Реферати українською » Геология » Методи розробки родовищ високов'язких нафт і природних бітумів


Реферат Методи розробки родовищ високов'язких нафт і природних бітумів

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Запровадження

 

Найважливішою складової сировинної бази нафтової галузі як Росії, а й інших нафтовидобувних країн світу є запасивисоковязких важких нафт і природних бітумів. За оцінками їх запаси сягають від 790 млрд. т. до 1 трлн. т., що у 5–6 разів більше залишкових добуваних запасів нафт малої і середній в'язкості, складових приблизно 162 млрд. тонн.

Сьогоднівисоковязкие нафти і бітуми не найзатребуваніший вид вуглеводневої сировини, проте, як альтернативу традиційної нафти і газу деяких країнах вибрали що його. Особливі перспективи застосування пов'язані із застосуванням технологій виробництва синтетичної нафти.Синтетической є половина канадської нафти, стійко ростуть темпи видобутку бітумів і виробництва нафти його платній основі у Венесуелі.

Геологічні запаси високов'язкої нафти і бітумів у Росії становить від 6 до 75 млрд. тонн, проте їх застосування потребує використання спеціальних дорогих технологій, оскільки вони складні у переробці, через високе в'язкості їх важко перекачувати, вони погано протікають у свердловині, і навіть за великі запаси важко відбирати великі дебети.Високовязкие нафти ринку стоять дешевше, ставляться до категорії низькосортних, й особливою полювання на ними з метою отримання великих прибутків ми маємо, тому багато російських компанії готові вкладати значні кошти на розробку родовищ і переробкувисоковязких нафт.

На жаль, поки видобуток природних бітумів івисоковязких нафт збитковий. Як всяке нове перспективне виробництво, освоєння ресурсів немає і організація переробки важких нафт вимагає на початковому етапі підтримки.

Необхідні термінових заходів для стимулювання освоєння родовищвисоковязких нафт. Ведучи мову про стимулюванні цього напряму, необхідно, мій погляд, відзначити, що має під собою грунт, але нещастю тією мірою, яка дозволяє повному обсязі розкриватися такого важливого вектору нафтової галузі, як промислове освоєння запасів важких нафт, включаючи, звісно, й створення відповідної інфраструктури зі збирання, транспортуванні і переробки цього виду вуглеводнів.

Щодо географії запасіввисоковязких нафт і природних бітумів треба сказати те, що басейни з цими вуглеводнями поширені здебільшого європейської терені Росії:Волго-Уральский,Днепровско-Припятский,Прикаспийский іТимано-Печорский. Винятком єЕнисейско-Анабарский басейн звисоковязкиминефтями, що у Східного Сибіру. На території цих басейнів міститься велика кількість родовищтруднодобиваемого сировини. У тому числі можна назвати найвідоміші, вивчені і розроблювані родовища, такі як:Усинское іЯрегское (республіка Комі),Гремихинское,Мишкинское,Лиственское (Удмуртія),Южно-Карское,Зибза-Глубокий Яр,Северо-Кримское (Краснодарський край),Ашальчинское іМордово-Кармальское (Татарія).

Вище зазначені родовища використовують як об'єктів дослідно-промислової розробки високов'язкої нафти і природних бітумів.

Такі компанії як ВАТ «ЛУКойл», ВАТ «>РИТЭК», ВАТ «>Коминефть», ВАТ «>Удмуртнефть», ВАТ «Північна нафту» ведуть активні роботи з вивчення, вдосконалення і створенню технологій розробки покладів важких нафт. Вивчаються й вдосконалюються методи впливу гарячою водою, розчинниками, лугами, пором, кислотами, технології сухого і вологоговнутрипластового горіння, комбінації методів.

У цьому роботі розглядатимуться різні методи розробки родовищ з нафтою підвищеної і високої в'язкості, і навіть деякі методи розробки родовищ природних бітумів. Слід зазначити те, що методи розробки бітумних родовищ може істотно відрізнятиметься від методів розробки родовищ в'язких нафт, але у окремих випадках методи може бути застосовні як одних, і решти родовищам. На вибір методу переважно впливають геолого-фізичні властивостінефтесодержащих колекторів і навіть фізичні властивостінасищающего флюїду.


