СОДЕРЖАНИЕ

    Введение.........................................................................................................7

    1 Рассмотрение НК как системы...............................................................8

1. Структура НК…………………………………………………........8
1. Комплекс по исследованию……………………………….......8
2. Комплекс по добыче……………………………………….....9
3. Комплекс по переработке нефти/газа…………………….....11
4. Комплекс, занимающийся транспортировкой………….......14
5. Комплекс по распределению………………………………...15
2. Взаимодействие между элементами системы и системой…….....18

    2 Постановка и решение задачи………….…..............………………….21

1. Постановка задачи……………………………………………….21
2. Теоретические сведения…………………………………………21
3. Описание программного продукта……………………………...22

    Заключение................................................................................................24

    Перечень ссылок........................................................................................25 

 

    

    ВВЕДЕНИЕ

    Рынок энергоресурсов играет большую роль в экономике. Во всем мире нефтяные монополии стремятся к увеличению добычи нефти. Более 3/5 всей добычи нефти  в мире приходится на развивающиеся  страны и страны Ближнего и Среднего Востока. Важнейшей составляющей сырьевой базы нефтегазового  комплекса являются запасы нетрадиционных видов нефти. По оценкам специалистов, их мировой суммарный объем оценивается в 810 млрд. тонн, что почти в пять раз превышает объем остаточных извлекаемых запасов легкой нефти, составляющий лишь 162,3 млрд. тонн. Высокий ресурсный потенциал данного вида углеводородного сырья обуславливает тот факт, что его разработке нефтяные компании уделяют все большее внимание. К настоящему времени среднегодовой суммарный объем производства такой нефти в мире приближается к 500 млн. тонн, а накопленная добыча превышает 14 млрд. тонн.

    К «другой» нефти относятся: сверхтяжелая нефть (нефть, содержащая большое содержание различных примесей, вредных для ее качества), нефть из горючих сланцев (горючий сланец — полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы, близкой по составу к нефти) и нефть из битуминозных песков (битуминозные пески представляют собой смесь глины, песка, воды и нефтяных битумов).

    В связи с истощением запасов традиционной нефти возникает задача о целесообразности добычи альтернативной нефти (тяжелой  нефти, нефти из песка, нефти из горючих  сланцев).

    Целью исследования данной работы будет решение задачи о целесообразности добычи нефти из битуминозных песков.

 

    

    1 РАССМОТРЕНИЕ НК КАК СИСТЕМЫ

    1.1 Структура НК

    В зависимости от направлений деятельности среди структурных подразделений  НК принято выделять два сектора: апстрим (комплексы по исследованию и добыче) и даунстрим (комплексы  по транспортировке, переработке и  распределению).

    Представим  НК как линейную структуру [1], состоящую из следующих элементов: комплекс по исследованию месторождений — комплекс по добыче нефти/газа — комплекс, занимающаяся транспортировкой/хранением нефти/газа — комплекс по переработке нефти/газа — комплекс по продажам (смотреть рисунок 1.1).

    

    Рисунок.1.1 Линейная структура НК

    1.1.1 Комплекс по исследованию

      Могут быть представлены различными НИИ, ВУЗами, научными центрами, которые занимаются исследованием месторождений полезных ископаемых, подробнее в работах [2-4].

    Нефть относится к невозобновляемым ресурсам. Разведанные запасы нефти составляют (на 2004) 210 млрд. т, неразведанные — оцениваются в 52—260 млрд. т. Мировые разведанные запасы нефти оценивались к началу 1973 года в 100 млрд. т (570 млрд баррелей) (данные по запасам нефти, публикуемые за рубежом, возможно занижены). Таким образом, в прошлом разведанные запасы росли. В настоящее время, однако, они сокращаются. Мировая добыча нефти в настоящее время (2006) составляет около 3,8 млрд. т в год, или 30 млрд. баррелей в год. Таким образом, при нынешних темпах потребления, разведанной нефти хватит примерно на 40 лет, неразведанной — ещё на 10—50 лет. Также растёт и потребление нефти — за последние 35 лет оно выросло с 20 до 30 млрд. баррелей в год. Имеются также большие запасы нефти (3400 млрд. баррелей) в нефтяных песках Канады и Венесуэлы.

