Champ Usinskoye : principales caractéristiques et caractéristiques des technologies

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Le champ d'Usinskoye est en exploitation depuis 1977. Son développement s'effectue dans des conditions géologiques très difficiles liées aux caractéristiques du gisement. Le liquide du réservoir fait référence aux fluides difficiles à récupérer, car il a une viscosité anormalement élevée. Cependant, au cours des dernières décennies, les huiles à haute viscosité ont été considérées comme la principale réserve de la production mondiale. Leurs réserves en Russie, selon diverses estimations, vont de 30 à 75 milliards de tonnes, et la plupart d'entre elles sont situées dans la région Volga-Oural. Par conséquent, l'introduction de technologies de récupération assistée du pétrole pour ces réservoirs est devenue particulièrement pertinente.

Où est le champ Usinskoye ?

Le gisement de pétrole d'Usinsk est situé au nord-est de la région du même nom dans la République des Komis. Sa zone couvre la plaine de Pechora et le bassin de la rivière Kolva (l'affluent droit de la rivière Usa). La ville la plus proche est Usinsk. L'emplacement du champ pétrolifère Usinsk de Lukoil est associé à une zone naturelle de transition de la toundra à la taïga. Le climat y est fortement continental, la température annuelle moyenne est de -25 °C. En hiver, le thermomètretombe à -55 °С. Le relief de cette zone est une plaine basse et fortement marécageuse avec des zones vallonnées élevées.

Les communications de transport comprennent le rail, la navigation fluviale et la livraison par hélicoptère. L'oléoduc Vozey-Yaroslavl a été posé sur tout le territoire.

Il existe également un gisement portant un nom similaire - le champ Malo-Usinskoye, situé au sud du district d'Elovsky, dans la région de Perm, près du village de Malaya Usa. Il est associé aux strates du Dévonien et du Viséen moyen-inférieur.

Brève description

Ce champ est confiné au bassin pétrolier et gazier de Timan-Pechersk, qui revêt une importance stratégique pour l'industrie pétrolière du nord-ouest de la Russie. C'est l'une des plus importantes de cette province pétrolière et gazière. La proximité des marchés de vente joue également un rôle important.

Le champ Usinskoye est un pli de roches de type anticlinal, dont la taille est de 51 km de long et l'épaisseur de la couverture sédimentaire est d'environ 7-8 km. Les gisements de pétrole sont situés à une profondeur de 1 à 3,4 km. En termes de coupure d'eau, le champ est à un stade avancé de développement et le montant des réserves épuisées n'est que de 7,7 %. Les parties sud et ouest du gisement ne sont pratiquement pas couvertes par des forages de production.

Les roches mises à nu par le forage le plus profond sur le versant de l'anticlinal (5000 m) appartiennent aux dépôts de la période du Silurien inférieur. Les gisements explorés sont caractérisés par des gisements terrigènes du système Dévonien moyen (principauxsource de production), le Permien supérieur, ainsi que les étages Viséen, Serpukhovien et Famennien, qui sont entièrement situés dans le complexe Carbonifère-Permien inférieur.

Réserves prévisionnelles

Les réserves d'équilibre, dont le développement est actuellement économiquement réalisable, s'élèvent à environ 960 millions de tonnes. Le champ pétrolifère d'Usinskoye est le plus grand de la République des Komis. La production pétrolière y fournit plus d'un tiers de la quantité totale d'hydrocarbures explorés dans ce sujet de la Fédération de Russie.

Ce volume, selon des calculs préliminaires, devrait être suffisant jusqu'en 2030. Lors d'explorations supplémentaires, une augmentation des réserves est possible. L'opérateur de ce champ est Lukoil.

Lithologie

Les dépôts du Dévonien inférieur dans le champ d'Usinsk sont représentés par 3 sections (leur épaisseur est indiquée entre parenthèses):

• bas (>1050 m);
• moyenne (<175 m);
• supérieur (909-1079 m).

Ils sont composés des types de roches suivants:

• calc-argile;
• marnes;
• argiles carbonatées;
• dolomites;
• anhydrites avec intercalaires d'argiles et de marnes.

L'étage Viséen est constitué d'argiles, dans sa partie supérieure commence une épaisse séquence de roches carbonatées, qui contient un dépôt d'huile à haute viscosité.

Propriétés de l'huile

Le pétrole du champ d'Usinsk a les caractéristiques suivantes:

• densité - 0.89-0.95g/cm3;
• composés contenant du soufre – 0,45-1,89 %;
• viscosité dynamique - 3-8 Pa∙s (fluides de formation lourds et à haute viscosité);
• teneur maximale en substances résineuses - 28 % (zone nord du gisement);
• teneur en porphyrines sous la forme d'un complexe de vanadium - jusqu'à 285 nmol / g (augmenté).

La composition chimique est dominée par les composés suivants:

• hydrocarbures saturés: alcanes, gonanes et hopanes;
• arènes: naphtalène, o-diphénylèneméthane, phénanthrène, tétraphène, fluoranthène, pyrène, pérylène, chrysène, benzfluoranthènes, benzpyrènes.

La concentration de certains types d'hydrocarbures varie dans la zone du champ. Ainsi, dans sa partie sud, la plus grande quantité d'acides carboxyliques est révélée, et dans la partie nord, le minimum. L'huile de ce gisement se caractérise généralement par une teneur élevée en métalloporphyrines et en acides organiques.

