Технологические основы нефтегазового комплекса

Нефтегазовый комплекс – важнейшая составляющая ТЭК. Геополитические интересы Росси. Отношения со странами ближнего зарубежья. Энергетическая безопасность Энергодипломатия важнейшие направления внутренней и внешней политики России. Историю открытия и использования человеком природной нефти и продуктов ее переработки в доисторический период. Понятия и терминология. Основные этапы создания и развития нефтегазовой отрасли в мире и в России.

Состояние мирового нефтегазового комплекса (Новейшая история нефтяного рынка)

Бюджет Росси формируется главным образом за счет налоговых отчислений крупных компаний монополистов в области добычи, транспортировки и переработки нефти и природного газа.

Благосостояние народа напрямую зависит от эффективности работы отрасли и его персонала.

Сотни тысяч людей заняты в этой сфере, десятки тысяч из них оказываю основному производству юридические, финансовые, консультационные, маркетинговые и иные услуги управленческого характера.

Подавляющая часть из них не имеют практики и специального образования в области нефтедобычи, слабо представляют себе суть процесса извлечения нефти из земных недр и дальнейшей ее переработки.

Между тем знание характера производства имеет решающее значение, для принятия оптимального, эффективного решения.

До настоящего времени, при подготовке специалистов в области управления нефтегазовым комплексом, вопросу изучения технологических основ отрасли внимания уделялось недостаточно.

Роль российских нефтегазовых корпораций в мире стремительно растет. Например, капитализация крупнейшей корпорации ОАО "Газпром" в 2006 году достигла …. млн. долларов США. Газпром занял третью строчку в табели о рангах ведущих компаний мира.

Соответственно процессу глобализации нефтегазового бизнеса существенно возрос интерес и потребность в специалистах высокого класса имеющих разностороннюю в том числе и инженерную подготовку.

Нефтегазовый комплекс это важнейшая составляющая ТЭК. Темп роста внутреннего валового продукта (ВВП) в истекшем году к 2004 г., по предварительной оценке Росстата, составил 6,4%, т.е. выше первоначального прогноза Минэкономразвития (5,9%), но ниже результата 2004 г. (7,2%). По темпам экономического роста Россия продолжает опережать развитые страны мира, но уступает Китаю и большинству государств СНГ.

Изменение внутреннего валового продукта на одного человека (уровень благосостояния) находится в прямой пропорции с потреблением энергии.

«Если люди будут лишаться энергетических ресурсов, их материальное благосостояние будет падать» (П.Л. Капица)

В структуре производства ВВП замедление роста в 2005 г. обусловлено в первую очередь заметным снижением темпов роста промышленной продукции, особенно топливно-энергетических ресурсов (в том числе нефти и газа).

Замедление динамики обусловлено: низкими темпами роста добычи топливно-энергетических ресурсов (из-за исчерпания возможностей роста добычи на старых месторождениях, повышения налоговой нагрузки, увеличения транспортных тарифов и снижения привлекательности экспорта нефти железнодорожным и речным транспортом); неустойчивой динамикой обрабатывающих производств, вызванной серьезным давлением со стороны импорта.

Судьба национальных проектов России их осуществление во многом зависит от работы нефтегазовой отрасли.

Газ в обозримом будущем является важнейшим фактором мировой экономики и геополитики, и его роль будет расти.

Начиная с 20-х годов нынешнего века, именно природный газ станет одним из основных мировых видов топлива, а на евразийском пространстве он и вовсе будет доминировать.

Россия располагает крупнейшими в мире запасами природного газа. По сравнению с мировыми показателями здесь сосредоточена почти треть мировых разведанных запасов. Из 48 трлн. куб. м разведанных запасов российского газа 61% контролируется Газпромом, 21% владеют независимые производители, оставшаяся часть запасов находится в нераспределённом фонде государства.

Основные прогнозные ресурсы газа приходятся на малоизученные районы Восточной Сибири и шельфы Карского, Баренцева и Охотского морей.

Крупнейшим центром сосредоточения ресурсов газа является север Западной Сибири - Ямало-Ненецкий АО, где находятся такие уникальные газовые месторождения, как Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье, Бованенковское и другие.

Значительные ресурсы газа выявлены и в восточных районах страны – Восточной Сибири, Красноярском крае, Иркутской области, Республике Саха (Якутия), на шельфе о. Сахалин. Добыча газа в этих районах может не только удовлетворить потребности в газе восточных регионов России, но и обеспечить значительные объёмы их экспорта на Азиатско-тихоокеанский энергетический рынок.

Объёмы добычи газа постоянно растут, превысив по итогам работы за 2006 г. величину в 640 млрд. куб. м (640,63), в том числе Газпром увеличил производство газа до 547,9 млрд. куб. м.

В соответствии с Энергетической стратегией России добыча газа к 2020 г. вырастет до 730 млрд. куб. м.

Большая часть добываемого в стране газа - природный газ. Добыча нефтяного попутного газа не превышает 7%.

В современных геополитических условиях добыча и стабильные поставки природного газа являются одним из серьезных инструментов энергодипломатии.

Страны СНГ и Европы, а так же США и страны Азиатско-тихоокеанского региона зависят от российского газа в значительной степени. Постоянное внимание и контроль над этим энергоресурсом и его транзитом станет и далее одной из важнейших форм контроля над глобальной экономикой.

Поэтому крупные газовые компании, такие как Газпром, НОВАТЭК, ИТЕРА, ЛУКОЙЛ можно назвать объектами и субъектами нашей внешней и внутренней политики России.

Приобретение государством 10,7% акций Газпрома - один из сильных ходов в направлении создания вертикали государственного контроля над стратегически важными сегментами нефтегазового комплекса.

Либерализация рынка акций Газпрома, а также события связанные с ростом капитализации компании, привлекли наибольшее внимание российских и зарубежных инвесторов.

Прогресс в либерализации отрасли стал очевиден после принятия Госдумой поправок к закону «О газоснабжении в Российской Федерации», снимающих ограничения для иностранцев на участие в капитале Газпрома.

Компания вошла в десятку крупнейших мировых компаний. Это исторический рубеж и для нашей страны и тем более для Газпрома.

Северо-Европейский газопровод — принципиально новый маршрут экспорта российского газа в Европу. Целевыми рынками поставок по СЕГ являются Германия, Великобритания, Нидерланды, Франция, Дания. Новый газопровод имеет большое значение для удовлетворения растущих потребностей в газе европейского рынка. Особое значение СЕГ будет иметь для обеспечения бездефицитного газоснабжения Калининградской области.

Строительство СЕГ ускорит разработку Южно-Русского и Штокмановского месторождений, предоставит Газпрому возможность заключить новые долгосрочные выгодные контракты с Европейскими государствами, с США в том числе и на поставку сжиженного природного газа (СПГ) и альтернативного варианта сжатого природного газа.

Так, освоение Штокмановского газоконденсатного месторождения, расположенного на шельфе Баренцева моря, в качестве стратегической задачи для Правительства и Газпрома была обозначена Президентом РФ В.В. Путиным на встрече с Президентом США Дж. Бушем в Братиславе весной 2005 года.

Кроме того, получив мощную политическую поддержку, обрел качественно новые перспективы магистральный газопровод Россия-Турция («Голубой поток»).

Говоря о масштабах предстоящих работ в газовой отрасли нельзя не отметить, что в России 98% зарегистрированных месторождений нефти и газа вовлечены в разработку. Поэтому необходимо срочно изменить ситуацию в нефтегазовой отрасли в направлении восполнения минерально-сырьевой базы. Воспроизводство должно строиться на федеральной программе геологического изучения регионов с привлечением как государственного, так и частного сектора. В 2005-2006 г г. прирост запасов Газпрома впервые превысил показатели добычи газа.

