Usinskoye-Feld: Hauptmerkmale und Merkmale von Technologien

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2023-12-17 10:23

Usinskoye-Feld ist seit 1977 in Betrieb. Seine Erschließung erfolgt unter sehr schwierigen geologischen Bedingungen, die mit den Eigenschaften der Lagerstätte zusammenhängen. Reservoirflüssigkeit bezieht sich auf schwer rückgewinnbare Flüssigkeiten, da sie eine ungewöhnlich hohe Viskosität hat. In den letzten Jahrzehnten wurden jedoch hochviskose Öle als Hauptreserve der Weltproduktion angesehen. Ihre Reserven in Russland reichen nach verschiedenen Schätzungen von 30 bis 75 Milliarden Tonnen, und die meisten davon befinden sich in der Wolga-Ural-Region. Daher ist die Einführung verbesserter Ölrückgewinnungstechnologien für solche Lagerstätten besonders relevant geworden.

Wo ist das Usinskoje-Feld?

Usinsk Ölvorkommen befinden sich im Nordosten der gleichnamigen Region in der Republik Komi. Sein Gebiet umfasst das Pechora-Tiefland und das Becken des Kolva-Flusses (der rechte Nebenfluss des Usa-Flusses). Die nächste Stadt ist Usinsk. Der Standort des Usinsk-Ölfeldes Lukoil ist mit einer natürlichen Übergangszone von der Tundra zur Taiga verbunden. Das Klima hier ist stark kontinental, die Jahresdurchschnittstemperatur liegt bei -25 °C. Im Winter das Thermometerfällt auf -55 °С. Das Relief dieses Gebiets ist eine niedrige, stark sumpfige Ebene mit erhöhten hügeligen Gebieten.

Transportkommunikation umfasst Eisenbahn, Flussschifffahrt und Helikopterlieferung. Durch das Gebiet wurde die Ölpipeline Vozey-Yaroslavl verlegt.

Es gibt auch eine Lagerstätte mit einem ähnlichen Namen - das Feld Malo-Usinskoye, das sich im Süden des Bezirks Elovsky in der Region Perm in der Nähe des Dorfes Malaya Usa befindet. Es ist mit den Schichten des Devon und des unteren Mittelviseums verbunden.

Kurzbeschreibung

Dieses Feld ist auf das Öl- und Gasbecken Timan-Pechersk beschränkt, das für die Brennstoffindustrie im Nordwesten Russlands von strategischer Bedeutung ist. Es ist eines der größten in dieser Öl- und Gasprovinz. Auch die Nähe zu Absatzmärkten spielt eine wichtige Rolle.

Usinskoye-Feld ist eine F alte von Antiklinalenfelsen mit einer Länge von 51 km und einer Dicke der Sedimentdecke von etwa 7-8 km. Ölvorkommen befinden sich in einer Tiefe von 1 bis 3,4 km. In Bezug auf den Wasseranteil befindet sich das Feld in einem späten Entwicklungsstadium, und die Menge der erschöpften Reserven beträgt nur 7,7 %. Der südliche und westliche Teil der Lagerstätte sind praktisch nicht durch Produktionsbohrungen abgedeckt.

Die durch die tiefste Bohrung auf dem Anstieg des Sattels (5000 m) freigelegten Gesteine gehören zu den Ablagerungen des Untersilur. Erkundete Lagerstätten sind gekennzeichnet durch terrigene Lagerstätten des mittleren Devon-Systems (mainProduktionsquelle), das Oberperm, sowie die Visean-, Serpuchov- und Famennium-Stufen, die sich vollständig im Karbon-Unterperm-Komplex befinden.

Reserveprognose

Bilanzreserven, deren Erschließung derzeit wirtschaftlich machbar ist, belaufen sich auf rund 960 Mio. t. Das Usinskoje-Ölfeld ist das größte in der Republik Komi. Die Ölförderung darauf liefert mehr als ein Drittel der Gesamtmenge an Kohlenwasserstoffen, die in diesem Gebiet der Russischen Föderation erforscht werden.

Dieses Volumen soll nach vorläufigen Berechnungen bis 2030 ausreichen. Bei weiterer Exploration ist eine Erhöhung der Reserven möglich. Der Betreiber dieses Feldes ist Lukoil.

Lithologie

Lagerstätten des unteren Devon im Usinsk-Feld werden durch 3 Abschnitte dargestellt (ihre Mächtigkeit ist in Klammern angegeben):

• lower (>1050 m);
• mittel (<175 m);
• obere (909-1079 m).

Sie bestehen aus folgenden Gesteinsarten:

• calc-clay;
• marls;
• karbonatische Tone;
• Dolomiten;
• Anhydrite mit Zwischenschichten aus Tonen und Mergeln.

Die Visean-Stufe besteht aus Tonen, in ihrem oberen Teil beginnt eine mächtige Abfolge von Karbonatgesteinen, die eine Ablagerung von hochviskosem Öl enthält.

Eigenschaften von Öl

Öl aus dem Usinsk-Feld hat folgende Eigenschaften:

• Dichte - 0,89-0,95 g/cm3;
• schwefelh altige Verbindungen – 0,45-1,89%;
• dynamische Viskosität - 3-8 Pa∙s (schwere, hochviskose Formationsflüssigkeiten);
• maximaler Geh alt an harzigen Substanzen - 28% (nördlicher Bereich der Lagerstätte);
• Geh alt an Porphyrinen in Form eines Vanadiumkomplexes - bis zu 285 nmol / g (erhöht).

Die chemische Zusammensetzung wird von folgenden Verbindungen dominiert:

• gesättigte Kohlenwasserstoffe: Alkane, Gonane und Hopane;
• Arene: Naphthalin, o-Diphenylenmethan, Phenanthren, Tetraphen, Fluoranthen, Pyren, Perylen, Chrysen, Benzfluoranthene, Benzpyrene.

Die Konzentration bestimmter Arten von Kohlenwasserstoffen variiert je nach Feldgebiet. So zeigt sich in seinem südlichen Teil die größte Menge an Carbonsäuren und im nördlichen Teil das Minimum. Öl aus diesem Bereich zeichnet sich allgemein durch einen hohen Geh alt an Metalloporphyrinen und organischen Säuren aus.

Discovery-Verlauf

Das Feld in der Region Ussinsk wurde 1963 entdeckt. 1968 wurde eine mächtige Quelle aus einer Tiefe von etwa 3100 m (Erkundungsbohrung Nr. 7) gewonnen, die 665 Tonnen Öl pro Tag förderte. Leichtöl wurde 1972 im Serpuchow-Superhorizont gefördert. Nach der geologischen Struktur wurde diese Lagerstätte ursprünglich als einfach eingestuft.

Bis 1985 stellten Wissenschaftler fest, dass der Abschnitt des Feldes komplexer ist, da er zonale Änderungen der Bedingungen (Erosion und Sedimentationsbrüche) aufweist, was zu starken Änderungen in der Dicke der produktiven Schichten und verschiedenen Arten von Intervallen führt. Durch die tektonische Aktivität einzelner Zonen entstand eine VertikaleFracturing, was auch die Erschließung der Lagerstätte erschwert.

1998 wurde die geologische Struktur der Lagerstätte überarbeitet. In einigen Bereichen wurde das Fehlen einer Schichtung in Form von Ausbrüchen von Plantarwasser festgestellt. Geologen haben auch die Entwicklung von riffartigen Gebäuden festgestellt. Der gewölbte Teil des Usinskoje-Feldes in der frühen Perm-Zeit erhob sich in der Topographie des Meeresbodens.

Darstellungen über die Struktur der Lagerstätte änderten sich ständig, als neue Informationen auftauchten. Seismische Erkundungen im Jahr 2012 zeigten das Vorhandensein einer großen Anzahl von tektonischen Störungen - Rissen. Sie sind meistens vertikal und manchmal in 3-4 Systeme gruppiert. Risse in Karbonatgesteinen beschränken sich nicht auf die Kontaktzone zweier Schichten, sondern durchdringen mehrere gleichzeitig.

Eine starke vertikale Frakturierung und eine schwache Schieferversiegelung der Lagerstätte im unteren Perm verursachten den Verlust der leichten Kohlenwasserstofffraktion und trugen zur Bildung eines hochviskosen Ölfelds bei.

Produktion

Da die Lagerstättenflüssigkeit des Usinskoje-Feldes eine ungewöhnlich hohe Viskosität aufweist, ist ihre Förderung mit herkömmlichen Methoden (Stab, Zentrifugalbrunnenpumpen und andere Methoden) schwierig. Bis 1990 fiel der Reservoirdruck auf ein kritisches Niveau. Zur Lösung dieses Problems wurden Spezialisten der Schweizer Firma TBKOM AG eingeladen. 1991 wurde zusammen mit OAO Komineft das Unternehmen Nobel Oil gegründet, dessen Management die Technologie der flächenhaften Ölverdrängung durch Dampf auf dem Feld einführte. Dadurch konnte die Rückgewinnung der Reservoirflüssigkeit um 4 erhöht werdenmal.

Auf dem Gebiet der Lagerstätte werden verschiedene Methoden der Feldentwicklung angewendet und getestet - Bohren von geneigten und horizontalen Brunnen, die Methode der thermogravitativen Entwässerung des Reservoirs, Dampfzyklusbehandlung, kombinierte Injektion mit chemischen Reagenzien. Bei der vorhandenen Mächtigkeit der Formation kann diese jedoch nicht vollständig durch thermische Belastung abgedeckt werden. Nur etwa 20 % des Volumens der Ölreserven wird durch Flächeninjektion und Dampfkreislauf abgedeckt.

Im Jahr 2002 ging Nobel Oil bankrott. Das Unternehmen wurde von OAO Lukoil aufgekauft.

Eine Analyse der Produktion dieses Feldes zeigt, dass aus gefluteten Bohrlöchern im Durchschnitt 2-mal mehr Öl gefördert wurde als aus denen, die aufgrund eines niedrigen Lagerstättendrucks oder eines Produktivitätsabfalls gestoppt wurden. Im letzteren Fall erfolgt die Betriebsbeendigung vor Abschluss der Erschließung überdeckter Lagerstätten. Dies liegt an ihrer geringen Durchlässigkeit, die durch künstliche thermische Behandlung verbessert werden kann.

Wärmebehandlung

Die Thermogravitationsmethode wurde vor etwa 30 Jahren in Kanada getestet. Sein Prinzip besteht darin, das Reservoir mit heißem Dampf zu erhitzen, sodass hochviskoses Öl so mobil wird wie normales Öl.

Bei der traditionellen Variante werden an benachbarten Stellen Bohrungen zur Förderung und Injektion gebohrt. Auf dem Usinskoje-Feld wurde diese Technologie geändert - der Aufprall erfolgte von gegenüberliegenden Bohrlöchern an gegenüberliegenden Punkten.

Dampfinjektion gut in einem solchen Schemahöher gebohrt als die Produktion. Es wird kontinuierlich Dampf hineingepumpt. Es entsteht eine Art expandierender Dampfraum. An seiner Grenze fällt Dampf in Kondensat und strömt unter dem Einfluss der Schwerkraft in die Sohlenzone der Förderbohrung.

Thermoelastische Ausdehnung der Reservoirflüssigkeit tritt bei Temperaturen im Bereich von 200-320 °C auf. Neben Dampf entsteht in der Lagerstätte eine große Menge Kohlendioxid, das zur Ölverdrängung beiträgt. Aufgrund dieses Prozesses wird die Ölausbeute aus Bohrlöchern um 50 % gesteigert.

Wasseraufnahme

Aufgrund des Vorhandenseins eines großen Bestands an Dampfinjektionsanlagen im Bereich der Lagerstätte besteht ein großer Bedarf an Frischwasser. Es wird von der Yuzhny-Wasseraufnahme des Usinsk-Ölfelds bereitgestellt, wo die Vorbereitung, Lagerung und Verteilung von Flüssigkeiten durchgeführt wird.

Im Jahr 2017 begann die Umsetzung des Projekts zur technischen Umrüstung der Wasserfassung. Die technischen Anlagen, Wasseraufbereitungsanlagen, das Rohrleitungssystem wurden modernisiert, ein neues Dieselkraftwerk wurde gebaut. Die Modernisierung dieser Anlage wird die technischen Fähigkeiten erhöhen und die Ölförderung im Usinskoje-Feld steigern.