Не будем обольщаться нашими побе­дами над природой. За каждую такую победу она нам мстит.

                                                                         Фридрих Энгельс

Связь между добычей углеводородов и вызван­ными ею землетрясениями для многих, наверное, не­очевидна, но она существует. Отбор нефти и газа из недр, а также нагнетание воды и других реагентов в продуктивные горизонты изменяют напряженно-деформированное состояние огромных массивов по­род. А если при этом учесть, что большинство залежей приурочено к зонам тектонических напряжений, раз­ломов и сдвигов, то становится понятной причинно-следственная связь между эксплуатацией месторож­дений и случаями техногенных, в том числе сейсми­ческих, проявлений.

Одно из таких проявлений — просадка земной по­верхности, которая может измеряться десятками сан­тиметров, а может достигать и нескольких метров. Большие осадки дневной поверхности происходят при длительном отборе нефти, когда продуктивный пласт сложен мощной песчано-глинистой толщей. От­бор нефти вызывает значительное снижение порового давления в пласте и его вторичную консолидацию. По мере отбора нефти всё возрастающую часть веса вы­шележащего массива воспринимает продуктивный пласт. Оседания земной поверхности наблюдаются, в частности, на крупных и длительно разрабатываемых месторождениях Западной Сибири. Наиболее опасны неравномерные по площади оседания земной поверх­ности, которые могут привести к авариям инженер­ных сооружений.

1ecf17f9ef17e58db19becb4acad75155b90b2231891343

Рисунок 1 — Оседание земной коры

Иногда разработка месторождений приводит к горизонтальным сдвигам горных пород. Этому явле­нию способствует наличие в разрезе глинистых слоев, играющих роль смазки для горизонтальных смещений вышележащих пластов. Горизонтальные смещения массивов приводят к срезанию обсадных колонн экс­плуатационных скважин.

Механизм возникновения землетрясений при до­быче нефти имеет много общего с механизмом возбу­жденной сейсмичности при строительстве крупных гидроузлов. Давно замечено, что в районах строи­тельства крупных плотин возникает или усиливается сейсмическая активность. В частности, проявления возбужденной сейсмической активности отмечены в районах водохранилищ Кариба (Зимбабве), Вайонт (Италия), Кремаста (Греция), Монтинар (Франция), Ингури (Грузия), Чиркейского (Россия). Техногенные землетрясения всегда приурочены к водохранилищам и по времени совпадают с их наполнением. На интен­сивность землетрясений оказывают влияние размеры акваториии водохранилищ и скорость их наполнения. Землетрясения с магнитудой 5-6 отмечаются только при сооружении плотин высотой более 90 метров. Землетрясения имеют поверхностный характер с оча­гами на глубине 5-6 км.

Как показывают наблюдения, возбужденная сейсмичность возникает при наличии в массивах трещин и боковых тектонических напряжений, а также ранее существовавших разломов. О существо­вании в горных породах накопленной упругой энер­гии свидетельствуют наблюдаемые высокие горизон­тальные напряжения тектонического происхождения. Например, на Талнахском рудном месторождении фоновые значения вертикальных и горизонтальных напряжений на 10-15 МПа выше напряжений, обу­словленных весом вышележащих пород.

Причиной происходящих на месторождениях нефти сейсмических событий может являться увели­чение гидродинамического давления в процессе при­нудительного нагнетания воды в продуктивные пла­сты. В результате обжатия жидкостью скальных от-дельностей продуктивный пласт «разрыхляется», ха­рактер механического взаимодействия между отдель­ными блоками изменяется. Если при этом пласт вос­принимает значительные тектонические напряжения, то в какой-то момент он выходит из равновесного со­стояния, происходит резкая подвижка части массива. Ранее накопленная упругая энергия скачком высво­бождается — происходит сейсмическое событие. В ка­честве примера можно привести землетрясение с магнитудой 5,7, случившееся в 1984 году с очагом на глубине 7-8 км на Кумдагском месторождении в Туркменистане.

