Usinskoye campo: principales características y características de las tecnologías

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 10:24

El campo Usinskoye ha estado en operación desde 1977. Su desarrollo se lleva a cabo en condiciones geológicas muy difíciles asociadas con las características del yacimiento. El fluido de depósito se refiere a fluidos difíciles de recuperar, ya que tiene una viscosidad anormalmente alta. Sin embargo, en las últimas décadas, los aceites de alta viscosidad han sido considerados como la principal reserva de producción mundial. Sus reservas en Rusia, según diversas estimaciones, oscilan entre 30 y 75 mil millones de toneladas, y la mayoría de ellas se encuentran en la región del Volga-Ural. Por lo tanto, la introducción de tecnologías mejoradas de recuperación de petróleo para dichos yacimientos se ha vuelto particularmente relevante.

¿Dónde está el campo Usinskoye?

El depósito de petróleo de Usinsk se encuentra en el noreste de la región del mismo nombre en la República de Komi. Su área cubre las tierras bajas de Pechora y la cuenca del río Kolva (el afluente derecho del río Usa). La ciudad más cercana es Usinsk. La ubicación del campo petrolero de Usinsk de Lukoil está asociada con una zona natural de transición de la tundra a la taiga. El clima aquí es marcadamente continental, la temperatura media anual es de -25 °C. En invierno, el termómetrocae a -55 °С. El relieve de esta zona es una llanura baja y muy pantanosa con zonas montañosas elevadas.

Las comunicaciones de transporte incluyen el ferrocarril, la navegación fluvial y la entrega en helicóptero. El oleoducto Vozey-Yaroslavl se colocó en todo el territorio.

También hay un depósito con un nombre similar: el campo Malo-Usinskoye, que se encuentra en el sur del distrito de Elovsky, en la región de Perm, cerca del pueblo de Malaya Usa. Está asociado con los estratos Devónico y Viseano medio inferior.

Breve descripción

Este campo está confinado a la cuenca de petróleo y gas de Timan-Pechersk, que es de importancia estratégica en la industria de combustibles del noroeste de Rusia. Es uno de los más grandes de esta provincia de petróleo y gas. La proximidad a los mercados de venta también juega un papel importante.

El campo Usinskoye es un pliegue de rocas de tipo anticlinal, cuyo tamaño es de 51 km de longitud, y el espesor de la cubierta sedimentaria es de unos 7-8 km. Los depósitos de petróleo se encuentran a una profundidad de 1 a 3,4 km. En términos de corte de agua, el campo se encuentra en una etapa avanzada de desarrollo y la cantidad de reservas agotadas es solo del 7,7%. Las partes sur y oeste del depósito prácticamente no están cubiertas por perforación de producción.

Las rocas expuestas por el pozo más profundo en el ascenso del anticlinal (5000 m) pertenecen a los depósitos del período Silúrico Inferior. Los depósitos explorados se caracterizan por depósitos terrígenos del sistema Devónico Medio (principalfuente de producción), el Pérmico Superior, así como las etapas Visean, Serpukhovian y Famennian, que están completamente ubicadas en el complejo Carbonífero-Pérmico Inferior.

Reservas previstas

Las reservas de saldo, cuyo desarrollo es actualmente económicamente factible, ascienden a alrededor de 960 millones de toneladas. El campo petrolero de Usinskoye es el más grande de la República de Komi. La producción de petróleo proporciona más de un tercio de la cantidad total de hidrocarburos explorados en este tema de la Federación Rusa.

Este volumen, según cálculos preliminares, debería ser suficiente hasta 2030. Durante la exploración adicional, es posible un aumento en las reservas. El operador de este campo es Lukoil.

Litología

Los depósitos del Devónico inferior en el campo de Usinsk están representados por 3 secciones (su espesor se indica entre paréntesis):

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

Están compuestos por los siguientes tipos de rocas:

• calc-arcilla;
• margas;
• arcillas carbonatadas;
• dolomitas;
• anhidritas con capas intermedias de arcillas y margas.

La etapa Visea está constituida por arcillas, en su parte superior comienza una gruesa secuencia de rocas carbonatadas, que contiene un depósito de petróleo de alta viscosidad.

Propiedades del aceite

El petróleo del campo Usinsk tiene las siguientes características:

• densidad - 0,89-0,95 g/cm3;
• compuestos que contienen azufre – 0.45-1.89%;
• viscosidad dinámica - 3-8 Pa∙s (fluidos de formación pesados y de alta viscosidad);
• contenido máximo de sustancias resinosas - 28% (área norte del yacimiento);
• contenido de porfirinas en forma de complejo de vanadio - hasta 285 nmol/g (aumentado).

La composición química está dominada por los siguientes compuestos:

• hidrocarburos saturados: alcanos, gonanos y hopanos;
• arenos: naftaleno, o-difenilenmetano, fenantreno, tetrafeno, fluoranteno, pireno, perileno, criseno, benzfluorantenos, benzopirenos.

La concentración de ciertos tipos de hidrocarburos varía en el área del campo. Así, en su parte sur se revela la mayor cantidad de ácidos carboxílicos, y en la parte norte, la mínima. El petróleo de este campo se caracteriza generalmente por un alto contenido de metaloporfirinas y ácidos orgánicos.

