Этапы развития нефтедобычи

Добыча нефти существует с древнейших времён. Нефть, собиравшаяся на выходе нефтяных пластов на поверхность земли, использовалась для смазки колёс, для светильников и факелов, а также для лечебных целей. Нефть упоминается в вавилонских рукописях (1-е тысячелетие до н. э.) и санскритских письменах (начало нашей эры). Во 2-й половине 4 в. до н. э., когда Александр Македоиский проходил со своими войсками по южному побережью Каспийского моря, в его палатку были внесены светильники, наполненные маслянистой жидкостью; это была нефть, добывавшаяся на Апшеронском п-ове. При раскопках, производившихся советскими археологами в 1937—39 на Керченском п-ове, была найдена амфора 5—6 вв. н. э. с несколькими килограммами нефти, судя по составу, из близлежащего Чонгельского месторождения.

Колодезная добыча нефти существовала еще в глубокой древности в Месопотамии, Китае и других областях Востока. Она применялась в районе Баку начиная с 10 в. н. э. С давних пор добывается нефть в северных районах России. В 1745 на р. Ухте в Печорском крае был построен «нефтяной завод», на котором в первые годы перегоняли 40 пудов нефти в год. В начале 18 в. по приказу Петра I на берегах Каспия работала экспедиция русских морских офицеров. Участник экспедиции капитан Соймонов писал: «Перед Баку увидели мы много судов торговых, как там нефть брали для развезения по другим персидским гаваням, в чём состоял торг не малый». Нефть в те времена добывалась из колодцев глубиной до 40 м. Черпалась нефть с помощью кожаных вёдер и сливалась в ямы. Из ям нефть разливалась по бурдюкам и развозилась на продажу. В 1735, по свидетельству петербургского академика И. Лерхе, в Балаха-нах близ Баку находилось в эксплуатации больше 50 нефтяных колодцев.

В 1844 чиновник горного управления Ф. А. Семёнов внёс ряд предложений по улучшению добычи нефти на бакинских промыслах. Он предложил, в частности, произвести углубление колодцев с помощью «земляного бура», а также пробурить несколько новых скважин. На эти работы было отпущено 1000 р. В 1848 им было закончено бурение первой нефтяной скважины. В США первая нефтяная скважина была пробурена полковником Дрэком в 1859 близ города Тайтасвилла в штате Пенсильвания. Эта дата считается началом развития американской нефтяной промышленности. В России, в Бакинском районе, промышленное применение буровых нефтяных скважин началось с 60-х гг. 19 в.

До конца 19 в. основными способами добычи нефти из скважин были фонтанный, желоночный (тартание) и поршневой. Первый мощный нефтяной фонтан в России ударил в 1873 в Балаханах из скважины глубиной всего 15 м. Вначале нефтяные фонтаны били в атмосферу,заливаянефтыовсю прилегающую территорию; в этих условиях большая часть нефти пропадала. Для уменьшения потерь над фонтанной струёй стали вскоре помещать массивную чугунную плиту, а вышку обшивать тёсом; однако и при таком оборудовании скважин значительная часть нефти терялась. После прекращения фонтанирования скважина переводилась на желоночную или поршневую эксплуатацию.

В 1865 инженер Иваницкий предложил использовать для откачки нефти из скважин глубинные насосы, однако бакинскими нефтепромышленниками это предложение не было использовано. Только спустя двадцать лет несколько скважин в Баку были оборудованы глубинными насосами. Этот опыт не дал тогда положительных результатов, т. к. при наличии в нефти песка насосы быстро выходили из строя. Лишь в советское время, с 1920, насосы стали широко применяться на нефтяных промыслах и вскоре полностью заменили желонки. В США переход от желоночной к глубиннонасосной эксплуатации произошёл значительно раньше, т. к. развитие нефтедобывающей промсти началось там в восточных районах страны, где добывается масляная не содержащая песка нефть и работа насосов не встречает затруднений. Компрессорный способ Н. был предложен русскими инженерами В. Г. Шуховым и А. В. Бари в 80-х гг. 19 в. В 1886 Д. И. Менделеев писал о необходимости привести в исполнение их проект. На бакинских промыслах компрессорный способ нашёл практич. применение с начала 20 в. Еще перед первой мировой войной 1914—18 бакинский инженер А. С. Арутюнов предложил конструкцию эле-ктроногружного центробежного насоса, к-рая, однако, не была использована.

Разработка нефтяных месторождений в конце 19 в. осуществлялась бессистемно. С целью отсосать нефть с чужого участка скважины размещались по границам участков, принадлежавших разным фирмам, на расстоянии 20—30 м одна от другой. Неограниченный отбор нефти и газа приводил к быстрому падению пластового давления и прекращению фонтанирования. В 1902 грозненский инженер И. Н. Стрижов в докладе на собрании Терского отделения Русского технического общества поднял вопрос о необходимости ограничивать отбор газа из нефтяных пластов и предложил накачивать в них воздух для повышения продуктивности скважин. Однако нежелание нефтепромышленников вкладывать средства в работы по рационализации процессов Н. не позволило осуществить в России эти передовые идеи. Метод нагнетания в пласты воздуха был осуществлён в 1903 в США нефтепромышленником Денном, а с 1912 получил широкое распространение под названием метода Мариэтта. В 1925 в штате Пенсильвания (США) стали проводить опыты и по закачке в пласт воды. Этот метод под названием флудинга (заводнение) был осуществлён в промышленных масштабах на крупном нефтяном месторождении Брэдфорд (Брадфорд). В советской нефтяной пром-сти нагнетание в пласты воздуха начали практиковать с 1926—27, а воды—с 1943. Нагнетание воды за контуром нефтеносности пласта было впервые осуществлено на нефтяном месторождении Вост. Техаса (США) в 1933 с целью сброса воды, добываемой вместе с нефтью, обратно в пласт, т. к. по законам штата воду, загрязнённую нефтью, нельзя было сливать в реки и другие водоёмы. Лишь впоследствии выяснилось, что в результате законтурного заводнения увеличился дебит нефтяных скважин. Метод законтурного заводнения, однако, не нашёл в США широкого применения, т. к. этому препятствуют противоречивые интересы многочисленных занимающихся нефтью фирм.

В Советском Союзе научные исследования в области разработки нефтяных месторождений начали развиваться с 1920. Эти работы были возглавлены акад. Л. С. Лейбензоном, основателем школы советских учёных-нефтяников. В 1934 им была опубликована капитальная монография «Подземная гидравлика воды, нефти и газа» (являющаяся 2-й частью труда «Нефтепромысловая механика»), положившая основание рациональным методам разработки нефтяных месторождений. Дальнейшие исследования в этом направлении, выполненные советскими инженерами и учёными, позволили создать новую систему разработки нефтяных месторождений, с применением законтурного заводнения с самого начала эксплуатации. Система эта успешно осуществляется с 1948 на Туймазинском и других нефтяных месторождениях.