие обработки... в основном крекинг (он тоже бывает различных типов). Итого выход бензина из средней нефти составляет 40-50%. Из хорошей легкой до 80-85%...

Сортность бензина (антидетонационная стойкость)
Скорость горения бензина в цилиндре - около 30-40 метров в секунду. Скорость детонации - не менее полутора километров в секунду. Взрыв, обращенный навстречу двигающемуся поршню, запросто поломает кольца и много еще чего натворит. Поверхность цилиндра в таком случае полностью невредимой остается редко. В 1926 году американский химик Грэхэм Эдгар предложил способность бензина противостоять детонации измерять октановым числом по предложенной им шкале. В основу он положил очень низкие антидетонационные свойства гептана (октановое число 0) и очень высокие - изооктана (октановое число 100), двух углеводородов, входящих в состав бензина. Например, октановое число 93 означает, что бензин детонирует при тех же условиях, что и смесь из 93% гептана и 7% изооктана. В те годы, максимальное октановое число, которое удавалось получить колебалось от 40 до 60.

Существует два метода определения сортности бензина - исследовательский и моторный. Исследовательский тестируют на малых оборотах. Именно его мы покупаем на заправках (АИ-92, АИ-95) Моторный же разогревают до 149 градусов и тестируют на повышенных оборотах, тем самым увеличивая вероятность детонации. Разница между моторным и исследовательским методами в абсолютных числах составляет не более 10 единиц. Т.е. АИ-95 соответствует А-85.

Как писалось выше, октановое число, полученного выпариванием нефти, бензина - около 60. Далеко на нем мы не уедем.

Для увеличения ОЧ применяются такие процессы как изомеризация и каталитический риформинг. Изомеризация приводит к получению соединения с иным расположением атомов или групп, но при этом не происходит изменение состава и молекулярной массы соединения. Большинство действующих, проектируемых и строя­щихся в России установок изомериза­ции основано на технологиях компа­нии UOP, которая ведет их разработку с 60-х годов X века. В соответствии с технологией октановое число изомеризата до 85-86 пунктов может быть полу­чено в режиме рециркуляции нормаль­ных парафинов, которые выделяются из реакционной смеси фракционирова­нием с дальнейшей экстракцией и адсорбцией на молекулярных ситах. Сочетание процессов Репех (изомери­зации) и Mole (селективной жидкофазной адсорбции на молекулярных ситах) фирмы UOP позволяет за счет увеличе­ния конверсии н-парафинов повысить антидетонационные характеристики легкого прямогонного бензина. Про­цесс ТИП также представляет собой комбинированную технологию, соче­тающую процессы изомеризации, выделения и рециркуляции н-парафинов. Процесс изомеризации является одним из самых легко встраиваемых звеньев для получения высокооктановых компонентов бензинов. Сырьем для него главным образом служат легкие фракции прямогонных, газовых бензинов, а также бензинов риформинга и гидрокрекинга, имеющие низкое октановое число — от 69 до 85 пунктов. В процессе изомеризации, получают так называемый изомеризат, октановое число кото­рого в результате увеличивается и находится в интервале 85-90 пунк­тов, причем выход продукта из сырья очень высокий и составляет 98%.

Процесс каталитического риформинга бензиновых фракций (от англ. Reforming - переделывать, улучшать) - это промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов. При этом молекулы углеводородов в основном не расщепляются, а преобразуются. Сырьем служит бензинолигроиновая фракция нефти. До 30-х годов 20 века риформинг представлял собой разновидность термического крекинга и проводился при 5400 С для получения бензина с октановым числом 70-72. С 40-х годов риформинг - каталитический процесс, научные основы которого разработаны Н.Д. Зелинским, а также В.И. Каржевым, Б.Л. Молдавским. Впервые этот процесс был осуществлен в 1940 г в США. Его проводят в промышленной установке, имеющей нагревательную печь и не менее 3-4 реакторов при t 350-5200 С, в присутствии различных катализаторов: платиновых и полиметаллических, содержащих платину, рений, иридий, германий и др. во избежание дезактивации катализатора продуктом уплотнения коксом, риформинг осуществляется под высоким давлением водорода, который циркулирует через нагревательную печь и реакторы. В результате риформинга бензиновых фракций нефти получают 80-85 % бензин с октановым числом 90-95, 1-2% водорода и остальное количество газообразных углеводородов. Из трубчатой печи под давлением нефть подается в реакционную камеру, где и находится катализатор, отсюда она идет в ректификационную колонну, где разделяется на продукты

Присадки

В 1921 году General Motors впервые открыли и начали применять тетраэтилсвинец, который, даже при небольших дозах, способен увеличить октановое число на 20 единиц. Тетраэтилсвинец - сильнейший и опаснейший яд, вызывающий поражения нервной системы. В чистом виде не применялся, а смешивался с этиловой жидкостью. Такой бензин назывался этилированным. Мощность двигателей существенно возросла, благодаря высокой степени сжатия. Через 30 лет в США таки заметили, что травят народ свинцом. В 1986 году, в США, этилированный бензин был вытеснен с продажи. В России ТЭС запретили в 2002.

