Campo Usinskoye: principais características e características das tecnologias

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

O campo Usinskoye está em operação desde 1977. Seu desenvolvimento é realizado em condições geológicas muito difíceis associadas às características do depósito. O fluido do reservatório refere-se a fluidos difíceis de recuperar, pois possui uma viscosidade anormalmente alta. No entanto, nas últimas décadas, os óleos de alta viscosidade têm sido considerados como a principal reserva da produção mundial. Suas reservas na Rússia, segundo várias estimativas, variam de 30 a 75 bilhões de toneladas, e a maioria delas está localizada na região do Volga-Ural. Portanto, a introdução de tecnologias aprimoradas de recuperação de petróleo para tais reservatórios tornou-se particularmente relevante.

Onde está o campo Usinskoye?

O depósito de petróleo de Usinsk está localizado no nordeste da região de mesmo nome na República de Komi. Sua área abrange a Baixada de Pechora e a bacia do rio Kolva (afluente direito do rio Usa). A cidade mais próxima é Usinsk. A localização do campo petrolífero de Usinsk de Lukoil está associada a uma zona natural de transição da tundra para a taiga. O clima aqui é acentuadamente continental, a temperatura média anual é de -25 ° C. No inverno, o termômetrocai para -55 °С. O relevo desta área é uma planície baixa e fortemente pantanosa com áreas montanhosas elevadas.

As comunicações de transporte incluem transporte ferroviário, navegação fluvial e entrega por helicóptero. O oleoduto Vozey-Yaroslavl foi lançado em todo o território.

Há também um depósito com um nome semelhante - o campo Malo-Usinskoye, localizado no sul do distrito de Elovsky, na região de Perm, perto da vila de Malaya Usa. Está associado aos estratos Devoniano e Visiano Médio Inferior.

Descrição curta

Este campo está confinado à bacia de petróleo e gás de Timan-Pechersk, que é de importância estratégica na indústria de combustíveis do Noroeste da Rússia. É um dos maiores nesta província de petróleo e gás. A proximidade com os mercados de vendas também desempenha um papel importante.

O campo de Usinskoye é uma dobra de rochas do tipo anticlinal, cujo tamanho é de 51 km de comprimento e a espessura da cobertura sedimentar é de cerca de 7-8 km. Os depósitos de petróleo estão localizados a uma profundidade de 1 a 3,4 km. Em termos de corte de água, o campo está em estágio avançado de desenvolvimento, e a quantidade de reservas esgotadas é de apenas 7,7%. As partes sul e oeste do depósito praticamente não são cobertas pela perfuração de produção.

As rochas expostas pelo poço mais profundo na subida do anticlinal (5000 m) pertencem aos depósitos do período Siluriano Inferior. Os depósitos explorados são caracterizados por depósitos terrígenos do sistema Devoniano Médio (principalfonte de produção), o Permiano Superior, bem como os estágios Visean, Serpukhovian e Famenniano, que estão completamente localizados no complexo Carbonífero-Permiano Inferior.

Reservas de previsão

As reservas de saldo, cujo desenvolvimento é atualmente economicamente viável, somam cerca de 960 milhões de toneladas. O campo de petróleo de Usinskoye é o maior da República de Komi. A produção de petróleo nele fornece mais de um terço da quantidade total de hidrocarbonetos explorados neste assunto da Federação Russa.

Esse volume, segundo cálculos preliminares, deve ser suficiente até 2030. Durante a exploração adicional, é possível um aumento nas reservas. O operador deste campo é Lukoil.

Litologia

Depósitos do Devoniano Inferior no campo de Usinsk são representados por 3 seções (sua espessura é indicada entre colchetes):

• inferior (>1050 m);
• médio (<175 m);
• superior (909-1079 m).

São compostas pelos seguintes tipos de rochas:

• calc-clay;
• marls;
• argilas carbonatadas;
• dolomitas;
• anidritas com camadas intercalares de argilas e margas.

A fase visiana é constituída por argilas, na sua parte superior inicia-se uma espessa sequência de rochas carbonáticas, que contém um depósito de óleo de alta viscosidade.

Propriedades do petróleo

O petróleo do campo de Usinsk tem as seguintes características:

• densidade - 0,89-0,95g/cm3;
• compostos contendo enxofre - 0,45-1,89%;
• viscosidade dinâmica - 3-8 Pa∙s (fluidos de formação pesados e de alta viscosidade);
• teor máximo de substâncias resinosas - 28% (zona norte do depósito);
• teor de porfirinas na forma de um complexo de vanádio - até 285 nmol / g (aumentado).

A composição química é dominada pelos seguintes compostos:

• hidrocarbonetos saturados: alcanos, gonanos e hopanos;
• arenos: naftaleno, o-difenilenemetano, fenantreno, tetrafeno, fluoranteno, pireno, perileno, criseno, benzfluorantenos, benzpirenos.

A concentração de certos tipos de hidrocarbonetos varia na área do campo. Assim, na parte sul, a maior quantidade de ácidos carboxílicos é revelada e, na parte norte, o mínimo. O óleo deste campo é geralmente caracterizado por um alto teor de metaloporfirinas e ácidos orgânicos.

