Номер 5, страница 134 - гдз по химии 7 класс учебник Оспанова, Аухадиева

5. Используя дополнительные источники информации, расскажите, какими способами добывают нефть, газ и уголь.

Добыча полезных ископаемых, таких как нефть, газ и уголь, является сложным технологическим процессом, который зависит от геологических условий залегания и вида сырья. Существуют различные способы их извлечения из недр Земли.

Способы добычи нефти

Добыча нефти, как правило, осуществляется через скважины, пробуренные в нефтеносный пласт. Основные методы можно разделить на три группы в зависимости от способа подъема нефти на поверхность.

1. Первичный метод (фонтанный способ). Этот метод используется на начальном этапе разработки месторождения, когда пластовое давление достаточно высокое. Давление газов и пластовых вод, находящихся в коллекторе вместе с нефтью, выталкивает ее на поверхность самотеком. На устье скважины устанавливается специальное оборудование (фонтанная арматура) для контроля и регулирования потока. Со временем давление падает, и фонтанный способ становится неэффективным.

2. Вторичный метод (механизированный способ). Когда естественного давления становится недостаточно, применяют механизированные способы. К ним относятся:

• Насосно-компрессорная добыча: использование различных типов насосов, которые опускаются в скважину. Наиболее распространены штанговые глубинные насосы (приводятся в движение станком-качалкой на поверхности) и электрические центробежные насосы (ЭЦН).
• Газлифт: в скважину через специальный канал закачивается сжатый газ. Смешиваясь с нефтью, он уменьшает плотность столба жидкости, что облегчает ее подъем на поверхность под действием оставшегося пластового давления.
• Поддержание пластового давления: для замедления падения давления в пласт через нагнетательные скважины закачивают воду или газ.

3. Третичные методы (методы увеличения нефтеотдачи, МУН). Эти методы применяются для извлечения трудноизвлекаемых запасов, например, высоковязкой нефти, или на поздних стадиях разработки месторождений. Они направлены на изменение физико-химических свойств нефти и пласта:

• Тепловые методы: закачка в пласт пара или горячей воды для снижения вязкости нефти.
• Газовые методы: закачка углекислого газа, азота или углеводородных газов, которые растворяются в нефти и вытесняют ее.
• Химические методы: закачка растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ) или полимеров для улучшения вытеснения нефти водой.
• Гидравлический разрыв пласта (ГРП или фрекинг): под высоким давлением в пласт закачивается жидкость с песком (проппантом) для создания и закрепления трещин, по которым нефть (особенно из низкопроницаемых сланцевых пород) может поступать к скважине.

Также существует добыча нефти на морском шельфе с использованием стационарных, плавучих буровых платформ и подводных добычных комплексов.

Ответ: Нефть добывают фонтанным способом (за счет естественного давления), механизированным способом (с помощью насосов или газлифта) и с применением третичных методов для увеличения нефтеотдачи (тепловое, химическое воздействие, ГРП). На море добыча ведется с шельфовых платформ.

Способы добычи газа

Добыча природного газа во многом схожа с добычей нефти и осуществляется также через скважины. Газовые залежи находятся под высоким давлением, которое является основной движущей силой для подъема газа на поверхность.

Основной метод — фонтанный. После бурения скважины и вскрытия газоносного пласта газ под собственным давлением устремляется вверх по колонне труб. На поверхности устанавливается фонтанная арматура («газовая ёлка»), которая позволяет контролировать и регулировать поток газа.

Добытый газ проходит через сепараторы, где от него отделяются примеси: вода, газовый конденсат и механические частицы. Затем газ осушается и подготавливается к транспортировке по магистральным газопроводам.

Со временем пластовое давление снижается. Для поддержания уровня добычи на поздних стадиях разработки месторождения могут применяться компрессоры, которые устанавливаются на дожимных компрессорных станциях (ДКС) для увеличения давления газа перед его подачей в газопровод.

Особо выделяют добычу нетрадиционного газа:

• Сланцевый газ: добывается из сланцевых пород с низкой проницаемостью. Технология включает горизонтальное бурение и многостадийный гидравлический разрыв пласта (ГРП).
• Метан угольных пластов: извлекается из угольных пластов путем их дегазации через скважины.

Ответ: Природный газ добывают преимущественно фонтанным способом, используя естественное высокое давление в месторождении. По мере падения давления могут применяться дожимные компрессорные станции. Для добычи сланцевого газа используют горизонтальное бурение и гидравлический разрыв пласта.

Способы добычи угля

Способ добычи угля зависит в первую очередь от глубины его залегания. Существует два основных способа: открытый и подземный.

1. Открытый способ (карьерный). Этот способ применяется, когда угольные пласты залегают на относительно небольшой глубине (обычно до 100-200 метров). Процесс включает несколько этапов:

• Вскрышные работы: удаление слоя пустых пород (вскрыши), покрывающих угольный пласт. Для этого используются мощные экскаваторы, драглайны и транспорт.
• Добычные работы: непосредственная выемка угля из образовавшегося карьера с помощью экскаваторов и его погрузка на самосвалы или конвейеры для транспортировки на обогатительную фабрику.

Открытый способ является более дешёвым, производительным и безопасным для рабочих по сравнению с подземным, но наносит значительный ущерб ландшафту и окружающей среде.

2. Подземный способ (шахтный). Применяется для разработки пластов, залегающих на большой глубине. Для доступа к углю строят шахту — комплекс сооружений, включающий вертикальные стволы (для спуска/подъема людей и оборудования, выдачи угля и вентиляции) и горизонтальные или наклонные выработки (штольни, квершлаги, штреки).

Выемка угля в шахте ведется различными системами разработки, например:

• Лавовая выемка: уголь добывается в длинном очистном забое (лаве) с помощью добычных комбайнов, которые срезают уголь с пласта. Обрушающаяся кровля за комбайном поддерживается механизированной крепью.
• Камерно-столбовая система: в угольном пласте вырезаются камеры, между которыми оставляются нетронутые угольные столбы (целики) для поддержания кровли.

Шахтный способ позволяет добывать уголь с больших глубин, но он более дорогой, технологически сложный и сопряжён с высокими рисками для жизни и здоровья шахтёров (обрушения, взрывы метана и угольной пыли).

Ответ: Уголь добывают двумя основными способами. Открытым (карьерным) способом, если уголь залегает неглубоко, путем удаления верхнего слоя пород и выемки угля экскаваторами. Подземным (шахтным) способом, если уголь находится на большой глубине, путем строительства шахт и добычи угля в подземных выработках с помощью комбайнов.