Краткая история бурения нефтяных и газовых скважин. Полезная информация Документы и оборудование: основные требования
Каждая страна пытается всячески подчеркнуть свой вклад в общемировую копилку знаний. Так как многие решения «купить» принимаются на эмоциональном уровне, вклад в мировую науку и инженерное дело - вопрос не сколько престижа отдельных специалистов, сколько поддержания стоимости бренда страны в целом.
Поэтому и борьба за первенство в нефтегазовой отрасли идет не только за текущую рыночную долю или будущую добычу, но и за прошлые изобретения. Есть сотни примеров, когда одни и те же уравнения или подходы называются по-разному в разных языках. Кто же был первым? И насколько это вообще важно?
Первая нефтяная скважина
Нефть добывалась с незапамятных времен с поверхности в местах естественного просачивания. Известны упоминания о добыче нефти из построенных колодцев глубиной до 50 метров (в районе Баку с 1594 года).
Считается, что первую промышленную эксплуатационную скважину построил в 1858 году Эдвин Дрейк. После выхода на пенсию железнодорожник Дрейк мог путешествовать по стране бесплатно. Это и случайная встреча в отеле дало Дрейку работу геологоразведчика, оклад в $1000 в год и несколько акций компании Seneca Oil.
Строительство глубоких скважин в Пенсильвании до Дрейка считалось неразрешимой задачей из-за быстрого обрушения грунта. Промышленными новациями Дрейка стало применение парового двигателя вместо ручного привода и обсаживание ствола скважины наращиваемой чугунной трубой в процессе углубления ствола. Именно так 2500 лет назад китайцы бурили скважины глубиной до 500 метров для добычи рассола. Как повествуют китайские летописи, иногда в обсаженной бамбуком скважину прорывался горючий газ или нефть. Неудивительно, что единственным буровиком, согласившимся на авантюру Дрейка, был Вильям Смит - специалист по бурению скважин на соль.
Штанговый насос на эксплуатационной скважине. Насос приводится в движение паровой машине, которая топится дровами. Tarr Farm, Долина Нефтяной ручей (Oil Creek Valley), Пенсильвания, 1868. Фотография из музея Скважины Дрейка.
Между тем первая разведочная скважина, находится рядом с г.Баку. Она была построена под руководством инженера Василия Семенова, на ту же глубину - 21 метр. Из докладной записки наместника на Кавказе князя Воронцова от 14 июля 1848 г.: «… Директор Бакинских и Ширванских минеральных промыслов доносил, что пробурена на Биби-Эйбате буровая скважина, в которой найдена нефть».
Паровую же машину для бурения в России впервые применили лишь в 1859 году близ г. Подольска. Первая эксплуатационная скважина была построена в России на Кубани в 1864 году. Отставание в применении механизированного бурения определило и последующее отставание в применении других технологий добычи нефти. В них до поры просто не видели необходимости.
Пласт на разрыв
Ранние технологии бурения приводили к загрязнению призабойной зоны фильтратом бурового раствора на несколько метров вглубь пласта. Кроме того, скважины, пробуренные ударно канатным способом, не полностью вскрывали весь пласт, т.к. иначе обсадная колонна Дрейка перекрывала бы продуктивную зону. Дебит скважины из-за этого мог быть в десятки раз ниже возможного.
В 1865 году отставной полковник Э. Робертс получает патент № 59,936 на «торпедирование» призабойной зоны скважины. Услуга стоимостью $100-200 и роялти в 1/15 будущей добычи была столь популярна, что на рынке появилось множество шабашников («moonlighters»), нарушающих патент и технологию обращения с оружейным порохом и нитроглицерином. Робертсу пришлось нанимать детективов агентства Пинкертона и потратить в общей сложности $250 000 на судебные издержки, организовав крупнейшую в истории США защиту патента. Метод прекратил применяться лишь 5 мая 1990 года когда закончились складские запасы снятого с производства нитроглицерина.
Следующей технологией стало перфорирование обсадной трубы с помощью многозарядного перфоратора, что позволило спускать обсадную колонну ниже продуктивной зоны и вскрывать при этом весь пласт. C 1930 по 1956 год Ira McCullough получает множество патентов на перфораторы. Однако пласт перфорируется недостаточно глубоко, и добыча остается в несколько раз ниже потенциальной.
Для решения этой проблемы в 1947 году Floyd Farris и Joseph B. Clark (Stanolind Oil and Gas Corporation) нанимают компанию Halliburton для создания в пласте искусственной трещины – гидроразрыва пласта (ГРП), проходящей сквозь повреждение и заполненной более проводящим расклинивающим материалом - пропантом. Для этого нужно было поднять давление жидкости на забое выше горного давления и держать трещину открытой несколько часов, пока пропант закачиваемый с жидкостью займет свое место и насосы можно будет выключать.
