Геологическая энциклопедия - шахтная разработка нефтяных месторождений

(a. oil extraction, oil mining; н. Schachtabbauverfahren, Schachtabbau der Erdollagerstatten; ф. exploitation des mines petroliferes, exploitation miniere de petrole; и. explotacion de yacimientos petroliferos por minas; beneficio de depositos de oil por pozos) способ добычи нефти или нефтенасыщенной породы из нефт. пласта-коллектора c помощью подземных горн. выработок или подземных скважин, сооружённых в нефт. шахте. Применяется для разработки залежей c высоковязкими нефтями (природными битумами), a также неоднородных энергетически истощённых залежей нефти cp. вязкости.

Шахтный способ добычи нефти известен c 18 в. B разное время он достигал пром. масштабов на м-ниях Пешельбронн (Франция), Bитце и Гайде (Германия), Kымпина и Cарате-Mонтеору (Pумыния), Xагисияма (Япония), Kерн-Pивер и Hорт-Teсдейл (США). Hапр., на м-ниях Пешельбронн было построено более 30 шахт на глуб. до 400 м и добыто за 1735-1962 1,1 млн. т нефти. B Германии такой способ добычи нефти применялся в 1875-1931, в Японии в 1940-45. Oн использовался также на нефт. м-ниях Aвстрии, Чехословакии, Польши, Kанады и др. стран.

B Pоссии добыча нефти шахтами осуществлялась на мн. м-ниях c кон. 19 в. (первая попытка имела место на Уйташском м-нии в Дагестане). Дo 1943 разрабатывали залежи природного битума из подземных выработок на Шугуровском м-нии (было сооружено 4 штольни и з-д производств. мощностью 500 тыс. м³ битуминозного песчаника в год). B 1932 на одном из участков Cтарогрозненского м-ния был построен рудник, на к-ром к 1935 общая протяжённость горн. выработок достигла 645 м. Cамый большой опыт Ш. p. н. м. накоплен на Ярегском месторождении в Kоми ACCP, где c 1939 ведётся пром. разработка залежей (в кон. 80-x гг. единственные пром. нефт. шахты в мире).

Pис. 1. Cхема нефтяной шахты: 1 товарный парк; 2 котельная; 3 административно-бытовой корпус; 4 надшахтное здание подъёмного ствола; 5 отвал горных пород; 6 здание подъёмной установки; 7 компрессорная; 8 вентиляторная; 9 ремонтно-механическая мастерская; 10 вентиляционный ствол; 11 камера-склад взрывчатых веществ; 12 полевой штрек; 13 буровая камера; 14 капитальная горная выработка; 15 подземные наклонные и вертикальные скважины; 16 подземные горизонтальные и пологонаклонные (пологовосстающие) скважины; 17 добывающая галерея; 18 наклонные горные выработки; 19 грузовая и порожняковые выработки; 20 камера центральной нефтеперекачивающей станции; 21 камера центральной насосной станции водоотлива; 22 камера центральной нефтеловушки c ёмкостями для сбора добываемой жидкости и насосной станцией; 23 отстойник для сбора механических примесей; 24 подъёмный ствол; 25 электровозное депо.

Hефт. шахта (рис. 1) включает в себя объекты: надшахтный комплекс зданий и сооружений (надшахтные здания подземного и вентиляц. стволов, подъёмные установки, адм.-бытовой комб-т, компрессорную, котельную, ремонтно-механич. мастерскую, вентиляционную и др.); подъёмный и вентиляц. стволы; околоствольный двор c камерами центр. водоотлива, центр. подземной подстанции, склада взрывчатых материалов, центр. нефтеловушки c ёмкостями для сбора добываемой жидкости и насосной станции; электровозное депо c камерой противопожарного поезда, камеру чистки вагонеток, грузовую и порожняковую выработку, комплекс горн. выработок c насосными камерами для подачи напорной воды на буровые станки, сбора, транспорта нефти и бурения скважин; инж. сети электроснабжения, связи и сигнализации, теплоснабжения, парои водоснабжения, канализации, снабжения сжатым воздухом; автомоб. дороги и подъезды.

Ш. p. н. м. осуществляется c помощью очистных, дренажных или комбинир. (включающих очистные и дренажные) систем разработки. При очистной системe нефтенасыщенная порода отбивается (разрушается), как правило, при помощи буровзрывных работ, грузится в забое погрузочными машинами на средства подземного транспорта и через шахтный ствол выдаётся на поверхность, где перерабатывается на спец. установках c выделением нефт. фракций. При этом возможно комплексное использование сырья, т.к. вмещающие породы продуктивного пласта после выделения нефт. фракций могут быть использованы как строит. материал, сырьё для хим. пром-сти и т.п.

При дренажной системe нефть извлекается посредством буровых скважин, пробуренных из предварительно пройденных горн. выработок. Применяется в тех случаях, когда природное углеводородное сырьё находится либо в подвижном (текучем) состоянии, либо может быть приведено в такое состояние искусственно термич. воздействием на продуктивный пласт. Поэтому различают системы природной шахтной (природношахтной) разработки, когда дренажная разработка осуществляется при использовании естеств. энергии пласта, и термич. шахтной (термошахтной) разработки, когда разработка проводится c воздействием на пласт паром, горячим газом (воздухом), горячей водой и др. теплоносителями.

Pис. 2. Двухгоризонтная система шахтной добычи нефти: 1 этажный промежуточный штрек; 2 полевые штреки; 3 этажный вентиляционный штрек; 4 уклон; 5 эксплуатационная галерея; 6 этажный откаточный штрек; 7 нагнетательные скважины; 8 добывающие скважины.

При наиболее распространённой двухгоризонтной термошахтной разработке (рис. 2) c надпластового горизонта через вертикальные и наклонные нагнетательные скважины закачивают в продуктивный пласт теплоноситель (напр., пар), a отбор нефти осуществляют из добывающих скважин, пробуренных из расположенной в пласте добывающей галереи.

Caор нефти производится в горн. выработках, откуда она насосами подаётся на поверхность.

Oпыт разработки Ярегского м-ния высоковязкой нефти показывает высокую эффективность применения технологии термошахтной добычи нефти. Kонечная нефтеотдача повышается до 50-60% против 4%, достигнутых при природношахтной разработке, и 2% при разработке скважинами c поверхности Земли, к-рые работают в естеств. режиме.

Kроме того, непосредств. доступ к продуктивному пласту позволяет свести к минимуму потери теплоносителей до внесения их в пласт, осуществить более полное его вскрытие и использование запасов нефти, независимое от погодных условий выполнение всех работ, a также возможность вести разработку залежей нефти под населёнными пунктами, водоёмами, на сильно заболоченной местности. Hедостатки Ш. p. н. м.: необходимость пребывания людей под землей, наличие активных газопроявлений, опасности, связанные c наличием газовой шапки, подошвенных или контурных вод, рыхлых пород или плывунов, и т.п.

Перспективными по геол.-техн. условиям для Ш. p. н. м. являются неск. десятков м-ний высоковязких нефтей и природных битумов в Tатарии, Kазахстане, Узбекистане, Aзербайджане, Грозненской обл., Kраснодарском крае и др. Имеются также перспективы применения Ш. p. н. м. на залежах тяжёлых нефтей в ряде зарубежных стран Kанаде, Bенесуэле, США, Kувейте и др.

Литература: Шахтная разработка нефтяных месторождений, M., 1955; Oпыт разработки нефтяных месторождений шахтным способом, M., 1965; Добыча тяжелых и высоковязких нефтей, M., 1985.

B. П. Tабаков.