Usinskoye-veld: belangrijkste kenmerken en kenmerken van technologieën

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2023-12-17 10:36

Usinskoye-veld is in gebruik sinds 1977. De ontwikkeling ervan vindt plaats in zeer moeilijke geologische omstandigheden die verband houden met de kenmerken van de afzetting. Reservoirvloeistof verwijst naar moeilijk terug te winnen vloeistoffen, omdat het een abnormaal hoge viscositeit heeft. In de afgelopen decennia werden oliën met een hoge viscositeit echter beschouwd als de belangrijkste reserve van de wereldproductie. Hun reserves in Rusland variëren volgens verschillende schattingen van 30 tot 75 miljard ton, en de meeste bevinden zich in de regio Wolga-Oeral. Daarom is de introductie van verbeterde oliewinningstechnologieën voor dergelijke reservoirs bijzonder relevant geworden.

Waar is het Usinskoye-veld?

De olieopslag van Usinsk bevindt zich in het noordoosten van de gelijknamige regio in de Republiek Komi. Het gebied beslaat het laagland van Pechora en het stroomgebied van de rivier de Kolva (de rechter zijrivier van de rivier de VS). De dichtstbijzijnde stad is Oesinsk. De locatie van het Usinsk-olieveld van Lukoil wordt geassocieerd met een natuurlijke overgangszone van de toendra naar de taiga. Het klimaat is hier sterk continentaal, de gemiddelde jaartemperatuur is -25 °C. In de winter, de thermometerda alt tot -55 °С. Het reliëf van dit gebied is een lage, zwaar moerassige vlakte met verhoogde heuvelachtige gebieden.

Transportcommunicatie omvat spoor-, riviernavigatie en levering per helikopter. De oliepijpleiding Vozey-Yaroslavl werd over het hele grondgebied gelegd.

Er is ook een afzetting met een vergelijkbare naam - het Malo-Usinskoye-veld, dat zich in het zuiden van het Elovsky-district bevindt, in de regio Perm, in de buurt van het dorp Malaya Usa. Het wordt geassocieerd met de Devoon en Lager-Midden Visean lagen.

Korte beschrijving

Dit veld is beperkt tot het olie- en gasbekken van Timan-Pechersk, dat van strategisch belang is in de brandstofindustrie in het noordwesten van Rusland. Het is een van de grootste in deze olie- en gasprovincie. Nabijheid van afzetmarkten speelt ook een belangrijke rol.

Usinskoye-veld is een plooi van rotsen van het type anticline, met een lengte van 51 km en een dikte van de sedimentaire bedekking van ongeveer 7-8 km. Olieafzettingen bevinden zich op een diepte van 1 tot 3,4 km. In termen van waterbesparing bevindt het veld zich in een laat stadium van ontwikkeling en is de hoeveelheid uitgeputte reserves slechts 7,7%. De zuidelijke en westelijke delen van de afzetting worden praktisch niet gedekt door productieboringen.

Rotsen die zijn blootgelegd door het diepste boorgat op de opkomst van de anticlinaal (5000 m) behoren tot de afzettingen van de Neder-Siluurse periode. Verkende afzettingen worden gekenmerkt door terrigene afzettingen van het Midden-Devoon systeem (hoofdproductiebron), het Boven-Perm, evenals de stadia van Visean, Serpukhovian en Famennian, die volledig in het Carboon-Neder-Perm-complex liggen.

Voorspellingsreserves

De balansreserves, waarvan de ontwikkeling momenteel economisch haalbaar is, bedragen ongeveer 960 miljoen ton. Het Usinskoye-olieveld is het grootste in de Republiek Komi. De olieproductie daarop levert meer dan een derde van de totale hoeveelheid koolwaterstoffen die in dit onderwerp van de Russische Federatie is onderzocht.

Dit volume zou volgens voorlopige berekeningen voldoende moeten zijn tot 2030. Bij aanvullende exploratie is een vergroting van de reserves mogelijk. De operator van dit veld is Lukoil.

Lithologie

Lagere Devoon-afzettingen in het Usinsk-veld worden weergegeven door 3 secties (de dikte wordt tussen haakjes aangegeven):

• lager (>1050 m);
• gemiddeld (<175 m);
• bovenste (909-1079 m).

Ze zijn samengesteld uit de volgende soorten gesteenten:

• calc-clay;
• mergels;
• carbonaatklei;
• dolomieten;
• anhydrieten met tussenlagen van klei en mergel.

Het Visean-stadium bestaat uit klei, in het bovenste deel begint een dikke reeks carbonaatgesteenten, die een afzetting van olie met een hoge viscositeit bevat.

Eigenschappen van olie

Olie uit het veld Usinsk heeft de volgende kenmerken:

• dichtheid - 0,89-0,95g/cm3;
• zwavelhoudende verbindingen – 0,45-1,89%;
• dynamische viscositeit - 3-8 Pa∙s (zware, hoogviskeuze formatievloeistoffen);
• maximaal geh alte aan harsachtige stoffen - 28% (noordelijk deel van de afzetting);
• geh alte aan porfyrines in de vorm van een vanadiumcomplex - tot 285 nmol / g (verhoogd).

De chemische samenstelling wordt gedomineerd door de volgende verbindingen:

• verzadigde koolwaterstoffen: alkanen, gonanen en hopanen;
• arenen: naftaleen, o-difenyleenmethaan, fenantreen, tetrafeen, fluorantheen, pyreen, peryleen, chryseen, benzfluoranthenen, benzpyrenen.

De concentratie van bepaalde soorten koolwaterstoffen varieert in het veldgebied. Dus in het zuidelijke deel wordt de grootste hoeveelheid carbonzuren onthuld, en in het noordelijke deel het minimum. Olie uit dit veld wordt over het algemeen gekenmerkt door een hoog geh alte aan metalloporfyrines en organische zuren.