7178b22f2d250f5461053dd79e4fafd45b90b2231891641

Рисунок 2 — Землетрясение в Кузбассе

Кроме того, длительная закачка воды в глубокие горизонты вызывает изменение температурного со­стояния массива и, что неизбежно, — дополнительные деформации и напряжения. Для типичных по упру­гим и тепловым свойствам горных пород понижение температуры на 1°С по реакции массива эквивалент­но повышению давления воды в порах и трещинах на 0,7 МПа (7 атм.).

Таким образом, нагнетание воды в глубокие го­ризонты вызывает возникновение дополнительных напряжений в горных породах как за счёт их охлаж­дения, так и за счёт повышения гидродинамического напора. Два последних фактора следует рассматри­вать в ряду причин возбужденной сейсмичности.

Сейсмические события происходят и в результате отбора большой массы углеводородов и снижения гидростатической нагрузки на породы фундамента и кровли, находящейся в критически напряженном со­стоянии. Так, на Ромашкинском месторождении, где месторождениях Западной Сибири. Наиболее опасны неравномерные по площади оседания земной поверх­ности, которые могут привести к авариям инженер­ных сооружений.

Иногда разработка месторождений приводит к горизонтальным сдвигам горных пород. Этому явле­нию способствует наличие в разрезе глинистых слоев, играющих роль смазки для горизонтальных смещений вышележащих пластов. Горизонтальные смещения массивов приводят к срезанию обсадных колонн экс­плуатационных скважин.

Механизм возникновения землетрясений при до­быче нефти имеет много общего с механизмом возбу­жденной сейсмичности при строительстве крупных гидроузлов. Давно замечено, что в районах строи­тельства крупных плотин возникает или усиливается сейсмическая активность. В частности, проявления возбужденной сейсмической активности отмечены в районах водохранилищ Кариба (Зимбабве), Вайонт (Италия), Кремаста (Греция), Монтинар (Франция), Ингури (Грузия), Чиркейского (Россия). Техногенные землетрясения всегда приурочены к водохранилищам и по времени совпадают с их наполнением. На интен­сивность землетрясений оказывают влияние размеры акваториии водохранилищ и скорость их наполнения. Землетрясения с магнитудой 5-6 отмечаются только при сооружении плотин высотой более 90 метров. Землетрясения имеют поверхностный характер с оча­гами на глубине 5-6 км.

Как показывают наблюдения, возбужденная сейсмичность возникает при наличии в массивах трещин и боковых тектонических напряжений, а также ранее существовавших разломов. О существо­вании в горных породах накопленной упругой энер­гии свидетельствуют наблюдаемые высокие горизон­тальные напряжения тектонического происхождения. Например, на Талнахском рудном месторождении фоновые значения вертикальных и горизонтальных напряжений на 10-15 МПа выше напряжений, обу­словленных весом вышележащих пород.

Причиной происходящих на месторождениях нефти сейсмических событий может являться увели­чение гидродинамического давления в процессе при­нудительного нагнетания воды в продуктивные пла­сты. В результате обжатия жидкостью скальных от-дельностей продуктивный пласт «разрыхляется», ха­рактер механического взаимодействия между отдель­ными блоками изменяется. Если при этом пласт вос­принимает значительные тектонические напряжения, то в какой-то момент он выходит из равновесного со­стояния, происходит резкая подвижка части массива. Ранее накопленная упругая энергия скачком высво­бождается — происходит сейсмическое событие. В ка­честве примера можно привести землетрясение с магнитудой 5,7, случившееся в 1984 году с очагом на глубине 7-8 км на Кумдагском месторождении в Туркменистане.

Кроме того, длительная закачка воды в глубокие горизонты вызывает изменение температурного со­стояния массива и, что неизбежно, — дополнительные деформации и напряжения. Для типичных по упру­гим и тепловым свойствам горных пород понижение температуры на 1°С по реакции массива эквивалент­но повышению давления воды в порах и трещинах на 0,7 МПа (7 атм.).

Таким образом, нагнетание воды в глубокие го­ризонты вызывает возникновение дополнительных напряжений в горных породах как за счёт их охлаж­дения, так и за счёт повышения гидродинамического напора. Два последних фактора следует рассматри­вать в ряду причин возбужденной сейсмичности.

Сейсмические события происходят и в результате отбора большой массы углеводородов и снижения гидростатической нагрузки на породы фундамента и кровли, находящейся в критически напряженном со­стоянии. Так, на Ромашкинском месторождении, где продуктивные пласты залегают на глубине до двух километров, гипоцентры землетрясений находились в верхней части кристаллического фундамента на глу­бинах 3-5 км. В Волго-Уральской нефтегазоносной провинции техногенно-индуцированные землетрясе­ния достигали силы 7 баллов.

Таким образом, можно заключить, что разработ­ка месторождений нефти и газа довольно часто про­воцирует землетрясения в районах добычи. Возника­ют они как при интенсивном отборе углеводородов, так и при закачке жидкости для поддержания пла­стового давления с целью повышения нефтеотдачи. Поэтому для предупреждения опасных событий при разработке месторождений следует проводить мони­торинг напряженно-деформированного состояния массива и создавать специальную сеть сейсмических станций.

Судьбы первопроходцев российского нефтяного дела во многом трагичны. В городе Моздоке уста­новлена памятная плита, надпись на которой гласит, что здесь «в 1823 году был построен первый в мире нефтеперегонный завод». Россия скромно умалчи­вает о том, что простые русские умельцы братья Ду­бинины совершили по сути открытие.

2b8f7bbd2de995acbf6927bc4730b0225b90b2231881418

Рисунок 1 — памятник братьям Дубининым в городе Моздок

Это произошло за 36 лет до того, как в США стала добываться нефть и был построен первый керосиновый завод. Крепост­ные крестьяне графини Паниной братья Василий, Макар и Герасим, уроженцы Владимирской губернии, были отправлены в Моздок. Они являлись мастерами по получению скипидара и канифоли из древесной смолы. Там, на Кавказе, они впервые увидели, как местные жители используют черную нефть для осве­щения своих жилищ. Нефть горела плохо, неровно и при этом сильно чадила.

Братья решили очистить нефть от чадящих ком­понентов и собрали установку, которая включала в себя нагреваемый железный куб вместимостью до 40 ведер и медную полусферическую крышку с паро­отводной трубой. Труба пропускалась через кадку с водой, которая выполняла роль холодильника. Сырая нефть для завода добывалась из колодцев. Произво­дительность установки составляла 10 ведер дистилля­та в день. Много позже эта жидкая горючая субстан­ция была названа керосином. В то время этого слова еще не существовало, и братья называли получаемую ими жидкость «белой нефтью». Рыночная цена её в ту пору составляла 120 рублей за пуд.

Преимущества нового осветительного продукта покупатели быстро оценили. Завод успешно работал более двадцати лет. Освоив переработку нефти, Дуби­нины на несколько лет опередили немецкого ученого Рейхенбаха и американского — Саллимана. В 1847 году старший из братьев был удостоен награды — серебря­ной медали «для ношения в петлице на Владимирской ленте с надписью «За полезное». Неоднократно братья пытались расширить производство. Они настойчиво убеждали чиновников в необходимости и важности развития очищения нефти вблизи крепости Грозный. Просили помощи у наместника Кавказа: «Деятель­ность в выделывании отечественных произведений составляет народное богатство, а народное богатст­во есть сила государственная». Но как это нередко бывает, почин талантливых изобретателей не получил должной поддержки. В 1848 году очередной набег горцев и последующий пожар уничтожили завод.

В 1857 году специалист по ликвидации кризис­ных явлений в откупном деле Василий Кокорев уч­редил «Закаспийское торговое товарищество» по про­изводству осветительного материала. С этой целью вблизи Баку был построен Сураханский нефтепере­гонный завод. С малых лет Кокорев постигал основы техники бурения скважин и добычи соляного раство­ра: его отец владел несколькими соляными колодцами и варницей (заводом) в Костромской губернии. Соля­ной промысел издавна пользовался особым уважени­ем, и первый опыт бурения на Руси был связан имен­но с ним.

bc1c8c860ab200f65062ae067a6ee26c5b90b2231881738

Рисунок 2 — портрет Василия Кокорева

В 1863 году Кокорев пригласил приват-доцента Д.Менделеева посетить завод, «осмотреть дело» и дать рекомендации по совершенствованию технологиче­ского процесса перегонки нефти. Дело в том, что по­лучаемый после первой перегонки осветительный продукт — фотонафтиль содержал как непредельные углеводороды, так и кислотные и сернистые соедине­ния. При его горении возникал неприятный запах, а коптящее и неустойчивое пламя не обеспечивало дос­таточного освещения.

Рекомендации Менделеева позволили взамен ручного рытья колодцев внедрить бурение скважин, усовершенствовать конструкцию перегоннных кубов, внедрить в производство проточные холодильники и щелочную обработку фотонафтиля с последующим подкислением. В 1865 году предприятию Кокорева за представленные образцы минерального масла была присуждена Большая серебряная медаль Московской выставки. В указателе выставки отмечалась особая чистота образцов «бакинского керосина», который был чище «привозного пенсильванского масла и при горении не давал никакого запаха».

В 1874 году Кокорев в условиях обострения кон­курентной борьбы создал на акционерной основе «Ба­кинское нефтяное общество», охватившее весь спектр добычи и производства. Через два года общество ста­ло лидером российской нефтяной промышленности. В 1877 году оно добыло 3753 тыс. пудов нефти и 903 тыс. пудов керосина. По всей России была создана обширная складская и сбытовая инфраструктура, по­строены собственные нефтепроводы от промыслов до Баку, имелись собственные баржи, шхуны, пароход и танкер грузоподъёмностью 300 тыс. пудов. Общество имело бондарный завод, производивший до 40 тыс. бочек в год. В 1890 году Общество добыло 18 млн. пу­дов нефти, заняв второе место в России после пред­приятий братьев Нобелей.

Кокорев был одним из тех, чьими стараниями в 1877 году император Александр II освободил от ак­циза фотогеновое производство по всей Российской империи, после чего ежегодная добыча нефти в стра­не вышла на уровень 30 млн. пудов.

В характере Кокорева сочетались черты расчёт­ливого предпринимателя и щедрого благотворителя. Обширно публицистическое наследие Кокорева. В своих книгах он с горечью говорит о причинах посто­янных экономических кризисов в России. Ему при­надлежат, например, мысли о том, что влиятельные финансовые люди «начали направлять экономиче­скую жизнь России по указаниям Мишелей Шевалье, Адамов Смитов и зарыдали наши Трифоны и Матре­ны»; «Мы разорились, обнищали и погрязли в неоп­латных долгах, а… европейские банкиры вошли во вкус порабощения нас своею денежной силой»; «…большинство законопроектов исходит не из по­требностей жизни, а из желания пишущих лиц соз­дать для себя карьеру». Минуло почти полтора столе­тия, а эти высказывания остаются актуальными для сегодняшней России.

Всю жизнь купец и коммерции советник Василий Кокорев слыл демократом и возмутителем, которому не дозволялось на публичных собраниях и обедах произносить речи «о государственном вопросе». Этот запрет последовал после того, когда он на Москов­ском купеческом собрании произнёс тост за тех, «кто выведет общество из кривых и тёмных закоул­ков на открытый путь гражданственности».

