Настоящая книга представляет первую научную монографию, в которой изложены теоретические основы рациональной разработки месторождений природных газов. Разработка залежей природных газов в нашей стране дело совер шенно новое. Опыта проектирования такой разработки у наших инженеров и геологов еще достаточно не накопилось. Вот почему необходимо всячески приветствовать и поддерживать научную теорию, позволяющую сделать это рационально, т. е. с наименьшими материальными затратами и с гарантией определенной добычи в течение известного числа лет. В основе теоретических исследований Б.Б.Лапука лежат общеизвестные законы изменения состояния газа и твердо установленный закон движения газа в пористой среде, проверенный на многочисленных экспериментах, проведенных в Советском Союзе. Я рассматриваю работу Б.Б.Лапука как крупное достижение нашей отечественной науки в области теории фильтрации. Благодаря установленному им важному фактору, что в случае радиальной фильтрации средневзвешенное по объему давление практически равно контурному давлению, до крайности упрощается трудное математическое исследование нелинейной задачи движения газа через пористую среду а. Автору удалось с помощью элементарного анализа исследовать и решить все основные задачи, возникающие при разработке оконтуренного газового месторождения в условиях газового режима. Вопрос о водонапорном режиме автором не рассматривается, но может быть исследован при помощи тех же методов. Книга изложена настолько просто и ясно, что она может быть прочтена всяким вдумчивым инженером и геологом, работающим в газовой промышленности. Работа состоит из XVI глав, из которых шестая глава, содержащая основное положение автора, является центральной. В ней автор доказывает основное положение, что в условиях радиального потока среднее давление с достаточной точностью может быть заменено в уравнениях фильтрации контурным давлением. Особенно важно отметить, что автор вводит в главе VII новое граничное условие постоянства скорости фильтрации в призабойной зоне. В остальных главах освещено очень подробно влияние разнообразных факторов, имеющих место при разработке газового месторождения. Автор уделяет значительное внимание роли турбулентного движения газа, которое может наблюдаться в призабойной зоне, и показывает, что, несмотря на небольшие размеры зоны турбулентности, влияние ее на дебит скважины весьма велико. Заслуживают внимания детальные исследования одноразмерного движения газа в пористой среде, что имеет практическое значение. Чрезвычайно ценным является то, что автор свои теоретические выводы подверг тщательному сравнению с экспериментальными данными и получил полное подтверждение своих теоретических выводов. Следует отметить, что автор не пожалел труда на доведение работы до такой степени числовой разработки, что ею можно воспользоваться при практическом проектировании рациональной разработки гаэовой залежи. Главы XIV и XV книги посвящены основным вопросам, возникающим при проектировании рациональной разработки нефтяных месторождений в условиях гравитационного режима и режима растворенного газа. Оказалось, что к решению этих задач можно приложить те же самые методы автора. Капитальная работа Б. Б. Лапука представляет ценный вклад в молодую науку о рациональной разработке газовых месторождений и принесет большую пользу нашему народному хозяйству.