После этого, в качестве антидетонатора бензина начали использовать ферроцен, который во многом безопаснее, экологичнее и проще в применении. Добавление 160-180 грамм на тонну бензина способно повысить октановое число на 4-5 единиц. Побочный эффект ферроцена - ярко красный токопроводящий налет на свечах и катализаторе.

В последнее время, для увеличение октанового числа используется метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ). При добавлении 10 - 20 % повышает октановое число от 6 - 15 единиц в зависимости от качества топлива. Бензины с добавкой МТБЭ обладает меньшим нагарообразованием, пониженной токсичностью, высокой детанационной стойкостью и стабильностью. Октановое число МТБЭ - от 115 до 135 по исследовательскому методу или от 98 до 100 — по моторному. При испытаниях отмечено, что применение МТБЭ ведет лишь к незначительному увеличению расхода бензина. Температура кипения МТБЭ составляет 55° C, что в некоторых случаях ограничивает его применение в летний период.

Спасибо, что дочитали до конца:)

Источники: http://bmwservice.livejournal.com/ http://engs1.blogspot.ru/2011/06/48.html http://www.ngpedia.ru/ http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/97567/Компрессия http://auto.lafa.kz/info/news/8681/etot-den-v-istorii http://akteon.livejournal.com/97723.html http://www.ngpedia.ru/id418192p1.html http://e-him.ru/ http://www.phas.ru http://www.indpg.ru/nik/2008/04/2929.html http://www.nefthim.ru/manual/slot1/ http://oils.himdetail.ru/oil12.php

autokadabra.ru

Обсадная труба - скважина - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Обсадная труба - скважина

Cтраница 2

В качестве естественных заземлителей рекомендуется использовать: проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих и взрывчатых газов и смесей; обсадные трубы скважин; металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей; свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле; рельсовые магистральные неэлектрифицированные железнодорожные пути и подъездные пути при наличии преднамеренного устройства перемычек между рельсами.  [16]

В качестве естественных заземлителей рекомендуется использовать: а) проложенные в земле водопроводные и другие металлические трубопроводы, за исключением трубопроводов горючих жидкостей, горючих или взрывчатых газов и смесей; б) обсадные трубы скважин; в) металлические и железобетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей; г) металлические шунты гидротехнических сооружений, водоводы, затворы и т.п.; д) свинцовые оболочки кабелей, проложенных в земле. Алюминиевые оболочки кабелей не допускается использовать в качестве естественных заземлителей. Если оболочки кабелей служат единственными заземлителями, то в расчете заземляющих устройств они должны учитываться при числе кабелей не менее двух.  [18]

Особенно сложны задачи, стоящие перед спутниками вниз, при поисках, разведке и разработке нефтяных и газовых месторождений, когда нужно исследовать свойства горных пород и искать эти важнейшие виды полезных ископаемых через экраны, которыми служат металлические обсадные трубы скважин. Для изучения десятков тысяч таких скважин необходимо было создать принципиально новые геофизические методы, которым слой металла не помеха при исследовании геологических сред.  [19]

И наконец, третья, заключительная часть цикла - этап испытания пластов ( скважины) на промышленный приток нефти, представляющий собой именно то, ради чего предпринимается проходка ствола скважины, - опробование потенциально продуктивных пластов в разведочной скважине либо опробование и освоение заведомо продуктивных объектов, вскрытых добывающей скважиной, для чего создаются перфорационные или кумулятивные каналы, соединяющие нефтегазовмещающие коллекторы этих объектов с внутренним пространством закрепленной обсадными трубами скважины.  [20]

В условиях затрудненного доступа кислорода при укладке газопроводов в болотистых почвах или при большой глубине заложения сооружений, например скважины подземного хранения газа, при содержании в воде сульфатных солей анаэробные сульфатовосстана-вливающие бактерии ( desulphovibrio desulphuricans) могут вызывать коррозию. Причиной коррозии газопроводов и обсадных труб скважин могут быть также сероокисляющие бактерии ( thiobacillus thiooxidans), вырабатывающие в процессе жизнедеятельности серную кислоту, весьма агрессивную по отношению к стали. Коррозии газопроводов могут способствовать также бактерии, потребляющие углеводороды ( pseudomonas), которые разрушают битумные изолирующие покрытия.  [21]

Для очистки природного газа от механических примесей применяются сепараторы или масляные пылеуловители. Сепараторы устанавливаются сразу после задвижки обсадной трубы скважины.  [22]

Артезианские насосы типа АТН изготовляют четырех размеров: АТН-8, АТН-10, АТН-14 и АТН-16. Размеры насосов классифицируются по диаметру обсадных труб скважины. Например, насос для скважины с внутренним диаметром обсадной трубы 10 дм.  [24]

