Usinskoje sritis: pagrindinės technologijų charakteristikos ir ypatybės

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Usinskoje laukas veikia nuo 1977 m. Jo plėtra vykdoma labai sunkiomis geologinėmis sąlygomis, susijusiomis su telkinio ypatybėmis. Rezervuaro skystis reiškia sunkiai atsikuriamus skysčius, nes jų klampumas yra neįprastai didelis. Tačiau pastaraisiais dešimtmečiais didelio klampumo alyvos buvo laikomos pagrindiniu pasaulinės gamybos rezervu. Jų atsargos Rusijoje, įvairiais vertinimais, svyruoja nuo 30 iki 75 milijardų tonų, o dauguma jų yra Volgos-Uralo regione. Todėl patobulintų naftos išgavimo technologijų diegimas tokiuose rezervuaruose tapo ypač aktualus.

Kur yra Usinskoje laukas?

Usinsko naftos telkinys yra to paties pavadinimo regiono šiaurės rytuose Komijos Respublikoje. Jos plotas apima Pečoros žemumą ir Kolvos upės (dešinysis JAV intakas) baseiną. Artimiausias miestas yra Usinskas. Usinsko naftos telkinio Lukoil vieta yra susijusi su pereinamąja natūralia zona nuo tundros iki taigos. Klimatas čia smarkiai žemyninis, vidutinė metinė temperatūra –25 °C. Žiemą termometrasnukrenta iki -55 °С. Šios vietovės reljefas yra žema, stipriai pelkėta lyguma su iškilusiomis kalvotomis vietovėmis.

Transporto komunikacijos apima geležinkelių, upių navigaciją ir sraigtasparnių pristatymą. Naftotiekis „Vozey-Jaroslavl“buvo nutiestas per teritoriją.

Yra ir panašaus pavadinimo telkinys – Malo-Usinskoye laukas, esantis Elovskio rajono pietuose, Permės srityje, netoli Malajos Usa kaimo. Jis siejamas su devono ir žemutinio-vidurinio Vizėjo sluoksniais.

Trumpas aprašymas

Šis laukas apsiriboja Timano-Pečersko naftos ir dujų baseinu, kuris yra strategiškai svarbus šiaurės vakarų Rusijos kuro pramonėje. Tai viena didžiausių šioje naftos ir dujų provincijoje. Artumas nuo pardavimo rinkų taip pat vaidina svarbų vaidmenį.

Usinskoje laukas yra antiklininio tipo uolienų raukšlė, kurios ilgis siekia 51 km, o nuosėdinės dangos storis apie 7-8 km. Naftos telkiniai yra nuo 1 iki 3,4 km gylyje. Kalbant apie vandens nutekėjimą, laukas yra vėlyvoje vystymosi stadijoje, o išeikvotų atsargų kiekis siekia tik 7,7%. Pietinė ir vakarinė telkinio dalys praktiškai nėra gamybinės gręžimo operacijos.

Uolos, kurias atidengė giliausias gręžinys ant antiklinijos iškilimo (5000 m), priklauso Žemutinio Silūro laikotarpio telkiniams. Ištirtiems telkiniams būdingi Vidurio devono sistemos terigeniniai telkiniai (paggamybos š altinis), Aukštutinio Permo, taip pat Vizėjos, Serpuchovijos ir Famenijos tarpsniai, kurie visiškai išsidėstę Karbono ir Žemutinės Permės komplekse.

Prognozės rezervai

Balansiniai rezervai, kurių plėtra šiuo metu ekonomiškai pagrįsta, siekia apie 960 mln.t. Usinskoje naftos telkinys yra didžiausias Komijos Respublikoje. Joje išgaunama daugiau nei trečdalis viso angliavandenilių kiekio, ištirto šioje Rusijos Federacijos temoje.

Šio kiekio, preliminariais skaičiavimais, turėtų pakakti iki 2030 m. Papildomos žvalgybos metu galimas atsargų padidėjimas. Šio lauko operatorius yra „Lukoil“.

Litologija

Apatinio devono telkiniai Usinsko lauke pavaizduoti 3 pjūviais (jų storis nurodytas skliausteliuose):

• žemesnis (>1050 m);
• vidutinis (<175 m);
• viršutinė (909–1079 m).

Jos sudarytos iš šių tipų uolienų:

• kalcinis molis;
• marls;
• karbonatiniai moliai;
• dolomitai;
• anhidritai su tarpsluoksniais molio ir mergelių.

Visean stadija susideda iš molio, jos viršutinėje dalyje prasideda stora karbonatinių uolienų seka, kurioje yra didelio klampumo naftos telkinių.

Alyvos savybės

Alyva iš Usinsko lauko turi šias charakteristikas:

• tankis - 0,89-0,95 g/cm3;
• sieros turintys junginiai – 0,45-1,89%;
• dinaminis klampumas - 3-8 Pa∙s (sunkūs, didelio klampumo formavimo skysčiai);
• maksimalus dervingų medžiagų kiekis - 28% (šiaurinė telkinio sritis);
• porfirinų kiekis vanadžio komplekso pavidalu – iki 285 nmol/g (padidėjęs).

Cheminėje sudėtyje dominuoja šie junginiai:

• sotieji angliavandeniliai: alkanai, gonanai ir hopanai;
• arenai: naftalenas, o-difenilenmetanas, fenantrenas, tetrafenas, fluorantenas, pirenas, perilenas, chrizenas, benzfluorantenai, benzpirenai.

Tam tikrų tipų angliavandenilių koncentracija lauko srityje skiriasi. Taigi pietinėje jo dalyje atsiskleidžia didžiausias karboksirūgščių kiekis, o šiaurinėje - minimalus. Šio lauko nafta paprastai pasižymi dideliu metaloporfirinų ir organinių rūgščių kiekiu.

