Баннер 11

 

75. Разведка и распределение нефти

Редактор глав:  Ричард С. Краус


 

Содержание 

Разведка, бурение и добыча нефти и природного газа
Ричард С. Краус

таблицы

Щелкните ссылку ниже, чтобы просмотреть таблицу в контексте статьи.

1. Свойства и бензиновый потенциал сырой нефти
2. Состав сырой нефти и природного газа
3. Состав природного газа и газа нефтепереработки
4. Типы платформ для подводного бурения

цифры

Наведите курсор на миниатюру, чтобы увидеть подпись к рисунку, щелкните, чтобы увидеть рисунок в контексте статьи.

OED010F1OED010F2OED010F3OED010F4OED010F5OED010F7OED010F8

Общий Профиль

Сырая нефть и природный газ представляют собой смеси молекул углеводородов (органических соединений атомов углерода и водорода), содержащих от 1 до 60 атомов углерода. Свойства этих углеводородов зависят от числа и расположения атомов углерода и водорода в их молекулах. Основная молекула углеводорода состоит из 1 атома углерода, связанного с 4 атомами водорода (метан). Все другие варианты нефтяных углеводородов происходят от этой молекулы. Углеводороды, содержащие до 4 атомов углерода, обычно являются газами; те, у которых от 5 до 19 атомов углерода, обычно являются жидкостями; а те, у которых 20 или более, являются твердыми. В дополнение к углеводородам сырая нефть и природный газ содержат соединения серы, азота и кислорода, а также следовые количества металлов и других элементов.

Считается, что сырая нефть и природный газ образовались в течение миллионов лет в результате разложения растительности и морских организмов, спрессованных под тяжестью отложений. Поскольку нефть и газ легче воды, они поднялись вверх, чтобы заполнить пустоты в вышележащих пластах. Это восходящее движение прекратилось, когда нефть и газ достигли плотных, вышележащих, непроницаемых пластов или непористых пород. Нефть и газ заполняли пространства в пластах пористых пород и естественных подземных резервуарах, таких как насыщенные пески, с более легким газом поверх более тяжелой нефти. Эти пространства изначально были горизонтальными, но смещение земной коры создало карманы, называемые разломами, антиклиналями, соляными куполами и стратиграфическими ловушками, где нефть и газ скапливались в резервуарах.

Сланцевая нефть

Сланцевая нефть, или кероген, представляет собой смесь твердых углеводородов и других органических соединений, содержащих азот, кислород и серу. Его извлекают путем нагревания из породы, называемой горючим сланцем, с получением от 15 до 50 галлонов нефти на тонну породы.

Разведка и добыча — это общепринятая терминология, применяемая к той части нефтяной промышленности, которая отвечает за разведку и открытие новых месторождений сырой нефти и газа, бурение скважин и доставку продуктов на поверхность. Исторически сложилось так, что сырая нефть, просачивающаяся естественным путем на поверхность, собиралась для использования в качестве лекарств, защитных покрытий и топлива для ламп. Просачивание природного газа было зафиксировано в виде пожаров, горящих на поверхности земли. Только в 1859 году были разработаны методы бурения и получения больших коммерческих объемов сырой нефти.

Сырая нефть и природный газ находятся по всему миру, как под землей, так и под водой, следующим образом:

  • Межконтинентальный бассейн Западного полушария (побережье Мексиканского залива США, Мексика, Венесуэла)
  • Ближний Восток (Аравийский полуостров, Персидский залив, Черное и Каспийское моря)
  • Индонезия и Южно-Китайское море
  • Северная и Западная Африка (Сахара и Нигерия)
  • Северная Америка (Аляска, Ньюфаундленд, Калифорния и Средний континент США и Канада)
  • Дальний Восток (Сибирь и Китай)
  • Северное море.

 

На Рисунке 1 и Рисунке 2 показана мировая добыча сырой нефти и природного газа в 1995 году.

Рисунок 1. Мировая добыча сырой нефти в 1995 г.

OED010F1

Рис. 2. Мировое производство жидких продуктов природного газа, 1995 г.

OED010F2

Названия сырой нефти часто определяют как тип сырой нефти, так и районы, где она была первоначально обнаружена. Например, первая коммерческая сырая нефть, Pennsylvania Crude, названа в честь места ее происхождения в Соединенных Штатах. Другими примерами являются саудовский легкий и венесуэльский тяжелый. Двумя эталонными сортами нефти, используемыми для установления мировых цен на нефть, являются Texas Light Sweet и North Sea Brent.

Классификация сырой нефти

Сырая нефть представляет собой сложные смеси, содержащие множество различных отдельных углеводородных соединений; они различаются по внешнему виду и составу от одного нефтяного месторождения к другому, а иногда даже отличаются от скважин, находящихся относительно близко друг к другу. Консистенция сырой нефти варьируется от водянистой до смолоподобной твердой фазы, а цвет — от прозрачного до черного. «Средняя» сырая нефть содержит около 84% углерода; 14% водорода; от 1 до 3% серы; и менее 1% азота, кислорода, металлов и солей. См. таблицу 1 и таблицу 2.

Таблица 1. Типичные приблизительные характеристики и свойства, а также бензиновый потенциал различных типов сырой нефти.

Сырой источник и название *

Парафины
% об.

Ароматика
% об.

Нафтены
% об.

Сера
% вес.

плотность API
(Приблизительно)

Выход нафтена
% об.

Октановое число
(Типичное значение)

Нигерийский свет

37

9

54

0.2

36

28

60

Саудовский свет

63

19

18

2

34

22

40

Саудовская тяжелая

60

15

25

2.1

28

23

35

Венесуэла Тяжелый

35

12

53

2.3

30

2

60

Венесуэла Лайт

52

14

34

1.5

24

18

50

США Среднеконтинентальный Сладкий

-

-

-

0.4

40

-

-

США Западный Техас Кислый

46

22

32

1.9

32

33

55

Брент Северного моря

50

16

34

0.4

37

31

50

* Репрезентативные средние числа.

 


Таблица 2. Состав сырой нефти и природного газа

углеводороды

Парафины: Молекулы парафиновых углеводородов с насыщенной цепью (алифатических) в сырой нефти имеют формулу CnH2n + 2, и могут быть как прямые цепи (нормальные), так и разветвленные цепи (изомеры) атомов углерода. Более легкие молекулы парафина с прямой цепью встречаются в газах и парафиновых парафинах. Парафины с разветвленной цепью обычно встречаются в более тяжелых фракциях сырой нефти и имеют более высокие октановые числа, чем нормальные парафины.

Ароматика: Ароматические углеводороды представляют собой ненасыщенные углеводородные (циклические) соединения кольцевого типа. Нафталины представляют собой конденсированные ароматические соединения с двойным кольцом. Наиболее сложные ароматические соединения, полиядерные (три или более конденсированных ароматических кольца), встречаются в более тяжелых фракциях сырой нефти.

Нафтены: Нафтены представляют собой насыщенные углеводородные группы кольцевого типа с формулой
CnH2n, расположенные в виде замкнутых колец (циклических), встречаются во всех фракциях сырой нефти, кроме самых легких. Преобладают нафтены с одним кольцом (моноциклопарафины) с 5 и 6 атомами углерода, а нафтены с двумя кольцами (дициклопарафины) встречаются в более тяжелых концах нафты.

Неуглеводороды

Сера и соединения серы: Сера присутствует в природном газе и сырой нефти в виде сероводорода ( H2S), в виде соединений (тиолы, меркаптаны, сульфиды, полисульфиды и др.) или в виде элементарной серы. Каждый газ и сырая нефть содержат различные количества и типы соединений серы, но, как правило, доля, стабильность и сложность соединений выше в более тяжелых фракциях сырой нефти.

Соединения серы, называемые меркаптанами, которые обладают отчетливым запахом, обнаруживаемым при очень низких концентрациях, обнаруживаются в газе, сырой нефти и дистиллятах. Наиболее распространены метил- и этилмеркаптаны. Меркаптаны часто добавляют к коммерческому газу (СПГ и СНГ), чтобы придать запах для обнаружения утечек.

Возможность воздействия токсичных уровней H2S существует при работе в области бурения, добычи, транспортировки и переработки сырой нефти и природного газа. При сгорании нефтяных углеводородов, содержащих серу, образуются нежелательные вещества, такие как серная кислота и двуокись серы.

Кислородные соединения: Соединения кислорода, такие как фенолы, кетоны и карбоновые кислоты, содержатся в сырой нефти в различных количествах.

Соединения азота: Азот содержится в более легких фракциях сырой нефти в виде основных соединений и чаще в более тяжелых фракциях сырой нефти в виде неосновных соединений, которые могут также включать следовые количества металлов.

Следы металлов: Следовые количества или небольшие количества металлов, включая медь, никель, железо, мышьяк и ванадий, часто обнаруживаются в небольших количествах в сырой нефти.

Неорганические соли: Сырая нефть часто содержит неорганические соли, такие как хлорид натрия, хлорид магния и хлорид кальция, взвешенные в сырой нефти или растворенные в увлеченной воде (рассоле).

