CC BY
227
АНАЛИЗ РАЗМЕЩЕНИЯ НЕТРАДИЦИОННЫХ НЕФТЕЙ РОССИИ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПО НЕФТЯНОЙ ГЕОЛОГИИ
Ирина Германовна Ященко
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук, 634021, Россия, г. Томск, пр. Академический, 4, канд. геол.-минерал. наук, зав. лаборатории "Научно-исследовательский информационный центр с музеем нефтей", тел. (3822)49-18-11, e-mail: [email protected]
Галина Владимировна Нестерова
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. ак. Коптюга, 3, к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории электромагнитных полей, тел. (383)330-49-53, e-mail: [email protected]
В статье рассмотрено региональное размещение российских тяжелых и вязких нефтей как нетрадиционных нефтей с аномальным физическими свойствами с примененим информационно-вычислительной системы по нефтяной геологии на основе ГИС-технологий и базы данных по химии нефти. Проведен сравнительный анализ физико -химических свойств тяжелых и вязких нефтей основных нефтегазоносных бассейнов России.
Ключевые слова: тяжелая нефть, вязкая нефть, Россия, база данных, месторождения, нефтегазоносный бассейн, физико-химические свойства нефти.
ANALYSIS OF PLACEMENT OF UNCONVENTIONAL OILS OF RUSSIA USING INFORMATION-PROCESSING SYSTEM FOR OIL GEOLOGY
Irina G. Yashchenko
Institute of Petroleum Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences, 4, Akademichesky Avenue, 634021, Russia, Tomsk, Ph.D. in Geology and Mineralogy, Head of the Laboratory, tel. (3822)49-18-11, e-mail: [email protected]
Galina V. Nesterova
Trofimuk Institute of petroleum geology and geophysics, Siberian branch of Russian Academy of Science, 3, Koptyug, 630090, Russia, Novosibirsk, Ph.D., senior researcher of Laboratory of electromagnetic fields, tel. (383)330-49-53, email: [email protected]
In the article the regional location of Russian heavy and viscous oils as unconventional oil with abnormal physical properties is considered. The Information-processing system for petroleum geology based on GIS technology and database on the chemistry of oil is used. A comparative analysis of physical and chemical properties of heavy and viscous oil major oil and gas basins of Russia is carried.
Key words: heavy oil, viscous oil, Russia, database, fields, oil and gas basin, physical and chemical properties of oil.
Ухудшение структуры углеводородных запасов - общемировая тенденция. Для России общие закономерности развития нефтегазового комплекса состоят в следующем - ухудшение горно-геологических и природно-климатических ус-
ловий разведки и разработки месторождений, рост их удаленности от центров переработки и сбыта. В традиционных районах добычи (Западная Сибирь, Северный Кавказ, Урало-Поволжье, Тимано-Печора) наблюдается увеличение глубины залегания продуктивных пластов, снижение объема запаса, усложнение геологического строения, уменьшение пластовых давлений, ухудшение коллекторов и не менее важная тенденция - это увеличение доли добычи нетрадиционных нефтей с аномальными физическими свойствами (высокие плотность и вязкость) [1].
Известно, что в мире запасы тяжелой и вязкой нефти примерно в 5 раз превышают объем запасов нефти малой и средней вязкости и нетрадиционная нефть рассматривается в качестве основного резерва мировой добычи нефти. Ежегодно в мире добывается около 4 млрд. т нефти, а объем добычи вязких (ВН) и тяжелых (ТН) нефтей составляет примерно 500 млн. т, т.е. 1/8 общемировой добычи. В соответствии с прогнозами, при сохранении темпов приращения добычи на существующем уровне производство нетрадиционной нефти увеличится к 2030 г. в 4 раза. Значительными запасами вязких и тяжелых нефтей обладает Россия - около 7 млрд. т. Интерес к такой нефти увеличивается по мере роста цен на нефть и в связи с начавшимся периодом истощения многих крупных и мелких российских нефтяных месторождений [1-3]. В связи с этим является актуальным анализ размещения ТН и ВН и их свойств на территории России, что и является целью данной работы.
Огромный объем информации, необходимый для исследования распределения нетрадиционной нефти по физико-химическим свойствам, привел к созданию в Институте химии нефти СО РАН информационно-вычислительной системы по нефтяной геологии на основе ГИС -технологий и мировой базы данных (БД) по химии нефти, структура и содержание которой описаны в наших работах [4 - 6]. В настоящее время мировая база данных по физикохимическим свойствам нефтей включает описания более 21500 образцов нефти, в которой содержится 4835 описаний образцов тяжелой и 2311 вязкой нефти.