Считается, что нефтедобыча как самостоятель­ная отрасль промышленности берет свое начало с 1859 года, когда первооткрыватель Эдвин Дрейк в штате Пенсильвания из скважины глубиной 23 м по­лучил первую американскую нефть. Справедливости ради следует отметить, что задолго до этого события нефть тысячами пудов добывалась и перерабатыва­лась в «осветительное масло» в России, Румынии и Га­лиции. О русских первооткрывателях нефти и нефте­переработки будет рассказано ниже. Поэтому невоз­можно назвать конкретную дату рождения нефтедо­бычи как мировой отрасли. Можно условно считать, что в первом десятилетии XXI века исполняется 150 лет мировой нефтедобывающей промышленности.

Рисунок 1 — Первая нефтяная скважина в штате Пенсильвания

Читать далее…

На буровой платформе в Мексиканском заливе раздается взрыв, уцелевшие сотрудники покидают платформу не в силах остановить выброс.
Двумя часами ранее испытания показали, что буровая в безопасности. Теперь предстоит расследовать каким образом буровая платформа стоимостью 560 млн. долларов могла взорваться, приведя к самому большому разливу нефти в море.
Почему это произошло? Современная буровая платформа, компетентная компания, исключительно опытный персонал… Такого не должно было случиться.

Мексиканский залив, 6 км от побережья Луизианы, буровая платформа Deepwater Horizon. 20 апреля 2010 года, 17:00.
Старший буровой мастер Майл Рэнди Изл глава управления буровых работ компании Transocean и другие специалисты проводили общий обход платформы, последним местом обхода была рабочая площадка, где  уже проводилась процедура опрессовки  скважины.

17:53,  Откос буровой вышки
Отставание от графика 43 дня, специализированная буровая бригада готовится к отсоединению от скважины, работы почти завершены. Управлению буровой команды под руководством бурового мастера  Ваймена Виллера нужно убедиться, что буровая не даст течи, если будет протечка, то газ и нефть будут выбрасываться по направлению к платформе с огромной силой. Он проводит не плановые изменения давления, на мониторах необычные показания давления в скважине,  и оно продолжает расти. По мере приближения к 6-ти часам помещение откоса буровой заполняется сотрудниками ночной смены. Руководитель подводных работ Крис Плезант отвечает за подводную систему буровой платформы, ему необходимо быть в курсе все проблем со скважиной.
Ваймен Виллер считает, что на скважине утечка, но его смена заканчивается. Начальник ночной смены Джейсон Андерсон снова проводит измерения и просит Рэнди Изла не беспокоиться.

Платформа Deepwater Horizon

Читать далее…

Четыре с половиной миллиарда лет, таков возраст нашего дома – планеты Земля. Если представить историю Земли как один день, то получится, что человек разумный появился здесь меньше минуты назад.  Миновали буквально доли секунды, а он уже возомнил себя богом. Обнаружив в кладовых природы нефть (смесь соединений  с уникальными свойствами), он научился пользоваться ей в своих интересах. Человек и не заметил, как нефть стала кровью современного мироустройства, и теперь цивилизации требуются все новые ее вливания. Но что если источник «крови» иссякнет?

Рисунок 1 — История Земли как один день Читать далее…

Сегодня по Земле передвигается почти миллиард автомобилей, каждую неделю в баках машин сгорает  50 млн. тонн бензина.  Прогнозы экспертов не утешительны –  при таком расточительстве природные запасы нефти иссякнут уже через 30 лет.

Читать далее…

2 января 1703 года газета «Ведомости», для которой новости отби­рал сам царь Петр Великий, сообщала: «Из Казани пишут, на реке Соку на­шли много нефти…». Это было первое документальное упоминание о рус­ском нефтяном месторождении.

Нефтяное дело в России, как и многое в отечественной промышленности, начиналось во времена Петра Великого. В 1700 году высочайшим указом был учрежден Приказ рудокопных дел, которому надлежало ведать недра­ми Российской империи. «Наше русское государство, — писал царь, — перед иными землями преизобилует и потребными металлами, и минералами преблагословенно есть, которые до настоящего времени 6ез вся прилежания исканы. Надо, чтобы Божье благословение втуне под зене оставалось». Через несколько лет « вода горяща» была найдена на территории России. Читать далее…