СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ДОБЫЧИ НЕФТИ

Магистрант Абдиков А.Б.

Казахский национальный технический университет

имени К.И.Сатпаева

г.Алматы, Казахстан, 050013, ул.Сатпаева 22

Современное развитие техники в горнодобывающей промышленности позволяет вести разработку полезных ископаемых открытым (карьерным) способом до глубины 300 м и подземным (шахтным) способом до глубины 1000 м.

В СНГ насчитывается более 400 нефтяных месторождений, продуктивные пласты которых залегают на глубине до 1200 м. После извлечения нефти из этих месторождений по современной технологии в недрах останется еще около 2 млрд.т нефти. Примерно половина этого количества залегает на глубине до 500 м. Такие месторождения расположены преимущественно в обустроенных старых районах европейской части СССР (Баку, Грозный, Краснодар, Западная Украина, Эмба ).

Для изыскания методов увеличения отбора нефти из пластов в Советском Союзе еще в 1939 г. были начаты опытные работы по добыче ее через подземные горные выработки. Такой опыт был проведен на Ярегском месторождении в Ухте, где в 1939—1943 гг. были построены три нефтяные шахты глубиной по 200 м.

По запасам нефти Ярегское месторождение сравнительно крупное. Однако нефть его тяжелая (плотность — 0,941 г/см³) и вязкая (5—11 тыс. спз в пластовых условиях) и при обычном, глубиннонасосном способе эксплуатации почти не извлекалась. По расчетам извлечение нефти из пласта при этом способе не могло превысить 1-2%.

Применение шахтной добычи на этом месторождении позволило извлечь около 6 млн.т нефти, и в данное время ухтинские нефтяные шахты дают ежесуточно более 800 т нефти. В 1950— 1957 гг. специалисты Ухты значительно усовершенствовали способ подземного дренирования нефтяного пласта путем бурения полого наклонных (восстающих) скважин из буровых камер, расположенных в подошве нефтяного пласта, что резко сократило объемы подземных горных работ и увеличило отбор нефти из пласта.

Дренирование нефтяных пластов пологонаклонным скважинами создает благоприятные условия для исследовании и опытных работ в области термического воздействия на нефтяные пласты. В связи с этим институтами Государственного комитета по газовой промышленности СССР разработан проект проведения опытных работ по термическому воздействию на ухтинских нефтешахтах, что, несомненно, ускорит решение проблемы полного извлечения остаточных запасов нефти из недр.

В настоящее время горная промышленность располагает специальным оборудованием для бурения с поверхности шахтных стволов диаметром до 6,5 м. Имеется также оборудование для дешевого бурения из подземных горных выработок пологонаклонных скважин малого диаметра на длину до 350 м. Кроме того, разрабатывается проект установки для бурения таких скважин н на большую длину (500 м).

Наличие такой техники позволило советским специалистам создать проект подземного нефтяного промысла. При этом предусмотрено бурение шахтных стволов диаметром 4 м до подошвы нефтяного пласта, где создается камера для бурения по пласту густой сети дренажных скважин малого диаметра. Такой способ разработки месторождения является подземным многоствольноскважинным.

Этот способ добычи нефти неточно было бы называть шахтный, при котором необходим большой комплекс подземных работ, связанных с выемкой на поверхность значительных объемов пустой породы и полезных ископаемых (руды, угля). Так, при шахтной добыче 1 т угля объем подземных горных работ составляет 0,7— 0,8 м³, а при шахтной добыче 1 т нефти — 0,012—0,015 м³ (т. е. в 50—70 раз меньше). При этом резко уменьшается число работников, необходимых для подземных горных работ.

Опыт разработки Ярегского месторождения показывает, что даже на залежах с наихудшими геологическими условиями шахтная разработка эффективнее подземной разработки большинства угольных месторождений.

Хорошие результаты, полученные при промышленной эксплуатации ухтинских нефтешахт, и накопленный опыт разработки рудничным методом месторождений тяжелой нефти послужили основанием для проведения опытно-промышленных работ по шахтной разработке месторождений легкой нефти.