Одним из важнейших направлений деятельности газовой отрасли является социальных программы газификации регионов страны.

Сложилась парадоксальная ситуация, при которой, Россия обладая третей частью общемировых запасов газа, занимая первое место в мире по его добыче, имеет средний уровень газификации страны природным газом 53%, в том числе в городах - 60%, в сельской местности - 34%.

В то же время Финляндия, Польша, страны Балтии газифицированы российским газом на 95 процентов.

Восточная Сибирь и Дальний Восток оказались практически лишены возможности пользоваться природным газом.

Газпрома принял решение создать собственную масштабную программу газификации регионов. В 2005-2007 гг. Газпром направит на газификацию регионов РФ 35 млрд. руб. Аналогичная социальная программа по газификации Свердловской и Омской областей намечена в планах НГК «ИТЕРА» и ТНК-ВР.

В соответствии с намеченной Программой уровень газификации в среднем по России должен повыситься до 60%, а на селе -до 42%. Будет газифицировано дополнительно около 20 тыс. коммунально" бытовых предприятий (больницы, детские сады, школы и т.д.), более 5 тыс. сельских и поселковых отопительных котельных, более 500 сельскохозяйственных предприятий.

С реализацией указанных проектов уровень качества жизни в целом по России должны возрасти у 11 млн. граждан.

Газификация Росси это крупный социальный проект, который органично связан с приоритетными национальными проектами.

Наша страна впервые заняла кресло председателя «большой восьмёрки». Центральной для российского председательства выбрана тема энергетической безопасности. Россия является одним из самых активных игроков международного энергетического рынка и не без оснований рассчитывает укрепить на нём своё влияние. Кроме того, очевидна актуальность энергетического вопроса именно сейчас, когда высокие цены на углеводороды ставят под угрозу экономическое процветание в глобальном масштабе. Сегодня Россия заявила о намерении стать энергетической сверхдержавой - такова стратегия, провозглашённая Президентом РФ.

Нефтяной Восток и Нефтяной Запад не являются соперниками. На Ближнем Востоке стоимость в расчете на 1 бар настолько ниже, а производительность в расчете 1 скважину настолько выше, чем в Западном полушарии, что конкуренции практически нет. Например, в США пробурено в 100 раз больше продуктивных скважин, чем на Ближнем Востоке, но добыча в 3 раза ниже. Известно 400 скважин в Кувейте дают в сутки четверть от общей суточной выработки, получаемой от сотен тысяч скважин в США. Средняя производительность в США упала до 12 бар /сутки.

В настоящее время США наращивают стратегические резервы нефти. Принято решение об увеличении стратегических нефтяных резервов страны с 687,5 млн. баррелей. до 727 млн. баррелей.

По экспертной оценке экономика США потребляет в среднем более 20 млн. баррелей нефти в сутки.

Энергодипломатия – один из самых важных направлений политики российского государства

Сегодня центральной задачей внешней политики государства является формирование нового энергетического порядка. Неслучайно одной из основных отраслей мировой экономики считается ТЭК. В условиях глобализации мировых экономических процессов энергетическая составляющая считается одной из основ могущества государства в современном мире. В России, как и в большинстве государств, в качестве самостоятельных направлений стали формироваться внешнеэкономическая политика и энергетическая дипломатия, которые сегодня заняли ключевое положение во внешнеполитической и дипломатической деятельности.

Уникальное географическое и стратегическое положение нашей страны в евразийском пространстве, большие запасы первичных энергоресурсов, развитая промышленная инфраструктура, социальный потенциал создают объективные предпосылки для того, чтобы Россия взяла на себя роль ведущей энергетической державы. Энергетический фактор заметно влияет на двусторонние отношения России во внешне-экономических и внешне-политических сферах более чем с восьмьюдесятью странами.

Необходимо понимание того, что устаревшие подходы к энергетической дипломатии как средству продвижения государственных интересов исключительно при помощи раздачи наших природных ресурсов взамен на политическую лояльность устарел еще со времен оных. Подобный подход должен уступить место государственной доктрине на развитие своего энергетического потенциала.

Реальные долгосрочные проекты, развития системы доступа к энергоресурсам и разработка перспективных месторождений не только расширят экспортный потенциал России на международном рынке, но и превратят ее в желательного и влиятельного партнера для всех энергозависимых государств.

Состояние мирового нефтегазового комплекса (Новейшая история нефтяного рынка)

Первобытный человек довольствовался 300 г. условного топлива в день, что составляет 210 ккал. Сегодня в развитых странах на одного человека приходится до 13 тонн условного топлива.

Вследствие научно-технической революции расход энергии во всех ее видах каждые 10 лет удваивается.

Бюджет Росси формируется главным образом за счет налоговых отчислений крупных компаний монополистов в области добычи, транспортировки и переработки нефти и природного газа.

Благосостояние народа напрямую зависит от эффективности работы отрасли и его персонала.

Сотни тысяч людей заняты в этой сфере, десятки тысяч из них оказывают основному производству юридические, финансовые, консультационные, маркетинговые и иные услуги управленческого характера.

Подавляющая часть из них не имеют практики и образования в области нефтедобычи, слабо представляют себе суть процесса извлечения нефти из земных недр и дальнейшей ее переработки.

Между тем знание характера производства имеет порой решающее значение, для принятия оптимального, эффективного решения.

К сожалению, до настоящего времени, при подготовке такого рода специалистов, вопросу изучения технологических аспектов уделялось недостаточно внимания.

Роль российских нефтегазовых корпораций в мире стремительно растет, а вместе с ней возрастает потребность в специалистах высокого класса имеющих разностороннюю подготовку.

Нефтегазовой комплекс (НГК) является важнейшей составляющая топливно-энергетического комплекса (ТЭК) страны.

Существует прямая зависимость между экономической активностью и потреблением нефти.

Консалтинговая энергетическая компания Poten and Partners разработала модель для прогнозирования потребления нефти в отдельных регионах и странах мира. В соответствии с этой моделью США к 2010 году потребуется 2 млн. брл./сутки нефти.

По данным МВФ прогноз потребления нефти в Китае составляет 3 млн бар/сутки.

Следует отметить что Европа является единственным регионом мира, в котором наблюдается слабая взаимная связь между параметрами «экономическая активность» и «потребление нефти». Причина этого явления: высокие налоги на моторное топливо, сдвиг от бензина к дизельному топливу, активное внедрение альтернативных источников энергии.

Нефтеперерабатывающая промышленность мира оказалась перед лицом нескольких ограничений, мешающих удовлетворению прогнозируемого спроса: производственные мощности эксплуатируются с предельно высокими коэффициентами использования, а запасные мощности сравнительно невелики.

Возобновляемые и не возобновляемые источники энергии.

· Солнечная энергия. На 1м кв выпадает около 160 Вт солнечной радиации. В 1 минуту Солнце посылает на землю столько энергии, сколько ее вырабатываю все электростанции страны за год. Но низок КПД фотоэлектрических преобразователей – 25%. Энергия солнечных установок пока не конкурента традиционным источникам. Перспектива - космические солнечные электростанции.

· Энергия ветра. Движение воздуха относительно поверхности земли – имеет солнечное происхождение. Разная степень черноты поверхности имеет разную степень поглощения солнечной радиации.

В Дании в 2004 году произведено около 10% необходимой электроэнергии.

Недостатки: - узкий диапазоне скоростей, при скорости более 20 м. в сек.. – возможно, разрушение конструкции. Решение проблемы – конструктивное. Изменяющийся автоматически угол атаки крыла.

