Развитие нефтяной промышленности в довоенные и послевоенные годы. Динамика роста добычи нефти

После Октябрьской революции добыча нефти в России значительно снизилась. Первая Мировая и Гражданская войны привели к тому, что к 1920 году добыча нефти в России снизилась до 3,8 млн. тонн в год. Потребовались большие усилия для восстановления и развития отечественной нефтяной промышленности. 20 июня 1918 года был подписан Декрет Совета Народных Комисаров «О национализации нефтяной промышленности». С 1920 года началась подготовка специалистов-нефтяников.

В 1920 году по решению Правительства И.М. Губкин организовал в Московской Горной академии первую в стране нефтяную кафедру, выросшую в дальнейшем в нефтяной факультет, на базе которого в 1930 году был создан Московский нефтяной институт. Ныне это Российский Государственный университет нефти и газа им. И.М. Губкина. Затем создаются нефтяные факультеты в Баку и Грозном. В 1924 году был испытан первый турбобур системы Капелюшникова, явившийся прообразом современных многоступенчатых турбобуров. В результате принятых мер на Бакинских промыслах уже в 1924 году работало 70 станков роторного бурения, при этом около 65% буровых станков работало на электроэнергии. Производительность труда в бурении к 1924 году выросла в четыре раза по сравнению с 1921 годом. К этому времени были начаты геологические изыскания в новых районах между Волгой и Уралом. Эти изыскания, которые проводил Геологический комитет под руководством И.М. Губкина, привели к созданию второго Баку - открытию новых крупных нефтяных месторождений нефти на территории Татарии, Башкирии, Куйбышевской области. В эти годы зарождается нефтяное машиностроение на базе старых промысловых мастерских и небольших заводов.

В добыче нефти с 1923 года начинается внедрение на нефтяных промыслах глубинно-насосного способа добычи нефти. В широких масштабах проводится электрификация нефтяных промыслов. Замена пара электроэнергией позволила резко ускорить процесс замены желонки на более совершенное оборудование. Если в 1923 году в Бакинском районе 55% добычи нефти получали тартанием, то к 1932 году этот способ добычи нефти был почти полностью ликвидирован. Вместо добычи нефти желонкой внедряются глубинно-насосный и компрессорный методы эксплуатации скважин. Если в 1923 году компрессорным способом добывалось около 15%, то в 1932 году этим способом добывалось уже более 50% всей нефти.

Все последующие годы увеличиваются разведочные работы на нефть, внедряются новые методы разведки. В 1928 году добыча нефти в стране составила 11,6 млн. т, т.е. превысила уровень максимальной добычи нефти в России 1901 года. В этот период было открыто много новых месторождений, вводились в разработку нефтяные месторождения на Северном Кавказе, в Средней Азии, Казахстане. В 1928 году была открыта первая нефть на востоке страны - в Чусовских Городках Пермской области. В 1932 году были получены нефтяные фонтаны на Ишимбайском месторождении в Башкирской АССР, ставшие рождением второго Баку. В Уфе и Ишимбае строятся нефтеперерабатывающие заводы. Увеличиваются разведочные работы на нефть в районах Урало-Поволжья, в результате чего к концу 30-х годов были открыты несколько нефтяных месторождений в Башкирии, Пермской и Куйбышевской областях. Начинаются работы в Западной Сибири. В 1939 году по решению Наркомата топливной промышленности, который тогда возглавлял Л.М.Каганович, в Сибирь было направлено около пятидесяти геологических, геофизических и топографических партий. В десяти районах начались буровые работы. В 1941 году в стране добыча нефти составила 33 млн. тонн. 22 июня 1941 года фашистская Германия вероломно, без объявления войны напала на Советский Союз. Война прервала мирную жизнь и работу в стране. Великая Отечественная война требовала все больше и больше топлива, так как в ней применялось огромное количество танков, самолетов и другой техники. Особенно трудными было первые годы войны. Перед нефтяниками страны была поставлена задача бесперебойного обеспечения фронтов нефтепродуктами в необходимых количествах. Не менее важной задачей было не допустить, чтобы враг мог добывать нефть из нефтяных скважин на оккупированной территории. Захват врагом части нефтяных районов на Кавказе и оккупация Украины привели к снижению добычи нефти, однако в результате огромных усилий нефтяников страны Советская Армия была обеспечена нефтепродуктами в необходимых количествах и высокого качества. В начале 1943года, когда на фронтах ежедневно погибали тысячи солдат и офицеров, а в тылу были голод и разруха. Несмотря на это, правительство страны выделяет средства и оборудования столько, сколько требовалось для значительного увеличения геолого-разведочных работ, с целью открытия в кратчайшие сроки новых нефтяных месторождений, особенно в районах Урало-Поволжья. С целью ускоренного ведения разведочных работ на нефть и газ в эти районы из южных районов страны были передислоцированы геолого-разведочные предприятия с опытными кадрами и необходимым оборудованием. И уже в 1943 году в районе Жигулевских гор Куйбышевской (ныне Саратовской) области был получен мощный фонтан из девонских отложений. В Ишимбайском районе Башкирии было открыто Кинзебулатское нефтяное месторождение. В 1944 году был получен мощный фонтан также из девонских горизонтов на Туймазинском месторождении Башкирии. В 1945 году открыты нефтяные месторождения в районе поселка Шугурово в Татарии, в районе поселка Бавлы было открыто Бавлинское месторождение. В 1949 году около деревни Ромашкино из разведочной скважины №3 получен фонтан нефти, положивший начало разработке крупнейшего месторождения в Татарии. В то же время залежи нефти в девонских и угленосных отложениях были открыты в Куйбышевской (Самарской), Волгоградской, Саратовской и Пермской областях. Открытие нефтяных и газовых месторождений в годы войны и послевоенный период позволили выйти Советскому Союзу в число передовых нефтедобывающих стран мира, что в свою очередь позволило в короткие сроки восстановить народное хозяйство страны, разрушенное в период Великой Отечественной войны.

В 1949 году в стране был достигнут довоенный уровень добычи нефти – 33,3 миллиона тонн, из которых 8 миллионов тонн добыто в Урало-Поволжских районах. Открытие и ввод в эксплуатацию новых месторождений на Северном Кавказе, в Азербайджане, Украине и Средней Азии позволило ускоренными темпами наращивать добычу нефти и газа в стране. В 1955 году в стране было добыто 70,8 миллиона тонн нефти, а в 1960 году – 147,9 миллионов тонн; в 1970г. – 352,8 миллиона тонн, в 1977г. – 545,7 миллионов тонн вместе с газовым конденсатом.

Проектирование разработки нефтяных м/р. Исходная информация.Обоснование КИН. Определение уровня добычи нефти. Выбор системы разработки. Расчет показателей разработки. Прогнозирование обводненности добываемой продукции.

Система разработки – это комплекс мероприятий по извлечению нефти и газа из недр и управлению этим процессом.

Система разработки определяет количество эксплуатационных объектов, способы воздействия на пласты и темпа отбора нефти из них, размещение и плотность сетки добывающих и нагнетательных скважин, способы и режимы их эксплуатации, мероприятия по контролю и регулированию процесса разработки.

Система разработки обосновывается в технологических проектных документах. Уровень и обоснованность проектных решений по системам разработки, степень их практической реализации являются факторами, определяющими конечную нефтеотдачу пластов и технико-экономическую эффективность процесса их разработки.

Технологическими проектными документами, по которым нефтегазодобывающее предприятие осуществляет пробную эксплуатацию, промышленную разработку нефтяных и газовых месторождений и проводит опытно-промышленные работы по испытанию новых технологий и методов нефтеотдачи пластов, являются: проекты пробной эксплуатации, технологические схемы опытно-промышленной разработки, технологические схемы разработки, проекты разработки и дополнения к ним.

Во всех технологических проектных документах на разработку должно быть предусмотрено:

· Равномерное разбуривание месторождения.

· Рациональное и эффективное использование утвержденных запасов нефти и газа и сопутствующих компонентов.

· Недопущение выборочной отработки наиболее продуктивных участков месторождений, приводящей к потере балансовых запасов нефти.

· Осуществление доразведки месторождения.

· Обоснование выделения эксплуатационных объектов для самостоятельной разработки.

Технологическая схема разработки – это проектный документ, определяющий предварительную систему промышленной разработки эксплуатационного объекта нефтяного месторождения на основе данных его разведки и пробной эксплуатации. Составляется до конца экономической рентабельности. Если отсутствует необходимая информация для составления технологической схемы, то первым проектным документом является проект пробной эксплуатации сроком на 3 года. В течение этого времени необходимо собрать всю геолого-техническую информацию, исследовать физико-химические свойства флюидов, насыщающих продуктивные отложения. На основе этой информации составляется технологическая схема разработки.

Проект разработки является основным документом, по которому осуществляется комплекс технических и технологических мероприятий по извлечению нефти и газа из недр, контроль за процессом разработки, обеспечение промышленной безопасности, охрана недр и окружающей среды.

Исходной информацией для составления проектных документов на промышленную разработку являются данные разведки, подсчета запасов, пробная эксплуатация или опытно- промышленные разработки залежи.

Проектирование разработки нефтяных месторождений должно быть направлено на достижение максимального народно-хозяйственного эффекта от возможно полного извлечения из пластов запасов газа, нефти, конденсата и содержащихся в них сопутствующих компонентов при соблюдении охраны недр и окружающей среды.

В проектных документах на разработку обосновываются:

· Выделение эксплуатационных объектов

· Порядок ввода объектов в разработку

· Выбор способов и агентов воздействия на пласты

· Система размещения и плотности сеток добывающих и нагнетательных скважин.

· Способы и режимы эксплуатации скважин

· Уровни, темпы и динамика добычи нефти, газа и жидкости из пластов, закачки в них вытесняющих агентов.

· Вопросы повышения эффективности реализуемых систем разработки заводнением.

· Вопросы, связанные с особенностями применения физико-химических, тепловых и других методов повышения нефтеизвлечения из пластов.

· Выбор рекомендуемых способов эксплуатации скважин, устьевого и внутрискважинного оборудования.

· Требования к системам сбора и подготовки продукции скважин

· Требования к системам ППД, к качеству используемых агентов.

· Требования и рекомендации к конструкциям скважин и производству буровых работ методом вскрытия пластов и освоения скважин.

· Мероприятия по контролю и регулированию процесса разработки.

При составлении технологических проектных документов на промышленную разработку выбор расчетных вариантов разработки для сопоставления производится с учетом

· особенностей геологического строения, коллекторских и фильтрационных характеристик продуктивных пластов,

· необходимости создания условий максимального охвата их воздействием и эффективного дренирования,

· физико-химических свойств насыщающих флюидов,

· опыта разработки залежей со сходными условиями,

· экономико-геофизических особенностей района.

Во всех проектных документах один из рассматриваемых вариантов разработки выделяется в качестве базового. Им, как правило, является утверждённый вариант разработки по последнему проектному документу с учётом изменений величины запасов нефти.

Для крупных месторождений с широкими водонефтяными и подгазовыми зонами, содержащими значительные запасы нефти, рассматриваются расчетные варианты разработки с выделением этих зон в самостоятельные объекты разработки. При этом проектные решения по системе разработки, технологии и технике эксплуатации скважин, в нефтяных, водонефтяных и подгазовых частях месторождения должны быть взаимоувязаны.

В технологических схемах и проектах разработки обосновывается возможность или необходимость применения методов повышения нефтеотдачи или необходимость их опытно-промышленных испытаний. Если это необходимо, провести опытно-промышленные испытания, применение новой техники или технологии добычи нефти составляется технологическая схема опытно-промышленной эксплуатации. Составляется сроком на 7 лет. Производится анализ технико-экономических показателей и даются рекомендации по дальнейшему внедрению технологии и техники добычи или нет.

Рекомендуемый для практического осуществления вариант выбирается в соответствии с действующей в отрасли методикой оценки экономической эффективности путем сопоставления технико-экономических показателей вариантов разработки.

Конечный КИН обосновывается проектно-технологическим документом. Как известно, конечный КИН определяется как отношение объема накопленной добычи нефти за весь период разработки к балансовым запасам.

Конечный КИН должен соответствовать проектному, который определяется в проектных технологических документах и рассчитывается как произведение двух коэффициентов – Кохв × Квыт.

КИН зависит от геолого-физической характеристики разрабатываемого объекта, от физико-химических свойств насыщающих флюидов, в частности, от вязкости нефти, от принятой системы разработки и от агента воздействия на пласт.

Определение уровня добычи нефти.

Уровень добычи нефти определяется по формуле притока жидкости к забою скважины (формула Дюпюи). Рассчитываются добывные возможности скважины (годовой дебит скважины), оценивается добыча по объекту разработки, а затем определяется уровень добычи нефти, как отношение объема годовой добычи нефти по объекту к объему начальных извлекаемых запасов.

формула Дюпии.

формула Дюпии с учетом несовершенста

коэффициент продуктивности

Базу для этих формул создали замечательные ученые-неф­тяники М. Маскет, В.Н. Щелкачев, И А. Чарный, Г.Б. Пыхачев и А.П. Крылов, и многие десятилетия практики разработки нефтя­ных месторождений.

Формула дебита добывающей скважины

Формула дебита нескольких добывающих скважин из одной ячейки скважин

Формула приемистости (производительности) нагнетательной скважины

Стационарный режим:

объем закачки равен объему добычи

;

отсюда получается формула пластового давления

Депрессию создают добывающие скважины

Репрессию создает нагнетательная скважина

Сумма репрессии и депрессии

отсюда получается формула дебита ячейки скважин, состоящей из 1 нагнетательной и нескольких окружающих добывающих скважин

отсюда получается

Формула дебита на 1 скважину проектной сетки

Максимальный дебит на 1 скважину проектной сетки

при

то же в условиях избирательности нагнетательных скважин

при

Ограничения

обязательные:

возможные:

Обозначения:

q - дебит добывающей скважины;

-дебит ячейки скважин из 1 нагнетательной и m добы­вающих;

- производительность нагнетательной скважины;

- коэффициент продуктивности скважины;

- коэффициент продуктивности скважины, назначенной под нагнетание;

- соотношение подвижностей вытесняющего агента и нефти;

- коэффициент приемистости нагнетательной скважины;

- забойное давление нагнетательной скважины;

- рабочее пластовое давление;

- начальное пластовое давление, также пластовое давле­ние в законтурной водоносной области;

- давление гидроразрыва пласта;

- давление от веса столба жидкости;

- потеря давления на трение;

- давление насыщения нефти газом;

- давление на устье нагнетательной скважины;

- общее число скважин рассматриваемой нефтяной залежи;

-начальные извлекаемые запасы нефти рассматриваемой нефтяной залежи;

- заданный максимальный темп отбора извлекаемых запа­сов нефти.

Прогнозирование обводненности добываемой продукции.

Различают четыри стадии разработки:

нарастающая добыча

стабилизация добычи

падающая добыча – характеризуется увеличенная обводненность скажин и падение пластового давления.Наблюдается увеличение газового фактора.

Скорость обводнения скважин при разработке зависит от отношения вязкости нефти и воды: Мо = Мн / Мв.

Если Мо<3 (при равномерной проницаемости пород) происходит более полное вытеснение нефти и не наблюдается преждевременного прорыва воды.

Если Мо>3 – быстрое обводнение скважин. Поэтому проводят работы по уменьшению Мо путем загущения закачиваемой воды в пласт, добавкой в нее полиакриламида(ПАА).

4-поздняя эксплуатация.