Як працює нафтова свердловина?

Олія є одним із різнобічних іменників в англійській мові. Залежно від вашого недавнього досвіду та характеру вашого повсякденного життя, почуття слова може викликати зображення кулінарної обсмаженої їжі, агресивного засмаги або «густий» і «землистий» запах авторемонту магазин.

Але сьогодні нафта, яку колись охрестили "чорним золотом", як кивок на неминучий величезний стан кожного, хто відкрив значне нафтове родовище в минулі століття, має щось погану репутацію.

Викопне паливо дозволило людській цивілізації здійснити безпрецедентний технологічний та промисловий стрибок у всьому світі вперед, починаючи з 19 століття, але нафта та її стародавні кузени на основі вуглецю є паріями свого роду сьогодні. Це пояснюється тим, що незаперечні докази демонструють, що нафта, незважаючи на всю її вартість, не лише в Росії транспортний сектор, але будь-які інші зусилля людини також завдають серйозної шкоди навколишньому середовищу спалений.

Якими б не були ваші ідеї щодо того, як найкраще задовольнити енергетичні потреби світу з населенням, яке досягло 7 мільярдів станом на 2019 рік, кожен, хто коли-небудь бачив нафтову свердловину, навіть із відстань, не можу не оцінити чистий інженерний тріумф, пов’язаний з викачуванням чогось із землі, що знаходиться не тільки глибоко в скелі, але і в скелі під дном океану себе. Нафтові свердловини бувають найрізноманітніших типів і мають більш яскраву історію, ніж можна було б очікувати.

"Олія" може стосуватися ряду різних речовин, які є неполярними та рідкими при кімнатній температурі. Багато видів олії забезпечують харчову енергію. Вони не розчиняються у воді (саме тому нафту важко очищати, використовуючи лише воду), оскільки їх довгі воднево-вуглецеві хімічні ланцюги є гідрофобними ("бояться води"). "Нафта" в даному контексті стосується речовин, які знаходяться у значних концентраціях на Близькому Сході, біля узбережжя Венесуели, Північної Америки та деяких інших регіонів.

Нафта (також називана нафтою, від латинського від "petra", або гірська порода, і олеум, або нафта є однією з трьох основних горючі корисні копалини, назва, дана речовинам, утвореним протягом багатьох мільйонів років із живих матеріалів, хоча і не від справжніх скам’янілостей. Два інших типи природний газ і вугілля. Очікується, що разом викопне паливо забезпечить переважну більшість світових енергоносіїв після 2050 року, незважаючи на це непомітні занепокоєння вчених та екологічних груп щодо потепління планет, що частково спричинене їх горіння.

Електроенергія, опалення та транспорт можуть вважатися основними видами використання нафти та її когорт, але обсяги викопного палива поширюються далеко на виробництво, приготування їжі, косметику та інші галузі Ну.

Станом на 2018 рік, нафта випереджала природний газ, що сприяло більшій частці споживання енергії в США, оскільки нафта становив від 36 до 31 відсотка для природного газу (і 13 відсотків для вугілля, завдяки чому викопне паливо відповідає за 80 відсотків американського палива споживаний). Збільшення використання техніки буріння, відоме як гідророзрив пласта, або "фрекінг" для видобування природного газу з землі спричинив сплеск споживання палива, починаючи з 1990-х років.

Все вказує на те, що в найближчому майбутньому буде високий попит на нормально функціонуючі нафтові свердловини. Як зазначалося, нафта забезпечувала 36 відсотків американських енергетичних потреб станом на 2018 рік і давала майже половину всієї енергії, отриманої з викопного палива. Ці "внутрішні" показники зазнавали швидких змін у першій п'ятій 21 століття, але в цілому викопні Очікувалось, що на паливо припадає фактично однакова частка споживання енергії як всередині країни, так і в усьому світі 2040.

• У 2017 році США видобували майже 20 мільйонів 44-галонних барелів сирої нафти на день. Це 880 мільйонів галонів, або понад два з половиною галони на людину.

Масло використовується - і, на даний момент, у більшості випадків це потрібно - для переміщення транспортних засобів. (Нехай вас не бентежить термінологія: речовина, що називається "бензин", походить з нафти Природний газ - це зовсім інше.) Він також використовується безпосередньо для обігріву будівель та виробництва електрика. У виробництві нафтохімічна промисловість використовує нафту як сировину для виготовлення таких продуктів, як пластмаси, розчинники та інші товари.

На відміну від появи телефону, трансплантації серця людини чи бездротової радіостанції, немає жодної людини, якій можна було б вважати винахідником нафтових свердловин.

Нафтові свердловини в Китаї бурили з використанням бамбука ще 347 р. До н, і це були амбіційні проекти: за допомогою цієї технології було досягнуто глибин до 800 футів. Лише в 1500-х роках, або близько того, масло, взяте з землі, стало використовуватися в денних лампах.

Перші нафтові свердловини досягли Європи, Канади та США в 1850-х рр., Зумовлені обіцянкою зародження Промислова революція, яка спиралася на раніше немислимі обсяги виробництва електроенергії, щоб підтримати своє власне зростаючий ріст.

Протягом 20 століття впровадження практики відновлення пари, горизонтальне буріння і, нарешті комп’ютеризація продовжував зростати та формувати аспект видобутку нафтової галузі, що швидко розвивається. Більше видобутку означає все більше і більше спроможних свердловин, і це стало результатом, поряд з деякими, можливо, передбачуваними "чорними очима" на галузі.

• Станом на 2016 рік лише в США зареєстровано понад 1500 нафтових компаній.