- неравномерность производства энергии, вследствие этого необходимость в аккумулировании. Пути решения проблемы: наработка водорода электролизом, гидроаккумумляция (ГАЭС).

В настоящее время вырабатывается всего 0,5% от общего объема производства электроэнергии. Перспектива – к 2040 г. до 20%.

Россия располагает ресурсами – около 6,2 трлн. кВт. час. или в 10 больше. чем все РАО «ЕС России».

Геотермальная энергия. Температура с увеличением глубины увеличивается. На глубине 50 км. – около 800 гр.С, на глубине 500 км – около 2000 гр.С. Предполагается. что в результате распада радиоактивных элементов, и химических реакций происходит медленный разогрев глубинных слоев (несколько градусов за 10 млн. лет). Мощность теплового потока от центра к поверхности в 30 раз больше мощности всех электростанций мира.

Два различных источника геотермальной энергии: гидротермальная (паротермальная) – подземные источники горячей воды и пара с температурой 100 – 350 гр. С.

петротермальные – тело сухих горных пород. Естественный выход геотермальных источников на Курилах, Камчатке, в Японии, Новой Зеландии, Исландии. На Камчатке в эксплуатации две электростанции Паужетская (11000 кВт.) и Паратунская (700 кВт).

Недостатки: большая глубина залегания более 2 км.

Предпочтительны термоаномальные площадки где на каждые 100 м. температура увеличивается на 30 -40 гр.С.

Энергия приливов и отливов. Энергия воздействия на массу воды океанов лунным и солнечным притяжением. Регулярность этого природного явления – два раза в сутки. В среднем разница составляет 1 метр. Аномалии: Атлантическое побережье Канады – до 18 метров; пролив Ла-Манш до 15 м.; побережье Охотского моря - до 13 м. В средние века люди использовали эту энергию на лесопилках и мельницах. ПЭС «Ранс» Франция. Ла-Манш. мощность 240 тыс. кВт. Горизонтальная турбина работает в обоих направлениях.

Баренцево море, Кислогубская ПЭС, 800 кВт. Стоимость ПЭС выше аналогичной гидростанции. На планете всего около 30 мест где строительство экономически целесообразно. Перепад уровней должен быть не менее 10 метров.

Энергия рек. Плотина создает перепад уровней, верхний бьеф и нижний бьеф. Возобновляемости за счет круговорота воды в природе под воздействием солнечной энергии. Запасы гидроэнергии на Земле составляют около 10 млрд. т.у.т., или практически равны мировому энергопотреблению.

В России гидроэнергоресурсы эквивалентны 1 млрд. т.у.т. ил 10% мировых запасов.

Значительные сроки строительства, отрицательные экологические последствия, вызванные затоплением территорий.

Энергия атомного ядра. Энергия обогащенного урана и искусственно получаемого плутония впервые использована в 20 веке в военных целях.

Первая атомная электростанция построена в 1954 г. в г. Обнинске. В 1960 году в мире уже существовало 7 АЭС, а в 1976 их число достигло 130.

Ядерное топливо весьма эффективно: 1 грамм обогащенного урана эквивалентен 2,7 тоннам условного топлива (т.у.т).

Атомная энергетики развивалась высокими темпами. К 1985 г. установленная мощность АЭС в мире достигла 245,1 млн. кВт. Авария на Чернобыльской АЭС вызвала частичную приостановку, и даже свертывание программ нового строительства.

Парк атомных электростанций сегодня России представляет собой 10 атомных электростанций, 31 энергоблок общей установленной мощностью 23,2 млн. кВт.

Большая часть мощностей сосредоточенна на европейской части России. Доля АЭС в общей установленной мощности составляет 11,5%, в выработке электроэнергии - 16,6%, в том числе доля на европейской территории России – 29,3%. Для сравнения, доля АЭС в производстве электроэнергии во Франции составляет 75%.

Годовой объем природного газа, замещаемого АЭС, составляет 40 млрд. куб. метров. Издержки производства по сравнению с ТЭЦ в 3 раза ниже, а цены на электроэнергию на 25% меньше.

Энергия угля. Большая часть ресурсов угля расположена в северных широтах. 75% ресурсов сосредоточена в трех государствах – Россия, США, Китай. С 50 годов 20 века в энергетическом балансе почти всех стран началось сокращение доли угля и замещение ее нефтью и газом, вследствие их относительной дешевизны и эффективности.

Энергия нефти и газа Преимущества – высокая теплота сгорания, технологическая простота использования, удобный способ транспортировки, и хранения.

Преимущество нефти и газа заключаются в относительно высокой теплотворной способности: 1 кг нефти – 46 МДж, 1 м куб газа – 36 МДж. 1 кг. антрацита – 34 МДж, 1 кг. дров – 10,5 МДж. Если массу нефти принять за единицу, то по эквивалентному количеству тепла масса антрацита составит – 1,4, бурого угля – 5,0 дров - 4,4. Природный газ как топливо по технологичности его добычи, транспортировки и использованию. а так же экологическим свойствам, в настоящее время не имеет конкурентов.

Нефть и газ – ценное сырье нефтехимии. В настоящее время около 90% нефти и газа используются в качестве топлива. Гораздо эффективней использовать их как сырье для переработки.

1. Производство топлива – бензин, керосин, дизтопливо смазочные материалы (масла). 2. Синтетический каучук. 3. Пластмассы. 4. Синтетические волокна и ткани. 5. Моющие средства, спирты, гербициды, взрывчатые вещества, медицинские препараты, серную кислоту.

Современная нефтехимия началась с использования в качестве сырья природного углеводородного газа ЭТИЛЕНА.

В 1933 году методом синтеза был получен широко известный в настоящее время полимер – ПОЛИЭТИЛЕН.

Производными ЭТИЛЕНА являются так же: УКСУСНАЯ КИСЛОТА, ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ, ПОЛИВИНИЛХЛОРИД.

Газ Этан является исходным продуктом для получения синтетического продукта –ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ.

Из газа МЕТАНА синтезируют МЕТАНОЛ, из которого далее получают ФОРМАЛЬДЕГИД, являющийся исходным сырьем для производства широко спектра пластических масс.

Из МЕТАНА так же получают ХЛОРОФОРМ, широко используемый в медицине и ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТЫЙ УГЛЕРОД (универсальный растворитель).

Из газообразного СЕРОВОДОРОДА извлекают СЕРУ. Сера в свою очередь используется и как самостоятельный продукт, например при производстве резины из каучука, и в качестве сырья при производстве СЕРНОЙ КИСЛОТЫ.

Нефть и газ являются исходным продуктом для производства БЕЛКА.

В природе существуют особые микроорганизмы, которые в биореакторах расщепляют длинные молекулы нефти и наращивают собственную БИОЛОГИЧЕСКУЮ МАССУ. Получаемые белки безвредны для животных и человека. В Росси существуют несколько заводов по промышленному производству синтетического белка.

Общие сведения о нефтяной и газовой промышленности. Терминология.

Этимология слова «нефть». Предположительно слово "нефть" произошло от мидийское слово «нафата», что означает «просачивающаяся», «вытекающая».

Государство Мидия существовало в 6 веке до н.э. на границе современного Азербайджана и Ирана.

В Персии словом «нефт» обозначались нефтяные колодцы. Позднее «нафата» и «нефт» были заимствованы древними греками и трансформировались в греческое слово «нафта». Для восточнославянских и восточноевропейских государств характерны древнегреческие корни слов. Поэтому в этих странах для обозначения природных ископаемых жидких углеводородов принято "нефть", в отличие от стран Западной Европы и стран бывшей Британской империи.