Необходимо было найти возможность дренирования. Было решено провести пробное дренирование через обсадную трубу участковой энергетической скважины, используя ее в качестве дренажного проводника с поверхности земли до отметки главного откаточного штрека, а зтем от нее дренажным кабелем непосредственно к рельсу.  [26]

Насосный агрегат и колонка должны свободно опускаться в скважину; если при продвижении труб приходится применять силу, то трубы колонки и вал искривятся, вал не сможет проворачиваться свободно в подшипниках и насос невозможно будет пустить в ход. Насос должен висеть свободно, не касаясь стенок обсадных труб скважины.  [28]

Октябрьский, Башкирия, и НТЦ Кубаньгазпром, г. Краснодар. Подобные приборы, предназначенные для выявления дефектов сплошности в обсадных трубах скважин, выдавали полезный сигнал на дефектограмме в виде импульсов на фоне шума, что не позволяло оценивать характер, форму, ориентацию и действительные размеры дефектов обсадных колонн. Из зарубежных разработок приборов для магнитной диагностики обсадных колонн наибольший интерес представляла аппаратура фирм Шлюмберже Франция и Тьюбоскоп США, позволяющая выявлять внутренние и наружные дефекты колонн, их коррозионные повреждения. Однако количественная оценка параметров дефектов, их характер и пространственное положение с помощью таких приборов также были невозможны.  [29]

Величина замеренного сопротивления заземления составила 0 15 - 0 2 ом. Для трансформаторных подстанций, установленных на перемычках, ограждающих котлованы и предназначенных для электроснабжения водоотлива, используются в каче-стве заземления обсадные трубы скважин глубинного водоотлива и коллекторы. Величина тока заземления, отводимая водой, через поверхность плотины, может быть значительной, так как слой воды является проводящим каналом, который отводит часть тока, с последующим растеканием его в почве.  [30]

Страницы:      1    2    3

www.ngpedia.ru

Реферат - Нефть – жидкое топливо

Нефть – жидкое топливо Что же такое нефть? Теплотехник ответит, что это прекрасное, высококалорийное топливо. Но химик возразит: нет! Нефть – это сложная смесь жидких углеводородов, в которых растворены газообразные и другие вещества. И чтобы перечислить все продукты, получаемые из нефти, нужно потратить несколько листов, так как их уже несколько тысяч. Еще Д.И. Менделеев заметил, что топить печь нефтью все равно, что топить ее ассигнациями. Нефть (от перс. neft) - горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространенная в осадочной оболочке Земли и являющаяся важнейшим полезным ископаемым.

Нахождение в природе Залежи нефти находятся в недрах Земли на разной глубине, где нефть заполняет свободное пространство между некоторыми породами. Если она находится под давлением газов, то поднимается по скважине на поверхность Земли.

Разведка нефти Цель нефтеразведки – выявление, геолого-экономическая оценка и подготовка к разработке залежей нефти. Нефтеразведка производится с помощью геологических, геофизических, геохимических и буровых работ в рациональном сочетании и последовательности. На первой стадии поискового этапа в бассейнах с не установленной нефтегазоносностью либо для изучения слабо исследованных тектонических зон или нижних структурных этажей в бассейнах с установленной нефтегазоносностью проводятся региональные работы. Для этого осуществляются аэромагнитная, геологическая и гравиметрическая съемки, геохимические исследования вод и пород, профильное пересечение территории электро- и сейсморазведкой, бурение опорных и параметрических скважин. В результате устанавливаются районы для дальнейших поисковых работ. На второй стадии производится более детальное изучение нефтегазоносных зон путем детальной гравиразведки, структурно-геологической съемки, электро и сейсморазведки, структурного бурения. Производится сравнение снимков масштабов 1:100.000 – 1:25.000. уточняется оценка прогнозов нефтегазоносности, а для структур с доказанной нефтегазоносностью, подсчитываются перспективные запасы. На третьей стадии производится бурение поисковых скважин с целью открытий месторождений. Первые поисковые скважины бурятся на максимальную глубину. Обычно первым разведуется верхний этаж, а затем более глубокие. В результате дается предварительная оценка запасов. Разведывательный этап – завершающий в геологоразведочном процессе. Основная цель – подготовка к разработке. В процессе разведки должны быть оконтурены залежи, определены литологический состав, мощность, нефтегазонасыщенность. По завершению разведочных работ подсчитываются запасы и даются рекомендации о вводе месторождения в разработку. Эффективность поиска зависит от коэффициента открытий месторождений – отношением числа продуктивных площадей к общему числу разбуренных поисковым бурением площадей.

