Современные технологии добычи горючих сланцев (стр. 12 )

Рисунок 14 – Внутрипластовый процесс перегонки горючих сланцев, разработанный ком­панией "Оксидентл Ойл" [10]

Обозначения: 1 - воздух и закачиваемый обратно в пласт газ; 2 - газ; 3 - перекрывающая по­рода; 4 - выжженная зона; 5 - зона горения; 6 - дви­жение фронта горения; 7 - зона перегонки сланца и па­рообразования; 8 - зона кон­денсации пара; 9 - газы, нефть и вода (направление движения сред); 10 - нефть; 11 - целик

Рисунок 15 - Внутрипластовая перегонка, горючих сланцев, за­ключённых в карбонатных породах [20]

Обозначения: 1 - закачка пара; 2 - фронт процесса выщелачивания; 3 - рассол из скважины; 4 - закачка горячего газа; 5 - фронт ретортной перегонки; 6 - извлечение нефтепродуктов

Рисунок 16 - Принцип процесса ретортинга сланцев, заклю­ченных в карбонатных породах [20]

Обозначения: 1 - пар; 2 - удаление би­карбоната натрия выщелачи­ванием; 3 - соли натрия; 4 - горячий газ; 5 - ретор­тинг сланца; 6 – нефть и газ; 7 - углекислый натрий; 8 - подача раствора; 9 - глинозем и соли натрия; 10 - воздух; 11 - оконча­тельное сжигание (отходов)

Рисунок 17 - Способ перегонки "сланца с пропусканием элек­трического тока через цент­ральную часть столба обру­шения.

Обозначения: 1 - продуктивный пласт; 2 - столб обрушения; 3 - зона циркуляции; 4 - электроды; 5 - наклонная скважина; 6 - зарядная (в последующем эксплуатационная) скважина; 7 - кабели для подачи напря­жения на электроды

Промышленное освоение ресурсов углеводородного сырья
битуминозных пород и горючих сланцев является сложной научной и народнохозяйственной проблемой. Для ее решения необходимо привлечение усилий научных организаций Российской Академии Наук, научных, проектно-конструкторских и производственных организаций многих министерств страны, в частности, нефтяной, химической, нефтеперерабатывающей, угольной, приборостроительной, машиностроительной отраслей промышленности.

При планировании разработки проблемы следует исходить из жизненно-необходимой целесообразности привлечения ре­сурсов углеводородного сырья битуминозных пород и горю­чих сланцев в топливно-энергетический баланс страны (и ее отдельных экономических районов), а также из реальных технических и экономических возможностей страны по со­зданию условий разработки месторождений этих видов сырья.

Безусловно, необходимо учитывать и зарубежный опыт путем глубокого изучения геологических, технологических и экономических аспектов проблемы по фактическим материа­лам Канады, США и других стран.

Успешное решение проблемы потребует выполнения в бли­жайшие годы следующих основных работ в области геологии и разведки месторождений битумов в горючих сланцев на территории России:

- систематизируются накопленные сведения о размещении запасов битумов и горючих сланцев на территории России. При этом внимательно изучаются материалы поискового и разведочного бурения на нефть, газ и другие полезные ис­копаемые, при которых встречающиеся прослои и пласты битуминозных пород и горючих сланцев только фиксирова­лись в геологической документации, но детально не изуча­лись; в свете этого можно ожидать, что во многих нефтедобывающих, разведанных и разведываемых районах страны, особенно в восточных, азиатских ее регионах, таким путем будут выявлены новые, пока неизвестные или малоизвестные залежи битумов и горючих сланцев;

- классифицируются известные, и выявленные месторождения и запасы битумов и горючих сланцев по геологическим ус­ловиям формирования и залегания, методическим, техноло­гическим и сырьевым принципам разведки, разработки, про­изводства жидких углеводородов и возможного их использо­вания;

- изучаются условия формирования, закономерностей и пространственного размещения скоплений битумов и залежей горючих сланцев различного генетического типа и наиболь­шей перспективности;

- разработка научных основ прогнозирования и поисков крупных бассейнов и отдельных месторождений битумов и горючих сланцев в различных экономико-географических и горно-геологических условиях;

- создание методики подсчета промышленных и оценки прог­нозных запасов битумов и горючих сланцев в терригенных и карбонатных вмещающих породах, в том числе обоснование кондиционных параметров рентабельной их разработки;

- проведение подсчета промышленных и оценка геологиче­ских и прогнозных запасов битумов и горючих сланцев стра­ны (в ее отдельных экономических районах), в том числе извлекаемых из них жидких углеводородов;

- организация целенаправленных работ на поиски и разведку
месторождений битумов и горючих сланцев, особенно в азиатской части России с привлечением специализированных организаций Минприродресурсов, буровых и поисковых организаций нефтяной, газовой и угольной промышленности, цветной металлургии и других ведомств - в пределах их территориальной деятельности;

- создание детальных карт размещения промышленных, геологических и прогнозных запасов битумов и горючих сланцев на территории России с учетом глубин залегания и мощностей продуктивных горизонтов, типов вмещающих пород.