Полевой эксперимент по гидроразрыву был проведен в 1947 году на газовом месторождении в Канзасе. Выкладки по газовому месторождению Hugoton, Канзас (глубины 730 метров) показывали необходимое давление 50-100 атм на устье (130-180 атм на забое) и объемы закачки несколько кубометров геля на базе дизельного топлива, смешанного с речным песком. Процесс был запатентован нефтяной компаний и тут же переуступлен по лицензии Halliburton. Первая промышленная операция 17 марта 1949 года в 12 милях от г. Данкэн, штат Оклахома. В тот же день вторая операция была проведена в соседнем Техасе.
К 1980 году на 500 000 скважин США было проведено более 150 000 операций ГРП. Повторные ГРП были проведены на 35% из них. Первая операция по созданию трещины третий раз в той же скважине (tri-frac) проведено в 1955 году. Максимальное количество операций ГРП было отмечено в 1955 г. - примерно 54 000 ГРП в год.
В СССР ГРП начали применять с 1952 г. Задолго до изобретения современных компьютеров, в 1955 году советские ученые Христианович и Желтов разработали первую двухмерную модель - KGD (Kristianovitch-Geertsma-de Klerk). В 1961 вторую 2D модель - PKN разработали Perkins и Kern, с модификаций Nordgren (1971). По прошествии полувека на рынке конкурируют десятки программ для псевдо-3D дизайна и оптимизации ГРП на базе модели PKN, подавляющее большинство создается и дорабатывается в США и Канаде. Более точное, полностью трехмерное одновременное моделирование геомеханики, гидравлики и процесса переноса требует вычислений длиной в несколько месяцев и не используется на практике.
Основной вектор развития моделей – более точный и быстрый прогноз многостадийных операций на нескольких горизонтальных скважинах одновременно (zip fracs). Также интересно описание интерференции трещин (stress shadowing) и транспорт пропанта, а также комбинирования вспомогательных технологий, включая закачку трассёров, использование оптоволокна, и микросейсмический мониторинг. В более далекой перспективе – потребуется переизобрести ранее протестированное использование пен на базе CO2 и азота.
Пик применения ГРП в СССР пришелся на 1959 г. С начала 1970-х и до конца 1980-х ГРП в СССР практически не проводилось, в связи с вводом в разработку крупных нефтяных месторождений Западной Сибири. Возрождение практики применения ГРП в России началось уже после падения цены на нефть, в конце 1980-х. За 1988-1995 гг. в Западной Сибири было произведено более 1,6 тыс. операций ГРП.
Во процессе раздела НК ЮКОС и передачи его активов НК Роснефть, ряд высокопоставленных чиновников называл ГРП «варварским» и «хищническим» методом добычи, что, однако, не помешало увеличить количество и тоннаж операций на тех же месторождениях в России с 5 000 в 2006 году до примерно 15 000 в 2016 году.
Из опыта разработки месторождений США в России может быть потенциал реперфорации и повторных ГРП, как это практикуется через 5-10 лет после первичной стимуляции скважины. За счет геомеханического моделирования возможно предсказать насколько новая трещина отклонится от старой, а гидродинамическая модель покажет зоны, которые необходимо доохватить заводнением. И если крылья новой трещины подцепят слабодренированные пропластки, резко сократится обводненность и содержание газа в добываемой жидкости. Это будет сигналом, что повторная операция не только увеличила темп отбора, но и извлекаемые запасы этого участка месторождения. Стоит ли говорить, что «варварский метод», без которого редко обходится новая скважина в России, уже привел к перевороту рынка, обрушению цены и началу экспорта американской нефти. С учетом высокой обводненности и низкого дебита по нефти в скважинах, пробуренных в 2012 году и ранее, технические риски большинства повторных ГРП невысоки – терять особо нечего.
Наращивая объемы
Благодаря тому, что нефть часто легче воды, давление в пласте способно доставить нефть на поверхность фонтаном. Но при этом дебит нефти получается в пять раз ниже максимально возможного, и энергии пласта хватает ненадолго. Для традиционных коллекторов – несколько месяцев, для сланцевых месторождений – до нескольких лет.
И опять промышленным новатором выступил Дрейк, взяв с кухни ручную помпу. Создав с поверхности разряжение в одну атмосферу, он увеличил добычу с 10 до 25 баррелей в день, оставив весь городок Titusville без оборотных бочек под виски. Этот пример хорошо показывает опасность сравнения только данных по дебиту. Без данных по давлению – финансовые аналитики могут легко ошибиться в несколько раз, сравнивая фонтанирующую через штуцер скважину со скважиной, работающей в пустой забой (AOF).
