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.

Почти с начала разнития нефтяной промышленности было признало, что проблема разработки нефтяных месторождений является самой сложной среди других в нефтяном деле. Это объясняется многими факторами. Во-первых, проектирование и контроль за разработкой и доразработкой нефтяных месторождений должны проводиться на основе согласования результатов многих научных дисциплин: геологии, геофизики, физики и физико-химии пласта, реологии, подземной гидродинамики, техники и технологии нефтедобычи, экономики. Некоторые из них в период возникновения нефтяной промышленности даже не существовали, а некоторые только начинали развиваться. Да и сейчас часть из этих научных дисциплин продолжает весьма существенно дополняться и совершенствоваться. Во-вторых, разработка нефтяных месторождений требует относительно (да и абсолютно) очень больших затрат и потому большой ответственности. В-третьих, разработка нефтяных месторождений связана с длительным процессом, протекающим в течение многих лет - чаще даже нескольких десятилетий. Поэтому не сразу удается распознать достижения или недостатки» заложенные в проекты разработки. Последнее иногда создавало благоприятную почву для развития конъюнктурных решений при проектировании разработки месторождений - видимость их простоты и дешевизны обнаруживалась не сразу и прельщала некоторых недостаточно компетентных в разработке людей.

Учитывая перечисленные факторы, становится совершенно очевидной необходимость обобщения опыта разработки нефтяных месторождений. К счастью, в последние годы на важность обобщения опыта разработки обратили серьезное внимание многие специалисты и были опубликованы соответствующие ценные монографии: кроме работ В.Е.Гавуры, на которые ссылается автор данной книги, укажу еще монографии К.С. Баймухаметова с соавторами.

Настоящая книга «Справочного руководства по проектированию разработки и эксплуатации нефтяных месторождений» посвящен технологии эксплуатации скважин различными способами и обустройству промыслового хозяйства. Основное внимание при компоновке материалов уделялось методам расчета технологических процессов добычи нефти, выбору оборудования и режима его работы. По всем этим вопросам в нефтепромысловой литературе опубликован обширный материал, содержащий различные методики решения задач проектирования.

Атомы и молекулы. Все, что имеется вокруг нас, и живая, и неживая природа, состоит из веществ. Вещество необходимо отличать от тела или предмета. Например, стеклянная палочка и мензурка — два разных предмета, а вещество, из которого они изготовлены, одно и то же — стекло. В настоящее время человеку’ известно более трех миллионов веществ, и список их непрерывно пополняется. Одни вещества создаются самой природой, другие — искусственно. К ним можно отнести синтетический каучук, стекловолокно, капрон и т. д. Вещества различаются по присущим только им свойствам. В лабораторной практике наиболее часто определяют: плотность, температуру кипения и застывания, вязкость и т. д. Все вещества можно делить на части, но это деление не может продолжаться до бесконечности. Самая малая часть вещества — молекула, которая обладает всеми свойствами данного вещества. Все молекулы данного вещества независимо от агрегатного состояния одинаковы. Например, молекула воды и водяного пара одинаковы между собой. При химическом разложении воды можно получить водород и кислород, которые отличаются друг от друга. Они же по своим свойствам не похожи на молекулы воды. Отсюда следует, что молекулы состоят из более мелких частиц — атомов, химически неделимых частиц. Существует ограниченное число видов атомов. Атомы одного и того же вида одинаковы, но отличаются от атомов любого другого вида. В настоящее время известно 105 видов атомов или, что то же, 105 химических элементов. Атомы могут различным образом соединяться друг с другом при химических реакциях, образуя новые вещества. Как уже упоминалось, молекула воды состоит из водорода и кислорода. При этом в каждой молекуле воды в середине находится атом кислорода (О) и к нему с двух сторон присоединены два атома водорода (Н), (рис. 1). Молекула самого легкого элемента — водорода состоит из двух атомов водорода, молекула

Освоение скважины составляет особый технологический цикл, который за вершает ее строительство. Качество освоения и результаты последующей эксплуатации скважины зависят от того, насколько удастся восстановить фильтрационные характеристики продуктивных пластов коллекторов на стадии первичного и вторичного вскрытия пласта, вызова притока, применения различных методов интенсификации притока из пласта. Качество освоения, но существу, определяет темпы и характер разработки месторождений. Скважина, околоскважинная зона и межскважинная часть пласта - это взаимосвязанные взаимодействующие элементы единой технопрнродной системы. В процессе сооружения скважины наиболее существенные измене ния фильтрационных свойств пласта (ФСП) происходят в ее околоскважинной части. Известно, что даже в окончательный период фупкционирования скважины изменение ее фильтрационных свойств в призабойной или околоскважинной зоне оказывает влияние на ее продуктивность. Поэтому ухудшение ФСП на начальной стадии эксплуатации скважины оказывает влияние не только на ее производительность, но и на темпы разработки месторождения и конечный коэффициент нефтегазоизвлечепия. ФСП ухудшаются вследствие засорения пласта различными веществами во время первичного вскрытия, цементирования колонны, вторичного вскрытия перфорацией и при различных ремонтах скважины. Физико-химическое взаимодействие фильтрата с пластовым фильтратом и породой, усиленное влиянием высокой температуры, приводит к гидратации глин, выпадению солей, асфальтенов и смол, образованию застойных зон, а в зоне контакта фильтрата с пластовым флюидом и коллектором образовываются поверхности с высоким градиентом давления, который не всегда удается преодолеть за счет энергии пласта.

