CC BY
538
ГЕОЛОГИЯ
УДК 553.982
47
Ресурсы тяжелых нефтей мира и сравнительный анализ их физико-химических свойств
И.Г. Ященко ( Томск, Россия )
sric@ipc.tsc.ru
к.г.-м.н., зав. лаб., Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук
Проведен анализ
пространственного распределения тяжелых нефтей в зависимости от их ресурсного потенциала и изменения их физико-химических свойств. Анализ запасов тяжелых нефтей показал, что большая часть их мировых запасов сосредоточена в Канаде, Венесуэле и России. Результаты исследований закономерностей распределения тяжелых нефтей могут быть использованы при определении оптимальных схем и условий транспортировки тяжелых нефтей, в совершенствовании геохимических методов поиска месторождений и при решении других задач нефтяной отрасли.
Материалы и методы
База данных ИХН СО РАН по физико-химическим свойствам нефти общим объемом информации 20744 описаний образцов нефти мира, геоинформационные системы (ГИС ArcGis), методы геостатистического и пространственного анализа
Ключевые слова
трудноизвлекаемые нефти, тяжелые нефти, запасы нефтей, Канада, Венесуэла, Россия, Волго-Уральский нефтегазоносный бассейн, Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн, физико-химические свойства нефтей
Resources of heavy oils of peace and comparative analysis of their physical and chemical properties
Authors
I.G. Yashchenko ( Tomsk, Russia)
ph.D. in Geology and Mineralogy, Head of the Laboratory Institute of Petroleum Chemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences
Введение
В связи с исчерпанием запасов легких нефтей в мировой добыче в последние годы увеличивается доля трудноизвлекаемых нефтей с аномальными физическими свойствами, в частности с их высокой плотностью [1]. Такие нефти составляют десятую часть мировой добычи, которая ежегодно возрастает. При сохранении темпов приращения добычи на существующем уровне прогнозируется увеличение добычи трудноизвлекаемой нефти в мире к 2030 г. в 4 раза.
Значительными запасами тяжелых нефтей (ТН) обладает Россия — около 7 млрд т [2]. В традиционных районах добычи (Западная Сибирь, Северный Кавказ, Урало-Повол-жье, Тимано-Печора) наряду с увеличением доли добычи трудноизвлекаемых нефтей с высокой плотностью [1] наблюдается увеличение глубины залегания продуктивных пластов, ухудшение коллекторов и усложнение геологического строения месторождений. Интерес к добыче ТН увеличивается по мере роста цен на нефть и в связи с продолжающимся истощением многих крупных и мелких нефтяных месторождений [1-3]. В связи с этим изучение свойств и закономерностей пространственного распределения ТН представляет значительный интерес. В частности, за счет разработки запасов тяжелых нефтей, по данным [4-14], Россия могла бы ежегодно получать до 25-30 млн. т. нефти дополнительно.
Ранее анализ особенностей тяжелых нефтей был проведен в наших работах [15, 16]. Однако этот анализ был основан на 2000 образцах тяжелых нефтей, накопленных в базе данных (БД) по физико-химическим
Показатель Класс нефти
Плотность (г/см3)
очень легкая легкая
со средней плотностью
тяжелая
с повышенной плотностью
свойствам нефтей [17, 18], созданной в Институте химии нефти СО РАН. В настоящее время эта БД по физико-химическим свойствам нефтей [17-20] значительно пополнена новой информацией и содержит описания более 20 тысяч образцов нефти, из которых уже около 5000 описаний относится к образцам тяжелой нефти. Следовательно, объемы данных о тяжелых нефтях в БД возросли в настоящее время более чем в 2 раза. Существенно расширилась география включенных в БД нефтей и данные об их ресурсах. Поэтому появилась необходимость в проведение анализа ресурсного потенциала и географических закономерностей размещения тяжелых нефтей на основе существенно обновленной информации в БД, что и явилось целью настоящей работы.
Пространственное распределение тяжелых нефтей мира
Для проведения анализа пространственного распределения ТН использована классификация нефти по плотности (табл. 1), предложенная в наших работах [15, 16, 18]. Эта классификация будет использована далее в анализе закономерностей изменения свойств тяжелых нефтей.
Распределение количества тяжелой нефти и ее ресурсов по подклассам класса «тяжелая нефть» представлено на рис. 1, из которого видно, что подкласс тяжелой нефти «с повышенной плотностью» включает в себя более половины образцов из выборки тяжелой нефти. В подклассе «битуминозная нефть» образцов меньше всего (рис. 1-а), но запасы битуминозной нефти наибольшие и превышают 45% (рис. 1-б)
Пределы изменения
классификационных интервалов,
г/см3
< 0,80
0,80^0,84 0,84^0,88 0,88^0,92
сверхтяжелая 0,92^0,96 битуминозная более 0,96
Табл. 1 — Классификация нефтей по плотности
■ Нефть с повышенной плотность»
■ Сверхтяжелая вефть
■ Битуминозная нефть
■ Нефть с йШышонкиы плотностью • Сверхтяжелая вефть Ьнтумпнозвля нефть
Рис. 1 — Распределение количества тяжелых нефтей мира с разной плотностью (а) и их запасов (б)
общемировых ресурсов тяжелых нефтей.