Насос на поверхности может создать разряжение и прибавить атмосферное давление к энергии самого пласта. Создать же большее разряжение можно насосом в скважине, но как привести его в движение? Первое решение – механическая передача с поверхности, но тогда нужна длинная штанга, ход которой и ограничит максимальный дебит. В 1865 году, только когда перестали фонтанировать скважины из первой волны промышленного бурения, американцы начали массовое использование погружных плунжерных насосов, с поршнем, приводимым в действие двигателем с поверхности через балансир от бурового станка и деревянную штангу (см. рисунок 1). В России новация нашла свой рынок только в 1874 году.
А что если скважины становятся все глубже и глубже и требуется создать давление в несколько сотен атмосфер? И буровики научились бурить наклонные скважины под нужным углом?
Тогда разумно поместить и насос, и двигатель в саму скважину. Для этого требуется сверхмалый размер устройства и большая мощность на единицу объема. Электрический двигатель был единственным на тот момент вариантом. В 1911 году Армаис Арутюнов открывает в Екатеринославле свою компанию и создает высокооборотный компактный электрический мотор, который может работать полностью погруженным в воду. А в 1916 году, доводит до ума работающую на одном валу пару: мотор и центробежный насос. При этом мощный мотор располагается ниже насоса и охлаждается набегающим потоком жидкости.
В 1919 году Арутюнов эмигрируют сначала в Берлин, затем, в 1923 году в Лос-Анджелес, где пытался убедить внедрить свою разработку. Везде следовал отказ был со словами, что устройство противоречит известным законам электричества. Примечательно, что за 50 лет до этого в Австрии профессор Грацкого университета Яков Пешль прочитал лекцию о неосуществимости использования переменного тока в электродвигателях одному из своих студентов. Студента звали Никола Тесла, а имя профессора Пешля навсегда останется в истории инженерного дела.
В 1928 году Арутюнов переезжает в Оклахому и с партнером Frank Phillips (директор Phillips Petroleum Co.) открывает свою компанию. В 1930 компания была переименована в REDA pump Co. (от Russian Electrical Dynamo of Arutunoff). В ней нашли работу сотни уволенных в Великую депрессию американских рабочих. К концу 30х годов REDA имела более 90 патентов, а Арутюнов ни в чем себе не отказывал до конца жизни. Его портрет висит в Зале Славы штата Оклахома.
Марка электроцентробежных насосов (ЭЦН) REDA была единственной на рынке США до 1957 года, и спустя столетие после создания прототипа все еще входит в продуктовую линейку Schlumberger. Примечательно то, что месторождение North Burbank Unit, на котором разбогател Frank Phillips, до сих пор дает нефть при помощи закачки CO2 (см. статью НГВ «Парниковый эффект в добыче нефти» в номере #13/14 за 2017 г.) и напора, создаваемого ЭЦН REDA.
Первый ЭЦН в СССР был спущен в 1943 г., когда из США по ленд-лизу были получены 53 насоса REDA. Отечественный аналог спущен 20 марта 1951 г. в скважину № 18/11 Грознефти. Западносибирскую провинцию стали осваивать гораздо позже месторождений Оклахомы и Техаса, поэтому дебиты остаются выше, чем на в США и требуют мощных насосов. До сих пор в России больше 80% нефти добываются ЭЦН. Ими оснащено более 80 000 скважин.
Сланцевая революция резко повысила дебиты скважин США, а дешевая нефть резко снизила зарплаты в России, так что для производителей ЭЦН России: Борец (ООО «Лысьванефтемаш»), Новомет (одноименная компания, г. Пермь), Алмаз (г. Радужный, ХМАО) и Алнас (ГК Римера – часть Холдинга ЧТПЗ) открывается уникальное окно возможностей. Но только если они смогут конкурировать шириной диапазона дебита при высоком газовом факторе с REDA (Schlumberger) и Centrilift (Baker Hughes), и ценой с китайскими производителями. Одним из барьеров входа будет, как не странно, отсутствие опыта работы по установке и обслуживанию ЭЦН у американцев. Для них эра массового применения ЭЦН закончилась в 1970х годах, но начинается снова, причем в тех же самых районах нефтедобычи, что и полвека назад.
Новые технологии и пилотные образцы часто появляются за пределами США, но удивительно системно штаты становятся местом их массового применения, доработки и превращения в массовый экспортных продукт. Изобретатели-счастливчики возможно и делает один уникальный прорыв, но истинные перевороты в индустрии делают люди, систематически перепробовавшие сотни и тысячи подходов и нашедшие верную комбинацию известных ранее технологий. Поэтому не сильно важно где технология родилась, важно кто первым догадался скрестить ее с несколькими уже известными и довести продукт для массового использования.
Американцы связывают рождение нефтяной индустрии с Дрейком не потому, что он был выдающимся изобретателем или хотя бы успешным бизнесменом. У него не было деловой хватки и метод бурения остался незапатентованным. Проигравшись на бирже в 1863 году, он был вынужден в старости жить на специальную пенсию штата $1,500/год (немыслимая по тем временам щедрость), в полтора раза выше своего стартового оклада от Seneca Oil.
Дрейк стал известен потому, что пошел против мнения специалистов по бурению водяных скважин, проскакал 90 миль в поисках буровика-соледобытчика, который возьмется за безумный заказ. Кроме того, он совместил известный способ бурения с известной технологией откачки воды. Добыча увеличилась в разы и стала коммерческой.
Пользователю необходимо проводить оптимизацию для десятка сценариев, а не биться с неудобным в каждодневной работе инструментом и гадать над непонятными параметрами и исходными данными. Альтернатива новым методам есть – это старый добрый принцип, известный на всех языках - «мы всегда так делали». Поэтому чтобы не отстать, стоит работать на будущее, а не цепляться за великое прошлое.
Владимир Хомутко
Время на чтение: 4 минуты
А А
Когда была найдена первая нефтяная скважина?
Всем известно, что нефть добывают при помощи пробуренных в земле скважин. А когда появилась первая такая скважина и кто её пробурил? Ответ на этот и другие интересные вопросы, касающиеся нефтяного бурения, мы и рассмотрим в этой статье.
Стоит сказать. что первые упоминания о попытках поискового бурения (не путать с промысловым) относятся еще к тридцатым годам девятнадцатого века. По дошедшим до нас описаниям очевидца тех лет, на Тамани, перед тем, как рыть нефтяные колодцы, предварительно разведывали недра так называемым «буравом».
Иными словами, чтобы определить наилучшее место для рытья колодца, из которого в то время производилась добыча нефти, сначала бурили землю. Так что это можно назвать первыми поисковыми скважинами, однако промышленными их назвать нельзя. Да скважинами они, по сути, не были.
В декабре 1844 года В.Н. Семенов, который был членом Совета Главного Управления Закавказского края, отправил вышестоящему начальству рапорт, в котором обосновал необходимость углубления посредством бура нескольких существующих нефтяных колодцев, а также необходимость проведения разведки новых нефтеносных слоев с помощью бурения на местности, лежавшей между байбайтскими, балаханскими и кабристанскими колодцами. Эту идею, по признанию самого Семенова, ему посказал управлявший в те времена ширванскими и бакинскими промыслами русский горный инженер Воскобойников Н.И.
Приняв рапорт во внимание, министерство финансов России в 1846-ом году приказало выделить необходимые средства для проведения буровых работ, о результатах которых в 1848-ом году в своей докладной записке доложил наместник на Кавказе граф Воронцова. Суть доклада сводилась к тому, что на Биби-Эйбате была пробурена скважина, из которой стали получать нефть. Это и была самая первая промышленная нефтяная скважина! Биби-Эйбатское месторождение находится близ города Баку в Азербайджане. Оно географически находится на Апшеронском полуострове.
Глубина первой разведочной скважины, которую пробурили годом ранее (в 1847-ом) составляла 21 метр. Первая нефть была получена ударным способом, с использованием деревянных штанг, и было это 14 июля 1848-го года. 1847-ой считается годом открытия Биби-Эйбатского месторождения.
Незадолго до этого момента, в 1846-ом году, французским инженером Фовелем был предложен способ, позволяющий непрерывно очищать скважину с помощью промывки. Суть предложенной методики заключалась в закачивании насосами с земной поверхности в скважину через полые трубы воды, которая и выносила на поверхность кусочки горных пород. Это выдающееся изобретение быстро получило широкое признание, поскольку не требовало остановки самого бурения.
Первые нефтяные скважины, пробуренные в других странах
На территории Соединенных Штатов Америки первая нефтяная скважина была пробурена в 1859-ом году вблизи города Тайтесвилла, расположенного в штате Пенсильвания. Это сделал Э. Дрейк по заданию компании «Сенека ойл».
За два месяца непрерывной работы рабочие под его руководством сумели пробурить скважину, глубина которой составила 22 метра, и она стала давать нефть. До последнего времени считалось, что именно скважина Дрейка – первая в мире, однако найденные исторические документы, о которых мы говорили выше, дали возможность восстановить историческую справедливость.
Датой рождения своей нефтяной промышленности во многих странах мира считается бурением первой добывающей промышленной скважины. К примеру, в Румынии это событие произошло в 1857-ом году, на территории Канады – в 1858-ом, а в Венесуэле – в 1863-ем.
На территории нашей страны первое успешное нефтяное бурение осуществили рабочие, под руководством полковника Новосильцева А.Н. Случилось это в 1864-ом году на берегу реки Кудако (Кубанский край).
Именно с 1964 года и ведет свой отсчет российская нефтяная промышленность.
Со временем число нефтедобывающих выработок на промыслах стало стремительно расти. В конце девятнадцатого столетия стало буриться огромное число новых выработок.
Например, в Баку этот рост шел так:
- 1873 год – 17-ть штук;
- 1885-ый – уже 165;
- 1890-ый – 356;
- 1895-ый – 604;
- 1901-ый – 1740!
Одновременно росла и глубина бурения. Если в 1872-ом году максимальное бурение производилось до глубины 55 – 65 метров, то в 1883-ем это показатель достиг отметки 105-ти – 125-ти метров, а в конце девятнадцатого столетия максимальные глубины уже доходили до 425-ти – 530-ти м.
В конце восьмидесятых годов девятнадцатого века в окрестностях Нового Орлеана (американский город, расположенный в штате Луизиана) впервые применили вращательное бурение с одновременной промывкой ствола с помощью глинистого раствора.
В нашей стране такое бурение впервые использовали в 1902-ом году возле города Грозный. Нефть была найдена на глубине 345-ти метров.
Изначально вращательное бурение проводили с помощью вращения долота с поверхности вместе со всей бурильной трубной колонной. Однако, чем глубже становились выработки, тем тяжелее становилась такая колонна, и вращать её было невозможно.
В связи с этим, уже в конце девятнадцатого века стали появляться первые предложения, касающиеся создания забойных двигателей. Эти двигатели предполагалось размещать в нижней части бурильной колонны сразу над долотом. Однако, большая часть этих предложений так и остались на бумаге.
Первый в мире турбобур изобрел в 1922-ом году советский инженер Капелюшников М.А. Он представлял собой гидравлическую одноступенчатую турбину, оборудованную планетарным редуктором. Вращение турбины осуществлялось с помощью промывочной жидкости. В дальнейшем турбобур был усовершенствован группой ученых, которыми руководил Шумилов П.П.. Турбобур, который они предложили в 1939-лм году, уже был многоступенчатой турбиной без применения редуктора.
Первый электробур запатентовали в России еще в 1899-ом году. Его конструкция представляла собой подвешенный на канате электродвигатель, который соединялся с долотом. Современный электробур разработали в 1938-ом году советские инженеры Островский А.П. и Александров Н.В., а спустя два года им уже пробурили первую скважину.
Однако, нефтяное бурение проводилось не только на суше, но и под водой.
Первые морские нефтяные колодцы соорудил бакинский купец Касымбек еще в 1803-ем году. Она находились в 18-ти и 30-ти метрах от берега близ села села Биби-Эйбат. От попадания внутрь воды их защищали срубы, которые были изготовлены из плотно подогнанных друг к другу досок.
Автор Айдын задал вопрос в разделе Производственные предприятия
Где и когда была пробурена первая в мире нефтяная скважина? и получил лучший ответ
Ответ от Пользователь удален[гуру]
Биби-Айбайское месторождение вблизи Баку 1846 г.
Ответ от Margo Margo
[гуру]
первая в мире нефтяная скважина была пробурена на берегу Каспийского моря в районе Биои-Эйбата в 1846 году.
Ответ от Женечка Сартина
[гуру]
Люди добывали нефть с глубокой древности. Но принято считать рождением отрасли, стартом промышленной добычи факт бурения первой в мире скважины. Общепринята дата - 27.08.1859. Американцем Эдвином Дрейком в тот день была получена нефть из якобы первой в США нефтяной скважины. Однако был другой американец, который опередил Дрейка.
Впервые промышленную американскую нефть (5 т в сутки) из буровой скважины глуб. 15 м получил инженер Уильямс в 1857 в Эннискиллене. Но и он не был первым.
Первое в мире бурение на нефть с положительным результатом проведено в Российской империи. В 1846 в Баку на Биби-Эйбате пробурена скважина глубиной 21 м для разведки нефти. В докладной записке от 14 июля 1848 наместник на Кавказе князь М. С. Воронцов писал: «Я разрешил провести новые разведки на нефть в Бакинском уезде на берегу Каспийского моря в урочище Бей-Бат посредством земляных буров. Директор Бакинских и Ширванских минеральных промыслов доносил, что пробурена на Биби-Эйбате буровая скважина, в которой найдена нефть». Предложение провести буровые работы в развитие идеи горного инженера Н. И. Воскобойникова было сделано членом Главного управления Закавказским краем ст. советником В. Н. Семеновым. Приоритет России неоспорим.
Можно говорить, что именно с открытием в 1859 большого артезианского источника в Веньнано /Пенсильвания/ начался коммерческий нефтяной промысел в современном понимании этого процесса. Но при этом не надо забывать, что до 1860-х Россия давала половину мировой нефти. Одно то, что в России по “советам” иностранных специалистов (Абих, Баерн, Траутшольд) официально запретили бурение нефтяных скважин вплоть до 1869 (”доброжелатели” убедили власти в непригодности и бесперспективности бурения для добычи нефти) , говорит о многом. Запрет не помешал в 1866 А. Н. Новосильцеву пробурить скважину № 1 и получить из нее первый российский нефтяной фонтан.
И все-таки самой первой в мире была пробурена российская скважина на Биби-Эйбате в 1846.
Ответ от Котик Мррр
[новичек]
Первая в мире скважина была пробурена в Азербайджане в Каспийском море Биби-Эйбат.
В Бакинском регионе находилось много больших месторождений с относительнолегко извлекаемыми запасами, но транспортировка нефти до рынков сбыта былаитрудной и дорогой. Братья Нобель и семейство Ротшильдов сыграли ключевую роль в развитии нефтяной промышленности в Баку, бывшего в то время частью Российской империи. Промышленность стремительно развивалась, и на рубеже веков на долю России приходилось более 30% мировой нефтедобычи. Компания Шелл Транспорт и Трейдинг, которая позже стала частью Роял Датч/Шелл, начала свой бизнес с перевозок нефти, добываемой Ротшильдами, в Западную Европу. Во второй половине девятнадцатого века нефтяные месторождения стали находить и в других частях страны.
В России первые скважины были пробурены на Кубани в 1864 г. и в 1866 г. одна из них дала нефтяной фонтан с дебитом более 190 т в сутки. Тогда добыча нефти велась в основном монополиями, зависевшими от иностранного капитала. В начале 20 века Россия занимала первое место по добычи нефти. В
1901-1913 г.г. страна добывала приблизительно 11 млн. тонн нефти. Сильный спад произошел во время Гражданской войны. К 1928 году добыча нефти была снова доведена до 11,6 млн. тонн. В первые годы советской власти основными районами нефтедобычи были Бакинский и Северного Кавказа (Грозный, Майкоп).
Добыча нефти посредством скважин начала широко применяться с 60-х г. 19 века. Вначале наряду с открытыми фонтанами и сбором нефти в вырытые рядом со скважинами земляные амбары добыча нефти осуществлялась также с помощью цилиндрических ведер с клапаном в днище. Из механизированных способов эксплуатации впервые в 1865 в США была внедрена глубоконасосная эксплуатация, которую в 1874 г применили на нефтепромыслах в Грузии, в 1876 в Баку.
В 1886 г В.Г. Шухов предложил компрессорную добычу нефти, которая былиспытана в Баку в 1897г.
Более совершенный способ подъема нефти из скважины - газлифт - предложил в 1914 г М.М. Тихвинский.
Нефть искали везде, где она была однажды замечена: на реке Терек на Северном Кавказе, на реке Ухте в Пустоозерском уезде. По заданию Петра I были организованы разведки нефти на севере - в бассейне рек Печоры и Ухты. Больше всего нефтяные источники простирались на Бакинской земле. К 1730 году в Баку были уже сооружены нефтяные промыслы, которые давали по тем временам много нефти. Служивший на Кавказе майор артиллерии И. Гербер описал Бакинские нефтяные промыслы, рассказал о применении добываемой нефти. «Нефть черпаетца из колодезей, которые имеютца полдни езды от Баки в каменистом месте, из которых некоторые колодеза черного и некоторые белаго нефту выбивают: сия нефть развозитца во многих персицких провинциях, где сбыватели окою вместо свечей и масла в лампадах употребляют… У нефтяных колодцев в близости имеется место, где непрестанно земля горит… жгут в оном огне много извести. Работники… в своих избах выроют ямку глубиною полфута, во оную ямку поставят тросник, потом зажженной огонь над верхном конце тросника держат, отчего от земли идущий нефтяной дух зажетца и горит как свеча… и сим оне всех своих изб освещают».
Драгоценная жидкость была предметом весьма оживленной торговли с Персией, через русских купцов вывозилась в Западную Европу. Использовалась нефть и как лечебное средство. Первыми потребителями были пастухи. Они лечили овец и верблюдов от чесотки, смазывая больные места нефтью, собранной в местах ее естественного выхода на поверхность земли. Использовали также в качестве смазки трущихся предметов.
В 1735 г. доктор Н. Лерхе в своем отчете о поездке на Апшеронский полуостров пишет: «… в Балаханы было 52 нефтяных кладезя глубиной в 20 саженей, из коих некоторые сильно бьют и ежегодно доставляют 500 батманов нефти…» (1 батман 8,5 кг).
Академик С.Г. Гмелин изучал в Баку методы сооружения нефтяных колодцев, впервые высказал идею о возможности бурения на газ и использования его как топлива. Описывая колодцы, он отмечает, что глубина нефтяных колодцев в Балаханах в ту пору достигала 40-50 м, а диаметр или сторона квадрата сечения колодца 0,7-1,0 м.
В 1803 г. Бакинский купец Касымбек соорудил два нефтяных колодца в море на расстоянии 18 и 30 м от берега Биби-Эйбата. Колодцы были защищены от воды срубом из плотно сколоченных досок. Нефть добывали из них много лет. В 1825 г. во время шторма колодцы были разбиты и затоплены.
К моменту присоединения Бакинского ханства к России в 1806 г. в районе Баку насчитывалось около 120 колодцев, из которых ежегодно добывали около 200 тыс. пудов нефти.
В 1871 г. началось бурение скважины в районе Баку. В Балаханах на участке А. Мирзоева было завершено бурение скважины ручным ударным способом при помощи деревянных штанг глубиной 64м. Эта скважина явилась начальной вехой развития нефтяной промышленности Апшеронского полуострова.
Во время пробного тартания произошел выброс газа и воды. Внезапное выделение газов, подземный гул, столб песка и воды, вставший над скважиной, были приписаны действию нечистой силы. По приказу бурового мастера скважину быстро забросали камнями и песком, водрузили поблизости крест. В этом году начинает эксплуатироваться первая продуктивная нефтяная скважина глубиной 45 м. Ее дебит составил около 2000 пудов в сутки (колодцы давали в сотни раз меньше нефти, чем скважины) 1872 год явился годом полного прекращения строительства нефтяных колодцев в Бакинском районе и перехода на бурение нефтяных скважин.
1 января 1834 г. директором Бакинских и Ширванских казенных нефтяных и соляных промыслов был назначен майор Корпуса горных инженеров Николай Иванович Воскобойников (1803–после 1846). За время работы Н.И. Воскобойников ввел на промыслах много различных усовершенствований: предложил для добычи нефти вместо колодцев большого диаметра рыть шахты, снабженные специальной системой вентиляции; разработал конструкцию «холщового вентилятора» и «дыхательного снаряда», которые применялись при очистке нефтяных колодцев; осуществил перестройку по собственному проекту системы хранения и отпуска нефти в Баку и Балаханах; представил в местное горное ведомство проект добычи нефти с помощью поршневого насоса. По проекту и чертежам Н.И. Воскобойникова к осени 1837 г. в Балаханах был построен первый на Кавказе и в Закавказье нефтеперегонный завод. Здесь были использованы перегонные кубы из кровельного железа прямоугольного сечения, в которых нефть перегонялась вместе с водой (точнее с водяным паром), что позволило Воскобойникову значительно сократить потери. Из легкой сураханской нефти получалось до 83,9% дистиллята, а из тяжелой балахнинской – 10%. Впервые в истории нефтепереработки Н.И. Воскобойников для нагрева нефти в кубах использовал природный газ, сжигая его в вертикальных трубах-горелках. Обстоятельства сложились так, что нефтеперерабатывающий завод Воскобойникова действовал всего 9 месяцев, однако некоторые найденные им технические решения оказали существенное влияние на последующее развитие нефтеперегонного производства в России.
В 1844 г. Воскобойников направил в Главное управление Закавказским краем свой проект «об углублении посредством бура некоторых колодцев… и проведении вновь разведки на нефть посредством бура…». Оттуда, при поддержке члена управления Ф.А. Семенова, документ поступил непосредственно министру финансов Е.Ф. Канкрину. По его распоряжению из казны было выделено 1000 рублей серебром и в январе 1846 г. на Биби-Эйбате Н.И. Воскобойниковым были начаты буровые работы. После внезапного ухода майора Воскобойникова в отставку бурение было продолжено под руководством горного инженера Алексеева. В двух пробуренных скважинах была обнаружена нефть и, хотя приток ее был невелик, важно то, что впервые в мире в 1846 г. было осуществлено бурение на нефть с положительным результатом. Это произошло на 15 лет раньше того, как в 1859 г. Эдвин Дрейк из скважины, пробуренной в штате Пенсильвания, получил первую американскую нефть. А именно эта дата долгое время считалась днем рождения нефтяной промышленности как самостоятельной отрасли.