Histórico de descobertas

O campo na região de Usinsk foi descoberto em 1963. Em 1968, uma poderosa fonte foi obtida a uma profundidade de cerca de 3.100 m (poço exploratório nº 7), que produzia 665 toneladas de petróleo por dia. O óleo leve foi produzido no superhorizonte Serpukhov em 1972. De acordo com a estrutura geológica, este depósito foi originalmente classificado como simples.

Em 1985, os cientistas descobriram que a seção do campo é mais complexa, pois apresenta mudanças zonais nas condições (erosão e quebras na sedimentação), o que causa mudanças bruscas na espessura das camadas produtivas e vários tipos de intervalos. A atividade tectônica de zonas individuais causou o surgimento de umafraturamento, o que também complica o desenvolvimento do depósito.

Em 1998, a estrutura geológica do depósito foi revisada. Em algumas áreas, foi constatada a ausência de estratificação em forma de erupções de águas plantares. Além disso, os geólogos estabeleceram o desenvolvimento de edifícios do tipo recife. A parte arqueada do campo Usinskoye no início do período Permiano ergueu-se na topografia do fundo do mar.

As representações sobre a estrutura do depósito foram mudando constantemente à medida que novas informações apareciam. A exploração sísmica em 2012 mostrou a presença de um grande número de falhas tectônicas - rachaduras. Eles são mais frequentemente verticais e às vezes agrupados em 3-4 sistemas. As fissuras em rochas carbonáticas não se limitam à zona de contato de duas camadas, mas passam por várias delas ao mesmo tempo.

Alta fratura vertical e fraca vedação de xisto do depósito do Permiano Inferior causaram a perda da fração de hidrocarboneto leve e contribuíram para a formação de um campo de petróleo de alta viscosidade.

Produção

Como o fluido do reservatório do campo de Usinskoye tem uma viscosidade anormalmente alta, sua produção por métodos tradicionais (haste, bombas centrífugas e outros métodos) é difícil. Em 1990, a pressão do reservatório caiu para um nível crítico. Para resolver este problema, foram convidados especialistas da empresa suíça TBKOM AG. Em 1991, juntamente com a OAO Komineft, foi criada a empresa Nobel Oil, cuja gestão introduziu a tecnologia de deslocamento de óleo em área por vapor no campo. Isso possibilitou aumentar a recuperação do fluido do reservatório em 4vezes.

Diferentes métodos de desenvolvimento de campo são usados e testados no território do depósito - perfuração de poços inclinados e horizontais, método de drenagem termogravitacional do reservatório, tratamento de ciclagem de vapor, injeção combinada com reagentes químicos. No entanto, com a espessura existente da formação, ela não pode ser completamente coberta pela exposição térmica. Apenas cerca de 20% do volume de reservas de petróleo é coberto por injeção de área e ciclagem de vapor.

Em 2002, o Nobel Oil faliu. A empresa foi comprada pela OAO Lukoil.

Uma análise da produção deste campo mostra que, em média, 2 vezes mais petróleo foi produzido em poços inundados do que entre aqueles parados por baixa pressão do reservatório ou queda de produtividade. Neste último caso, o encerramento da operação ocorre antes da conclusão do desenvolvimento dos reservatórios cobertos. Isso se deve à sua baixa permeabilidade, que pode ser melhorada por tratamento térmico artificial.

Tratamento térmico

O método termogravitacional foi testado há cerca de 30 anos no Canadá. Seu princípio é aquecer o reservatório com vapor quente, de modo que o óleo de alta viscosidade se torne tão móvel quanto o óleo comum.

Na variante tradicional, poços para produção e injeção são perfurados em pontos vizinhos. No campo de Usinskoye, essa tecnologia foi alterada - o impacto foi feito de poços opostos em pontos opostos.

Injeção de vapor bem em tal esquemaperfurado acima da produção. O vapor é continuamente bombeado para ele. Uma espécie de câmara de vapor em expansão é formada. Em seu limite, o vapor cai no condensado e, sob a influência da gravidade, flui para a zona de fundo do poço de produção.

A expansão termoelástica do fluido do reservatório ocorre em temperaturas na faixa de 200-320 °C. Além do vapor, uma grande quantidade de dióxido de carbono é gerada no reservatório, o que contribui para o deslocamento do óleo. Devido a este processo, a recuperação de petróleo dos poços é aumentada em 50%.

Entrada de água

Devido à presença de um grande estoque de plantas de injeção de vapor na área do depósito, há uma grande necessidade de água doce. É fornecido pela tomada de água de Yuzhny do campo petrolífero de Usinsk, onde é realizada a preparação, armazenamento e distribuição do líquido.

Em 2017, iniciou-se a implementação do projeto de reequipamento técnico da tomada de água. As instalações técnicas, estações de tratamento de água, sistema de tubulação foram atualizados, uma nova usina a diesel foi construída. A modernização desta instalação aumentará as capacidades técnicas e aumentará a produção de petróleo no campo de Usinskoye.