Pole Usinskoye: główne cechy i cechy technologii

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Złoże Usinskoje jest eksploatowane od 1977 roku. Jego zagospodarowanie odbywa się w bardzo trudnych warunkach geologicznych związanych z charakterystyką złoża. Płyn w zbiorniku odnosi się do trudnych do odzyskania płynów, ponieważ ma nienormalnie wysoką lepkość. Jednak w ostatnich dziesięcioleciach oleje o wysokiej lepkości zostały uznane za główną rezerwę światowej produkcji. Ich rezerwy w Rosji, według różnych szacunków, wahają się od 30 do 75 miliardów ton, a większość z nich znajduje się w regionie Wołga-Ural. Dlatego wprowadzenie technologii ulepszonego wydobycia ropy z takich złóż stało się szczególnie istotne.

Gdzie jest pole Usinskoye?

Złoże ropy Usinsk znajduje się w północno-wschodniej części regionu o tej samej nazwie w Republice Komi. Jego obszar obejmuje Nizinę Peczora i dorzecze rzeki Kolvy (prawego dopływu rzeki Usa). Najbliższe miasto to Usinsk. Położenie pola naftowego Usinsk w Łukoilu wiąże się z przejściową strefą naturalną od tundry do tajgi. Klimat jest tutaj ostro kontynentalny, średnia roczna temperatura wynosi -25 °C. Zimą termometrspada do -55 °С. Rzeźba tego obszaru to niska, mocno bagnista równina z wzniesionymi terenami pagórkowatymi.

Komunikacja transportowa obejmuje transport kolejowy, nawigację rzeczną i dostawę helikopterów. Przez terytorium przebiegał rurociąg naftowy Vozey-Jaroslavl.

Istnieje również złoże o podobnej nazwie - pole Malo-Usinskoye, które znajduje się na południu obwodu ełowskiego, w obwodzie permskim, w pobliżu wsi Malaya Usa. Jest związany z warstwami dewonu i dolno-środkowego wizenu.

Krótki opis

To pole ogranicza się do basenu naftowo-gazowego Timan-Pechersk, który ma strategiczne znaczenie w przemyśle paliwowym północno-zachodniej Rosji. Jest jednym z największych w tej prowincji naftowo-gazowej. Ważną rolę odgrywa również bliskość rynków zbytu.

Pole Usinskoje to fałda skał typu antyklinowego, której wielkość wynosi 51 km, a miąższość pokrywy osadowej wynosi około 7-8 km. Złoża ropy naftowej znajdują się na głębokości od 1 do 3,4 km. Pod względem poboru wody złoże znajduje się na późnym etapie rozwoju, a ilość wyeksploatowanych zasobów wynosi zaledwie 7,7%. Południowa i zachodnia część złoża praktycznie nie są objęte odwiertami produkcyjnymi.

Skały odsłonięte przez najgłębszy otwór na wzniesieniu antykliny (5000 m) należą do utworów okresu dolnego syluru. Badane złoża charakteryzują się osadami terygenicznymi systemu środkowego dewonu (główneźródła produkcji), górny perm, a także fazy wizenu, serpuchowa i famenu, które w całości znajdują się w kompleksie karbońsko-dolnopermskim.

Rezerwy prognoz

Rezerwy bilansowe, których zagospodarowanie jest obecnie możliwe z ekonomicznego punktu widzenia, wynoszą około 960 mln t. Pole naftowe Usinskoye jest największym w Republice Komi. Wydobycie na nim ropy naftowej zapewnia ponad jedną trzecią całkowitej ilości węglowodorów eksploatowanych w tym temacie w Federacji Rosyjskiej.

Ten wolumen, według wstępnych obliczeń, powinien wystarczyć do 2030 roku. Podczas dodatkowych poszukiwań możliwy jest wzrost rezerw. Operatorem tego pola jest Lukoil.

Litologia

Złoża dolnego dewonu w polu Usinsk są reprezentowane przez 3 sekcje (ich miąższość wskazano w nawiasach):

• niższy (>1050 m);
• średnie (<175 m);
• górny (909-1079 m).

Składają się z następujących rodzajów skał:

• calc-clay;
• marls;
• gliny węglanowe;
• dolomity;
• anhydryty z przekładkami glinek i margli.

Piętro Visean składa się z iłów, w jego górnej części zaczyna się gruba sekwencja skał węglanowych, które zawierają złoże oleju o dużej lepkości.

Właściwości oleju

Olej z pola Usinsk ma następujące właściwości:

• gęstość - 0.89-0.95g/cm3;
• związki zawierające siarkę – 0,45-1,89%;
• lepkość dynamiczna - 3-8 Pa∙s (ciężkie ciecze o dużej lepkości);
• maksymalna zawartość substancji żywicznych - 28% (północna powierzchnia złoża);
• zawartość porfiryn w formie kompleksu wanadu - do 285 nmol/g (podwyższona).

Skład chemiczny jest zdominowany przez następujące związki:

• węglowodory nasycone: alkany, gonany i hopany;
• areny: naftalen, o-difenylenometan, fenantren, tetrafen, fluoranten, piren, perylen, chryzen, benzfluoranteny, benzpireny.

Stężenie niektórych rodzajów węglowodorów różni się na obszarze pola. Tak więc w jego południowej części występuje największa ilość kwasów karboksylowych, aw północnej minimalna. Olej z tego pola generalnie charakteryzuje się wysoką zawartością metaloporfiryn i kwasów organicznych.

