Номер 4, страница 148 - гдз по физике 7 класс учебник Громов, Родина

Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 40. Применение сжатого воздуха. Вопросы - номер 4, страница 148.

Условие.

Решение.

Добыча нефти из скважины осуществляется различными способами, выбор которых зависит от геологических условий месторождения, пластового давления, а также физико-химических свойств самой нефти. Все способы можно условно разделить на три основные группы.

1. Фонтанный способ

Этот способ является первичным и наиболее экономически выгодным. Он используется на начальном этапе разработки месторождения, когда пластовое давление (давление внутри нефтеносного пласта) достаточно велико, чтобы самостоятельно выталкивать нефть вместе с газом на поверхность по стволу скважины. Энергия пласта, создаваемая напором пластовых вод, расширением газа, растворенного в нефти, или давлением газовой шапки, является движущей силой процесса. Со временем, по мере извлечения нефти, пластовое давление падает, и фонтанирование скважины прекращается.

2. Механизированные (искусственные) способы

Когда естественной энергии пласта становится недостаточно для подъема нефти, переходят к механизированным способам добычи. Их суть заключается в подводе к скважине дополнительной энергии для подъема жидкости на поверхность. К ним относятся газлифтный и насосные способы.

a) Газлифтный способ
В скважину под давлением закачивается газ (обычно попутный нефтяной газ). Он смешивается с нефтью в подъемных трубах, создавая газожидкостную смесь. Плотность этой смеси значительно ниже плотности чистой нефти, что позволяет оставшемуся пластовому давлению поднять ее на поверхность. Этот метод эффективен для скважин с высоким газовым фактором и для добычи нефти с большим содержанием песка.

б) Насосный способ
Это наиболее распространенная группа методов, использующая различные типы насосов, погружаемых в скважину.

– Штанговые глубинные насосы (ШГН): На поверхности устанавливается станок-качалка ("нефтяная качалка"), который через колонну штанг приводит в движение поршневой насос, расположенный на дне скважины. Насос откачивает нефть на поверхность. Этот способ прост и надежен, но его применение ограничено глубиной скважины и вязкостью нефти.

– Электроцентробежные насосы (УЭЦН): Установка, состоящая из многоступенчатого центробежного насоса и погружного электродвигателя, спускается в скважину на колонне насосно-компрессорных труб. УЭЦН обладают высокой производительностью и применяются на глубоких скважинах для откачки больших объемов жидкости.

– Винтовые насосы (УЭВН): Представляют собой насос объемного действия, состоящий из винтового ротора, вращающегося внутри резинометаллического статора. Эти насосы хорошо подходят для добычи высоковязкой нефти и жидкости с высоким содержанием механических примесей.

3. Третичные методы (методы увеличения нефтеотдачи — МУН)

Эти методы применяются для извлечения остаточной нефти, которую невозможно добыть первичными и вторичными способами. Цель МУН — изменить свойства нефти или пласта для облегчения ее вытеснения.

– Тепловые методы: В пласт закачивают пар или горячую воду, чтобы снизить вязкость тяжелой нефти и повысить ее подвижность. Также применяется метод внутрипластового горения, когда в пласте создается очаг горения для прогрева нефти.

– Газовые методы: Закачка в пласт углекислого газа, азота или углеводородных газов. Газы растворяются в нефти, уменьшая ее вязкость и увеличивая объем, что способствует ее вытеснению.

– Химические методы: Введение в пласт специальных реагентов. Например, закачка растворов полимеров увеличивает вязкость воды, вытесняющей нефть, что делает вытеснение более равномерным. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) снижают поверхностное натяжение на границе нефти и воды, "отмывая" нефть от породы.

– Гидравлический разрыв пласта (ГРП): Метод интенсификации добычи, при котором в пласт под высоким давлением закачивается жидкость разрыва (смесь воды, песка и химических реагентов) для создания и расширения трещин. Это повышает проницаемость пласта и обеспечивает приток нефти к скважине.

Ответ:

Существуют три основных группы способов добычи нефти из скважины:
1. Фонтанный способ, при котором нефть поднимается на поверхность за счет естественного высокого давления в пласте.
2. Механизированные способы (вторичные), которые применяются при снижении пластового давления и включают использование насосов (штанговых, электроцентробежных, винтовых) или закачку газа для подъема нефти (газлифт).
3. Третичные методы увеличения нефтеотдачи (МУН), направленные на извлечение остаточной нефти путем изменения ее свойств или свойств пласта. К ним относятся тепловые (закачка пара), газовые (закачка CO₂), химические (закачка полимеров и ПАВ) методы, а также гидроразрыв пласта.