Як насправді розташована нафта перед тим, як її видалити з землі, і як визначають інженери-нафтохіміки чи вартий знайдений запас оливи за рахунок його вилучення з-під землі будь-якими способами найпростіший? Хоча більша частина уваги, що приділяється нафтовим свердловинам, природно лежить на їх видимій функції, мало хто розуміє, як хтось знає, куди поставити ці імпозантні споруди в першу чергу.

Одна особливо маловідома особливість видобутку нафти: хоча це правда, що вона знайдена під землею, це не той випадок, що він існує у зручних басейнах чи водосховищах або навіть тече, наприклад сік на дереві. Здебільшого його потрібно видалити із внутрішніх справжніх гірських порід, хоч і великих порід. (Уявіть, що вам доведеться зробити серйозну операцію на щелепі, щоб видалити один проблемний зуб.)

На щастя для нафтової промисловості, природа робить більшу частину роботи з надання нафти, витісняючи її частину зі гірських порід, які часто потрапляють під неймовірний внутрішній тиск. Це дозволяє людям, які шукають нафту, знайти шлях до головного джерела, розташованого глибше в межах Землі.

Схема нафтових свердловин потрібна, щоб правильно слідувати матеріалу, оскільки більшість термінологій незнайома більшості людей.

Кожну нафтову свердловину потрібно пробурити, перш ніж обладнання можна буде розташувати навколо отвору, і саме це мається на увазі під терміном "бурова установка"Після того, як цей важкий отвір використовується для створення отвору шириною приблизно від шести дюймів до трьох футів, боки свердловини зміцнюються кожухом, виготовленим з різних матеріалів шарами.

Насос нафтової свердловини знаходиться над вершиною свердловини, де масло, що знімається знизу, спрямоване в одну сторону. Цей "дерево виробництва"зовні схожий на коня і має компоненти з назвами, які збігаються. Вуздечка з'єднує шток, штовхаючи вертикально вниз у криницю, з "головою" коня, яка перенаправляє силу горизонтально вздовж крокуючої балки. Серія складних рівнів, шківів та шестерень веде до головного рушія, джерела механічної потужності на протилежному кінці дерева виробництва.

Сьогодні для буріння нафтових свердловин використовують дві основні техніки. В горизонтальне буріння, ідея полягає у видобуванні нафти, яка, орієнтована, орієнтована в основному в бік у напрямку до землі. Така ситуація найчастіше спостерігається в гірських сланцях через спосіб утворення самої породи (вона схильна руйнуватися вбік під високим тиском).

Горизонтальний свердло має J-подібний малюнок, що означає, що його оператори повинні спочатку зрозуміти, як далеко свердлити прямо вниз, перш ніж рухатися горизонтальніше (не на 90 градусів). Після встановлення цієї глибини наступним кроком є ​​пошук правильного кута для оптимізації доступу до масла знизу та з одного боку.

При гідророзриві пласта ("фракінг"), новіша техніка, яка вилетіла наприкінці 20 століття, рідина з високим тиском, що містить пісок і інший грубий матеріал перекачується через попередньо пробурені свердловини, наприклад, вищезгадане горизонтальне буріння колодязі. Незважаючи на успіх фрекінгу з точки зору ефективності, його екологічні наслідки зробили його ціллю екологічних груп.

Наприклад, над 90 відсотків рідини, необхідної для фрекінгу, залишається в землі після того, як її туди покладуть, а потреба у воді надзвичайно висока. Інші проблеми включають вплив токсинів, ґрунтових вод та забруднення та зниження якості місцевого повітря.

Більшість попередніх моделей, які вважалися частиною нинішньої ери нафтових свердловин, були буровими установками з А-каркасом, які використовуються і сьогодні, переважно в пошукових місіях. Існують свердла великого діаметру (великого ствола), які використовуються в ситуаціях, коли хірургічна точність може не бути проблемою.

Тип шнека (фактична частина свердління свердлильного інструменту) залежить від місцевих умов під землею, наскільки вони відомі або можуть бути передбачені. Наприклад, якщо зразок з даної області містить багато підземних вод, швидше за все, буде обраний порожнистий шнек. Процеси оцінки та буріння насправді відрізняються лише за масштабом, від того, що ви вирішили, яку лопату використовувати для копання отвору на задньому дворі.

Як ви вже здогадалися, переносні бурові установки для нафтопродуктів увійшли в картину по дорозі, і звичайна модель важить значні, але керовані 265 фунтів або близько того. За потреби їх можна встановити на вантажівки.

20 квітня 2010 року нафтова вишка ім Глибоководний горизонт, розташована біля Мексиканської затоки, коливалась на південно-східному узбережжі США, вибухнула, внаслідок чого загинуло 11 робітників. За три місяці, що пройшли, перш ніж інженери від власника бурової установки, British Petroleum (BP), змогли зафіксувати пошкоджене Макондо значно нижче бурова установка, за оцінками, 4 мільйони галонів сирої нафти пробилася в океан, зробивши це найгіршим нещастям у своєму роді з точки зору чистого масштаб.

Після вибуху послідували незліченні судові процеси, екологічні наслідки яких були серйозними і все ще оцінюються через десять років. Коли трапляються такі випадки, закупорювання пошкодженої свердловини стає логістичним кошмаром як через те, що знаходиться під водою, так і через фантастичний тиск у грі.

Якщо ви хочете переглянути мультиплікаційний короткометражний фільм про експлуатацію нафтової свердловини, перегляньте в «Ресурсах» відео YouTube, на якому зображено саме це. Вони можуть бути великими та громіздкими на вигляд, але нафтові свердловини - це елегантні та вишукані машини, незважаючи на будь-які наслідки від їх ревного розгортання.