Historia odkryć

Pole w rejonie Usinska zostało odkryte w 1963 roku. W 1968 roku z głębokości około 3100 m wydobyto potężną fontannę (odwiert poszukiwawczy nr 7), która produkowała 665 ton ropy dziennie. Lekki olej został wyprodukowany w superhoryzoncie Serpukhov w 1972 roku. Według budowy geologicznej złoże to pierwotnie sklasyfikowano jako proste.

Do roku 1985 naukowcy odkryli, że odcinek pola jest bardziej złożony, ponieważ ma strefowe zmiany warunków (erozja i przerwy w sedymentacji), co powoduje gwałtowne zmiany grubości warstw produkcyjnych i różnego rodzaju interwały. Aktywność tektoniczna poszczególnych stref spowodowała powstanie pionuszczelinowanie, które również komplikuje rozwój złoża.

W 1998 roku dokonano rewizji budowy geologicznej złoża. Na niektórych obszarach stwierdzono brak warstwowania w postaci wyrzutów wód podeszwowych. Geolodzy ustalili również rozwój budynków typu rafa. Łukowata część pola Usinskoye we wczesnym okresie permu wznosiła się w topografii dna morskiego.

Reprezentacje dotyczące struktury depozytu ulegały ciągłym zmianom w miarę pojawiania się nowych informacji. Badania sejsmiczne w 2012 r. wykazały obecność dużej liczby uskoków tektonicznych - spękań. Najczęściej są pionowe, a czasem pogrupowane w 3-4 systemy. Pęknięcia w skałach węglanowych nie ograniczają się do strefy kontaktu dwóch warstw, ale przechodzą przez kilka z nich jednocześnie.

Wysokie pionowe szczelinowanie i słabe uszczelnienie łupkowe złoża dolnego permu spowodowało utratę lekkiej frakcji węglowodorowej i przyczyniło się do powstania pola naftowego o dużej lepkości.

Produkcja

Ponieważ płyn w złożu Usinskoye ma nienormalnie wysoką lepkość, jego produkcja tradycyjnymi metodami (pompy tłokowe, pompy odśrodkowe i inne) jest trudna. Do 1990 roku ciśnienie w złożach spadło do poziomu krytycznego. Do rozwiązania tego problemu zaproszono specjalistów ze szwajcarskiej firmy TBKOM AG. W 1991 roku wspólnie z OAO Komineft powstało przedsiębiorstwo Nobel Oil, którego kierownictwo wprowadziło technologię powierzchniowego wypierania ropy na złożu parą wodną. Umożliwiło to zwiększenie odzysku płynu w zbiorniku o 4razy.

Na terenie złoża stosowane i testowane są różne metody zagospodarowania złoża – wiercenie studni nachylonych i poziomych, metoda termograwitacyjnego odwadniania zbiornika, obróbka z obiegiem parowym, iniekcja kombinowana z odczynnikami chemicznymi. Jednak przy istniejącej grubości formacji nie można jej całkowicie pokryć ekspozycją termiczną. Tylko około 20% objętości rezerw ropy naftowej pokrywane jest zatłaczaniem obszarowym i obiegiem pary.

W 2002 roku Nobel Oil zbankrutował. Firma została wykupiona przez OAO Lukoil.

Analiza wydobycia tego pola pokazuje, że średnio 2 razy więcej ropy zostało wyprodukowane z zalanych studni niż wśród tych, które zostały zatrzymane z powodu niskiego ciśnienia złożowego lub spadku wydajności. W tym ostatnim przypadku zakończenie eksploatacji następuje przed zakończeniem zagospodarowania zbiorników krytych. Wynika to z ich niskiej przepuszczalności, którą można poprawić poprzez sztuczną obróbkę termiczną.

Obróbka cieplna

Metoda termograwitacyjna została przetestowana około 30 lat temu w Kanadzie. Jego zasadą jest ogrzewanie zbiornika gorącą parą, dzięki czemu olej o wysokiej lepkości staje się tak samo mobilny jak zwykły olej.

W tradycyjnym wariancie odwierty do produkcji i wtrysku wiercone są w sąsiednich punktach. Na polu Usinskoye zmieniono tę technologię - uderzenie wykonano z przeciwległych odwiertów w przeciwległych punktach.

Wtrysk pary dobrze w takim schemaciewiercone wyżej niż produkcja. Para jest do niego stale wpompowywana. Powstaje rodzaj rozszerzającej się komory parowej. Na jej granicy para zamienia się w kondensat i pod wpływem grawitacji wpływa do strefy dennej szybu produkcyjnego.

Termoelastyczna ekspansja płynu w zbiorniku występuje w temperaturach w zakresie 200-320 °C. Oprócz pary w zbiorniku wytwarzana jest duża ilość dwutlenku węgla, który przyczynia się do wypierania ropy. Dzięki temu procesowi wydobycie ropy naftowej ze studni wzrasta o 50%.

Pobór wody

Ze względu na obecność dużej ilości instalacji wtrysku pary w rejonie złoża istnieje duże zapotrzebowanie na świeżą wodę. Zapewnia to ujęcie wody Jużnyj na polu naftowym Usinsk, gdzie odbywa się przygotowanie, przechowywanie i dystrybucja cieczy.

W 2017 roku rozpoczęła się realizacja projektu technicznego ponownego wyposażenia ujęcia wody. Zmodernizowano zaplecze techniczne, stacje uzdatniania wody, system rurociągów, wybudowano nową elektrownię spalinową. Modernizacja tego obiektu zwiększy możliwości techniczne i zwiększy wydobycie ropy na złożu Usinskoje.