книги / Эксплуатация и обслуживание объектов добычи нефти введение в специальность
..pdfВРоссии добыча нефти с начала 2000-х гг. стабильно растет,
в2010 г. она преодолела планку в 500 млн т в год и продолжает повышаться (рис. 1).
Два года, 2009–2010 гг., Россия удерживала первое место в мире по добыче нефти. С 2011 г. она вновь переместилась на второе, уступив первенство Саудовской Аравии.
На протяжении 2000–2011 гг. доля России в мировой добыче нефти возросла с 8,9 до 12,8 %. Доля в 12,8 % сохранилась и в 2012 г., когда в России было добыто 526 млн т нефти, что на
1,2 % выше, чем в 2011 г.
Рис. 1. Добыча нефти в России (млн т)
Россия является ключевым поставщиком нефти и нефтепродуктов для европейских стран, растут поставки в страны АзиатскоТихоокеанского региона.
В России добычу нефти осуществляют несколько крупных вертикально интегрированных нефтяных компаний (ВИНК), а также более сотни малых и средних добывающих компаний. На долю ВИНК приходится порядка 90 % всей добычи нефти. Остальное добывают независимые добывающие предприятия.
Вертикальная интеграция в нефтяном бизнесе – это объединение различных звеньев технологической цепочки добычи и переработки углеводородов («от скважины до бензоколонки»):
11
Стр. 11 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
–разведка запасов нефти, бурение и обустройство месторождений;
–добыча нефти и ее транспортировка;
–переработка нефти и транспортировка нефтепродуктов;
–сбыт нефтепродуктов.
Лидерами нефтяной отрасли в России по добыче нефти являются «Роснефть» и «ЛУКОЙЛ» (табл. 1).
Таблица 1
Добыча нефти и газового конденсата крупнейшими нефтяными компаниями России, млн т
Компания |
2008 г. |
2009 г. |
2010 г. |
2011 г. |
2012 г. |
«Роснефть» |
106,1 |
108,9 |
115,8 |
122,6 |
117,47 |
«ЛУКОЙЛ» |
95,2 |
97,6 |
95,9 |
96,0 |
84,62 |
«ТНК-ВР» |
68,8 |
70,2 |
71,7 |
71,3 |
72,9 |
«Сургутнефтегаз» |
61,7 |
59,6 |
59,5 |
60,8 |
61,41 |
«Газпромнефть» |
30,7 |
29,9 |
29,8 |
35,3 |
31,64 |
Мировая нефтедобыча. C 1920 по 1970 г. мировая нефтедо-
быча увеличивалась не только почти в каждом новом году, но и по десятилетиям добыча росла практически в геометрической прогрессии (увеличивалась почти вдвое за каждые 10 лет) (рис. 2). С 1979 г. происходит замедление темпов роста мировой нефтедобычи. В начале 80-х происходит даже кратковременное снижение добычи нефти. В дальнейшем рост объемов добычи нефти возобновляется, но уже не такими стремительными темпами, как на первом этапе.
Несмотря на падение объемов добычи нефти в начале 80-х и периодически случающиеся кризисы, в целом мировая добыча нефти неуклонно растет. Среднегодовые темпы роста за период с 1970 по 2012 г. составили порядка 1,7 %, причем этот показатель существенно меньше среднегодовых темпов роста мирового ВВП.
12
Стр. 12 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
Рис. 2. Динамика добычи нефти в мире, млн т
Запасы нефти. Самые большие запасы нефти – 17,9 % всех мировых запасов – находятся на территории Саудовской Аравии. Доказанные запасы нефти в данной стране составляют более 262,6 млрд баррелей. Венесуэла является второй по величине нефтяных запасов страной в мире. Объем ее доказанных запасов составляет около 211,2 млрд т нефти (14,4 % общемировых). Доказанные запасы нефти в России составляют примерно 4,1 % мирового – около 60,0 млрд баррелей, в США – 20,7 млрд баррелей (1,4 % общемировых).
13
Стр. 13 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
2.РОЛЬ НЕФТИ И ГАЗА
ВСОВРЕМЕННОЙ ЭКОНОМИКЕ РОССИИ
В2008 г. доходная часть бюджета России была разделена на нефтегазовые и не нефтегазовые доходы. Нефтегазовые доходы – налог на добычу полезных ископаемых (нефти, горючего природного газа и газового конденсата из всех видов месторождений углеводородного сырья); вывозные таможенные пошлины на сырую нефть, природный газ, а также товары, полученные из нефти. Несмотря на планы Правительства РФ о сокращении зависимости доходов федерального бюджета от нефтегазовых поступлений,
доля их в 2010 г. увеличилась до 46 %, в 2011 г. – до 50 % [28]. В настоящее время в структуре нефтегазовых доходов около 65 % (3,6 трлн руб.) всех поступлений приходится на экспортную выручку, в то время как доля налога на добычу полезных ископаемых составляет около 35 % (1,988 трлн руб.) (табл. 2) [28].
Налоговая нагрузка на компании нефтегазового комплекса России в 2011 г. в среднем составила 39,1 % в структуре выручки [28]. Большая налоговая нагрузка приходится на «Славнефть» (71,5 %), наименьшая – на «Газпром» (25,9 %) и «ЛУКОЙЛ»
(29 %) [28].
Нефтегазовый комплекс России характеризуется высокой степенью концентрации финансовых потоков – более 70 % оборота нефтегазового рынка формируют компании «Газпром», «ЛУКОЙЛ», «Роснефть», одновременно обеспечивающие 82 % добычи газа
и56 % добычи нефти [28].
ВПермском крае 20 % налоговых поступлений в бюджет за счет добычи нефти обеспечивает основной недропользователь
месторождений углеводородов ООО «ЛУКОЙЛ-ПЕРМЬ». В 2013 г. ОАО «ЛУКОЙЛ» направил 800 млн руб. на развитие
|
социальной сферы в Пермском крае, включая строительство, ре- |
|
монт и модернизацию десятков медицинских, спортивных, рели- |
|
14 |
Стр. 14 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
гиозных, образовательных и культурных объектов в 18 муниципальных образованиях края, включая город Пермь. За последние 6 лет в рамках Соглашения на социальное инвестирование и строительство социальных объектов на территории региона ОАО «ЛУКОЙЛ» направил порядка 4 900 млн рублей.
Таблица 2 Экономические показатели реализации углеводородов
Показатели |
2005 г. |
2006 г. |
2007 г. |
2008 г. |
2009 г. |
2010 г. |
2011 г. |
|
Доходы федерального |
5127 |
6 279 |
7 781 |
9 258 |
7336 |
8 305 |
11352 |
|
бюджета, млрд руб. |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Нефтегазовые доходы, млрд |
2160 |
2943 |
2899 |
4390 |
2984 |
3831 |
5640 |
|
руб. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Налог на добычу, млрд руб.: |
845 |
1083 |
1112 |
1591 |
969 |
1361 |
1987 |
|
нефти |
761 |
986 |
1017 |
1 493 |
888 |
1267 |
1845 |
|
горючего природного газа |
|
|
|
|
|
|
|
|
из всех видов месторожде- |
79 |
90 |
88 |
90 |
75 |
85 |
136 |
|
ний углеводородного сырья |
|
|
|
|
|
|
|
|
газового конденсата из всех |
|
|
|
|
|
|
|
|
видов месторождений угле- |
5 |
7 |
7 |
8 |
7 |
9 |
6 |
|
водородного сырья |
|
|
|
|
|
|
|
|
Вывозные таможенные по- |
1315 |
1860 |
1786 |
2798 |
2015 |
2469 |
3652 |
|
шлины, млрд руб.: |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
на сырую нефть |
871 |
1 202 |
1 152 |
1 785 |
1203 |
1672 |
2 332 |
|
на природный газ |
247 |
344 |
303 |
490 |
433 |
193 |
384 |
|
на товары, полученные |
197 |
314 |
331 |
523 |
379 |
604 |
936 |
|
из нефти |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Доля нефтегазовых доходов |
42 |
47 |
37 |
47 |
41 |
46 |
50 |
|
в федеральном бюджете, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
Доля налога на добычу по- |
16 |
17 |
14 |
17 |
13 |
16 |
18 |
|
лезных ископаемых, % |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Доля вывозной таможенной |
26 |
30 |
23 |
30 |
27 |
30 |
32 |
|
пошлины, % |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
15
Стр. 15 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
3. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ
3.1. Нефтяной пласт, залежь, месторождение
Нефть в процессе ее образования и миграции в недрах земной коры скапливается в природных резервуарах. Природный резервуар – вместилище для нефти (нефти с попутным нефтяным газом), газа или воды в породах-коллекторах (пластах), перекрытых плохо проницаемыми (непроницаемыми) породами. Верхнюю часть такого резервуара, где скапливаются нефть и (или) газ, называют ловушкой.
Коллектором нефти (газа, воды) является горная порода, имеющая сообщающиеся пустоты в виде пор, трещин, каверн и др., заполненные (насыщенные) нефтью, газом или водой и способные отдавать их при создании перепада давления.
Значительное (пригодное для промышленного освоения) скопление нефти (газа) в ловушке природного резервуара называют залежью. Совокупность залежей нефти или газа, связанных одним участком земной поверхности, образует месторождение.
Основная часть нефтяных месторождений приурочена к осадочным породам, для которых характерно пластовое (слоистое) строение. Нефтяная залежь может занимать часть объема одного или нескольких пластов, в которых газ, нефть и вода распределяются в соответствии с их плотностью. Нефтяной пласт включает залежь углеводородов и прилегающую к ней водонасыщенную (водонапорную) область.
Залежь, содержащую нефть с растворенным газом, называют нефтяной (рис. 3), залежь (месторождение) нефти с газовой шапкой – газонефтяной (рис. 4). Если газовая шапка имеет большие размеры (объем части пласта с газовой шапкой превышает объем пласта, насыщенный нефтью), месторождение (залежь) называют нефтегазовым. Насыщенная нефтью часть пласта является в этом случае нефтяной оторочкой (рис. 5).
16
Стр. 16 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
Рис. 3. Схема нефтяной залежи |
Рис. 4. Схема газонефтяной залежи |
с подошвенной водой |
с подошвенной водой |
Поверхность, по которой в пластовых условиях граничат газ газовой шапки и нефть, называют газонефтяным контактом (ГНК), поверхность разграничения нефти и воды – водонефтяным контактом (ВНК). Линия пересечения поверхности ВНК (ГНК) с кровлей продуктивного пласта является внешним контуром, с подошвой пласта – внутренним контуром нефтеносности (газоносности).
Рис. 5. Схема нефтегазовой залежи с контурной (краевой) водой
17
Стр. 17 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
Залежь называют полнопластовой, если углеводороды занимают поровое пространство по всей толщине продуктивного пласта (см. рис. 5). В неполнопластовой залежи углеводороды заполняют пласт не по всей его толщине (см. рис. 4).
В залежах с краевой (контурной) водой нефть и вода граничат на крыльях пласта (см. рис. 5), в залежах с подошвенной водой – по всей площади залежи (см. рис. 3 и 4).
Нефтяные залежи приурочены в основном к коллекторам трех типов – поровым (гранулярным), трещинным и смешанного строения. К первому относятся коллекторы, сложенные песчано-алеври- товыми терригенными породами, поровое пространство которых состоит из межзерновых полостей. Таким же строением порового пространства характеризуются некоторые пласты известняков и доломитов. В чисто трещинных коллекторах (сложенных преимущественно карбонатами) поровое пространство образуется системой трещин. При этом части коллектора между трещинами представляют собой плотные малопроницаемые нетрещиноватые блоки пород, поровое пространство которых практически не участвует в процессах фильтрации. На практике чаще встречаются трещинные коллекторы смешанного типа, поровый объем которых включает как системы трещин, так и поровое пространство блоков, а также каверны и карстовые полости [25].