Газовая промышленность СССР в настоящее время является важнейшей отраслью народного хозяйства. В различных отраслях промышленности с каждым годом возрастает применение природного газа — наиболее совершенного и дешевого вида топлива. Использование газа повышает эффективность технологических процессов, является важным фактором повышения производительности труда и способствует достижению огромной экономии ресурсов в области материального производства. Природный газ и конденсат являются ценным сырьем для химической промышленности. Незаменимым становится газ и как бытовое топливо. Широкое применение газа в народном хозяйстве оздоровляет воздушный бассейн крупных городов и промышленных центров страны. Таким образом, газовая промышленность не только представляет для государства важную отрасль экономики, но имеети большое социальное значение. На первом этапе своего становления газовая промышленность развивалась одновременно с развитием добычи нефти в направлении использования главным образом попутных газов и в небольших объемах природного газа. В этот период природный газ добывался на небольших по запасам газовых месторождениях Куйбышевской, Оренбургской и Саратовской областей, а также Западной Украины. В 1955 г. запасы природного газа по категориям А + В + Сг составляли менее 500 млрд. м3. Исключительное значение для развития газовой промышленности имели решения XX съезда КПСС, который определил курс на изменение структуры топливного баланса за счет преимущественного развития добычи нефти и газа как наиболее экономичных видов топлива. С середины 50-х годов газовая промышленность вступила во второй этап своего развития, а в 1956 г. была организационно оформлена как самостоятельная отрасль народного хозяйства с единым централизованным управлением. В августе 1958 г. было принято постановление ЦК КПСС и Совета Министров СССР «О дальнейшем развитии газовой промышленности и газоснабжения предприятий и городов СССР». Предпосылками для второго этапа развития газовой промышленности страны явились открытия, сделанные нашими геологами. В этот период вводятся в разработку крупные по запасам газа месторождения Газли (Средняя Авия), Северо-Ставропольское (Ставропольский край), Шебелинское (Украинская ССР), группа газоконденсатных месторождений Краснодарского края. В рассматриваемый период было освоено производство труб диаметром 1020 мм и соответствующих газоперекачивающих агрегатов и механизмов для сооружения магистральных газопроводов. Направляются мощные потоки газа на Урал и в районы Центра страны. На газовых и гаэоконденсатных промыслах внедряются новые техника и технологические процессы. Важное значение придается вопросам подготовки rasa к дальнему транспорту, извлечению конденсата.

Фазовые превращения систем природных углеводородов определяют массообменные процессы, протекающие при разработке и эксплуатации месторождений природных газов и нефтей. Знание закономерностей фазовых превращений, умение их прогно зировать и анализировать необходимо для квалифицированного подсчёта извлекаемых запасов, проектирования разработки залежей, промысловой обработки, заводской переработки и транспортировки добываемого сырья, развития методов повышения конденсато- и нефтеотдачи пластов. Методы прогнозирования и анализа фазовых превращений природных газов и нефтей базируются на комплексном использовании результатов промысловых измерений, лабораторных исследований и математического описания соответствующих процессов. Читатель получит полноценное представление о теоретических основах современных методов исследования фазовых превращений природных газов и нефтей. Научной основой изучения фазовых превращений флюидов является применение термодинамического метода. Термодинамический метод состоит в изучении свойств системы взаимодействующих тел на основе анализа первращений энергии в этой системе. Данный метод, в отличие от статистического, не связан с конкретными представлениями о внутреннем строении тел и характере движения образующих их частиц.

Французская газовая ассоциация, основанная в 1874 г., только в 1936 г. решила собрать все знания, необходимые инженеру газовику, в единый труд под названием "Справочник газовой промышленности". На эту трудоемкую работу было затрачено четыре года. В итоге пришел ожидаемый успех: все французские и говорящие по-французски специалисты газовой промышленности пожелали иметь это издание в своей библиотеке в качестве настольной книги. В дальнейшем технический прогресс обусловил подготовку второго издания, вышедшего в 1953 г. и затем - третьего, вышедшего в 1972 г.. Оба издания имели такой же успех среди специалистов. В 1983 г. Французская газовая ассоциация решила подготовить четвертое издание, целью которого было не просто пересмотреть этот труд, но по сути составить его заново как по форме, так и по содержанию, чтобы учесть огромную революцию, происшедшую во французской газовой промышленности при замене использования искусственного газа природным. Более двухсот экспертов под руководством господина Ш.-Б. РУ взялись за работу по составлению четвертого издания, в котором планировалось показать самые последние достижения техники и технологии. Эта работа завершилась в 1990 г. Когда в 1992 г. наши русские коллеги Государственной академии нефти и газа им. И.М.Губкина просили руководство Французской газовой ассоциации дать разрешение сделать перевод Справочника газовой промышленности и издать его на русском языке, мы были рады тому, что известность этой работы перешла границы. Более того, мы также рады тому обстоятельству, что благодаря этому труду французские и русские газовики смогут говорить на одинаковом техническом языке и еще лучше работать вместе. Я выражаю свою благодарность господам К.Басниеву и В.Тимофееву,а также всем их сотрудникам которые довели до конца эту большую переводческую работу. Я желаю, чтобы издание Энциклопедии газовой промышленности на русском языке было полезным в развитии российской газовой промышленности. Вышло четвертое издание энциклопедического справочника по газовой промышленности. Для Президента Французской газовой ассоциации приятная миссия его представить. Даже если это издание занимает место в ряду изданий, которые уже были опубликованы под этим же названием в 1940,1953 и в 1972 годах и которые имели большую известность среди газовиков, оно полностью пересмотрено по содержанию и форме таким образом, чтобы стать действительной энциклопедией сегодняшней газовой промышленности: в ней показана наиболее современная техника и технология газовой промышленности. Конечно, чтобы отвечать полностью названию, как и в предыдущих изданиях, большое место в ней отведено общетехнологическим фундаментальным вопросам. Это позволяет читателю избегать обращения к многочисленным учебным пособиям для углубления знаний по тому или иному вопросу. Выпуску этого издания предшествовала поистине гигантская многолетняя работа. Начатая в 1983 году г-ном Генри Вейссером, в то время президентом комиссии по образованию и документам нашей ассоциации, она была продолжена гном Шарлем-Бернаром Ру, который собрал вокруг себя лучших специалистов. Я их всех благодарю от имени нашей ассоциации, от имени французской газовой промышленности и от собственного имени. Эти инженеры добровольно посвятили драгоценные часы своего собственного рабочего времени, и часто времени своего отдыха, чтобы редактировать, исправлять, переправлять и закончить это издание. Я также благодарю их предприятия, которые позволили посвящать время решению этой задачи. Эта работа делает честь нашей промышленности и показывает профессиональный уровень ее работников, способных довести до конца такое большое дело.

