Процесс добычи нефти: просто о сложном

Нефть выкачивают из недр насосами, но есть и другие способы добычи. Наиболее перспективна разработка месторождений на морском дне, в глубине которого скрыто до 70% ее мировых запасов. Россия уверенно борется за лидерство в объеме добываемых углеводородов.

Когда люди стали использовать нефть, сказать сейчас не сможет уже никто. Слишком давно это случилось. Не всегда нефть добывают технологически сложными способами – в некоторых местах она залегает настолько близко к поверхности, что ее можно черпать из колодцев, как воду. То, что в Древнем Египте ее уже знали и в Вавилоне использовали – исторический факт. Перерабатывать нефть и получать различные продукты из нее активно стали только в девятнадцатом веке, до этого она использовалась в природном виде.

Нефть использовалась не только как горючая смесь, но и в медицинских и косметических целях для лечения кожных заболеваний, в том числе псориаза и проказы.

Современные способы добычи нефти:

• механический;
• фонтанный;
• сланцевый (самый дорогой, в России не используется).

Однако прежде чем добывать нефть, ее нужно найти.

Разведка месторождений

Поиск месторождений ведется несколькими методами.

Геологическим, при котором геологи по косвенным признакам пытаются найти те места, где, возможно, залегают нефтерождения. На них указывает ландшафт и сопутствующие горные породы. Геологи не только изучают состав почвы, но и снимки из космоса.

Второй способ – геофизический, когда изучается магнитное, электрическое, гравитационное поля земли, а также характер распространения звуковых волн (сейсморазведка).

Третий способ – геохимический, при котором анализируется содержание углеводородов и сопутствующего газа в почвенном воздухе.

Разведка ведется комплексно, оцениваются всевозможные факторы, указывающие на присутствие углеводородов в недрах земли.

Разведочное бурение

Дальше начинается пробное или разведочное бурение. Даже если первая же скважина покажет наличие нефти, будет сделано еще немало других. Они позволят определить размер нефтерождения, его объем, перспективность разработки.

Конечно, стоимость таких работ достаточно велика, далеко не каждая геологоразведочная партия вернется с удачей. Кроме того, даже на первый взгляд перспективное место может оказаться далеко не таким, и углеводороды иссякнут, не успев толком окупить работы по их поиску. Однако, несмотря ни на какие затраты, поиски продолжают вестись, потому что, увенчавшись удачей, они окупятся сторицей.

Когда становится ясно, что нефти достаточно, можно приступать непосредственно к добыче. Месторождение оценивают, и право на разработку государством продается на торгах. Далее работы ведет победившая компания.

Фонтанный способ

Он самый дешевый и простой. Бурится скважина. Это не просто отверстие в земле. Чтобы не вмешивались в процесс грунтовые воды и другие породы, в скважину опускают стальные трубы, по которым будет выкачиваться углеводородное сырье. Снаружи стальные трубы укрепляются цементными кольцами, пространство между ними и породой также цементируется.

В недрах земли на углеводороды давит порода и грунтовые воды, давление это может быть настолько большим, что при бурении скважины нефть начинает бить фонтаном из-под земли. В этом случае достаточно ее просто собирать.

Со временем давление ослабевает, тогда устанавливают насосы и над скважиной появляется знакомый по фильмам и фотографиям маятник-качалка. Продолжают разработку механическим способом.

Применение насосов

Принцип работы насоса-качалки прост и надежен. Электродвигатель приводит в движение кривошипно-шатунный механизм, который, в свою очередь, заставляет работать погружной скважинный штанговый насос. Он выглядит как длинный (2-4 метра) цилиндр, внутри которого двигается поршень-плунжер.

Плунжер и штанга оснащены клапанами, которые позволяют подниматься жидкости при движении поршня вверх (как набирает лекарство шприц). При движении поршня вниз закрывается клапан, через который она попала внутрь, и открывается другой, через который она под давлением поступает вверх.