Добыча нефти Почти вся добываемая в мире нефть, извлекается посредством буровых скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления. Для подъема нефти и сопутствующих ей газа и воды на поверхность скважина имеет герметичную систему подъемных труб, механизмов и арматуры, рассчитанную на работу с давлениями, соизмеримыми с пластовыми. Добыче нефти при помощи буровых скважин предшествовали примитивные способы: сбор ее на поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, посредством колодцев. Сбор нефти с поверхности водоемов – это, очевидно, первый по времени появления способ добычи, который до нашей эры применялся в Мидии, Вавилонии и Сирии. Сбор нефти в России, с поверхности реки Ухты начат Ф.С. Прядуновым в 1745 г. В 1858 на полуострове Челекен нефть собирали в канавах, по которым вода стекала из озера. В канаве делали запруду из досок с проходом воды в нижней части: нефть накапливалась на поверхности. Разработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, и извлечение из него нефти, впервые описаны итальянским ученым Ф. Ариосто в 15 веке. Недалеко от Модены в Италии такие нефтесодержащие грунты измельчались и подогревались в котлах. Затем нефть выжимали в мешках при помощи пресса. В 1833 –1845 г.г. нефть добывали из песка на берегу Азовского моря. Песок помещали в ямы с покатым дном и поливали водой. Вымытую из песка нефть собирали с поверхности воды пучками травы. Добыча нефти из колодцев производилась в Киссии, древней области между Ассирией и Мидией в 5 веке до нашей эры при помощи коромысла, к которому привязывалось кожаное ведро. Подробное описание колодезной добычи нефти в Баку дал немецкий натуралист Э. Кемпфер. Глубина колодцев достигала 27 м, их стенки обкладывались камнем или укреплялись деревом. Добыча нефти посредством скважин начала широко применяться с 60-х г. 19 века. Вначале наряду с открытыми фонтанами и сбором нефти в вырытые рядом со скважинами земляные амбары добыча нефти осуществлялась также с помощью цилиндрических ведер с клапаном в днище. Из механизированных способов эксплуатации впервые в 1865 в США была внедрена глубоконасосная эксплуатация, которую в 1874 г применили на нефтепромыслах в Грузии, в 1876 в Баку. В 1886 г В.Г. Шухов предложил компрессорную добычу нефти, которая была испытана в Баку в 1897г. Более совершенный способ подъема нефти из скважины – газлифт – предложил в 1914 г М.М. Тихвинский. Процесс добычи нефти, начиная от притока ее по пласту к забоям скважин и до внешней перекачки товарной нефти с промысла, можно разделить условно на 3 этапа. Движение нефти по пласту к скважинам благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин. Движение нефти от забоев скважин до их устьев на поверхности – эксплуатация нефтяных скважин. Сбор нефти и сопровождающих ее газа и воды на поверхности, их разделение, удаление минеральных солей из нефти, обработка пластовой воды, сбор попутного нефтяного газа. Под разработкой нефтяного месторождения понимается осуществление процесса перемещения жидкостей и газа в пластах к эксплуатационным скважинам. Управление процессом движения жидкостей и газа достигается размещением на месторождении нефтяных, нагнетательных и контрольных скважин, количеством и порядком ввода их в эксплуатацию, режимом работы скважин и балансом пластовой энергии. Принятая для конкретной залежи система разработки предопределяет технико-экономические показатели. Перед забуриванием залежи проводят проектирование системы разработки. На основании данных разведки и пробной эксплуатации устанавливают условия, при которых будет протекать эксплуатация: ее геологическое строение, коллекторские свойства пород (пористость, проницаемость, степень неоднородности), физические свойства жидкостей в пласте (вязкость, плотность), насыщенность пород нефти водой и газом, пластовые давления. Базируясь на этих данных, производят экономическую оценку системы, и выбирают оптимальную. При глубоком залегании пластов для повышения нефтеотдачи в ряде случаев успешно применяется нагнетание в пласт газа с высоким давлением. Извлечение нефти из скважин производится либо за счет естественного фонтанирования под действием пластовой энергии, либо путем использования одного из нескольких механизированных способов подъема жидкости. Обычно в начальной стадии разработки действует фонтанная добыча, а по мере ослабления фонтанирования скважину переводят на механизированный способ: газлифтный или эрлифтный, глубинонасосный (с помощью штанговых, гидропоршневых и винтовых насосов). Газлифтный способ вносит существенные дополнения в обычную технологическую схему промысла, так как при нем необходима газлифтная компрессорная станция с газораспределителем и газосборными трубопроводами. Нефтяным промыслом называется технологический комплекс, состоящий из скважин, трубопроводов, и установок различного назначения, с помощью которых на месторождении осуществляют извлечение нефти из недр Земли. На месторождениях, разрабатываемых с помощью искусственного заводнения, сооружают систему водоснабжения с насосными станциями. Воду берут из естественных водоемов с помощью водозаборных сооружений. В процессе добычи нефти важное место занимает внутрипромысловый транспорт продукции скважин, осуществляемый по трубопроводам. Применяются 2 системы внутрипромыслового транспорта: напорные и самотечные. При напорных системах достаточно собственного давления на устье скважин. При самотечных движение происходит за счет превышения отметки устья скважины над пометкой группового сборного пункта. При разработке нефтяных месторождений, приуроченных к континентальным шельфам, создаются морские нефтепромыслы.

