Сотрудники ОАО «Ульяновскнефть» провели в гимназии №1 г.Ульяновска урок нефти

Новый учебный год стартовал, а это значит, настало время продолжить цикл публикаций «Уроки с «Комсомолкой». На кануне Дня работников нефтяной, газовой и топливной промышленности мы отправились в гимназию №1, где сотрудники ОАО «Ульяновскнефть» Николай Казаков (начальник отдела геологии и лицензирования недр) и Владимир Моисеев (заместитель начальника технологического отдела добычи нефти) специально для учеников 10-го класса с физико-математическим уклоном провели необычный урок географии — здесь не вызывали к доске и не ставили оценок, зато подробно и увлекательно рассказывали о нефти. Вот что узнали о «черном золоте» десятиклассники и корреспондент «КП».

НЕМНОГО ХИМИИ
Нефть — это природная горючая маслянистая жидкость, обладающая специфическим запахом. Образуется она вместе с газообразными углеводородами обычно на глубинах более 1,2—2 км. В химическом плане нефть является смесью различных углеводородов - органических соединений, молекулы которых состоят из атомов углерода и водорода и представляют собой простые, разветвленные или замкнутые в кольца цепочки. Кроме углеводородов в состав нефти нередко входят и другие химические элементы — кислород, сера и азот. Нефть сильно варьирует по цвету (от светло-коричневой, почти бесцветной, до темно-бурой, почти чёрной) и по плотности — от лёгкой (0,65—0,70 г/см3) до весьма тяжёлой (0,98—1,05 г/см3). Путем перегонки из нефти получают различные продукты: бензин, реактивное топливо, осветительный керосин, дизельное топливо. Кроме того, продуктами переработки нефти являются лаки, краски, пластик, косметика, синтетические ткани. Даже жевательная резинка имеет в своем составе углеводороды.

ГДЕ ЗАЛЕГАЕТ НЕФТЬ
Некоторые ученые предлагают называть месторождения нефти местоскоплениями - все дело в том, что нефть родилась не там, где ее нашли и добывают. Нефтяные залежи образуются там, где нефть, изрядно попутешествовав под землей, попадает… в ловушку! Она скапливается вначале в пористых горных породах (песках, песчаниках, трещиноватых известняках). Это так называемые коллекторы, которые могут нефть впитывать, а потом отдавать. Наряду с ними есть породы-покрышки. Они непроницаемы для нефти и газа и залегают над коллекторами, препятствуя выходу этих полезных ископаемых на поверхность. Без таких покрышек нефть сначала попадала бы в реки и моря, а затем бы испарялась… Покрышками могут быть глины, каменная соль и другие горные породы. Но и их наличие — еще не все: нужно, чтобы непроницаемый пласт был такой хитрой формы, чтобы нефть действительно попалась в «ловушку», и возникло настоящее месторождение. Такой ловушкой чаще всего становится антиклиналь - выгнутая вверх, наподобие купола, складка, или так называемый тектонический экран — мощный разрыв пластов горных пород. Нефть «утыкается» в него, как в плотину, и образует подземное озеро.

ГДЕ И КАК ИЩУТ НЕФТЬ
Работы по поиску и разведке нефтяных месторождений выполняются в несколько этапов.
Сначала проводится геологическая съемка местности. Для этого специалисты выезжают в исследуемый район, где в ходе полевых работ изучают пласты горных пород, выходящих на поверхность, их состав и углы наклона. Для анализа коренных пород роются шурфы - вертикальные горные выработки, производимые для поиска полезных ископаемых. А для того, чтобы получить представление о более глубоко залегающих породах, бурят картировочные скважины глубиной до 600 метров, посредством которых производят отбор образцов горной породы. В результате обработки полученных данных составляются геологические карты и геологические разрезы местности.
Далее нефтегазовые зоны изучаются более детально, для чего применяется целый ряд методов. Преимущество при этом отдается сейсморазведке, которая позволяет изучать строение недр на большой глубине. Данный метод исследования основан на использовании закономерностей распространения в земной коре искусственно создаваемых упругих волн. Скорость распространения сейсмических волн в породах различной плотности неодинакова: чем плотнее порода, тем быстрее проникают сквозь нее волны. На границе раздела двух сред с различной плотностью упругие колебания частично отражаются, возвращаясь к поверхности земли, а частично преломившись, продолжают свое движение вглубь недр до новой поверхности раздела. Отраженные сейсмические волны улавливаются сейсмоприемниками. Расшифровывая затем полученные графики колебаний земной поверхности, специалисты определяют глубину залегания пород, отразивших волны, и угол их наклона.
На следующей стадии поисков производится бурение скважин с целью открытия месторождений. Первые поисковые скважины для изучения всей толщи осадочных пород бурят, как правило, на обоснованную максимальную глубину. В процессе бурения скважины и после достижении проектной глубины проводятся геофизические исследования в стволе скважины спуском приборов на специальном кабеле. Эти приборы работают на совершенно разных физических принципах - собственная поляризация, индукция, измерение сопротивления, гамма-излучение, излучение нейтронов, измерение диаметра скважины и т.д. По данным, полученным в результате такого исследования и интерпретации этих результатов инженерами – геофизиками выделяются интервалы глубин, где отмечается нефтегазонасыщенные горные породы (пласты коллекторы). Данные объекты дополнительно обсуждаются с нефтепрмысловыми геологами после чего принимается совместное решение по спуску в поисковую скважину эксплуатационной колонны для испытания.
Испытание скважины является очень ответственным моментов в строительстве скважины. При получении промышленных притоков нефти из испытанных объектов производится подсчет запасов нефти и постановка их на государственный баланс для организации работ по добычи углеводородов (нефти, газа или газоконденсата).

КАК ДОБЫВАЮТ НЕФТЬ
В современной нефтедобыче используется множество разных типов буровых установок. Одни из них высотой с двадцатиэтажное здание, другие располагаются на колесах, третьи стоят на платформах в открытом море - для бурения под водой. Назначение таких установок — бурение, а правильнее сказать, строительство скважин - цилиндрических горных выработок, у которых длина ствола гораздо больше, чем ее диаметр. Верхняя часть скважины называется устье, нижняя – забой. Стенки скважины – это ствол скважины.
Сначала бурят ствол большого диаметра глубиной порядка 30 метров. Спускают металлическую трубу диаметром 324 мм, которая называется направление, и цементируют пространство между стенками трубы и стенками горной породы. Направление необходимо для того, чтобы верхний слой почвы не размывался и не осыпался при дальнейшем бурении. Далее продолжают бурение ствола меньшим диаметром до глубины примерно 500-800 м. Снова спускают колонну труб диаметром 168 мм и также цементируют пространство между колонной труб и стенками породы по всей длине. Это - кондуктор. Далее бурение возобновляют и бурят скважину уже до целевой глубины. Снова спускают колонну труб диаметром 146 мм, которая называется эксплуатационной колонной. Пространство между стенками труб и горной породой опять же цементируется от забоя скважины и вплоть до устья. Крепление ствола скважины производится путем спуска в нее специальных труб, называемых обсадными. Ряд обсадных труб, соединенных последовательно между собой, составляет обсадную колонну.
Бурить скважины можно механическим, термическим, электроимпульсным и другими способами (несколько десятков). Однако промышленное применение находят только способы механического бурения – ударное и вращательное. Вращать долото можно забойным двигателем либо проворачивая колонну буровых труб с устья скважины. В зависимости от геологических условий нефтяного месторождения бурят различные типы скважин: вертикальная (угол отклонения ствола от вертикали не превышает 5°); наклонно-направленная (угол отклонения от вертикали больше пяти градусов); горизонтальная (угол отклонения ствола от вертикали составляет 80-90°); многоствольная или многозабойная (имеют основной ствол и один или несколько дополнительных).
Нефть в пласте находятся под давлением - на нее напирают вышележащие слои пород. А со стороны скважины не давит ничего, там давление ниже. Таким образом создается перепад давления, называемый депрессией, приводящий к тому, что нефть начинает двигаться в сторону скважины. Если пластовое давление очень высокое, то нефть не просто поступает в скважину, а еще и поднимается до самого ее верха, изливаясь в виде фонтана, такой способ добычи называется фонтанным.
По мере падения пластового давления для извлечения нефти из недр применяются насосы. Они создают дополнительное давление, чтобы нефть, поступившая в скважину, могла подняться до поверхности земли. В настоящее время, в зависимости от глубины залегания нефти, ее вязкости и некоторых других факторов, используются насосы нескольких типов — штанговые глубинные (ШГН), электроцентробежные (ЭЦН) и винтовые (ШВН). ОАО «Ульяновскнефть» единственное предприятие в группе компаний НК «РуссНефть» которое использует винтовые насосы. Их отличительной особенностью является возможность добывать трудно извлекаемую, высоковязкую нефть, которой осложнены пласты месторождений Ульяновской области.
В случае ШГН «голова» станка-качалки совершает движения вверх-вниз, соответственно, приводя в движение колонну насосных штанг. Штанги связаны с насосом который представляет из себя цилиндр и плунжер. При движении вверх (открывается нижний всасывающий клапан, нефть попадает в насос), а при движении вниз плунжер опускается (открывается верхний нагнетательный клапан, жидкость нагнетается в колонну труб выше насоса). Вот так, понемногу, жидкость поднимается вверх. ЭЦН это погружной насос который приводит в действие электрический двигатель спущенный также в скважину. Принцип работы насоса состоит в нагнетании жидкости из рабочих колес в направляющие аппараты за счет центробежной силы, возникающей при вращении ротора с закрепленными на нем колесами. Проходные сечения рабочих органов определяют пропускную способность (подачу) насоса, а их количество - напор. Для добычи более вязких нефтей используют винтовые насосы. ШВН представляет собой стальной ротор в форме спирали, который вращается в эластичном статоре. Статор представляет собой внутреннюю спираль с эластомерным элементом. Ротор имеет на один заход меньше чем статор. При вращении ротора происходит постоянное открытие и закрытие полостей и их перемещение от приема к подаче насоса.

ЧТО ПРОИСХОДИТ С УЖЕ ДОБЫТОЙ НЕФТЬЮ
Нефть из скважин поднимается на поверхность земли в трубопроводы, по которым попадает в замерный устройства, где измеряется, сколько нефти добыто. Затем нефть поступает в установки в которых от нефти отделяются попутный газ, вода и механические примеси. Чистая подготовленная нефть направляется в магистральные трубопроводы «Транснефти», а оттуда — на нефтеперерабатывающие заводы. Попутная вода закачивается обратно в пласт для повышения в нем давления, что бы облегчить дальнейшую добычу нефти. А попутный нефтяной газ используется в качестве энергоносителя для подогрева нефтяной жидкости.

ПРОШЛОЕ И НАСТОЯЩЕЕ УЛЬЯНОВСКОЙ НЕФТЕРАЗВЕДКИ И НЕФТЕДОБЫЧИ
Геологические исследования на территории Ульяновской области начались еще в начале 20 века. Наибольший интерес представляли южные районы региона. Разведка на нефть началась в 1944 году, и уже спустя 5 лет, в 1949-м в Николаевском районе на Барановском месторождении был получен первый промышленный приток. В дальнейшем, за короткий срок были открыты первые ульяновские месторождения нефти: Новоспасское, Голодяевское, Варваровское, Новотомышевское, Репьевское и Славкинское.
Однако история нефтедобывающей промышленности Ульяновской области начинает свой отсчет в 1977 году, когда по решению исполкома Ульяновского областного Совета народных депутатов в рабочем поселке Новоспасское было открыто первое нефтегазодобывающее управление «Новоспасскнефть», преобразованное в 2001 году в ОАО «Ульяновскнефть».
Сегодня "Ульяновскнефть", дочернее общество ОАО НК РуссНефть, является крупнейшим недропользователем Ульяновской области. Предприятие ведет разработку 39 месторождений на территории Ульяновской и Пензенской областей. В настоящее время все разрабатываемые компанией месторождения разделяются на две группы: Южную и Северную. Месторождения Северной группы территориально расположены на северо-востоке Ульяновской области в Мелекесском, Чердаклинском и Новомалыклинском районах, месторождений Южной группы – на юге Ульяновской области в Новоспасском, Николаевском, Радищевском районах, а также на территории Пензенской области в Кузнецком и Камешкирском районах.
Обеспеченность запасами нефти по месторождениям ОАО «Ульяновскнефть» составляет более 50 лет.

ГДЕ УЧАТ НА «НЕФТЯНИКОВ»
Получить образование, связанное с разведкой, добычей и переработкой нефти, можно в Ульяновском государственном университете на Инженерно-физическом факультете высоких технологий или же в Российском государственном университете нефти и газа имени И.М. Губкина. Кстати, ОАО «Ульяновскнефть» участвует в реализации совместного образовательного проекта компании «РуссНефть» и РГУ нефти и газа, в рамках которого дети работников дочерних предприятий холдинга проходят обучение в региональных подготовительных отделениях, открытых на базе «дочек» ОАО НК «Руснефть» в Саратове и Радужном. Специально разработанные программы занятий предусматривают две выездные сессии и серьезную самостоятельную работу под контролем преподавателей РГУ. Основная задача подготовительных отделений - максимально эффективно подготовить ребят к сдаче ЕГЭ в школе и последующему поступлению в РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина по целевому набору. За время реализации проекта (с 2010 года) ряды студентов-губкинцев уже пополнили 16 ульяновских ребят.