Физика пласта — наука, изучающая физические свойства пород нефтяных и газовых коллекторов; свойства пластовых жидкостей, газов и газоконденсатных смесей; методы их анализа, а также физические основы увеличения нефте- и газоотдачи пластов. В последние годы в Советском Союзе ни одно месторождение не начинают разрабатывать без детального изучения физических свойств пород пласта, пластовых жидкостей и газов — без этого нельзя осуществить научно обоснованную разработку месторождений нефти и газа. Эксплуатация нефтяных, газовых и газоконденсатных залежей связана с фильтрацией огромных масс жидкостей и газов в пористой среде к забоям скважин. От свойств пористых сред, пластовых жидкостей и газов зависят закономерности фильтрации нефти, газа и воды, дебиты скважин, продуктивность коллектора. По мере эксплуатации залежей условия залегания нефти, воды и газа в пласте изменяются. Это сопровождается значительными изменениями свойств пород, пластовых жидкостей, газов и газоконденсатных смесей. Поэтому эти свойства рассматриваются в динамике — в зависимости от изменения пластового давления, температуры и других условий в залежах. Важное место в курсе отводится физике и физико-химии вытеснения нефти и газа из пористых сред вытесняющими агентами. Эти материалы служат теоретической основой современных методов увеличения нефте- и газоотдачи пластов. В новом издании книги значительно расширены разделы, посвященные физике газов, газоконденсатных смесей и газовых коллекторов. Техника лабораторного анализа и аппаратура, используемая для определения свойств пород, пластовых жидкостей и газов, описаны схематично и лишь в объеме, какой, по мнению автора,необходим для пояснения основных положений теории анализа. Подробно техника лабораторных работ излагается в специальных практикумах.

