Что такое нефтяной пласт
Нефтеносные пласты, пески, породы, слои, сланцы
Нефтеносный пласт представляет собой совокупность связанных между собой горных пород, которые содержат пустоты или системы трещин.
В них могут циркулировать различные жидкости, такие как:
Элементы представляют собой сложную мозаичную структуру, в которой гидрофильные участки могут соединяться с гидрофобными. Стоит отметить то, что «черное золото» адсорбируется на поверхности породы. Нефть гидрофобизирует ее и изменяет условия смачивания. Пласты, как правило, встречаются на большой глубине с пластовым давлением 14-15 МПа. Это гораздо ниже гидростатического.
Все виды нефтеносных коллекторов объединяются в одну группу, давление которых близко друг к другу. Пласт разрабатывается методом внутреннего горения по пятиточечной схеме. Она располагается в центрах систем по одной нагнетательной скважине. Процесс горения элементов осуществляется по прямоточному варианту.
Нефтеносные районы, пласты и бассейны в России
Добыча и переработка нефтепродуктов имеет огромное значение для развития большинства регионов Российской Федерации. На территории страны выделяют несколько областей, которые располагают запасами углеводородов. Их еще называют нефтеносные провинции. Добыча залежей и разработка месторождений стремительно набирает оборотов. И совершенно не зря. Нефтяная промышленность является одним из самых развитых и прибыльных сегментов народного хозяйства. Она относится непосредственно к видам тяжелой индустрии.
Самые крупные нефтеносные районы России – это:
На сегодняшний день 84% экспорта составляет сырье, которое попадает в трубопроводную систему. Остальная часть приходится на потребление различными видами транспорта.
Производство нового оборудования, автоматизация систем управления, а также разработка инновационных методов существенно влияет на развитие индустрии. Поэтому отличным вариантом станет посещение ежегодной выставки международного уровня «Нефтегаз».
Традиционно выставка проходит в павильонах всемирно известного комплекса «Экспоцентр». Это отличная возможность для специалистов и представителей отрасли ознакомиться с новыми тенденциями и направлениями.
Крупные нефтеносные районы мира
Нефтепродукты представляют собой маслянистые горючие природные жидкости, которые состоят из сложной смеси углеводородов и некоторых органических соединений. Они являются одними из самых полезных ископаемых на планете. Тем не менее, залежи распределяются неравномерно. Запасы энергоресурсов на самых больших месторождениях превышают 10 млрд. тонн.
Крупнейшие нефтеносные районы мира включают следующие регионы:
Ранее «черное золото» добывалось кустарным способом, как правило, с помощью колодцев. Основными регионами добычи являлись Бакинский и Пенсильванский. В начале 20 века нефтепродукты производились уже в 19 странах мира. Особенно расширилась добыча после Второй мировой войны. Число стран увеличилось до 45, а в конце семидесятых углеводороды производились в 80 государствах.
Поиск новых нефтеносных пластов
Одним из видов нетрадиционной нефти являются битуминозные пески. Они представляют собой горючее полезное ископаемое. Альтернативным вариантом становится поиск новых источников добычи нефтепродуктов. Это связано непосредственно с сокращением объемов залежей.
Нефтеносные пески, по подсчетам экспертов, в недалеком будущем могут покрыть мировые потребности в запасах «черного золота». Это объясняется еще и тем, что технологии требуют больших затрат энергии и пресной воды. На запасы нефти в песках возлагают огромные надежды.
Единственной проблемой остается экология. Разработка битумов сопровождается значительными выбросами углекислого газа в атмосферу.
Однако увеличение их добычи дает возможность расширить экспорт:
Как правило, нефтеносный слой бывает сильно насыщен, поэтому сырье вытекает из него ручьями или непосредственно выжимается при сжатии песка в кулаке. До недавнего времени большинство компаний не принимали во внимание технологию разработки битумов. Основной причиной этого являются значительные затраты. Однако на сегодняшний день компании сбились с ног в поисках новых мест добычи. Поэтому битуминозные пески являются источником амбициозных планов для энергетики.
Нефтеносные сланцы, пласты и слои
Нефтеносные сланцы представляют собой еще один способ получения углеводородов.
Из них добывается «черное золото» посредством применения:
При получении сланцевой нефти твердые остатки органической материи преобразуются из горной породы в синтетические углеводороды. Сырье может использоваться как топливо или же непосредственно подвергаться переработке на заводах. Таким образом, удаляются примеси и серы и азота.
Сланцы являются одним из видов горных пород, которые содержат большое количество органических веществ.
Их основная часть залежей расположена в:
Они распределяются на планете неравномерно. Сланцы образовались много лет назад из растительных и животных остатков. Нефтеносная порода находится в твердом или жидком состоянии. Сырье, добытое из них, называют еще тяжелым битумом. Его переработка требует затрат значительного количества денежных средств, поэтому такой продукт являются более дорогостоящим, чем обычное «черное золото».
Технология добычи нефти
Одним из самых экспериментальных методов добычи углеводородов на сегодняшний день является технология плазменно-импульсного воздействия на нефтеносный пласт. Она основана на резонансных свойствах коллектора. Ее суть заключается в том, что электрический ток высокого напряжения пропускают через электроды разрядника в районе интервала рабочего времени внутри буровой установки.
Эта технология является инновационной и позволяет повысить уровень добычи сырья. Она непосредственно повышает уровень нефтеотдачи. Была разработана в середине 90-х годов при участии Санкт-Петербургского Государственного горного университета и ФГУП «НИИЭФА им. Д.В. Ефремова». Данный метод относится к числу экологически чистых и универсальных технологий. Кроме того, ее можно применять как на добывающих, так и нагнетательных скважинах.
Методы разработки нефтеносных пластов на выставке
Авторитетным событием в нефтяной индустрии является международная выставка «Нефтегаз». Ее организатором является всемирно известный комплекс ЦВК «Экспоцентр». Устроители проекта создали максимально комфортные условия для ведения делового общения, развития сегмента, а также обмена опытом и знаниями. Экспозиция представляет собой непосредственно площадку для выработки бизнес-решений.
На выставке будет представлена следующая тематика:
Проведение выставки играет огромную роль для развития нефтегазовой промышленности в целом. Проект непосредственно определяет приоритетные направления развития сегмента в целом.
«Нефтегаз» является событием мирового уровня, что способствует увеличению конкурентоспособности отечественной отрасли, а также улучшению технологических методов производства. Это уникальная возможность для запуска новых проектов и ознакомления с перспективами развития индустрии. Кроме того, здесь можно установить прямые торговые связи и решить маркетинговые задачи.
На выставке обязательно будут демонстрироваться новые методы разработки нефтеносных пластов.
Нефть, Газ и Энергетика
Блог о добычи нефти и газа, разработка и переработка и подготовка нефти и газа, тексты, статьи и литература, все посвящено углеводородам
Виды нефтяных пластов
В природных условиях продуктивные нефтегазосодержащие пласты редко бывают однородными.
Однако часто изменение проницаемости по пласту носит столь хаотичный характер, что значительные области пласта можно считать в среднем однородно проницаемыми. Но нередко встречаются такие пласты, значительные области которых сильно отличаются друг от друга по фильтрационным характеристикам.
Это, так называемые, микронеоднородные пласты, параметры которых существенно влияют на характеристики фильтрационных потоков.
При расчетах элементарных фильтрационных потоков в макронеоднородных пластах также удобно прибегнуть к схематизации геометрии движения и найти такие эквивалентные значения коэффициентов фильтрационного сопротивления, применив которые, можно использовать формулы для однородного пласта.
В пластах-коллекторах нефти и газа выделяют следующие основные виды макронеоднородности:
Таким образом, в результате схематизации фильтрационных потоков можно выделить:
· Прямолинейно-параллельный, плоскорадиальный и радиально-сферический потоки в слоисто-неоднородном пласте;
· Прямолинейно-параллельный, плоскорадиальный и радиально-сферический потоки в зонально-неоднородном пласте;
· Прямолинейно-параллельный, плоскорадиальный и радиально-сферический потоки в пластах, где проницаемость является непрерывной или случайной функцией координат точек области фильтрации.
Нефтегазовая геология
Целью геологических исследований является обнаружение нефти и газа в недрах Земли, перспективная оценка величины месторождений, подготовка к их разработке исходя из типа залегания. Наличия в земле углеводородов являются основным предметом изучения науки. Залежью называется единичное скопление полезных ископаемых в земной коре. Небольшие месторождения редко используются в коммерческих целях, крупные источники углеводородов, разработка которых рентабельна и технически возможна, называют промышленной залежью.
За полтора века развития индустриальных способов добычи ископаемых углеводородной группы техническое оснащение и методы разработки месторождений значительно изменились и усовершенствовались, поэтому практически любое скопление полезных ископаемых позволяет извлекать их в промышленных масштабах.
С советской нефтяной геологией неразрывно связано имя её организатора, академика Губкина Ивана Михайловича. В разные годы большой вклад в развитие геологии нефти и природного газа внесли профессор губкинского университета Жданов М. А., профессор геолого-минералогических наук Бакиров А. А., профессор тюменского индустриального университета Максимов Е. М. и многие другие. Один из популяризаторов науки Игнатий Осипович Брод в середине 20 века провёл презентацию созданной им типологию залежей нефти и газа, на которой основываются разработка и проведение поисковых и разведочных работ на ископаемые.
Условия формирования скоплений углеводородного сырья являются предметом изучения геологии, эти знания помогают в определении нефтегазоносных районов, масштабов и свойств месторождений и их практического использования.
Образование углеводородных накоплений
Скопление нефти образуется в результате движения углеводородов в пластах горных пород. В образовании залежи участвуют три составляющие: коллектор углеводородов, природный резервуар и ловушка. Коллектор — горная порода пористой структуры, способная собирать, фильтровать и отдавать флюиды — нефть, газ, воду. Та часть породы, в которой содержатся скопления нефти, называется природным резервуаром. Ловушка представляет собой комбинацию пористых и слабопроницаемых пород, которая позволяет удерживать нефть в нефтеносном слое.
Передвижение углеводородного сырья между осадочных пород может происходить внутри пласта или в вертикальном направлении между пластами. При подобной миграции происходит заполнение ловушек. Поднимаясь вверх, сначала выделяются более лёгкие углеводороды, затем — тяжёлые. Изменения температуры и давления при миграции способствуют фазовым переходам углеводородов из жидкого в газообразное состояние, влияющим на количественное соотношение нефти и газа. Таким образом, происходит их разделение и формирование газовых, нефтегазовых и нефтяных ловушек.
Определённая И. О. Бродом классификация нефтегазовых залежей впоследствии была доработана и детализирована. В зависимости от геологических профилей и строения резервуаров различают следующие виды:
Соотношение мощности слоя коллектора и высоты скопления делит залежи на полнопластовые и неполно пластовые.
При освоении месторождений, кроме типа залегания, учитывают такие понятия, как пористые свойства коллектора, давление и температуру в пласте, плотность и вязкость нефти, нефтенасыщенность, положение водонефтяного контура, форму и размер слоя.
Формы и строение пластов
Каждая залежь индивидуальна в деталях, т. к. различается совокупность факторов, способствующих её образованию. Но существуют общие принципы строения, которые позволили выделить несколько основных элементов. Залежи делятся на пластово-сводовые, встречающиеся на практике чаще всего, и экранированные.
Выделяют следующие элементы этих видов слоёв:
Глубина залегания — расстояние от поверхности земли до кровли пласта — влияет на свойства нефти, весовой коэффициент содержания углеводородов в залежи. А также этот показатель имеет значение при разработке месторождения.
Классификация слоёв
Нефтегазовое месторождение представляет собой единственную залежь или их совокупность, ограниченных территориально, имеющих качественный состав и количественные показатели полезных ископаемых пригодные для промышленной разработки. Специфика образования углеводородного сырья определяет неизменное соседство нефти и газа в земных недрах. Но процентное соотношение их содержания в порах пласта-коллектора всегда различно, поэтому существует классификация по типу углеводородов:
В зависимости от объёма запасов и углеводородного состава нефтегазовые ресурсы делятся на прогнозные, перспективные и локальные, а также геологические и извлекаемые.
Для подсчёта запасов нефти и газа применяют объёмный метод, который основан на исследовании строения залежи. По совокупности параметров в итоге определяется экономическая целесообразность её разработки.
Залежи нефти и газа и их параметры
Залежи нефти и газа и их параметры
Залежью называется единичное скопление нефти и природного газа. Залежи могут быть промышленными или непромышленными в зависимости от их размеров и запасов углеводородов, содержащихся в них. Если скопление достаточно велико и рентабельно для разработки, оно называется промышленной залежью. Понятие о промышленной и непромышленной залежи весьма условное По мере развития методов и техники извлечения жидких и газообразных углеводородов из недр земли некоторые залежи, ранее считавшиеся непромышленными, могут быть переведены в разряд промышленных и введены в разработку.
Типы ловушек и залежей нефти и газа. Составил Е.М.Максимов.
1 – структурного (антиклинального) типа; 2 – литологического типа; 3- стратиграфического типа; 4 – тектонического типа; 5 – комбинированного типа а) структурно-литологический; б)структурно-стратиграфический; в)структурно-тектонический
Условные обозначения: 1 – глины; 2 – пески водоносные; 3 – часть ловушки, где может образоваться скопление нефти и газа; 4 – изолинии глубины залегания кровли пласта в километрах; 5 –линии тектонических нарушений; 6 – линии стратиграфических перерывов, размывов, несогласного залегания
Основные элементы залежей нефти и газа. Составил Е.М.Максимов
А – нефтяная залежь пластового сводового типа. Б – нефтяная залежь с газовой шапкой, пластового сводового типа.
Условные обозначения: 1 – водо-нефтяная часть залежи; 2 – нефтяная часть залежи; 3 – газонефтяная часть залежи; h – высота залежи; hГ – высота газовой части; hН – высота нефтяной части.
Классификация залежей нефти и газа по типам резервуаров и ловушек. Составил Е.М.Максимов.
Условные обозначения: 1 – пласты-коллекторы; 2 – зоны трещиноватости; 3 – залежь нефти; 4 – границы стратиграфические и литологические; 5 – линии тектонических нарушений; 6 – изолинии глубины залегания по кровле пласта в метрах.
Нефтегазопроявления
Нефтегазопроявлениями называются естественные выходы нефти и газа на поверхность в виде источников, пленок, пузырьков, а также незначительные притоки нефти (до 1 м 3 /сутки) и газа в скважинах при их испытании.
Основными параметрами залежей нефти и газа являются: форма, размеры, тип углеводородов, геологические и промышленные запасы, контуры нефтеносности, газоносности, абсолютные отметки газо-водяных, газо-нефтяных, водонефтяных контактов, пластовое давление, пластовая температура, плотность нефти, абсолютные дебиты в скважинах (притоки за сутки), тип коллектора по пористости, проницаемости и др.
Нефтянка
И нефть, и газ, и мирный атом. ВИЭ, экология, энергопереход
[Н1.3] Строение месторождений
Согласно биогенной теории, условия для превращения керогена в нефть присутствуют в интервале глубин от 2100 м до 5400 м. При этом известно, что первая скважина, пробуренная в Пенсильвании, дала нефть после достижения отметки 21 м. На бакинских промыслах нефть добывали, вычёрпывая вёдрами из глубоких колодцев. Как же она оказалась так близко к поверхности земли?
Дело в том, что добыча нефти ведётся вовсе не из тех пород, где она возникла. Процесс превращение керогена в нефть протекает очень медленно, а поскольку нефть обладает меньшей плотностью по сравнению с окружающими её породами, она постепенно вытесняется вверх. Из-за этого в местах образования нефть присутствует в незначительном количестве и она распределена по всему объёму породы. В промышленных объёмах нефть скапливается в геологических структурах, называемых ловушками.
Вопреки расхожему мнению, подземных нефтяных озёр под землёй не существует. Нефтяной пласт представляет собой горную породу, пропитанную нефтью, газом и водой. Из-за высокого давления порода спрессовывается до весьма плотного состояния и на ощупь обычно напоминает бетон. Такой пласт геологи называют коллектором, а вещества, находящиеся в коллекторе — флюидом. С точки зрения нефтедобытчика пласт-коллектор обладает двумя основными параметрами — пористостью и проницаемостью.
Пористость определяется долей пустот в горной породе, способных вмещать флюид. Чем больше пористость коллектора, тем в нём поместится нефти и газа. Хорошим показателем является пористость в пределах 15-25%. Проницаемость — свойство горной породы пропускать через себя флюид. Некоторые породы оказываются практически непроницаемыми для жидкостей и газов (глины, сланцы), другие легко пропускают флюид (песчаники, доломиты). Для эффективного извлечения нефти из коллектора важно благоприятное сочетание обоих этих параметров. Классический пример дисбаланса пористости и проницаемости — мел, который обладает исключительно высокой пористостью за счёт пронизывающих его капилляров, но эти капилляры имеют очень небольшие размеры и проницаемость у мела плохая.
Одного только коллектора для формирования ловушки недостаточно, поскольку он не только накапливает, но и легко отдаёт флюид. Миновав пористую и проницаемую породу, нефть и газ продолжат своё движение к поверхности земли. Чтобы этого не произошло, путь должна преграждать покрышка — слой пород, непроницаемых для нефти и газа. Покрышки часто бывают сложены из глины или каменной соли. Коллектор, сверху которого расположена покрышка, называется ловушкой. Несколько ловушек образуют месторождение.
Существует 4 основных вида ловушек. Одна из самых распространённых — антиклинальная ловушка, представляющая собой выпуклый вверх изгиб пласта. Тектонически экранированные ловушки формируются при вертикальном перемещением пластов, когда пласт непроницаемых пород располагается напротив пласта проницаемых пород. Соляной купол образуется при внедрении соляного штока в другие пласты. Стратиграфическая ловушка получается при замещении пористых пород непроницаемыми.
Как правило, нефть содержит растворённый в ней газ. Если газа достаточно много, он может присутствовать в свободном состоянии в верхней части ловушки. Такое скопление газа называется газовой шапкой. Снизу и по краям ловушки обычно находится вода.
Горные породы делятся на три большие группы: осадочные, магматические и метаморфические. Осадочные, в полном соответствии с названием, образовались из осадка, опустившегося когда-то на дно моря или океана. К таким породам относятся пески, песчаники, глины, известняки, доломиты. Вторая группа – магматические породы. И тут без сюрпризов — к этой группе относятся породы, образовавшиеся из магмы, например граниты, базальты, порфириты. Третья группа – породы, претерпевшие преобразование (метаморфизм). Они образовались из осадочных или магматических пород. К метаморфическим породам относятся сланцы, мрамор, кварциты.
Подавляющее число ловушек находятся в осадочных бассейнах. Формирование ловушки в магматической или метаморфической породе — редчайший случай. Возвращаясь к теме аномального строения месторождения «Белый тигр» (про это говорилось в статье о теориях происхождения нефти), нужно отметить, что нахождение нефти в гранитах или туфах не говорит о том, что она образовалась именно в этих породах и, следовательно, имеет абиогенное происхождение. С уверенностью можно утверждать лишь то, что данный коллектор представлен трещиноватыми или выветрелыми магматическими породами. То есть место залегания и тип коллектора не имеют прямой связи с происхождением нефти.