Углекислый газ: Углекислый газ может образоваться в результате разложения бикарбонатов, присутствующих в сырой нефти или добавленных к ней, или из пара, используемого в процессе дистилляции.

Нафтеновые кислоты: Некоторые виды сырой нефти содержат нафтеновые (органические) кислоты, которые могут стать коррозионно-активными при температуре выше 232 °C, когда кислотное число сырой нефти превышает определенный уровень.

Обычно встречающиеся радиоактивные материалы: Обычно встречающиеся радиоактивные материалы (НОРМ) часто присутствуют в сырой нефти, в буровых отложениях и в буровом растворе и могут представлять опасность из-за низких уровней радиоактивности.


 

Относительно простые анализы сырой нефти используются для классификации сырой нефти на парафиновую, нафтеновую, ароматическую или смешанную на основе преобладающей доли сходных молекул углеводородов. Смешанная нефть содержит различное количество углеводородов каждого типа. Один метод анализа (Горнорудное бюро США) основан на перегонке, а другой метод (фактор «К» UOP) основан на плотности и температуре кипения. Для определения ценности сырой нефти (т. е. ее выхода и качества полезных продуктов) и параметров обработки проводятся более комплексные анализы сырой нефти. Сырую нефть обычно группируют по структуре выхода, при этом высокооктановый бензин является одним из наиболее желательных продуктов. Сырье для нефтеперерабатывающих заводов обычно состоит из смесей двух или более различных видов сырой нефти.

Сырая нефть также определяется по API (удельному весу). Например, более тяжелая сырая нефть имеет низкий удельный вес в градусах API (и высокий удельный вес). Сырая нефть с низкой плотностью API может иметь либо высокую, либо низкую температуру воспламенения, в зависимости от ее самых легких фракций (более летучих компонентов). Из-за важности температуры и давления в процессе нефтепереработки сырая нефть дополнительно классифицируется по вязкости, температуре застывания и интервалу кипения. Также учитываются другие физические и химические характеристики, такие как цвет и содержание углеродистого остатка. Сырая нефть с высоким содержанием углерода, низким содержанием водорода и низкой плотностью в градусах API обычно богата ароматическими соединениями; в то время как те с низким содержанием углерода, высоким содержанием водорода и высокой плотностью в градусах API обычно богаты парафинами.

Сырая нефть, которая содержит заметные количества сероводорода или других реакционноспособных соединений серы, называется «сернистой». Те, в которых меньше серы, называются «сладкими». Некоторыми исключениями из этого правила являются сырая нефть Западного Техаса (которая всегда считается «кислой», независимо от ее H).2содержанием серы) и аравийской нефти с высоким содержанием серы (которые не считаются «сернистыми», поскольку их соединения серы не обладают высокой реакционной способностью).

Сжатый природный газ и сжиженные углеводородные газы

Состав встречающихся в природе углеводородных газов аналогичен сырой нефти тем, что они содержат смесь различных молекул углеводородов в зависимости от их источника. Их можно извлекать в виде природного газа (почти без жидкостей) из газовых месторождений; попутный нефтяной газ, добываемый вместе с нефтью газовых и нефтяных месторождений; и газ газоконденсатных месторождений, где часть жидких компонентов нефти переходит в газообразное состояние при высоком давлении (от 10 до 70 мПа). При снижении давления (до 4-8 МПа) конденсат, содержащий более тяжелые углеводороды, отделяется от газа путем конденсации. Газ добывается из скважин глубиной до 4 миль (6.4 км) и более, при пластовом давлении от 3 МПа до 70 МПа. (См. рис. 3.)

Рис. 3. Морская газовая скважина, пробуренная на глубине 87.5 м в районе Питас-Пойнт пролива Санта-Барбара, Южная Калифорния.

OED010F3

Американский институт нефти

Природный газ содержит от 90 до 99% углеводородов, которые состоят преимущественно из метана (самый простой углеводород) вместе с небольшими количествами этана, пропана и бутана. Природный газ также содержит следы азота, водяного пара, двуокиси углерода, сероводорода и иногда инертных газов, таких как аргон или гелий. Природные газы с содержанием более 50 г/м3 углеводородов с молекулами из трех и более атомов углерода ( C3 или выше) классифицируются как «бедные» газы.

В зависимости от того, как он используется в качестве топлива, природный газ либо сжимается, либо сжижается. Природный газ газовых и газоконденсатных месторождений перерабатывается на месторождении для соответствия определенным критериям транспортировки перед компримированием и подачей в газопроводы. Эта подготовка включает удаление воды с помощью осушителей (дегидраторов, сепараторов и нагревателей), удаление масла с помощью коалесцирующих фильтров и удаление твердых частиц путем фильтрации. Также из природного газа удаляют сероводород и углекислый газ, чтобы они не вызывали коррозии трубопроводов и транспортно-компрессорного оборудования. Пропан, бутан и пентан, присутствующие в природном газе, также удаляются перед передачей, чтобы они не конденсировались и не образовывали жидкости в системе. (См. раздел «Добыча и переработка природного газа».)

Природный газ транспортируется по трубопроводу с газовых месторождений на заводы по сжижению, где он сжимается и охлаждается примерно до –162 ºC для производства сжиженного природного газа (СПГ) (см. рис. 4). Состав СПГ отличается от природного газа за счет удаления некоторых примесей и компонентов в процессе сжижения. СПГ в основном используется для увеличения поставок природного газа в периоды пиковой нагрузки и для подачи газа в отдаленные районы, удаленные от основных трубопроводов. Он регазифицируется путем добавления азота и воздуха, чтобы сделать его сопоставимым с природным газом перед подачей в газопроводы. СПГ также используется в качестве автомобильного топлива в качестве альтернативы бензину.

Рис. 4. Крупнейший в мире завод по производству СПГ в Арзеве, Алжир.

OED010F4

Американский институт нефти

Нефтяные попутные газы и конденсатные газы относятся к «богатым» газам, так как содержат значительные количества этана, пропана, бутана и других предельных углеводородов. Попутные нефтяные и конденсатные газы разделяют и сжижают для получения сжиженного нефтяного газа (СУГ) путем сжатия, адсорбции, абсорбции и охлаждения на нефтегазоперерабатывающих заводах. Эти газовые заводы также производят природный бензин и другие углеводородные фракции.

В отличие от природного газа, нефтяного попутного газа и конденсатного газа, газы нефтепереработки (получаемые как побочные продукты нефтепереработки) содержат значительное количество водорода и ненасыщенных углеводородов (этилен, пропилен и др.). Состав газов нефтепереработки зависит от каждого конкретного процесса и используемой сырой нефти. Например, газы, полученные в результате термического крекинга, обычно содержат значительное количество олефинов, тогда как газы, полученные в результате каталитического крекинга, содержат больше изобутанов. Пиролизные газы содержат этилен и водород. Состав природных газов и типичных газов нефтепереработки представлен в таблице 3.

Таблица 3. Типовой приблизительный состав природного газа и газа нефтепереработки (% по объему)

Тип газ

H2

CH4

C2H6

C3H4

C3H8

C3H6

C4H10

C4H8

N2+CO2

C5+

Природный газ

н /

98

0.4

н /

0.15

н /

0.05

н /

1.4

н /

Нефть-
попутный газ

н /

42

20

н /

17

н /

8

н /

10

3

Газы нефтепереработки
Каталитический крекинг
Пиролиз


5-6
12


10
5-7


3-5
5-7


3
16-18


16-20
0.5


6-11
7-8


42-46
0.2


5-6
4-5


н /
н /


5-12
2-3

 

Горючий природный газ с теплотворной способностью от 35.7 до 41.9 МДж/м3 (от 8,500 10,000 до XNUMX XNUMX ккал/м3), в основном используется в качестве топлива для производства тепла в бытовых, сельскохозяйственных, коммерческих и промышленных целях. Углеводород природного газа также используется в качестве сырья для нефтехимических и химических процессов. Синтез-газ (CO + H2) перерабатывается из метана путем оксигенации или преобразования водяного пара и используется для производства аммиака, спирта и других органических химикатов. Сжатый природный газ (СПГ) и сжиженный природный газ (СПГ) используются в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания. Сжиженные нефтяные газы (СНГ) при переработке нефти имеют более высокую теплотворную способность 93.7 МДж / мXNUMX.3 (пропан) (22,400 XNUMX ккал/м3) и 122.9 МДж/м3 (бутан) (29,900 XNUMX ккал/м3) и используются в качестве топлива в домах, на предприятиях и в промышленности, а также в автомобилях (NFPA 1991). Непредельные углеводороды (этилен, пропилен и др.), получаемые из газов нефтепереработки, могут быть переработаны в высокооктановый бензин или использованы в качестве сырья в нефтехимической и химико-перерабатывающей промышленности.

Свойства углеводородных газов

По данным Национальной ассоциации противопожарной защиты США, легковоспламеняющиеся (горючие) газы — это газы, которые горят при концентрациях кислорода, обычно присутствующих в воздухе. Горение легковоспламеняющихся газов аналогично горению паров легковоспламеняющихся углеводородов, поскольку для инициирования реакции горения требуется определенная температура воспламенения, и каждый из них будет гореть только в определенном диапазоне газовоздушных смесей. Легковоспламеняющиеся жидкости имеют точка возгорания (температура (всегда ниже точки кипения), при которой они выделяют достаточно паров для сгорания). Для легковоспламеняющихся газов не существует очевидной температуры вспышки, поскольку они обычно находятся при температурах выше их точек кипения, даже в сжиженном состоянии, и поэтому всегда имеют температуры, значительно превышающие их температуры вспышки.

Национальная ассоциация противопожарной защиты США (1976 г.) определяет сжатые и сжиженные газы следующим образом:

  • «Сжатые газы — это газы, которые при всех нормальных атмосферных температурах внутри своих емкостей существуют исключительно в газообразном состоянии под давлением».
  • «Сжиженные газы — это газы, которые при нормальных атмосферных температурах внутри своих емкостей существуют частично в жидком состоянии и частично в газообразном состоянии и находятся под давлением до тех пор, пока какая-либо жидкость остается в емкости».

 

Основным фактором, определяющим давление внутри сосуда, является температура хранимой жидкости. При контакте с атмосферой сжиженный газ очень быстро испаряется, путешествуя по земле или водной поверхности, если только он не рассеивается в воздухе ветром или механическим движением воздуха. При нормальной атмосферной температуре испаряется около трети жидкости в контейнере.

Горючие газы далее классифицируются как топливный газ и промышленный газ. Топливные газы, включая природный газ и сжиженные углеводородные газы (пропан и бутан), сжигают с воздухом для получения тепла в печах, печах, водонагревателях и котлах. Горючие технические газы, такие как ацетилен, используются при обработке, сварке, резке и термообработке. Различия в свойствах сжиженного природного газа (СПГ) и сжиженных углеводородных газов (СНГ) представлены в таблице 3.

В поисках нефти и газа

Поиск нефти и газа требует знания географии, геологии и геофизики. Сырая нефть обычно находится в определенных типах геологических структур, таких как антиклинали, ловушки разломов и соляные купола, которые расположены под различными рельефами и в широком диапазоне климатических условий. После выбора области интереса проводится множество различных типов геофизических исследований и измерений для получения точной оценки подземных образований, в том числе:

  • Магнитометрические съемки. Магнитометры, подвешенные к самолетам, измеряют колебания магнитного поля Земли, чтобы определить местонахождение осадочных горных пород, которые обычно имеют низкие магнитные свойства по сравнению с другими горными породами.
  • Аэрофотограмметрические съемки. Фотографии, сделанные специальными камерами в самолетах, дают трехмерные изображения земли, которые используются для определения наземных образований с потенциальными месторождениями нефти и газа.
  • Гравиметрические съемки. Поскольку большие массы плотной породы увеличивают гравитационное притяжение, гравиметры используются для получения информации о нижележащих образованиях путем измерения мельчайших различий в силе тяжести.
  • Сейсморазведка. Сейсмические исследования дают информацию об общих характеристиках подземной структуры (см. рис. 5). Измерения проводятся по ударным волнам, возникающим при подрыве зарядов ВВ в отверстиях малого диаметра, при использовании вибрационных или ударных устройств как на суше, так и в воде, а также при подводных выбросах сжатого воздуха. Время, прошедшее между началом ударной волны и возвращением эха, используется для определения глубины отражающих подложек. Недавнее использование суперкомпьютеров для создания трехмерных изображений значительно улучшает оценку результатов сейсмических испытаний.

 

Рисунок 5. Саудовская Аравия, сейсморазведка

OED010F5

Американский институт нефти

  • Рентгенологические исследования. Радиография — это использование радиоволн для получения информации, аналогичной той, что получается при сейсморазведке.
  • Стратиграфические съемки. Стратиграфическое опробование - это анализ кернов подземных пластов горных пород на наличие следов газа и нефти. Цилиндрический отрезок породы, называемый керном, вырезается полым долотом и проталкивается вверх в трубу (колонковую бочку), прикрепленную к долоту. Колонковую бочку поднимают на поверхность, и керн извлекается для анализа.

 

Когда разведка и замеры показывают наличие пластов или пластов, которые могут содержать нефть, бурятся разведочные скважины, чтобы определить, действительно ли есть нефть или газ, и если да, то доступны ли они и могут быть получены в коммерчески выгодных количествах.

Оффшорные операции

Хотя первая морская нефтяная скважина была пробурена в начале 1900-х годов у побережья Калифорнии, начало современного морского бурения было положено в 1938 году с открытием в Мексиканском заливе, в 1 миле (1.6 км) от береговой линии США. После Второй мировой войны морское бурение быстро расширилось, сначала на мелководье, прилегающем к известным наземным производственным районам, а затем на других мелководных и глубоководных участках по всему миру, а также в климатических условиях, варьирующихся от Арктики до Персидского залива. Вначале морское бурение было возможно только при глубине воды около 91 м; однако современные платформы теперь могут бурить в водах глубиной более 3.2 км. Морская нефтяная деятельность включает разведку, бурение, добычу, переработку, подводное строительство, техническое обслуживание и ремонт, а также транспортировку нефти и газа на берег судами или по трубопроводу.

Оффшорные платформы

Буровые платформы поддерживают буровые установки, расходные материалы и оборудование для операций на море или во внутренних водах, и варьируются от плавучих или погружных барж и кораблей до стационарных платформ на стальных опорах, используемых на мелководье, до больших, плавучих, железобетонных, гравитационных платформы, используемые на больших глубинах. После завершения бурения морские платформы используются для поддержки производственного оборудования. На самых крупных производственных платформах есть жилые помещения для более чем 250 членов экипажа и другого вспомогательного персонала, вертолетные площадки, перерабатывающие заводы и хранилища сырой нефти и газового конденсата (см. рис. 6).

Рисунок 6. Буровые суда; буровое судно Ben Ocean Laneer

OED010F7

Американский институт нефти

Как правило, при бурении глубоководных плавучих платформ устьевое оборудование опускается на дно океана и герметизируется на обсадной колонне скважины. Использование волоконно-оптической технологии позволяет большой центральной платформе удаленно контролировать и эксплуатировать небольшие спутниковые платформы и подводные шаблоны. Производственные мощности на большой платформе перерабатывают сырую нефть, газ и конденсат со вспомогательных объектов перед отправкой на берег.

Тип платформы, используемой при подводном бурении, часто определяется типом буруемой скважины (разведочная или эксплуатационная) и глубиной воды (см. табл. 4).

Таблица 4. Типы платформ для подводного бурения

Тип платформы

Глубина (м)

Описание

Погружные баржи и платформы

15-30

Баржи или платформы, отбуксированные на площадку и опущенные на дно. Нижняя плавучая колонна удерживает буровые установки на плаву
при перемещении.

Подъемы (на ноги)

30-100

Мобильные самоподъемные плавучие платформы, опоры которых приподнимаются для буксировки. На площадке ноги опускаются на
дно, а затем расширен, чтобы поднять платформу над уровнем воды.

Плавучие платформы

100-3,000 +

Крупные, автономные, многоуровневые, железобетонные гравитационные конструкции, буксируемые на площадку, затопленные с помощью
водяного балласта на заданную глубину, чтобы колонны и стабилизирующие устройства компенсировали движение волн, и
закреплен на месте. Колонны часто удерживают сырую нефть до тех пор, пока она не будет разгружена.

   

Меньшие плавучие платформы, также подвешенные, которые поддерживают только буровую установку и обслуживаются плавучим
тендер

Буровые баржи

30-300

Самоходные, плавучие или полупогружные баржи.

Буровые суда

120-3,500 +

Высокосложные, специально спроектированные, плавучие или полупогружные суда.

Исправлено на площадках сайта

0-250

Платформы, построенные на стальных опорах (корпусах), которые утоплены и закреплены на месте, и искусственные острова, используемые в качестве
платформ.

Подводные шаблоны

н /

Подводные производственные установки.

 

Типы колодцев

Разведочные скважины.

После анализа геологических данных и геофизических исследований бурятся разведочные скважины на суше или на море. Разведочные скважины, бурящиеся в районах, где ранее не было обнаружено ни нефти, ни газа, называются «дикими кошками». Те скважины, которые выходят на нефть или газ, называются «скважинами открытия». Другие разведочные скважины, известные как «ступенчатые» или «оценочные», бурятся для определения границ месторождения после открытия или для поиска новых нефтегазоносных пластов рядом с уже известными или под ними. содержать продукт. Скважина, которая не находит нефти или газа или находит слишком мало для рентабельной добычи, называется «сухой скважиной».

Развивающие скважины.

После открытия площадь коллектора примерно определяется серией ступенчатых или оценочных скважин. Затем бурятся эксплуатационные скважины для добычи газа и нефти. Количество эксплуатационных скважин, подлежащих бурению, определяется предполагаемым определением нового месторождения как по размерам, так и по продуктивности. Из-за неуверенности в том, как коллекторы сформированы или ограничены, некоторые эксплуатационные скважины могут оказаться сухими стволами. Иногда бурение и добыча происходят одновременно.