В базе данных в настоящее время представлено 4538 образцов тяжелых нефтей [16-20]. Исследования свойств ТН проводились для нефтеносных территорий мира. Из рис. 2, на котором приведены результаты геозонирования нефтегазоносной территории, видно, что нефтегазоносные бассейны (НГБ) с тяжелой нефтью распространены повсеместно на территории континентов, тяжелые нефти находятся в 110 нефтегазоносных бассейнах, что составляет более 60% общего числа бассейнов мира, представленных в БД. Больше всего бассейнов с ТН находится на территории Евразии — 64 бассейна. Информация о распределении ТН по континентам представлена в табл. 2.
Установлено, что наиболее тяжелыми по средне-бассейновому (среднее значение по
всем месторождениям бассейна) значению плотности ТН являются нефти северо-восточного Китая (Бохайский бассейн), Северной и Южной Америки (бассейны — Баринас-Апу-ре, Биг-Хорн, Верхняя и Средняя Магдалена, Сан-Хорхе, Санта-Мария, Северо-Кубинский, Хаф-Мун-Салинас-Кайама), Южной Европы (Адриатический нефтегазоносный бассейн) и в Африке нефти Суэцкого залива.
Анализ распределения месторождений ТН по объемам запасов углеводородов позволил установить, что количество уникальных (более 300 млн. т нефти) и крупных (от 30 до 300 млн. т нефти) по своим запасам месторождений составляет примерно половину от общего количества месторождений с тяжелыми нефтями (рис. 3-а), однако абсолютное большинство ресурсов ТН сосредоточено в уникальных месторождениях (рис. 3-б).
Местоположение
Объем выборки из БД Количество НГБ с ТН
Abstract
Analysis of the spatial distribution of heavy oils held, depending on their resource potential and change their physico-chemical properties. Analysis of reserves of heavy oils has shown that most of them the world's reserves are concentrated in Canada, Venezuela and Russia. Results of studies of the distribution of heavy oils can be used in determining the optimal schemes and conditions for transportation of heavy crude oils, to improve methods of geochemical search of deposits and to solve other problems of the oil industry. Materials and methods Database IPC SB RAS on physico-chemical properties of oil, information scope 20,744
Количество месторождений с ТН
Количество образцов ТН в БД
Доля запасов ТН от общемировых (%)
Австралия, Новая Зеландия и Океания 148 1 2 2 Нет данных
Африка 477 7 59 112 0,95
Евразия 18423 64 1220 3945 37,09
Северная Америка 1299 26 195 320 48,59
Южная Америка 330 12 100 159 13,37
Таб. 2 — Характеристика информации о тяжелыхнефтяхв базе данных
Рис. 2 — Основные нефтегазоносные бассейны с тяжелой нефтью Обозначения: бассейны в Северной и Южной Америке; 1 — Арктического склона Аляски, 2 — Залив Кука, 3 — Бофорта, 4 — Западно-Канадский, 5 — Уиллистонский, 6 —Крейзи-Булл-Маунтинс, 7 — Биг-Хорн, 8 — Уинд-Ривер, 9 — Хаф-Мун-Салинас-Кайама, 10 — Грейт-Валли, 11 — Лос-Анджелес, 12 — Грин-Ривер, 13 — Уинта-Пайсенс, 14 — Парадокс, 15 — Паудер-Ривер, 16 — Ханна-Ларами, 17 — Западный Внутренний, 18 — Пермский, 19 — Мексиканского залива, 20 — Новошотладский, 21 — Северо-Кубинский, 22 — Центрально-Кубинский, 23 — Маракаибский, 24 — Верхняя и Средняя Магдалена, 25 — Верхне-Амазонский, 26 — Баринас-Апуре, 27 — Оринокский, 28 — Центрально-Предандийский, 29 — Сержипи-Алагоас, 30 — Сантос, 31 — Сан-Хорхе, 32 — Магелланов; в Африке; 33 — Андалузско-Предрифский, 34 — Западно-Тельский, 35 — Тунисско-Сицилийский, 36 — Сахаро-Ливийский, 37 — Суэцкого залива, 38 — Шари, 39 — Гвинейского залива, 40 — Восточно-Средиземноморский; в Евразии; 41 — Норвежскоморский, 42 — Центрально-Европейский, 43 — Рейнский, 44 — Англо-Парижский, 45 — Ронский, 46 — Аквитанский, 47 — Сицилийский, 48 — Адриатический, 49 — Паннонский, 50 — Балтийский, 51 — Карпатский, 52 — Предкарпатско-Балканский, 53 — Северо-Эгейский, 54 — Днепровско-Припятский, 55 — Тимано-Печорский, 56 — Волого-Уральский, 57 — Прикаспийский, 58 — Северо-Кавказский, 59 — Южно-Каспийский, 60 — Персидского залива, 61 — Омано-Макранский, 62 — Западно-Сибирский, 