В статье автор рассматривает проблемы, возникающие при разработке нефтегазовых месторождений в республике Башкортостан.
Ключевые слова: истощение, нефть, серосодержащие соединения, вязкость нефти, обводненность нефти.
В последние годы российская нефтяная промышленность столкнулась с постоянным ухудшением структуры своих нефтяных запасов. Этот тревожный тренд сопровождается ростом доли трудноизвлекаемых запасов, большим объемом вводимых в разработку месторождений с комплексными геолого-физическими условиями, а также увеличением количества высоковязкой нефти, запертой в низкопроницаемых карбонатных коллекторах. Воздействуют на эту тенденцию также и скважины с очень низкими показателями дебита. Стоит отметить, что подобные изменения в структуре нефтяных запасов наблюдаются также и в разработке нефтяных месторождений Башкортостана. [5].
Башкортостан является самым первым регионом на востоке страны, где началась добыча нефти и газа. В 1932 году было открыто первое нефтяное месторождение — Ишимбайское. За последние десятилетия значительная часть перспективной региональной платформы, содержащая нефть и газ, изучена в полной мере. Около 200 месторождений нефти и газа различных размеров были обнаружены, и практически все они уже введены в эксплуатацию.
Добыча нефти достигла своего пика в 1967 году, составив 47,8 миллионов тонн, после чего начала снижаться. Было извлечено примерно 80 % первоначальных извлекаемых запасов нефти. Крупнейшие нефтяные месторождения в регионе, такие как Туймазинское, Арланекое, Шкиповское, Серафимовское и Сергеевское, находятся в завершающей стадии разработки.
С течением времени добыча нефти в Башкортостане снизилась до 16,4 миллионов тонн в 1996 году и продолжает сокращаться. Этот уровень обеспечивается преимущественно за счет мелких месторождений, которые сегодня активно разрабатываются [1].
На некоторых месторождениях, таких как Арланское, Югомашевское и Четырманское, ранее считали, что добыча нефти из сложных среднекаменноугольных коллекторов нерентабельна. Но благодаря внедрению новых методов повышения нефтеотдачи и увеличения производительности скважин, в последние 10–15 лет это стало экономически выгодным. Месторождения начали активно разрабатываться, что снижает темпы сокращения добычи. В последние годы также проводится сейсморазведка 3D и анализ геолого-геофизической информации, чтобы частично восполнить сокращающуюся ресурсную базу уже разрабатываемых месторождений. Эти исследования помогают уточнить контуры известных залежей и обнаружить пропущенные залежи нефти. Благодаря таким методам было обнаружено много новых залежей, преимущественно в верхнем девоне карбонатных отложений на месторождениях Бураевском, Татышлинском, Югомашевском, Четырманском и других [3].
В западной и северо-западной частях Башкортостана практически повсеместно расположены залежи нефти в карбонатных коллекторах. Карбонатные отложения составляют более 85 % всей палеозойской осадочной толщи и включают в себя кристаллические и органогенные известняки с различной глинистостью, а также доломиты. В разрезе эти отложения чередуются с плотными и пористыми прослоями, причем последние обычно являются коллекторами нефти. Толщины некоторых коллекторных прослоев могут превышать 40 метров и даже больше. Однако эти прослои часто замещены непроницаемыми породами, что делает строение залежей и их разработку сложными. Проницаемость известняков может варьироваться от 0,001 до 1–2 мкм 2 .
Извлечение нефти из карбонатных коллекторов — сложная научно-техническая задача, требующая эффективных решений. Особенностью карбонатных пород-коллекторов является сложность их порового пространства, представленного порами, кавернами и трещинами, объем которых определить довольно сложно. Коэффициенты извлечения нефти из таких объектов обычно ниже, чем из сопоставимых терригенных коллекторов. Причиной этому является более высокая неоднородность карбонатных пластов, их раздробленность, прерывистость, сложные горно-геологические условия залегания нефти, а также присутствие нефтей с высокой вязкостью в породах, изменение свойств нефти при добыче, когда пластовое давление падает ниже давления насыщения [5].