Геобарические/геотермальные скважины.

Геобарические/геотермальные скважины – это скважины, которые добывают воду с чрезвычайно высоким давлением (7,000 фунтов на квадратный дюйм) и высокой температурой (149 ºC), которая может содержать углеводороды. Вода превращается в быстро расширяющееся облако горячего пара и паров при выходе в атмосферу из-за утечки или разрыва.

Стрипперные колодцы.

Отборные скважины — это те, которые добывают менее десяти баррелей нефти в день из пласта.

Многократное заканчивание скважин.

При обнаружении нескольких продуктивных пластов при бурении одной скважины может быть спущена отдельная колонна труб в одну скважину для каждого отдельного пласта. Нефть и газ из каждого пласта направляются в соответствующие трубопроводы и изолируются друг от друга пакерами, герметизирующими кольцевые пространства между колонной трубопроводов и обсадной колонной. Эти скважины известны как скважины с множественным заканчиванием.

Нагнетательные скважины.

Нагнетательные скважины закачивают воздух, воду, газ или химикаты в коллекторы добывающих месторождений либо для поддержания давления, либо для перемещения нефти к добывающим скважинам за счет гидравлической силы или повышенного давления.

Сервисные колодцы.

К сервисным скважинам относятся те, которые используются для ловли и канатных работ, установки или удаления пакеров/заглушек и переделки. Также бурятся сервисные скважины для подземного сброса соленой воды, которая отделяется от сырой нефти и газа.

Методы бурения

Буровые установки.

Базовые буровые установки содержат вышку (вышку), бурильную трубу, большую лебедку для опускания и подъема бурильной трубы, буровой стол, который вращает бурильную трубу и долото, буровой смеситель и насос, а также двигатель для привода стола и лебедка (см. рис. 7). Небольшие буровые установки, используемые для бурения разведочных или сейсмических скважин, могут быть установлены на грузовиках для перемещения с площадки на площадку. Более крупные буровые установки либо устанавливаются на месте, либо имеют переносные шарнирные (домкратные ножи) вышки для удобства обращения и монтажа.

Рис. 7. Буровая установка на острове Эльф-Рингнес в канадской Арктике.

OED010F8

Американский институт нефти

Ударное или кабельное бурение.

Самым старым методом бурения является ударное или канатное бурение. Этот медленный метод с ограниченной глубиной, который редко используется, включает дробление породы путем подъема и опускания тяжелого долота и штока на конце троса. Через определенные промежутки времени долото извлекается, а шлам взвешивается в воде и удаляется промывкой или откачкой на поверхность. По мере углубления скважины ее облицовывают стальным кожухом для предотвращения обрушения и защиты от загрязнения грунтовыми водами. Для бурения даже неглубокой скважины требуется значительная работа, а при обнаружении нефти или газа нет возможности контролировать немедленный выход продукта на поверхность.

Вращательное бурение.

Вращательное бурение является наиболее распространенным методом и используется для бурения как разведочных, так и эксплуатационных скважин на глубине более 5 миль (7,000 м). Легкие буровые установки, устанавливаемые на грузовые автомобили, используются для бурения малоглубинных сейсморазведочных скважин на суше. Для бурения разведочных и эксплуатационных скважин используются средние и тяжелые роторные мобильные и плавучие буровые установки. Вращательное буровое оборудование монтируется на буровой платформе с вышкой высотой 30–40 м и включает в себя роторный стол, двигатель, смеситель бурового раствора и насос-форсунку, канатную барабанную лебедку или лебедку, а также множество секций труб, каждая длиной около 27 м. Поворотный стол вращает квадратную ведущую трубу, соединенную с бурильной трубой. Квадратная ведущая труба имеет наверху грязевой вертлюг, соединенный с противовыбросовыми превенторами. Бурильная труба вращается со скоростью от 40 до 250 об/мин, вращая либо бур, имеющий долота с закрепленными долотообразными режущими кромками, либо бур, у которого шарошки с закаленными зубьями.

Ударно-вращательное бурение.

Ударно-вращательное бурение представляет собой комбинированный метод, при котором роторная буровая установка использует циркулирующую гидравлическую жидкость для приведения в действие молоткообразного механизма, тем самым создавая серию быстрых ударных ударов, которые позволяют буровой установке одновременно бурить и забивать землю.

Электро- и турбобурение.

Большинство поворотных столов, лебедок и насосов тяжелых буровых установок обычно приводятся в действие электродвигателями или турбинами, что обеспечивает повышенную гибкость операций и дистанционное управление бурением. Электродрель и турбобур — это более новые методы, которые обеспечивают более прямую мощность бурового долота за счет подключения бурового двигателя прямо над долотом на дне отверстия.

Направленное бурение.

Направленное бурение представляет собой метод вращательного бурения, при котором бурильная колонна направляет бурильную колонну по криволинейной траектории по мере углубления скважины. Направленное бурение используется для разработки месторождений, недоступных для вертикального бурения. Это также снижает затраты, так как с одной платформы можно пробурить несколько скважин в разных направлениях. Бурение с увеличенным радиусом действия позволяет входить в подводные резервуары с берега. Многие из этих методов возможны при использовании компьютеров для управления автоматическими буровыми установками и гибкой трубы (ГНКТ), которая поднимается и опускается без соединения и разъединения секций.

Другие методы бурения.

Абразивное бурение использует абразивный материал под давлением (вместо буровой штанги и долота) для прорезания субстрата. Другие методы бурения включают взрывное бурение и прокалывание пламенем.

Отказ.

Когда нефтяные и газовые резервуары перестают быть продуктивными, скважины обычно закупоривают цементом, чтобы предотвратить поток или утечку на поверхность и защитить подземные пласты и воду. Оборудование вывозится, а площадки заброшенных скважин расчищаются и возвращаются в нормальное состояние.

Буровые работы

Методы бурения

Буровая платформа служит основой для соединения и разъединения секций бурильных труб, которые используются для увеличения глубины бурения. По мере углубления скважины добавляются дополнительные отрезки трубы, а бурильная колонна подвешивается к вышке. Когда необходимо заменить буровое долото, вся бурильная колонна труб вытягивается из скважины, и каждая секция отделяется и укладывается вертикально внутри буровой вышки. После того, как новое долото установлено на место, происходит обратный процесс, и труба возвращается в скважину для продолжения бурения.

Необходимо соблюдать осторожность, чтобы убедиться, что труба бурильной колонны не раскололась и не упала в скважину, поскольку ее вылов может быть трудным и дорогостоящим и даже может привести к потере скважины. Другая потенциальная проблема заключается в том, что буровой инструмент застревает в отверстии после остановки бурения. По этой причине после начала бурения оно обычно продолжается до тех пор, пока скважина не будет завершена.

Буровой раствор

Буровой раствор представляет собой жидкость, состоящую из воды или нефти и глины с химическими добавками (например, формальдегидом, известью, гидразидом натрия, баритом). Едкий натр часто добавляют для контроля pH (кислотности) бурового раствора и для нейтрализации потенциально опасных добавок в буровой раствор и жидкостей заканчивания. Буровой раствор закачивается в скважину под давлением из смесительного бака на буровой платформе по внутренней стороне бурильной трубы к буровому долоту. Затем он поднимается между внешней стороной бурильной трубы и стенками скважины, возвращаясь на поверхность, где фильтруется и рециркулирует.

Буровой раствор используется для охлаждения и смазки бурового долота, смазывания трубы и вымывания шлама из буровой скважины. Буровой раствор также используется для управления потоком из скважины путем облицовки стенок скважины и противодействия давлению любого газа, нефти или воды, с которыми сталкивается буровое долото. Струи бурового раствора могут подаваться под давлением на дно скважины, чтобы облегчить бурение.

Обсадная колонна и цементация

Обсадная труба представляет собой специальную тяжелую стальную трубу, которая выравнивает скважину. Он используется для предотвращения обрушения стенок скважины и защиты пластов пресной воды за счет предотвращения утечек из возвратного потока бурового раствора во время буровых работ. Обсадная колонна также изолирует водопроницаемые пески и зоны высокого давления газа. Обсадная труба первоначально используется вблизи поверхности и закрепляется на месте для направления бурильной трубы. Цементный раствор закачивается вниз по бурильной трубе и нагнетается обратно через зазор между обсадной колонной и стенками скважины. После того, как цемент схватится и обсадная труба будет установлена, бурение продолжается с использованием долота меньшего диаметра.

После того, как обсадная труба помещена в скважину, к верхней части обсадной трубы крепятся противовыбросовые превенторы (большие клапаны, мешки или плашки), образуя так называемую стопку. После обнаружения нефти или газа на дно скважины устанавливается обсадная труба, чтобы грязь, камни, соленая вода и другие загрязняющие вещества не попали в скважину, а также чтобы обеспечить трубопровод для линий добычи сырой нефти и газа.

Операции заканчивания, расширенного восстановления и капитального ремонта

Завершение

Завершение описывает процесс ввода скважины в эксплуатацию после того, как скважина была пробурена до глубины, на которой ожидается обнаружение нефти или газа. Завершение включает в себя ряд операций, в том числе проникновение в обсадную колонну и очистку трубопровода от воды и отложений, чтобы обеспечить беспрепятственный поток. Специальные коронки используются для бурения и извлечения керна длиной до 50 м для анализа во время операции бурения, чтобы определить, когда следует выполнять проходку. Бурильная труба и долото сначала удаляются, а окончательная колонна обсадных труб цементируется на место. Затем в скважину опускают перфоратор, представляющий собой металлическую трубку с гильзами, в которых находятся либо пули, либо кумулятивные заряды взрывчатого вещества. Заряды выбрасываются электрическим импульсом через обсадную трубу в пласт, создавая отверстия для поступления нефти и газа в скважину и на поверхность.

Поток сырой нефти и природного газа контролируется серией клапанов, называемых «рождественскими елками», которые размещаются в верхней части устья скважины. Мониторы и средства управления устанавливаются для автоматического или ручного управления наземными и подземными предохранительными клапанами в случае изменения давления, пожара или других опасных условий. После добычи нефти и газа они разделяются, а вода и осадок удаляются из сырой нефти.

Добыча и консервация сырой нефти и газа

Добыча нефти в основном связана с вытеснением ее водой или газом. Во время первоначального бурения почти вся сырая нефть находится под давлением. Это естественное давление уменьшается по мере удаления нефти и газа из резервуара в течение трех фаз жизни резервуара.

  • На первом этапе, промывочной добычи, поток регулируется естественным давлением в пласте, которое возникает из-за растворенного газа в нефти, газа, находящегося под давлением над нефтью, и гидравлического давления из-за воды, находящейся под нефтью.
  • Искусственная добыча, вторая фаза, включает в себя закачку сжатого газа в резервуар, когда естественное давление истощается.
  • Третий этап, отбойная установка или предельная добыча, происходит, когда скважины работают только с перерывами.

 

Первоначально было мало понимания сил, влияющих на добычу нефти и газа. Изучение поведения нефтяных и газовых пластов началось в начале 20 века, когда было обнаружено, что закачка воды в пласт увеличивает добычу. В то время отрасль восстанавливала от 10 до 20% емкости резервуара по сравнению с недавними темпами извлечения более 60% до того, как скважины стали непродуктивными. Концепция контроля заключается в том, что более высокая скорость добычи быстрее рассеивает давление в пласте, тем самым уменьшая общее количество нефти, которое может быть в конечном итоге извлечено. Двумя мерами, используемыми для сохранения нефтяных резервуаров, являются объединение скважин и размещение скважин.

  • Юнитизация является эксплуатация месторождения как единой единицы с целью применения вторичных методов добычи и поддержания давления, даже с участием нескольких различных операторов. Общий объем производства распределяется между операторами на справедливой основе.
  • Расстояние между скважинами является ограничение и правильное расположение скважин для достижения максимальной добычи без рассеивания месторождения из-за перебуривания.

 

Методы восстановления дополнительного продукта

Продуктивность нефтяных и газовых пластов повышается за счет различных методов добычи. Один из методов состоит в том, чтобы химически или физически открыть проходы в пластах, чтобы обеспечить более свободное движение нефти и газа через резервуары к скважине. Вода и газ закачиваются в пласты для поддержания рабочего давления за счет естественного вытеснения. Вторичные методы добычи, в том числе вытеснение давлением, механизированная добыча и заводнение, улучшают и восстанавливают пластовое давление. Расширенное восстановление — это использование различных вторичных методов восстановления в различных комбинациях. Улучшенная добыча также включает в себя более совершенные методы получения дополнительного продукта из истощенных коллекторов, такие как термическая добыча, при которой вместо воды или газа используется тепло для вытеснения большего количества сырой нефти из пластов.

Кислота

Кислотная обработка — это метод увеличения дебита скважины за счет закачки кислоты непосредственно в продуктивный пласт для открытия каналов потока за счет реакции химических веществ и минералов. Соляная (или обычная) кислота впервые использовалась для растворения известняковых образований. Он по-прежнему используется чаще всего; однако теперь к соляной кислоте добавляют различные химические вещества, чтобы контролировать ее реакцию и предотвращать коррозию и образование эмульсий.

Плавиковая кислота, муравьиная кислота и уксусная кислота также используются вместе с соляной кислотой, в зависимости от типа породы или минералов в резервуаре. Плавиковая кислота всегда сочетается с одной из трех других кислот и первоначально использовалась для растворения песчаника. Его часто называют «грязевой кислотой», так как в настоящее время он используется для очистки перфорационных отверстий, закупоренных буровым раствором, и для восстановления нарушенной проницаемости вблизи ствола скважины. Муравьиная и уксусная кислоты используются в глубоких сверхгорячих известняковых и доломитовых коллекторах, а также в качестве разрыхляющих кислот перед перфорацией. Уксусная кислота также добавляется в скважины в качестве нейтрализующего буферного агента для контроля pH жидкостей для интенсификации притока. Почти все кислоты имеют добавки, такие как ингибиторы для предотвращения реакции с металлическими оболочками и поверхностно-активные вещества для предотвращения образования шлама и эмульсий.

трещиноватость

трещиноватость описывает метод, используемый для увеличения потока нефти или газа через пласт и в скважины силой или давлением. Добыча может уменьшиться, потому что пласт-коллектор недостаточно проницаем, чтобы нефть могла свободно течь к скважине. Силы гидроразрыва открывают подземные каналы путем закачки жидкости, обработанной специальными проппантами (включая песок, металл, химические гранулы и ракушки) в пласт под высоким давлением для открытия трещин. Азот может быть добавлен к жидкости для стимуляции расширения. Когда давление сбрасывается, жидкость уходит, а расклинивающие агенты остаются на месте, удерживая трещины открытыми, чтобы нефть могла течь более свободно.

Массивная трещиноватость (массовый гидроразрыв) включает в себя закачку большого количества жидкости в скважины для гидравлического создания трещин длиной в тысячи футов. Массивный ГРП обычно используется для вскрытия газовых скважин, пласты которых настолько плотные, что через них не может пройти даже газ.

Поддержание давления

Двумя распространенными методами поддержания давления являются закачка воды и газа (воздуха, азота, углекислого газа и природного газа) в резервуары, где естественное давление снижено или недостаточно для добычи. Оба метода требуют бурения вспомогательных нагнетательных скважин в определенных местах для достижения наилучших результатов. Нагнетание воды или газа для поддержания рабочего давления скважины называется естественное смещение. Использование сжатого газа для повышения давления в пласте называется искусственный (газовый) лифт.

Наводнение

Наиболее часто используемый вторичный метод повышения нефтеотдачи – закачка воды в нефтяной пласт для подачи продукта к добывающим скважинам. В пятиточечное заводнение, пробурены четыре нагнетательные скважины в форме квадрата с добывающей скважиной в центре. Нагнетание контролируется для поддержания равномерного продвижения фронта воды через пласт к добывающей скважине. Часть используемой воды представляет собой соленую воду, полученную из сырой нефти. В заводнение низконапорной водой, поверхностно-активное вещество добавляется в воду, чтобы способствовать потоку нефти через коллектор, уменьшая ее сцепление с породой.

Смешанное затопление

Заводнение смешиваемыми жидкостями и смешиваемыми полимерами являются методами повышения нефтеотдачи, используемыми для улучшения закачки воды за счет снижения поверхностного натяжения сырой нефти. Смешиваемая жидкость (та, которая может быть растворена в сырой нефти) закачивается в резервуар. За этим следует закачка другого флюида, который толкает смесь сырой нефти и смешиваемых флюидов к добывающей скважине. Смешиваемое полимерное заводнение предполагает использование детергента для вымывания сырой нефти из пластов. Гель или загустевшая вода впрыскиваются за детергентом, чтобы переместить сырую нефть к добывающей скважине.

Пожарное затопление

Затопление пожаром или на месте (местное) сжигание является дорогостоящим методом термической добычи, при котором в пласт закачивается большое количество воздуха или кислородсодержащего газа, а часть сырой нефти воспламеняется. Тепло от огня снижает вязкость тяжелой сырой нефти, так что она легче течет. Горячие газы, образовавшиеся в результате пожара, повышают давление в пласте и создают узкий фронт горения, который выталкивает более разжиженную нефть из нагнетательной скважины в добывающую. Более тяжелая нефть остается на месте, обеспечивая дополнительное топливо по мере того, как фронт пламени медленно движется вперед. Процесс горения тщательно контролируется и контролируется путем регулирования впрыскиваемого воздуха или газа.

Впрыск пара

Нагнетание пара, или заводнение паром, представляет собой метод термической добычи, при котором тяжелая нефть нагревается и снижается ее вязкость за счет нагнетания сверхгорячего пара в самый нижний пласт относительно неглубокого резервуара. Пар закачивается в течение периода от 10 до 14 дней, после чего скважина закрывается примерно на неделю, чтобы пар полностью прогрел пласт. В то же время повышенное тепло расширяет пластовые газы, тем самым повышая давление в пласте. Затем скважину снова открывают, и нагретая, менее вязкая нефть поступает в скважину. В более новом методе низкотемпературный пар при более низком давлении нагнетается в более крупные секции двух, трех или более зон одновременно, образуя «паровую камеру», которая выдавливает масло в каждую из зон. Это обеспечивает больший поток масла на поверхность при меньшем использовании пара.