Был изучен ряд нефтяных месторождений, пригодных для шахтной и открытой разработки, из которых были отобраны для этой цели следующие месторождения: Северный Макат и Доссор (КазССР), Бориславское (УССР), Балаханское и Кирмакинское (АзССР), Патара-Шираки и Байда Чатма (ГрузССР), Катангли (Сахалин) и ряд других . Для месторождений Северный Макат, Бориславское, Балаханское и Патара-Шираки разработаны проекты нефтяных шахт.

Вопросами шахтной добычи нефти занимаются и за рубежом. Так, шахтная разработка была применена на 15 месторождениях Франции, ФРГ, Румынии, Японии, где добыча нефти этим способом ведется и в настоящее время.

Значительная часть нефтяных месторождений кроме шахтного может разрабатываться и открытым (карьерным) способом. Советский Союз располагает большими запасами нефти, находящейся в пластах, залегающих на глубинах до 300 м. Из этих пластов карьерным способом может быть извлечено значительное количество нефти.

Об эффективности рудничных способов добычи нефти можно привести следующие данные. Разработанные в 1956—1958 гг. проекты на строительство опытных нефтешахт в Макате (Гурьевская область) и Балаханах (Азербайджан) показали, что себестоимость 1 т нефти здесь составит примерно 6 руб. При этом необходимо отметить, что проекты шахт были выполнены по старой схеме с учетом сооружения значительного числа подземных горных выработок. Этот недостаток предполагается устранить путем переработки проектов.

Шахтная добыча нефти не может конкурировать с добычей нефти в новых высокодебитных районах. Однако проектируемая себестоимость ее будет ниже фактической на многих старых площадях в Азербайджане, Краснодарском крае, Казахстане, на Сахалине и в некоторых других районах. Правильнее сравнивать шахтную добычу нефти с добычей энергетических углей, себестоимость которых составляет по стране 8 р. 50 к. за 1 т, а если учесть высокую теплоту сгорания нефти, то преимущество добычи ее рудничными способами по сравнению с углем становится еще более очевидным.

Увеличение добычи нефти на разведанных месторождениях путем развития рудничных способов разработки равноценно открытию новых крупных месторождений. Преимущество этих способов заключается еще и в том, что по сравнению с обычными они менее металлоемки и требуют значительно меньше труб нефтяного сортамента.

В данном статье представлен инновационный шахтно-скважинный способ разработки месторождений, преследующий главную цель – увеличение дебита скважин нефтяных месторождений в десятки раз по сравнению с традиционным способом эксплуатации, следовательно конечное увеличение и нефтеотдачи пласта. Следует отметить, что данный метод особенно предпочтителен для разработки месторождений с высоковязкими тяжелыми нефтями, залегающих на сравнительно небольших глубинах, так как в большинстве случаев, при добыче известными распространенными способами, особую трудность составляет извлечение именно такого сорта нефти.

В целом этот способ разработки применим для глубин в среднем до 2000 м, и в частности представляет интерес при разработке морских (шельфовых) нефтяных месторождений, так как в этом случае бурение, вскрытие продуктивного горизонта осуществляется не через воду, а через сушу. В связи с этим фактором резко сокращаются требования и нормы по охране окружающей среды во время проведения мероприятий по бурению, вскрытию продуктивного интервала и при дальнейшей добыче углеводородов, в виду того, что требования и нормы по охране окружающей среды при разработке морских месторождений в несколько раз выше по сравнению с разработкой тех же месторождений на суше. Но не следует путать это с горизонтальным бурением скважин. Всем известно, что на данный момент в общем средний коэффициент нефтеотдачи равен 0,3-0,4, редко достигает 0,5.

Таким образом большее количество (более 50 %) геологических запасов углеводородов остаются в продуктивном пласте. Разработанный метод предполагает увеличение коэффициента нефтеотдачи в 1,5-2 раза по сравнению с текущим положением, а также этот способ может быть применен для разработки нефтяных месторождений на суше.