Usinskoje valdkond: tehnoloogiate peamised omadused ja omadused

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 10:25

Usinskoje väli on kasutusel alates 1977. aastast. Selle arendamine toimub maardla omadustega seotud väga rasketes geoloogilistes tingimustes. Reservuaarivedelik viitab raskesti taastuvatele vedelikele, kuna sellel on ebatavaliselt kõrge viskoossus. Viimastel aastakümnetel on aga kõrge viskoossusega õlisid peetud maailma tootmise peamiseks reserviks. Nende varud Venemaal on erinevatel hinnangutel 30–75 miljardit tonni ja enamik neist asub Volga-Uurali piirkonnas. Seetõttu on selliste reservuaaride jaoks muutunud eriti oluliseks täiustatud õlikogumistehnoloogiate kasutuselevõtt.

Kus on Usinskoje väli?

Usinski naftamaardla asub samanimelise piirkonna kirdeosas Komi Vabariigis. Selle ala hõlmab Petseri madalikku ja Kolva jõe (Usa jõe parem lisajõe) nõo. Lähim linn on Usinsk. Lukoili Usinski naftavälja asukoht on seotud loodusliku üleminekuvööndiga tundrast taigani. Kliima on siin terav alt mandriline, aasta keskmine temperatuur on -25 °C. Talvel termomeeterlangeb kuni -55 °С. Selle piirkonna reljeef on madal, tugev alt soine tasandik kõrgendatud künklike aladega.

Transpordiside hõlmab raudtee-, jõenavigatsiooni ja helikopterite kohaletoimetamist. Vozey-Jaroslavli naftajuhe rajati üle territooriumi.

Samuti on sarnase nimega maardla - Malo-Usinskoje põld, mis asub Elovski rajooni lõunaosas Permi oblastis Malaya Usa küla lähedal. Seda seostatakse Devoni ja Alam-Kesk-Visea kihtidega.

Lühikirjeldus

See põld piirdub Timani-Petšerski nafta- ja gaasibasseiniga, mis on Loode-Venemaa kütusetööstuses strateegilise tähtsusega. See on üks suurimaid selles nafta- ja gaasiprovintsis. Olulist rolli mängib ka lähedus müügiturgudele.

Usinskoje väli on antikliinset tüüpi kivimite kurd, mille pikkus on 51 km ja settekatte paksus umbes 7-8 km. Naftamaardlad asuvad 1–3,4 km sügavusel. Veekatkestuse poolest on põld hilises arengujärgus ning ammendunud varude hulk on vaid 7,7%. Maardla lõuna- ja lääneosa tootmispuurimisega praktiliselt ei hõlma.

Antikliini tõusul (5000 m) sügavaima puuraugu paljanduvad kivimid kuuluvad Alam-Siluri perioodi maardlatesse. Uuritud maardlaid iseloomustavad Kesk-Devoni süsteemi terrigeensed maardlad (peaminetootmisallikas), Ülem-Permi, samuti Visea, Serpuhhovi ja Famenni staadiumid, mis asuvad täielikult Karboni-Alam-Permi kompleksis.

Prognoosireservid

Blansivarud, mille arendamine on hetkel majanduslikult otstarbekas, ulatuvad umbes 960 miljoni tonnini. Usinskoje naftamaardla on Komi Vabariigi suurim. Selle naftatootmine annab rohkem kui kolmandiku Venemaa Föderatsiooni selle teema raames uuritud süsivesinike koguhulgast.

Sellest mahust peaks esialgsete arvutuste kohaselt piisama 2030. aastani. Lisauuringute käigus on võimalik varusid suurendada. Selle välja operaator on Lukoil.

Litoloogia

Alam-Devoni lademed Usinski väljal on esindatud 3 sektsiooniga (nende paksus on näidatud sulgudes):

• madalam (>1050 m);
• keskmine (<175 m);
• ülemine (909–1079 m).

Need koosnevad järgmist tüüpi kivimitest:

• kivi-savi;
• marlid;
• karbonaatsavi;
• dolomiidid;
• anhüdriidid savi ja mergli vahekihtidega.

Viseani staadium koosneb savidest, selle ülemisest osast algab paks karbonaatkivimite jada, mis sisaldab kõrge viskoossusega õli ladestumist.

Õli omadused

Usinski väljast pärit õlil on järgmised omadused:

• tihedus - 0,89-0,95g/cm3;
• väävlit sisaldavad ühendid – 0,45-1,89%;
• dünaamiline viskoossus – 3–8 Pa∙s (rasked, kõrge viskoossusega moodustumisvedelikud);
• vaikuste ainete maksimaalne sisaldus - 28% (maardla põhjaosa);
• porfüriinide sisaldus vanaadiumikompleksi kujul - kuni 285 nmol / g (suurenenud).

Keemilises koostises domineerivad järgmised ühendid:

• küllastunud süsivesinikud: alkaanid, gonaanid ja hopaanid;
• areenid: naftaleen, o-difenüleenmetaan, fenantreen, tetrafeen, fluoranteen, püreen, perüleen, krüseen, bensfluoranteenid, benspüreenid.

Teatud tüüpi süsivesinike kontsentratsioon on põllu piirkonnas erinev. Nii ilmub selle lõunaosas kõige rohkem karboksüülhappeid ja põhjaosas minimaalselt. Sellelt põllult pärit naftat iseloomustab üldiselt kõrge metalloporfüriinide ja orgaaniliste hapete sisaldus.

Avastuste ajalugu

Usinski oblastis asuv põld avastati 1963. aastal. 1968. aastal saadi umbes 3100 m sügavuselt võimas purskkaev (uurimiskaev nr 7), mis andis ööpäevas 665 tonni naftat. Kerge õli toodeti Serpuhhovi superhorisondis 1972. aastal. Geoloogilise ehituse järgi klassifitseeriti see maardla algselt lihtsaks.

Aastaks 1985 leidsid teadlased, et väljalõige on keerulisem, kuna sellel on tingimuste tsoonilised muutused (erosioon ja settimise katkestused), mis põhjustab teravaid muutusi produktiivsete kihtide paksuses ja erinevat tüüpi intervalle.. Üksikute vööndite tektooniline aktiivsus põhjustas vertikaali tekkimisemurdumine, mis raskendab ka ladestise teket.

1998. aastal vaadati üle maardla geoloogiline struktuur. Mõnes piirkonnas leiti kihistumise puudumist tallavee purske kujul. Samuti on geoloogid kindlaks teinud rifi tüüpi hoonete arengu. Usinskoje välja kaarjas osa varapermi ajastul kerkis merepõhja topograafias.

Ettevõtted hoiuse struktuuri kohta muutusid pidev alt uue teabe ilmumisel. 2012. aasta seismilised uuringud näitasid suure hulga tektooniliste rikete – pragude – olemasolu. Need on enamasti vertikaalsed ja mõnikord rühmitatud 3-4 süsteemi. Karbonaatkivimite praod ei piirdu kahe kihi kontakttsooniga, vaid läbivad mitut neist korraga.

Alam-Permi maardla kõrge vertikaalne murdumine ja nõrk kivisulg põhjustasid kerge süsivesiniku fraktsiooni kadu ja aitasid kaasa kõrge viskoossusega naftavälja tekkele.

Tootmine

Kuna Usinskoje välja reservuaarivedelik on ebatavaliselt kõrge viskoossusega, on selle tootmine traditsiooniliste meetoditega (varraste, tsentrifugaalkaevupumbad ja muud meetodid) keeruline. 1990. aastaks langes reservuaari rõhk kriitilise tasemeni. Selle probleemi lahendamiseks kutsuti Šveitsi ettevõtte TBKOM AG spetsialistid. 1991. aastal asutati koos OAO Komineftiga ettevõte Nobel Oil, mille juhtkond võttis väljal kasutusele naftaauruga ümberpaigutamise tehnoloogia. See võimaldas reservuaari vedeliku taastumist 4 võrra suurendadakorda.

Maardla territooriumil kasutatakse ja katsetatakse erinevaid väliarendusmeetodeid - kald- ja horisontaalkaevude puurimist, reservuaari termogravitatsioonilise äravoolu meetodit, aurutsüklilist töötlemist, kombineeritud süstimist keemiliste reagentidega. Kuid kihistu olemasoleva paksuse juures ei saa seda termilise kokkupuutega täielikult katta. Ainult umbes 20% naftavarudest kaetakse piirkondliku sissepritse ja aurutsükliga.

2002. aastal läks Nobel Oil pankrotti. Ettevõtte ostis välja OAO Lukoil.

Selle põllu tootmise analüüs näitab, et üleujutatud kaevudest toodeti keskmiselt 2 korda rohkem naftat kui nende hulgas, mis peatati madala veehoidla rõhu või tootlikkuse languse tõttu. Viimasel juhul lõpetatakse tegevus enne kaetud veehoidlate arendamise lõpetamist. Selle põhjuseks on nende madal läbilaskvus, mida saab kunstliku termilise töötlemisega parandada.

Kuumtöötlus

Termogravitatsioonimeetodit testiti umbes 30 aastat tagasi Kanadas. Selle põhimõte on kuumutada reservuaari kuuma auruga, nii et kõrge viskoossusega õli muutub sama liikuvaks kui tavaline õli.

Traditsioonilises variandis puuritakse naaberpunktidesse tootmis- ja süstimiskaevud. Usinskoje väljal seda tehnoloogiat muudeti – löök tehti vastassuunalistest kaevudest, mis asuvad vastaspunktides.

Sellisel skeemil auru sissepritse hästipuuritud kõrgemale kui toodang. Sellesse pumbatakse pidev alt auru. Tekib omamoodi laienev aurukamber. Selle piiril langeb aur kondensaadiks ja voolab gravitatsiooni mõjul tootmiskaevu põhjaaugu tsooni.

Mahutivedeliku termoelastne paisumine toimub temperatuurivahemikus 200–320 °C. Lisaks aurule tekib reservuaaris suur hulk süsihappegaasi, mis aitab kaasa õli väljatõrjumisele. Tänu sellele protsessile suureneb kaevude naftakogus 50%.

Vee sissevõtt

Kuna maardla piirkonnas on palju auru sissepritseseadmeid, on suur vajadus värske vee järele. Seda pakub Usinski naftavälja Južnõi veehaare, kus toimub vedeliku ettevalmistamine, ladustamine ja jaotamine.

2017. aastal algas veehaarde tehnilise ümbervarustuse projekti elluviimine. Uuendati tehnoruumid, veepuhastusseadmed, torustik, ehitati uus diiselelektrijaam. Selle rajatise moderniseerimine suurendab tehnilisi võimalusi ja suurendab naftatootmist Usinskoje väljal.