63 — Туранский, 64 — Амударьинский, 65 — Афгано-Таджикский, 66 — Каракумский, 67 — Пенджабский, 68 — Камбейский, 69 — Таримский, 70 — Джунгарский, 71 — Лено-Тунгусский, 72 — Енисейско-Анабарский, 73 — Лено-Вилюйский, 74 — Восточно-Гобийский, 75 — Тамцакско-Хайларский, 76 — Сунляо, 77 — Ляохэ, 78 — Бохайский, 79 — Северо-Тайваньский, 80 — Охотский, 81 — Исикари-Западно-Сахалинский, 82 — Акита, 83 — Ниигата, 84 — Ассамский, 85 — Фанг, 86 — Сиамский, 87 — Вунг-Тау, 88 — Саравакский, 89 — Центрально-Суматринский, 90 — Южно-Суматринский, 91 — Северо-Яванский, 92 — Бондокский, 93 — Котабато, 94 — Восточно-Калимантанский, 95 — Вогелкоп, 96 — Серамский; в Австралии; 97 — Гипсленд
samples oils of the world, geo-information system (GISArcGis), methods of geostatistical and spatial analysis Results
Spatial analysis of the distribution of heavy oils of the world held. Patterns of occurrence of these oils in reservoirs of various ages and depth are revealed. Comparative analysis of the physico-chemical properties of heavy oils held. ^nclusions
In this paper we studied the spatial distribution patterns of heavy oils basins of the world. Much attention is paid to the analysis of stocks and characteristics of heavy oils of Canada, Venezuela and Russia as the world's major centers of placing heavy oils. The differences of physico-chemical properties of oil in oil deposits in these countries are shown. Analysis of heavy oil resource potential of the Russian Federation carried out. Peculiarities of Russian oil and gas resource base of regions that have large reserves of, described, especially in the Volga-Urals and West Siberian regions.
Keywords
difficult-to-recover oils, heavy oils, oil resources, Canada, Venezuela, Russia, Volga-Ural oil-gas bearing basin, West-Siberian oil-gas bearing basin, physical and chemical properties
References
1. Korzhubaev A.G. Do not wait for favors from the subsoil // Oil of Russia. - 2011. -№ 3. - P. 18-24.
2. Daniel E. Heavy Oil Russia // The Chemical Journal - Journal of Chemical. -2008. - № 12. - P. 34-37
3. Garush A.R. The role of high oil and bitumen as a hydrocarbon source in the future // Oil Industry. - 2009.
- №3. - P. 65-67.
4. Makarevich V.N., Iskritskaya N., Bogoslovskiy S.A. Theology Resource potential of heavy oils of the Russian Federation: prospects of development // Oil and gas geology. Theory and practice. - 2010. - T. 5. - № 2. - [Electronic resource]. http://www.ngtp.ru/ rub/6/29_2010.pdf
5. Oil is the new Russia. The situation, problems and perspectives / Ed. Ed. full member of RANS, Ph.D. V.Y. Alekperov. -M.: Drevlehranilische, 2007 - 688 p.
6. Maksutov R., Orlov G., OsipovA. Mastering high-viscosity oil reserves in Russia // Energy Technology. - 2005. - № 6. - P. 36 - 40.
7. Nazev B. But not the secondary // Oil and gas vertical. - 2000. - № 3. - P. 21 - 22.
8. Antoniadi D.G., ValuiskyA.A., Garushev A.R. The state oil production techniques to enhance oil recovery in the total world production // Oil Industry. -1999. - № 1. -P. 16 -23.
9. Gavrilov V.P. The concept of extending the "oil era " of Russia // Oil and gas geology.
- 2005. - № 1. - P. 53 - 59.
10. Zapivalov N.P. Geological and technological features of the
На рис. 4 приведена диаграмма распределения ТН по странам мира, которая показывает, что основные мировые запасы тяжелых нефтей размещаются в Канаде (более 40%), Венесуэле (около 12%) и в России (около 11 %). Как видно из рис. 4, ресурсы ТН Канады, Венесуэлы и России в сумме составляют более 66% мировых ресурсов. Кроме Канады в Северной Америке отличаются своими запасами ТН США (7 место) и Мексика (13 место). В Евразии — это страны Ближнего Востока (Кувейт, Саудовская Аравия, Ирак, Иран), Центральной и Юго-Восточной Азии (Казахстан, Китай и Индонезия). В табл. 3 приведен перечень уникальных и круп -ных месторождений с тяжелыми нефтями Канады, Венесуэлы и России. Список месторождений в этой таблице составлен по мере уменьшения в них ресурсов ТН.
