• Город
  • Люди
  • Еда
  • Культура
  • Путешествия
  • Наука и технологии
  • Колонки
  • Показаны результаты для: Array

  • Chronicle продолжает серию материалов, посвященных главной отрасли в нашей стране - нефти. Мы уже писали о том, откуда берется нефть, сколько ее в Казахстане и почему упала на нее цена

    Пожалуй, ни об одной из отраслей экономики нельзя встретить столько неоправданных стереотипов, сколько о «нефтянке». Так как нефть и газ – и наше счастье, и наша беда, то они постоянно мелькают в масс-медиа, где, в основном, работают люди совсем нетехнического и ненаучного склада ума. Вот и штампуют журналисты по всему миру одни и те же картинки на все репортажи о нефти, формируя взгляд телезомбированной аудитории.

    Вы готовы быть теми немногими, кто хочет сравнить настоящую нефтегазовую индустрию с журналистскими стереотипами? Тогда вашему вниманию – статья о том, каков реальный путь нефти из недр земли до наших топливных баков.

    Стереотип 1 - Кто добывает нефть

    Как это видят СМИ и обыватели:

    Условный Президент звонит условному Олигарху. Говорит «Нужна нефть» - открывай, мол, вентиль. Олигарх напинывает своих холопов (которые обязательно одеты в каски и измазаны в нефти), и те открывают/закрывают некий мифический вентиль.

    Image title

    Реальность

    Все нефтяные компании делятся на две категории – операторы и сервисные компании. Операторы – «кошелек» нефтегазовой индустрии, они покупают у государства лицензию на поиск и добычу нефти, и планируют разработку месторождений. Операторы могут содержать значительную долю государственного капитала, а могут быть частными интернациональными: Shell, British Petroleum, ExxonMobil, тот же КазМунайГаз, Газпром и все их дочерние структуры.

    Сервисные компании наоборот, лицензиями на добычу не владеют. Они – «руки» нефтянки и предоставляют всё необходимое для индустрии – от технологий и персонала до программного обеспечения и техники. Пример – компании Schlumberger, Halliburton или бесчисленные мелкие местные компании.

    Поэтому все просто: государство заключает контракт с компанией-оператором (вплоть до нескольких десятков лет), обязуя его платить налог с каждой добытой тонны. А компания-оператор нанимает сервисные компании, которые находят нефть и делают все работы для извлечения ее на поверхность.

    Image title

    Стереотип 2 - Как находят нефть

    Как это видят СМИ и обыватели:

    Много геологов в шортах и с молотками ходят по полям. Постучали по камням, посмотрели на них в лупу и все, говорят, мол – скважину ставьте здесь.

    Реальность

    Добываемая нефть, в основном, находится на глубинах вплоть до нескольких километров. Причем, как мы уже говорили, нефть не скапливается в каких-то мифических озерах. Нефть просто зажата в порах породы, и на вид образец земли из месторождения ничем не будет отличаться от обычного камня, разве что будет иметь темный цвет и нефтяной запах.

    Поэтому используются фундаментальные физические принципы, чтобы «заглянуть» на такие глубины. Например, массивные тела, потенциально содержащие полезные ископаемые, могут достигать нескольких километров в размерах, поэтому они влияют на такие показатели, как ускорение свободного падения или намагниченность. Замеряя эти параметры, можно видеть мощные структуры и разломы под землей.

    Но основным методом является сейсморазведка, принцип которой заключается в следующем. Породы под землей располагаются чередующимся пластами – как торт, и каждый тип породы имеет разную скорость прохождения упругих волн. Если «тряхнуть» хорошенько землю, то упругие волны, как при землетрясении, будут распространяться вниз. Переходя из одного слоя породы в другой, волны будут отражаться и частично возвращаться на поверхность. Замерив время возвращения, можно узнать глубину, где находится «смена» одного слоя на другой. Таким образом, строится разрез земли:

    Image title

    По такой картинке умные геофизики могут определить потенциальные залежи нефти.

    Если вас интересуют как создаются мини-землетрясения – то на земле это делается либо взрывом либо вот такими машинами апокалипсиса:

    Image title

    Машины приезжают, бьют со всей силы своими мощными плитами по земле, а датчики вдали от машин регистрируют время прихода волн.

    Стереотип 3, самый главный и некорректный - Как добывают нефть

    Как это видят СМИ и обыватели:

    По-моему, не существует во всей мировой журналистике более глупого стереотипа, чем отождествление всей нефтегазовой индустрии с «качалкой». Конечно, здесь важно то, что людям нравятся непонятные «финтифлюшки», а когда те еще движутся вверх-вниз, то это вообще прекрасно. Вот что выдал гугл на запрос «нефть»:

    Image title

    Реальность

    Вставлять «качалки» в каждый первый материал о нефти – это абсурд. И вот почему.

    Во-первых, не «качалки», а скважина - это самое главное сооружение для добычи нефти. Да-да, именно сооружение. Потому что скважину не просто бурят – ее строят, и стоить это строительство может до нескольких миллионов долларов (!). Процесс строительства скважины состоит из нескольких сложнейших технологических этапов.

    Первый этап – бурение. Как мы узнали выше, сейсморазведка дала примерное положение нефтяного пласта. Он может залегать на глубинах в несколько километров. В таком случае бурение по принципу «как прорубь во льду» не подходит. Скважина очень узкая (20-30 см в диаметре) и глубокая. Порода, через которую надо бурить – ничем не отличается от камней на улице по твердости. Температуры на глубине могут достигать 150-170 градусов Цельсия. Поэтому, бурение производят мощные буровые станки, которые держат на весу колонну бурильных труб весом в десятки тонн; к концу колонны крепят долото – наконечник, предназначенный для истирания и откалывания породы. Долото для истирания породы должно крутиться – для этого крутят всю колонну труб прямо с поверхности. Для выноса измельченной породы с глубины используют поток жидкости, который закачивается внутрь колонны буровых труб и вырывается из колонны  под большим давлением на глубине, прямо над долотом. В бурении большое количество своих нюансов, которые можно описать только в отдельной статье.

    Image title

    Второй этап – цементирование скважины. В процессе бурения происходит одна нежелательная вещь: скважина начинает напрямую соединять пласты земли между собой, и жидкости в них начинают перетекать из одного в другой. То есть, нефть, например, может по пути на верх просто впитаться в другой слой. Или, что еще хуже, загрязнить питьевой водоносный слой. Кроме того, земля на стенках скважины может просто обрушиться. Поэтому в пробуренную скважину спускают трубы («обсадные колонны») и в расстояние между ними  и земляными стенками заливают цемент, который укрепляет скважину и не допускает перетоки жидкостей между пластами.

    Image title

    Третий этап – подготовка скважины к добыче. Как получить нефть, если притоку мешает труба и цемент? Да очень просто – прострелить все  к чертям. В скважину спускаются маленькие заряды-пули, и их подрывают. В получившиеся отверстия и притекает нефть

    Image title

    Но как поднять нефть на поверхность с глубины в несколько километров? Во многих случаях это делает природа: за счет колоссальной глубины давление, «запертое» в пласте просто выкидывает нефть огромной струей. Это то, что называется нефтяным фонтаном и тоже очень популярно у киношников и прочей нетехнократичной богемы.

    Фонтан – это счастье с точки зрения денег, но большая опасность. Потому что вырвавшийся из-под контроля фонтан может закончиться печально. Например, на месторождении Тенгиз неконтролируемое фонтанирование в 1986-87 годах привело к тому, что скважина заполыхала факелом высотой в 200 метров ( две гостиницы «Казахстан» в высоту)! Скважину не могли потушить более года (даже выстрелами из танков), выгорело более 3 миллионов тонн нефти.

    Image title

    Если нет природного фонтанирования – нефть извлекают насосами, которые спускаются в скважину. Насосы используют различные принципы – некоторые работают по принципу винта Архимеда, некоторые используют центробежную силу для выталкивания нефти на поверхность. Есть и насосы, которые используют эффект поршня, который двигается вверх-вниз и при каждом движении вверх поднимает понемногу нефть.

    И вот, наконец, именно частью таких насосов и являются станки-качалки, или штанговые насосные установки, если выражаться профессионально. Штанговые насосные установки не могут использоваться на больших глубинах, и не обладают большой производительностью. Раньше, когда  в мире преобладали неглубокие месторождения, эти насосы были распространены, их «штамповали» по всему миру. Например, на месторождении Озен тысячи штанговых установок. Со временем «станки-качалки» становятся менее востребованными, но «эхо» их массового использования до сих пор отражается в СМИ: журналисты при виде качающегося балансира (а именно так называется эта часть) облизываются как коты от жирной сметаны.

    Стереотип 4 – «Ненаучность» нефтегазовой индустрии

    Как это видят СМИ и обыватели:

    Нефтяники – это либо шустрые олигархи, либо неотесанные мужики в комбинезонах и испачканные нефтью. Любителям науки здесь делать нечего.

    Реальность

    Все с точностью наоборот. Нефтегазовая индустрия – самая всеобъемлющая в плане задействованных в ней наук. Выше мы уже обсудили, что инженеру-нефтянику нужно иметь большие способности в географии, геологии и геофизике. Кроме того, для цементирования скважины, бурения и прочих процедур важно разбираться в химии – неправильно рассчитанная реология жидкости может привести к миллионным потерям.

    Настоящее раздолье в нефтянке физикам и математикам. С помощью основных физических принципов – электромагнетизма, радиационного излучения, ядерно-магнитного резонанса, акустики нефтяники считывают специальными приборами показания вдоль скважины – проводят т.н. «каротаж». С помощью каротажей можно определить с точностью до нескольких сантиметров в какой части многокилометровой скважины залегают пески или глины, в каком пропластке залегает нефть, газ, вода. Примерно вот так выглядят каротажи:

    Image title

    Более того, используя математические принципы и гидродинамику, инженеры-нефтяники определяют, как выглядит пространство вокруг скважины и какими свойствами оно обладает!

    И в конце концов, нефтяники составляют большие модели подземных залежей, разбитые на тысячи мельчайших элементов. В каждом из элементов с помощью мощных компьютеров рассчитываются свойства породы и жидкости, в результате чего можно предсказывать добычу на несколько лет вперед и определять места, где выгоднее всего пробурить скважины! Вот так выглядят подобные модели:

    Image title

    И это еще не все. Чтобы нефть попала на поверхность, важно знать механику, гидравлику и термодинамику. Как только нефть попадает на поверхность, нужно знать как ее переработать, то есть разбираться в органической химии. Далее – нужно знать как эту нефть продать, и по какой цене, сколько будет принадлежать государству и т.д. – здесь крайне важно разбираться в экономике, финансах и в азах налогообложения.

    Именно поэтому настоящие опытные инженеры-нефтяники являются очень высокооплачиваемыми работниками - степень широты их научных и производственных познаний несравнима с «узконаправленными» работниками большинства других сфер деятельности.


    В материале использованы изображения с сайтов wired.com, livescience.com, discovery.com, atyrau-city.kz, iopscience.iop.org, blogs.bakerhughes.com

    обсуждение
    Читать по этой теме