Historial de descubrimientos

El campo en la región de Usinsk fue descubierto en 1963. En 1968, se obtuvo una poderosa fuente de una profundidad de aproximadamente 3100 m (pozo exploratorio No. 7), que produjo 665 toneladas de petróleo por día. El petróleo ligero se produjo en el superhorizonte Serpukhov en 1972. Según la estructura geológica, este depósito se clasificó originalmente como simple.

Para 1985, los científicos encontraron que la sección del campo es más compleja, ya que tiene cambios zonales en las condiciones (erosión y rupturas en la sedimentación), lo que provoca cambios bruscos en el espesor de las capas productivas y varios tipos de intervalos. La actividad tectónica de zonas individuales provocó el surgimiento de una verticalfracturamiento, lo que también complica el desarrollo del yacimiento.

En 1998 se revisó la estructura geológica del yacimiento. En algunas zonas se constató la ausencia de estratificación en forma de afloramientos de aguas plantares. Además, los geólogos han establecido el desarrollo de edificios tipo arrecife. La parte arqueada del campo Usinskoye en el período Pérmico temprano se elevó en la topografía del lecho marino.

Las representaciones sobre la estructura del depósito cambiaban constantemente a medida que aparecía nueva información. La exploración sísmica en 2012 mostró la presencia de una gran cantidad de fallas tectónicas: grietas. Suelen ser verticales y, a veces, se agrupan en 3 o 4 sistemas. Las grietas en las rocas carbonatadas no se limitan a la zona de contacto de dos capas, sino que atraviesan varias de ellas a la vez.

La fracturación vertical alta y el sello de esquisto débil del depósito del Pérmico Inferior provocaron la pérdida de la fracción de hidrocarburos livianos y contribuyeron a la formación de un campo petrolero de alta viscosidad.

Producción

Dado que el fluido del yacimiento del campo Usinskoye tiene una viscosidad anormalmente alta, su producción por métodos tradicionales (varilla, bombas de pozo centrífugas y otros métodos) es difícil. Para 1990, la presión del yacimiento cayó a un nivel crítico. Para resolver este problema, se invitó a especialistas de la empresa suiza TBKOM AG. En 1991, junto con OAO Komineft, se estableció la empresa Nobel Oil, cuya dirección introdujo la tecnología de desplazamiento de petróleo por áreas por vapor en el campo. Esto permitió aumentar la recuperación de fluido del yacimiento en 4veces.

Se utilizan y prueban diferentes métodos de desarrollo de campo en el territorio del yacimiento: perforación de pozos inclinados y horizontales, el método de drenaje termogravitacional del yacimiento, tratamiento cíclico de vapor, inyección combinada con reactivos químicos. Sin embargo, con el espesor existente de la formación, no puede cubrirse completamente por exposición térmica. Solo alrededor del 20% del volumen de las reservas de petróleo está cubierto por inyección de área y ciclos de vapor.

En 2002, Nobel Oil quebró. La empresa fue comprada por OAO Lukoil.

Un análisis de la producción de este campo muestra que, en promedio, se produjo 2 veces más petróleo de los pozos inundados que entre los que se detuvieron debido a la baja presión del yacimiento o una caída en la productividad. En este último caso, la terminación de la operación se produce antes de la finalización del desarrollo de los embalses cubiertos. Esto se debe a su baja permeabilidad, que puede mejorarse mediante un tratamiento térmico artificial.

Tratamiento térmico

El método termogravitacional se probó hace unos 30 años en Canadá. Su principio es calentar el depósito con vapor caliente, de modo que el aceite de alta viscosidad se vuelva tan móvil como el aceite normal.

En la variante tradicional, los pozos para producción e inyección se perforan en puntos vecinos. En el campo Usinskoye, se cambió esta tecnología: el impacto se realizó desde pozos opuestos en puntos opuestos.

Pozo de inyección de vapor en tal esquemaperforado más alto que la producción. El vapor se bombea continuamente en él. Se forma una especie de cámara de vapor en expansión. En su límite, el vapor cae en el condensado y, bajo la influencia de la gravedad, fluye hacia la zona de fondo del pozo de producción.

La expansión termoelástica del fluido del yacimiento ocurre a temperaturas en el rango de 200-320 °C. Además del vapor, en el yacimiento se genera una gran cantidad de dióxido de carbono, que contribuye al desplazamiento del petróleo. Debido a este proceso, la recuperación de petróleo de los pozos se incrementa en un 50%.

Toma de agua

Debido a la presencia de un gran stock de plantas de inyección de vapor en la zona del yacimiento, existe una gran necesidad de agua dulce. Lo proporciona la toma de agua Yuzhny del campo petrolífero de Usinsk, donde se lleva a cabo la preparación, el almacenamiento y la distribución del líquido.

En 2017 se inició la ejecución del proyecto de reequipamiento técnico de la toma de agua. Se actualizaron las instalaciones técnicas, las instalaciones de tratamiento de agua, el sistema de tuberías, se construyó una nueva planta de energía diesel. La modernización de esta instalación aumentará las capacidades técnicas y aumentará la producción de petróleo en el campo Usinskoye.