Одна из особенностей добываемой нефти и газа в Башкортостане заключается в их высокой серосодержащей активности, что приводит к коррозионному разрушению оборудования. Важным коррозионным фактором на практически всех стадиях первичной или деструктивной переработки нефти и её добычи является сероводород. В настоящее время в России наблюдается увеличение объема переработки газовых конденсатов и нефтей, содержащих большое количество растворенных газов, таких как сероводород и тиолы. Например, для Тенгизского нефтяного месторождения характерно присутствие метил-, этил- и пропилтиолов в жидкой фазе. Газовая часть сырья, содержащего тиолы (нефть, газовый конденсат), почти на всех месторождениях содержит большое количество сероводорода и углекислого газа [2].
Фактор учета материального исполнения оборудования является важным при выборе его использования.
Проблема разработки месторождений высоковязкой нефти заключается в том, что естественные температурные условия не обеспечивают необходимой подвижности нефти при фильтрации и притоке в скважины. В настоящее время термические методы добычи нефти признаны базовой технологией для работы с высоковязкими нефтями и битумами. Для этого в пласт вводится пар с температурой 310–320̊ C, получаемый из парогенератора. Тепловое воздействие позволяет снизить вязкость нефти и увеличить ее подвижность в пластовых условиях. Одним из эффективных методов является паротепловое воздействие, которое позволяет добывать на 3–4 тонны пара дополнительно 1 тонну нефти. Однако данная технология требует значительных энергетических затрат и использования сложного оборудования, такого как парогенераторы, трубопроводы, компенсаторы температурных деформаций, а также специальное оборудование для скважин.
Также важным фактором является содержание воды в добываемой продукции, которое влияет на реологические свойства жидкости. При наличии воды изменяются свойства нефти, однако до уровня обводнения 35–40 % эти изменения незначительны и не влияют на работу скважинного оборудования. Однако при дальнейшем увеличении содержания воды начинает образовываться устойчивая высоковязкая эмульсия, которая имеет структурообразующие и тиксотропные свойства. Максимальная вязкость этой эмульсии достигается при обводнении 55–65 %, превышая вязкость нефти в десятки и сотни раз. Повышенная вязкость эмульсии влияет на работу скважинного оборудования, увеличивая амплитудные нагрузки и гидравлические трения штанг. Требуются более высоконапорные насосы и коэффициенты подачи снижаются.
При обводнении более 75 % эмульсия теряет устойчивость и образуется дисперсия нефти в воде с небольшой вязкостью. Если пластовая нефть имеет высокую вязкость, то можно применять ультразвуковое воздействие с хорошими коэффициентами подачи после достижения обводнения 80 % [4].
Выводы
К проблемам разработки нефтегазовых месторождений республики Башкортостан относятся:
1) Истощение девонских теригенных коллекторных пород и теригенных толщ нижнего карбона;
2) Коррозионное разрушение оборудования под действием серосодержащих соединений углеводородного сырья;
3) Проблема высокой вязкости нефти;
4) Проблема обводненности нефти.
Литература:
- Баймухаметов К. С., Викторов П. Ф., Гайнуллин К. Х., Сыртланов А. Ш. Геологическое строение и разработка нефтяных и газовых месторождений Башкортостана — Уфа: РИЦ АНК «Башнефть», 1997. 424 с.
- Коррозионное разрушение оборудования под действием серосодержащих соединений нефти. — Текст: электронный // Э-Хим. Чистая химия: [сайт]. — URL: https://e-him.ru/?page=dynamic§ion=64&article=1178 (дата обращения: 04.12.2023).
- Масагутов Р. Х., Комилов Д. У. Условия осадконакопления и перспективы нефтеносности михайловских отложений окского надгоризонта платформенного Башкортостана // Вестник Евразийской науки. — 2021. — Т. 13. — № 5.
- Негативное влияние высокой вязкости нефти на показатели разработки и эксплуатации месторождений. — Текст: электронный // ИнфопедиЯ: [сайт]. — URL: https://infopedia.su/23xd3a2.html (дата обращения: 04.12.2023).
- Текущее состояние разработки нефтяных месторождений западного Башкортостана и проблемы извлечения нефти из карбонатных коллекторов. — Текст: электронный // Studexpo: [сайт]. — URL: https://studexpo.net/619709/geologiya/tekuschee_sostoyanie_razrabotki_neftyanyh_mestorozhdeniy_zapadnogo_bashkortostana_problemy_izvlecheniya_nefti (дата обращения: 04.12.2023).
