Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




18.10.2017





Яндекс.Метрика
         » » Преимущества и народнохозяйственное значение шахтного (подземного) и карьерного (открытого) способов разработки нефтяных месторождении

Преимущества и народнохозяйственное значение шахтного (подземного) и карьерного (открытого) способов разработки нефтяных месторождении

12.11.2017

Для обеспечения намеченных XXII съездом КПСС грандиозных масштабов добычи нефти и газа в нашей стране на 1961—1980 гг., потребуется прирастить значительнейшие объемы их запасов.
В этом отношении внедрение в производство шахтного и карьерного методов разработки нефтяных месторождений в состоянии будет оказать весьма существенную, но нашему мнению, помощь. Дело в том, что рассматриваемый способ разработки располагает полной возможностью, как мы убедительно показали выше, резко увеличить без дополнительных средств на разведочные работы, промышленные (извлекаемые) запасы нефти, благодаря максимальному повышению коэффициента со отдачи продуктивными пластами-коллекторами. В этом собственно и заключаются основные преимущества шахтного и карьерного способа разработки.
Исследования, проведенные на нефтяных шахтах Ярегского месторождения, показали, что при очистном способе добычи нефтеотдача может составлять не менее 85—86 %. При скважинно-дренажном методе извлекается из продуктивного пласта-коллектора в 3— 5 раз больше нефти, в сравнении с тем ее количеством, которое могло быть здесь получено при разработке и эксплуатации залежи III пласта среднего девона скважинами с поверхности.
Это значит, что при внедрении в нашей стране в производство шахтного и карьерного способа разработки резко увеличатся без дополнительных затрат на разведку промышленные запасы нефти, благодаря возможности максимального повышения коэффициента нефтеотдачи продуктивных пластов на значительном числе месторождений: 1) находящихся в настоящее время в разработке без проведении законтурною и внутриконтурного заводнения; 2) вышедших из эксплуатации по причине «истощения»; 3) вводимых в будущем и промышленную разработку без поддержания давления, особенно характеризующихся наличием залежей тяжелой, высоковязкой, дегазированной нефти и 4) располагающих, как неглубоко залегающими, так и выходящими на поверхность нефтеносными пластами.
Надо сказать, что среди упомянутых выше так называемых «истощенных» месторождений, разработка которых была прекращена по причине достижения предела экономической рентабельности эксплуатации, имеются такие месторождения, в недрах продуктивных пластов которых, в зависимости от их режима, содержится еще от 60—70 до 90% иногда цепной нефти.
Это особенно относится к таким нефтяным месторождениям Апшеронского полуострова, как Балахано-Сабунчино-Раманинское и Биби-Эйбатское, на которых нефтеносные пласты верхнего отдела продуктивной тощи разрабатывались в основном до Великой Октябрьской социалистической революции в условиях хищнической эксплуатации. В их недрах осталось и продолжает еще оставаться огромное количество неизвлеченной весьма ценной преимущественно масляной нефти.
Надо признать, что большое количество нефти остается неизвлеченной из продуктивных пластов и на нефтяных месторождениях, начатых разработкой после установления Советской власти, особенно, если эти месторождения эксплуатировались без искусственного воздействия на отдачу нефти пластами.
Экономическую выгодность в условиях Крайнего Севера европейской части Советского Союза и геологическую целесообразность разработки новых месторождений с наличием залежей тяжелой высокосмолистой дегазированной нефти шахтным способом наглядно показала разработка Ярегского месторождения.
Добыча нефти шахтным способом на этом месторождении осуществлялась на новом месторождении, подготовленном для промышленной разработки скважинами с поверхности. Однако опытная эксплуатация с поверхности большой группы скважин показала, что в этом случае коэффициент извлечения нефти из продуктивного пласта составлял всего только 0,001—0,002. Таким образом, 98—99% нефти должно было быть «похоронено» в недрах.
При добыче нефти шахтным способом с помощью эксплуатационных скважин, пробуренных из горных выработок в шахтах, коэффициент извлечения (нефтеотдачи) в среднем составил 0,008—0,10. При очистном же способе в случае отмыва нефти водой извлечение нефти из породы доходило не менее чем до 84—80%.