Географические закономерности распределения тяжелых нефтей России
Рассмотрим далее особенности распределения ресурсов ТН на территории России. Всего выявлено 745 месторождений с тяжелыми нефтями. Почти во всех бассейнах России (кроме Анадырско-Наваринского и Пенжинского) встречаются месторождения с тяжелыми нефтями (рис. 2). Из них выделяется Волго-Уральский бассейн, на территории которого средне-бассейновая (среднее значение по всем месторождениям бассейна) плотность нефтей превышает уровень 0,88 г/см3.
Анализ распределения тяжелых нефтей по основным нефтегазоносным бассейнам России — Волго-Уральскому, Енисейско-Ана-барскому, Западно-Сибирскому, Лено-Ви-люйскому, Лено-Тунгусскому, Охотскому, Северо-Кавказскому и Тимано-Печорскому
— показывает (табл. 4), что в Волго-Ураль-ском бассейне (ВУНГБ) сосредоточено 61% всех российских тяжелых нефтей, в Западно-Сибирском бассейне (ЗСНГБ) находится почти 15% ТН России. Меньше всего образцов тяжелых нефтей в Енисейско-Анабарском бассейне. Из табл. 4 следует, что в среднем самыми тяжелыми в России являются нефти Тимано-Печорского бассейна (0,94 г/см3), Северо-Кавказского (0,926 г/см3) и Енисей-ско-Анабарского (0,923 г/см3). А тяжелые нефти Лено-Тунгусского бассейна имеют наименьшую в среднем плотность (0,894 г/см3).
Распределение разведанных запасов тяжелых нефтей по субъектам Российской Федерации представлено в виде круговой диаграммы на рис. 5. Как видно из этой диаграммы, наибольшие ресурсы ТН сосредоточены в Западно-Сибирском и Волго-Ураль-ском бассейнах — соответственно 40 и 38% всех российских ресурсов тяжелых нефтей. В Тимано-Печорском регионе находится примерно 10% российских ресурсов ТН, как и в Восточной Сибири.
Рассмотрим особенности распределения ТН на территории Западной Сибири, где добывается 2/3 российской нефти [4, 11-13]. В пределах Западно-Сибирского бассейна сосредоточено 40% запасов тяжелых нефтей России. Большинство месторождений с тяжелой нефтью размещены в основном в центральной части бассейна, располагающейся на территории Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО). Наиболее тяжелыми являются нефти Айяунского, Ван-Еганского и Мегионского (ХМАО), Северного (Томская область), Северо-Комсомольского и За-падно-Мессояхского (Ямало-Ненецкий АО) месторождений.
Рис. з — Распределение числа месторождений тяжелых нефтей (а) и объемов запасов тяжелых нефтей (б) по классификации запасов
Рис. 4 — Распределение основных ресурсов тяжелых нефтей по странам мира
Рис. 5 — Распределение ресурсов тяжелых нефтей по субъектам Российской Федерации
Ниже приводятся результаты анализа распределения западно-сибирских месторождений с тяжелыми нефтями по нефтегазоносным областям (НГО). Более половины месторождений ТН (55%) расположено в Среднеоб-ской НГО (Быстринское, Восточно-Сургутское, Локосовское и др.), 21,7% находится в Каймы-совской НГО (Восточно-Моисеевское, Гераси-мовское и др.), 7,2% — в Надым-Пурской НГО (Ваньеганское, Надымское, Пульпуяхское, Северо-Варьеганское, Северо-Комсомоль-ское и Тарасовское), 6% — в Фроловской НГО (Айторское, Ереминское, Прирахтовское, Тобольское и Фроловское), в Васюганской НГО расположено 4 месторождения — это Горсто-вое, Мыльджинское, Северное и Таежное, в Пур-Тазовской НГО — Каракатаевское, Русское, Тазовское и Травяное месторождения, в Приуральской НГО — Филипповское месторождение, а в Ямальской НГО — Новопортов-ское месторождение.
Перейдем к Волго-Уральскому региону, являющемуся вторым по запасам ТН в России. На его территории находится 456 месторождений, что составляет почти 61% количества российских месторождений с ТН, представленных в БД, т.е. каждое второе месторождение с тяжелыми нефтями является волго-уральским. Большинство месторождений с залежами тяжелых нефтей расположено в северной и центральной частях бассейна, а именно в Республиках Татарстан и Башкортостан, в Пермском крае и Самарской области. Наиболее тяжелыми в среднем являются нефти Республики Татарстан, например, Ромашкинского, Аверьяновского,
Беркет-Ключевского, Ашальчиского, Акан-ского и др. месторождений, также Пермского края (месторождения Березовское и Осин-ское), Самарской (Сызранское месторождение) области и Республики Башкортостан (Арланское и Шкаповское месторождения).
