Нефтегазовая промышленность: этапы работы с нефтью и газом
Нефтегазовой промышленностью называют высокотехнологичный комплекс, который осуществляет добычу, транспортировку, переработку и реализацию продуктов нефте- и газопереработки.
Принято считать, что нефтяная эра началась в 1800-х годах, когда впервые начали применять технологии механического бурения. В наши дни почти все углеводороды добывают с помощью бурения скважин.
Нужно отметить, что нефтегазовый комплекс — это многоуровневая сеть производственных и обслуживающих предприятий. Чтобы понять, как устроена эта отрасль, мы подробнее рассмотрим каждый этап работы с нефтью и газом.
Геологоразведка
Добыча нефти и газа — сложный процесс, требующий тщательной подготовки. Профильные специалисты проводят предварительные геолого-разведочные работы и исследуют месторождение, чтобы определить его потенциал.
После этого геологи не только представляют себе, как устроен участок, на котором добывают нефть, но и видят его на трёхмерных моделях. Получать данные, благодаря которым можно создать такую модель, помогают беспилотники. На БПЛА устанавливают специальное оборудование для магнито- и электроразведки. Это первый этап геологоразведки.
Найти нефтегазоносные участки можно при помощи сейсморазведочных исследований. Этот метод подразумевает искусственный запуск колебаний земли: вибрация проникает в недра и передаёт геолого-геофизические сведения наземной технике. Так можно определить, где находятся залежи нефти и газа.
Бурение скважин — это способ оценки объёма и промышленного потенциала залежи или месторождения. По тому, сколько нефти или газа поступило за сутки эксплуатации такой скважины, можно представить общий объём запасов.
Далее устанавливают буровое оборудование и делают скважины. Только после этого начинаются такие этапы, как непосредственная добыча полезных ископаемых и их первичная очистка от примесей.
Добыча углеводородов
Нефть и газ извлекают из недр земли уже более ста лет. За это время изобрели ряд эффективных способов добычи, и теперь их добывают не только при помощи буровой вышки, трубы и насоса. Можно уверенно сказать, что добыча сырья в XXI веке — это высокотехнологичный процесс.
Сейчас нефть могут извлекать и в сложных геологических условиях. Примером служит разработка месторождений с низкой проницаемостью: в «Газпром нефти» такие пласты сравнивали по твёрдости с силикатным кирпичом. Чтобы добыть нефть из подобных пород, используют метод гидравлического разрыва пласта. Для этого в скважину под давлением закачивают специальную техническую жидкость, которая создаёт сеть трещин в породе. Через них нефть и выходит.
К сложным месторождениям относятся также шельфовые. Впрочем, специальные добывающие платформы позволяют извлекать углеводороды и здесь. Технические возможности разрешают это делать даже в арктических морях.
Со времён начала добычи нефти усложнилось и само бурение. Бóльшая часть новых скважин относится к высокотехнологичным: они имеют сложную траекторию, горизонтальную часть для лучшего охвата нефтяного пласта, нередко — несколько стволов.
Транспортировка нефти и газа
После того как нефть и газ покидают скважину, необходимо провести их первичную очистку. Сложность состоит в том, что из скважины идёт не чистая нефть, а сырьё с примесями — попутным газом и иногда даже песком. Природный газ в чистом виде тоже не встречается. Часто в нём содержится высокая доза сероводорода, который разъедает трубы, поэтому перед его транспортировкой важно провести дегазацию. Этот процесс подразумевает извлечение ненужных примесей из сырой газовой смеси.
Далее нефть и газ отправляют на перерабатывающие заводы либо к конечному потребителю.
Чаще всего голубое топливо перемещают с помощью трубопроводов, система которых широко развита в нашей стране.
Однако важно понимать, что такой способ транспортировки подходит не для всей продукции. Например, сжиженный природный газ (СПГ) перевозят исключительно в герметичных цистернах. Доставляют эти ёмкости с помощью автотранспорта, по воде и железной дороге.
СПГ экологичнее природного газа: в нём практически отсутствуют нежелательные примеси, поскольку его производят из подготовленного сырья. С экономической точки зрения выгоднее транспортировать природный газ по трубопроводам, но СПГ можно доставлять в удалённые от газопроводов места.
Что касается нефти, перемещать её можно такими же способами, как и газ. Самый дешёвый и безопасный вид трансфера — нефтепроводы. Автодоставка возможна только в том случае, если цистерна с нефтепродуктами вмещает не более 1 500 л. Поезда же способны транспортировать большие объёмы нефтепродуктов.
Нефть и нефтепродукты перевозят и морским путём, если есть необходимость в дальней дороге, а осуществить переправку по системе нефтепроводов невозможно. Полезные ископаемые заливают в баржи или танкеры.
Нефтяные танкеры — большие самоходные суда со специальными отсеками для хранения углеводородов. Баржи, в отличие от танкеров, не являются самоходными (т. е. не имеют двигателя). Известно, что на нефть и нефтепродукты приходится более 80% от всех наливных грузов, перемещаемых по морю.
Ранее специалисты «Транснефти» (одна из крупнейших нефтетранспортных компаний РФ) сообщали, что чаще всего трансфер нефти и нефтепродуктов в России осуществляется с помощью трубопроводов и поездов. Однако в форс-мажорной ситуации могут быть полезными и другие пути переправки.
Например, в условиях санкций объёмы сырья «Транснефти», транспортируемые через трубопровод «Дружба», уменьшились на 60%. При переориентации рынка уместно было перенаправить нефть в порты для дальнейшей отправки по морю.
Переработка сырья
Первичная очистка нефти и газа от примесей происходит сразу после добычи. Однако основной этап нефте- и газопереработки наступает уже на специальных заводах — НПЗ и ГПЗ.
На перерабатывающих заводах газ и нефть превращают в продукты различного характера и назначения, которые затем используют как в промышленности, так и в повседневной жизни.
Когда нефть попадает на НПЗ, её первым делом разделяют на фракции. В основе распределения лежит температура кипения. Под воздействием высоких температур с помощью перегонных установок (их ещё называют нефтеперегонными башнями) нефть сортируют на лёгкие (бензиновые), средние (керосиновые) и тяжёлые (масляные) углеводороды.
На НПЗ нефть превращают в нафту, бензин, мазут, судовое и дизельное топливо, авиационный керосин и др.
Нафту можно получить уже на первой стадии переработки сырья. Она тяжелее, чем бензин, но легче керосина. В чистом виде нафту обычно не применяют, но используют как добавку в производстве бензина, реактивного топлива, осветительного и авиационного керосина.
Наиболее популярным нефтепродуктом является бензин, так как его употребляют в качестве топлива для транспорта.
Из тяжёлой нефти получают бензин, дизтопливо, мазут, битум и смазочные материалы. Мазут применяют в качестве топлива на электростанциях и котельных. Кроме того, он необходим при прокладке дорог, поскольку его используют в производстве асфальтобетона.
Помимо этого, нефтяные фракции в качестве сырья употребляют в производстве ряда ключевых химических продуктов. Из них получают пластмассы, резину, кислоты, красители, медицинские препараты, антифризы, лаки, растворители и др. Этот раздел нефтяной промышленности называют нефтехимией.
На ГПЗ получают газы различного назначения. Среди технологий переработки можно выделить термовоздействие: на предприятиях используют высоко- и низкотемпературные установки.
Одним из важнейших для промышленности газов является гелий. Он необходим в производстве высоких технологий. С его помощью, например, изготавливают медоборудование, микроскопы, ядерные реакторы и космические спутники. Гелий встречается также в бытовых предметах. Например, этим газом наполняют подушки для длительных поездок в транспорте и шары.
Помимо гелия, на ГПЗ производят метанол, который добавляют в топливо для машин и судов; этан – необходимое сырьё для изготовления полиэтилена; аммиак, который широко используют в сельскохозяйственной, фармацевтической и пищевой промышленности.
Роль нефти и газа в жизни человека
По данным транснациональной нефтегазовой компании ВР, запасов традиционной нефти при современных объёмах потребления должно хватить до 2070 года.
С природным газом дела обстоят иначе: его, как сообщает Международное энергетическое агентство, хватит на 250 лет. Как современному человеку расценивать эти заявления?
Напомним: нефтепродукты применяют в различных сферах нашей жизни. Иногда мы даже не задумываемся над тем, как много окружающих нас предметов состоят из переработанных углеводородов.
По сути, люди лечатся нефтепродуктами, носят их и даже едят. К примеру, продукты нефтегазопереработки необходимы в производстве ткани, пластиковой посуды, духов, жевательной резинки, линз для очков, аспирина (как и многих других лекарств).
Реалии таковы, что без нефти и газа человечеству придётся отказаться от многих привычных предметов.
