Usinsko polje: glavne karakteristike i karakteristike tehnologija

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Usinsko polje je u eksploataciji od 1977. godine. Njegov razvoj se odvija u veoma teškim geološkim uslovima povezanim sa karakteristikama ležišta. Tečnost rezervoara se odnosi na tečnosti koje je teško povratiti, jer ima nenormalno visok viskozitet. Međutim, posljednjih desetljeća visokoviskozna ulja se smatraju 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 takve rezervoare postalo posebno relevantno.

Gde je Usinsko polje?

Usinsko nalazište nafte nalazi se na sjeveroistoku istoimene regije u Republici Komi. Njegovo područje obuhvata Pečorsku niziju i sliv rijeke Kolve (desna pritoka rijeke Usa). Najbliži grad je Usinsk. Lokacija naftnog polja Usinsk Lukoila povezana 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 sa povišenim brdovitim područjima.

Transportne komunikacije uključuju željezničku, riječnu plovidbu i isporuku helikopterom. Preko teritorije je položen naftovod Vozej-Jaroslavlj.

Postoji i nalazište sa sličnim imenom - Malo-Usinsko polje, koje se nalazi na jugu Elovskog okruga, u Permskoj oblasti, u blizini sela Malaja Usa. Povezuje se sa devonskim i donje-srednjevisejskim slojevima.

Kratak opis

Ovo polje je ograničeno na Timan-Pečerski basen nafte i gasa, koji je od strateškog značaja u industriji goriva severozapada Rusije. Jedan je od najvećih u ovoj naftno-gasnoj pokrajini. Blizina prodajnih tržišta također igra važnu ulogu.

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

Stjene otkrivene najdubljom bušotinom na usponu antiklinale (5000 m) pripadaju naslagama donjeg silura. Istražena ležišta karakteriziraju terigene naslage srednjeg devonskog sistema (glavniizvor proizvodnje), gornji perm, kao i vizejski, serpuhovski i famenski stadijum, koji su u potpunosti locirani u kompleksu karbona i donjeg perma.

Prognostičke rezerve

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

Ova količina bi, prema preliminarnim proračunima, trebala biti dovoljna do 2030. godine. Prilikom dodatnih istraživanja moguće je povećanje rezervi. Operater ovog polja je Lukoil.

Litologija

Naslage donjeg devona u polju Usinsk su predstavljene sa 3 sekcije (njihova debljina je naznačena u zagradama):

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

Sastoje se od sljedećih vrsta stijena:

• calc-clay;
• marls;
• karbonatne gline;
• dolomites;
• anhidriti sa međuslojevima gline i laporaca.

Vizeanski stadijum se sastoji od glina, u njegovom gornjem delu počinje debeo niz karbonatnih stena, koji sadrži naslage visokoviskoznog ulja.

Svojstva ulja

Nafta sa polja Usinsk ima sljedeće karakteristike:

• gustina - 0,89-0,95g/cm3;
• jedinjenja koja sadrže sumpor – 0,45-1,89%;
• dinamički viskozitet - 3-8 Pa∙s (teški, visokoviskozni formirani fluidi);
• maksimalni sadržaj smolastih materija - 28% (sjeverno područje ležišta);
• sadržaj porfirina u obliku kompleksa vanadijuma - do 285 nmol/g (povećan).

Hemijskim sastavom dominiraju sljedeća jedinjenja:

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

Koncentracija određenih vrsta ugljovodonika varira na području polja. Dakle, u njegovom južnom dijelu otkrivena je najveća količina karboksilnih kiselina, a u sjevernom dijelu minimalna. Naftu sa ovog polja generalno karakteriše visok sadržaj metaloporfirina i organskih kiselina.

Historija otkrića

Polje u regiji Usinsk otkriveno je 1963. Godine 1968. dobijena je moćna fontana sa 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 prvobitno klasifikovano kao jednostavno.

Do 1985. godine naučnici su otkrili da je dio polja složeniji, jer ima zonske promjene uslova (erozija i prekidi sedimentacije), što uzrokuje oštre promjene u debljini produktivnih slojeva i različitim tipovima intervala. Tektonska aktivnost pojedinih zona izazvala je nastanak vertikalefrakturiranje, što takođe otežava razvoj ležišta.

1998. godine revidirana je geološka struktura ležišta. U pojedinim područjima utvrđeno je odsustvo slojevitosti u vidu izbijanja plantarnih voda. Takođe, geolozi su uspostavili razvoj građevina tipa grebena. Lučni dio Usinskog polja u ranom permskom periodu uzdizao se u topografiji morskog dna.

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

Visoka vertikalna pukotina i slaba izolacija od škriljaca donjeg permskog ležišta uzrokovali su gubitak frakcije lakih ugljovodonika i doprinijeli formiranju visoko viskoznog naftnog polja.

Proizvodnja

Pošto rezervoarski fluid Usinskog polja ima nenormalno visok viskozitet, njegova proizvodnja tradicionalnim metodama (štap, centrifugalne bušotine i druge metode) je teška. Do 1990. pritisak u rezervoaru je pao na kritični nivo. Za rješavanje ovog problema pozvani su stručnjaci iz švicarske kompanije TBKOM AG. 1991. godine, zajedno sa OAO Komineft, osnovano je preduzeće Nobel Oil, čiji je menadžment uveo tehnologiju površinskog istiskivanja nafte parom na polju. Ovo je omogućilo povećanje povrata tečnosti iz rezervoara za 4puta.

Na teritoriji ležišta koriste se i testiraju različite metode razvoja polja - bušenje kosih i horizontalnih bušotina, metoda termogravitacione drenaže ležišta, parni ciklus obrade, kombinovano ubrizgavanje hemijskim reagensima. Međutim, uz postojeću debljinu formacije, ona se ne može u potpunosti pokriti termičkim izlaganjem. Samo oko 20% zapremine rezervi nafte pokriveno je površinskim ubrizgavanjem i parnim ciklusom.

2002. Nobel Oil je bankrotirao. Kompaniju je kupio 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 pritiska ležišta ili pada produktivnosti. U potonjem slučaju, do prestanka rada dolazi prije završetka razvoja pokrivenih akumulacija. To je zbog njihove niske propusnosti, koja se može poboljšati vještačkom termičkom obradom.

toplinska obrada

Termogravitacijska metoda testirana je prije otprilike 30 godina u Kanadi. Njegov princip je da se rezervoar zagreje vrelom parom, tako da ulje visokog viskoziteta postane pokretljivo kao i obično ulje.

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

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

Termoelastična ekspanzija rezervoarskog fluida se dešava na temperaturama u rasponu od 200-320 °C. Osim pare, u rezervoaru se stvara i velika količina ugljičnog dioksida, koji doprinosi istiskivanju nafte. Zahvaljujući ovom procesu, izvlačenje nafte iz bušotina je povećano za 50%.

Unos vode

Zbog prisustva velikog zaliha postrojenja za injektiranje pare na području ležišta, postoji velika potreba za slatkom vodom. Obezbeđuje ga vodozahvat Južni naftnog polja Usinsk, gde se vrši priprema, skladištenje i distribucija tečnosti.

U 2017. godini počela je realizacija projekta tehničke preuređenja vodozahvata. Ažurirani su tehnički objekti, postrojenja za prečišćavanje vode, sistem cjevovoda, izgrađena je nova dizel elektrana. Modernizacija ovog postrojenja će povećati tehničke mogućnosti i povećati proizvodnju nafte na Usinskom polju.