Πεδίο Usinskoye: κύρια χαρακτηριστικά και χαρακτηριστικά των τεχνολογιών

2024 Συγγραφέας: Howard Calhoun | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-17 10:23

Το Το πεδίο Usinskoye λειτουργεί από το 1977. Η ανάπτυξή του πραγματοποιείται σε πολύ δύσκολες γεωλογικές συνθήκες που σχετίζονται με τα χαρακτηριστικά του κοιτάσματος. Το υγρό ρεζερβουάρ αναφέρεται σε ρευστά που είναι δύσκολο να ανακτηθούν, καθώς έχει ασυνήθιστα υψηλό ιξώδες. Ωστόσο, τις τελευταίες δεκαετίες, τα λιπαντικά υψηλού ιξώδους θεωρούνται το κύριο απόθεμα της παγκόσμιας παραγωγής. Τα αποθέματά τους στη Ρωσία, σύμφωνα με διάφορους υπολογισμούς, κυμαίνονται από 30 έως 75 δισεκατομμύρια τόνους και τα περισσότερα από αυτά βρίσκονται στην περιοχή Βόλγα-Ουράλια. Ως εκ τούτου, η εισαγωγή βελτιωμένων τεχνολογιών ανάκτησης πετρελαίου για τέτοιες δεξαμενές έχει γίνει ιδιαίτερα σημαντική.

Πού είναι το πεδίο Usinskoye;

Το κοίτασμα πετρελαίου του Ουσίνσκ βρίσκεται στα βορειοανατολικά της ομώνυμης περιοχής στη Δημοκρατία της Κόμι. Η έκτασή του καλύπτει την πεδιάδα Pechora και τη λεκάνη του ποταμού Kolva (δεξιός παραπόταμος του ποταμού Usa). Η κοντινότερη πόλη είναι το Usinsk. Η τοποθεσία του κοιτάσματος πετρελαίου Usinsk του Lukoil συνδέεται με μια μεταβατική φυσική ζώνη από την τούνδρα στην τάιγκα. Το κλίμα εδώ είναι έντονα ηπειρωτικό, η μέση ετήσια θερμοκρασία είναι -25 °C. Το χειμώνα, το θερμόμετροπέφτει στους -55 °C. Το ανάγλυφο αυτής της περιοχής είναι μια χαμηλή, έντονα βαλτώδης πεδιάδα με ανυψωμένες λοφώδεις περιοχές.

Οι μεταφορικές επικοινωνίες περιλαμβάνουν σιδηροδρομική, ποτάμια πλοήγηση και παράδοση ελικοπτέρων. Ο πετρελαιαγωγός Vozey-Yaroslavl τοποθετήθηκε σε όλη την επικράτεια.

Υπάρχει επίσης ένα κοίτασμα με παρόμοιο όνομα - το πεδίο Malo-Usinskoye, το οποίο βρίσκεται στα νότια της περιοχής Elovsky, στην περιοχή Perm, κοντά στο χωριό Malaya Usa. Συνδέεται με τα στρώματα Devonian και Lower-Medium Visean.

Σύντομη περιγραφή

Αυτό το κοίτασμα περιορίζεται στη λεκάνη πετρελαίου και φυσικού αερίου Timan-Pechersk, η οποία είναι στρατηγικής σημασίας στη βιομηχανία καυσίμων της βορειοδυτικής Ρωσίας. Είναι ένα από τα μεγαλύτερα σε αυτή την επαρχία πετρελαίου και φυσικού αερίου. Η εγγύτητα στις αγορές πωλήσεων παίζει επίσης σημαντικό ρόλο.

Το πεδίο Usinskoye είναι μια πτυχή πετρωμάτων αντικλινικού τύπου, το μέγεθος των οποίων είναι 51 km σε μήκος και το πάχος της ιζηματογενούς κάλυψης είναι περίπου 7-8 km. Τα κοιτάσματα πετρελαίου βρίσκονται σε βάθος 1 έως 3,4 km. Όσον αφορά τη διακοπή νερού, το πεδίο βρίσκεται σε όψιμο στάδιο ανάπτυξης και το ποσό των εξαντλημένων αποθεμάτων είναι μόνο 7,7%. Το νότιο και το δυτικό τμήμα του κοιτάσματος ουσιαστικά δεν καλύπτονται από γεωτρήσεις παραγωγής.

Βράχια που εκτίθενται από τη βαθύτερη γεώτρηση στην άνοδο του αντικλίνου (5000 m) ανήκουν στα κοιτάσματα της Κάτω Σιλουριανής περιόδου. Τα εξερευνημένα κοιτάσματα χαρακτηρίζονται από εδαφογενή κοιτάσματα του συστήματος Μέσης Δεβονίας (κύριαπηγή παραγωγής), το Άνω Πέρμιο, καθώς και τα στάδια Visean, Serpukhovian και Famennian, τα οποία βρίσκονται εξ ολοκλήρου στο σύμπλεγμα ανθρακοφόρου-κάτω περμίας.

Πρόβλεψη αποθεματικών

Τα αποθέματα του ισοζυγίου, η ανάπτυξη των οποίων είναι σήμερα οικονομικά εφικτή, ανέρχονται σε περίπου 960 εκατομμύρια τόνους Το κοίτασμα πετρελαίου Usinskoye είναι το μεγαλύτερο στη Δημοκρατία της Κόμι. Η παραγωγή πετρελαίου σε αυτό παρέχει περισσότερο από το ένα τρίτο της συνολικής ποσότητας υδρογονανθράκων που ερευνάται σε αυτό το θέμα της Ρωσικής Ομοσπονδίας.

Αυτός ο όγκος, σύμφωνα με προκαταρκτικούς υπολογισμούς, θα πρέπει να είναι αρκετός μέχρι το 2030. Κατά τη διάρκεια πρόσθετης εξερεύνησης, είναι δυνατή η αύξηση των αποθεμάτων. Ο χειριστής αυτού του πεδίου είναι η Lukoil.

Λιθολογία

Οι αποθέσεις του κατώτερου Devonian στο πεδίο Usinsk αντιπροσωπεύονται από 3 τμήματα (το πάχος τους υποδεικνύεται σε αγκύλες):

• κάτω (>1050 m);
• μέσο (<175 m);
• πάνω (909-1079 m).

Αποτελούνται από τους ακόλουθους τύπους πετρωμάτων:

• calc-clay;
• marls;
• ανθρακικές άργιλοι;
• δολομίτες;
• ανυδρίτες με ενδιάμεσα στρώματα αργίλου και μάργεων.

Το στάδιο Visean αποτελείται από άργιλους, στο πάνω μέρος του ξεκινά μια παχιά ακολουθία ανθρακικών πετρωμάτων, που περιέχει ένα κοίτασμα λαδιού υψηλού ιξώδους.

Ιδιότητες του λαδιού

Το λάδι από το πεδίο Usinsk έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• πυκνότητα - 0,89-0,95g/cm3;
• ενώσεις που περιέχουν θείο – 0,45-1,89%;
• δυναμικό ιξώδες - 3-8 Pa∙s (βαριά υγρά σχηματισμού υψηλού ιξώδους);
• μέγιστη περιεκτικότητα σε ρητινώδεις ουσίες - 28% (βόρεια περιοχή του κοιτάσματος);
• περιεκτικότητα σε πορφυρίνες με τη μορφή συμπλόκου βαναδίου - έως 285 nmol/g (αυξημένη).

Η χημική σύνθεση κυριαρχείται από τις ακόλουθες ενώσεις:

• κορεσμένοι υδρογονάνθρακες: αλκάνια, γονάνες και οπάνια;
• αρένια: ναφθαλίνιο, ο-διφαινυλενομεθάνιο, φαινανθρένιο, τετραφαίνιο, φθορανθένιο, πυρένιο, περυλένιο, χρυσόλιο, βενζοφθορανθένια, βενζοπυρένια.

Η συγκέντρωση ορισμένων τύπων υδρογονανθράκων ποικίλλει στην περιοχή του αγρού. Έτσι, στο νότιο τμήμα του αποκαλύπτεται η μεγαλύτερη ποσότητα καρβοξυλικών οξέων και στο βόρειο τμήμα η ελάχιστη. Το πετρέλαιο από αυτό το πεδίο χαρακτηρίζεται γενικά από υψηλή περιεκτικότητα σε μεταλλοπορφυρίνες και οργανικά οξέα.

Ιστορικό ανακάλυψης

Το πεδίο στην περιοχή του Ουσίνσκ ανακαλύφθηκε το 1963. Το 1968, αποκτήθηκε ένα ισχυρό σιντριβάνι από βάθος περίπου 3100 m (ερευνητικό πηγάδι Νο. 7), το οποίο παρήγαγε 665 τόνους πετρελαίου την ημέρα. Το ελαφρύ λάδι παρήχθη στον υπερορίζοντα Serpukhov το 1972. Σύμφωνα με τη γεωλογική δομή, αυτό το κοίτασμα είχε αρχικά ταξινομηθεί ως απλό.

Μέχρι το 1985, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι το τμήμα του πεδίου είναι πιο περίπλοκο, καθώς έχει ζώνες αλλαγές στις συνθήκες (διάβρωση και σπασίματα στην καθίζηση), που προκαλεί απότομες αλλαγές στο πάχος των παραγωγικών στρωμάτων και διάφορους τύπους διαστημάτων. Η τεκτονική δραστηριότητα επιμέρους ζωνών προκάλεσε την ανάδυση ενός κατακόρυφουθραύση, η οποία περιπλέκει επίσης την ανάπτυξη της κατάθεσης.

Το 1998, η γεωλογική δομή του κοιτάσματος αναθεωρήθηκε. Σε ορισμένες περιοχές διαπιστώθηκε η απουσία στρωματοποίησης με τη μορφή εκρήξεων πελματιαίων νερών. Επίσης, οι γεωλόγοι έχουν καθιερώσει την ανάπτυξη κτιρίων τύπου υφάλου. Το τοξωτό τμήμα του πεδίου Usinskoye στην πρώιμη περίοδο της Πέρμιας ανήλθε στην τοπογραφία του βυθού.

Οι παραστάσεις σχετικά με τη δομή της κατάθεσης άλλαζαν συνεχώς καθώς εμφανίζονταν νέες πληροφορίες. Η σεισμική εξερεύνηση το 2012 έδειξε την παρουσία μεγάλου αριθμού τεκτονικών ρηγμάτων – ρωγμών. Τις περισσότερες φορές είναι κάθετες και μερικές φορές ομαδοποιούνται σε 3-4 συστήματα. Οι ρωγμές σε ανθρακικά πετρώματα δεν περιορίζονται στη ζώνη επαφής δύο στρωμάτων, αλλά περνούν από πολλά από αυτά ταυτόχρονα.

Υψηλή κατακόρυφη ρωγμή και αδύναμη σφράγιση σχιστόλιθου του κοιτάσματος της Κάτω Πέρμιας προκάλεσαν την απώλεια κλάσματος ελαφρού υδρογονάνθρακα και συνέβαλαν στο σχηματισμό ενός κοιτάσματος πετρελαίου υψηλού ιξώδους.

Παραγωγή

Δεδομένου ότι το υγρό της δεξαμενής του πεδίου Usinskoye έχει ασυνήθιστα υψηλό ιξώδες, η παραγωγή του με παραδοσιακές μεθόδους (ράβδος, αντλίες φυγοκεντρικών φρεατίων και άλλες μέθοδοι) είναι δύσκολη. Μέχρι το 1990, η πίεση της δεξαμενής έπεσε σε ένα κρίσιμο επίπεδο. Για την επίλυση αυτού του προβλήματος, προσκλήθηκαν ειδικοί από την ελβετική εταιρεία TBKOM AG. Το 1991, μαζί με την OAO Komineft, ιδρύθηκε η επιχείρηση Nobel Oil, η διοίκηση της οποίας εισήγαγε την τεχνολογία της εκτόπισης πετρελαίου με ατμό στο πεδίο. Αυτό κατέστησε δυνατή την αύξηση της ανάκτησης υγρού της δεξαμενής κατά 4φορές.