Следует отметить, что за все время добычи нефти шахтным способом на Ярегском месторождении с помощью подземных эксплуатационных скважин, начиная с 1940 г., здесь были проведены и осуществлены две основные системы нефтешахтной разработки:
1) Система разработки над пластом, когда бурились в соответствии с изложенным многолучевые кусты эксплуатационных полого-наклонных скважин (до 11, с одной вертикальной), устья которых располагались в специальных буровых камерах, приготовленных в полевых штреках шахты, пройденных преимущественно в глинистых породах в 15—20 м над продуктивным пластом.
2) Система разработки в пласте, при которой устья эксплуатационных скважин располагаются в буровых камерах, подготовленных непосредственно в продуктивном пласте, причем из одной буровой камеры бурятся кустами до 200 и более эксплуатационных (восходящих или нисходящих) скважин, забои которых находятся в различных плоскостях и в различных направлениях в 10—15 м один от другого.
Такая густая сетка забоев эксплуатационных скважин обусловливает наиболее глубокий дренаж продуктивной части пласта и максимальную нефтеотдачу.
Практика показала, что наиболее эффективной и экономически рентабельной является система разработки в пласте («уклонная» система), которая дает возможность без дополнительных затрат переходить после полного дренирования нефти эксплуатационными скважинами к очистной разработке (выемке) нефтенасыщенной породы и отмыву из нее нефти. При этом может иметь место еще и комплексное использование полезных ископаемых, содержащихся в породе после полного отмыва нефти.
Очистной способ разработки дает возможность разрабатывать открытым способом нефтенасыщенные породы, выходящие на поверхность или залегающие неглубоко (100—200 м) от поверхности. Обычно вся нефть, насыщающая в этих случаях породы, за весьма редким исключением, является потерянной для производства и никогда не учитывается в балансах промышленных запасов. Между тем, такой нефти, вовсе не учитывающейся в балансовых запасах, имеется у нас многие сотни миллионов тонн.
В нефтеносных районах нашей страны, особенно в Азербайджане, имеются богатые объекты как для открытой, так и для подземной (шахтной) разработки. Особенный интерес, например, представляют Балахано-Сабунчино-Раманинское и Биби-Эйбатское месторождения на Апгаеронском полуострове, Доссорское, Макатское и другие месторождения на Эмбо в Казахстане, Ново-Грозненское, Старо-Грозненское и другие месторождения на Северном Кавказе и т. д.
В этом отношении совершенно нравы P. X. Мирзоев и С.Г. Надиров, которые считают, что Азербайджан располагает многочисленными месторождениями нефти, которые заслуживают большого внимания с точки зрения разработки их шахтным и карьерным способом.
Это, в первую очередь, относится к истощенным предыдущей эксплуатацией нефтяным месторождениям Ашлеронского полуострова (Балахано-Сабунчино-Раманинское, Биби-Эйбатское, Бинагадинское и др.), на территории которых имеются неглубоко залегающие (до 600 м) залежи с значительными остаточными запасами высококачественной масляной нефти.
Для наиболее эффективной разработки подобных залежей нефти, может быть применена так называемая «закрытая» система дренирования подземными выработками, теоретически разработанная для типовых условий и подробно изложенная Ш.Н. Мамедовым.
Сущность ее заключается в том, что выработки, предназначенные для дренирования нефти, располагаются непосредственно в пласте полезного ископаемого и обеспечивают максимальную поверхность истечения нефти. Главными особенностями являются, во-первых, непродолжительное пребывание рабочих в пласте полезного ископаемого, обусловленное только временем подготовки блока к дренированию, во-вторых, полная изоляция дренирующих выработок от полевых штреков; в-третьих, предупреждение возникновения и распространения пожара или взрыва.
Таким образом, процесс дренирования нефти из пласта будет протекать без присутствия рабочего персопала.
Территория Азербайджана богата месторождениями, представленными нефтеносными песками, которые не интересны с точки зрения разработки их обычными методами при помощи скважин. Эти месторождения расположены в нефтеносных областях не только Апшерона, но и Кобыстана и Прикуринской низменности.
В результате специально произведенных исследований С.Г. Надировым, установлено, что в пределах этих областей имеются месторождения нефти, в которых нефтесодержащие пласты залегают на небольших глубинах (100—500 м), а местами выходят на дневную поверхность.