Том I посвящен общетеоретическим вопросам метаморфизма. В I части сведены все новейшие экспериментальные данные, освещающие условия метаморфизма, включая реакции в сухих системах при низких и высоких давлениях, системы с участием Н30 и С02, а также других летучих компонентов, окислительно-восстановительные равновесия и  некоторые данные о кинетике  реакций.

Во второй части детально рассмотрены главные факторы и физико-химические условия метаморфизма. На новой основе разработан ряд теоретических вопросов, в том числе о роли НЮ, С02 и других летучих при метаморфизме, о зависимости реакций субсолидуса от давлений, о роли ориентированных нагрузок и других аспектах проблемы термодинамического равновесия. Глава V, завершающая I часть, посвящена историческому обзору развития принципа фации, изложению основного содержания этого принципа. Приводится новая схема фаций, принятая авторами. Важнейшей особенностью ее является более четкое выделение фаций не только по температуре, но  и по давлению.

Приведены описания и технические характеристики породоразрушающих инструментов различного типа; инструментов для отбора керна в различных условиях; существующих топов гидравлических забойных двигателей и телеметрических систем; труб бурильных, обсадных и насосно-компрессорных и применяющихся смазок; опор-но-центрирующих инструментов для бурения различными способами как вертикальных, так и наклонно направленных и горизонтальных скважин; элементов оснастки обсадных колонн и «хвостовиков»; буровых рукавов; пакеров и якорей; инструмента для ликвидации аварий с трубами и другого типа; средств и материалов для изоляции зон поглощений буровых растворов. Для инженерно-технических работников, занятых строительством скважин на нефть и газ. Механические пакеры повышенной надежности типа ПРО-Ш-К-ЯМ2 со съемным клапаном предназначены для длительного разобщения пластов, изоляции эксплуатационной колонны от воздействия скважинной среды ниже и выше лежащих коллекторов и проведения различных технологических операций в нефтяных, газовых и нагнетательных скважинах при температуре рабочей среды до 100 °С. Отличительные особенности конструкции пакеров следующие: уплотнительный элемент пакера выдерживает перепад давления до 100 МПа; пакеры типа ПРО-Ш-К-ЯМ2 снабжены шпонкой и обеспечивает передачу крутящего момента на колонну труб или оборудования, установленных под пакером;заякоривающее устройство пакеров размещено под резиновыми паке-рующими элементами и предотвращает перемещение пакера вниз;для предотвращения перемещения пакера вверх при использовании в нагнетательных скважинах и недостаточном весе труб для его удержания предусмотрена установка над пакером удерживающего гидравлического якоря;для обеспечения возможности проведения различных технологических операций (например, для промывки и опрессовки скважины за одну операцию) пакеры снабжены съемным клапаном, который в процессе пакеровки изолирует подмакерную зону от надпакерной, а при спуско-подъемных операциях или промывке скважины обеспечивает сообщение подпакерной зоны с надпакерной;пакер типа ПРО-Ш-К-ЯМ2 может быть также использован с пакером типа ПРО-Ш для селективного опробования или опрессовки скважины в двухпакерном варианте; в этом случае между пакерами устанавливают перфорированную трубу, а пакер типа 11РО-Ш-К-ЯМ2 устанавливают под этой трубой; пакеры типа ГГРО-Ш-К-ЯМ2 устанавливаются в скважине путем вращения колонны труб вправо на 1/4 оборота с одновременным перемещением вниз.

Приведены технические характеристика буровых установок и их циркуляционных систем обороудования для механизации спуско-подъемных операций, буровых агрегатов и утановок для геолого-разведочного бурения, буровых, цементировочных, промывочно-продавочных насосов и насосных агрегатов, противовыбросового борудования и др. Материал представлен в соновном в виде таблиц, схем компоновок и кинематических схем оборудования. В приложении указаны адресы предприятий-изготовителейбурового оборудования.

Для широкго круга инженерно-техничеких работников, занятых бурением скважин.