Διαφορετικές μέθοδοι ανάπτυξης πεδίου χρησιμοποιούνται και δοκιμάζονται στο έδαφος του κοιτάσματος - γεώτρηση κεκλιμένων και οριζόντιων φρεατίων, μέθοδος θερμοβαρυτικής αποστράγγισης της δεξαμενής, επεξεργασία με κύκλο ατμού, συνδυασμένη έγχυση με χημικά αντιδραστήρια. Ωστόσο, με το υπάρχον πάχος του σχηματισμού, δεν μπορεί να καλυφθεί πλήρως από θερμική έκθεση. Μόνο το 20% περίπου του όγκου των αποθεμάτων πετρελαίου καλύπτεται από την τοπική έγχυση και την ανακύκλωση ατμού.

Το 2002, το Nobel Oil χρεοκόπησε. Η εταιρεία εξαγοράστηκε από την OAO Lukoil.

Μια ανάλυση της παραγωγής αυτού του κοιτάσματος δείχνει ότι, κατά μέσο όρο, 2 φορές περισσότερο πετρέλαιο παρήχθη από πλημμυρισμένα πηγάδια σε σχέση με αυτά που διακόπηκαν λόγω χαμηλής πίεσης στο ταμιευτήρα ή πτώσης της παραγωγικότητας. Στην τελευταία περίπτωση, η διακοπή λειτουργίας επέρχεται πριν την ολοκλήρωση της ανάπτυξης των στεγασμένων ταμιευτήρων. Αυτό οφείλεται στη χαμηλή διαπερατότητά τους, η οποία μπορεί να βελτιωθεί με τεχνητή θερμική επεξεργασία.

Θερμική επεξεργασία

Η θερμοβαρυτική μέθοδος δοκιμάστηκε πριν από περίπου 30 χρόνια στον Καναδά. Η αρχή του είναι να θερμαίνει το ρεζερβουάρ με ζεστό ατμό, έτσι ώστε το λάδι υψηλού ιξώδους να γίνεται τόσο ευκίνητο όσο το κανονικό λάδι.

Στην παραδοσιακή παραλλαγή, πηγάδια για παραγωγή και έγχυση ανοίγονται σε γειτονικά σημεία. Στο πεδίο Usinskoye, αυτή η τεχνολογία άλλαξε - η κρούση έγινε από αντίθετα πηγάδια σε αντίθετα σημεία.

Έγχυση ατμού καλά σε ένα τέτοιο σχήμαγεώτρηση υψηλότερα από την παραγωγή. Ο ατμός διοχετεύεται συνεχώς σε αυτό. Σχηματίζεται ένα είδος διαστελλόμενου θαλάμου ατμού. Στα όριά του, ο ατμός πέφτει σε συμπύκνωμα και, υπό την επίδραση της βαρύτητας, ρέει στη ζώνη πυθμένα του φρέατος παραγωγής.

Η θερμοελαστική διαστολή του ρευστού της δεξαμενής λαμβάνει χώρα σε θερμοκρασίες στην περιοχή από 200-320 °C. Εκτός από τον ατμό, στη δεξαμενή παράγεται μεγάλη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο συμβάλλει στη μετατόπιση του λαδιού. Λόγω αυτής της διαδικασίας, η ανάκτηση πετρελαίου των γεωτρήσεων αυξάνεται κατά 50%.

πρόσληψη νερού

Λόγω της παρουσίας μεγάλου αποθέματος εγκαταστάσεων έγχυσης ατμού στην περιοχή του κοιτάσματος, υπάρχει μεγάλη ανάγκη για γλυκό νερό. Παρέχεται από την υδροληψία Yuzhny του κοιτάσματος πετρελαίου Usinsk, όπου πραγματοποιείται η προετοιμασία, αποθήκευση και διανομή του υγρού.

Το 2017 ξεκίνησε η υλοποίηση του έργου για τον τεχνικό επανεξοπλισμό της υδροληψίας. Ενημερώθηκαν οι τεχνικές εγκαταστάσεις, οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού, το σύστημα αγωγών, κατασκευάστηκε νέος σταθμός ηλεκτροπαραγωγής ντίζελ. Ο εκσυγχρονισμός αυτής της εγκατάστασης θα αυξήσει τις τεχνικές δυνατότητες και θα αυξήσει την παραγωγή πετρελαίου στο κοίτασμα Usinskoye.