Изложена гидродинамическая теория одно- и многофазной фильтрации жидкостей и газов в однородных и неоднородных пористых и трещиноватых средах. Рассмотрены задачи стационарной и нестационарной фильтрации и способы расчета интерференции скважин. Описаны гидродинамические методы повышения нефтегнзоотдачи. Неизотермическая фильтрация при тепловых методах воздействия на пласт и в естественных термобарических условиях. Для студентов нефтяных вузов и факультетов, обучающихся по специальности «Разработка и эксплуатация нефтяных и газовых месторождений». Основоположниками отечественной школы теории фильтрации являются профессор Н.Е. Жуковский, академики Н.Н. Павловский, Л. С. Лейбензон. Исследования этих выдающихся ученых, их многочисленных учеников и последователей стали фундаментальной основой развития теории фильтрации в нашей стране. Н. Е. Жуковский (1847-1921 гг.) в 1889 г. опубликовал первую работу по теории фильтрации «Теоретическое исследование о движении подпочвенных вод». Им впервые выведены общие дифференциальные уравнения теории фильтрации, показано, что напор как функция координат удовлетворяет уравнению Лапласа, указано на математическую аналогию теплопроводности и фильтрации. Им исследованы также вопросы капиллярного поднятия воды в пористой среде, решен ряд задач о притоке воды к скважинам. Н.Н. Павловскому (1884-1937 гг.) принадлежит определяющая роль в развитии теории фильтрации в гидротехническом направлении. В опубликованной монографии «Теория движения грунтовых вод под гидротехническими сооружениями и ее основные приложения» изложена разработанная им строгая математическая теория движения грунтовых вод под гидротехническими сооружениями. Им впервые многие задачи фильтрации воды были сформулированы как краевые задачи математической физики. Н.Н. Павловский впервые обосновал и прдложил применение метода электрогидродинамической аналогии (ЭГДА) для решения фильтрационных задач, что в последующем нашло широкое применение для решения задач фильтрации воды, нефти и газа в неоднородных коллекторах. Н. Н. Павловский впервые предложил использовать параметр Рейнольдса в качестве критерия существования закона Дерси, что имеет важное значение для исследования законов сопротивления при фильтрации. Фундаментальные результаты в развитии теории движения грунтовых вод получены академиком П. Я. Полубариновой-Кочиной. Л.С. Лейбензон (1879-1951 гг.)-основатель советской школы ученых и специалистов, занимающихся развитием теории фильтрации применительно к проблемам разработки нефтяных и газовых месторождений.

Настоящее учебное пособие составлено в соответствии С программой курса «Эксплуатация нефтяных скважин» для учащихся нефтяных техникумов. В нем отражены последние достижения в области развития и усовершенствования техники добычи нефти. Учебное пособие в первом разделе содержит расчетные и справочные материалы (формулы, номограммы, диаграммы, таблицы и др.), необходимые для решения задач по добыче нефти. В пособии приведены также некоторые материалы, формально не входящие в программу курса Эксплуатации нефтяных скважин (расчет насосных штанг, расчет уравновешивания станков-качалок, сбор и транспорт нефти и газа на промыслах и др.), но тесно связанные с вопросами добычи нефти и встречающиеся в комплексных задачах при курсовом и особенно при дипломном проектировании. Во втором разделе учебного пособия в качестве примеров приведено решение ряда типовых и более сложных задач. В книге применена общеупотребительная метрическая система единиц измерения. Для перевода внесистемных единиц измерения в международную систему СИ дана таблица в приложении.

Разработкой нефтяных месторождений называют осуществление научно обоснованного процесса извлечения из недр содержащихся в них углеводородов и сопутствующих им полезным ископаемых. Этот процесс включает разбуривапие месторождений и выработку запасов нефти и газа. Паука о разработке нефтяных месторождений относится к горным наукам. Горное дело — древнейший род занятий человека. Находить полезные ископаемые и пользоваться ими человек начал в каменном и бронзовом веках. Сами названия этих эпох в развитии человечества связаны с добычей и изготовлением орудий из камня и бронзы, т. е. с горным делом. В более позднее время (в конце XIX в.) для добычи нефти стали сооружать скважины. Первая скважина на территории нашей страны была пробурена ударным способом в 1864 г. в долине р. Кудако на Кубани русским предпринимателем А.П.Новосильцевым. В 1871 г. пробурили механическим способом скважину в Бакинском районе. С 70—80-х гг. XIX и особенно с начала XX в. быстро развивается механическое бурение скважин и происходит интенсивное увеличение добычи нефти в России. Однако, несмотря на бурный рост числа разведочных и добывающих нефть скважин и объема добычи нефти, выработка недр в начале XX в. осуществлялась путем нерегулируемой разработки месторождений на естественных режимах. В те годы еще не существовало научных основ добычи нефти, хотя над различными проблемами нефти, начиная с ее происхождения, геологии и разведки до транспорта, переработки и использования, работали многие крупнейшие ученые и инженеры России, в том числе Д.И.Менделеев, А.М.Бутлеров, И.М.Губкин, В.Г.Шухов. Даже в начале 20-х гг. XX в. не были известны или не использовались подавляющее большинство фундаментальных представлений о физике и механике нефтяных пластов и процессах извлечения из них нефти и газа. При этом основной закон фильтрации был открыт французским инженером Анри Дарси еще в 1856 г. при изучении движения воды в фильтрах водоочистных сооружений.