Ontdekkingsgeschiedenis

Het veld in de regio Usinsk werd ontdekt in 1963. In 1968 werd een krachtige fontein verkregen op een diepte van ongeveer 3100 m (verkenningsbron nr. 7), die 665 ton olie per dag produceerde. Lichte olie werd in 1972 geproduceerd in de superhorizon van Serpukhov. Volgens de geologische structuur werd deze afzetting oorspronkelijk geclassificeerd als eenvoudig.

Tegen 1985 ontdekten wetenschappers dat het deel van het veld complexer is, omdat het zonale veranderingen in omstandigheden heeft (erosie en breuken in sedimentatie), wat scherpe veranderingen in de dikte van productieve lagen en verschillende soorten intervallen veroorzaakt. De tektonische activiteit van individuele zones veroorzaakte de opkomst van een verticalebreken, wat ook de ontwikkeling van de afzetting bemoeilijkt.

In 1998 werd de geologische structuur van het depot herzien. In sommige gebieden werd de afwezigheid van gelaagdheid in de vorm van uitbarstingen van plantair water gevonden. Ook hebben geologen de ontwikkeling van rifachtige gebouwen vastgesteld. Het gewelfde deel van het Oesinskoye-veld in de vroege Perm-periode steeg in de topografie van de zeebodem.

Voorstellingen over de structuur van het depot veranderden voortdurend naarmate er nieuwe informatie verscheen. Seismische verkenning in 2012 toonde de aanwezigheid van een groot aantal tektonische fouten - scheuren. Ze zijn meestal verticaal en soms gegroepeerd in 3-4 systemen. Scheuren in carbonaatgesteenten zijn niet beperkt tot de contactzone van twee lagen, maar gaan door meerdere tegelijk.

Hoge verticale breuk en zwakke schalieafdichting van de Neder-Perm-afzetting veroorzaakten het verlies van lichte koolwaterstoffractie en droegen bij aan de vorming van een olieveld met hoge viscositeit.

Productie

Omdat de reservoirvloeistof van het Usinskoye-veld een abnormaal hoge viscositeit heeft, is de productie ervan volgens traditionele methoden (staaf, centrifugaalbronpompen en andere methoden) moeilijk. Tegen 1990 daalde de reservoirdruk tot een kritiek niveau. Om dit probleem op te lossen, werden specialisten van het Zwitserse bedrijf TBKOM AG uitgenodigd. In 1991 werd samen met OAO Komineft de Nobel Oil-onderneming opgericht, waarvan het management de technologie van olieverplaatsing door stoom in het veld introduceerde. Dit maakte het mogelijk om de terugwinning van vloeistof in het reservoir met 4. te verhogentijden.

Verschillende methoden voor veldontwikkeling worden gebruikt en getest op het grondgebied van de afzetting - het boren van hellende en horizontale putten, de methode van thermozwaartekrachtdrainage van het reservoir, stoomcyclusbehandeling, gecombineerde injectie met chemische reagentia. Met de bestaande dikte van de formatie kan deze echter niet volledig worden afgedekt door thermische blootstelling. Slechts ongeveer 20% van het volume aan oliereserves wordt gedekt door gebiedsinjectie en stoomcycli.

In 2002 ging Nobel Oil failliet. Het bedrijf werd opgekocht door OAO Lukoil.

Een analyse van de productie van dit veld laat zien dat er gemiddeld 2 keer meer olie werd geproduceerd uit overstroomde putten dan bij de bronnen die werden stopgezet vanwege een lage reservoirdruk of een daling van de productiviteit. In het laatste geval vindt de beëindiging van de exploitatie plaats voordat de ontwikkeling van overdekte reservoirs is voltooid. Dit komt door hun lage permeabiliteit, die kan worden verbeterd door kunstmatige thermische behandeling.

Warmtebehandeling

Thermogravitationele methode werd ongeveer 30 jaar geleden getest in Canada. Het principe is om het reservoir met hete stoom te verwarmen, zodat olie met een hoge viscositeit net zo mobiel wordt als gewone olie.

In de traditionele variant worden putten voor productie en injectie geboord op aangrenzende punten. In het Usinskoye-veld werd deze technologie veranderd - de impact werd gemaakt vanuit tegenovergestelde putten op tegenovergestelde punten.

Stoominjectie goed in zo'n schemahoger geboord dan de productie. Er wordt continu stoom in gepompt. Er ontstaat een soort expanderende stoomkamer. Aan de grens v alt stoom in condensaat en stroomt, onder invloed van de zwaartekracht, in de bodem van de productieput.

Thermo-elastische expansie van reservoirvloeistof vindt plaats bij temperaturen in het bereik van 200-320 °C. Naast stoom wordt in het reservoir een grote hoeveelheid kooldioxide gegenereerd, wat bijdraagt aan de verdringing van olie. Door dit proces wordt de oliewinning uit putten met 50% verhoogd.

Wateropname

Door de aanwezigheid van een grote voorraad stoominjectie-installaties in het gebied van het depot is er grote behoefte aan vers water. Het wordt geleverd door de Yuzhny-waterinlaat van het Usinsk-olieveld, waar de bereiding, opslag en distributie van vloeistof wordt uitgevoerd.

In 2017 begon de uitvoering van het project voor de technische heruitrusting van de waterinlaat. De technische voorzieningen, waterzuiveringsinstallaties, leidingsysteem werden vernieuwd, er werd een nieuwe dieselcentrale gebouwd. De modernisering van deze faciliteit zal de technische mogelijkheden vergroten en de olieproductie in het Usinskoye-veld verhogen.