Грей Форест

Forest Gray

SECOND EDITION

Petroleum Production

In Nontechnical Language

PennWell Books

Perm Well Publishing Company Tulsa, Oklahoma

СЕРИЯ «ДЛЯ ПРОФЕССИОНАЛОВ И НЕСПЕЦИАЛИСТОВ»

Форест Грей

Добыча нефти

ЗАО «ОЛИМП—БИЗНЕС»

МОСКВА 2003

УДК 622.32 ББК 26.343.1 Г79

Перевод с английского 3. П. Свитанъко

Научный редактор д-р геол.-минер. наук В. П. Филиппов

Грей Форест

Г79 Добыча нефти/Пер. с англ. — М.: ЗАО «Олимп-

Бизнес», 2003. — 416 с.: ил. — (Серия «Для профессионалов и неспециалистов»).

ISBN 5-901028-38-4 (рус.)

Книга Ф. Грея знакомит читателя с основами нефтедобывающей промышленности и с опытом мировых нефтяных корпораций. Простым и доступным языком автор описывает методы оценки пласта, добычи и переработки нефти и газа, буровое оборудование. Обсуждаются новые технологии и перспективы развития отрасли.

Книга, несомненно, будет интересна работникам, начинающим свою деятельность в области нефтедобывающей промышленности, геологии нефти или в какой-либо смежной сфере, а также специалистам в области поставок, транспортировки, товарного обращения, связей с общественностью, рекламы, продажи или закупки в нефтяных или смежных компаниях.

УДК 622.32 ББК 26.343.1

© 1995 by PennWell Publishing Company

ISBN 5-901028-38-4 (рус.) © ЗАО «Олимп-Бизнес»,

ISBN 0-87814-450-1 (англ.) перевод на рус. яз., оформление, 2001

Оглавление

Предисловие к русскому изданию.. 8

Предисловие. 9

Глава I ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.. 10

Этапы исторического развития. 10

Некоторые экономические аспекты.. 13

Новейшая история нефтяного рынка. 20

Новейшая история рынка природного газа. 21

Глава II СТРУКТУРА НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ.. 26

Главные производители. 26

Независимые производители. 28

Отрасль в мировом масштабе. 38

Глава III ПРОДУКТИВНЫЙ ПЛАСТ. 41

Накопление и залегание. 41

Сегрегация нефти и газа и вытеснение нефти из коллектора. 45

Классы нефти. 46

Глава IV РАЗРАБОТКА.. 48

Функции отдела по освоению участка. 48

Буровые работы.. 50

Разработка месторождения. 53

Оценка числа скважин. 54

Расстояние. 55

Схема расположения скважин. 56

Дополнительные факторы.. 57

Глава V БУРОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДЫ БУРЕНИЯ.. 60

Типы буровых установок. 60

Способы бурения. 61

Буровые растворы.. 64

Глава VI ОЦЕНКА ПЛАСТОВ. КАРОТАЖ, ОТБОР КЕРНА И ОПРОБОВАНИЕ ПЛАСТОВ 66

Каротажные диаграммы.. 66

Журнал анализа образцов. 69

Анализ бурового раствора. 70

Измерения по давлению.. 72

Исследование керна. 73

Канатный каротаж.. 73

Электрический каротаж.. 74

Каротаж по радиоактивности. 76

Прочие приборы для каротажа. 77

Отбор керна. 79

Стандартный способ отбора керна. 79

Боковой отбор керна. 80

Опробование пласта. 80

Глава VII ЗАКАНЧИВАНИЕ СКВАЖИНЫ... 82

Обычное заканчивание скважины с перфорируемой обсадной колонной. 82

Заканчивание скважины со стационарным оборудованием.. 85

Многопластовое заканчивайте скважины.. 85

Заканчивание с отсеканием песка. 86

Заканчивание с отсеканием воды или газа. 88

Многозабойное заканчивание скважины.. 90

Глава VIII ОБСАЖИВАНИЕ И ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СКВАЖИНЫ... 92

Обсадная колонна (труба) 92

Направляющая труба. 92

Кондуктор. 93

Техническая (промежуточная) обсадная колонна. 94

Обсадная колонна-хвостовик. 94

Эксплуатационная обсадная колонна. 95

Вспомогательное оборудование обсадной колонны.. 95

Направляющий башмак. 95

Муфта с обратным клапаном.. 95

Центраторы и скребки. 95

Устье скважины.. 96

Цементирование. 96

Первичное цементирование. 97

Одностадийное цементирование. 98

Ступенчатое цементирование. 98

Вторичное цементирование. 98

Классификация цементов. 99

Добавки к цементу. 99

Параметры цементирования. 100

Глава IX ВЫБОР МЕТОДА ДОБЫЧИ.. 102

Механизмы нефтедобычи. 102

Факторы, влияющие на нефтеотдачу. 103

Управление производительностью коллектора. 103

Требования к правильному управлению. 103

Управление скоростью отбора. 104

Максимальная эффективная норма отбора. 104

Эффективная эксплуатация скважины.. 105

Глава X МЕТОДЫ ДОБЫЧИ – ОБОРУДОВАНИЕ И ОПРОБОВАНИЕ.. 106

Оборудование скважины для добычи. 106

Классификация скважин по методу подъема. 106

Механизированная добыча. 108

Газлифт. 108

Непрерывный поток. 110

Периодический поток. 112

Плунжерный лифт. 112

Достоинства и недостатки. 114

Добыча штанговыми насосами. 114

Принцип действия. 115

Глубинные насосы.. 116

Штанговые насосы.. 117

Качалки. 117

Другие возвратно-поступательные насосы.. 119

Пневматические установки. 120

Гидравлические установки. 120

Насосы с воротом и колесным домкратом.. 121

Достоинства и недостатки. 122

Достоинства. 122

Недостатки. 122

Роторные установки. 122

Гидравлические насосы.. 123

Насосы Кобе. 123

Скважинные насосы.. 126

Переработка на поверхности и насосное оборудование. 126

Гидравлические системы.. 126

Масляные насосы.. 129

Гидравлические струйные насосы.. 130

Достоинства и недостатки. 132

Достоинства. 132

Недостатки. 132

Электрические погружные насосы.. 132

Скважинный узел. 133

Наземное оборудование. 134

Области применения. 135

Электрический кабель. 136

Погружные системы с подвеской на кабеле. 136

Опробование скважин. 137

Глава XI НАЗЕМНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.. 140

Устье скважины.. 140

Головка обсадной колонны.. 140

Фонтанная арматура. 141

Методы разделения. 142

Методы обработки. 143

Осушка природного газа. 143

Подготовка нефти. 144

Установки для обработки воды.. 144

Ловушка свободной воды.. 145

Отстойник. 145

Складские резервуары.. 146

Система улавливания паров. 147

Измерение объема добычи. 147

Обмер резервуара. 147

Измерения. 147

Автоматическая отгрузка нефти. 148

Глава XII ОСЛОЖНЕНИЯ ПРИ ДОБЫЧЕ И КАПИТАЛЬНЫЙ РЕМОНТ СКВАЖИНЫ... 149

Отказ оборудования. 149

Проблемы в скважине. 151

Пескообразование. 151

Повреждение пласта. 151

Парафин. 151

Эмульсии нефти в воде. 152

Коррозия. 152

Утилизация соленой воды.. 152

Капитальный ремонт скважины.. 153

Глава XIII МЕТОДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ПЛАСТ. 154

Кислотная обработка. 154

Предварительные испытания. 154

Оборудование для кислотной обработки. 155

Методики обработки. 155

Ступенчатая кислотная обработка. 158

Добавки при кислотной обработке. 158

Ингибиторы.. 158

Активирующие добавки. 158

Поверхностно-активные вещества. 159

Деэмульгаторы.. 159

Контроль силикатов. 159

Горячая кислота. 160

Замедленная кислота. 160

Удержание железа. 168

Кислота для удаления бурового раствора. 168

Очищающие растворы.. 168

Безводная кислота. 168

Гидроразрыв пласта. 168

Трещины и их структура. 169

Оборудование для гидроразрыва. 169

Технология гидроразрыва. 170

Материалы для гидроразрыва. 171

Другие методы возбуждения пластов. 171

Торпедирование. 171

Взрыв линейного заряда. 171

Повторная перфорация. 172

Стеклянная дробь. 172

Абразивно-струйная обработка. 172

Удаление парафина. 172

Крупномасштабная обработка нагнетанием.. 172

Глава XIV ПОВЫШЕНИЕ НЕФТЕОТДАЧИ ПЛАСТОВ.. 173

Заводнение. 173

Геометрия коллектора. 173

Литология. 173

Глубина коллектора. 173

Пористость. 174

Проницаемость. 174

Равномерность напластования пород коллектора. 174

Величина и распределение насыщения флюидами. 174

Свойства флюида и связанные с этим соотношения проницаемости. 175

Источники воды.. 175

Расположение скважин при заводнении. 176

Подготовка воды.. 177

Остаточная нефть после заводнения. 177

Третичные методы добычи, или повышение нефтеотдачи пластов. 177

Нагнетание в пласт химических растворов. 178

Нагнетание смешивающихся с нефтью жидкостей. 179

Термические методы.. 180

Глава XV ПЕРЕРАБОТКА ПРИРОДНОГО ГАЗА И КОМБИНИРОВАННОЕ ПРОИЗВОДСТВО ТЕПЛА И ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ.. 182

Виды природного газа. 182

Типы жидкостей в природном газе. 183

Товарный пропан. 183

Товарный бутан. 183

Сжиженный нефтяной газ. 183

Газовый бензин. 184

Этан. 184

Методы переработки природного газа. 184

Абсорбция. 184

Абсорбция с вымораживанием.. 185

Вымораживание. 185

Адсорбция. 185

Экономические факторы и примеси. 185

Совместное производство тепла и электроэнергии. 186

Глава XVI НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ.. 188

Горизонтальное бурение — бурение с увеличенным отклонением от оси скважины.. 188

Скважинные исследования в процессе бурения. 190

Гибкие колонны.. 191

Метод трехмерной сейсморазведки. 193

Увеличенная плотность пространственного изображения. 193

Улучшенные изображения подземных структур. 193

Оконтуривание месторождения, управление и мониторинг. 194

Глава XVII БУДУЩЕЕ.. 195

Упражнения. 201

Упражнения к главе I. 201

Упражнения к главе II. 202

Упражнения к главе III. 203

Упражнения к главе IV.. 204

Упражнения к главе V.. 205

Упражнения к главе VI. 206

Упражнения к главе VII. 207

Упражнения к главе VIII. 208

Упражнения к главе IX.. 209

Упражнения к главе X.. 210

Упражнения к главе XI. 211

Упражнения к главе XII. 212

Упражнения к главе XIII. 213

Упражнения к главе XIV.. 214

Упражнения к главе XV.. 215

Упражнения к главе XVI. 216

Упражнения к главе XVII. 217

Словарь терминов. 218