Эти насосы благодаря своей простоте чрезвычайно надежны, могут эксплуатироваться очень долго. Когда запасы углеводородов в скважине истощаются, в подземный резервуар начинают закачивать газ или пресную воду, искусственно создавая избыточное давление.

Первичная обработка

Из скважин выкачивают не чистую нефть. Это смесь углеводородов, воды, попутного газа и частиц породы. Пластовая вода, которая поднимается вместе с нефтью, очень коррозионно-агресивна, ее необходимо удалить в первую очередь. Попутный газ раньше сжигали, сейчас его научились использовать как сырье и топливо.

Поднятая нефтяная смесь поступает в автоматизированные групповые замерные установки (АГЗУ). Там ее содержимое тщательно анализируют, нефтяную составляющую сепарируют от воды и газа и направляют на установку комплексной подготовки нефти (УКПН). Пройдя там более тщательную очистку, нефть поступает в магистральный трубопровод и уходит на нефтеперерабатывающие заводы.

Буровые платформы

Начать разработку нефтяных месторождений под толщей воды людей заставило два фактора: истощение запасов на суше и анализ шельфа, который показал, что до 70% мировых запасов находится именно там.

Технология добычи остается во многом такой же, как на суше. Самое главное отличие – глубина бурения. В зависимости от глубины воды и залегания нефтяного месторождения под шельфом, бур опускается на 200 метров и больше!

Чтобы было легче представить соотношение размеров бура и трубопровода, нужно взять в руки иголку с длинной нитью. Опустите иглу с высоты пояса так, чтобы она коснулась пола. Вот теперь человек – буровая платформа, а игла – бур!

В зависимости от толщи воды могут применяться разные типы платформ: от стационарных до плавучих. Еще используют буровые суда.

Добыча в море

Нефтедобыча на шельфе по карману лишь самым богатым странам, именно поэтому мировой океан до сих пор не покрыли буровые платформы и суда.

Таблица 1. Стоимость платформ для бурения

Глубина воды, м	млн $
До 45	2
До 320	30
До 1600 (Мексиканский залив)	113

Таблица 2. Расходы на эксплуатацию

Глубина воды, м	тыс. $/сутки
До 15	16
До 40	21
30-180 (самоходная платформа)	1500-7000

Источник: PRO-ARCTIC

Стоимость разработки месторождения зависит не только от глубины, но и от местоположения. В северных льдах намного сложнее условия и оборудование, чем в теплых морях.

Таблица 3. Расходы на добычу на шельфе

Местоположение	млн $
Персидский залив	4
Индонезия	5
Северное море	11

Источник: PRO-ARCTIC

Лидеры по добыче

По данным РБК Россия на декабрь 2018 года занимала второе место в мире по объемам добычи нефти – 10,7 млн баррелей в день. Саудовская Аравия уступала с 10,6 млн. Лидировали США, которые добывали 11,6 млн баррелей в день.

Таблица 4. Компании – мировые лидеры по нефтедобыче

Название	Страна	Собственность	Добыча в день, млн баррелей	Прибыль, млрд $/год
Saudi Aramco	Саудовская Аравия	государство	10	200
Exxonmobil	США	частная	4	7,5
Royal Dutch Shell	Голландия, Британия	частная	2,78	5
Chevron	США	частная	2,72	4,1
Petrochina	Китай	государство	2,4	1,9

Источник: Barrel Black

Таблица 5. Российские лидеры по добыче нефти

Название	Прибыль, млрд руб./год
Лукойл	400
Сургутнефтегаз	310
Роснефть	250
Газпром-нефть	250
Татнефть	120

Источник: Barrel Black

Страны-экспортеры нефти (Ирак, Иран, Кувейт, Саудовская Аравия и Венесуэла) создали в 1960 году организацию ОПЕК. Это нужно было, чтобы контролировать уровень добычи и, соответственно, цен, а также противостоять объединению «Семь сестер», которые на тот момент доминировали в нефтяной промышленности. Постепенно к ОПЕК присоединились другие страны. Россия является наблюдателем организации с 1998 года, однако не входит в нее.