Операции по добыче и переработке природного газа

Существует два типа скважин, добывающих природный газ. Скважины с влажным газом производят газ, который содержит растворенные жидкости, а скважины с сухим газом производят газ, который трудно сжижать.

После отбора природного газа из добывающих скважин он направляется на газовые заводы для переработки. Обработка газа требует знания того, как температура и давление взаимодействуют и влияют на свойства как жидкостей, так и газов. Практически все газоперерабатывающие заводы работают с газами, представляющими собой смеси различных молекул углеводородов. Целью переработки газа является разделение этих газов на компоненты аналогичного состава с помощью различных процессов, таких как абсорбция, фракционирование и циклирование, чтобы они могли транспортироваться и использоваться потребителями.

Абсорбционные процессы

Абсорбция включает в себя три этапа обработки: извлечение, удаление и разделение.

Восстановление.

Удаляет нежелательные остаточные газы и некоторое количество метана путем абсорбции из природного газа. Абсорбция происходит в противоточном сосуде, где скважинный газ поступает в днище сосуда и течет вверх через поглощающую нефть, текущую вниз. Абсорбционное масло является «бедным», когда оно поступает в верхнюю часть сосуда, и «насыщенным», когда оно выходит из нижней части, поскольку оно поглощает желательные углеводороды из газа. Газ, выходящий из верхней части агрегата, называется «остаточным газом».

Абсорбция также может быть осуществлена ​​путем охлаждения. Остаточный газ используется для предварительного охлаждения входящего газа, который затем проходит через газоохладитель при температуре от 0 до –40 ºC. Тощее масло абсорбера прокачивается через маслоохладитель перед контактом с холодным газом в блоке абсорбера. Большинство заводов используют пропан в качестве хладагента в охладителях. Гликоль впрыскивается непосредственно во входящий поток газа для смешивания с любой водой в газе, чтобы предотвратить замерзание и образование гидратов. Водно-гликолевая смесь отделяется от углеводородного пара и жидкости в сепараторе гликоля, а затем повторно концентрируется путем выпаривания воды в регенераторной установке.

Удаление.

Следующим шагом в процессе абсорбции является удаление или деметанизация. Оставшийся метан удаляется из богатой нефти на установках по извлечению этана. Обычно это двухэтапный процесс, при котором сначала удаляется не менее половины метана из богатой нефти за счет снижения давления и повышения температуры. Оставшееся богатое масло обычно содержит достаточное количество этана и пропана, чтобы обеспечить желательную реабсорбцию. Если верхний газ не продается, он используется в качестве топлива для установки или в качестве предварительного сатуратора, или рециркулируется в газ на входе в основной абсорбер.

Разделение.

На заключительном этапе процесса абсорбции, дистилляции, пары используются в качестве среды для удаления желаемых углеводородов из насыщенного абсорбционного масла. Мокрые дистилляторы используют пары пара в качестве отпарной среды. В сухих дистилляторах в качестве отпарной среды используются пары углеводородов, получаемые в результате частичного испарения горячего масла, прокачиваемого через ребойлер дистиллятора. Перегонный куб контролирует конечную точку кипения и молекулярную массу нежирного масла, а также температуру кипения конечной смеси углеводородных продуктов.

Другие процессы

Фракция.

Разделение желаемой углеводородной смеси с абсорбционных установок на конкретные, индивидуальные, относительно чистые продукты. Фракционирование возможно, когда две жидкости, называемые верхним продуктом и нижним продуктом, имеют разные точки кипения. Процесс фракционирования состоит из трех частей: колонны для разделения продуктов, ребойлера для нагрева сырья и конденсатора для отвода тепла. В башне имеется множество тарелок, так что происходит много контакта пара и жидкости. Температура ребойлера определяет состав кубового продукта.

Восстановление серы.

Перед отправкой на продажу из газа необходимо удалить сероводород. Это достигается на установках по извлечению серы.

Газовый цикл.

Циркуляция газа не является ни средством поддержания давления, ни вторичным методом извлечения, а представляет собой метод усовершенствованной добычи, используемый для увеличения добычи сжиженного природного газа из резервуаров «влажного газа». После удаления жидкостей из «влажного газа» в циклических установках оставшийся «сухой газ» возвращается в пласт через нагнетательные скважины. Когда «сухой газ» рециркулирует через резервуар, он поглощает больше жидкости. Циклы добычи, переработки и рециркуляции повторяются до тех пор, пока из пласта не будут удалены все извлекаемые жидкости и останется только «сухой газ».

Разработка площадок для разработки месторождений нефти и газа

Для ввода в эксплуатацию нового нефтяного или газового месторождения требуется обширная разработка участка. Доступ к площадке может быть ограничен или ограничен как климатическими, так и географическими условиями. Требования включают транспорт; строительство; ремонтно-бытовые и административные помещения; оборудование для разделения нефти, газа и воды; транспортировка сырой нефти и природного газа; объекты водоснабжения и водоотведения; и многие другие услуги, сооружения и виды оборудования. Большинство из них не доступны на площадке и должны быть предоставлены либо буровой или добывающей компанией, либо внешними подрядчиками.

Подрядная деятельность

Подрядчики обычно используются компаниями, занимающимися разведкой и добычей нефти и газа, для предоставления некоторых или всех следующих вспомогательных услуг, необходимых для бурения и разработки продуктивных месторождений:

  • Подготовка площадки - расчистка кустарника, строительство дорог, пандусов и пешеходных дорожек, мостов, посадочных площадок для самолетов, морской гавани, причалов, доков и причалов
  • Монтаж и монтаж - бурового оборудования, силового и инженерного оборудования, резервуаров и трубопроводов, жилья, хозяйственных построек, гаражей, ангаров, хозяйственных и административных зданий
  • Подводные работы - монтаж, проверка, ремонт и обслуживание подводного оборудования и сооружений
  • Техническое обслуживание и ремонт - профилактическое обслуживание бурового и производственного оборудования, транспортных средств и лодок, машин и зданий.
  • Услуги по контракту - общественное питание; домашнее хозяйство; охрана и безопасность объекта и периметра; уборка, отдых и вспомогательная деятельность; складирование и дистрибуция средств защиты, запасных частей и расходных материалов
  • Инженерно-технические - испытания и анализы, компьютерные услуги, инспекции, лаборатории, неразрушающий анализ, хранение взрывчатых веществ и обращение с ними, противопожарная защита, разрешительная документация, экология, медицина и здоровье, промышленная гигиена и безопасность, ликвидация разливов
  • Внешние услуги - телефон, радио и телевидение, канализация и вывоз мусора.
  • Транспортное и погрузочно-разгрузочное оборудование - самолеты и вертолеты, морские службы, тяжелое строительное и погрузочно-разгрузочное оборудование

 

Утилиты

Независимо от того, проводятся ли операции по разведке, бурению и добыче на суше или на море, требуется электроэнергия, электричество и другие вспомогательные средства, в том числе:

  • Производство электроэнергии - газ, электричество и пар
  • Вода - пресное водоснабжение, очистка и подготовка и техническая вода
  • Канализация и водоотведение - ливневая, санитарная очистка и очистка и утилизация сточных (маслосодержащих) вод
  • Средства связи - телефонная, радио и телевизионная, компьютерная и спутниковая связь
  • Коммунальные услуги - свет, тепло, вентиляция и охлаждение.

 

Условия труда, здоровье и безопасность

В работе на буровых установках обычно задействована минимальная бригада из 6 человек (основной и вспомогательный персонал). бурильщики, три помощника бурильщика или помощники (Головорезы) И кошачья голова человек) подотчетный начальнику участка или мастеру (толкатель инструмента), который отвечает за ход бурения. Основные и второстепенные бурильщики несут общую ответственность за буровые работы и надзор за буровой бригадой в течение их соответствующих смен. Бурильщики должны быть знакомы с возможностями и ограничениями своих бригад, поскольку работа может продвигаться только настолько быстро, насколько медленнее работает самый медлительный член бригады.

Помощники бурильщиков находятся на платформе для управления оборудованием, считывания показаний приборов и выполнения регламентных работ по техническому обслуживанию и ремонту. Рабочий должен взбираться на вершину буровой вышки, когда бурильная труба подается в скважину или вытягивается из скважины, и помогает перемещать секции труб в штабель и из него. Во время бурения рабочий также управляет буровым насосом и оказывает общую помощь буровой бригаде.

Лица, занимающиеся сборкой, размещением, разрядкой и извлечением перфораторов, должны быть обучены, знакомы с опасностями взрывчатых веществ и иметь квалификацию для обращения со взрывчатыми веществами, капсюлями-детонаторами и капсюлями-детонаторами. Другой персонал, работающий на нефтяных месторождениях и вокруг них, включает геологов, инженеров, механиков, водителей, обслуживающий персонал, электриков, операторов трубопроводов и рабочих.