Для проведения статистического анализа данных и для отображения на цифровых картах статистических характеристик исследуемых показателей необходимо классифицировать тяжелую и вязкую нефть. Для этих целей пригодна разработанная авторами на основе информации из БД классификация нефти, в которой определены следующие классификационные интервалы изменения плотности и вязкости тяжелых и вязких нефтей - у тяжелой и вязкой нефти
3 0 2
плотность выше значения 0,88 г/см , вязкость при 20 С - 35 мм /с. Эти значения плотности и вязкости нефти соответствуют пределу, за которым начинаются осложнения при добыче, транспортировке и переработке нефти, приводящие к росту ее себестоимости.
На рис. 1 приведены диаграммы распределения нефти по значению плотности и вязкости. Как видно из рис. 1а и 1б, количество нефтей по классам (легкие, средние и тяжелые; маловязкие, средневязкие и вязкие) распределилось почти одинаково - более 66 % общей выборки составляют легкие и средние по плотности нефти на рис. 1а и маловязкие и средневязкие нефти на рис. 1б, а количество тяжелых и вязких нефтей составляет чуть больше 33 % общей выборки.
Установлено, что почти во всех нефтегазоносных бассейнах (НГБ) России (рис. 2) встречаются месторождения с тяжелыми и вязкими нефтями. Наибольшая концентрация месторождений с такими нефтями имеет место в ВолгоУральском и Тимано-Печорском бассейнах, где в среднем в каждом втором месторождении залегает тяжелая или вязкая нефть. Самой вязкой и тяжелой в России является нефть Тимано-Печорского НГБ, особенно в месторождениях Усинское и Ярегское (табл. 1). В Западной Сибири самые тяжелые и вязкие нефти находятся в Ван-Еганском, Русском и Мамонтовском месторождениях, а Волго-Уральском НГБ - в Макаровском и Новохазинском месторождениях (табл. 1). Как видно из табл. 1, основные запасы ТН и ВН находятся в уникальных по запасам (более 300 млн. т нефти) месторождениях трех бассейнов -Волго-Уральском, Западно-Сибирском и Тимано-Печорском.
і мало- и средневязкие нефти нефти і вязкие нефти
Рис. 1 . Распределение количества залежей по плотности (а) и вязкости (б) на основе информации БД
^Ъжг
>Уу//7
Тимано- \ Печорский
Западно-
Сибирский
Лено-
Тунгусский
Волго-
Уральский
ероКавка5С\кии
- территория России
I - нефтегазоносные бассейны России с тяжелыми и вязкими нефтями |^| - границы нефтегазоносных бассейнов
Рис. 2. Нефтегазоносные бассейны России с вязкими и тяжелыми нефтями
Таблица 1
Распределение основных уникальных месторождений с вязкой и тяжелой нефтью на территории России
Месторожде- ние Нефтегазоносный бассейн Среднее значение вязкости нефти при 200С по месторождению, мм2/с Среднее значение плотности нефти по месторождению, г/см3
Ромашкинское Волго-Уральский 25,24 0,8729
Ван-Еганское Западно- Сибирский 294,70 0,9135
Чаяндинское Лено-Тунгусский 43,71 0,8772
Приобское Западно- Сибирский 31,83 0,8705
Усинское Тимано- Печорский 2542,80 0,9265
Мамонтовское Западно- Сибирский 39,22 0,8835
Макаровское Волго-Уральский 86,45 0,9413
Новохазинское Волго-Уральский 35,73 0,8915
Русское Западно- Сибирский 542,28 0,9354
Федоровское Западно- Сибирский 37,68 0,8687
Арланское Волго-Уральский 31,25 0,8948
Ярегское Тимано- Печорский 11988,41 0,9437
Распределение разведанных ресурсов тяжелой нефти по субъектам Российской Федерации показало (рис. 3 а), что ресурсы ТН в Тюменской области вместе с Ханты-Мансийским АО составляют примерно 1/3 общих российских запасов, в Татарстане и Пермской крае - примерно 1/6 соответственно, а ресурсы Ямало-Ненецкого АО и в сумме Республики Коми и Ненецкого АО - около 1/10 соответственно. На рис. 3б показано, что ресурсы ВН в Ханты-Мансийском АО составляют примерно 1/3 российских запасов, ресурсы ВН в Татарстане - 1/5, а ресурсы Республики Коми вместе с ресурсами Ненецкого АО - около 1/10. Соответственно основными российскими центрами добычи вязкой и тяжелой нефти являются Волго-Уральский, Западно-Сибирский и Ти-мано-Печорский нефтегазоносные бассейны. Характеристики физикохимических свойств ТН и ВН этих бассейнов показаны в табл. 2.
Ямало-Ненеикнн АО
9.77%
Сахалпнская
Красноярский Пермский крап край 1.07%
Ненепкий АО 4.92% Ямало-Ненеикий АО 5.90%
Башкортостан
6.15%
Чеченская Республика 0.76% Другие
0.78%
Рис. 3. Распределение ресурсов тяжелой (а) и вязкой (б) нефти по субъектам Российской Федерации
Таблица 2
Физико-химические свойства тяжелых и вязких нефтей России
Физико-химические показатели Западно-Сибирский НГБ Т имано-Печорский НГБ Волго-Уральский НГБ
Тяжелые нефти
Плотность, г/см3 0,9005 0,9403 0,9138
Вязкость, мм /с 138,91 2948,36 308,91
Содержание серы, % 1,18 1,99 2,89
Содержание парафинов, % 3,55 2,55 3,82
Содержание смол, % 10,89 17,98 21,87
Содержание асфальтенов, % 2,70 6,42 6,29
Термобарические условия залегания
Температура пласта, 0С 70,99 30,45 28,21
Пластовое давление, МПа 21,83 14,33 15,03
Глубина залегания, м
Почти 71 % находится на глубине ниже 2000 м, от 1000 м до 2000 м - 18,6 % 22 % находится на глубине ниже 2000 м, от 1000 м до 2000 м - 37 % Около 6 % находится на глубине ниже 2000 м, от 1000 м до 2000 м - 71 %
Вязкие нефти
Плотность, г/см3 0,8899 0,9275 0,9120
Вязкость, мм2/с 120,90 4035,97 137,97
Содержание серы, % 1,27 1,80 2,87
Содержание парафинов, % 4,28 3,15 3,94
Содержание смол, % 10,47 15,31 19,48
Содержание асфальтенов, % 2,40 7,30 5,71
Термобарические условия залегания
Температура пласта, 0С 74,64 30,29 29,41
Пластовое давление, МПа 22,53 15,72 14,35
Глубина залегания, м
Более 73 % находится на глубине от 2000 м до 3000 м Более 75 % находится на глубине от 1000 м до 2000 м Более 78 % находится на глубине до 1000 м
Как видно из табл. 2, западно-сибирская вязкая и тяжелая нефть находится в пластах с повышенными температурой и давлением, пласты в основном приурочены к глубине от 2000 до 3000 м и по своим характеристикам отличается от тимано-печорской и волго-уральской - менее тяжелая и вязкая, с меньшим содержанием серы, смол и асфальтенов, но с более высокой концентрацией парафинов. Следовательно, сравнительный анализ свойств ТН и ВН рассматриваемых НГБ показал, что чем ниже глубина залегания, тем меньше плотность и вязкость, концентрации серы, смол и асфальтенов, но содержание парафинов увеличивается.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Коржубаев А.Г. Не ждать милостей от недр // Нефть России. - 2011. - № 3. - С. 18-24.
2. Гарушев А.Р. О роли высоковязких нефтей и битумов как источнике углеводородов в будущем // Нефтяное хозяйство. - 2009. - № 3. - С. 65-67.
3. Максутов Р., Орлов Г., Осипов А. Освоение запасов высоковязких нефтей в России // Технологии ТЭК. - № 6. - 2005. - С. 36-40.
4. Полищук Ю.М., Ященко И.Г. Физико-химические свойства нефтей: статистический анализ пространственных и временных изменений. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2004 - 109 с.
5. Ан В.В., Козин Е.С., Полищук Ю. М., Ященко И.Г. База данных по химии нефти и перспективы ее применения в геохимических исследованиях // Геология нефти и газа. -2000. - № 2. - С. 49 - 51.
6. Пат. 2001620067 РФ. База данных по составу и физико -химическим свойствам нефти и газа (БД нефти и газа) / Ю.М. Полищук, И.Г. Ященко, Е.С. Козин, В.В. Ан; заявитель и патентообладатель Институт химии нефти СО РАН. - № 2000620096; Заявл. 23.10.2000; Опубл. 16.05.2001. - 1 с.
© И.Г. Ященко, Г.В. Нестерова, 2013