Historique de la découverte

Le champ de la région d'Usinsk a été découvert en 1963. En 1968, une puissante fontaine a été obtenue à une profondeur d'environ 3100 m (puits d'exploration n ° 7), qui produisait 665 tonnes de pétrole par jour. Du pétrole léger a été produit dans le superhorizon de Serpoukhov en 1972. Selon la structure géologique, ce gisement était à l'origine classé comme simple.

En 1985, les scientifiques ont découvert que la section du champ est plus complexe, car elle présente des changements zonaux de conditions (érosion et ruptures de sédimentation), ce qui provoque des changements brusques dans l'épaisseur des couches productives et divers types d'intervalles. L'activité tectonique des zones individuelles a provoqué l'émergence d'unla fracturation, qui complique également le développement du gisement.

En 1998, la structure géologique du gisement a été révisée. Dans certaines zones, l'absence de stratification sous forme de jaillissements d'eaux plantaires a été constatée. De plus, les géologues ont établi le développement de bâtiments de type récifal. La partie voûtée du champ d'Usinskoye au début de la période permienne s'est élevée dans la topographie du fond marin.

Les représentations sur la structure du gisement changeaient constamment à mesure que de nouvelles informations apparaissaient. L'exploration sismique en 2012 a montré la présence d'un grand nombre de failles tectoniques - fissures. Ils sont le plus souvent verticaux et parfois regroupés en 3-4 systèmes. Les fissures dans les roches carbonatées ne se limitent pas à la zone de contact de deux couches, mais traversent plusieurs d'entre elles à la fois.

La fracturation verticale élevée et le faible joint de schiste du gisement du Permien inférieur ont provoqué la perte de la fraction d'hydrocarbures légers et contribué à la formation d'un champ pétrolifère à haute viscosité.

Production

Étant donné que le fluide du réservoir du champ d'Usinskoye a une viscosité anormalement élevée, sa production par des méthodes traditionnelles (tige, pompes de puits centrifuges et autres méthodes) est difficile. En 1990, la pression du réservoir a chuté à un niveau critique. Pour résoudre ce problème, des spécialistes de la société suisse TBKOM AG ont été invités. En 1991, en collaboration avec OAO Komineft, l'entreprise Nobel Oil a été créée, dont la direction a introduit la technologie du déplacement aréal du pétrole par la vapeur sur le terrain. Cela a permis d'augmenter la récupération du fluide du réservoir de 4fois.

Différentes méthodes de développement du champ sont utilisées et testées sur le territoire du gisement - forage de puits inclinés et horizontaux, méthode de drainage thermogravitationnel du réservoir, traitement par cyclage à la vapeur, injection combinée avec des réactifs chimiques. Cependant, avec l'épaisseur existante de la formation, celle-ci ne peut pas être entièrement recouverte par l'exposition thermique. Seuls 20 % environ du volume des réserves de pétrole sont couverts par l'injection surfacique et le cycle de vapeur.

En 2002, Nobel Oil a fait faillite. La société a été rachetée par OAO Lukoil.

Une analyse de la production de ce champ montre qu'en moyenne, 2 fois plus de pétrole a été produit à partir des puits inondés que parmi ceux qui ont été arrêtés en raison d'une faible pression de réservoir ou d'une baisse de productivité. Dans ce dernier cas, l'arrêt d'exploitation intervient avant l'achèvement de l'aménagement des retenues couvertes. Cela est dû à leur faible perméabilité, qui peut être améliorée par un traitement thermique artificiel.

Traitement thermique

La méthode thermogravitationnelle a été testée il y a environ 30 ans au Canada. Son principe est de chauffer le réservoir avec de la vapeur chaude, de sorte que l'huile à haute viscosité devienne aussi mobile que l'huile ordinaire.

Dans la variante traditionnelle, les puits de production et d'injection sont forés à des points voisins. Sur le champ d'Usinskoye, cette technologie a été modifiée - l'impact a été réalisé à partir de puits opposés à des points opposés.

Puits d'injection de vapeur dans un tel schémaforé plus haut que la production. De la vapeur y est continuellement pompée. Une sorte de chambre à vapeur en expansion se forme. À sa limite, la vapeur tombe dans le condensat et, sous l'influence de la gravité, s'écoule dans la zone de fond du puits de production.

L'expansion thermoélastique du fluide du réservoir se produit à des températures comprises entre 200 et 320 °C. En plus de la vapeur, une grande quantité de dioxyde de carbone est générée dans le réservoir, ce qui contribue au déplacement du pétrole. Grâce à ce processus, la récupération de pétrole des puits est augmentée de 50 %.

Prise d'eau

En raison de la présence d'un stock important d'usines d'injection de vapeur dans la zone du gisement, les besoins en eau douce sont importants. Il est fourni par la prise d'eau de Yuzhny du champ pétrolifère d'Usinsk, où s'effectuent la préparation, le stockage et la distribution de liquide.

En 2017, la mise en œuvre du projet de rééquipement technique de la prise d'eau a commencé. Les installations techniques, les installations de traitement des eaux, le système de canalisations ont été mis à jour, une nouvelle centrale diesel a été construite. La modernisation de cette installation augmentera les capacités techniques et augmentera la production de pétrole sur le champ d'Usinskoye.