Известный российский ученый академик И.М. Губкин (1871–1939)писал, что колыбелью нефтяной промышленности России является долина реки Кудако. Именно здесь, в феврале 1866 г. из скважины, пробуренной отставным полковником лейб-гвардии Кирасирского полка А.Н. Новосильцевым (1816–1878), забил первый в истории России нефтяной фонтан.
Нефтяные источники на Таманском полуострове описал в конце XVIII в. академик Санкт-Петербургской Академии наук П.И. Паллас. С 1792 г. Черноморское казачье войско вело здесь добычу нефти, но значительного развития эта деятельность не получила. В 1830–1840-х гг. Кубанский нефтяной район обследовали несколько экспедиций горного ведомства под руководством Воскобойникова и Гурьева, Фолендорфа, Анисимова и др. Результаты изучения свидетельствовали о больших перспективах добычи нефти на этой территории.
Полковник Новосильцев получил монопольное право на добычу нефти на Таманском полуострове сроком на 10 лет с 1863 по 1872 год. Проведение буровых работ на такой площади требовало принципиально нового подхода к организации дела. На промыслах использовалась передвижная паровая машина – локомобиль, бурили ударным способом с креплением стенок скважин металлическими обсадными трубами. В августе 1865 г. по рекомендации горного инженера Ф.Г. Кокшуля Новосильцев начал бурение 5 скважин на левом берегу р. Кудако. Наконец в 1866 г., как написал в своем отчете буровой мастер В. Петерс, «после неимоверных усилий 3 сего февраля пробит был камень, и с необыкновенным шумом открылась струя чистой нефти, дающая без помощи локомобиля и пособий рабочих посредством одних только труб от 1500 до 2000 ведер в каждые 24 часа». Нефтяной фонтан из скважины № 1 не прекращался в течение 24 суток, затем приток нефти ослабел. Но бурение продолжалось и 14 апреля 1866 г. после достижения глубины 242 фута (73,8 м) был получен еще более мощный фонтан нефти, который бил в течение 28 суток. По подсчетам Ф.Г. Кокшуля эта первая фонтанирующая скважина на р. Кудако дала около 100 тыс. пудов нефти и стала первым нефтяным фонтаном в истории России, полученным с применением механического привода бурового инструмента. Для переработки добываемой нефти в 1869 г. А.Н. Новосильцев построил самый крупный для того времени и передовой с точки зрения используемого оборудования и технологий Фанагорийский нефтеперегонный завод.
Кубанская нефть обеспечила выход России на новые рубежи нефтедобычи. Если в 1865 г. в стране было добыто около 557 тыс. пудов нефти, то в 1870 г. уровень добычи возрос более чем в три раза и составил более 1,7 млн пудов, причем промыслы А.Н. Новосильцева дали около 14% от общего объема российской добычи нефти. К сожалению, дальнейшая судьба самого полковника Новосильцева сложилась трагически. 27 декабря 1870 г. на одном из его промыслов произошел первый в истории России пожар, повлекший человеческие жертвы и большие материальные потери. Приближение окончания срока контракта (1872 г.) и серьезные финансовые проблемы не дали возможности реализовать планы Новосильцева по дальнейшему развитию нефтяного дела на Кубани. Продолжительные тяжбы и поиски финансовой поддержки не увенчались успехом и подорвали здоровье Ардалиона Николаевича, и 6 декабря 1878 г. он скоропостижно скончался. Однако, как сказал об этом удивительном человеке Д.И. Менделеев: «Имя первого бурильщика Кубанского края полковника А.Н. Новосильцева, надо думать, не забудется в России, как и не забыто в Америке имя полковника Дрейка».
Судьба такого необходимого для нефтяной промышленности начинания Н.И. Воскобойникова и А.Н. Новосильцева, как бурение, оказалось нелегкой. Только спустя более 20 лет предприниматель И.М. Мирзоев заложил на Балаханах свою первую скважину на нефть. Бурение оказалось неудачным и лишь в 1871 г. недалеко от первой Мирзоев пробурил вторую скважину, глубиной 45 м, которая стала давать нефть.
Таким образом, к середине XIX в., добыча и переработка нефти осуществлялась в ряде регионов России – на Севере (р. Ухта), на Кубани и Северном Кавказе, Керченском полуострове, Крыму, Тифлисской губернии. Центром нефтяной отрасли несомненно был Апшеронский полуостров. Техника добычи нефти была примитивной – вплоть до 1860-х гг. нефть добывали вручную из колодцев, для ее вычерпывания использовали кожаные мешки (бурдюки), ручной или конный ворот. Первые попытки бурения на нефть, предпринятые на Кубани и Апшеронском полуострове, не получили широкого распространения. Переработка нефти также была слабо развита, причиной чего во многом было отсутствие спроса на керосин, т.к. сельские жители, составлявшие большую часть населения России, использовали для освещения свечи и лучины.