В Западной Европе и мировой практике приняты латинские корни слов. Поэтому нефть имеет название Petroleum. Это английское слово произошло от латинского Petra - камень, oleum – масло, означает смесь жидких природных углеводородов или сырую нефть. Употребляется так же для обозначения природного газа.

Понятие нефть (Petroleum) охватывает большую сложную группу жидких, газообразных и твердых углеводородов (соединений углерода и водорода) содержащих в качестве примесей азот, кислород и серу.

Принято считать, что сложные углеводороды, образующие нефть и природный газ, образовались из остатков древних органических отложений на дне древних морей, под воздействием температуры и давления создаваемого более поздними осадочными породами.

С точки зрения геологии Земли эти процессы произошли сравнительно недавно от 2 до 400 млн. лет назад (последние 10% времени существования земли), что соответствует периоду Палеозойской и Мезозойской геологической эре.

Нефть и ее производные естественного происхождения такие как битум и асфальт (результат выветривания и окисления кислородом воздуха) использовались человечеством с самых древних времен. Этому имеется большое количество археологических и письменных подтверждений.

Достоверно известно 6000 лет до н.э. люди использовали сырую нефть в государствах на Бергах Евфрата, на Керченском полуострове, в Китае (провинция Сычуан), в странах Ближнего Востока, располагавшихся по берегам Мертвого моря. Нефть использовали народы проживавшие на берегах Каспийского моря, где как известно нефть расположена неглубоко и имеет множественные естественные выходы на дневную поверхность.

Упоминания об использовании нефти и ее продуктов содержатся в Библии, других Священных Писаниях и документах.

Нефть и ее продукты применялись достаточно широко: в качестве топлива, источника освещения, для медицинских целей, как средство для погребального и ритуального бальзамирования.

Нефть являлась составной частью зажигательного средства, вошедшего в историю под названием «греческого огня».

О применении нефти для освещения жилищ свидетельствует древнеримский историк Плутарх, описавший походы Александра Македонского.

В средние века нефть использовалась для освещения улиц в ряде городов Ближнего Востока и Южной Италии.

Первый известный в истории продукт нефти - это асфальт. Асфальт продукт естественного происхождения - результат длительного выветривания нефти, испарения легколетучих соединений и окисления ее кислородом воздуха. Асфальт это своего рода природный битум.

Древние египтяне применяли асфальт (окисленную нефть) при бальзамировании, добывая его, по сообщению древнегреческого историка и географа Страбона (63 г. до н. э. - 34 гг. н. э.), преимущественно у берегов Мертвого моря.

В начале XIX века в России, а затем в Америке из нефти, путем ее возгонки, было получено осветительное масло, названное керосином. Впервые керосиновая лампа осветила операционный стол во львовском госпитале.

Нефть и природный газ и сейчас лежат в основе мирового топливно-энергетического баланса. Продукты переработки нефти широко используются во всех отраслях промышленности, сельского хозяйства, на транспорте и в быту.

В настоящее время без природных ископаемых углеводородов – нефти и газа невозможно существование современной цивилизации.

Основные этапы исторического развития нефтяной и газовой отрасли.

Процесс формирования нефтяной и газовой промышленность России условно можно подразделить на пять основных этапов.

Первый этап – с древнейших времен до 1917 года (дореволюционный период).

В 16 веке русские купцы торговали Бакинской нефтью. В 1717 году при Петре 1 впервые были описаны нефтяные месторождения в районе Грозного. В 1721 г. «рудознатец» Григорий Черепанов обнаружил нефтяной ключ на берегу реки Ухты (Североевропейская часть России).

В 1813 году к России были присоединены Бакинское и Дербентское ханства с их богатейшими нефтяными ресурсами.

В Туркмения так же были обнаружены огромные запасы нефти. В районе горного массива Небит-Даг нефть добывалась уже более 800 лет назад. В 1821 г. туркмены на лодках по Каспию вывезли в страны Ближнего Востока более 640 тонн сырой нефти.

Началом нефтяной промышленности России следует считать 1848 г., когда Семенов и Воскобойников пробурили на Каспии в местечке Биби-Эйбат первую промышленную скважину.

В 1868 г. купец Сидоров пробурил скважину в Ухтинском месторождении. Известный русский химик Д.И. Менделеев высоко оценил качество образцов нефти, полученных с этого месторождения.

В 1876 году было произведено промышленное бурение скважин в Туркмении, что положило начало деятельности известного в истории предприятия «Товарищество братьев Нобель».

В 1907 г. на о. Челкен (Туркмения) из скважины глубиной 85 метров ударил фонтан нефти с суточным дебитом 560 тонн.

В 1900 году в России ежегодная добыча нефти составила 10.4 млн. тонн.

Второй этап (1917-1941 г.г.) – период становления СССР.

После завершения Гражданской войны главной задачей индустриализации явилось восстановление нефтяной промышленности страны.

С 1928 г. по 1932, за 5 лет, уровень добычи нефти возрос с 11,6 млн. т до 22,3 млн.т., то есть практически в 2 раза.

СССР вышел на 2-е место в мире по объему добычи (19,5%).

Прирост добычи нефти произошел главным образом за счет старые известных месторождения в районах городов Баку, Майкопа, Грозного. Только в 1927 г. было освоено в промышленную эксплуатацию новое крупное о. Сахалин.

В 1929 году близ уральского поселка Верхнечусовские Городки (Пермская обл.) был получен первый нефтяной фонтан, с дебитом 40 тонн в сутки. Открытие было совершено случайно в ходе буровых работ по разведке калийной соли. По объему разведанных запасов в

бассейне реки Кама нефтеносная провинция Прикамья сопоставима с месторождениями Баку.

В 1931 г. в Коми АССР освоено месторождение тяжелой высоковязкой нефти, которую добывали шахтным способом.

В Башкирии в 1938 было открыто Туймазинское месторождение с объемом ежегодной добычи свыше 1 млн. тонн - самое крупное в Урало-Поволжском регионе.

В 1941 г. в СССР было добыто всего 31,1 млн. тонн, из которых 71% дали месторождения Азербайджана.

Третий этап. (1941-1945 г.г.) Период Великой Отечественной войны (мобилизация ресурсов, пик тех прогресса). Ведение военных действий требовало огромного количества нефтепродуктов. Добыча снизилась ровно в 2 раза. Одно из стратегических направлений продвижения немецких войск – нефтяные месторождения Северного Кавказа и Каспийского моря.

Четвертый этап. (1946 – 1991 г.г.) Период распада СССР.

В первые послевоенные годы был разведан ряд богатых перспективных месторождений: Ромашкинское (Татария), Шкаповское (Башкирия), Мухановское (Куйбышевская обл.). Соответственно возросла добыча нефти, в 1950 г. добыто 37,9 млн. тонн, в 1956 – 83,8 млн. тонн.

Пятый этап. Современный период.

В 1960 году работы начатые академиком Губкиным в 1932 году по систематическому поиску нефти на восточном склоне Урала и в Западной Сибири дали серьезный результат – открыты месторождения Шиманское, Мегионское, Усть-Балыкское, Сургутское, Саматлолрское, Варьеганское, Лянторское, Холмогорское и другие.

В 1981 г. в Западной Сибири было добыто всего 329,2 млн. тонн. Западная Сибирь стала основным нефтедобывающим районом страны.

СССР вышла на первое место в мире по добыче нефти.

Первый в мире нефтеперегонный завод построен в 1745 г российским предпринимателем Федором Прядуновым на р. Ухте. Основной и единственный продукт - прямогонный осветительный керосин.

В 1837 г около г. Баку аналогичный завод построил горный инженер Воскобойников.

Керосин от греческого слава «керо», что означает воск или восковое масло. Это фракция нефти, которая выкипает в диапазоне температур 175 – 300 гр С.

В начале промышленного производства керосина попутно получал получали более легкую фракцию бензин и тяжелый остаток - мазут. Оба продукта считались отходами.

С изобретением форсунки мазут стали использовать как промышленное и бытовое топливо.

С изобретением двигателя внутреннего сгорания – стал незаменим бензин.

В 1890 году известный русский инженер В.Г. Шухов изобрел способ расщепления тяжелых углеводородов – «термический крекинг», что позволило резко увеличить объемы выхода легких фракций керосина и бензина.

Газ использовался для освещения. В Росси, как и Западной Европе были построены заводы по производству «светильного газа» из каменного угля.

Широкое применение природного газа в России и в мире началось только в 50 годы 20 века.

Характерные этапы развития нефтегазовой отрасли в США.

В середин 19 века США стали лидером в области добычи сырой нефти.

В США прослеживаются 5 характерных этапов развития нефтедобывающей, транспортной и перерабатывающей отрасли.

Первый этап. Так называема нецивилизованная "дикая" разработка (1859-1875 г.г.). В 1859 г. Полковником Дрейком в штате Пенсильвания пробурены две промышленные скважины общей стоимостью 40 тыс. долл. Дебит обеих скважин оставлял 2000 баррелей в сутки, что имело большой коммерческий успех.

Спустя 100 лет количество скважин достигло – 1,8 млн. единиц скважин. Добыча нефти достигла уровня 160 млн. бар.

До 1870 г. в США имела место "нефтяная лихорадка" характерными признаками которой являлись - "дикая" конкуренция, экономическая борьба вокруг добычи нефти, техническое невежество сопровождавшее захват и освоение новых территорий, энергия, алчность.

В период 1870-1910 г.г. наблюдалось безраздельное господство транснациональной компании "Стандарт Оил Групп" (Standart Oil Group). В течении 40 лет корпорация курировала добычу, транспортировку, переработку и сбыт, осуществляя тем самым контроль цен в главной функции – добыче сырой нефти.

К 1980 году корпорация контролировала до 90% НПЗ. Сложилась разветвленная система распределения – сеть железных дорог, трубопроводов, нефтебаз, предприятий по сбыту.

Рост и становление могущества началось с горизонтальной интеграции – на уровне НПЗ, а затем по вертикали (цель – установление монополии) – в виде множества дочерних компаний в т.ч. железн. дороги, трубопроводы, нефтедобывающие компании, потребители нефти, региональные и местные торговые фирмы.

Яростное сопротивление других участников рынка подавлялось использованием вертикальной интеграции, как одним из эффективных методов конкурентной борьбы.

Второй этап (1911-1928). Новая эра – распад империи Standart Oil Group и появление новых компаний.

Третий этап (1930-1945) – "Великая депрессия" 1930-х годов характеризуется первыми попытками государственного регулирование добычи нефти.

"Нова эра" Распад империи Standart Oil Group возродил конкуренцию. Появление многих новых компаний. Интеграция – метод выживания, конкуренции. Обеспечение собственной безопасности. Конкуренция возобновилась (см. 1-й этап), спрос на нефть многократно возрос (Первая мировая война). Рост промышленности, средств передвижения, потребность в топливе, смазочных маслах. Период бурной активности привел к появлению развитой нефтяной отрасли – от крупных "монстров" до отдельных частных предприятий специализирующихся на отдельных аспектах: разведке, добыче, переработке, продаже.

4. Период конкурентного перераспределения и мирового роста нефтяной промышленности. Быстрое развитие газовой отрасли (1945 по н.в.)

1-й период.

2-й период.

3-й период. 4-й период. 1930 г. Великая депрессия. Начало государственного регулирования производства, которое сохранилось и поныне как важный политический и экономический аспект развития нефтяной промышленности.

Основная проблема – перепроизводство при низком спросе. Слишком низкие цены = низкая прибыль. Попытки сознательного ограничения добычи, для формирования благоприятной ценовой структуры, наталкивались на противодействие владельцев (экономическая необходимость, соблазн высоких доходов). Еще один фактор – опасение истощения запасов, в результате – повышенная, лихорадочная активность. Эти опасения были не чужды и крупнейшим компаниям. Результат такой "алчной" деятельности – меры по государственному и федеральному регулированию.

В этот же период времени, сжиженный нефтяной газ и газовый бензин, которые ранее считались промысловыми отходами приобрели самостоятельное значение. Первый как топливо, второй как компонент синтеза "компаундированного" бензина.

5-й период. С 1950 г. Окончание Второй мировой войны. Окончание конкурентной реструктуризации. Одни компании ориентированы на зарубежные нефтяные ресурсы, другие зависимы от отечественной добычи.

Нефтяная промышленность США распространилась по всему миру и естественно стала чувствительна к события в политике и экономике всего мира.

Состояние мирового нефтегазового комплекса (Новейшая история нефтяного рынка)

Общие доказанные запасы сырой нефти в странах свободного мира (по оценкам экспертов) приближаются к 1 трл бар. Из них 75% находятся на территории стран входящих в Организацию стран – экспортеров нефти (ОПЕК)(Organization of Petroleum Expoting Countries OPEC) и около 2/3 мировых запасов – на Ближнем Востоке. Только 15% общемировых доказанных запасов сырой нефти находится в Западном полушарии, при этом добывает 25% общемирового количества нефти (или 69 млн бар) из 70% нефтяных скважин.

Пик добычи нефти – 4,06 млр тонн/год ожидается в 2020 г. После чего ожидается период ее стабилизации. Ресурсы газа значительно более велики их хватит на несколько сотен лет.

Геополитические интересы России и США.

Нефтяной Востоку и Запад не являются соперниками. На Ближнем Востоке стоимость в расчете на 1 бар настолько ниже, а производительность в расчете 1 скважину настолько выше, чем в Западном полушарии. Что конкуренции практически нет. Например, в США пробурено в 100 раз больше продуктивных скважин, чем на БВ, но добыча в 3 раза ниже. Известно 400 скважин в Кувейте дают в сутки четверть от общей суточной выработки, получаемой от сотен тысяч скважин в США. Средняя производительность в США упала до 12 бар /сутки.

В настоящее время США наращивают стратегические резервы нефти

Администрация США может принять решение об увеличении стратегических нефтяных резервов страны до 727 млн. баррелей. Об этом заявил замминистра энергетики Соединенных Штатов Марк Мэддокс. Его выступление было обнародовано в четверг по каналам венской штаб-квартиры ОПЕК.

Мэддокс напомнил, что в соответствии с программой, утвержденной еще при президенте Билле Клинтоне, к сентябрю нынешнего года стратегические запасы нефти в США должны быть доведены до 700 млн. баррелей. В настоящее время они составляют 687,5 млн. баррелей.

Администрация нынешнего хозяина Белого дома намерена поднять запланированный показатель до 727 млн. баррелей, сказал замминистра. «Это решение пока не принято, оно находится в стадии изучения, однако шансы на его принятие весьма высоки», - пояснил Мэддокс. Комментируя возможность наращивания стратегических резервов, эксперты напоминают, что экономика США потребляет в среднем более 20 млн. баррелей нефти в сутки, сообщает РИА «Новости».

Динамика роста мировой нефтегазодобычи В начале ХХ в. Промышленную нефть добывали в 19 странах, 1940 г. – 39, 1972 – 62, 1989 г. – 79. Нынче во всех странах и континентах, кроме Антарктиды (теория минерального происхождения).

В середине прошлого века лидеры Россия (Баку), США (Пенсильвания). В 1970 г в мире был добыто около - 2 млрд. тонн нефти, в 1995 - 3,1 млрд. По данным 1996 г. Лидер – Саудовская Аравия, США, Страны СНГ, Иран, Мексика, Китай, Венесуэла. Ожидается в 2005 г. 3,9 млрд. т. Объем газа за этот же отрезок времени возрос более чем в 5 раз и достиг 2,5 млрд. м. куб.

Зависимость между экономической активностью и потреблением нефти (Журнал «Нефтегазовые технологии», октябрь, №10, 2005 г.)

Консалтинговая энергетическая компания Poten and Partners разработала модель для прогнозирования потребления нефти в отдельных регионах и странах мира. В соответствии с этой моделью США к 2010 году потребуется 2 млн. брл/сутки нефти. Пользуясь недавно опубликованными данными МВФ, Poten and Partners прогнозируют потребление нефти в Китае на 3 млн бар/сутки. (следует отметить что Европа является единственным регионом мира. в котором наблюдается слабая взаимная связь между параметрами «экономическая активность» и «потребление нефти»). Причина: высокие налоги на моторное топливо, сдвиг от бензина к дизельному топливу. Нефтеперерабатывающая промышленность мира оказалась перед лицом нескольких ограничений, мешающих удовлетворению прогнозируемого спроса: производственные мощности эксплуатируются с предельно высокими коэффициентами использования, а запасные мощности сравнительно невелики.

Мировые запасы.

Потребность в энергоносителях растет в геометрической прогрессии. Вопрос насколько хватит ли не возобновляемых ресурсов. (гипотеза возобновляемости)

Иерархия мировых доказанных запасов. Лидер (66,5% мирового запаса) – страны Ближнего и Среднего Востока. По убывающей Саудовская Аравия, Ирак, Кувейт, Абу-Даби, Тиран. При существующих темпах добычи этих запасов хватит на в среднем на 87 лет.

2-е место – Северная и Латинская Америка, 14,57% мировых запасов, расчетный период – 24 года. Венесуэла, Мексика. США.

3-е место - Африка, 10, 26%, расчетный срок – 30 лет. Ливия, Алжир.

4 – е место - Восточная Европа и страны СНГ, 5,7%. Россия, Казахстан.

АЗИЯ И Океания – 4,3%, из них половина приходится на Китай.

Наименьший запас – Западная Европа - 2%. Норвегия, Великобритания (морские шельфы). Усредненный мировой прогноз – 42 года.

Доказанные запасы все время уточняются и пока сохраняют тенденцию к росту. (Мрачные прогнозы). ВЕРОЯТНЫЕ запасы постепенно переходят в разряд ДОКАЗАННЫХ. (востребованость, технический и технологический прогресс)

ГАЗ - Лидеры по доказанным запасам – Восточная Европа и СНГ, Ближний и Средний восток. Самыми крупными док запасами располагает Россия (48 трл м. куб. или 31% мировых запасов. Расчетный срок – 80 лет.

Далее Ближний и Средний Восток - расчетный срок 400 лет (относительно невысокая добыча). Далее Африка 7%, Азия и Океания 6,7%.

Всего в мире – доказанные запасы – 155 трлн. м куб. расчетный период – 63 года. Крупнейший источник метана - газовые гидраты, его соединение с водой. В 1 м куб - 200 м куб газа. Запасы гидратов оцениваются в 21000 трлн. м куб. – НЕИСЧЕРПАЕМЫЙ источник углеводородного сырья.

Нефтеносные провинции России и экспортные инфраструктуры. (экономическая география)

Северо-Западный федеральный округ включает Тимано–Печерскую нефтегазовую провинции (бассейн) 1 млрд. т. доказанных и 1 млрд. т. потенциальных запасов, Баренцево-Карскую нефтеносную провинцию, Балтийскую нефтеносную область. На долю СЗФО приходится 10% общероссийских запасов нефти и 7% свободного газа.

Извлекаемые запасы нефти, конденсата, свободного и попутного нефтяного газа составляют 7,4 млрд. т.у.т..

Запасы распределены неравномерно – 55% приходится на шельф Баренцева моря, 26% - на Ненецкий АО, 12 % - на республику Коми, 7% - на шельф Печерского моря, менее 1% - на Калининградскую область.

Наибольшее количество запасов газа расположены на шельфе Баренцева моря, основные запасы нефти в Ненецком АО.

2. Урало – Поволжский 2 млрд. т. доказанных запасов. 3. Восточно – Сибирский 2 млрд. т. доказанных запасов. 4. Западно – Сибирский 9,1 млрд. т. доказанных запасов. 5. Чукотский - 1 млрд. т. доказанных запасов. 6. Камчатский - 1 млрд. т. доказанных запасов. 7. Сахалинский - 1 млрд. т. доказанных запасов. 8. Северо – Каспийский - 300 млн. т. доказанных запасов.

Экспортные терминалы действующие Балтийское море: Бутинге, Вентспилс. Приморск. Баренцево море: Варандей. Черное море: Новороссийск,

Экспортные терминалы проектируемые Баренцево море: Мурманск, Охотское море: Находка.

Восточно-Сибирский регион. имеется целый ряд решений правительства в рамках Энергетической стратегии. по формированию в Восточной Сибири новых центров добычи нефти и газа: на юге региона и Север – Западе Красноярского края (в Туруханском районе), который известен такими месторождениями. как Лодочное, Ванкорское, Тагульское. На них можно сформировать серьезную базу для добычи нефти и газа, которая, скорее всего, будет иметь экспортную ориентацию – смысла направлять эти ресурсы на юг или запад региона нет.

По оценкам, в Восточной Сибири можно добывать 100 – 110 млн т нефти и до 70 – 80 млрд м.куб газа. Но при условии создания системы транспортировки нефти и газа.

Основные нефтегазоносные провинции России.

Старейший нефтегазоносный регион расположен на Севере Европейской части России (территория Северо-Западного федерального округа). В состав региона входят: Тимано–Печерская нефтегазовая провинция мощностью (1 млрд. т. доказанных и 1 млрд. т. потенциальных запасов); Баренцево-Карская нефтеносную провинция; Балтийская нефтеносная область.

На долю Северо-Европейского региона приходится 10% общероссийских запасов нефти и 7% свободного газа. Извлекаемые запасы нефти, конденсата, свободного и попутного нефтяного газа составляют 7,4 млрд. т.у.т..

Запасы углеводородов распределены следующим образом: шельф Баренцева моря - 55%, Ненецкий АО - 26%, республика Коми - 12 %, шельф Печерского моря - 7%, Калининградскую область - менее 1%.

Наибольшее количество запасов газа расположены на шельфе Баренцева моря, основные запасы нефти в Ненецком АО.

Урало-Поволжский нефтегазоносный регион располагает 2 млрд. т. доказанных запасов.

Западно-Сибирский - 9,1 млрд. т. доказанных запасов.

Чукотский - 1 млрд. т. доказанных запасов.

Камчатский - 1 млрд. т. доказанных запасов.

Сахалинский - 1 млрд. т. доказанных запасов.

Северо-Каспийский - 300 млн. т. доказанных запасов.

Восточно-Сибирский регион - 2 млрд. т. доказанных запасов.

В настоящее время Восточно-Сибирский регион является наиболее привлекательным в стратегическом отношении. Правительством страны в рамках Энергетической стратегии принят целый ряд решений по формированию в Восточной Сибири новых центров добычи нефти и газа, в частности на Юге и Север – Западе Красноярского края (в Туруханском районе), который известен такими богатыми месторождениями, как Лодочное, Ванкорское, Тагульское. На этих месторождения можно сформировать серьезную базу для добычи нефти и газа, которая, в основном будет иметь экспортную ориентацию.

По экспертным оценкам, в Восточной Сибири можно добывать до 110 млн. т нефти и до 80 млрд. м.куб. Однако это возможно при условии создания соответствующей инфраструктуры и системы транспортира нефти и газа.

Россия по-прежнему производит нефтепродукты недостаточного высокого качества, и, прежде всего автомобильный бензин и дизельное топливо. Россия в этом случае должна использовать Восточно-Сибирскую нефть, которая по качеству выше, чем нефть Западно-Сибирского региона - более легкая и имеет низкое содержание серы (ниже 0,5% - против 1,4% в среднем, у смеси Urals). Но отсутствие инфраструктуры не позволит в ближайшие 10 лет задействовать на полную мощность этот нефтяной «Клондайк»

ОСНОВЫ НЕФТЕГАЗОПРОМЫСЛОВОЙ ГЕОЛОГИИ. ПРОИСХОЖДЕНИЕ НЕФТИ и газа

Газ – вводе пузырьков или газовых фонтанов (грязевые конусы, от метра до сотен метров) Пример. Апшеронский полуостров, «вулкан» Тоурагай – 300 м. Конусы наблюдаются в Иране, Мексике, Румынии, США.

Естественные выходы нефти – со дна водоемов, выделяется со дна Каспийского моря, трещины, нефтяные конусы, породы пропитанные нефтью. Дагестан, Чечня, Апшеронский, Таманский полуостров. Такие проявления характерны для сильно изрезанной местности, где горные складки врезаются в пласты. Встречаются нефтяные озера до 50 га. Вязкая окисленная нефть. Породы, пропитанные нефтью, именуются «Кирами», например пропитанный известняк. Кавказ, Туркмения, Азербайджан.

Сначала достаточно было естественных источников. Росла потребность в энергии. Закладка колодцев в местах выхода увеличивала дебит.

Простейший метод разведки – это бурение скважин на прямой соединяющей два естественных выхода или две уже действующие скважины. Закладка скважин вслепую. (случай с вороной).

Бурение одной скважины дорогое удовольствие, счет идет на сотни тысяч долларов. И только одна из десяти может дать нефть. Проблема повысить вероятность обнаружения нефти.

В основе этого – наука геология – состав, строение, история Земли, а так же методов поиска и разведки нефтегазовых месторождений.

1. Состав и возраст земной коры. Характер основных пород.

Земная кора сложена из горных пород, которые по происхождению делятся на 3 группы: магматические (изверженные), осадочные (илы) и метаморфические (видоизмененные).

Магматические породыобразовались в результате застывания и кристаллизации магмы после ее внедрения в земную кору по разломам и излияниям на поверхность. Они имеют кристаллическую структуру. В магматических породах практически нет признаков животных и растительных остатков, хотя в отдельных магматических породах присутствует вещество близкое к составу нефти. Типичными представителями магматических пород являются крепкие монолитные однородные массивы, слагающие базальтовый и гранитный слои земли.

Осадочные породы - это результат осаждения органических и неорганических веществ на дне реликтовых бассейнов, морей и океанов и на поверхности материков. В свою очередь они делятся на

- обломочные породы (валуны, гравий, пески, песчаники и глины) образовались в результате отложения мелких кусочков разрушенных пород;

- породы химического происхождения (гипс, каменная соль, бурые железняки, кремнистые туфы) образовались вследствие выпадения солей из водных растворов или в результате химических реакций в земной коре;

- породы органического происхождения (известняки, мел) являются окаменелыми останками животных и растительных организмов.

- породы смешанного происхождения (мергели, глинистые и песчаные известняки) сложены из материалов обломочного, химического и органического происхождения.

Осадочные породы составляют около 10 % массы земли, и покрывает ее поверхности примерно на 75%, а толщина осадочного слоя может достигать 15-20 км.

Метаморфические породы образовались из магматических и осадочных пород под воздействием высоких температур и давлений в толще земной коры. К ним относятся сланцы, мрамор, яшма и др.

1.2 Геохронология земной коры.

Поскольку основные известные месторождения нефти и газа сосредоточены в осадочных породах, им необходимо уделить дополнительное внимание.

Осадочные породы встречаются в пониженных местах континентов и в морских бассейнах. В них часто сохраняются останки животных и растительных организмов, населявших Землю в различные времена в виде отпечатков и окаменелостей. Поскольку определенные виды организмов существовали только в течение определенных промежутков времени, тои возраст пород стало возможным увязать с наличием тех или иных останков.

Время формирования земной коры 3-3,5 млрд. лет делится на эры, которые подразделяются на периоды, периоды –на эпохи, эпохи – на века.

Толща горных пород, образовавшаяся в течение эры, называется группой, в течение периода – системой, в течение эпохи - отделом, в течение века - ярусом. Толщина горн пород образованная в эру – группа, в течении периода – системой, в течение эпохи – отделом, в течение века – ярусом.

Древнейшая эра – археозойская - «эра начала жизни». В породах этого возраста останки растительности и животных встречаются очень редко.

Следующая эра - протерозойская - «заря жизни». В породах этой эры встречаются окаменелости беспозвоночных животных и водорослей.

Палеозойская эра, т.е. «эра древней жизни», характеризуется бурным развитием животного и растительного мира, интенсивными горообразовательными процессами. В этих породах найдены больше запасы угля, нефти, газа, сланцев.

В этих породах найдены большие залежи угля, нефти, газа и сланца.

Мезозойская, т.е. «эра средней жизни», также характеризуется благоприятными условиями для образования углеводородов и угля.

Кайнозойская эра, т.е. «эра новой жизни», самая близкая к нам, с максимально благоприятными условиями для образования месторождений полезных ископаемых. К этому периоду относятся наиболее мощные месторождения углеводородов.

1.3 Формы залегания осадочных горных пород.

Характерный признак осадочных горных пород их слоистость. Данные породы сложены, в основном, из почти параллельных слоев (пластов), отличающихся друг от друга составом, структурой, твердостью и окраской.

Слой ила, содержащий осадочные останки называется материнским пластом, поверхность, ограничивающая пласт снизу, называется подошвой, а сверху – кровлей.

Пласты осадочных пород могут залегать не только горизонтально, но и в виде складок, образовавшихся в ходе колебательных, тектонических и горообразовательных процессов. Изгиб пласта, направленный выпуклостью вверх, называется антиклиналью, а выпуклостью вниз – синклиналью. Соседние антиклиналь и синклиналь в совокупности образуют полную складку.

Рис.1 Складка, образованная осадочными породами

2. Происхождение нефти и газа

.

2.2 Органическая и неорганическая гипотезы образования нефти и газа.

Проблема происхождении: нефти и газа является одной из сложных и до конца не ре­шенных в естествознании, несмотря на 150­ летний период изучении: этого вопроса. Сей­час продолжают оставаться равновероятны­ми две альтернативные гипотезы о проис­хождении Нефти и газа.

Согласно гипотезе органического происхождения, источником углеводоро­дов считается рассеянное органическое ве­щество (РОВ) в осадочных породах, именуе­мых нефтематеринскими. Оно откладывает­ся в субаквальных условиях без доступа кис­лорода и затем преобразовывается при дли­тельном воздействии повышающихся давле­ний и температур вследствие погружения этого бассейна за счет осадконакопления. Количество РОВ должно превышать 1-2%.

Не менее известной является гипотеза неорганического происхождения неф­тегазовых углеводородов, в пользу которой свидетельствуют известные случаи скопле­ний нефти, газа и битумов в магматических породах. Путем подсчетов показана воз­можность синтеза углеводородов из распро­страненного в породах углекислого газа СО2 и воды в верхней мантии Земли на глубинах 40 - 160 км.