Для студентов и специалистов, планирующих связать свою профессиональную деятельность с разработкой шельфа, учебное пособие, которое может использоваться как введение в освоение и разработку шельфовых месторождений, имеет особое значение. Учебное пособие по этому предмету должно также быть достаточно общим, чтобы обеспечить читателя необходимыми сведениями для понимания всего комплекса вопросов, связанных с освоением и разработкой шельфовых месторождений Арктики. Поэтому это учебное пособие так долгожданно. Мы приветствуем инициативу научных сотрудников Университетского колледжа Ставангера и Российской-) государственного университета нефти и газа им. И. М. Губкина, которые в тесном сотрудничестве со специалистами Норвежского университета науки и техники Трондхейма и Санкт-Петербургского государственного технического университета при активном участии специалистов российских и норвежских нефтегазовых компаний подготовили это учебное пособие. Учебное пособие будет безусловно полезно специалистам в других отраслях промышленности, участвующим в проектах по освоению шельфовых месторождений Арктики на этапах исследования, проектирования, освоения, разработки и эксплуатации месторождений. Инициатива чрезвычайно своевременна, поскольку сотрудничество российских и зарубежных компаний в области исследования и разработки шельфовых месторождений, и в том числе Арктического шельфа России, становится все более активным. В силу всего вышеперечисленного мы рекомендуем данную книгу как источник полезной информации для читателей и надеемся, что она получит достойную оценку и распространение как среди студентов, так и среди широкого круга специалистов.

МЧС РФ прогнозирует 2003-2004 годы как период пикового числа техногенных катастроф в России. Такое положение вызвано предельным износом основных производственных фондов и технологического оборудования, в первую очередь, в нефтегазовой отрасли. Современное состояние технологического оборудования нефтегазовой отрасли характеризуется как критическое. В нефтяной промышленности свыше 20 лет эксплуатируется около 70 % магистральных нефтепроводов. Особо неудовлетворительная ситуация сложилась в газотранспортной системе России, наиболее интенсивно развивавшейся в период с 1975 по 1985 годы. В итоге к настоящему времени 13 % газопроводов эксплуатируется свыше 30 лет, 20 % от 20 до 30 и 34 % от 10 до 20 лет. Требует замены парк установленных на компрессорных станциях газоперекачивающих агрегатов (ГПА). При проектном моторесурсе 15-17 лет 15 % мощностей ГПА эксплуатируются более 25 лет. Парк ГПА на 85 % представлен газотурбинными установками., до 30 % которых морально и физически устарели. По нефтедобывающей промышленности степень износа основных производственных фопдов составляет более 60 %, а по отдельным нефтяным компаниям достигла 70 % (Башнефть. Татнефть, Онако и др.). По ряду нефтяных компаний выбытие основных производственных фондов превышает ввод новых мощностей (Юкос, Сиданко, Онако и др.). Износ оборудования нефтегазовой отрасли приближается к предельному уровню по условиям надежности его эксплуатации. Снижение уровня надежности приводит к отказам и, как следствие, к увеличению затрат на проведение ремонтно-восстановительных мероприятий, к убыткам от недополученной прибыли, высокой аварийности с серьезными экологическими последствиями.11овышению надежности нефтегазового оборудования, в том числе с предельно выработанным ресурсом, посвящено множество работ. Основным отличием данной книги является ее ориентированность на современные методы получения и обработки технологической и производст венной информации с использованием автоматизированных компьютерных систем. Подобные системы активно внедряются с начала 90-х годов прошлого века, и к настоящему времени накоплены большие объемы ценнейшей информации, позволяющие применять математические методы. требующие больших массивов данных