Pole Usinskoye: hlavné charakteristiky a vlastnosti technológií

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Usinskoje pole je v prevádzke od roku 1977. Jeho vývoj prebieha vo veľmi zložitých geologických podmienkach spojených s charakteristikami ložiska. Zásobníková kvapalina sa vzťahuje na ťažko regenerovateľné kvapaliny, pretože má abnormálne vysokú viskozitu. V posledných desaťročiach sa však za hlavnú rezervu svetovej produkcie považovali oleje s vysokou viskozitou. Ich zásoby v Rusku sa podľa rôznych odhadov pohybujú od 30 do 75 miliárd ton a väčšina z nich sa nachádza v regióne Volga-Ural. Preto sa zavedenie zdokonalených technológií na získavanie ropy pre takéto zásobníky stalo obzvlášť dôležitým.

Kde je pole Usinskoye?

Naftové ložisko Usinsk sa nachádza na severovýchode rovnomenného regiónu v republike Komi. Jeho oblasť zahŕňa Pechorskú nížinu a povodie rieky Kolva (pravý prítok rieky Usa). Najbližšie mesto je Usinsk. Poloha usinského ropného poľa Lukoil je spojená s prechodnou prírodnou zónou od tundry po tajgu. Podnebie je tu výrazne kontinentálne, priemerná ročná teplota je -25 °C. V zime teplomerklesne na -55 °С. Reliéf tejto oblasti je nízka, silne bažinatá rovina s vyvýšenými kopcovitými oblasťami.

Dopravná komunikácia zahŕňa železnicu, riečnu navigáciu a dodávku helikoptér. Cez toto územie bol položený ropovod Vozey-Jaroslavl.

Je tu aj ložisko s podobným názvom - Malo-Usinskoye pole, ktoré sa nachádza na juhu Elovského okresu, v Permskom kraji, neďaleko obce Malaya Usa. Je spojená s devónskymi a spodno-strednými visískymi vrstvami.

Krátky popis

Toto pole sa obmedzuje na ropnú a plynárenskú panvu Timan-Pechersk, ktorá má strategický význam v palivovom priemysle na severozápade Ruska. Je jedným z najväčších v tejto provincii ropy a zemného plynu. Dôležitú úlohu zohráva aj blízkosť k predajným trhom.

Usinskoje pole je vrása hornín antiklinálneho typu, ktorých veľkosť je 51 km na dĺžku a hrúbka sedimentárneho krytu je asi 7-8 km. Ložiská ropy sa nachádzajú v hĺbke 1 až 3,4 km. Z hľadiska ťažby vody je pole v neskorom štádiu vývoja a množstvo vyčerpaných zásob je len 7,7 %. Južná a západná časť ložiska nie sú prakticky pokryté produkčnými vrtmi.

Skalniny odkryté najhlbším vrtom na vzostupe antiklinály (5000 m) patria k ložiskám spodného silúru. Prebádané ložiská sú charakterizované terigénnymi ložiskami stredodevónskeho systému (hlavzdroj produkcie), horný perm, ako aj visejský, serpukovský a famenenský stupeň, ktoré sa úplne nachádzajú v komplexe karbónu a spodného permu.

Prognózne rezervy

Bančné zásoby, ktorých rozvoj je v súčasnosti ekonomicky realizovateľný, dosahujú približne 960 miliónov ton Ropné pole Usinskoje je najväčšie v republike Komi. Ťažba ropy na ňom poskytuje viac ako tretinu celkového množstva uhľovodíkov skúmaných v tomto predmete Ruskej federácie.

Tento objem by mal podľa predbežných výpočtov vystačiť do roku 2030. Pri dodatočnom prieskume je možné zvýšenie zásob. Prevádzkovateľom tohto poľa je Lukoil.

Litológia

Ložiská spodného devónu v Usinskom poli sú reprezentované 3 sekciami (ich hrúbka je uvedená v zátvorkách):

• dolné (>1050 m);
• stredne (<175 m);
• horný (909-1079 m).

Skladajú sa z nasledujúcich typov hornín:

• calc-clay;
• marls;
• karbonátové íly;
• dolomity;
• anhydrity s medzivrstvami ílov a slieňov.

Visejské štádium tvoria íly, v jeho hornej časti začína hustý sled karbonátových hornín, ktorý obsahuje ložisko vysokoviskózneho oleja.

Vlastnosti oleja

Ropa z poľa Usinsk má nasledujúce vlastnosti:

• hustota – 0,89 – 0,95 g/cm3;
• zlúčeniny obsahujúce síru – 0,45-1,89%;
• dynamická viskozita - 3-8 Pa∙s (ťažké, vysokoviskózne tvoriace kvapaliny);
• maximálny obsah živicových látok - 28% (severná oblasť ložiska);
• obsah porfyrínov vo forme komplexu vanádu - až 285 nmol/g (zvýšený).

Chemickému zloženiu dominujú nasledujúce zlúčeniny:

• nasýtené uhľovodíky: alkány, gonany a hopány;
• arény: naftalén, o-difenylénmetán, fenantrén, tetrafén, fluorantén, pyrén, perylén, chryzén, benzfluorantény, benzpyrény.

Koncentrácia určitých typov uhľovodíkov sa v rámci oblasti poľa líši. Takže v jeho južnej časti je odhalené najväčšie množstvo karboxylových kyselín a v severnej časti minimum. Ropa z tohto poľa sa vo všeobecnosti vyznačuje vysokým obsahom metaloporfyrínov a organických kyselín.

História objavov

Pole v Usinskej oblasti bolo objavené v roku 1963. V roku 1968 bola z hĺbky asi 3100 m získaná výkonná fontána (prieskumný vrt č. 7), ktorá denne produkovala 665 ton ropy. Ľahký olej bol vyrobený v Serpukhovskom superhorizone v roku 1972. Podľa geologickej stavby bolo toto ložisko pôvodne klasifikované ako jednoduché.

Do roku 1985 vedci zistili, že úsek poľa je zložitejší, pretože má zonálne zmeny podmienok (erózia a zlomy v sedimentácii), čo spôsobuje prudké zmeny v hrúbke produktívnych vrstiev a rôzne typy intervalov.. Tektonická činnosť jednotlivých zón spôsobila vznik vertikálylámanie, čo tiež komplikuje vývoj ložiska.

V roku 1998 bola zrevidovaná geologická stavba ložiska. V niektorých oblastiach bola zistená absencia vrstvenia v podobe výronov plantárnych vôd. Geológovia tiež potvrdili vývoj budov typu útesu. Oblúková časť poľa Usinskoje v ranom permskom období vyrástla v topografii morského dna.

Vyjadrenia o štruktúre vkladu sa neustále menili podľa nových informácií. Seizmický prieskum v roku 2012 ukázal prítomnosť veľkého množstva tektonických porúch – puklín. Najčastejšie sú vertikálne a niekedy sú zoskupené do 3-4 systémov. Trhliny v karbonátových horninách nie sú obmedzené na kontaktnú zónu dvoch vrstiev, ale prechádzajú niekoľkými z nich naraz.

Vysoké vertikálne štiepenie a slabé bridlicové tesnenie dolnopermského ložiska spôsobili stratu ľahkej uhľovodíkovej frakcie a prispeli k vytvoreniu ropného poľa s vysokou viskozitou.

Produkcia

Vzhľadom na to, že zásobná kvapalina z poľa Usinskoje má abnormálne vysokú viskozitu, jej výroba tradičnými metódami (tyčové, odstredivé čerpadlá do studní a iné metódy) je náročná. V roku 1990 tlak v nádrži klesol na kritickú úroveň. Na vyriešenie tohto problému boli pozvaní špecialisti zo švajčiarskej spoločnosti TBKOM AG. V roku 1991 bol spolu s OAO Komineft založený podnik Nobel Oil, ktorého vedenie zaviedlo na poli technológiu plošného vytláčania ropy parou. To umožnilo zvýšiť regeneráciu kvapaliny v nádrži o 4krát.

Na území ložiska sa používajú a testujú rôzne metódy terénneho rozvoja - vŕtanie šikmých a horizontálnych vrtov, metóda termogravitačného odvodnenia nádrže, úprava parným cyklom, kombinovaná injektáž s chemickými činidlami. Pri existujúcej hrúbke útvaru sa však tepelnou expozíciou nedá úplne prekryť. Len asi 20 % objemu zásob ropy je pokrytých plošným vstrekovaním a parným cyklom.

V roku 2002 spoločnosť Nobel Oil skrachovala. Spoločnosť kúpila OAO Lukoil.

Analýza ťažby tohto poľa ukazuje, že zo zatopených vrtov sa vyprodukovalo v priemere 2-krát viac ropy ako z tých, ktoré boli zastavené v dôsledku nízkeho tlaku v nádrži alebo poklesu produktivity. V druhom prípade k ukončeniu prevádzky dochádza pred dokončením výstavby krytých nádrží. Je to spôsobené ich nízkou priepustnosťou, ktorú je možné zlepšiť umelou tepelnou úpravou.

Tepelné spracovanie

Termogravitačná metóda bola testovaná asi pred 30 rokmi v Kanade. Jeho princípom je ohrievanie zásobníka horúcou parou, aby sa vysokoviskózny olej stal rovnako pohyblivým ako bežný olej.

V tradičnom variante sú vrty na ťažbu a injektáž vŕtané v susedných bodoch. Na poli Usinskoye bola táto technológia zmenená - náraz sa uskutočnil z protiľahlých vrtov v opačných bodoch.

V takejto schéme je dobré vstrekovanie paryvŕtané vyššie ako výroba. Para sa do nej nepretržite čerpá. Vytvorí sa druh expandujúcej parnej komory. Na jej hranici para padá do kondenzátu a vplyvom gravitácie prúdi do spodnej zóny ťažobného vrtu.

Termoelastická expanzia kvapaliny v nádrži nastáva pri teplotách v rozsahu 200-320 °C. Okrem pary sa v nádrži vytvára veľké množstvo oxidu uhličitého, ktorý prispieva k vytláčaniu ropy. Vďaka tomuto procesu sa výťažnosť ropy z vrtov zvýšila o 50 %.

Príjem vody

Vzhľadom na prítomnosť veľkého množstva zariadení na vstrekovanie pary v oblasti ložiska je veľká potreba sladkej vody. Zabezpečuje ju odber vody Južný z ropného poľa Usinsk, kde sa vykonáva príprava, skladovanie a distribúcia kvapaliny.

V roku 2017 sa začala realizácia projektu technického dovybavenia prívodu vody. Modernizovalo sa technické zázemie, zariadenia na úpravu vody, potrubný systém, postavila sa nová dieselová elektráreň. Modernizácia tohto zariadenia zvýši technické možnosti a zvýši produkciu ropy na poli Usinskoje.