Путь нефти длиной в столетия: От героизма нефтяников до цифровизации

Нижневартовск. Со времен бурения первой нефтяной скважины прошло больше 172 лет, а сбор первой нефти в реке Ухта случился еще на сто лет раньше и датирован летом 1746 года. Тогда на промысле Федора Прядунова с водной поверхности с помощью деревянного «нефтяного ковша» было собрано первое черное золото.

За почти трехсотлетнюю историю способы добычи нефти, как и сама профессия нефтяника, претерпели множество изменений. Предлагаем вместе с Агентством нефтегазовой информации пройти путь добычи нефти от первого опыта до сегодняшних дней.

Биби-Эйбат и первая в мире скважина

14 июля 1848 года стало датой первого в мире бурения нефтяной скважины ударным способом с применением деревянных штанг. Глубина скважины составила 21 метр. Это было на Биби-Эйбатском месторождении вблизи Баку.        

Скважина была построена под руководством инженера Василия Семенова. Сохранилась и докладная записка наместника Кавказа Воронцова от 14 июля 1848 года министру финансов Вронченко, в которой говорится: “Я разрешил провести новые работы на нефть в Бакинском уезде… Директор Бакинских и Ширваниских промыслов доносил, что пробурена на Биби-Эйбате буровая скважина, в которой находится нефть”.
На производство бурения по распоряжению министра финансов Каспийская казенная палата отпустила одну тысячу серебром. 

Однако нефти первая скважина не дала. Причина крылась в неблагоприятных геологических условиях, а также отказе государства от финансирования бурения.

Промышленная скважина Эдвина Дрейка        

И все же через десять лет, в 1858 году, была построена первая промышленная эксплуатационная скважина. Ее основателем был Эдвин Дрейк. Стать геологоразведчиком ему помог случай. Будучи железнодорожником на пенсии, он мог путешествовать по стране бесплатно, а встреча в одном из отелей дала Дрейку шанс стать первым в новом для него деле.         

Заметим, что строительство глубоких скважин в Пенсильвании до Дрейка считалось неразрешимой задачей из-за быстрого обрушения грунта. Геологоразведчик же применил новую технологию обсаживания ствола скважины наращиваемой чугунной трубой, а ручной привод заменил на паровой двигатель.

Бабушка-вышка: рождение нефтяной и газовой промышленности

Зарождение отечественной нефтяной промышленности датировано 1864 годом – это время перехода от ручного привода станков для бурения к механическому ударному способу (машинному бурению скважин). Новатором этого метода в России стал дворянин, гвардейский полковник Ардалион Николаевич Новосильцев. В бассейне реки Кудако (ныне Крымский район Краснодарского края) были получены первые фонтаны, дававшие в сутки по три бочки нефти. Как свидетельствуют очевидцы «после неимоверных усилий пробит был камень, и с необыкновенным шумом открылась сильная струя, дающая от 1500 до 2000 ведер в сутки». Это была первая в России нефть, полученная с глубины более ста саженей. 

«Осенью 1864 года на промысле А.Н. Новосильцева разведка нефти продолжалась около Анапы «частью паровым, частью ручным бурением». Но с августа 1865 года буровые работы там прекратились, так как по указанию геолога фон Кошкуля началась разведка нефти на реке Кудако.

Новосильцев впервые в России применил способ разведки нефти «через буровые скважины, выдалбливаемые в земле большим тяжелым долотом, приводимым в движение паровою или какой-либо другою машиною», - писал Дмитрий Менделеев.

На месте этой первой в России фонтанирующей скважины в 1937 году был установлен обелиск, разрушенный фашистами во время Великой Отечественной войны и восстановленный в 1958 году, известный под названием «Бабушка-вышка».

Нефть Азербайджана и первое Баку

С 1871 года в Азербайджане началась промышленная добыча нефти на месторождениях Балаханы и Биби-Эйбат с применением механического способа бурения скважин. Первая скважина давала 70 баррелей (10 тонн) нефти в сутки.

С развитием техники и нового способа бурения на Апшеронском полуострове один за другим открываются новые нефтяные месторождения, увеличивается добыча нефти, начинается развитие инфраструктуры нефтяной отрасли.

В 1859 году в Баку был построен первый нефтеперегонный (керосиновый) завод. В 1867 году здесь работали уже 15 таких заводов. После отмены в 1876 году акцизного налога на нефтепродукты стали возводится новые заводы и внедряться новые технологии, позволившие получать новые виды продуктов переработки.

Начиная с 70 годов XIX столетия в Баку произошел невиданный в то время экономический взлет.  После установления Советской власти в Азербайджане в 1920 году нефтяная промышленность была национализирована, и добыча нефти в 1921 году упала до 2,4 млн тонн.

Однако уже в 1924 году после командировки в США инженер Александр Серебровский в своем отчете руководству ВСНХ СССР указал: «Наше оборудование на бакинских промыслах сильно устарело и его надо заменить оборудованием американского типа, более простым, дешевым и гораздо более экономичным».

Вскоре в Баку прибыли первые образцы нефтепромыслового оборудования из США, включая станки-качалки. Они были досконально изучены и разобраны до последней детали. Затем на заводе имени лейтенанта Шмидта были изготовлены уже отечественные установки для насосной эксплуатации скважин. В их конструкцию были внесены изменения с учетом возможностей отечественного производства: все несущие конструкции и балансир изготовили из дерева. Привод станка осуществлялся от электромотора при помощи плоского ремня и открытой зубчатой передачи. Серийный выпуск станков-качалок «СК» и групповых приводов был налажен на машиностроительном заводе «Бакинский рабочий». В 1925 году в Баку для производства и ремонта насосного оборудования был построен специализированный завод им. Дзержинского.