Нa отдельных обнажениях мощность нефтесодержащего песка и песчаника достигает 80—85 м, а нефтенасыщенность, по данным С.Г. Надирова и P.X. Мирзоева (1959), до 10—12% от веса породы.
На Апшеронском полуострове подобные выходы нефтесодержащих пород имеются на площадях Кирмаку, Шубаны и др.
В Кобыстанской нефтеносной области нефтесодержащие пески, выходящие на поверхность, относятся к продуктивной толще, чокракскому горизонту и частично к майкопской свите.
В Прикуринской низменности благоприятным объектом для открытой и шахтной разработки должна служить центральная часть Бабазананской структуры, где хорошо насыщенные нефтью пески продуктивной толщи залегают на глубине 50—100 .и, а местами выходят на дневную поверхность.
В районе междуречья Куры и Поры перспективными участками для данного метода разработки являются выходы нефтесодержащих пластов в разрезе верхнесарматских отложений, обнажающихся на приподнятых крыльях Палатекянской и Чайлинской структур. Количество таких месторождений (до глубины разработки 400 м), выявленных в настоящее время в Азербайджане для внедрения открытого способа разработки, составляет около 14.
Указанные выше месторождения Азербайджана, помимо значительных запасов остаточной нефти, характеризуются еще благоприятными условиями разработки. Вопрос о применении здесь подземного и открытого способа добычи может получить в экономическом отношении положительное разрешение.
Весьма перспективными для подземной и открытой разработки является месторождение Северный Maкат (Эмба) Гурьевского нефтеносного района Казахстаннефти. Это месторождение содержит также высококачественную маслянистую нефть. Продуктивный горизонт, залегающий на глубине 100—180 м, эксплуатируется скважинами с поверхности с 1913 г. Длительная эксплуатация этого месторождения не обеспечила даже извлечения 50% запасов. Согласно последним данным, максимальная нефтенасыщенность пород продуктивного горизонта составляет 78—85%.
Положительной особенностью эмбенской нефти является возможность получения из нее высококачественных специальных масел.
Определенный интерес для шахтного и открытого способов разработки нефтяных залежей представляют месторождения Грузии, где насчитывается значительное количество месторождений.
Успешное применение подземного и открытого способа разработки может быть осуществлено в нефтеносных областях Майкопского и Грозненского районов. Объектом нефтешахтной разработки в Майкопском районе могут быть пласты горизонта Ширванских колодцев.
Что касается Грозненского района, то здесь имели место в 20-х годах попытки применения подземного способа разработки на Старо-Грозненском месторождении. Однако вследствие несовершенства применявшегося в то время способа и отсутствия практического опыта начатые работы не были завершены.
При современных достижениях отечественной практики в этой области перспективными объектами могут быть залежи не только Старо-Грозненского месторождения, но и Ново-Грозненского (Октябрьского).
Таковы первоочередные объекты, определяющие огромную перспективность подземного и открытого способа разработки нефти в России. Однако на территории нашей страны имеются и другие перспективные площади, для выявления которых потребуется проведение специальных геолого-исследовательских работ. С другой стороны, число таких перспективных объектов может увеличиваться с развитием подземного и открытого способа разработки нефтяных залежей. В этом отношении огромный интерес представляют морские нефтяные месторождения.
Разработка этих месторождений отдельными скважинами связана с большими трудностями и расходами. Надводная разработка, помимо неполного использования подземных запасов нефти, ограничивается также глубиной моря. Освоение больших глубин, более 25 м, является в настоящее время очень затруднительным. Согласно данным разведки, в районе островов Апшеронского архипелага выявлены новые нефтяные структуры, отстоящие от берегов на расстоянии 15—25 км. Глубина моря в этой части достигает 50 м и более. В общей сложности за последние годы в условиях моря методом сейсмического исследования обнаружено более 50 перспективных нефтеносных структур.
Разработка таких залежей, залегающих на больших глубинах, на данном этапе может быть осуществлена более рационально лишь при подземной разработке.
Вот что пишет по этому вопросу В.С. Мелик-Пашаев, который видит огромные преимущества в подземной разработке морских месторождений в сравнении с надводным их разбуриванием: «Поиски новых методов освоения морских площадей должны быть направлены в сторону исключения наиболее важного препятствия — глубины моря.