В области техники и технологии добычи и переработки битумов и горючих сланцев с целью глубокого изучения механизма, технических возмож­ностей и условий эффективного применения известных и применяемых методов добычи и извлечения нефти из битуми­нозных пород и горючих сланцев и воздействия на продук­тивные пласты необходимо:

- исследование технологических особенностей и условий эффективного применения открытых (карьерных), шахтных и внутрипластовых методов разработки месторождений битумов и горючих сланцев с учетом особенностей размещения их в терригенных и карбонатных вмещающих породах, создание научных основ систем этой разработки; выполнение комплексных теоретических, лабораторных и натурных исследо­ваний различных физических и химических методов извле­чения нефти, из этих пород;

- исследование новых направлений в добыче и извлечении битумов с использованием горной физико-химической техно­логии, микробиологии и др.;

- отбор технологического оборудования и аппаратуры для
производства указанных экспериментов, их проектирование и
изготовление, разработка предложений по приобретению импортного оборудования и аппаратуры;

- создание классификации битумов и горючих сланцев по их природным, химико-технологическим свойствам с учетом возможности их дальнейшей глубокой переработки и комп­лексного использования в народном хозяйстве; разработка оптимальных технологических схем переработки для произ­водства котельных и моторных топлив, масел, нефтехимиче­ского сырья, а также строительных и дорожных материалов.

В области экономики добычи и переработки битумов и горючих сланцев необходимо:

- разработка критериев экономической эффективности добычи и извлечения нефти из битуминозных пород и горючих сланцев при открытых (карьерных), шахтных и внутрипластовых способах разработки месторождений применительно к различным географо-экономическим условиям районов России;

- создание методики экономической оценки сырьевой ценности битумов и горючих сланцев в зависимости от их при­родных свойств;

- разработка критериев экономической эффективности ис­пользования и переработки битумов и горючих сланцев: во-первых, для производства котельных, моторных топлив, ма­сел, нефтехимического сырья строительных и дорожных ма­териалов; а во-вторых, для продуктивных горизонтов, содержащих повышенные концентрации серы, редких и радиоактив­ных элементов;

- целесообразное прогнозирование сроков и порядка ввода в
промышленную разработку месторождений битумов и горючих
сланцев в европейской части России Восточной Сибири и
других районах страны.

В области организации опытно-промышленных работ по до­быче и переработке ин сланцев необходимо:

- проведение крупных экспериментов по добыче и перера­ботке горючих сланцев в различных горно-геоло­гических условиях и по различным технологическим схемам с обеспечением высокого научно-технического уровня тех­нологических процессов воздействия на продуктивные пла­сты, добычи жидких углеводородов из горючих сланцев и переработки их в товарную продукцию при макси­мальной полноте и точности получения научно-технической информации;

- создание опорных баз опытно-промышленных работ по добыче нефти из горючих сланцев на основе крупных предприятий, территориально приближенных к участкам опытных работ, с решением вопросов планиро­вания и экономического стимулирования деятельности этих предприятий. Такими опорными базами, в первую очередь, являются Куйбышевская, Саратовская, Оренбургская, Ульяновская области и Башкирия;

- организация промышленной добычи и переработки сланцевой нефтей по оптимальным технологическим схемам.

Вопросы для самоконтроля

1.  Какие особенности характерны для технологии наземной переработки горючих сланцев?

2.  Какие недостатки характеры для наземной переработки горючих сланцев в отношении охраны окружающей среды?

3.  Какие особенности характерны для подземной перегонки горючих сланцев?

4.  Какие основные научно-технические задачи необходимо решить с целью ускорения процесса создания эффективных технологий добычи и переработки горючих сланцев?

5. Какие основные технико-экономические задачи необходимо решить с целью ускорения процесса создания эффективных технологий добычи и переработки природных битумов и горючих сланцев?

