Usinskoje lauks: tehnoloģiju galvenie raksturlielumi un iezīmes

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Usinskoje lauks darbojas kopš 1977. gada. Tā attīstība tiek veikta ļoti sarežģītos ģeoloģiskos apstākļos, kas saistīti ar atradnes īpašībām. Rezervuāra šķidrums attiecas uz grūti atgūstamiem šķidrumiem, jo tam ir neparasti augsta viskozitāte. Tomēr pēdējās desmitgadēs augstas viskozitātes eļļas tiek uzskatītas par galveno pasaules ražošanas rezervi. Viņu rezerves Krievijā, pēc dažādām aplēsēm, svārstās no 30 līdz 75 miljardiem tonnu, un lielākā daļa no tām atrodas Volgas-Urālu reģionā. Tāpēc īpaši aktuāla ir kļuvusi uzlaboto naftas ieguves tehnoloģiju ieviešana šādiem rezervuāriem.

Kur ir Usinskoje lauks?

Usinskas naftas atradne atrodas tāda paša nosaukuma reģiona ziemeļaustrumos Komi Republikā. Tās platība aptver Pečoras zemieni un Kolvas upes (ASV labās pietekas) baseinu. Tuvākā pilsēta ir Usinska. Lukoil Usinskas naftas lauka atrašanās vieta ir saistīta ar pārejas dabisko zonu no tundras līdz taigai. Klimats šeit ir izteikti kontinentāls, gada vidējā temperatūra ir -25 °C. Ziemā termometrspazeminās līdz -55 °С. Šīs zonas reljefs ir zems, stipri purvains līdzenums ar paaugstinātiem paugurainiem apgabaliem.

Transporta sakari ietver dzelzceļu, upju navigāciju un helikopteru piegādi. Naftas vads Vozey-Jaroslavl tika ievilkts pāri teritorijai.

Ir arī atradne ar līdzīgu nosaukumu - Malo-Usinskoje lauks, kas atrodas Elovskas rajona dienvidos, Permas apgabalā, netālu no Malajas Usas ciema. Tas ir saistīts ar devona un lejas-vidus Vizejas slāņiem.

Īss apraksts

Šis lauks aprobežojas ar Timānas-Pečerskas naftas un gāzes baseinu, kam ir stratēģiska nozīme degvielas rūpniecībā Krievijas ziemeļrietumos. Tā ir viena no lielākajām šajā naftas un gāzes provincē. Liela nozīme ir arī tuvumam pārdošanas tirgiem.

Usinskoje lauks ir antiklīna tipa iežu ieloce, kuras izmērs ir 51 km garš, bet nogulumiežu segas biezums ir aptuveni 7-8 km. Naftas atradnes atrodas 1 līdz 3,4 km dziļumā. Runājot par ūdens samazināšanos, lauks ir vēlīnā attīstības stadijā, un izsmelto rezervju apjoms ir tikai 7,7%. Iegulas dienvidu un rietumu daļa praktiski netiek veikta ražošanas urbumos.

Ieži, ko atsedz dziļākais urbums antiklināla pacēlumā (5000 m), pieder pie Lejassilūra perioda atradnēm. Izpētītajām atradnēm ir raksturīgi Vidusdevona sistēmas terigēnie atradnes (galvenaisražošanas avots), Augšpermas, kā arī Višejas, Serpuhovas un Famenas stadijas, kas pilnībā atrodas karbona-Lejaspermas kompleksā.

Prognozes rezerves

Bilances rezerves, kuru attīstība šobrīd ir ekonomiski iespējama, ir aptuveni 960 milj.t. Usinskoje naftas lauks ir lielākais Komi Republikā. Naftas ieguve uz tā nodrošina vairāk nekā trešdaļu no kopējā ogļūdeņražu daudzuma, kas izpētīts šajā Krievijas Federācijas priekšmetā.

Ar šo apjomu, pēc provizoriskiem aprēķiniem, vajadzētu pietikt līdz 2030. gadam. Papildizpētes laikā iespējama rezervju palielināšana. Šī lauka operators ir Lukoil.

Litoloģija

Apakšdevona atradnes Usinskas laukā ir attēlotas ar 3 sekcijām (to biezums norādīts iekavās):

• lejā (>1050 m);
• vidējs (<175 m);
• augšējā (909-1079 m).

Tos sastāv no šāda veida iežiem:

• kalc-māls;
• marls;
• karbonāta māli;
• dolomīti;
• anhidrīti ar mālu un merģeļu starpslāņiem.

Viseanas stadija sastāv no māliem, tās augšējā daļā sākas bieza karbonātu iežu virkne, kas satur augstas viskozitātes eļļas nogulsnes.

Eļļas īpašības

Usinskas lauka eļļai ir šādas īpašības:

• blīvums - 0,89-0,95g/cm3;
• sēru saturoši savienojumi – 0,45-1,89%;
• dinamiskā viskozitāte - 3-8 Pa∙s (smagie, augstas viskozitātes veidošanās šķidrumi);
• maksimālais sveķaino vielu saturs - 28% (iegulas ziemeļu apgabals);
• porfirīnu saturs vanādija kompleksa veidā - līdz 285 nmol/g (palielināts).

Ķīmiskajā sastāvā dominē šādi savienojumi:

• piesātinātie ogļūdeņraži: alkāni, gonāni un hopāni;
• arēni: naftalīns, o-difenilēnmetāns, fenantrēns, tetrafēns, fluorantēns, pirēns, perilēns, krizēns, benzfluorantēni, benzpirēni.

Noteiktu veidu ogļūdeņražu koncentrācija lauka zonā atšķiras. Tātad tās dienvidu daļā tiek atklāts lielākais karbonskābju daudzums, bet ziemeļu daļā - minimālais. Šī lauka eļļai parasti ir raksturīgs augsts metaloporfirīnu un organisko skābju saturs.

Atklājumu vēsture

Usinskas apgabala lauks tika atklāts 1963. gadā. 1968. gadā aptuveni 3100 m dziļumā (pētnieciskā urbuma Nr. 7) tika iegūta spēcīga strūklaka, kas dienā saražoja 665 tonnas naftas. Vieglā eļļa tika ražota Serpuhovas superhorizontā 1972. gadā. Saskaņā ar ģeoloģisko struktūru šī atradne sākotnēji tika klasificēta kā vienkārša.

Līdz 1985. gadam zinātnieki atklāja, ka lauka posms ir sarežģītāks, jo tajā ir zonālas apstākļu izmaiņas (erozija un sedimentācijas pārtraukumi), kas izraisa krasas izmaiņas produktīvo slāņu biezumā un dažāda veida intervālus.. Atsevišķu zonu tektoniskā aktivitāte izraisīja vertikāles rašanoslūzums, kas arī apgrūtina nogulsnes attīstību.

1998. gadā tika pārskatīta atradnes ģeoloģiskā struktūra. Dažos apgabalos tika konstatēts slāņošanās trūkums plantāru ūdeņu uzliesmojumu veidā. Tāpat ģeologi ir konstatējuši rifu tipa ēku attīstību. Usinskoje lauka arkveida daļa agrīnajā permas periodā pacēlās jūras gultnes topogrāfijā.

Apgalvojumi par depozīta struktūru pastāvīgi mainījās, parādoties jaunai informācijai. Seismiskā izpēte 2012. gadā parādīja lielu skaitu tektonisko lūzumu - plaisu. Visbiežāk tie ir vertikāli un dažreiz sagrupēti 3-4 sistēmās. Plaisas karbonātiežos neaprobežojas tikai ar divu slāņu saskares zonu, bet iet cauri vairākiem no tiem vienlaikus.

Augsta vertikālā plaisāšana un vājš Lejaspermas atradnes slānekļa blīvējums izraisīja vieglās ogļūdeņraža frakcijas zudumu un veicināja augstas viskozitātes naftas lauka veidošanos.

Ražošana

Tā kā Usinskoje lauka rezervuāra šķidrumam ir neparasti augsta viskozitāte, tā ražošana ar tradicionālām metodēm (stieni, centrbēdzes akas sūkņi un citas metodes) ir sarežģīta. Līdz 1990. gadam rezervuāra spiediens nokritās līdz kritiskajam līmenim. Šīs problēmas risināšanai tika pieaicināti speciālisti no Šveices uzņēmuma TBKOM AG. 1991. gadā kopā ar OAO Komineft tika nodibināts uzņēmums Nobel Oil, kura vadība ieviesa laukā naftas apgabala pārvietošanas ar tvaiku tehnoloģiju. Tas ļāva palielināt rezervuāra šķidruma atgūšanu par 4reizes.

Ieguldījuma teritorijā tiek izmantotas un pārbaudītas dažādas lauka izstrādes metodes - slīpo un horizontālo urbumu urbšana, rezervuāra termogravitācijas drenāžas metode, tvaika cikla apstrāde, kombinēta iesmidzināšana ar ķīmiskiem reaģentiem. Taču ar esošo veidojuma biezumu to nevar pilnībā nosegt ar termisko iedarbību. Tikai aptuveni 20% no naftas rezervju apjoma tiek segti ar iesūknēšanu un tvaika ciklu.

2002. gadā Nobel Oil bankrotēja. Uzņēmumu izpirka OAO Lukoil.

Šī lauka ieguves analīze liecina, ka vidēji no appludinātām akām tika saražots 2 reizes vairāk naftas nekā no tiem, kas tika apturēti zema rezervuāra spiediena vai produktivitātes krituma dēļ. Pēdējā gadījumā darbība tiek pārtraukta pirms segto rezervuāru izstrādes pabeigšanas. Tas ir saistīts ar to zemo caurlaidību, ko var uzlabot ar mākslīgo termisko apstrādi.

Termiskā apstrāde

Termogravitācijas metode tika pārbaudīta apmēram pirms 30 gadiem Kanādā. Tās princips ir sildīt rezervuāru ar karstu tvaiku, lai augstas viskozitātes eļļa kļūtu tikpat kustīga kā parastā eļļa.

Tradicionālajā variantā urbumi ražošanai un iesmidzināšanai tiek urbti blakus punktos. Usinskoje laukā šī tehnoloģija tika mainīta - trieciens tika veikts no pretējām akām pretējos punktos.

Tvaika iesmidzināšanas akas šādā shēmāurbts augstāks nekā ražošanas apjoms. Tajā nepārtraukti tiek iesūknēts tvaiks. Veidojas sava veida izplešanās tvaika kamera. Pie tā robežas tvaiks sakrīt kondensātā un gravitācijas ietekmē ieplūst ražošanas urbuma apakšējā cauruma zonā.

Rezervuāra šķidruma termoelastīgā izplešanās notiek 200-320 °C temperatūrā. Papildus tvaikam rezervuārā rodas liels daudzums oglekļa dioksīda, kas veicina eļļas pārvietošanos. Pateicoties šim procesam, naftas ieguve urbumos tiek palielināta par 50%.

Ūdens ņemšana

Tā kā atradnes teritorijā ir liels tvaika iesmidzināšanas iekārtu krājums, ir ļoti nepieciešams svaigs ūdens. To nodrošina Usinskas naftas atradnes Južnijas ūdens ņemšanas vieta, kur tiek veikta šķidruma sagatavošana, uzglabāšana un sadale.

2017.gadā tika uzsākta ūdens ņemšanas vietas tehniskās pārbūves projekta realizācija. Atjaunotas tehniskās telpas, ūdens attīrīšanas iekārtas, cauruļvadu sistēma, uzbūvēta jauna dīzeļelektrostacija. Šīs iekārtas modernizācija palielinās tehniskās iespējas un palielinās naftas ieguvi Usinskoje atradnē.