Скважины бурятся круглосуточно, по 8 или 12 часов в сутки, и от рабочих требуется значительный опыт, навыки и выносливость, чтобы соответствовать строгим физическим и умственным требованиям работы. Чрезмерное растяжение экипажа может привести к серьезной аварии или травме. Бурение требует тесной командной работы и координации для безопасного и своевременного выполнения задач. Из-за этих и других требований необходимо уделять внимание моральному духу, здоровью и безопасности работников. Необходимы адекватные периоды отдыха и релаксации, питательная пища и надлежащая гигиена и жилые помещения, включая кондиционирование воздуха в жарком и влажном климате и отопление в районах с холодной погодой.

К основным профессиональным рискам, связанным с разведкой и добычей, относятся заболевания, возникающие в результате воздействия географических и климатических элементов, стресс, связанный с перемещением на большие расстояния по воде или пересеченной местности, а также травмы. Психологические проблемы могут возникнуть в результате физической изоляции и удаленности разведочных площадок от базовых лагерей, а также продолжительных периодов работы, необходимых на морских буровых платформах и на удаленных береговых площадках. Многие другие опасности, характерные для морских операций, такие как подводное плавание, рассматриваются в других разделах настоящего руководства. Энциклопедия.

Оффшорная работа всегда опасна, как на работе, так и вне ее. Некоторые работники не могут справиться со стрессом, связанным с работой на шельфе в напряженном темпе, в течение продолжительных периодов времени, в условиях относительной изоляции и постоянно меняющихся условий окружающей среды. Признаки стресса у рабочих включают необычную раздражительность, другие признаки психического расстройства, чрезмерное употребление алкоголя или курение, а также употребление наркотиков. Рабочие на платформах сообщали о проблемах бессонницы, которые могут усугубляться высоким уровнем вибрации и шума. Братание среди рабочих и частые увольнения на берег могут уменьшить стресс. Морская болезнь и утопление, а также суровые погодные условия являются другими опасностями при работе в море.

Такие заболевания, как заболевания дыхательных путей, возникают в результате воздействия сурового климата, инфекций или паразитарных заболеваний в эндемичных районах. Хотя многие из этих заболеваний еще нуждаются в эпидемиологическом изучении у буровиков, известно, что у нефтяников наблюдались периартриты плеча и лопатки, плечевые эпикондилиты, артрозы шейного отдела позвоночника и полиневриты верхних конечностей. Возможность возникновения заболеваний в результате воздействия шума и вибрации также присутствует при буровых работах. Тяжесть и частота этих заболеваний, связанных с бурением, по-видимому, пропорциональны стажу работы и воздействию неблагоприятных условий труда (Duck, 1983; Ghosh, 1983; Montillier, 1983).

Травмы при бурении и добыче могут быть вызваны многими причинами, в том числе поскальзываниями и падениями, перемещением труб, подъемом труб и оборудования, неправильным использованием инструментов и неправильным обращением со взрывчатыми веществами. Ожоги могут быть вызваны паром, огнем, кислотой или грязью, содержащей химические вещества, такие как гидроксид натрия. Дерматит и повреждения кожи могут возникнуть в результате воздействия сырой нефти и химикатов.

Существует возможность острого и хронического воздействия широкого спектра вредных для здоровья материалов и химикатов, присутствующих при бурении и добыче нефти и газа. Некоторые химические вещества и материалы, которые могут присутствовать в потенциально опасных количествах, перечислены в таблице 2 и включают:

  • Сырая нефть, природный газ и сероводородный газ при бурении и выбросах
  • Тяжелые металлы, бензол и другие загрязнители, присутствующие в сырой нефти.
  • Асбест, формальдегид, соляная кислота и другие опасные химические вещества и материалы
  • Обычно встречающиеся радиоактивные материалы (НОРМ) и оборудование с радиоактивными источниками.

 

Безопасность

Бурение и добыча ведутся во всех типах климата и при различных погодных условиях, от тропических джунглей и пустынь до замерзшей Арктики, от суши до Северного моря. Буровым бригадам приходится работать в сложных условиях, связанных с шумом, вибрацией, ненастной погодой, физическими опасностями и механическими отказами. Платформа, поворотный стол и оборудование обычно скользкие и вибрируют от двигателя и операции бурения, что требует от рабочих преднамеренных и осторожных движений. Существует опасность поскользнуться и упасть с высоты при подъеме на буровую установку и вышку, а также существует риск воздействия сырой нефти, газа, грязи и выхлопных газов двигателя. Операция по быстрому отсоединению и последующему повторному соединению бурильных труб требует от рабочих подготовки, навыков и точности, чтобы раз за разом выполнять их безопасно.

Строительные, буровые и производственные бригады, работающие на шельфе, сталкиваются с теми же опасностями, что и бригады, работающие на суше, и с дополнительными опасностями, присущими морским работам. К ним относятся возможность обрушения платформы в море и условия для специальных процедур эвакуации и аварийно-спасательного оборудования в случае чрезвычайной ситуации. Еще одним важным соображением при работе на море является необходимость глубоководного и мелководного дайвинга для установки, обслуживания и проверки оборудования.

Огонь и взрыв

Всегда существует опасность выброса при перфорации скважины с выбросом газового или парового облака с последующим взрывом и пожаром. Дополнительный потенциал пожара и взрыва существует при работе с газом.

Рабочие морских платформ и буровых установок должны пройти тщательное медицинское обследование. Выбор членов морского экипажа с историей или признаками легочных, сердечно-сосудистых или неврологических заболеваний, эпилепсии, диабета, психологических расстройств и наркотической или алкогольной зависимости требует тщательного рассмотрения. Поскольку ожидается, что работники будут использовать средства защиты органов дыхания и, в частности, лица, обученные и оснащенные тушением пожаров, они должны быть физически и психологически оценены на предмет их способности выполнять эти задачи. Медицинский осмотр должен включать психологическую оценку, отражающую конкретные требования работы.

Службы неотложной медицинской помощи на морских буровых установках и производственных платформах должны предусматривать наличие небольшой амбулатории или клиники, в которой постоянно находится на борту квалифицированный практикующий врач. Тип предоставляемых медицинских услуг будет определяться доступностью, расстоянием и качеством доступных наземных услуг. Эвакуация может осуществляться на корабле или вертолете, или врач может прибыть на платформу или дать медицинский совет по радио бортовому практикующему врачу, когда это необходимо. Медицинское судно может быть размещено там, где работает несколько крупных платформ на небольшой территории, например в Северном море, чтобы быть более доступным и быстро оказывать помощь больному или травмированному работнику.

Лица, фактически не работающие на буровых установках или платформах, также должны проходить предварительные и периодические медицинские осмотры, особенно если они работают в аномальном климате или в суровых условиях. Эти экзамены должны учитывать особые физические и психологические требования работы.

Личная защита

Следует внедрить программу мониторинга и отбора проб гигиены труда в сочетании с программой медицинского надзора для систематической оценки масштабов и последствий опасного воздействия на работников. Мониторинг легковоспламеняющихся паров и токсичных веществ, таких как сероводород, должен осуществляться во время операций по разведке, бурению и добыче. Практически не подвергается воздействию H2S должно быть разрешено, особенно на морских платформах. Эффективным методом контроля воздействия является использование правильно взвешенного бурового раствора, чтобы сохранить H2S от попадания в скважину и путем добавления химикатов в буровой раствор для нейтрализации любого захваченного H2S. Все работники должны быть обучены распознавать присутствие H2S и принять незамедлительные превентивные меры для снижения вероятности токсического воздействия и взрывов.

Лица, занимающиеся разведкой и добычей, должны иметь в наличии и использовать соответствующие средства индивидуальной защиты, в том числе:

  • Защита головы (каски и непромокаемые подшлемники)
  • Перчатки (маслостойкие, нескользящие рабочие перчатки, огнестойкие или теплоизоляционные, где необходимо)
  • Защита рук (длинные рукава или маслостойкие рукавицы)
  • Защита стопы и ног (непроницаемая для непогоды, маслонепроницаемая защитная обувь со стальными носками и нескользящей подошвой)
  • Защита глаз и лица (защитные очки, защитные очки и лицевой щиток для работы с кислотой)
  • Защита кожи от жары и холода (солнцезащитная мазь и маски для лица в холодную погоду)
  • Климатическая и непромокаемая одежда (парки, дождевик)
  • При необходимости пожарное снаряжение, огнестойкая одежда и кислотостойкие фартуки или костюмы.

 

Диспетчерские, жилые помещения и другие помещения на крупных морских платформах обычно находятся под давлением, чтобы предотвратить попадание вредных атмосфер, таких как сероводородный газ, который может выделяться при проникновении или в аварийной ситуации. Защита органов дыхания может потребоваться в случае падения давления, а также при возможности воздействия токсичных газов (сероводород), удушающих веществ (азот, углекислый газ), кислот (фтористый водород) или других атмосферных загрязнителей при работе за пределами зон с повышенным давлением. .

При работах вокруг геонапорных/геотермальных скважин следует предусмотреть изолированные перчатки и полные тепло- и парозащитные костюмы с подачей воздуха для дыхания, так как контакт с горячим паром и испарениями может вызвать ожоги кожи и легких.