ОАО "Уралмаш" выпускает комплектные буровые установки (БУ) и наборы бурового оборудования (НБО) для бурения нефтяных и газовых скважин глубиной 2500 8000 м с дизельным (Д) и дизель — 1идравлическим (ДГ) приводами, электрическим приводом переменного тока (Э) и регулируемым (тиристорным) электроприводом постоянного тока (ЭР) с питанием от промышленных сетей, а также от автономных дизель—электрических станций (ДЕ). К преимуществам установок относятся: высокая приводная мощность исполнительных механизмов; широкая гамма приводных систем с различными характеристиками (регулируемыми и нерегулируемыми); высокая долговечность оборудования, обусловленная оптимальными параметрами механизмов, применением высокопрочных сталей с большим запасом прочности, гарантированным качеством изготовления и контроля комплектующего оборудования; наличие регуляторов, обеспечивающих автоматическую (заданную оператором) подачу и режимы нагружения инструмента на забой;

высокая степень механизации буровых работ в том числе спуско — подъемных операций (СПО) за счет использования механизмов АСП, обеспечивающих сокращение времени их выполнения па 40% (по желанию заказчика возможна поставка установок с. ручной расстановкой свечей); возможность выбора оптимальных режимов бурения благодаря нали — чию приводных систем и регуляторов подачи долота; легкость управления и удобство в эксплуатации; комплектация укрытиями в холодном или утепленном исполнении с системами обогрева рабочих помещений; возможность кустового бурения скважин в грунтах с низкой несущей способностью (специальное исполнение установок).

В мировых запасах ископаемого топлива на долю углей, горючих сланцев и торфа приходится 93 %, на долю нефти и газа 7 %. С учетом теплоты сгорания доля этих горючих ископаемых в энергетических (извлекаемых) ресурсах Мира составит соответственно 74 % и 26 %. В современном топливно-энергетическом балансе потребления на долю твердого топлива приходится меньше 35%, а на долю нефти и газа — больше 60% (1978 г.). Энергетический кризис 70-х годов заставил развитые страны-потребители принять меры, направленные на уменьшение доли нефти в их топливно-энергетическом балансе. Однако прогнозы большинства специалистов показывают, что это лишь замедлит рост удельного веса нефти и газа в общем потреблении топлива, и только в последующий период, вероятно, возрастет значение твердого топлива в топливно-энергетическом балансе Мира.Освоение и широкое использование атомной, геотермальной, солнечной и других видов энергии может внести некоторые коррективы в указанные прогнозы, но при всех обстоятельствах продолжающийся рост энергопотребления ставит оценку вссх видов топливно-энергетических ресурсов в число проблем мирового значения.В последние годы в ряде стран в национальной экономической политике взят курс на обеспечение внутренними энергоресурсами. Б связи с этим возросла роль угля и осуществляются программы, направленные на расширение его добычи и использования. Осуществляются мероприятия, направленные на повышение конкурентоспособности угля, с одной стороны, в направлении расширения и удешевления добычи, с другой — совершенствования технологии его использования. Удешевление угля происходит в основном за счет: увеличения мощности вновь строящихся и реконструируемых угледобывающих предприятий; расширения добычи углей открытым способом; механизации и автоматизации горных работ и вспомогательных операций.В предлагаемой читателю книге дастся оценка наличия ресурсов и резервов энергетических и технологических углей Мира. Основное внимание уделено общим геологическим запасам углей по странам мира.

Значительные механические напряжения, достигаемые в среде при подземных взрывах, вызывают ряд явлений, каждое из которых в зависимости от конкретной практической задачи представляет определенный интерес. При этом деформирование и разрушение массива горных пород являются наиболее значимыми проявлениями взрывного воздействия.Возможность прогнозирования и управления действием подземного взрыва в первую очередь связана с учетом особенностей строения реальной геофизической среды. Структурную неоднородность следует рассматривать в качестве одной из наиболее важных характеристик массивов горных пород, определяющих основные особенности их деформирования при внешних динамических возмущениях. Неоднородность, провляющаяся в виде естественных структурных нарушений и зон ослабления прочности (тектонические разломы, линеаменты*, трещины разного уровня, слоистость и т.п.), помимо геометрических характеристик структурного строения (размер и форма блоков) определяет деформационные, прочностные и фильтрационные свойства массивов горных пород, которые играют важную роль в формировании отклика среды на внешнее воздействие.История образования и развития каждого породного массива определяет конкретную иерархию структурных нарушений и, как следствие, - его блочную структуру 154]. Реальный породный массив как геофизическая среда изначально характеризуется структурной неоднородностью в широком диапазоне характерных размеров: от 10 м (дефекты кристаллической решетки породообразующих минералов) до 106 м (протяженность наиболее крупных тектонических разрывов) [55). Это определяет не только широкий спектр размеров структурных элементов, но также особенности механического действия подземного взрыва на разных расстояниях от источника.