    На  рисунке 1.2 показана история открытия месторождений нефти и газа. В таблице 1.2,а перечислены крупнейшие месторождения нефти, в таблице 1.2,б — крупнейшие месторождения газа.

    

    Рисунок 1.2 - Открытия месторождений нефти и газа

    Таблица1.2, а - Крупнейшие месторождения сырой нефти

 

    1.1.2 Комплекс по добыче нефти

    Комплекс  представляют различные компании по разработке месторождений и добыче нефти.

    На  рисунке 1.3,а представлена схема добычи жидкой нефти. В процессе освоения скважины в нее опускается колонна насосно-компрессорных труб (НКТ). Существует два способа добычи нефти и газа: фонтанный и газлифтный. Если скважина эксплуатируется фонтанным способом, то на поверхности устанавливают специальное оборудование – фонтанную арматуру. С помощью фонтанной арматуры можно регулировать добычу нефти – уменьшать или совсем остановить.

    Газлифт (эрлифт) — система, состоящая из эксплуатационной (обсадной) колонны  труб и опущенных в нее НКТ, в которой подъем жидкости осуществляется с помощью сжатого газа (воздуха). Иногда эту систему называют газовый (воздушный) подъемник. Способ эксплуатации скважин при этом называется газлифтным.

    Нефть из песков добывают так же двумя  способами: открытая и подземная  добыча. Ту часть нефтяных песков, которая находится почти на самой поверхности, добывают открытым способом — в карьерах, доставляя самосвалами на очистительные и обогатительные заводы. Остальное — это сравнительно глубокие пласты, из которых нефть "выгоняют" потоками горячего пара примерно 230 градусов Цельсия (смотреть рисунок 1.3,б). Извлеченную породу обрабатывают паром, горячей водой и каустической содой в закрытых контейнерах; затем механическим путем отделяется глина. Стандартный процесс сепарации мальты включает две стадии. Сначала происходит промывка породы горячей водой, уносящей большую часть песка и глины. Затем образовавшаяся липкая пена подвергается воздействию легких углеводородов, уносящих воду и твердые вещества. После такой обработки мальта превращается в синтетическую нефть. Выход мальт из битуминозных песков составляет около 98%.

    В зависимости от региона и способа  добычи меняется и себестоимость  нефтепродуктов (смотреть таблицу 1.1).

    

    Рисунок 1.3.а - Схема добычи жидкой нефти

    

    Рисунок 1.3.б - Схема добычи "песочной нефти" при помощи горячего пара. На разрезе красным цветом показаны горизонтальные скважины, по которым подают пар. Синим – скважины, по которым выходит грязная нефть со стёкшим конденсатом.

    Таблица 1.1 - Себестоимость добычи нефти в различных регионах

    Подробнее со способами и инструментами добычи нефти, а также узнать данные об объемах добычи можно в работах [5-10].

    1.1.3 Комплекс по переработке нефти/газа

    Промышленная  переработка нефти на НПЗ осуществляется путем сложной многоступенчатой физической и химической переработки  на отдельных или комбинированных  технологических установках, предназначенных  для получения большого ассортимента нефтепродуктов.

    Физическими процессами достигается разделение нефти на составляющие компоненты. В химических процессах переработка  нефти осуществляется путем химических превращений с получением новых  продуктов.

    Химические  процессы подразделяются: 1) по способу  активации химических реакций (термические  и каталитические);2) по типу протекающих  в них химических превращений (деструктивные, гидрогенизационные и окислительные).

    Головным  процессом переработки нефти  является атмосферная перегонка, на которой отбираются топливные фракции (бензиновые, осветительного керосина, реактивного и дизельного топлив) и мазут.

    Из  одного барреля нефти производится: 102 литра бензина, 30 литров дизельного топлива, 11 литров нефтезаводского газа, 6,8 литров мазута, 5,4 литров сжиженого газа, 12 баллонов с пропаном. Схема переработки нефти на НПЗ представлена на рисунке 1.4,а.

    Крупнейшие  НПЗ принадлежат следующим фирмам: Шеврон, Эксон, Шелл. Рейтинг крупнейших компаний представлен в таблице  1.2.

    

    Рисунок 1.4,а - Смеха работы НПЗ 

    Таблица 1.2 - Рейтинг крупнейших нефтегазовых компаний