Развитие нефтеперерабатывающей промышленности в СССР. 2 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 30Следующая ⇒

В дальнейшем, по мере погружения в толщу осадочной породы, эти органические вещества в течение многих миллионов лет на глубине 1,5—3,0 км и ниже подвергаются уже в восстановительной среде действию повышенных температур (примерно до 120—150, реже 200 °С) и давления 10—30 МПа, а также каталитическому влиянию вмещающих пород (в основном, глин). По современным воззрениям именно в этой стадии в результате термических и термокаталитических процессов органические вещества, и главным образом липиды (жиры, воска, масла), превращаются в углеводороды нефти.

Нефтеобразование — весьма сложный, многостадийный и очень длительный химический процесс, детали механизма которого пока не ясны. Так как исходный органический материал находится в рассеянном состоянии, то очевидно, что продукты его превращения— нефть и газ — также первоначально рассеяны в нефтемате-ринской, чаще всего глинистой породе. Но вследствие своей подвижности нефть и газ, так же как и вода, способны передвигаться в толще пород. Геологи называют эти перемещения миграцией. Различают первичную и вторичную миграцию. В результате первичной миграции из нефтематеринских пород нефть

и газ собираются в соседствующих пористых песчаных и карбонатных породах. Миграция может происходить в результате различных факторов: отжатия или прорыва вследствие давления породы, диффузии, особенно газов, перемещения с водой, растворения жидких веществ нефти в газах при высоких давлениях и перемещения в виде парогазовой смеси, фильтрации по порам и трещинам вмещающих пород при наличии перепада давления и др.

В дальнейшем в результате движения по пористым пластам и при вертикальной миграции, возникающей под влиянием гравитационного и тектонического факторов, нефть и газ скапливаются в так называемых ловушках, т. е. в таких участках пористых горных пород, откуда дальнейшая миграция невозможна или очень затруднена.

Скопления нефти в этих ловушках называются нефтяными залежами. Если количество нефти (или газа) в залежи достаточно велико или в данной структуре пластов горных пород имеется несколько залежей, то говорят о нефтяном, нефтегазовом или газовом месторождении.

Итак, условия залегания нефти в горных породах таковы, что нефть и газ заполняют поры вмещающей породы. Ясно, что чем больше коэффициент пористости породы, тем больше порода насыщена нефтью. Так как глины, особенно увлажненные, практически не имеют пор, то глинистые покрытия пористых пород хорошо предохраняют залежь от дальнейшей миграции. Вместе с нефтью и газом в залежах почти всегда присутствует и вода, так как она также заполняет поры пород.

Как правило, большая часть нефтяных ловушек — залежей находится на значительной глубине (900—2300 м). Выходы нефти на поверхность земли достаточно редки. На таких близких к поверхности земли месторождениях в давние времена, в частности в Азербайджане, возникла колодезная добыча нефти.

Задачей геологов-нефтяников является поиск и разведка нефтяных и газовых месторождений. В настоящее время поиски нефти осуществляются сочетанием геологических, геофизических и геохимических методов.

Геологический метод заключается в изучении структуры осадочных пород с помощью шурфов и скважин. Эти скважины могут достигать значительной глубины. По результатам бурения-состав-ляют структурные карты, на которых отмечается состав и возраст горных пород и особенности рельефа пластов. Далее бурят поисковые скважины для обнаружения нефтяных или газовых ловушек. После нахождения залежей начинают разведочное бурение, чтобы установить размеры нефтеносной площади и запасы нефти или газа.

Геофизические методы исследования горных пород начали развиваться сравнительно недавно. Они базируются на измерении точнейшими приборами таких явлений и физических параметров, как гравиметрические аномалии, магнитные аномалии, электропро-

водность пород, особенности распространения сейсмических колебаний, возникающих при искусственных взрывах в неглубоких скважинах. Применяются также акустические и радиометрические методы с использованием нейтронной бомбардировки скважин.

Комплексное применение геофизических и геологических методов значительно расширило возможности изучения структуры пород, нахождения ловушек, установления глубины и точного нахождения нефтяных пластов.

Наконец, геохимические методы позволяют найти и количественно оценить непосредственные признаки присутствия нефти и газа в изучаемых пластах. Одним из таких методов является газовая съемка, предложенная В. А. Соколовым. Она заключается в отборе проб породы и подземных вод с глубины от 2 до 50 м, дальнейшей их дегазации и в микроанализе газов методом хроматографии. В связи с неизбежной диффузией газов по пластам и трещинам в районах нефтегазовых залежей в окружающих породах наблюдается повышенная концентрация углеводородных газов.

Поиск и разведка нефтяных и газовых месторождений в последние десятилетия достигли повсеместно больших успехов.В настоящее время разведано на глубине 2—3 км около 1 % всей суши и успешно идет поиск морских месторождений.

Наиболее богатыми по разведанным ресурсам нефти географическими районами мира являются: Ближний и Средний Восток (Саудовская Аравия, Кувейт, Иран, Ирак и др.), восточные районы Советского Союза, Северная Америка (США, Канада, Мексика), Южная Америка (Венесуэла, Аргентина, Колумбия и др.), Африка (Алжир, Ливия, Ангола, Нигерия, Арабская Республика, Египет), Юго-Восточная Азия (Индонезия). Совсем недавно открыты и начали эксплуатироваться богатые нефтяные месторождения в Северном море у берегов Англии и Норвегии. На земном шаре открыто более 10 000 нефтяных и газовых месторождений, из них в нашей стране порядка 1500 нефтяных и 400 газовых. Конечно, по запасам они весьма различны.

За рубежом самыми крупными нефтяными месторождениями являются: Гавар (около 10 млрд. т.) и Сафалия (Саудовская Аравия); Эр-Румайлы и Киркук (Ирак); Марун и Ахваз (Иран); Хасси-Мессауд в Сахаре (Алжир); Бурган-Ахмеди-Магва (Кувейт); Аляска (США); Минас (Индонезия).

К газовым месторождениям-гигантам относятся: Панхендуль (США), Слохтерен (Нидерланды), Хасси-Рмейль в Сахаре (Алжир), Пазанум (Иран), Лак (Франция). Крупными газовыми месторождениями в нашей стране являются: Медвежье и Уренгойское (Тюменская область), Вуктыльское газоконденсатное (Коми АССР), Оренбургское газоконденсатное, Шатлыкское (Туркменская ССР), Газли (Узбекская ССР), Шебелинское (Украинская ССР), Северо-Ставропольское и др.

География отечественных месторождений нефти очень широка. Нефть у нас добывается и в давно известных нефтеносных' райо-

нах (Баку, Грозный, Дагестан, Майкоп, Эмба, среднеазиатские республики, Западная Украина, Сахалин, Ухта) и на сравнительно новых площадях в восточных районах европейской части СССР (Башкирская и Татарская АССР, Астраханская, Волгоградская, Куйбышевская, Саратовская, Пермская, Оренбургская области) и наконец на месторождениях, открытых только в последние 15— 20 лет. Среди них Западно-Сибирский нефтеносный бассейн, где уже открыто более шестидесяти месторождений, в числе которых такие, как Самотлорское, Усть-Балыкское, Федоровское, Холмогорское и другие; месторождения на полуострове Мангышлак (Узень, Жетыбай и др.). Речица в Белорусской ССР, а также в Восточной Сибири и в других районах.

Добыча нефти в середине XIX в. была очень мала. В 1900 г. она равнялась уже 20 млн. т., в 1950 г. 500 млн. т, а в настоящее время значительно превышает 2 млрд. т/год.

Динамика роста добычи нефти у нас в стране такова (в млн. т):

1920 г................................ 3,8 1970 г............................... 352,5 ..

1940 г................................ 31,1 1973 г............................... 428,9

1960 г................................ 147,9 1975 г................................ 491,0

По решению XXV съезда КПСС к 1980 г. намечено довести добычу нефти, включая и газовый конденсат, до 620—640 млн. т/год. Добыча природного газа в СССР также увеличивается очень быстрыми темпами (в млрд. м³):

1958 г.............. 30 1970 г................ 198

1965 г.............. 128 1975 г............... 289

К 1980 г. планируется довести добычу газа до 400—435 млрд. м³.

Интересно отметить, что по прогнозам ученых-экономистов в 2000 г. мировая добыча нефти, вероятно, достигнет 5,2—5,8 млрд. т.

Для извлечения нефти из земных глубин, так же как при поиске и разведке, бурят скважины, чаще всего в вертикальном направлении, но современная техника позволяет бурить и наклонные скважины под любым углом.

Для разрушения породы применяют разнообразные долота, чаще всего шарошечного типа. Они состоят из зубчатых конусов, которые, перекатываясь по породе, дробят и истирают ее. В последнее время стали применять алмазные долота. При работе долото должно все время вращаться. Это достигается либо вращением всей бурильной системы труб (роторное бурение), либо применением турбобура или электробура. В этом случае вместе с долотом в забой скважины спускается многоступенчатая турбина или электродвигатель, которые и приводят долото в действие. Это

наиболее прогрессивный метод. Им преимущественно и пользуются при бурении газовых и нефтяных скважин. Удаление из скважины измельченной, раздробленной породы •производится путем нагнетания в скважину через бурильные трубы глинистого раствора. Роль этого раствора при бурении очень велика. С его помощью выносится из скважины порода, охлаждается бурильный инструмент, цементируется поверхность ствола скважины, что препятствует его разрушению и прорыву воды, нефти и газа. Кроме того, глинистый раствор при турбинном бурении является движителем, приводящим в действие турбину и долото. Глубина нефтяных и газовых скважин при современной технике бурения может достичь 6—7 км. В перспективе бурение скважин глубиной до 10—15 км.

По мере проходки скважины необходимо наращивать бурильные трубы. Отдельная труба имеет длину 6—10 м. На обоих концах трубы имеется нарезка для соединения с другими трубами. Кроме бурильных труб в скважину вводят также обсадные стальные трубы большого диаметра (до 426 мм) для крепления ствола. Все трудоемкие операции на бурильной установке теперь механизированы.

Когда скважина доходит до продуктивного пласта," в нее опускают эксплуатационную колонну труб, снабженную наверху системой труб, задвижек и штуцера, для предотвращения открытого фонтанирования. Такая «фонтанная елка» выдерживает давление до 25 МПа и выше. Далее глинистый раствор в скважине заменяют водой и скважина как бы раскупоривается, так как давление в ней ослабляется. Чтобы вызвать приток нефти к скважине, обсадные трубы у пласта простреливаются пулевыми или торпедными перфораторами. Нефть и газ в залежи находятся под давлением пластовых вод, газа и упругости сжатых пород. Так как это давление по мере добычи нефти снижается, то для его поддержания за пределы контура месторождения нагнетают воду (законтурное обводнение) или компрессорами накачивают газ.

Если давление в нефтяном пласте высокое, то добычу нефти ведут фонтанным способом через запорную арматуру. Нефть в данном случае поступает в трапы и емкости из недр земли под собственным, давлением. Если давление в пласте мало, то нефть добывают методом газлифта (компрессорный способ). В скважину через кольцевое пространство между трубами накачивают под давлением до 5 МПа природный газ. В забое скважины он смешивается с нефтью, облегчает ее, что и способствует ее поступлению в эксплуатационную колонну труб.

Третьим способом добычи нефти является глубинно-насосный. Он применяется при эксплуатации глубоких скважин и при большом падении давления в пласте. Поршневые насосы опускаются в скважину. С помощью колонны штанг они соединяются со станком-качалкой. Балансирный станок-качалка приводится в действие от электродвигателя и осуществляет возвратно-поступательное движение плунжера насоса. Насос все время работает, и нефть постепенно выкачивается на поверхность. В последнее время ста-

ли применять центробежные насосы с электродвигателем по типу электробура.

Значение нефти и газа для Энергетики, транспорта, обороны страны, для разнообразных отраслей промышленности и для удовлетворения бытовых нужд населения в наш век исключительно велико. Нефть и газ играют решающую роль в развитии экономики любой страны. Природный газ — очень удобное для транспортировки по трубопроводам и сжигания, дешевое энергетическое и бытовое топливо. Из нефти вырабатываются все виды жидкого топлива: бензины, керосины, реактивные и дизельные сорта горючего — для двигателей внутреннего сгорания, газотурбинное топливо для локомотивов и мазуты для котельных установок. Из более высококипящих фракций нефти вырабатывается огромный ассортимент смазочных и специальных масел и пластичных смазок. Из нефти вырабатываются также парафин, технический углерод (сажа) для резиновой промышленности, нефтяной кокс, многочисленные марки битумов для дорожного строительства и многие другие товарные продукты.

Исключительно велико значение углеводородных газов, ароматических углеводородов, жидких и твердых парафинов и других продуктов, выделенных из нефти, как сырья для дальнейшей химической переработки.

Нефть и углеводородные газы являются прекрасным и, пожалуй, универсальным химическим сырьем для производства -огромного количества химических продуктов и потребительских товаров.

Химическая переработка нефтяного' и газового сырья получила ныне название нефтехимического синтеза. Уже в настоящее время 25% мировой химической продукции выпускается на основе нефти и углеводородных газов. Ближайшие перспективы развития нефтехимической промышленности исключительно благоприятны как по масштабам производства, так и по безграничному разнообразию промежуточных и конечных продуктов синтеза.

К нефтехимической продукции относятся: пластические массы, синтетические каучуки и смолы, синтетические волокна, синтетические моющие средства и поверхностно-активные вещества, некоторые химические удобрения, присадки к топливам и маслам, синтетические смазочные масла, белково-витаминные концентраты, многочисленные индивидуальные органические вещества: спирты, кислоты, альдегиды, кетоны, хлорпроизводные, эфиры, гликоли, полигликоли, глицерин и другие, применяющиеся в промышленности, сельском хозяйстве, медицине и в быту.

§ 2. КРАТКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Возникновение отечественной нефтяной промышленности.Нефть и природный газ были известны человеку с незапамятных времен. Еще в древнейших рукописях встречаются упоминания о выделении нефти и газа из различных пород. Об источниках нефти

писали греческий писатель Геродот в V в. до н. э., древнеримские ученые и писатели Витрувий, Плутарх, Плиний старший. Ими упоминались месторождения в Индии, Персии, на берегу Каспийского моря и др.

Первоначально нефть, скопившуюся в углублениях земной поверхности, собирали в сосуды из обожженной глины и кожаные ведра. Затем в тех местах, где наблюдалось выделение нефти, начали рыть колодцы и ямы. Наиболее значительной была колодезная добыча нефти на Апшеронском полуострове, недалеко от Баку. Здесь имелись колодцы глубиной до 60 м.

На смену нефтяным колодцам пришли нефтяные скважины. В России первые скважины появились на Апшеронском полуострове, на Кубани и в районе Ухты. Со временем скважины становились все более глубокими. Оказалось, что из глубоко расположенных нефтеносных пластов можно добыть гораздо больше нефти, чем из слоев, расположенных возле земной поверхности.

При бурении многие скважины сначала давали мощные фонтаны нефти. Когда фонтанирование прекращалось, нефть из скважины вычерпывали с помощью желонок. Желонка представляла собой длинное ведро, дно которого при опускании в скважину открывалось внутрь. Наполненную нефтью желонку поднимали вверх, причем дно ее под действием веса нефти закрывалось. Нефть из желонки выливалась в емкость.

Более совершенные методы добычи нефти — компрессорный и глубинно-насосный — были предложены русскими изобретателями Шуховым и Иваницким.

Сначала добываемую нефть использовали для освещения и как топливо. Поскольку в светильники заливали натуральную нефть, то наиболее пригодной для использования считалась так называемая светлая легкая нефть. Со временем легких нефтей стало не хватать и поэтому начали проводить примитивную перегонку нефтей. При этом выделялось осветительное масло — фотоген. Имеются сведения, что перегонка нефти была известна в Закавказье и на Западной Украине еще в средние века.

В 1821—1823 гг. в городе Моздок крепостными крестьянами братьями Дубиниными была построена первая кубовая установка для перегонки нефти. Однако как отдельная отрасль промышленности перегонка нефти в России начала развиваться в 60-х годах прошлого века. В 1869 г. в Баку существовало 23 нефтеперегонных завода, вырабатывающих в основном осветительный керосин. Полученный керосин по Каспийскому морю и Волге вывозили в северные районы России и в страны Ближнего Востока.

Несколько позже, в конце XIX—начале XX вв. возникли новые районы добычи и переработки нефти на территории нашей страны — в Грозном, Фергане. Началась добыча нефти на реке Эмбе (районы Доссора и Маката). Эмбенскую нефть перерабатывали в Ярославле и в Балахне. В 1913 г. суммарная добыча нефти в России составила 9 млн. т, причем 82% от этого количества было добыто в Баку.

Развитие нефтеперерабатывающей промышленности в СССР.

К 1917 г. нефтеперерабатывающие предприятия в нашей стране были сосредоточены в основном на Кавказе: в Баку было 53 маломощных завода, в Грозном — 6. Больше половины добывающих и перерабатывающих нефть предприятий и России принадлежали иностранному капиталу.

После Великой Октябрьской социалистической революции нефтеперерабатывающая промышленность в нашей стране пережила свое второе рождение. Коммунистическая партия, Советское правительство, лично В. И. Ленин уделяли большое внимание восстановлению и развитию нефтяной промышленности.

20 июня 1918 г. Совет Народных Комиссаров издал декрет о национализации нефтяной промышленности, создал для управления национализированной отраслью Главный нефтяной комитет при отделе топлива ВСНХ — Главнефть. Много сделали для развития нефтяной промышленности С. М. Киров, Г. К. Орджоникидзе, А. П. Серебровский.

Интенсивное строительство новых предприятий по переработке нефти начинается в нашей стране с 1927 г. Создаются важные для народного хозяйства новые производства кокса и керосина. В конце 1920-х гг. перед нефтеперерабатывающей промышленностью нашей страны была поставлена задача удовлетворить возросшую потребность автомобильного транспорта в карбюраторном топливе — бензине. Эта задача решалась широким внедрением процесса термического крекинга.

Одновременно с развитием крекинг-процесса в годы первой и второй пятилеток совершенствовались процессы первичной перегонки нефти. Началось внедрение трубчатых установок, заменявших устаревшие кубовые батареи.

За годы первой пятилетки мощность заводов по переработке нефти увеличилась в 2,3 раза, а по сравнению с 1921 г.—в 6,7 раза. Во второй пятилетке наряду с новыми перегонными и крекинг-установками, сооруженными на Кавказе, были введены вэксплуатацию первые нефтеперерабатывающие заводы на востоке страны— в Уфе и Ишимбае. Сырьем для этих заводов стала нефть месторождений Урала и Башкирии, предсказанных академиком И. М. Губкиным, разведанных и освоенных в годы первой пятилетки. Новые заводы появились в Одессе, Москве, Хабаровске, Саратове и других городах страны.

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 235; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!