Atradimų istorija

Usinsko srities telkinys buvo aptiktas 1963 m. 1968 m. iš maždaug 3100 m gylio (žvalgomasis gręžinys Nr. 7) buvo išgautas galingas fontanas, per dieną išgaunantis 665 tonas naftos. Šviesioji alyva buvo pagaminta Serpuchovo superhorizonte 1972 m. Pagal geologinę struktūrą šis telkinys iš pradžių buvo klasifikuojamas kaip paprastas.

Iki 1985 m. mokslininkai nustatė, kad lauko atkarpa yra sudėtingesnė, nes joje vyksta zoniniai sąlygų pokyčiai (erozija ir nuosėdų lūžiai), dėl kurių atsiranda staigūs produktyvių sluoksnių storio pokyčiai ir įvairių tipų intervalai.. Atskirų zonų tektoninis aktyvumas lėmė vertikalės atsiradimąlūžimas, kuris taip pat apsunkina nuosėdų susidarymą.

1998 m. buvo peržiūrėta telkinio geologinė struktūra. Kai kuriose vietovėse buvo nustatyta, kad sluoksnių nebuvimas padų vandenų protrūkių pavidalu. Taip pat geologai nustatė rifų tipo pastatų plėtrą. Arkinė Usinskoje lauko dalis ankstyvuoju permo periodu pakilo jūros dugno topografijoje.

Pareiškimai apie indėlio struktūrą nuolat keitėsi, nes atsirado nauja informacija. 2012 m. atlikti seisminiai tyrinėjimai parodė, kad yra daug tektoninių lūžių – plyšių. Dažniausiai jie yra vertikalūs ir kartais sugrupuoti į 3-4 sistemas. Karbonatinių uolienų įtrūkimai neapsiriboja dviejų sluoksnių sąlyčio zona, o praeina per kelis iš jų vienu metu.

Dėl didelio vertikalaus lūžimo ir silpno Žemutinės Permės telkinio skalūnų sandarumo sumažėjo lengvųjų angliavandenilių frakcija ir susidarė didelio klampumo naftos telkinys.

Gamyba

Kadangi Usinskoje lauko rezervuaro skysčio klampumas yra neįprastai didelis, jį pagaminti tradiciniais metodais (stypais, išcentriniais šulinių siurbliais ir kitais metodais) yra sunku. Iki 1990 m. rezervuaro slėgis nukrito iki kritinio lygio. Šiai problemai spręsti buvo pakviesti Šveicarijos įmonės TBKOM AG specialistai. 1991 m. kartu su OAO „Komineft“buvo įkurta „Nobel Oil“įmonė, kurios vadovybė pristatė naftos telkinio išstūmimo garais technologiją. Tai leido padidinti rezervuaro skysčio atgavimą 4kartų.

Raudono teritorijoje naudojami ir išbandomi įvairūs lauko plėtros metodai - pasvirusių ir horizontalių gręžinių gręžimas, rezervuaro termogravitacinio drenavimo būdas, apdorojimas garo ciklu, kombinuotas įpurškimas su cheminiais reagentais. Tačiau esant esamam darinio storiui, jo negalima visiškai padengti terminiu poveikiu. Tik apie 20 % naftos atsargų padengiama vietiniu įpurškimu ir garų ciklu.

2002 m. „Nobel Oil“bankrutavo. Bendrovę išpirko OAO „Lukoil“.

Šio telkinio gavybos analizė rodo, kad iš užtvindytų gręžinių buvo pagaminama vidutiniškai 2 kartus daugiau naftos nei iš tų, kurie buvo sustabdyti dėl žemo rezervuaro slėgio arba sumažėjusio našumo. Pastaruoju atveju eksploatacija nutraukiama dar nebaigus statyti dengtų rezervuarų. Taip yra dėl mažo jų pralaidumo, kurį galima pagerinti dirbtiniu terminiu apdorojimu.

Šiluminis apdorojimas

Termogravitacijos metodas buvo išbandytas maždaug prieš 30 metų Kanadoje. Jo principas yra šildyti rezervuarą karštais garais, kad didelio klampumo alyva taptų tokia pat judri kaip įprasta alyva.

Tradiciniame variante gretimuose taškuose gręžiami gamybos ir įpurškimo šuliniai. Usinskoye lauke ši technologija buvo pakeista – smūgis buvo atliktas iš priešingų šulinių priešinguose taškuose.

Tokioje schemoje garų įpurškimo šulinysišgręžtas didesnis nei gamybos. Į jį nuolat pumpuojami garai. Susidaro savotiška besiplečianti garų kamera. Prie jo ribos garai patenka į kondensatą ir, veikiami gravitacijos, nuteka į gamybinio šulinio apatinės skylės zoną.

Termoelastinis rezervuaro skysčio plėtimasis vyksta 200–320 °C temperatūroje. Be garų, rezervuare susidaro daug anglies dioksido, kuris prisideda prie naftos išstūmimo. Dėl šio proceso naftos išgavimas iš gręžinių padidėja 50%.

Vandens paėmimas

Dėl telkinio teritorijoje yra daug garo įpurškimo įrenginių, todėl labai reikia gėlo vandens. Jį užtikrina Usinsko naftos telkinio Južnyj vandens įvadas, kuriame ruošiamas, laikomas ir paskirstomas skystis.

2017 metais pradėtas įgyvendinti vandens paėmimo vietos techninės pertvarkymo projektas. Atnaujinta techninė įranga, vandens gerinimo įrenginiai, vamzdynų sistema, pastatyta nauja dyzelinė elektrinė. Šio objekto modernizavimas padidins technines galimybes ir padidins naftos gavybą Usinskoje telkinyje.