Заключение

В пособии рассмотрены вопросы, касающиеся перспективности освоения добычи горючих сланцев с целью компенсации снижения продуктивности нефтяных и газовых месторождений на территории Российской Федерации.

Дана информация по реологическим свойствам и компонентному составу жидких углеводородных фракций получаемых при переработки горючих сланцев по наземным и подземным технологиям.

Показано, что имеющиеся запасы горючих сланцев на территории Российской Федерации в течении некоторого времени могут с успехом покрыть дефицит углеводородного сырья обуловленный истощением запасов нефти и газа на действующих месторождениях страны.

Другим немаловажным достоинством технологии добычи и переработки горючих сланцев является ее высокая наукоемкость, которая может обеспечить успешную разработку новых, инновационных решений существенно повышающих ее технико-экономическую эффективность.

Список литературы

1. Веселовский природа горючих ис­копаемых. Изд-во АН СССР, 1955.

2. Гинзбург вещество петрографиче­ских типов горючих сланцев (на примере некоторых место­рождений СССР). - Литол. и полезные ископ., 1969, № 4, с. 39-50.

3. Платонов к познанию геохимии горючих сланцев. - В кн.: Геология и геохимия. Л. Гостоптехиздат, сб. 2,- 1958, с. 332-339.

4. Котлуков месторождения угля и го­рючих сланцев СССР, т. П. Горючие сланцы СССР. M., Недра, 1968,

5. Страхов теории литогенеза. Законов мерности состава и размещения гумидных отложений. Т. II.

6. , Котлуков горючих сланцев. Таллин, Валуе, 1973.

7. Мартос достижения и перспективы разработки нефтеносных сланцев и битуминозных песчаников. М., ВНИИОЭНГ, 1976.

8. Leach High J, Analysis of methods for underground mining of oil shale. Mining Congr. J., 1975, 61, N 5, pp. 33-34, 39-42.

9. Johns Robert W. Method for mining oil shales, tar sands and other minerals, 1975.

10. Bond H. E. Oil shale - the dawn of a new U. S. energy Industry. Panel discussion 22(3), Synthetic Liquid Fuels, Prep, of the Proceed, of the World Congress, 1975, pp. 6-10.

11. Jim West. Drive finally building in U. S. to develop oil shale. Oil and Gas J., 1974, v. 72, N8, pp. 15-19.

perior speus оut oil-snale process. - Oil and Gas J., 1974,
v. 72, N 18, pp. 98, 99.

13. руни, Десно Васконкселос, адула. Разработка горючих сланцев в Брази­лии. - В кн.: Достижения в добыче и переработке нефтяных, сланцев, битуминозных песков, тяжелых нефтей и угля. М., ИЛ, 1971

14. Petrociх: a Brazilian ans wer to oil shale technology. — Eng. and Mining J., 1975, v. 176, N 11, pp. 158-162.

15. Спрагинс по переработке битуминозных песков. - В кн.: Достижения в добыче и переработке нефтя­ных сланцев, битуминозных песков, тяжелых нефтей и угля. М., ИЛ, 1971.

16. Burwell E. L., Stemer Т. Е., Carpenter H. C Shale oil recovery
by in situ retorting - a pilot study. J. Petroleum Technology, 1970,
v. XII, N12, pp. 1520-1524.

17. Glen L. Cook. Oil shale - an impending energy sourse. – J. of Petroleum Technology, 1972, XI, v.24; N11, pp. 1325-1330.

18. "Oil and Gas J. ", 1974, v. 72, N 6, p. 20.

19. Persons Hoger C. An improved blind borehole back-reaming me­thod. [Continental Oil Co.]. 1974.

20. Tham Min Jack, Ciosmann Philip J. Solvent/non-solvent pyroly-sis of subterranean oil shale. [Shell Oil Co.], 1975.

21. Closmann Philip J. Heating through fractures to expand a shale oil pyrolyzing cavern. [Shell Oil Co.], 1975.

22. Janssen Albert Т., Narayan Koilosh. In situ retorting sistem. [Atlantic Richfiels Co.], 1975,

23. Button Robert S. III, French Gordon B. Oil shale retort flue gas
cooling and cleaning. [Occidental Petroleum Corp.], 1975. :

24. Alberta's oil sands regain momentum but face technical and po­litical problems.- Oilweek, 1975, v. 26, N1, p. 24.

Технический редактор

Набор и компьютерная верстка текста

Оформление и дизайн издания