Развитие нефтепромыслового оборудования позволило увеличить добычу нефти в разы. А в послевоенный период внимание советских нефтяников было обращено на использование в нефтедобыче установок погружных электроцентробежных насосов (УЭЦН). Летом 1949 года для изучения опыта применения погружных электроцентробежных установок в США отправилась группа советских инженеров. Выводы с этой командировки впечатлили министра нефтяной промышленности Николая Байбакова, и вскоре, под руководством Богданова, начало работу Особое конструкторское бюро по исследованию и внедрению глубинных бесштанговых насосов. 20 марта 1951 года первая отечественная УЭЦН была спущена для испытаний в скважину № 18/11 треста «Октябрьнефть» объединения «Грознефть». В последующие месяцы конструкцию установки доработали, и вскоре стартовало ее промышленное производство.

С 1952 года применение УЭЦН началось на нефтяных промыслах Башкирской и Татарской АССР, а также в Азербайджане и Казахстане. Уже тогда нефтяники отмечали, что, несмотря на сложность конструкции, обслуживание оборудованных ими скважин достаточно простое. Оказалось также, что УЭЦН с большим успехом работают в наклонных скважинах. В 1956 году доля нефти, добытой в стране с применением погружных установок, достигла 15%.

Звездный час сибирской нефти

50-60-е годы в России считаются рассветом нефтяной промышленности. С 1957 по 1966 год, с ростом спроса на бензин, было добыто и переработано нефти больше, чем за предыдущие сто лет.

В начале 1960-х годов были разведаны первые нефтяные запасы Западно-Сибирской провинции, главным из которых было открытое в 1965 году месторождение-супергигант Самотлор с извлекаемыми запасами около 14 млрд баррелей (2 млрд тонн).

Летом 1960 года, когда тюменские скважины дали первую промышленную нефть.

"... Открывают задвижки, и в подготовленную емкость - цистерну - с силой бьет черная струя. Прекрасная, зеленовато-коричневая, с золотистой пеной ароматическая жидкость. Разве могут сравниться для нефтяника с запахом нефти любые самые дорогие духи?! Нет, их запах в сравнении с нефтью - ничто. Берем на ладони, растираем, нюхаем. Хочется даже попробовать на вкус. Радость, большая радость. Ведь это первая сибирская нефть ...", - вспоминал о первой нефти почетный нефтяник Рауль-Юрий Эрвье.

Уже в мае 1964 года была открыта первая в истории Западной Сибири нефтяная навигация.

Темпы освоения месторождений в Тюменской области были в среднем в 2-3 раза выше, чем в Татарии и Башкирии. Высаживаясь в непроходимой тайге с вертолетов, первопроходцы почти всегда были первыми людьми, ступившими на эту землю.

Сегодня даже при всем многообразии современных методик поиска нефти, добывать ее становится все труднее. Истощение даже относительно новых западносибирских месторождений говорит о том, что эпоха легкой нефти заканчивается.

На смену титаническому труду нефтяников 60 годов, когда большую часть геологоразведочных и нефтепромысловых работ приходилось проделывать вручную непосредственно на местах, пришли современные технологии и цифровизация. Нефтяник больше не первопроходец, покоряющий тайгу и болота, подчиняющий себе Самотлор, он теперь не ставит перед собой планов по грандиозным объемам добычи углеводородов. Сегодняшний нефтяник борется за эффективную добычу и сокращение срока строительства скважин. Главными помощниками людям здесь выступают новейшие технологии бурения, инновации в сейсморазведке и способах добычи углеводородов.

Так, значимую роль в последнее десятилетие в добыче играют горизонтальное бурение и гидравлический разрыв пласта (ГРП). Обе технологии заимствованы на Западе, хотя подобные операции проводили еще в СССР. Резкий рост горизонтального бурения в РФ произошел в 2010-х, за 2013-2018 годах доля горизонтального бурения выросла с 21% до 48%.

Сегодня все чаще применяется различные методы ГРП. Ведутся операции высокоскоростных и многостадийных ГРП, отрабатывается технология повторного МГРП.

На передовую нефтяной промышленности выходят «умные» технологии. Бурение и эксплуатация многоствольных или сверхдлинных горизонтальных скважин было бы невозможно без высокотехнологичного оборудования и специализированного программного обеспечения, непрерывно собирающего и анализирующего данные.

Первые интеллектуальные скважины в России были построены во второй половине двухтысячных. На шельфах и в труднодоступных районах были запущены несколько «умных» месторождений, оснащенные мало- или безлюдными технологиями.

Внедрение «цифры» на нефтепромысел происходит во всем секторе. Высокую эффективность «цифровизация» показывает в геологоразведке и в переработке углеводородов. На охрану объектов нефтепромыслов выходят дроны и охранные спецсистемы, а весь сбыт продукции построен на электронных сервисах.

Эксперты уверены, что цифровизация увеличит эффективность производственных процессов, позволит гибче и быстрее реагировать на требования рынка, и, в конечном итоге, снизит издержки компаний.