Физические свойства нефти Главнейшим свойством нефти, принесшим им мировую славу исключительных энергоносителей, является их способность выделять при сгорании значительное количество теплоты. Нефть и ее производные обладают наивысшей среди всех видов топлив теплотой сгорания. Теплота сгорания нефти – 41 МДж/кг, бензина – 42 МДж/кг. Важным показателем для нефти является температура кипения, которая зависит от строения входящих в состав нефти углеводородов и колеблется от 50 до 550°С. Нефть, как и любая жидкость, при определенной температуре закипает и переходит в газообразное состояние. Различные компоненты нефти переходят в газообразное состояние при различной температуре. Так, температура кипения метана –161,5°С, этана –88°С, бутана 0,5°С, пентана 36,1°С. Легкие нефти кипят при 50–100°С, тяжелые – при температуре более 100°С. Различие температур кипения углеводородов используется для разделения нефти на температурные фракции. При нагревании нефти до 180–200°С выкипают углеводороды бензиновой фракции, при 200–250°С – лигроиновой, при 250–315°С – керосиново-газойлевой и при 315–350°С – масляной. Остаток представлен гудроном. В состав бензиновой и лигроиновой фракций входят углеводороды, содержащие 6–10 атомов углерода. Керосиновая фракция состоит из углеводородов с , газойлевая – и т.д. Важным является свойство нефти растворять углеводородные газы. В 1 м3 нефти может раствориться до 400 м3 горючих газов. Большое значение имеет выяснение условий растворения нефти и природных газов в воде. Нефтяные углеводороды растворяются в воде крайне незначительно. Нефти различаются по плотности. Плотность нефти, измеренной при 20°С, отнесенной к плотности воды, измеренной при 4°С, называется относительной. Нефти с относительной плотностью 0,85 называются легкими, с относительной плотностью от 0,85 до 0,90 – средними, а с относительной плотностью свыше 0,90 – тяжелыми. В тяжелых нефтях содержатся в основном циклические углеводороды. Цвет нефти зависит от ее плотности: светлые нефти обладают меньшей плотностью, чем темные. А чем больше в нефти смол и асфальтенов, тем выше ее плотность. При добыче нефти важно знать ее вязкость. Различают динамическую и кинематическую вязкость. Динамической вязкостью называется внутреннее сопротивление отдельных частиц жидкости движению общего потока. У легких нефтей вязкость меньше, чем у тяжелых. При добыче и дальнейшей транспортировке тяжелые нефти подогревают. Кинематической вязкостью называется отношение динамической вязкости к плотности среды. Большое значение имеет знание поверхностного натяжения нефти. При соприкосновении нефти и воды между ними возникает поверхность типа упругой мембраны. Капиллярные явления используются при добыче нефти. Силы взаимодействия воды с горной породой больше, чем у нефти. Поэтому вода способна вытеснить нефть из мелких трещин в более крупные. Для увеличения нефтеотдачи пластов используются специальные поверхностно-активные вещества (ПАВ). Нефти имеют неодинаковые оптические свойства. Под действием ультрафиолетовых лучей нефть способна светиться. При этом легкие нефти светятся голубым светом, тяжелые – бурым и желто-бурым. Это используется при поиске нефти. Нефть является диэлектриком и имеет высокое удельное сопротивление. На этом основаны электрометрические методы установления в разрезе, вскрытом буровой скважиной, нефтеносных пластов.

Химические элементы и соединения в нефти Нефти состоят главным образом из углерода – 79,5 – 87,5 % и водорода – 11,0 – 14,5 % от массы нефти. Кроме них в нефти присутствуют еще три элемента – сера, кислород и азот. Их общее количество обычно составляет 0,5 – 8 %. В незначительных концентрациях в нефти встречаются элементы: ванадий, никель, железо, алюминий, медь, магний, барий, стронций, марганец, хром, кобальт, молибден, бор, мышьяк, калий и др. Их общее содержание не превышает 0,02 – 0,03 % от массы нефти. Указанные элементы образуют органические и неорганические соединения, из которых состоят нефти. Кислород и азот находятся в нефти только в связанном состоянии. Сера может встречаться в свободном состоянии или входить в состав сероводорода.

Продукты, получаемые из нефти, их применение Из нефти выделяют разнообразные продукты, имеющие большое практическое значение. Вначале от нее отделяют растворенные углеводороды (преимущественно метан). После отгонки летучих углеводородов нефть нагревают. Первыми переходят в газообразное состояние и отгоняются углеводороды с небольшим числом атомов углерода в молекуле, имеющие относительно низкую температуру кипения. С повышением температуры смеси перегоняются углеводороды с более высокой температурой кипения. Таким образом можно собрать отдельные смеси (фракции) нефти. Чаще всего при такой перегонке получают три основные фракции, которые затем подвергаются дальнейшему разделению. Основные фракции нефти следующие: 1. Фракция, собираемая от 400 до 2000 С, - газолиновая фракция бензинов – содержит углеводороды от С5Н12 до С11Н24. При дальнейшей перегонке выделенной фракции получают: газолин (от 400 до 700 С), бензин (от 700 до 1200 С) – авиационный, автомобильный и т.д. 2. Лигроиновая фракция, собираемая в пределах от 1500 до 2500 С, содержит углеводороды от С8Н18 до С14Н30. Лигроин применяется как горючее для тракторов. 3. Керосиновая фракция включает углеводороды от С12Н26 до С18Н38 с температурой кипения от 1800 до 3000С. керосин после очистки используется в качестве горючего для тракторов, реактивных самолетов и ракет. 4. Газойль (выше 2750 С) – дизельное топливо. 5. Мазут – остаток от перегонки. Содержит углеводороды с большим числом атомов углерода (до многих десятков) в молекуле. Мазут также разделяют на фракции: a) Соляровые масла – дизельное топливо, b) Смазочные масла (авиатракторные, авиационные, индустриальные и др.), c) Вазелин (основа для косметических средств и лекарств). И др. Из некоторых сортов нефти получают парафин (для производства спичек, свечей и др.). После отгонки остается гудрон. Его широко применяют в дорожном строительстве.

Применение нефти

Список используемой литературы;

1) Судо М. М. Нефть и горючие газы в современном мире. – М. Недра, 1984. 2) Химия. Школьный иллюстрированный справочник. – М.: Росмэн, 1995. 3) “Книга для чтения по химии (часть вторая)” Авторы: К. Я. Парменов, Л. М. Сморгонский, Л. А. Цветков.

СОДЕРЖАНИЕ

Нефть - жидкое топливо. Ст.1 Нахождение в природе. Ст.1 Разведка нефти. Ст.1 Добыча нефти. Ст.2 Физические свойства нефти. Ст.4 Химические элементы и соединения в нефти. Ст.5 Продукты получения из нефти, их применение Ст.5 Таблица «Применение нефти» Ст.7

www.ronl.ru

Как добывают нефть? Работа нефтяного промысла: student_geolog

После того, как скважина пробурена и вскрыт продуктивный пласт, нефть необходимо поднять на поверхность. Как это происходит и что делать с нефтью дальше? Об этом я расскажу в очередном посте в рамках спецпроекта "Черное золото Татарстана" с ПАО Татнефть о добыче и переработке нефти.Процесс эксплуатации скважин, в целом, сводится к подъему нефти или газа на поверхность земли. Эксплуатация нефтяных скважин ведется тремя способами:Фонтанным - подъем нефти осуществляется за счет пластовой энергии. Фонтанирование может быть как естественное - за счет давления в пласте, так и искусственное - за счет закачки газа или жидкости в скважину.Газлифтным - логическим продолжением фонтанной эксплуатации является газлифтная эксплуатация, при которой недостающее количество газа для подъема жидкости закачивают в скважину с поверхности.Механизированным - с помощью глубинных насосов. Механизированная добыча применяется в тех случаях, когда давление в нефтяном коллекторе снижается настолько, что уже не может обеспечивать экономически оптимальный отбор из скважины за счет природной энергии.

О третьем способе мы и поговорим сегодня. Это наиболее распространенный способ добычи нефти с помощью штанговых скважинных насосов и погружных центробежных электронасосов.

Установка штангового глубинного насоса (УШГН)

Самые распространенные и узнаваемые установки - это стакни в народе называемые "качалки". Две трети фонда (66 %) действующих скважин стран СНГ (примерно 16,3 % всего объема добычи нефти) оборудованы именно этими станками. Они предназначены для работы на глубине от нескольких десятков метров до 3000 м, а в отдельных скважинах на 3200-3400 м.Прообразом современного станка-качалки является насос, изобретенный в 1712 году Томасом Ньюкоменом. Он создал аппарат для выкачивания воды из угольных шахт. Принцип действия был примерно такой:

Современные насосы стали технологичнее - пар заменило электричество, но принцип действия остался тем же - вращательное движение преобразуется в поступательное. По сути, станок-качалка представляет собой привод штангового насоса, который находится на дне скважины. Это устройство по принципу действия очень похоже на ручной насос велосипеда, преобразущий возвратно-поступательные движения в поток воздуха. Нефтяной насос возвратно-поступательные движения от станка-качалки преобразует в поток жидкости, которая по насосно-компрессорным трубам (НКТ) поступает на поверхность.

