Тема: характеристика нафтової та газової промисловості

ЛЕКЦІЯ 5.

Нафта та газ є важливим джерелом енергії. Газ поділяють на природний (видобувається самостійно) та попутний (знаходиться у нафті в розчиненому стані, на 1т нафти попутно отримують 100-150м³ газу).

Нафта – це масляниста темно – коричнева рідина з червоним чи зеленуватим відливом, інколи чорна, синя чи світла, іноді майже прозора (наприклад: Бакинське родовище) з характерним різким запахом.

Розрізняють легкі та важкі нафти. З легкої нафти отримують бензин, гас; з важкої – різні мастильні матеріали, дизельне паливо, бітум, мазут. Легкі нафти добувають насосами чи фонтанним способом, а важкі – навіть шахтним способом. Температура застигання нафти від +11 до 20⁰С, температура початку кипіння близько 100⁰С. На відміну від інших корисних копалин, нафта і газ не утворюють самостійних пластів, вони заповнюють порожнини в породах.

За своїм складом нафта – суміш вуглеводнів (парафіни, нафтени, ароматичні вуглеводи). Основні види нафти містять 80-87% вуглецю, 10-14% водню, 0-5% сірки, 0-3% кисню, 0-2% азоту.

Питома теплотворна здатність нафти як палива складає 37,6-49,3МДж/кг (чим менша щільність, тим більша теплотворна здатність). У сирому стані нафту майже не використовують. Її використовують після очищення (видалення води, шкідливих домішок) та термічної перегонки на фракції: при нагріванні до 40-180⁰С виділяються пари авіабензину, при 200-300⁰С – гасу, 270-350⁰С – газойлю (остання фракція переробки нафти).

Після світлих нафтопродуктів виділяють спочатку мазут, потім гудрон. Всього з нафти виробляють більше 560 різних нафтопродуктів.

Нафта широко використовується в хімічній промисловості для виробництво пластмас, синтетичного каучуку, синтетичних волокон, жирів, спирту, органічних кислот, розчинників, мастильних матеріалів, білка та іншого.

Відомі лікувальні якості нафти, багатої нафтовими та ароматичними вуглеводнями з незначним вмістом в ній легких фракцій.

Попутний та природний газ складається з вуглеводнів з домішками азоту, вуглекислого газу, сірководню, в невеликій кількості аргону та гелію. Газ – найбільш економічний вид палива. Його теплотворна здатність становить до 41,8 МДж/м³. Він використовується як паливо підприємствами чорної та кольорової металургії, цементної промисловості, енергетики та в комунальному господарстві.

Газ використовується як сировина для виробництва синтетичних волокон, каучуку, пластмас, спиртів, жирів, азотних добрив, аміаку, ацетилену, вибухових речовин, ліків.

Застосування газу в енергетиці дозволяє значно скоротити витрати на транспортування палива та використовувати більш дешеве та низькоякісне вугілля.

Нафта та газ мають осадове походження і накопичуються в осадових породах, які покривають сталі ділянки Землі – давні і молоді платформи, їхні плити, вони примикають до передгірних западин і крайових прогинів. Промислові родовища нафти і газу відомі у різних відкладеннях: від докембрію до неогенових товщ. Нафта відома людству близько 5-6 тис. років, газ – декілька десятиріч.

Нафта і газ утворюються в материнських породах (вапняки та темнозабарвлені глини), а потім перетікають та накопичуються в промислових кількостях у так званих колекторах (простих та проникних породах). Тут ці копалини переміщуються в горизонтальному та вертикальному напрямках, поки не потрапляють в так звані структурні пастки. В цих пастках, коли колектор знизу і зверху обмежений водотривкими шарами (найчастіше глиняними), відбувається накопичення нафти і газу, витиснених знизу підземними водами.

У цих пастках газ, нафта та вода залягають окремими шарами, оскільки нафта не розчиняється у воді і легша за воду, а газ розміщується над нафтою. В 1м³піщанику міститься до 130-250 кг нафти.

На 1988р. підтверджені світові запаси нафти, можливі для промислової розробки, оцінюються в 121,5млрд. т, а прогнозовані ресурси – 170 млрд. т.

