Добыча нефти

Состав нефти.

Элементный состав нефтей колеблется в очень незначительных пределах:

Углерод 82— 87 масс. %,

водород 12—14 масс. %,

сера 0,1—5 масс. %,

кислород и азот (в сумме) до масс. 1,0%.

В нефти различают углеводородную часть, неуглеводородную часть и минеральные примеси.

Углеводородная часть нефти представляет собой раствор газообразных и твердых углеводородов (парафиновые, нафтеновые, в меньшей степени ароматические) в смеси жидких углеводородов различной природы и сложности

Углеводороды трёх классов:

1) парафиновые (от С₁ до С₃₀) преимущественно с нормальной цепью (непредельные углеводороды в н е фтях отсутствуют);

2) - нафтеновыемоноциклические в виде циклопентана и циклогексана и их производных с боковыми углеродными цепями различной величины;

- ди-, три- и полициклические полиметиленовые углеводороды, в том числе и с боковыми цепями;

3) ароматические углеводороды:

- бензол и его гомологи;

- многоядерные нафталин, антрацен и их гомологи;

- гибридные нафтеноароматические углеводороды, представляющие собой многоядерные гетероциклические соединения, содержащие в качестве гетероатомов кислород, серу, азот, и их гомологи.

В низкомолекулярной части нефти, перегоняющейся до 350 °С, содержатся вещества с молекулярной массой не более 250—300, а именно: алканы, моно-, би- и трициклические нафтены, моно- и бициклические ароматические углеводороды, углеводороды смешанного строения. В состав высокомолекулярной части нефти, перегоняющейся выше 860 °С, входят вещества с молекулярной массой от 300 до 1000 — высокомолекулярные алканы, моно- и полициклические нафтены с боковыми цепями, ароматические углеводороды с боковыми цепями, конденсированные многоядерные соединения и полициклические углеводороды смешанного строения.

В неуглеводородную часть нефти входят разнообразные кислородные (фенолы, нафтеновые кислоты, гетероциклы), азотистые (производные пиридина и хинолина, амины) и сернистые (тиофен, тиоспирты и тиоэфиры) соединения. Основная масса всех этих соединений концентрируется в высокомолекулярной части нефти.

Минеральные примеси в нефти составляют различные соли, перешедшие в нее из пластовых вод, механические примеси песка и глины и эмульгированная вода. В нефтях в весьма малых количествах содержатся такие элементы как ванадий, никель, железо, титан, германий и др.

Добываемая в мире нефть извлекается в основном посредством буровых скважин. При добыче нефти важным этапом является отделение попутного газа, осуществляемое в газонефтяном сепараторе. Далее от нефти отделяют пластовую воду с минеральными солями (до 10 % и более пластовой воды и около 4 г/л различных солей); остаточное содержание солей после отделения пластовой воды не превышает 50 мг/л. Основную массу товарной нефти перерабатывают после дополнительного обессоливания на нефтеперерабатывающих заводах.

В зависимости от условий залегания и давления в нефтеносном пласте методы извлечения нефти из пробуренных скважин делятся на фонтанный, компрессорный и глубинно-насосный. При высоком давлении нефть поступает из недр земли под собственным давлением и через запорную аппаратуру направляется в сборные емкости (фонтанный метод). При малом давлении нефть извлекают методом газлифта путем накачивания в кольцевое пространство между трубами природного газа под давлением до 5 МПа. В скважине газ смешивается с нефтью, уменьшает ее вязкость и «транспортирует» ее на поверхность (компрессионный метод). При глубоком залегании нефти и низком давлении в пластах нефть извлекают с помощью поршневого насоса, опущенного в скважину, и приводимого в движении балансирным станком-качалкой, который обеспечивает возвратно-поступательное движение плунжера насоса.

При современном уровне техники и технологии добычи из нефтяных пластов извлекается лишь около 50% содержащейся в них нефти. Увеличение нефтеотдачи пластов до 80—90% может быть достигнуто тепловым воздействием на пласты (закачивание в скважину горячей воды, прогрев пласта сжиганием нефти), введением в скважину ПАВ, гидравлическим разрывом пласта и другими интенсифицирующими извлечение нефти из недр методами.