Загальні інформацію про родовищахвисоковязких нафт і природних бітумів

 

По найширше яка у у світовій практиці класифікації важкиминефтями вважаютьсяуглеводородние рідини з щільністю 920–1000кг/м3 і в'язкістю від 10 до 100мПа·с, а природнимибитумами –слаботекучие чиполутвердие суміші переважно вуглеводневої складу з щільністю понад тисячу кг/м3 і в'язкістю вище 10000мПа·с. Проміжну групу міжбитумами і з тяжкиминефтями утворюють звані надважкі нафти з в'язкістю від 100 до 10000мПа·с і щільністю близько чи трохи більше 1000кг/м3. Важкі і надважкі нафти багато авторів об'єднують під загальним назвою – важкі нафти чивисоковязкие нафти.

>Вязкость в шарових умовах родовищ важкої нафти варіюється від відносно невеликих значень 20мПа·с до величин в'язкості близьких до значенням природного бітуму (9000мПа·с). У цьому більшість родовищ мають в'язкість не більше 1000мПа·с.

Зазвичай колектори родовищ важких нафт характеризуються досить високими ємнісними властивостями. Значенняпористости можуть лежати не більше від 20% до 45%. У цьому для колекторів характерна розчленованість і значна неоднорідність фільтраційних властивостей (проникність може змінюватися від сотої частки за кілька одиницьмкм2).

Поклади важких нафт зустрічаються усім діапазонах глибин від 300 метрів до глибин понад 1500 метрів. У цьому частка балансових запасіввисоковязких нафт розташованих на глибинах понад 1500 метрів становить лише п'ять% всіх запасів. Найбільш значимі за запасами родовища перебувають у діапазонах глибин 1000–1500 метрів. Найчастіше родовища високов'язкої нафти є складнумногопластовую систему, у якій різні поверхинефтеносности мають як різніемкостно-фильтрационие властивості, а й чудові друг від друга властивості пластового флюїду.

Основні родовища природних бітумів розташовуються на зовнішніх бортахмезозой-кайнозойских крайовихпрогибов, прилеглих дощитам і зводам древніх платформ (Канадський,Гвианский щити,Оленекский звід). Родовища може бути пластові, жильні,штокверковие.Пластовие родовища (до 60 м) охоплюють, нерідко, багато тисяч квадратних кілометрів (>Атабаска, Канада).

>Жильние іштокверковие родовища формуються шляхах вертикальної міграції вуглеводнів по тектонічним тріщинам, зонам регіональних розривів. Найбільші жильні тіла у Туреччині (>Харбол,Авгамасья) досягають довжини 3,5 км - при потужності 20 – 80 метрів і простежуються до глибини 500 м.Покровние поклади утворюються з допомогоюизлившихся нафт. Відомі звані асфальтові озера (>Охинское на Сахаліні,Пич-Лейк на про. Тринідад,Гуаноко в Венесуелі).

Природні бітуми генетично є, в різного рівня,дегазированние, втративши легкі фракції, грузлі,полутвердие природні похідні нафти (мальти, асфальти,асфальтити). Крім підвищеного змістуасфальтено-смолистих компонентів (від 25 до 75% мас.), високої густини, аномальною в'язкості, що зумовлюють специфіку видобутку, транспорту, й переробки, природні бітуми відмаловязких нафт значним змістом сірки і металів, особливопятиокиси ванадіюV2O5 і нікелю (>Ni) в концентраціях, порівнянних із вмістом металів з промисловою рудних родовищах у Росії країн СНД (>V2O5 до7800г/т) за кордоном (>V2O5 до 3500г./т). Найбільш збагачені зазначеними компонентами природні бітуми родовищВолго-Уральскойбитумонефтегазоносной провінції. Так було вбитумах (>мальта-високосмолистая нафту) вміст сірки сягає 7,2% мас., aV2O5 іNi відповідно 2000г./т і 100г./т. УасфальтитахОренбуржья концентрація сірки перевищує 6% – 8% мас., aV2O5 іNi відповідно 6500г./т в 640г./т. Отже, родовища природних бітумів необхідно розглядати як як джереломономинерального сировини щоб одержати лише нафту і продуктів її переробки, а, насамперед із позиційполикомпонентного сировини.

У Росії її основні перспективи пошуку природних бітумів, пов'язані з породами пермських відкладень центральних районівВолго-Уральскойбитумонефтегазоносной провінції, тобто. саме того території, де запаси звичайній нафти вироблені найбільшою мірою проти іншими нафтовидобувними регіонами Росії. Майже 36% запасів бітумів Росії знаходяться біля Татарстану, котрий за цього показника посідає чільне в країні. Більшість скупчень бітумів в пермських відкладеннях Татарії приурочена до пластів,залегающим на глибині від 50 до 400 метрів і що охоплюють майже весь розріз пермської системи.Битуми важкі (щільність 962,6–1081кг/м3),високовязкие (до десятків і сотень тисячмПа·с),високосмолистие (19,4–48,0%) і сірчисті (>1,7–8,0%).Битумная частина пермських відкладень єсложнопостроенную товщу карбонатних ітерригенних колекторів, їхнім виокремленням природні резервуари із широкою діапазономколлекторских властивостей. Інші регіони зосередження природних бітумів представлені територіями Самарської, Оренбурзької областей, Північного Сахаліну, Кавказу, Республіки Комі і деякими областями Сибіру.

Приватний приклад родовищ важких нафт. РодовищеЯрегское

 

>Ярегское родовище, в адміністративному відношенні, перебуває у центральному промисловому районі Республіки Комі, з високорозвиненою інфраструктурою, у 18-ти км на захід від міста Ухти. Існуючі на родовищіпоселки (>Ярега, Первомайський, НижнійДоманик) з'єднані між собою - і містомУхта дорогий з асфальтобетонним покриттям. У межах селищаЯрега перебуває залізнична станціяЯрега, північної магістральної залізниціВоркута-Москва.Ярегскоенефтетитановое родовище є потенційної сировинної бази задля забезпечення ринку Росії продуктами переробки титанової руди важкою нафти. Унікальність її у тому, що, крім великих запасів нафти, вона носить величезні запаси титанової руди – понад 40 кримінальних% всіх запасів титанового сировини Росії. Родовище належить доВосточно-Тиманской нафтогазоносної області Тімано-Печорської нафтогазоносної провінції.

Тектонічна приналежність:Ухтинскаябрахиантиклинальная складка.Типструктури:брахиантиклиналь.

>Приурочено широкої пологою асиметричноїантиклинальной складці всеверозападной частиниУхта-Ижемского валу на північно-східному схиліТиманскойантеклизи.Присводовая частинаантиклинали ускладненаЯрегским.Южно-Ярегским,Лиаельским іВежавожским локальнимиподнятиями.ПростиПромишленнонефтеносни відкладення верхнього й середнього девону.ПростиКоллекторитрещинно-поровие, представлені кварцовимипесчаниками (товщина 26 м).Залежь шаровасводовая на глибині 140–200 м, численнимидизъюнктивними порушеннями розбита на блоки. Нафта важка,високосмолистая, в'язка,парафинистая; щільність від 0,932 до 0,959 (>г/см3). На 1.1.1997 р. видобуто 17,7 млн. тонн нафти. У 1941 р. геолог В.А. Калюжний впесчаникахIII-го пласта встановив промислове зміст титанових мінералів. НаЯреге будується гірничозбагачувальний комплекс у видобуток та хімічного збагаченнякремнистотитанового концентрату. Родовище розробляють ЗАТ «>Битран» і ТОВ «>Комититан».


Додаткові інформацію про родовищуЯрегское

Дослідна експлуатація родовища з 1935 р. До 1945 р. родовище розробляли звичайнимскважинним методом по трикутною сітці з відстанями між свердловинами 75–100 м. видобуто 38.5 тис. тонн нафти,нефтеотдача не перевищувала 2%. З кінця 1939 р. розробка велася шахтним способом (3 шахти). З робочого галереїнадпластовом обрії, розташованому на 20–30 м вище покрівлі продуктивного пласта,разбуривали поклад по щільною сітці свердловин через 15–25 м. З 1954 р. відпрацювання шахтних полів здійснювалася зауклонно-скважинной системі із робітничого галереї всередині продуктивного пласта. Довжина свердловин 40–280 м. відстань між вибоями 15–20 м. До 1972 р. видобуто 7,4 млн. т.нефтеотдача до 3,6%. З 1972 р. розпочатотермошахтная експлуатація з закачуванням в продуктивні пласти теплоносія черезнагнетательние свердловини знадпластовой галереї. Нафта добиралася експлуатаційними свердловинами із робітничого галереї продуктивного пласта. Крім нафти насреднедевонскихпесчаниках виявлено підвищені концентраціїлейкоксена.


Зведений стратиграфічний розрізЯрегского нафтового родовища

 

Карта нафтогазоносності Тімано-Печорської провінції


Існуючі технології розробки родовищвисоковязких нафт і природних бітумів

Є різноманітні способи розробки покладів важких нафт і природних бітумів, які різняться технологічними і економічними характеристиками.Применимость тій чи іншій технології розробки обумовлюється геологічною будовою та умовами залягання пластів, фізико-хімічними властивостями пластового флюїду, станом і запасами вуглеводневої сировини,климатогеографическими умовами тощо. Умовно їх можна підрозділити втричі, нерівноцінні за обсягом впровадження, групи: 1 – кар'єрний і шахтний способи розробки; 2 – звані «холодні» засоби добування; 3 – теплові методи видобутку.

Кар'єрне і шахтний способи розробки

 

Поклади природних бітумів розробляють відкритими (кар'єрними чирудничними) і підземними (шахтними,шахтно-скважинними) методами.

Твердібитуминозние сланці можуть залягати майже в землі, проте глибина залягання бітумінозних порід може становити і по 750 м (родовище Піс Рівер, Канада), а де й більше. Зазвичай, глибина розробки вбирається у 150–200 м., а найчастіше розробка ведеться, і на менших глибинах.

Видобуток нафти кар'єрним методом і двох основних операцій: виїмки нафтоносної породи і транспортування на збагачувальну фабрику з наступним витяганням нафти. При даному методі розробки капітальні і експлуатаційних витрат на родовищі щодо невеликі, і після проведення додаткових робіт з отриманню з породи вуглеводнів, забезпечується високий коефіцієнт нафтовіддачі: від 65 до 85%. Для виїмки породи застосовують землерийнімашини-екскаватори, скрепери, бульдозери тощо.

Найбільш великим у світі є родовище бітумінозних пісківАтабаска у Канаді (провінція Альберта). Потужність пісків до 90 м, глибина залягання до 600 м. Піски кварцові з пористість до 30%.Битумонасищенность від 2 до 18%, загалом 8%. Піски насичені нафтою та містять (%): силікатні смоли – 24%,асфальтени – 19%, сірку – 5%, азот – 10%, кокс – 19%. Щільність бітумів – 1020кг/м3, запаси – 128 млрд. т. Видобуток бітумінозних пісків ведетьсяроторними екскаваторами (>Рис. 1). Потімпесчано-битумная маса подається транспортером наизмельчительний пункт іекстракционний завод, розташовані близько кар'єра. Обробка нафтоносної породи, тобто. відмивши нафти від частинок породи проводиться різними способами:аерированной холодною водою, гарячою водою, пором, хімічними реагентами і навіть методом піролізу. Після екстракції бітуму, відстою і центрифугування вона діє на нафтопереробний завод (НПЗ). На установкахтермоконтактного крекінгу НПЗ після попередньої гідроочищення із отриманням товарної сірки виділяють фракції: бензинові, дизельні, котельного палива йметаллосодержащий кокс. Із двох кубометрів пісків отримують 1 барель нафти (159 кг). За добу виробляють 8000 м3 нафти, 350 т сірки, 260 т коксу та газу. З відходів витягають титанові мінерали і циркон (до 690 тонн на рік). На південний захід відАтабаски перебувають родовищаКолд-Лейк (14 млрд. м3),Пис-Ривер (12 млрд. м3),Уобаска (14 млрд. м3).

>Шахтная розробка можна вести у двох модифікаціях: очисна шахтна – з підйомомуглеводородонасищенной породи на поверхню йшахтно-скважинная – з проводкою гірських виробок внадпластових породах і бурінням їх кущів вертикальних і похилих свердловин на продуктивний пласт для збору вже в гірських виробках.Очистной-шахтний спосіб.


>Рис. 1Роторний екскаватор >Рис. 2Шахтний метод розробки

(>Рис. 2) застосуємо лише до глибин 200 метрів, зате має як високий коефіцієнт нафтовіддачі (до 45%) порівняно зскважинними методами. Великий обсяг проходки по порожнім породам знижує рентабельність методу, який у даний час економічно ефективний лише за про наявність у породі (крім вуглеводнів) ще й рідкісних металів.Шахтно-скважинний метод розробки застосуємо більш великій глибині (до 400 метрів), однак має низький коефіцієнт нафтовіддачі і потребує великих буріння по порожнім породам. Принципшахтно-скважинного методу такий. Якщо гірничі виробки перебувають нижче продуктивного нафтоносного горизонту, те з нихбурятся невеликі дренажні свердловини (причому буріння зазвичай 10–12 свердловин), якими нафту йде самопливом під впливом гравітаційного чинника й потрапляє у спеціальні канавки, що перебувають у дні гірничої виробки і мають невеличкий ухил для стоку в пожежу нафтосховища. Що стосується, коли гірничі виробки перебувають вище продуктивного горизонту, також бурятів кущові свердловини, але нафту витягається насосами. В'язкі нафти транспортуються по канавкам з допомогою води відкритим способом через майже повної відсутності газоподібних компонентів. Далі з нафтосховища ця нафта подається на поверхню насосами.

На підвищення темпів видобутку важких нафт і природних бітумів і забезпечення повноти

Страница 1 из 4 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація