Нефте- и газодобыча (скважинная, подземная добыча полезных ископаемых)
Нефтяной промысел – это комплекс производственных сооружений, разобщенных территориально, но взаимосвязанных системами трубопроводов, энергопередач и организацией работы. К основным сооружениям нефтепромысла относятся скважины (бурящиеся, эксплуатируемые, нагнетательные и наблюдательные), компрессорные станции, сборные пункты, нефтехранилища, пункты первичное переработки нефти, трубопроводы, различные амбары, отстойники, площадки сжигания излишков газа и конденсата, электроподстанции и некоторые вспомогательные сооружения. Каждое из перечисленных сооружений – единичный потенциальный источник техногенного воздействия на окружающую среду. Эти воздействия могут быть оказаны изолированно или пересекаться во времени и пространстве, выходя или не выходя за пределы промысла.
Нефть и газ в залежах насыщают пустоты между зернами породы, трещины и каверны пород, слагающих пласты. Обычно нефтегазовые месторождения приурочены к осадочным породам (пески, песчаники, известняки, доломиты). Иногда нефть обнаруживают в трещинах и порах изверженных пород, но эти скопления обычно не имеют промыслового значения.
В зависимости от условий залегания и количественного соотношения нефть:газ залежи делят на:
чисто газовые (скопления природных газов не связаны с другими полезными ископаемыми),
газоконденсатные (газ обогащен жидкими углеводородами),
газонефтяные (газ растворен в нефти или находится над нефтяной залежью в виде газовой шапки),
нефтяные без газовой шапки с растворенным в нефти газом.
Как правило, в продуктивной зоне пласта кроме нефти и газа присутствует вода. Породы, слагающие пласты, в основном гидрофильны, поэтому органическая фаза не может вытеснить воду. Она остается в порах пласта в виде тончайших пленок, капель. Соотношение вода:нефть может изменяться от 1:100 до 100:1.
Жидкости и газы в пласте находятся под давлением, которое зависит от глубины и может быть приближенно оценено по формуле:
Р(Па) ≈ 104*Н,
где Р – начальное пластовое давление, Па/м,
104 – переводной коэффициент,
Н – глубина залегания пласта, м.
С увеличением глубины залегания пластов повышается температура. Расстояние по вертикали, на котором температура горных пород повышается на 1 градус, называется геотермальной ступенью, ее среднее значение – 33м, для разных месторождений она разная. Свойства нефти, газа и воды на поверхности отличаются от их свойств в пластовых условиях, где они находятся при повышенных давлении и температуре.
Добыча нефти и газа осуществляется из скважин. Обычно различают:
мелкое бурение (до 1500 м),
бурение на средние глубины (до 4500 м),
глубокое бурение (до 6000 м),
сверхглубокое бурение (глубже 6000 м).
При глубоком бурении забой скважин обычно очищается от выбуренной породы потоком непрерывно циркулирующей промывочной жидкости (бурового раствора), реже производится продувка забоя газообразным рабочим агентом.
С экологической точки зрения выбуриваемые породы представляют собой серьезную проблему, т.к. при средней глубине скважин 2500 м на поверхность извлекается 350 м3 грунта, а при глубине 5000-6000 м – 800 м3. Эти породы складируются в виде отвалов вблизи буровой, сильно загрязнены буровыми растворами и нефтепродуктами.