В этой связи вполне естественно желание существующие методы надводной разработки заменить принципиально отличным по своей идее методом подземной разработки.
Между тем, если обратить наши взоры с берегов Каспия на север нашей страны, можно видеть прекрасный пример разработки нефтяного месторождения, идея которого в интересующей нас части может быть с успехом использована для разработки морских нефтяных месторождений. Мы имеем в виду шахтный способ разработки Ярегского нефтяного месторождения».
Для строительства нефтяной шахты в качестве опорного пункта могут быть использованы не только отдельные острова и банки Aпшеронского и Бакинского архипелагов, но и искусственно возводимые острова в условиях открытого моря. Опираясь на современные достижения в области горного дела и строительства гидротехнических сооружений, можно утверждать, что данная проблема представляет задачу, практически вполне разрешимую. В мировой практике горного дела имеются примеры разработки каменноугольных и рудных месторождений, залегающих под дном моря, береговыми шахтами, от которых в глубь моря простираются эксплуатационные выработки.
Из изложенного видно, что применение шахтного способа будет способствовать не только увеличению коэффициента нефтеотдачи пластов, по и позволит резко увеличить промышленные запасы нефти в нашей стране. Подсчитано, например, что повышение во всем мире коэффициента нефтеотдачи пластов только на 1 % увеличивает промышленные запасы нефти на 400 млн. т.
Дли того чтобы с наибольшей гарантией и полнотой обеспечить нашу страну в количественном и качественном отношении промышленными запасами нефти как в предстоящем двадцатилетии, так и в последующее время, следует, по нашему мнению, с помощью шахтного и карьерного методов разработки: а) приступить к извлечению остаточной нефти па старых месторождениях Советского Союза, особенно высококачественной л, в первую очередь, ценной масляной нефти; б) достигнуть максимального извлечения нефти из пластов, выходящих на дневную поверхность или залегающих неглубоко от поверхности; в) широко внедрить этот способ на новых площадях и месторождениях при наличии благоприятных для этого горно-геологических условий. Между тем, насколько нам известно, ни научно-исследовательские институты, ни соответствующие министерства и организации в центре, к сожалению, не уделяют ему должного внимания. Некоторая работа в этом отношении проводится только в Академии наук Азербайджана, но она не имеет еще необходимой поддержки.
Следует уже а настоящее время приступить к внедрению в нефтяной промышленности Советского Союза шахтного и карьерного способов разработки нефтяных месторождений.
Даже больше. Признавая полностью, что в пашей стране действительно имеет место значительная экономическая целесообразность преимущественного развития нефтяной и газовой промышленности по сравнению с другими отраслями топливной промышленности, как это наглядно показал В.А. Каламкаров, следует также, по нашему мнению, уже сейчас обсудить вопрос и о направлении определенной части средств, планируемых на строительство угольных шахт, на строительство нефтяных шахт и карьеров.
При сопоставлении экономической эффективности работы нефтяных и угольных шахт преимущества всегда будут на стороне первых.
Естественно, что найдутся работники производства и научно-исследовательских институток, которые будут считать, что к настоящее время, когда имеется обилие фонтанной нефти, вопрос о внедрении шахтной и карьерной разработки но является актуальным. Однако мы достаточно наглядно показали необоснованность такого мнения. Проблемой внедрения шахтной и карьерной добычи нефти надо заниматься уже сейчас, не теряя времени. Для этого следует создать в Москве специальную группу из нефтяников и горняков, которая и должна будет своевременно разрабатывать всю сумму мероприятий но внедрению в нефтяную промышленность шахтного и карьерного методов разработки.
Интересно отметить в порядке исторического освещения, что вопрос о применении в нашей стране шахтного метода разработки нефтяных месторождений в целях повышения коэффициента использования недр был поднят еще в 1932 г. М. В. Никитиным в упоминавшейся его статье: «Пути рационализации системы разработки нефтяных месторождений».
М.В. Никитин еще в 1932 г. призывал «приступить к широким промышленным опытам проведения и эксплуатации нефти рудничным способом».
Такой опыт и был проведен в сороковых годах впервые в СССР в широком масштабе на Ярегском месторождении тяжелой нефти к Ухтинском районе. Он оказался весьма успешным и заложил прочные основы зародившейся в нашей стране советской нефтешахтной геологии.