На мостках и сходнях, особенно на морских платформах и в ненастную погоду, следует использовать привязные ремни и страховочные тросы. При подъеме на буровые установки и вышки следует использовать страховочные привязи и страховочные тросы с прикрепленным противовесом. Корзины для персонала, в которых перевозятся четыре или пять рабочих с персональными спасательными средствами, часто используются для перемещения бригад между лодками и морскими платформами или буровыми установками. Еще одно средство передвижения — «качели на веревках». Веревки, используемые для качания с лодок на платформы, подвешиваются непосредственно над краем площадки для лодок, а веревки с платформ на лодки должны свисать на расстоянии 3 или 4 фута от внешнего края.

Предоставление помещений для мытья как для рабочих, так и для одежды, а также соблюдение надлежащих правил гигиены являются основными мерами борьбы с дерматитом и другими кожными заболеваниями. Там, где это необходимо, следует предусмотреть аварийные станции для промывания глаз и аварийные души.

Меры безопасности

В системах аварийного отключения нефтегазовых платформ используются различные устройства и мониторы для обнаружения утечек, пожаров, разрывов и других опасных условий, активации сигналов тревоги и остановки операций в запланированной логической последовательности. Там, где это необходимо из-за характера газа или сырой нефти, следует использовать методы неразрушающего контроля, такие как ультразвуковой, рентгенографический, магнитопорошковый, проникающие жидкости или визуальный контроль, для определения степени коррозии трубопроводов, нагревательных труб, средств обработки. и суда, используемые при добыче и переработке сырой нефти, конденсата и газа.

Поверхностные и подповерхностные предохранительные запорные клапаны защищают береговые установки, одиночные скважины на мелководье и многоскважинные морские глубоководные буровые и эксплуатационные платформы и автоматически (или вручную) активируются в случае пожара, критических изменений давления, катастрофическая авария на устье скважины или другая аварийная ситуация. Они также используются для защиты небольших нагнетательных и газлифтных скважин.

Осмотр и уход за кранами, лебедками, барабанами, тросами и связанными с ними приспособлениями является важным аспектом безопасности при бурении. Сбрасывание нити трубопровода внутри скважины является серьезным происшествием, которое может привести к потере скважины. Травмы, а иногда и смертельные случаи, могут произойти, когда персонал ударяется о проволочный канат, который рвется под натяжением. Безопасная работа буровой установки также зависит от бесперебойной работы лебедки в хорошем состоянии, с правильно отрегулированными катушками и тормозными системами. При работе на суше держите краны на безопасном расстоянии от линий электропередач.

Обращение со взрывчатыми веществами во время разведочных и буровых работ должно осуществляться под контролем специально квалифицированного лица. Некоторые меры предосторожности, которые следует учитывать при использовании перфоратора, включают:

  • Никогда не ударяйте и не роняйте заряженное ружье, не роняйте трубы или другие материалы на заряженное ружье.
  • Расчистите линию огня и эвакуируйте ненужный персонал с пола буровой установки и нижнего этажа, пока перфоратор опускают в скважину и извлекают из нее.
  • Контролируйте работу на устье скважины или вокруг нее, когда пистолет находится в скважине.
  • Ограничьте использование радиоприемников и запретите дуговую сварку, когда пистолет подключен к кабелю, чтобы предотвратить разряд от непреднамеренного электрического импульса.

 

Планирование готовности к чрезвычайным ситуациям и учения важны для безопасности рабочих на буровых и добычных буровых установках для добычи нефти и газа, а также на морских платформах. Каждый отдельный тип потенциальной чрезвычайной ситуации (например, пожар или взрыв, выброс легковоспламеняющихся или токсичных газов, необычные погодные условия, рабочий за бортом и необходимость покинуть платформу) должен быть оценен, и разработаны конкретные планы реагирования. Рабочие должны быть обучены правильным действиям в аварийных ситуациях и знакомы с используемым оборудованием.

Безопасность и выживание вертолета в случае падения в воду являются важными факторами при эксплуатации морских платформ и обеспечении готовности к чрезвычайным ситуациям. Пилоты и пассажиры должны быть пристегнуты ремнями безопасности и, при необходимости, спасательным снаряжением во время полета. Спасательные жилеты следует носить постоянно, как во время полета, так и при переходе с вертолета на платформу или корабль. При входе в вертолет, выходе из него или работе рядом с ним необходимо уделять особое внимание тому, чтобы тела и материалы не попадали под траекторию движения лопасти несущего винта.

Обучение как береговых, так и морских рабочих имеет важное значение для безопасной работы. Рабочие должны быть обязаны посещать регулярные плановые собрания по безопасности, охватывающие как обязательные, так и другие темы. Правительственными учреждениями, в том числе Управлением по охране труда и здоровья США, Береговой охраной США по оффшорным операциям и их эквивалентами в Соединенном Королевстве, Норвегии и других странах, приняты нормативные акты, которые регулируют безопасность и здоровье рабочих, занимающихся разведкой и добычей, как на суше, так и на море. Кодекс практики Международной организации труда Безопасность и здоровье при строительстве стационарных морских установок в нефтяной промышленности (1982) дает руководство в этой области. Американский институт нефти имеет ряд стандартов и рекомендуемых практик, касающихся безопасности и охраны здоровья, связанных с разведкой и добычей.

Противопожарные и профилактические меры

Противопожарная защита и противопожарная защита, особенно на морских буровых установках и производственных платформах, являются важным элементом безопасности рабочих и непрерывной работы. Рабочие должны быть обучены и обучены распознавать пожарный треугольник, как обсуждалось в Огонь главы, поскольку она применяется к легковоспламеняющимся и горючим углеводородным жидкостям, газам и парам, а также к потенциальной опасности пожаров и взрывов. Осведомленность о предотвращении пожара имеет важное значение и включает в себя знание источников воспламенения, таких как сварка, открытое пламя, высокие температуры, электрическая энергия, статические искры, взрывчатые вещества, окислители и несовместимые материалы.

Как пассивные, так и активные системы противопожарной защиты используются на суше и на море.

  • Пассивные системы включают в себя противопожарную защиту, планировку и размещение, конструкцию оборудования, электрическую классификацию и дренаж.
  • Установлены детекторы и датчики, которые активируют сигнализацию, а также могут активировать автоматические системы защиты при обнаружении тепла, пламени, дыма, газа или паров.
  • К активной противопожарной защите относятся системы противопожарного водоснабжения, противопожарного водоснабжения, насосы, гидранты, шланги и стационарные спринклерные системы; сухие химические автоматические системы и ручные огнетушители; системы галона и двуокиси углерода для замкнутых или закрытых помещений, таких как диспетчерские, компьютерные залы и лаборатории; и системы пенообразования.

 

Сотрудники, которые должны бороться с пожарами, от небольших пожаров на начальных стадиях до крупных пожаров в закрытых помещениях, например, на морских платформах, должны быть должным образом обучены и экипированы. Рабочие, назначенные руководителями пожарных команд и руководителями аварийно-спасательных служб, нуждаются в лидерских способностях и дополнительном специализированном обучении передовым методам пожаротушения и управления огнем.

Защита окружающей среды

Основными источниками загрязнения воздуха, воды и почвы при добыче нефти и природного газа являются разливы нефти или утечки газа на суше или в море, сероводород, присутствующий в нефти и газе, выбрасываемом в атмосферу, опасные химические вещества, присутствующие в буровом растворе, загрязняющем воду или землю. и продукты горения нефтяных скважин. Потенциальные последствия для здоровья населения от вдыхания частиц дыма от крупномасштабных пожаров на нефтяных месторождениях вызывают серьезную озабоченность после пожаров на нефтяных скважинах, которые произошли в Кувейте во время войны в Персидском заливе в 1991 году.

Контроль за загрязнением обычно включает:

  • Сепараторы API и другие установки для очистки сточных вод и воды
  • Борьба с разливами, включая боновые заграждения для разливов воды
  • Локализация разливов, дамбы и дренаж для контроля разливов нефти и отвода нефтесодержащей воды на очистные сооружения.

 

Моделирование рассеяния газа проводится для определения вероятной области, на которую может повлиять облако выделяющегося токсичного или легковоспламеняющегося газа или пара. Исследования уровня грунтовых вод проводятся для прогнозирования максимальной степени загрязнения воды в случае загрязнения нефтью.

Рабочие должны быть обучены и иметь квалификацию для оказания первой помощи при средних разливах и утечках. Подрядчики, специализирующиеся на устранении загрязнения, обычно привлекаются для управления крупными проектами по ликвидации разливов и ликвидации последствий.

 

Назад

ОТКАЗ ОТ ОТВЕТСТВЕННОСТИ: МОТ не несет ответственности за контент, представленный на этом веб-портале, который представлен на каком-либо языке, кроме английского, который является языком, используемым для первоначального производства и рецензирования оригинального контента. Некоторые статистические данные не обновлялись с тех пор. выпуск 4-го издания Энциклопедии (1998 г.)».

Содержание: