Campo Usinskoye: principali caratteristiche e caratteristiche delle tecnologie

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

Il campo di Usinskoye è operativo dal 1977. Il suo sviluppo avviene in condizioni geologiche molto difficili associate alle caratteristiche del deposito. Il fluido del serbatoio si riferisce a fluidi difficili da recuperare, poiché ha una viscosità anormalmente elevata. Tuttavia, negli ultimi decenni, gli oli ad alta viscosità sono stati considerati la principale riserva della produzione mondiale. Le loro riserve in Russia, secondo varie stime, vanno da 30 a 75 miliardi di tonnellate e la maggior parte di esse si trova nella regione del Volga-Ural. Pertanto, l'introduzione di tecnologie avanzate di recupero del petrolio per tali giacimenti è diventata particolarmente rilevante.

Dov'è il campo di Usinskoye?

Il giacimento di petrolio di Usinsk si trova nel nord-est dell'omonima regione nella Repubblica di Komi. La sua area copre la pianura di Pechora e il bacino del fiume Kolva (l'affluente destro del fiume Usa). La città più vicina è Usinsk. La posizione del giacimento petrolifero di Usinsk di Lukoil è associata a una zona naturale di transizione dalla tundra alla taiga. Il clima qui è fortemente continentale, la temperatura media annuale è di -25 °C. In inverno, il termometroscende a -55 °С. Il rilievo di quest'area è una pianura bassa e fortemente paludosa con aree collinari elevate.

Le comunicazioni di trasporto includono ferrovia, navigazione fluviale e consegna in elicottero. L'oleodotto Vozey-Yaroslavl è stato posato attraverso il territorio.

C'è anche un deposito con un nome simile: il campo Malo-Usinskoye, che si trova a sud del distretto di Elovsky, nella regione di Perm, vicino al villaggio di Malaya Usa. È associato agli strati del Devoniano e del Visean medio-basso.

Breve descrizione

Questo campo è limitato al bacino petrolifero e di gas di Timan-Pechersk, che è di importanza strategica nell'industria dei combustibili del nord-ovest della Russia. È uno dei più grandi in questa provincia del petrolio e del gas. Anche la vicinanza ai mercati di vendita gioca un ruolo importante.

Il campo di Usinskoye è una piega di rocce di tipo anticlinale, la cui dimensione è di 51 km di lunghezza, e lo spessore della copertura sedimentaria è di circa 7-8 km. I depositi di petrolio si trovano a una profondità compresa tra 1 e 3,4 km. In termini di taglio delle acque, il campo è in una fase avanzata di sviluppo e l'importo delle riserve esaurite è solo del 7,7%. Le parti meridionali e occidentali del giacimento non sono praticamente coperte da trivellazioni di produzione.

Le rocce esposte dal pozzo più profondo sul rialzo dell'anticlinale (5000 m) appartengono ai depositi del periodo Siluriano inferiore. I depositi esplorati sono caratterizzati da depositi terrigeni del sistema del Devoniano medio (mainfonte di produzione), il Permiano superiore, nonché gli stadi Visean, Serpuchoviano e Famenniano, che si trovano completamente nel complesso Carbonifero-Permiano inferiore.

Riserve di previsione

Le riserve di Balance, il cui sviluppo è attualmente economicamente fattibile, ammontano a circa 960 milioni di tonnellate Il giacimento petrolifero di Usinskoye è il più grande della Repubblica di Komi. La produzione di petrolio fornisce più di un terzo della quantità totale di idrocarburi esplorata in questo argomento della Federazione Russa.

Questo volume, secondo calcoli preliminari, dovrebbe bastare fino al 2030. Durante ulteriori esplorazioni, è possibile un aumento delle riserve. L'operatore di questo campo è Lukoil.

Litologia

I depositi del Devoniano inferiore nel campo di Usinsk sono rappresentati da 3 sezioni (il loro spessore è indicato tra parentesi):

• inferiore (>1050 m);
• medio (<175 m);
• superiore (909-1079 m).

Sono composti dai seguenti tipi di rocce:

• calc-argilla;
• marne;
• argilla carbonatica;
• dolomiti;
• anidriti con intercalari di argille e marne.

Lo stadio Visean è costituito da argille, nella sua parte superiore inizia una fitta sequenza di rocce carbonatiche, che contiene un deposito di olio ad alta viscosità.

Proprietà del petrolio

L'olio del giacimento di Usinsk ha le seguenti caratteristiche:

• densità - 0,89-0,95 g/cm3;
• composti contenenti zolfo – 0,45-1,89%;
• viscosità dinamica - 3-8 Pa∙s (fluidi di formazione pesanti e ad alta viscosità);
• contenuto massimo di sostanze resinose - 28% (zona nord del deposito);
• contenuto di porfirine sotto forma di un complesso di vanadio - fino a 285 nmol / g (aumentato).

La composizione chimica è dominata dai seguenti composti:

• idrocarburi saturi: alcani, gonani e hopani;
• areni: naftalene, o-difenilenemetano, fenantrene, tetrafene, fluorantene, pirene, perilene, crisene, benzfluoranteni, benzpireni.

La concentrazione di alcuni tipi di idrocarburi varia nell'area del campo. Quindi, nella sua parte meridionale, viene rivelata la maggiore quantità di acidi carbossilici e, nella parte settentrionale, il minimo. L'olio di questo giacimento è generalmente caratterizzato da un alto contenuto di metalloporfirine e acidi organici.

Cronologia delle scoperte

Il giacimento nella regione di Usinsk fu scoperto nel 1963. Nel 1968 fu ottenuta una potente fontana da una profondità di circa 3100 m (pozzo esplorativo n. 7), che produceva 665 tonnellate di petrolio al giorno. L'olio leggero è stato prodotto nel superorizzonte di Serpukhov nel 1972. In base alla struttura geologica, questo deposito era originariamente classificato come semplice.

Nel 1985, gli scienziati hanno scoperto che la sezione del campo è più complessa, poiché presenta cambiamenti zonali nelle condizioni (erosione e rotture nella sedimentazione), che provocano bruschi cambiamenti nello spessore degli strati produttivi e vari tipi di intervalli. L'attività tettonica delle singole zone ha causato l'emergere di una verticalefratturazione, che complica anche lo sviluppo del deposito.

Nel 1998 è stata rivista la struttura geologica del giacimento. In alcune aree è stata riscontrata l'assenza di stratificazioni sotto forma di esplosioni di acque plantari. Inoltre, i geologi hanno stabilito lo sviluppo di edifici di tipo reef. La parte ad arco del campo di Usinskoye nel primo periodo del Permiano sorgeva nella topografia del fondale marino.

Le rappresentazioni sulla struttura del deposito cambiavano costantemente con la comparsa di nuove informazioni. L'esplorazione sismica nel 2012 ha mostrato la presenza di un gran numero di faglie tettoniche - crepe. Sono spesso verticali e talvolta raggruppati in 3-4 sistemi. Le crepe nelle rocce carbonatiche non si limitano alla zona di contatto di due strati, ma ne attraversano diversi contemporaneamente.

L'elevata fratturazione verticale e la debole tenuta di scisto del deposito del Permiano inferiore hanno causato la perdita di frazione di idrocarburi leggeri e hanno contribuito alla formazione di un giacimento petrolifero ad alta viscosità.

Produzione

Poiché il fluido di giacimento del giacimento di Usinskoye ha una viscosità anormalmente elevata, la sua produzione con metodi tradizionali (pompe ad asta, pompe centrifughe e altri metodi) è difficile. Nel 1990, la pressione del giacimento è scesa a un livello critico. Per risolvere questo problema sono stati invitati gli specialisti della società svizzera TBCOM AG. Nel 1991, insieme a OAO Komineft, è stata fondata l'impresa Nobel Oil, la cui gestione ha introdotto sul campo la tecnologia dello spostamento areale dell'olio tramite vapore. Ciò ha consentito di aumentare di 4 il recupero del fluido di giacimentovolte.

Diversi metodi di sviluppo del campo vengono utilizzati e testati sul territorio del giacimento: perforazione di pozzi inclinati e orizzontali, metodo di drenaggio termogravitazionale del giacimento, trattamento del ciclo del vapore, iniezione combinata di reagenti chimici. Tuttavia, con lo spessore esistente della formazione, non può essere completamente coperto dall'esposizione termica. Solo il 20% circa del volume delle riserve petrolifere è coperto dall'iniezione areale e dal ciclo del vapore.

Nel 2002, Nobel Oil fallì. La società è stata rilevata da OAO Lukoil.

Un'analisi della produzione di questo giacimento mostra che, in media, dai pozzi allagati è stato prodotto 2 volte più petrolio rispetto a quelli fermati a causa della bassa pressione del giacimento o del calo della produttività. In quest'ultimo caso, la cessazione dell'esercizio avviene prima del completamento dello sviluppo dei giacimenti coperti. Ciò è dovuto alla loro bassa permeabilità, che può essere migliorata da un trattamento termico artificiale.

Trattamento termico

Il metodo termogravitazionale è stato testato circa 30 anni fa in Canada. Il suo principio è riscaldare il serbatoio con vapore caldo, in modo che l'olio ad alta viscosità diventi mobile come l'olio normale.

Nella variante tradizionale, i pozzi per la produzione e l'iniezione vengono perforati in punti vicini. Nel campo di Usinskoye, questa tecnologia è stata modificata: l'impatto è stato prodotto da pozzi opposti in punti opposti.

Iniezione di vapore bene in uno schema del genereperforato più in alto della produzione. Il vapore viene continuamente pompato al suo interno. Si forma una specie di camera a vapore in espansione. Al suo confine, il vapore cade in condensa e, sotto l'influenza della gravità, scorre nella zona del pozzo di produzione.

L'espansione termoelastica del fluido di giacimento si verifica a temperature comprese tra 200 e 320 °C. Oltre al vapore, nel giacimento viene generata una grande quantità di anidride carbonica, che contribuisce allo spostamento del petrolio. Grazie a questo processo, il recupero del petrolio dei pozzi è aumentato del 50%.

Presa d'acqua

A causa della presenza di un grande stock di impianti di iniezione di vapore nell'area del deposito, c'è un grande bisogno di acqua dolce. È fornito dalla presa d'acqua di Yuzhny del giacimento petrolifero di Usinsk, dove viene effettuata la preparazione, lo stoccaggio e la distribuzione del liquido.

Nel 2017 è iniziata la realizzazione del progetto di riequipaggiamento tecnico della presa d'acqua. Sono stati aggiornati gli impianti tecnici, gli impianti di trattamento delle acque, il sistema di tubazioni, è stata costruita una nuova centrale diesel. La modernizzazione di questa struttura aumenterà le capacità tecniche e aumenterà la produzione di petrolio nel campo di Usinskoye.