Распределение волго-уральских месторождений с тяжелыми нефтями по нефтегазоносным областям бассейна следующее: почти 30% находится в Татарской НГО, где наиболее тяжелыми являются нефти Бер-кет-Ключевского, Екатериновского и Вла-димировского месторождений, около 16%
— в Мелекесско-Абдулинской НГО, в которой наиболее тяжелыми являются нефти Степноо-зерского, Восточно- и Южно-Филипповского и Черноозерского месторождений, 15,2% — в Пермско-Башкирской НГО, в которой самыми тяжелыми являются нефти Пермского края
— Хатымского, Верхнечусовского и Красно-камского месторождений, 8,1% месторождений в Уфимской НГО с самыми тяжелыми нефтями из Малышевского, Бирского и Ка-рача-Елгинского месторождений, 6,5% — в Жигулевско-Пугачевской НГО, где самыми тяжелыми являются нефти месторождений Верхозимское в Пензенской области и Ки-нель-Черкасское в Самарской области, 6%
— в Верхнекамской НГО, в которой самыми тяжелыми являются нефти Бурановского, Сивинского, Ножовского и Шарканского месторождений. По 2,5% месторождений с тяжелыми нефтями от общей их выборки на территории ВУНГБ находится в Южно-Пре-дуральской НГО (самые тяжелые нефти — Карлинского и Буруновского месторождений)
development of hard-to-reserves // Oil Industry. - 2005. - № 6. - P. 57 - 59.
11. Khafizov F.Z. Analysis of the oil reserves. Scientific editor of Academician AE Kontorovich. - Tyumen: Publishing House "IzdatNaukaServis",
2011. - 228 p.
12. Iskritskaya N.I. Makarevich V.N., Bogoslovskiy S.A. Theology The development of heavy oil resource potential of the Russian Federation // Proceedings of the International Scientific Conference "Innovation and technology in the exploration, production and refining of oil and gas", dedicated to the 60th anniversary of "Tatneft", Kazan, 8-10 September 2010
- Kazan Univ "Feng" RT, 2010, 479 p. - P. 165-169
13. Iskritskaya N.I. Evaluation of industrial importance viscous oil deposits
and natural bitumen // Theory and Practice of industrial stocks and the significance of oil and gas resources in modern terms: Sat materalov Scientific Conference, 4-8 July 2011, St. Petersburg. - St. Petersburg.: VNIGRI, 2011. - P. 106-112
14. SukhanovA.A. Petrova Y.E. The resource base of heavy oil by-products of Russia // Oil and gas geology. Theory and practice. - 2008. - T. 3. - № 2. - URL: http://www.ngtp.ru/rub/9/23_2008.pdf (date accessed: 12/12/2011).
15. Polishchuk M.Y., Yashchenko I.G. Heavy oil: an analytical review of patterns of
Классификация запасов
Уникальные
(более 300 млн. т нефти)
Крупные
(от 30 до 300 млн. т. нефти)
Страна
Канада
Венесуэла
Россия
Канада Венесуэла
Россия
Месторождения
Атабаска, Пис-Ривер, Уобаска, Колд-Лейк
Боливар, Хамака, Синкор, Церро-Негро, Лагунильяс, Бочакеро, Тиа-Хуана, Лама Чайкинское, Ромашкинское, Ван-Еганское, Чаяндинское, Приобское, Самотлорское, Усинское, Мамонтовское, Северо-Комсомольское, Новохазинское, Русское, Федоровское, Арланское, Ярегское, Салымское
Коакоак, Копаноар, Тарсьют, Иберния, Кейбоб, Уэйборн, Фенн-Биг-Валли Ла-Пас, Кирикире, Мене-Гранде, Офисина, Мата, Гуара,, Мара, Боскан, Чимире, Баруа, Лос-Кларос
Новопортовское, Верхнечонское, Тевлинско-Русскинское, Наульское, Комсомольское, Мало-Балыкское, Верхнеуратьминское, Оренбургское, Тагульское, Николоберезовское, Пильтун-Астохское, Возейское, Вятское, Вынгапуровское, Западно-Мессояхское, Карамовское, Юсуповское, Малгобек-Горское, Чайво-Море, Медынское-Море, Приразломное, Новоелховское, Имени Р. Требса, Аксубаево-Мокшинское, Гремихинское, Тазовское, Даниловское, Средне-Ботуобинское, Айяунское, Чутырско-Киенгопское, Южно-Сургутское, Усть-Балыкское, Охинское, Сюрхаратинское, Западно-Тэбукское, Радаевское, Степноозерское, Якушинское, Пашнинское, Мишкинское, Аксеновское, Фестивальное, Тарасовское, Бавлинское, Одопту-Море, Торавейское, Лянторское, Барсуковское, Ербогаченское, Осинское, Новошешминское, Архангельское, Горское, Быстринское, Западно-Тамбейское, Нурлатское, Павловское, Москудьинское
Таб. 3 — Характеристика месторождений тяжелых нефтей Канады, Венесуэлы и России по запасам
Нефтегазоносный бассейн Количество месторождений с ТН Объем всей выборки ТН Средне-бассейновое значение плотности ТН, г/см3
Волго-Уральский 456 1653 0,9137
Западно-Сибирский 125 392 0,9126
Тимано-Печорский 60 273 0,9401
Северо-Кавказский 46 163 0,9257
Охотский 33 142 0,9196
Лено-Тунгусский 18 47 0,8943
Лено-Вилюйский 5 21 0,9051
Енисейско-Анабарский 5 11 0,9233
Табл. 4 — Данные о тяжелых нефтях основных НГБ России
Рис. 6 — Основные месторождения Западно-Сибирского нефтегазоносного бассейна с тяжелой нефтью
Рис. 7 — Основные месторождения Волго-Уральского нефтегазоносного бассейна с тяжелой нефтью
и в Нижневолжской НГО (наиболее тяжелые нефти являются нефти месторождений Бахметьевского и Макаровского в Волгоградской области), в Оренбургской НГО 6 месторождений с ТН и самыми тяжелыми являются нефти Родинского и Черниговского месторождений, в Прикамской НГО находится 4 месторождения с тяжелыми не-фтями, из них самыми тяжелыми являются нефти Романшорского и Касибского месторождений, в Бузулукской НГО всего два месторождения — это Графское и Бобровское, расположенные в Оренбургской области и самыми тяжелыми являются нефти Бобровского месторождения.
Особенности физико-химических свойств тяжелых нефтей
Проведем сравнительный анализ физико-химических свойств тяжелых нефтей в зависимости от их пространственного распределения и глубины залегания на территории Канады, Венесуэлы и России как мировых центров размещения тяжелой нефти. В таб. 5 представлена информация о средних значениях физико-химических характеристик ТН, пластовых температур и давлений.
Как видно из этой таблицы, ТН в этих трех странах различаются по плотности: в России тяжелая нефть относится, согласно классификации таб. 1, к подклассу тяжелой нефти «с повышенной плотностью», в Канаде и Венесуэле — к подклассу «сверхтяжелая», причем наиболее тяжелыми из них являются канадские нефти. Рассмотрим далее особенности нефтей по вязкости. На основе классификации, представленной в [18], российская тяжелая нефть относится к высоковязкой, а нефти Канады и Венесуэлы — к сверхвязким. В Канаде располагаются самые вязкие нефти: их вязкость в 84 раза превышает вязкость российских ТН.
Рассмотрим различия ТН в зависимости
от их химического состава с использованием обобщенной классификации [18]. По содержанию серы ТН Канады, Венесуэлы и России относятся к типу сернистой (от 1 до 3%), для канадских тяжелых нефтей концентрации серы, смол, асфальтенов и кокса являются наибольшими. Тяжелые нефти Венесуэлы и Канады по концентрации парафинов относятся к типу малопарафинистых (до 1,5%), российские ТН являются среднепарафини-стыми (от 1,5 до 6%). Металлонасыщеность максимальна также для тяжелых нефтей России. Для ТН рассматриваемых государств характерно низкая насыщенность нефтяным газом, в российской нефти самое низкое его содержание. Как видно из таб. 5, российские тяжелые нефти находятся в пластах с более высоким давлением и средней пластовой температурой.
Физико-химические свойства ТН заметно отличаются в зависимости от особенностей условий их залегания на территориях рассматриваемых стран, что показано в таб. 5. Так, в России больше половины пластов с ТН приурочены к средней глубине от 1000 до 2000 м и сосредоточены в палеозойских пластах. Чуть меньше половины залежей ТН Венесуэлы находится на глубинах до 2000 м (45%), более % залежей приурочено к палеогеновым и неогеновым отложениям кайнозоя. Залежи канадских тяжелых нефтей в большинстве случаях относятся к триасовым, юрским и меловым отложениям мезозоя и большинство залежей (43%) сосредоточено на малых глубинах до 1000 м.
Проведенный анализ также показал, что физико-химические характеристики ТН изменяются и в зависимости от геологического возраста отложений. Так, менее тяжелыми и вязкими, с меньшим содержанием в нефти серы, смол и асфальтенов оказываются ТН России, а нефти Канады и Венесуэлы залегают в более «молодых» по возрасту
отложениях (мезозойских и кайнозойских соответственно). Тяжелые нефти этих стран характеризуются более высокой плотностью, вязкостью, более высоким содержанием серы, смол, асфальтенов и кокса, но с меньшим содержанием парафинов.
Рассмотрим различия свойств ТН Вол-го-Уральского и Западно-Сибирского НГБ как российских центров добычи тяжелых нефтей (таб. 6). Сравнительный анализ физико-химических свойств ТН обоих бассейнов показал, что их тяжелые нефти относятся к подклассам нефти «с повышенной плотностью» и «высоковязкая» (от 100 до 500 мм2/с), по содержанию серы - к классу «сернистой», по содержанию смол — к классу «высокосмолистая» (более 13%), по содержанию парафинов — к классу «среднепарафинистая», по содержанию асфальтенов — волго-уральские ТН к классу «среднеасфальтеновая (от 3 до 10%), западно-сибирские ТН — к классу «высо-коасфальтеновая» (более 10%), с низким и средним содержанием дизельных фракций.
Как видно из таб. 6, западно-сибирские тяжелые нефти находится в пластах с повышенными температурой и давлением, пласты в основном приурочены к глубине более 2000 м. Данные нефти по своим характеристикам отличается от волго-уральских — менее тяжелые и вязкие, с меньшим содержанием серы (более в 2 раза), парафинов, кокса (на 37%). Металлонасыщеность минимальна также для тяжелых нефтей ЗСНГБ — содержание ванадия и никеля меньше в 6 и 5 раз соответственно. Характерна повышенная насыщенность нефтяным газом (более чем в 2 раза). Значит, что для ТН рассматриваемых НГБ сравнительный анализ изменений их свойств подтверждает закономерность — чем ниже глубина залегания, тем меньше плотность и вязкость, концентрации
серы и кокса уменьшаются. Подтвердилась зависимость концентрации парафинов в ТН от геологического возраста — чем «моложе» залежь, тем содержание парафинов уменьшается, как это видно для западно-сибирских нефтей (таб. 6), так и в целом для тяжелых нефтей Венесуэлы и Канады по сравнению с российскими ТН (таб. 5). Обратную зависимость отметим по содержанию нефтяного газа — газонасыщенность увеличена в пластах более раннего возраста, что характерно для западно-сибирских ТН (таб. 6) и для ТН Канады и Венесуэлы (таб. 5).
Таким образом, приведенные в статье результаты сравнительного анализа пространственных изменений физико-химических свойств тяжелых нефтей расширяют представления о географических закономерностях распределения тяжелых нефтей и изменениях их физико-химических свойств.
Заключение
Возрастающая необходимость добычи и переработки в недалеком будущем тяжелых нефтей определяет актуальность изучения их ресурсного потенциала и закономерностей пространственного распределения. В работе изучены пространственные закономерности распределения тяжелых нефтей бассейнов мира. Большое внимание уделено анализу запасов и особенностей тяжелых нефтей Канады, Венесуэлы и России как основных мировых центров размещения тяжелых нефтей. Рассмотрены различия физико-химических свойств нефти в нефтяных залежах этих стран.
Проведен анализ ресурсного потенциала тяжелых нефтей Российской Федерации,
охарактеризованы особенности ресурсной базы российских нефтегазоносных регионов, располагающих их значительными запасами, особенно Вол го-Уральско го и Западно-Сибирского регионов. В заключение отметим, что в России роль тяжелых нефтей в перспективе будет только возрастать, особенно в «старых» нефтедобывающих регионах с исчерпанными запасами, и ресурсный потенциал тяжелых нефтей может стать надежным источником поддержания необходимых стране объемов добычи и переработки нефти.
Итоги
Проведен пространственный анализ размещения тяжелых нефтей мира. Выявлены закономерности залегания этих нефтей в пластах различного возраста и глубины залегания. Проведен сравнительный анализ физико-химических свойств тяжелых нефтей.
Выводы
В работе изучены пространственные закономерности распределения тяжелых нефтей бассейнов мира. Большое внимание уделено анализу запасов и особенностей тяжелых нефтей Канады, Венесуэлы и России как основных мировых центров размещения тяжелых нефтей. Рассмотрены различия физико-химических свойств нефти в нефтяных залежах этих стран. Проведен анализ ресурсного потенциала тяжелых нефтей Российской Федерации, охарактеризованы особенности ресурсной базы российских нефтегазоносных регионов, располагающих их значительными запасами, особенно Волго-Уральского и Западно-Сибирского регионов.
spatial and temporal variations of their properties // Oil and Gas Business. - 2005. - № 3. - P. 21 - 30.
16. PolishchukM.Y., Yashchenko I.G. Heavy oil: patterns of spatial distribution of // Oil Industry.
- 2007. - № 2. - S. 110 -113.
17. An V.V., Kozin E.S., PolishchukM.Y., Yashchenko I.G. Database on the chemistry of crude oil and prospects for its use in geochemical studies // Oil and gas geology.
- 2000. - № 2. - P. 49 - 51.
18. PolishchukM.Y., Yashchenko I.G. Physico-chemical properties
of crude oils: a statistical analysis of spatial and temporal variations. -Novosibirsk: Publishing House of SB RAS, Branch «Geo», 2004. -109 p.
19. Yashchenko I.G. The properties of hard-to oil in the database of information and computing systems for the petrochemical geology // Herald CDC Rosnedra.
- 2011. - № 3. - P. 27 - 31.
20. Kozin E.S., PolishchukM.Y., Yashchenko I.G. Database
on physico-chemical properties of oils // Oil. Gas. Innovations.
- 2011. - №3. - P. 13-16.