К настоящему времени обе рассмот­ренные гипотезы достаточно научно обосно­ваны и экспериментально подтверждены. Вопрос состоит лишь в том, в какой мере проявляется их относительная роль в фор­мировании конкретных месторождений.

3. Накопление и залегание нефти. Продуктивный пласт.

3.1 Образование материнского пласта. Миграция флюидов углеводорода.

Нефть и газ могут перемещаться в пус­тотном пространстве геологической толщи в водорастворенном состоянии, в виде истин­ных и флюидов или эмульсий, в газовом состоянии в виде отдельных моле­кул или групп молекул (явления диффузии). Перемещение (миграция) происходит под действием силы тяжести, за счет течения вытесняемого из пор вещества при уплотнении пород, в условиях проявления капиллярных сил, сил трения, сил от температур­ного расширения, химических преобразова­ний и др.

Миграция бывает вертикальной и лате­ральной (боковой). С точки зрения масштаба, выделяют миграцию локальную (мест­ную) и региональную. Миграция нефти и га­за всегда идет от зон с высоким давлением к зонам с более низким ее уровнем и, особенно в направле­нии разгружения подземных вод, которые должны освобождать исходно занимаемое ими пустотное пространство.

Процессы миграции практически завершаются в ловушках, где начинается форми­рование скоплений нефти и газа одновремен­но с оттоком из них воды.

Нефть и газ обычно проникают в природный резервуар, ранее заплоненный пластовыми водами. Они поднимаются в верхнюю часть природного резервуара вследствие разности в величинах плотности – в этом заключается сегрегация. Если данное перемещение останавливается покрышкой (непроницаемые горные породы), то природный резервуар становится ловушкой нефти и газа. В рамках ловушки в течение некоторого геологического времени устанавливается равновесие между нефтью, газом и водой под действием преимущественно гравитационных сил.

Ловушка – часть природного резервуара, в котором со временем устанавливается равновесное состояние воды, нефти и газа. Ловушка больших размеров называется залежью.

Ловушки по способу удержания в них нефти и газа делят на антиклинальные, экранирование, стратиграфические, эрозионные, рифогенные, литологические и комбинированные.

Рис. 2 Типы природных ловушек

а) антиклинальная б) литологически экранированная

в) технически экранированная г) статиграфически экранированная

1 – песчаник; 2 – гипс; 3 – известняк.

3.2 Продуктивный пласт. Физическая, геолого-промысловая характеристика пласта. Пласт-коллектор.

Продуктивный пласт.

Пласт – массив какой-либо породы, заключённого между двумя слоями других пород. Верхняя поверхность пласта называется кровлей, нижняя – подошвой. Расстояние между кровлей и подошвой называют мощностью пласта.

По проницаемости горные породы делятся на проницаемые (коллекторы) непроницаемые (покрышки). Согласно общепринятой теории образования нефти- необходимы остатки растений и животных, а так же определенное давление и температура.

По мере накопления слоев органического вещества, песка. глины, ила и извести. с течением времени масса покрывающих отложений оказывала огромное давление на лежащие ниже осадочные слои. С увеличением массы отложений они постепенно опускались. огромное давление в сочетании с высокой температурой, действием бактерий и химическими реакциями и привели к образованию сырой нефти и природного газа.

В результате постоянного сжигания материнского пласта, по мере трансформации биоостатков углеводородов (нефть и газ в виде флюидов) постепенно выдавливаются вверх пористые проницаемые породы (это первичная миграция флюидов), такие как: песчаник, карбонатные породы, известняк и доломиты. Именно эти породы являются хранилищем мигрировавших углеводородов и такие породы называются коллекторы.

Коллекторы - это горные породы, способные содержать в своем пустотном пространстве нефть, газ, воду и другие веще­ства, а также способное пропускать их через себя. Породы-коллекторы по типу пустотного пространства разделяются на поровые (грану­лярные), трещиноватые, кавернозные и смешанные. Они характеризуются двумя параметрами – пористостью и проницаемостью, удельной поверхностью пористой среды.

Покрышки - это практически непроницаемые горные породы. Обычно ими бывают породы химического или смешенного происхождения, не нарушаемые трещинами. Чаще всего роль покрышек выполняют глины: смачиваясь водой, они разбухают и закрывают все поры и трещины в породе. Кроме того, покрышками могут быть каменная соль и известняки.

Термобарические условия (пластовые давления и температура) являются важной характеристикой условий залегания скопле­ний нефти и газа в земной коре.

Пористость - объем породы-коллекто­ра, не заполненный твердым веществом. К пористым породам принадлежат такие, как песчаник, карбонатные породы, известняк и доломиты.

По признаку раскрытия (ширины) пустоты, образуемые порами, условно делятся на крупные (сверхкапиллярные) – диаметром более 0,5 мм, капиллярные – от 0,5 до 0,0002 мм, субкапиллярные –менее 0,0002 мм.

Различают общую, открытую и эффективную пористость. Общая (полная, абсолютная) пористость - это объем всех пор в породе. Соответственно коэффициент общей пористости пред­ставляет собой отношение объема всех пор к объему породы.

При промышленной оценке залежей нефти и газа прини­мается во внимание открытая пористость. Открытая пористость - объем только тех пор, которые связаны между собой.

В нефтяной геологии, наряду с понятиями общая и откры­тая пористость, существует понятие эффективная пористость. Она определяется наличием таких пор, из которых нефть может быть извлечена при разработке. Неэффективными считают субкапиллярные и изолированные поры.

Коэффициент эффективной пористости:

k_эфф =

где V _отн – объём открытых пор данной породы; V – общий объём породы.

Проницаемость характеризует спо­собность горных пород-коллекторов пропус­кать через себя жидкости и газы. Различают абсолютную проницаемость, когда порода насыщена только одним флюидом, фазо­вую, когда в порах породы присутствует так­же другой флюид. А также существует относительная проницаемость - отношение фазовой проницаемости этой среды к абсолютной её проницаемости.

Проницаемость зависит от размера и конфи­гурации пор (величины зерен), от плотности укладки и взаим­ного расположения частиц, от трещиноватости пород.

Коэффициент проницаемости равен:

k = .

где Q – объёмный расход жидкости через породу за 1 с; F – площадь фильтрации; k – коэффициент пропорциональности, называемый иначе коэффициентом проницаемости породы; μ – динамическая вязкость жидкости; Δp – перепад давления на длине образца породы; L – длина пути, на котором происходит фильтрация жидкости.

Удельная поверхность породы – суммарная площадь поверхности частиц, приходящаяся на единицу объема образца. От величины удельной поверхности нефтеносных пород зависят их проницаемость, содержание остаточной (реликтовой или связанной) воды и нефти. При этом чем меньше удельная поверхность, тем больше проницаемость. Породы с удельной поверхностью более 230000 м2/м3.

Температу­ра существенно влияет на свойства нефти и газа в пластовых условиях. С повышением темперы уменьшаются плотность, вяз­кость нефти и увеличивается подвиж­ность, происходят изменения в углеводород­ном составе нефти (метанизация), а при тем­пературах более 300 ºС начинается деструк­ция нефтей (газификации).

Для газов характерно увеличение вяз­кости с увеличением температуры. При низ­ких температурах (0 ºС и ниже) возможно об­разование кристаллогидратов.

Выявленные скопления нефти и газа залегают в интервале глубин от нескольких десятков до 8000 м, которым соответствуют температуры от -5 ºС (для районов вечной мерзлоты) до 250 ºС.

Пластовое давление - важный фак­тор, влияющий на свойства и условия залегания углеводородов (в первую очередь на фильтрационно-емкостные свойства коллекторов) в недрах. Давление в недрах ск