Штанговый скважинный насос состоит из длинного (2 - 4 м) цилиндра. На нижнем конце цилиндра укреплен неподвижный всасывающий клапан, открывающийся при ходе вверх. В нем перемещается поршень-плунжер, выполненный в виде длинной (1 - 1,5 м) гладко обработанной трубы, имеющей нагнетательный клапан, также открывающийся вверх. Плунжер подвешивается на штангах. При движении плунжера вверх жидкость через всасывающий клапан под воздействием давления на приеме насоса заполняет внутреннюю полость цилиндра. При ходе плунжера вниз всасывающий клапан закрывается, жидкость под плунжером сжимается и открывает нагнетательный клапан. Таким образом, плунжер с открытым клапаном погружается в жидкость. При очередном ходе вверх нагнетательный клапан под давлением жидкости, находящейся над плунжером, закрывается.Накапливающаяся над плунжером жидкость достигает устья скважины и через тройник поступает в нефтесборную сеть.

Станки-качалки отличаются большой надежностью - сложно представить себе более тяжелые условия эксплуатации: круглосуточная и круглогодичная работа на открытом воздухе в различных климатических условиях. Недалеко от города Лениногорск находится скважина-первооткрывательница Ромашкинского месторождения - крупнейшего месторождения России Волго-Уральской провинци (его геологические запасы нефти в нем оцениваются в 5 млрд тонн,а доказанные и извлекаемые запасы - в 3 млрд тонн).За более чем 60 лет эта скважина дала более 417 тысяч тонн нефти. После зарезки бокового ствола в 2009 году скважина и по сей день дает дебит около 8 тонн жидкости.

Наряду с достоинствами, качалки имеют и ряд недостатков. Это значительная масса привода, необходимость в массивном фундаменте, невозможность работы в наклонно-направленных и горизонтальных скважинах, значительный период монтажа станка-качалки при обустройстве скважины и ее ремонте, невозможность использования в морских скважинах.Часть этих недостатков решена в установках с цепным приводом (на фото справа).

Установки с цепным приводом в целом работают так же, как и качалки, преобразуя вращательное движение электромотора в поступательное движение штанги. Однако они более экономичные, требуют меньше металла и обеспечивают более плавный ход штока (это влияет на надежность).Коротко об отличиях и преимуществах можно посмотреть в видео:

Установка электроцентробежного насоса (УЭЦН)УЭЦН – установка электроцентробежного насоса, в английском варианте - ESP (electric submersible pump). По количеству скважин, в которых работают такие насосы, они уступают установкам ШГН, но зато по объемам добычи нефти, которая добывается с их помощью, УЭЦН вне конкуренции. С помощью УЭЦН добывается порядка 80% всей нефти в России. Кроме того, в отличие от штанговых скважинных насосов, УЭЦН можно использовать в "кривых" скважинах, а также на шельфе.В общем и целом УЭЦН - обычный насосный агрегат, только тонкий и длинный. И умеет работать в среде отличающейся своей агрессивностью к присутствующим в ней механизмам. Состоит он из погружного насосного агрегата (электродвигатель с гидрозащитой + насос), электрокабеля, колонны насосно-компрессорных труб, оборудования устья скважины и наземного оборудования (трансформатора и станции управления).В составе подземной части УЭЦН много частей. Это: Погружной электродвигатель, который питает насос. Двигатель заполнен специальным маслом, которое, кроме того, что смазывает, еще и охлаждает двигатель,а так же компенсирует давление, оказываемое на двигатель снаружи.Непосредственно насос. Насос состоит из секций, а секции из ступеней. Чем больше ступеней – тем больше напор, который развивает насос. Чем больше сама ступень – тем больше дебит (количество жидкости прокачиваемой за единицу времени).Протектор (или гидрозащита) электродвигателя. Он отделяет полость двигателя заполненную маслом от полости насоса заполненной пластовой жидкостью, передавая при этом вращение, а также решает проблему уравнивания давления внутри двигателя и снаружи (там бываетдо 400 атмосфер, это примерно как на трети глубины Марианской впадины).Газосепаратор Измерители давления и температуры,Защитные устройства. Это обратный клапан (самый распространенный – КОШ – клапан обратный шариковый) – чтобы жидкость не сливалась из труб, когда насос остановлен (подъем столба жидкости по стандартной трубе может занимать несколько часов – жалко этого времени). А когда нужно поднять насос – этот клапан мешается – из труб постоянно что-то льется, загрязняя все вокруг. Для этих целей есть сбивной (или сливной) клапан КС – смешная штука – которую каждый раз ломают когда поднимают из скважины.Подробнее о них можно прочитать у fduchun76 тут. Также советую прочитать у victorborisov репортаж с предприятия, где изготовляются насосы ЭЦН.

Если коротко, то внутри происходят два основных процесса:отделение газа от жидкости - попадание газа в насос может нарушить его работу. Для этого используются газосепараторы (или газосепаратор-диспергатор, или просто диспергатор, или сдвоенный газосепаратор, или даже сдвоенный газосепаратор-диспергатор). Кроме того, для нормальной работы насоса необходимо отфильтровывать песок и твердые примеси, которые содержатся в жидкости.подъем жидкости на поверхность - насос состоит из множества крыльчаток или рабочих колес, которые, вращаясь, придают ускорение жидкости.

Как я уже писал, электроцентробежные погружные насосы могут применяться в глубоких и наклонных нефтяных скважинах (и даже в горизонтальных), в сильно обводненных скважинах, в скважинах с йодо-бромистыми водами, с высокой минерализацией пластовых вод, для подъема соляных и кислотных растворов. Кроме того, разработаны и выпускаются электроцентробежные насосы для одновременно-раздельной эксплуатации нескольких горизонтов в одной скважине. Иногда электроцентробежные насосы применяются также для закачки минерализованной пластовой воды в нефтяной пласт с целью поддержания пластового давления.

В сборе УЭЦН выглядит вот так:

После того, как жидкость поднята на поверхность, ее необходимо подготовить для передачи в трубопровод. Поступающая из нефтяных и газовых скважин продукция не представляет собой соответственно чистые нефть и газ. Из скважин вместе с нефтью поступают пластовая вода, попутный (нефтяной) газ, твердые частицы механических примесей (горных пород, затвердевшего цемента).Пластовая вода – это сильно минерализованная среда с содержанием солей до 300 г/л. Содержание пластовой воды в нефти может достигать 80 %. Минеральная вода вызывает повышенное коррозионное разрушение труб, резервуаров; твердые частицы, поступающие с потоком нефти из скважины, вызывают износ трубопроводов и оборудования. Попутный (нефтяной) газ используется как сырье и топливо. Технически и экономически целесообразно нефть перед подачей в магистральный нефтепровод подвергать специальной подготовке с целью ее обессоливания, обезвоживания, дегазации, удаления твердых частиц.

Вначале нефть попадает на автоматизированные групповые замерные установки (АГЗУ). От каждой скважины по индивидуальному трубопроводу на АГЗУ поступает нефть вместе с газом и пластовой водой. На АГЗУ производят учет точного количества поступающей от каждой скважины нефти, а также первичную сепарацию для частичного отделения пластовой воды, нефтяного газа и механических примесей с направлением отделенного газа по газопроводу на ГПЗ (газоперерабатывающий завод).

Все данные по добыче - суточный дебит, давления и прочее фиксируются операторами в культбудке. Потом эти данные анализируются и учитываются при выборе режима добычи.Кстати, читатели, кто-нибудь знает почему культбудка так называется?

Далее частично отделенная от воды и примесей нефть отправляется на установку комплексной подготовки нефти (УКПН) для окончательного очищения и поставки в магистральный трубопровод. Однако, в нашем случае, нефть вначале проходит на дожимную насосную станцию (ДНС).

Как правило, ДНС применяются на отдаленных месторождениях. Необходимость применения дожимных насосных станций обусловлена тем, что зачастую на таких месторождениях энергии нефтегазоносного пласта для транспортировки нефтегазовой смеси до УКПН недостаточно.Дожимные насосные станции выполняют также функции сепарации нефти от газа, очистки газа от капельной жидкости и последующей раздельной транспортировки углеводородов. Нефть при этом перекачивается центробежным насосом, а газ — под давлением сепарации. ДНС различаются по типам в зависимости от способности пропускать сквозь себя различные жидкости. Дожимная насосная станция полного цикла состоит при этом из буферной ёмкости, узла сбора и откачки утечек нефти, собственно насосного блока, а также группы свечей для аварийного сброса газа.

На нефтепромыслах нефть после прохождения групповых замерных установок принимается в буферные ёмкости и после сепарации поступает в буферную ёмкость с целью обеспечить равномерное поступление нефти к перекачивающему насосу.

УКПН представляет собой небольшой завод, где нефть претерпевает окончательную подготовку:

  • Дегазацию (окончательное отделение газа от нефти)
  • Обезвоживание (разрушение водонефтяной эмульсии, образующейся при подъеме продукции из скважины и транспорте ее до УКПН)
  • Обессоливание (удаление солей за счет добавления пресной воды и повторного обезвоживания)
  • Стабилизацию (удаление легких фракций с целью уменьшения потерь нефти при ее дальнейшей транспортировке)

Для более эффективной подготовки нередко применяют химические, термохимические методы, а также электрообезвоживание и обессоливание. Подготовленная (товарная) нефть направляется в товарный парк, включающий резервуары различной вместимости: от 1000 м³ до 50000 м³. Далее нефть через головную насосную станцию подается в магистральный нефтепровод и отправляется на переработку. Но об этом мы поговорим в следующем посте:)

В предыдущих выпусках:Как пробурить свою скважину? Основы бурения на нефть и газ за один пост - http://student-geolog.livejournal.com/94950.html

[ОСТАЛЬНЫЕ МОИ ФОТОРЕПОРТАЖИ СМОТРИТЕ ЗДЕСЬ]

student-geolog.livejournal.com


Смотрите также