Практически все карбонатные пласты, выявленные на разрабатываемых нефтяных месторождениях Урало-Поволжья, в целом являются по своему типу трещинно-поровыми коллекторами [25]. Особенность их состоит в том, что основная часть нефти содержится в порах блоков, а перенос жидкости происходит преимущественно по трещинам [6].
Породы осадочного происхождения – основные коллекторы нефти и газа. Около 60 % мировых запасов нефти приурочено к терригенным, 39 % – к карбонатным отложениям, 1 % – к выветренным метаморфическим и изверженным породам.
18
Стр. 18 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
В связи с разнообразием условий формирования осадков гео- лого-физические свойства продуктивных пластов различных месторождений могут изменяться в широких пределах.
3.2. Фильтрационно-емкостные свойства горных пород
Свойства горной породы вмещать (обусловлено пористостью) и пропускать (обусловлено проницаемостью) через себя жидкость или газназываются фильтрационно-емкостнымисвойствами(ФЕС).
Фильтрационные и коллекторские свойства пород нефтяных пластов характеризуются следующими основными показателями:
–пористостью;
–проницаемостью;
–капиллярными свойствами;
–удельной поверхностью;
–трещиноватостью.
Емкостные свойства горной породы определяются ее пористостью. Пористость характеризуется наличием в породе пустот (пор, трещин, каверн), являющихся вместилищем для жидкостей (воды, нефти) и газов.
Различают общую, открытую и эффективную пористость.
Общая (абсолютная, полная) пористость определяется нали-
чием в горной породе всех пустот. Коэффициент полной пористости равен отношению объема всех пустот к видимому объему породы.
Открытая пористость (пористость насыщения) характеризуется объемом сообщающихся (открытых) пустот, в которые могут проникать жидкость или газ.
Эффективная пористость определяется той частью объема открытых пор (пустот), который участвует в фильтрации (объем открытых пустот за вычетом объема содержащейся в них связанной воды).
Фильтрационные свойства пород характеризует их проницаемость – способность пропускать через (сквозь) себя жидкости или
19
Стр. 19 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
газы при создании перепада давления. Движение жидкостей или газов в пористой среде называется фильтрацией.
По величине поперечного размера поровые каналы (каналы фильтрации) подразделяются:
–на сверхкапиллярные – диаметром более 0,5 мм;
–на капиллярные – от 0,5 до 0,0002 мм;
–на субкапиллярные – менее 0,0002 мм.
В сверхкапиллярных каналах жидкость перемещается свободно под действием силы тяжести; в капиллярных каналах движение жидкости затруднено (необходимо преодолеть действие капиллярных сил), газ перемещается достаточно легко; в субкапиллярных каналах жидкость при перепадах давления, которые создаются при разработке месторождений, не перемещается.
При эксплуатации нефтяных месторождений в пористой среде перемещаются нефть, газ, вода или их смеси. Поэтому для характеристики проницаемости нефтесодержащих пород различают проницаемость абсолютную, фазовую (эффективную) и относительную.
Абсолютная проницаемость – проницаемость пористой среды при движении в ней лишь одной фазы (газа или однородной жидкости) в отсутствие других фаз.
Эффективная (фазовая) – проницаемость породы для одной из жидкостей или газа при одновременном нахождении в поровом пространстве двух или более фаз.
Относительная проницаемость пористой среды определяется как отношение фазовой проницаемости этой среды к абсолютной.
К проницаемым породам относят пески, песчаники, известняки, к непроницаемым или плохо проницаемым – глины, глинистые сланцы, песчаники с глинистой цементацией и т.д.
Одно из важных свойств горных пород – их трещиноватость, которая характеризуется густотой, объемной плотностью и раскрытостью трещин.
Густотой называют отношение количества трещин ∆n, секущих нормаль их плоскостей, к длине этой нормали ∆l:
20
Стр. 20 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |