Если взять любую тему, касающуюся экономики нашей страны, то в ней рано или поздно набегает толпа всевозможных диванных экспертов и прочих аналитиков с воплями: А-а-а, мы только нефть добываем, как дикари продаем за бусы, никаких технологий, Рашке капец, на трубе сидим и все в таком же духе. Львиная доля этих людей нефть видели на картинке, поэтому свято уверены, что добыча нефти – это примитивное производство, типа рубки леса (хотя уверен, что и там не все так просто), пробурил скважину и качай себе черное золото, гони на Запад, набивай баблом карманы. Поэтому собственно я и решил написать несколько статей, чтобы показать, что добыча нефти – это серьезное, наукоемкое и высокотехнологическое производство, а не пенька, деготь и корабельный лес.
Любой нефтедобыче предшествует нефтеразведка. Это настоящая наука, которую можно описывать также в целом цикле статей. Но я не буду заострять на ней внимание, во-первых, не специалист, во-вторых, тема о нефтедобыче
Итак, начнем с самого начала – бурения. Геологи обнаружили месторождение, изучили свойства, запасы, месторождение попало в реестр, тендер разыгран и в дело вступает бурение. Начинается оно с подготовки площадки для бурения. Для этого снимается плодородный слой, делается обваловка. На Севере, в болотистых условиях все гораздо сложнее. Для начала рубят лес и укладывают его на месте, где будет стоять буровые. Это называется лежневка. Затем сверху она отсыпается песком и также делается обваловка. Как правило, на Севере, где затраты на нефтедобычу гораздо больше, ради экономии ресурсов площадки под буровые большие, на них бурят не одну, а несколько, иногда несколько десятков скважин, такие площадки называются кустовыми, в жаргоне просто кусты
Буровые установки бывают нескольких типов. На этом фото знакомая всем «аналитикам» по картинкам и логотипам буровая установка башенного типа.
Но сейчас они вытесняются более мобильными, дешевыми в эксплуатации А-образными установками. Кроме того, на них легче работать.
Около буровой установки ставятся несколько жилых вагончиков, которые образуют целый жилгородок. Буровики живут в относительно комфортных условиях, в городке есть баня, столовая, прачечная. Гораздо хуже с комфортом у их собратьев по несчастью – КРС-ников, но про них напишу потом.
Буровая установка состоит из мачты, растворного узла, насосных установок, шламового амбара, дизельных установок и пр.
Собственно бурение производится с помощью специальных долот. Они бывают разнообразнейшей конструкции, в их основе специальные твердые сплавы и даже бывает алмазное напыление. Многие сплавы были разработаны именно для долот, которые работают в тяжелейших условиях. Это к слову о том, что мы сидим только на трубе, нет развития науки и техники.
Шарошечное долото на испытании в турбине перед спуском
Вертлюг
Для проходки скважины долото необходимо вращать, это делается несколькими способами. Наиболее распространенный – это вращение с помощью специального роторного стола, на котором и расположен сам ротор. В роторе закрепляется специальная профильная труба – ведущая. Как правило, она квадратной формы и очень толстостенная.
На фото ротор с квадратной ведущей трубой
. На самом верху ведущей трубы расположен вертлюг – специальное устройство, обеспечивающее подачу бурового раствора во вращающуюся колонну труб. Он нужен для вымыва отработанной породы – шлама, охлаждения долота, облегчения проходки (смазка), а также для предотвращения самопроизвольного выхода из пласта нефти, воды и газа.
На смену роторному бурению сейчас приходит бурение с помощью верхнего привода, который совмещает в себе вращающий механизм и вертлюг
Другой способ вращения долота – с помощью специальной турбины. Она является гидравлическим двигателем, спускается на обычной буровой трубе и вращается от подачи бурового раствора через вертлюг под мощнейшим давлением. Турбина имеет меньшую мощность, но она буквально незаменима при бурении горизонтальных участков скважины.
Спуск долота и турбины осуществляется на специальных буровых трубах, которые соединяются по две-три штуки, они называются свечами. Бурение идет согласно специальному документу – геолого-техническому наряду на бурение скважины. Как правило, оно доходит до продуктивного пласта, чаще всего до самого низколежащего.
Теперь немного геологии. Многие думают, что нефть расположена чуть ли не в озерах))). Это неправда, она расположена в особых породах, которые называются коллекторами углеводородов. Как видим, не все коллекторы одинаково полезны. Коллекторы имеют губчатую структура, в порах сконцентрирована нефть и газ. Обязательным условием является наличие над пластом непроницаемых пород-ловушек. Например слоев соли
На фотографии керн нефтеносной породы
По мере бурения в скважину для закрепления стенок от осыпания спускают специальные толстостенные обсадные трубы. Они бывают разного диаметра и их размер уменьшается сверху вниз, от устья (верх скважины) до забоя (дно скважины). Первая, самая большая, называется направление, затем идет кондуктор и эксплуатационная. Если скважина глубокая, то между кондуктором и эксплуатационной располагают промежуточную (техническую) обсадную трубу. Обсадные колонны, как правило, служат весь срок «жизни» скважины, поэтому их производство также трудоемко и высокотехнологично.
На фото обсадная колонна, закрепленная в роторном столе
Для большего укрепления стенок скважины ее цементируют. Для этого используют специальные сорта цемента, его еще называют буровым. Как правило, в зависимости от условий в него добавляют массу присадок, т. К. на забое могут быть критически высокие температуры, от которых цемент может застыть прямо в трубах. Такой вариант событий называется «поставить козла», это очень тяжелая авария, ликвидировать которую очень непросто и дорого. Как правило, цементированием занимается не сама бригада, а специальная организация по проведению тампонажных работ.
Цементироваться ствол скважины может целиком, иногда в околозабойной зоне устанавливают специальную перфорированную трубу-фильтр,а при наличии крепких пород забой вообще оставляют открытым.
На фотографии тампонажники цементруют ствол скважины
После цементирования скважины на нее устанавливают специальную колонную головку, которая жестко связывает все обсадные трубы, и передает всю нагрузку на кондуктор.
На фотографии колонная обвязка
Сверху на нее накручивают фонтанную арматуру и, вуаля, скважина готова. После этого буровая бригада съезжает, и в дело вступает КРС – капитальный ремонт скважин.
На фотографии фонтанная арматура на новой скважине, еще не присоединенная к коллектору