Образование месторождений нефти и газа

Лекции №1-3:      1)История развития отечественной нефтяной и газовой промышленности.2) Состав и возраст земной коры.3) Формы залегания осадочных горных пород.4) Образование месторождений нефти и газа.5) Давление и температура в недрах земли.6) Этапы поисково-разведочных скважин.

1) В развитии нефтяной промышленности  можно выделить 5 этапов:

I этап (до 1917 г.) - дореволюционный период;

II этап (с 1917 до 1941 гг.) - период до Великой Отечественной войны;

III этап (с 1941 до 1945 гг.) - период Великой Отечественной войны;

IV этап (с 1945 до 1991 гг.) - период до распада СССР;

V этап (с 1991 г.) - современный период

Нефть известна человечеству с давних времен. Уже за 6000 лет  до нашей эры люди использовали нефть  для освещения и отопления. Наиболее древние промыслы находились на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуаиь. Упоминание о нефти встречается во многих древних источниках (например, в Библии упоминаются смоляные ключи в окрестностях Мертвого моря).

Почему же нефть называется нефтью?

В языках многих народов мира встречаются слова, сходные по звучанию со словом «нефть». В настоящее время считается, что исходным для образования слова «нефть» было мидийское слово «нафата», что означало «просачивающаяся», «вытекающая». Государство Мидия существовало в IX-VI веках до н. э. на границе территорий современных Азербайджана и Ирана. Когда персы завоевали Мидию, то вместе с клинописной письменностью и многими другими достижениями культуры позаимствовали слово «нафата». Постепенно оно трансформировалось в «нефт». Этим словом обозначались колодцы, из которых добывали нефть для священного огня. Позднее от слов «нефт» и «нафата» возникло греческое слово «нафта».

В странах Западной Европы, где все научные сочинения  в средние века писали на латыни, для обозначения нефти широко используются слова, производные от латинского слова «петролеум», т. е. каменное масло («петрос» -камень, «олеум» - масло): в Англии - «петролеум», во Франции и Румынии - «петроль», в Италии - «петролио».

Другое широко распространенное название нефти -«ойл» - означает также «масло», «растительное масло». Так как нефть считали «каменным маслом», то слово «ойл» стало применяться и для ее обозначения. Эти три слова затем вошли во многие другие языки.

Первым нефтепродуктом, с которым познакомилось человечество, был асфальт, представляющий собой вязкое смолистое вещество, получаемое в результате длительного выветривания нефти. Слово «асфальт» ввел в литературу Геродот, описавший в 460...450 г.г. до н.э. в «Истории греко-персидских войн» персидские и месопотамские асфальтовые месторождения. «Асфальт» - производное от слова «асфалес» (прочный, крепкий, надежный). Древние называли асфальт горной смолою, а по современным представлениям - это один из видов природного битума.

Первый в мире нефтеперегонный завод был построен в 1745 г. российским предпринимателем Ф. С. Прядуновым на реке Ухте. Завод просуществовал до 1782 г., перерабатывая ежегодно до 2000 пудов нефти.

С первых дней своего возникновения  процесс переработки нефти был  подчинен получению керосина (фотогена). Однако при этом получалось два побочных продукта. Один из них - более легкая фракция нефти, чем керосин - получил название «бензин» (от искаженного арабского «любензави» - горючее вещество), а другой - густая грязно-черная жидкость, получаемая в остатке и названная «мазутом» (от арабского «макзулат» - отброс). Длительное время оба они считались ненужными продуктами.

«Фотоген» (от греческих слов «фотос» - свет и «ге-нос» - рождение), т.е. «свет рождающий» или «свет дающий». Позже словом «фотоген» стали называть светлую прозрачную жидкость, получаемую при перегонке нефти (современный керосин).

Однако в 1866 г. А. И. Шпаковский изобрел паровую форсунку, в результате чего мазут начал применяться  в топках как топливо. Затем из мазута стали вырабатывать смазочные масла. А в 1890 г. выдающийся русский инженер В. Г. Шухов предложил способ расщепления тяжелых углеводородов мазута с целью получения светлых нефтепродуктов, получивший название «термический крекинг».

Около 100 лет бензин оставался опасным и ненужным продуктом. Только изобретение двигателя внутреннего сгорания русским изобретателем Игнатием Костовичем в 1879 г. открыло дорогу его широкому применению.

 

Природный газ, как и нефть, также стал известен человеку очень давно. В предгорьях Малого Кавказа за 6000 лет до н.э. горели «вечные огни». Это были случайно воспламенившиеся (от молнии или костра, например) выходы газа на поверхность.

Дореволюционный период

На территории России нефть известна с давних пор. Еще  в XVI в. русские купцы торговали бакинской нефтью. При Борисе Годунове (XVI в.) в Москву была доставлена первая нефть, добытая на реке Ухте. Поскольку слово «нефть» вошло в русский язык лишь в конце XVIII в., называли ее тогда «густа вода горяща».

Началом развития нефтяной промышленности в России является 1848 г., когда под руководством В.Н. Семенова и Н.И. Воскобойникова в Биби-Эйбате была пробурена первая в мире нефтяная скважина.

В 1876 г. бурение нефтяных скважин в Туркмении начало «Товарищество  братьев Нобель». Суточный дебит  отдельных из них составлял 3...6 т. В 1907 г. на о. Челекен из скважины глубиной 85 м ударил фонтан с суточным дебитом 560 т. Начиная с 1908 г. добыча «черного золота» в Туркмении резко увеличилась и в 1911 г. достигла 213 тыс. т в год.

Первое упоминание о  добыче нефти на Украине относится к началу XVII в. Для этого рыли ямы-копанки. В 1891 г. было применено бурение скважин, что привело к значительному увеличению добычи «черного золота». Так, в 1909 г. в Прикарпатье она достигала даже 2 млн. т в год.

Сведений о находках нефти в Сибири в дореволюционный период нет.

В 1911 же году дала первую нефть скважина, пробуренная на о. Сахалин.

Росту добычи нефти способствовали также изобретение двигателя  внутреннего сгорания, организация  производства смазочных масел, использование мазута как топлива.

Динамика изменения  нефтедобычи в России в дореволюционный  период такова. Если в 1860 г. она составляла всего 4 тыс. т, то в 1864 г. - 9 тыс. т, в 1890 г. - 3,8 млн. т, а в 1900 г. - 10,4 млн. т. Перед  революцией в силу известных  событий добыча нефти снизилась до 8,8 млн. т.

Период до Великой  Отечественной Войны

Первая мировая и  гражданская войны, иностранная  интервенция нанесли огромный ущерб  нефтяной промышленности. В 1920 г. добыча нефти в России составила 3,9 млн. т, т.е. около 41 % от уровня 1913 г. Многие нефтепромыслы были разрушены, а их оборудование вывезено за границу.

После завершения гражданской  войны восстановление нефтяной промышленности было одной из главных задач страны. В результате в 1928 г. добыча нефти  составила 11,6 млн. т, в 1930 г. -18,5 млн. т, а в 1932 г. - 22,3 млн. т. По объемам добычи нефти (19,5 % мировой) СССР вышел на 2-е место в мире.

Прирост нефтедобычи шел, в основном, за счет «старых» районов - Бакинского, Майкопского и Грозненского, где  осуществлялась глубокая техническая реконструкция промыслов. Однако росла добыча «черного золота» и в других нефтяных районах страны.

По инициативе И.М. Губкина  началось освоение новых нефтяных районов  на Урале и в Поволжье. В ноябре 1937 г. на базе существующей в Бугуруслане нефтеразведки возникает первый нефтепромысел в Оренбургской области. А уже в 1938 г. Бугурусланская нефтяная площадь дала стране 2246 т. нефти. Всего в районах «Второго Баку» в 1938 г. было добыто около 1,3 млн. т «черного золота». Башкирия в предвоенные годы стала самым крупным нефтяным районом в Урало-Поволжье.

В 1940 г. в стране было добыто 31,1 млн. т нефти, из которых около 71 % давал Азербайджан.

Период Великой  Отечественной Войны

Вероломное нападение  фашистской Германии нарушило поступательное развитие нашей страны в целом и нефтяной промышленности в частности. По мере приближения вражеских армий к главным центрам нефтедобычи - Баку, Грозному, Майкопу -производились демонтаж и вывоз оборудования на Восток, скважины консервировались. В районе Бугуруслана добыча нефти была увеличена со 111 до 300 тыс. т в год, т.е. почти в 3 раза. Всего в 1941...1945 гг. месторождения данного региона дали около 1 млн. т так необходимого углеводородного сырья.

В 1945 г. район Второго  Баку дал 2,6 млн. т «черного золота» - почти половину всей нефтедобычи в РСФСР. Однако рост добычи нефти в «новых» районах не смог компенсировать нефтедобычи в «старых» районах и в 1945 г. она снизилась до 19 млн. т.

Период до распада  СССР

В первые послевоенные годы было разведано значительное количество нефтяных месторождений, в том числе Ромашкинское (Татария), Шкаповское (Башкирия), Мухановское (Куйбышевская область). Соответственно, росла и добыча нефти: в 1950 г. она составила 37,9 млн. т, а в 1956 г. - 83,8 млн. т.

В 1957 г. на долю Российской Федерации приходилось более 70 % добываемой нефти, а Татария вышла на первое место в стране по добыче нефти.

Главным событием данного  периода стало открытие и начало разработки богатейших нефтяных месторождений  в Западной Сибири.

В 1961 г. были получены первые фонтаны нефти на месторождениях Узень и Жетыбай в Западном Казахстане (полуостров Мангышлак). Промышленная их разработка началась в 1965 г. Только по этим двум месторождениям извлекаемые запасы нефти составляли несколько сот миллионов тонн. Проблема заключалась в том, что мангышлакские нефти - высокопарафинистые и имели температуру застывания +30...33 "С. Тем не менее в 1970 г. добыча нефти на полуострове была доведена до нескольких миллионов тонн.

. Однако, начиная с  1989 г., добыча нефти стала падать с 624 млн. т в 1988г. до 545 млн. т

в 1991 г.

Современный период

После распада СССР падение  добычи нефти в России продолжилось. В 1992 г. она составила 399 млн. т, в 1993 г. - 354 млн. т, в 1994 г. - 317 млн. т, в 1995 г. - 307 млн. т.

Продолжение падения добычи нефти связано с тем, что не устранено влияние ряда объективных и субъективных негативных факторов.

Потребление энергоносителей  в мире непрерывно растет. Естественно, возникает вопрос: надолго ли их хватит?

Сведения о доказанных запасах нефти, а также их объемах в 1996 г. приведены в табл.1.1. При ее составлении по каждому региону выбраны страны с наибольшими запасами «черного золота».

Таблица 1.1

Доказанные запасы нефти  в мире на 1 января 2001 г. (Oil and Gas Journal) 

	Доказанные запасы		Добыча нефти в 2000 г.			Кратность
Регион, страна		%от			%от	запасов,
	млрд. т	мировых	млн. т		мировых	лет
1	2	3	4		5	6
Азия и Океания,
всего	6,02	4,3	368,1		11,0	16,4
в том числе:
Китай	3,29	2,3	162,7		4,9	20,2
Индонезия	0,68	0,5	64,9		1,9	10,5
Индия	0,65	0,5	32,0		1,0	20,3
США	2,98	2,1	291,2		8,7	10,2
Саудовская Аравия	35,51	25,2	403,2		12,0	88,1
Ирак	15,41	10,9	134,1		4,0	114,9
Кувейт	12,88	9,1	88,7		2,6	145,2
Абу-Даби	12,63	9,0	92,5		2,8	136,5
Иран	12,15	8,6	178,4		5,3	68,1
Абу-Даби	12,63	9,0	92,5		2,8	136,5
Иран	12,15	8,6	178,4		5,3	68,1
Россия	6,65	4,7	323.5	9.5		20.5
Казахстан	0.74	0,5	31.4	0.9		23.6
Румыния	0,20	0,1	6,1	0.2		32,8

В целом доказанные запасы нефти в мире в 2000 г. составляли 140,9 млрд. т, которых при нынешнем уровне добычи хватит в среднем на 42 года.

А дальше? Неужели нефти  больше не будет?

Мрачные прогнозы о том, что «нефть кончается» звучат уже  давно. В 1935 г. ученые предрекали, что  через 15...20 лет все известные месторождения  нефти будут выработаны. Предсказание не сбылось. В 1955 г. мировая добыча нефти составила свыше 700 млн. т.

В 1951 г. ожидали, что «нефть исчезнет через 25 лет». Но в 1976 г. люди умудрились выкачать из недр около 3 млрд. т нефти. Одновременно сроки исчерпания нефтяных кладовых планеты перенесли на начало XXI в.

Сбудется ли этот прогноз? Скорее всего нет.

Доказанные запасы нефти  в странах мира постоянно уточняются. В табл. 1.2 приведена динамика изменения доказанных запасов в ряде ведущих нефтедобывающих стран мира.

Таблица 1.2

Динамика изменения доказанных запасов нефти в странах мира, млрд. т

Страна	1961 г.	1965г.	1981 г.	1993г.	1995 г.
Венесуэла	2,0	2,4	2,5	8,6	8,8
Ирак	3,6	3,4	4,1	13,6	13,7
Иран	5,6	5,5	7,9	12,6	12,1
Кувейт	8,4	8,4	8,9	12,8	12,9
Мексика	-	-	6,0	6.9	6,8
Нигерия	0,1	0,4	2.3	2.4	2,9
Саудовская	6,5	8,1	22,6	35,2	35,4
Аравия
США	4,3	4,3	3,6	3,2	3,1

Из таблицы видно, что  доказанные запасы нефти в абсолютном большинстве стран более, чем  за 30 лет не только не уменьшились, а  возросли в несколько раз. Можно  ожидать, что эта тенденция сохранится и в будущем.