Usinskoe polje: glavne karakteristike i značajke tehnologija

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Usinskoe polje je u pogonu od 1977. godine. Njegovo se razvijanje odvija u vrlo teškim geološkim uvjetima povezanim s karakteristikama ležišta. Tekućina u rezervoaru se odnosi na tekućine koje je teško povratiti, jer ima nenormalno visok viskozitet. Međutim, posljednjih desetljeća visokoviskozna ulja smatraju se glavnom rezervom svjetske proizvodnje. Njihove rezerve u Rusiji, prema različitim procjenama, kreću se od 30 do 75 milijardi tona, a većina ih se nalazi u regiji Volga-Ural. Stoga je uvođenje poboljšane tehnologije povrata nafte za takva ležišta postalo posebno relevantno.

Gdje je Usinsko polje?

Usinsko nalazište nafte nalazi se na sjeveroistoku istoimene regije u Republici Komi. Njegovo područje obuhvaća Pečorsku nizinu i sliv rijeke Kolve (desna pritoka rijeke Usa). Najbliži grad je Usinsk. Položaj naftnog polja Lukoil Usinsk povezan je s prijelaznom prirodnom zonom od tundre do tajge. Klima je ovdje oštro kontinentalna, prosječna godišnja temperatura je -25 °C. Zimi, termometarpada na -55 °S. Reljef ovog područja je niska, jako močvarna ravnica s povišenim brdovitim područjima.

Prometne komunikacije uključuju željezničku, riječnu plovidbu i isporuku helikopterom. Naftovod Vozey-Yaroslavl je položen preko teritorije.

Postoji i ležište sličnog imena - Malo-Usinsko polje, koje se nalazi na jugu Elovskog okruga, u regiji Perm, u blizini sela Malaja Usa. Povezuje se s devonskim i donje-srednjevisejskim slojevima.

Kratak opis

Ovo polje je ograničeno na Timan-Pechersk naftno-plinski bazen, koji je od strateškog značaja u industriji goriva na sjeverozapadu Rusije. Jedan je od najvećih u ovoj naftnoj i plinskoj pokrajini. Blizina prodajnih tržišta također igra važnu ulogu.

Usinsko polje je nabor stijena antiklinalnog tipa, čija je veličina dužine 51 km, a debljina sedimentnog pokrova je oko 7-8 km. Naftna ležišta nalaze se na dubini od 1 do 3,4 km. Što se tiče posječenosti, polje je u kasnoj fazi razvoja, a količina iscrpljenih rezervi je samo 7,7%. Južni i zapadni dijelovi ležišta praktički nisu pokriveni proizvodnim bušenjem.

Stjene otkrivene najdubljom bušotinom na usponu antiklinale (5000 m) pripadaju naslagama donjeg silura. Istražena ležišta karakteriziraju terigene naslage srednjeg devonskog sustava (glavniizvor proizvodnje), gornji perm, kao i vizejski, serpuhovski i famenski stupnjevi, koji se u potpunosti nalaze u karbonsko-donjem permskom kompleksu.

Rezerve prognoze

Bilansne rezerve, čiji je razvoj trenutno ekonomski izvediv, iznose oko 960 milijuna tona Naftno polje Usinskoye najveće je u Republici Komi. Proizvodnja nafte na njemu osigurava više od trećine ukupne količine ugljikovodika istraženih u ovom predmetu Ruske Federacije.

Ovaj volumen bi, prema preliminarnim izračunima, trebao biti dovoljan do 2030. godine. Tijekom dodatnih istraživanja moguće je povećanje rezervi. Operater ovog polja je Lukoil.

litologija

Naslage donjeg devona u polju Usinsk predstavljene su s 3 dijela (njihova debljina je navedena u zagradama):

• niže (>1050 m);
• srednji (<175 m);
• gornji (909-1079 m).

Sastoje se od sljedećih vrsta stijena:

• kalc-glina;
• marls;
• karbonatne gline;
• dolomiti;
• anhidriti sa međuslojevima gline i lapora.

Vizeanski stadij se sastoji od glina, u njegovom gornjem dijelu počinje debeo niz karbonatnih stijena, koji sadrži naslage visokoviskoznog ulja.

Svojstva ulja

Nafta iz polja Usinsk ima sljedeće karakteristike:

• gustoća - 0,89-0,95g/cm3;
• spojevi koji sadrže sumpor – 0,45-1,89%;
• dinamička viskoznost - 3-8 Pa∙s (teške, visoko viskozne formacijske tekućine);
• maksimalni sadržaj smolastih tvari - 28% (sjeverno područje ležišta);
• sadržaj porfirina u obliku kompleksa vanadija - do 285 nmol/g (povećan).

Kemijskim sastavom dominiraju sljedeći spojevi:

• zasićeni ugljikovodici: alkani, gonani i hopani;
• areni: naftalen, o-difenilenmetan, fenantren, tetrafen, fluoranten, piren, perilen, krizen, benzfluoranteni, benzpireni.

Koncentracija određenih vrsta ugljikovodika varira na području polja. Dakle, u njegovom južnom dijelu otkrivena je najveća količina karboksilnih kiselina, a u sjevernom dijelu minimalna. Naftu iz ovog polja općenito karakterizira visok sadržaj metaloporfirina i organskih kiselina.

Povijest otkrića

Polje u regiji Usinsk otkriveno je 1963. Godine 1968. dobivena je moćna fontana s dubine od oko 3100 m (istražna bušotina br. 7), koja je proizvodila 665 tona nafte dnevno. Lako ulje proizvedeno je u superhorizontu Serpukhov 1972. godine. Prema geološkoj građi, ovo ležište je izvorno klasificirano kao jednostavno.

Do 1985. znanstvenici su otkrili da je dio polja složeniji, jer ima zonske promjene uvjeta (erozija i prekidi sedimentacije), što uzrokuje oštre promjene u debljini produktivnih slojeva i raznim vrstama intervala. Tektonska aktivnost pojedinih zona uzrokovala je nastanak vertikalefrakturiranje, što također otežava razvoj ležišta.

Godine 1998. revidirana je geološka struktura ležišta. U pojedinim područjima utvrđeno je odsutnost slojevitosti u obliku izljeva plantarnih voda. Također, geolozi su uspostavili razvoj građevina tipa grebena. Lučni dio polja Usinskoye u ranom permskom razdoblju uzdizao se u topografiji morskog dna.

Predstave o strukturi depozita stalno su se mijenjale kako su se pojavljivale nove informacije. Seizmička istraživanja 2012. godine pokazala su prisutnost velikog broja tektonskih rasjeda – pukotina. Najčešće su vertikalne, a ponekad grupirane u 3-4 sustava. Pukotine u karbonatnim stijenama nisu ograničene na dodirnu zonu dva sloja, već prolaze kroz nekoliko njih odjednom.

Visoka vertikalna fraktura i slaba brtvljenje škriljevca donjeg perma uzrokovali su gubitak frakcije lakih ugljikovodika i pridonijeli stvaranju naftnog polja visoke viskoznosti.

Proizvodnja

Budući da ležišna tekućina polja Usinskoye ima nenormalno visoku viskoznost, njena proizvodnja tradicionalnim metodama (štap, centrifugalne bušotine i druge metode) je teška. Do 1990. tlak u ležištu je pao na kritičnu razinu. Za rješavanje ovog problema pozvani su stručnjaci iz švicarske tvrtke TBKOM AG. Godine 1991., zajedno s OAO Komineft, osnovano je poduzeće Nobel Oil, čiji je menadžment uveo tehnologiju površinskog istiskivanja nafte parom na polju. To je omogućilo povećanje povrata tekućine u rezervoaru za 4puta.

Na području ležišta koriste se i testiraju različite metode razvoja polja - bušenje kosih i horizontalnih bušotina, metoda termogravitacijske drenaže ležišta, parna ciklička obrada, kombinirano injektiranje s kemijskim reagensima. Međutim, uz postojeću debljinu formacije, ona se ne može u potpunosti pokriti toplinskom ekspozicijom. Samo oko 20% volumena rezervi nafte pokriveno je površinskim ubrizgavanjem i parnim ciklusom.

2002. Nobel Oil je bankrotirao. Tvrtku je otkupio OAO Lukoil.

Analiza proizvodnje ovog polja pokazuje da je u prosjeku 2 puta više nafte proizvedeno iz poplavljenih bušotina nego među onima koje su zaustavljene zbog niskog ležišnog tlaka ili pada produktivnosti. U potonjem slučaju, prestanak rada se događa prije završetka razvoja pokrivenih akumulacija. To je zbog njihove niske propusnosti, koja se može poboljšati umjetnom toplinskom obradom.

toplinska obrada

Termogravitacijska metoda testirana je prije otprilike 30 godina u Kanadi. Njegov princip je zagrijavanje rezervoara vrućom parom, tako da ulje visokog viskoziteta postane pokretljivo kao obično ulje.

U tradicionalnoj varijanti bušotine za proizvodnju i injektiranje buše se na susjednim točkama. Na Usinskom polju ova je tehnologija promijenjena - udar je izveden iz suprotnih bušotina na suprotnim točkama.

Bunar za ubrizgavanje pare u takvoj shemibušeno veće od proizvodnje. Para se kontinuirano upumpava u njega. Formira se neka vrsta parne komore koja se širi. Na svojoj granici para pada u kondenzat i pod utjecajem gravitacije teče u donju zonu proizvodne bušotine.

Termoelastična ekspanzija spremnika tekućine događa se pri temperaturama u rasponu od 200-320 °C. Osim pare, u ležištu se stvara velika količina ugljičnog dioksida, koji doprinosi istiskivanju nafte. Zbog ovog procesa, iskorištavanje nafte iz bušotina povećava se za 50%.

Unos vode

Zbog prisutnosti velike zalihe postrojenja za injektiranje pare u području ležišta, postoji velika potreba za slatkom vodom. Osigurava ga vodozahvat Južni naftnog polja Usinsk, gdje se vrši priprema, skladištenje i distribucija tekućine.

U 2017. godini započela je realizacija projekta tehničke preuređenja vodozahvata. Ažurirani su tehnički objekti, postrojenja za pročišćavanje vode, cjevovodni sustav, izgrađena je nova dizel elektrana. Modernizacija ovog postrojenja povećat će tehničke mogućnosti i povećati proizvodnju nafte na Usinskom polju.