Найбільші запаси нафти відомі у таких країнах: Саудівська Аравія – 24 млрд. т, Кувейт – 11, Мексика – 8, Іран – 6,5, Ірак – 6, США – 4,5, ОАЕ – 4, Венесуела – 4, Лівія – 3, Нігерія – 2.

Перспективні на нафту і газ території займають близько половини площі суші. Сьогодні відомо біля 160 нафтогазових басейнів, передбачають, що їх близько 600. В основному нафта та газ розміщені на глибині понад 3 км.

Світові підтверджені запаси газу на 1987р. оцінюються в 103трлн. м³, а прогнозовані – в 250трлн. м³. Серед них: 43% - СНД, 25% - Близький Схід, 13% - Америка, 8% - Західна Європа, 11% - інші країни.

Україна має відносно невеликі запаси нафти і газу, які не можуть задовольнити її потреб. Відомі три нафтогазові провінції: Дніпропетровсько – Донецька западина, Карпатська і Кримсько – Причорноморська. Перша, відкрита ще у 1937р.(Ромни) включає близько 80% видобутку нафти і газу. Карпатська провінція охоплює Закарпаття, Українські Карпати, Прикарпаття з частиною Волині. Останньою була відкрита Кримсько – Причорноморська провінція з шельфом Чорного і Азовського морів. Сьогодні це найбільш перспективна територія. На сьогодні людство видобуло близько 110млрд. т нафти і при нинішніх темпах видобування щорічно споживається біля 2,5% доведених запасів нафти.

ВИДОБУВАННЯ НАФТИ

Добування нафти з надр землі здійснюється за рахунок енергії двох видів – природної енергії пласта та енергії, яка подається у свердловину тим чи іншим способом. Спосіб експлуатації нафтової свердловини, при якому використовується енергія пласта називається фонтанним. Фонтанний спосіб застосовується у початковий період експлуатації, коли пластовий тиск покладу досить великий. Фонтанний спосіб найбільш економічний. Свердловини, що експлуатуються фонтанним способом, обладнують спеціальною арматурою, яка дає змогу герметизувати гирло свердловини, регулювати та контролювати режим її роботи, забезпечувати повне закриття свердловини під тиском.

Способи добування, при яких нафта підіймається на земну поверхню за рахунок підведеної ззовні енергії називаються механізованими. Існують два різновиди механізованого способу експлуатації – компресорний і насосний.

При компресорному або газліфтному методі у свердловину компресором закачують газ, який змішується з нафтою. Щільність нафти знижується, забійний тиск стає нижчим за пластовий, що викликає рух рідини до поверхні землі. Недоліки цього методу – необхідність спалювання попутного нафтового газу, змішаного з повітрям, підвищена корозія трубопроводів.

При насосному способі експлуатації на визначену глибину спускають насоси, які приводять в дію за рахунок енергії, що передається різними способами. На більшості нафтодобувних підприємств світу набули поширення штангові насоси.

ДОБУВАННЯ ПРИРОДНИХ ГАЗІВ

Родовища горючих газів поділяють на газові, в яких скупчення газів не пов’язане з іншими корисними копалинами; газонафтові, де газоподібні вуглеводні розчинені в нафті або знаходяться над нафтовим покладом у вигляді так званої газової шапки; газоконденсатні, у яких газ збагачений рідкими вуглеводнями. Добування горючих газів включає їх видобування із землі, збір, облік, підготовку до транспортування споживачу.

Газ, як і нафту видобувають із землі через мережу свердловин. Оскільки він знаходиться в земних надрах під високим тиском, для його добування застосовують, як правило, фонтанний спосіб. Щоб газ почав надходити на поверхню, досить відкрити свердловину, пробурену в газоносному пласті. При вільному витіканні газу нераціонально витрачається енергія пласта, можливе руйнування свердловини. Тому на голівці свердловини встановлюють штуцер (місцеве звуження труби), обмежуючи надходження газу. Розробка газового покладу триває 15-20 років, за цей час видобувається 80-90% запасів.

Газ, що надійшов із свердловини, безпосередньо на промислі підготовляють до транспортування. З нього видаляють механічні домішки, водяні пари, важкі вуглеводні, в разі необхідності очищають від сірковмісних сполук.

Дата добавления: 2013-12-14