Usinskoye-fält: huvudsakliga egenskaper och egenskaper hos teknologier

2024 Författare: Howard Calhoun | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 10:41

Usinskoye-fältet har varit i drift sedan 1977. Dess utveckling utförs under mycket svåra geologiska förhållanden förknippade med fyndighetens egenskaper. Reservoarvätska hänvisar till vätskor som är svåra att återvinna, eftersom den har en onorm alt hög viskositet. Men under de senaste decennierna har högviskösa oljor ansetts vara den viktigaste reserv för världsproduktionen. Deras reserver i Ryssland sträcker sig enligt olika uppskattningar från 30 till 75 miljarder ton, och de flesta av dem ligger i Volga-Ural-regionen. Därför har införandet av förbättrad oljeåtervinningsteknik för sådana reservoarer blivit särskilt relevant.

Var är Usinskoye-fältet?

Usinsk oljefyndighet ligger i nordöstra delen av regionen med samma namn i republiken Komi. Dess område täcker Pechora Lowland och floden Kolva (den högra bifloden till Usa River). Närmaste stad är Usinsk. Placeringen av Usinsk-oljefältet Lukoil är förknippad med en naturlig övergångszon från tundran till taigan. Klimatet här är kraftigt kontinent alt, den genomsnittliga årstemperaturen är -25 °C. På vintern, termometernsjunker till -55 °С. Reliefen för detta område är en låg, kraftigt sumpig slätt med förhöjda kuperade områden.

Transportkommunikation inkluderar järnväg, flodnavigering och helikopterleverans. Oljeledningen Vozey-Yaroslavl lades över territoriet.

Det finns också en fyndighet med ett liknande namn - Malo-Usinskoye-fältet, som ligger i södra delen av Elovsky-distriktet, i Perm-regionen, nära byn Malaya Usa. Det är förknippat med devoniska och nedre-mellanvisiska skikten.

Kort beskrivning

Detta fält är begränsat till Timan-Pechersk olje- och gasbassäng, som är av strategisk betydelse för bränsleindustrin i nordvästra Ryssland. Det är en av de största i denna olje- och gasprovins. Närheten till försäljningsmarknaderna spelar också en viktig roll.

Usinskoyefältet är ett veck av stenar av antiklinisk typ, vars storlek är 51 km lång och tjockleken på det sedimentära täcket är cirka 7-8 km. Oljefyndigheter ligger på ett djup av 1 till 3,4 km. När det gäller vattenminskning är fältet i ett sent utvecklingsstadium och mängden utarmade reserver är endast 7,7 %. De södra och västra delarna av fyndigheten är praktiskt taget inte täckta av produktionsborrningar.

Stenar exponerade av det djupaste borrhålet på antiklinens höjd (5000 m) tillhör avlagringarna från den nedre siluriska perioden. Utforskade avlagringar kännetecknas av fruktansvärda avlagringar från det mellandevoniska systemet (huvudproduktionskällan), den övre perm, samt de visiska, serpukhoviska och famenniska scenerna, som är helt belägna i komplexet karbon-nedre perm.

Prognosreserver

Balansreserver, vars utveckling för närvarande är ekonomiskt genomförbar, uppgår till cirka 960 miljoner ton. Oljefältet Usinskoye är det största i republiken Komi. Oljeproduktionen på den ger mer än en tredjedel av den totala mängden kolväten som undersöks i detta ämne i Ryska federationen.

Denna volym bör, enligt preliminära beräkningar, räcka till 2030. Vid ytterligare prospektering är en ökning av reserverna möjlig. Operatören för detta fält är Lukoil.

Lithology

Lägre devoniska avlagringar i Usinsk-fältet representeras av 3 sektioner (deras tjocklek anges inom parentes):

• lower (>1050 m);
• medium (<175 m);
• övre (909-1079 m).

De är sammansatta av följande typer av stenar:

• calc-lera;
• marls;
• karbonatleror;
• dolomiterna;
• anhydriter med mellanskikt av leror och märgel.

Visean-stadiet består av leror, i dess övre del börjar en tjock sekvens av karbonatstenar, som innehåller en avlagring av högviskös olja.

Egenskaper för olja

Oljen från Usinskfältet har följande egenskaper:

• densitet - 0,89-0,95 g/cm3;
• svavelh altiga föreningar – 0,45-1,89 %;
• dynamisk viskositet - 3-8 Pa∙s (tunga, högviskösa formationsvätskor);
• maxim alt innehåll av hartsartade ämnen - 28 % (norra delen av fyndigheten);
• innehåll av porfyriner i form av ett vanadinkomplex - upp till 285 nmol/g (ökat).

Den kemiska sammansättningen domineras av följande föreningar:

• mättade kolväten: alkaner, gonaner och hopaner;
• arener: naftalen, o-difenylenmetan, fenantren, tetrafen, fluoranten, pyren, perylen, krysen, bensfluorantener, benspyrener.

Koncentrationen av vissa typer av kolväten varierar över fältområdet. Så i dess södra del avslöjas den största mängden karboxylsyror, och i den norra delen minsta. Olja från detta område kännetecknas i allmänhet av ett högt innehåll av metalloporfyriner och organiska syror.

Upptäcktshistorik

Fältet i Usinsk-regionen upptäcktes 1963. 1968 erhölls en kraftfull fontän från ett djup av cirka 3100 m (undersökningsbrunn nr 7), som producerade 665 ton olja per dag. Lätt olja producerades i Serpukhovs superhorisont 1972. Enligt den geologiska strukturen klassificerades denna fyndighet ursprungligen som enkel.

Senast 1985 fann forskare att sektionen av fältet är mer komplex, eftersom den har zonförändringar i förhållandena (erosion och avbrott i sedimentation), vilket orsakar skarpa förändringar i tjockleken på produktiva lager och olika typer av intervall. Den tektoniska aktiviteten hos enskilda zoner orsakade uppkomsten av en vertikalsprickbildning, vilket också komplicerar utvecklingen av fyndigheten.

1998 reviderades fyndighetens geologiska struktur. I vissa områden konstaterades frånvaron av skiktning i form av utbrott av plantarvatten. Geologer har också etablerat utvecklingen av byggnader av revtyp. Den välvda delen av Usinskoyefältet under den tidiga permperioden steg i havsbottens topografi.

Representationer om fyndighetens struktur förändrades ständigt när ny information dök upp. Seismisk utforskning 2012 visade närvaron av ett stort antal tektoniska förkastningar - sprickor. De är oftast vertikala och ibland grupperade i 3-4 system. Sprickor i karbonatbergarter är inte begränsade till kontaktzonen för två lager, utan passerar genom flera av dem samtidigt.

Hög vertikal sprickbildning och svag skiffertätning av den nedre permiska fyndigheten orsakade förlusten av lätt kolvätefraktion och bidrog till bildandet av ett oljefält med hög viskositet.

Produktion

Eftersom reservoarvätskan från Usinskoyefältet har en onorm alt hög viskositet är dess produktion med traditionella metoder (stav, centrifugalbrunnspumpar och andra metoder) svår. År 1990 sjönk reservoartrycket till en kritisk nivå. För att lösa detta problem bjöds in specialister från det schweiziska företaget TBKOM AG. År 1991, tillsammans med OAO Komineft, grundades Nobel Oil-företaget, vars ledning introducerade tekniken för arealutträngning av olja med ånga på fältet. Detta gjorde det möjligt att öka reservoarvätskeåtervinningen med 4gånger.

Olika metoder för fältutveckling används och testas på fyndighetens territorium - borrning av lutande och horisontella brunnar, metoden för termogravitationell dränering av reservoaren, ångcykelbehandling, kombinerad injektion med kemiska reagenser. Men med den befintliga tjockleken av formationen kan den inte täckas helt av termisk exponering. Endast cirka 20 % av volymen oljereserver täcks av arealinjektion och ångcykling.

2002 gick Nobel Oil i konkurs. Företaget köptes ut av OAO Lukoil.

En analys av produktionen av detta fält visar att det i genomsnitt producerades 2 gånger mer olja från översvämmade brunnar än bland de som stoppades på grund av lågt reservoartryck eller minskad produktivitet. I det senare fallet sker avslutningen av driften innan utvecklingen av täckta reservoarer är färdig. Detta beror på deras låga permeabilitet, som kan förbättras genom artificiell värmebehandling.

Värmebehandling

Termogravitationsmetoden testades för cirka 30 år sedan i Kanada. Dess princip är att värma upp behållaren med het ånga, så att högviskös olja blir lika mobil som vanlig olja.

I den traditionella varianten borras brunnar för produktion och injektion vid angränsande punkter. På Usinskoye-fältet ändrades denna teknik - påverkan gjordes från motsatta brunnar på motsatta punkter.

Ånginjektionsbrunn i ett sådant systemborrat högre än produktionen. Ånga pumpas kontinuerligt in i den. En sorts expanderande ångkammare bildas. Vid dess gräns faller ånga in i kondensat och strömmar under inverkan av gravitationen in i produktionsbrunnens bottenhålszon.

Termoelastisk expansion av reservoarvätska sker vid temperaturer i intervallet 200-320 °C. Förutom ånga alstras en stor mängd koldioxid i reservoaren, vilket bidrar till undanträngningen av olja. På grund av denna process ökar oljeutvinningen i brunnar med 50%.

Vattenintag

På grund av närvaron av ett stort lager av ånginjektionsanläggningar i området för fyndigheten finns det ett stort behov av färskvatten. Den tillhandahålls av Yuzhny-vattenintaget på Usinsk-oljefältet, där beredning, lagring och distribution av vätska utförs.

Under 2017 påbörjades genomförandet av projektet för teknisk omutrustning av vattenintaget. Tekniska anläggningar, vattenreningsanläggningar, rörledningssystem uppdaterades, ett nytt dieselkraftverk byggdes. Moderniseringen av denna anläggning kommer att öka den tekniska kapaciteten och öka oljeproduktionen vid Usinskoyefältet.