Физико-химические показатели Канада Венесуэла Россия
Плотность, г/см3 0,9426 0,9366 0,9169
Вязкость, мм2/с 37091,18 27182,62 440,75
Содержание парафинов, % мас. 1,37 1,30 3,46
Содержание серы, % мас. 2,56 2,38 2,18
Содержание смол, % мас. 29,05 24,61 18,22
Содержание асфальтенов, % мас. 12,26 8,45 5,01
Газосодержание в нефти, м3/т 38,25 60,00 28,99
Содержание кокса, % мас. 12,95 6,93 6,67
Содержание ванадия, мас. % 0,0388 0,0560 0,0402
Содержание никеля, мас. % 0,0036 0,0097 0,0124
Термобарические условия залегания
Температура пласта, 0С 52,79 31,5 39,12
Пластовое давление, МПа 3,35 2,46 16,23
Глубина залегания, м
27% находится на глубине ниже 22% находится на глубине ниже 3% находится на глубине ниже
3000 м, 2% — от 2000 до 3000 3000 м, 33% — от 2000 ДО 3000 м, 28% — от 1000 м до 2000 м, м, 28% — от 1000 м до 2000 м, 43% — до 1000 м 17% — до 1000 м
Возраст нефтевмещающих пород
12% находится в каменноугольных и девонских отложениях палеозоя,
73% — в триасовых, юрских и меловых, 15% — в палеогеновых отложениях
2% находится в пермских отложениях палеозоя, 21,5% — в меловых, 76,5% — в неогеновых и палеогеновых отложениях
3000 м, 13% — от 2000 до 3000 м, 59% — от 1000 м до 2000 м, 25% — до 1000 м
1% находится в протерозойских отложениях, 66% — в палеозойских, 21% — в триасовых, юрских и меловых, 12% — в неогеновых и палеогеновых отложениях
Таб. 5 — Физико-химические свойства и условия залегания тяжелых нефтей Канады, Венесуэлы и России
Физико-химические показатели
Плотность, г/см3 Вязкость, мм2/с
Содержание парафинов, % мас. Содержание серы, % мас. Содержание смол, % мас. Содержание асфальтенов, % мас. Фракция н.к. 200°С Фракция н.к. 300°С Фракция н.к. 350°С Газосодержание в нефти, м3/т Содержание кокса, % мас. Содержание ванадия, мас. % Содержание никеля, мас. %
Температура пласта, 0С Пластовое давление, МПа
Волго-Уральский нефтегазоносный бассейн
0,9137 309,65
3,80 2,89
21.77 6,27 16,28 31,48
33.78 22,67 7,23 0,0662 0,0145
28,21 15,02
Термобарические условия залегания
Глубина залегания, м
Более 5% находится на глубине ниже 2000 м, 73% — ОТ 1000 М ДО 2000 М, 21% — ДО 1000 м
Западно-Сибирский нефтегазоносный бассейн
0,9126 137,08 3,55 1,18 24,61 10,89 12,75 28,94 39,74 52,96 4,53 0,0112 0,0030
70,96 21,83
Более 70% находится на глубине ниже 2000 м, 18% — от 1000 м до 2000 м, 11% — до 1000 м
Возраст нефтевмещающих пород
Более 99% находится в девонских, каменноугольных и пермских отложениях палеозоя, менее 1% — мезозойских и кайнозойских отложениях
Более 7% находится в кембрийских, каменноугольных и пермских отложениях палеозоя, почти 93% — в юрских и меловых отложениях мезозоя
Таб. 6 — Физико-химические свойства и условия залегания тяжелых нефтей Волго-Уральского и Западно-Сибирского
нефтегазоносных бассейнов
Список использованной литературы 9. Гаврилов В.П. Концепция продления «нефтяной эры» России // Нефтегазовая геология. Теория и практика. - 2008. - Т. 3. - № 2. - URL:
1. Коржубаев А.Г. Не ждать Геология нефти и газа. - 2005. - № 1. - С. 53 - 59. http://www.ngtp.rU/rub/9/23_2008.pdf
милостей от недр // Нефть России. 10. Запивалов Н.П. Геолого-технологические (дата обращения: 12.12.2011).
- 2011. - № 3. - С. 18-24. особенности освоения трудноизвлекаемых запа- 15. Полищук Ю.М., Ященко И.Г.
2. Данилова Е. Тяжелые нефти России // сов // Нефтяное хозяйство. Тяжелые нефти: аналитический
The Chemical Journal - Химический - 2005. - № 6. - С. 57 - 59. обзор закономерностей
журнал. - 2008. - № 12. - С. 34-37 11. Хафизов Ф.З. Анализ запасов пространственных и временных
3. Гарушев А.Р. О роли высоковязких нефти. Научный редактор изменений их свойств//
нефтей и битумов как источнике академик РАН А.Э. Конторович. Нефтегазовое дело.
углеводородов в будущем // Нефтяное - Тюмень: Издательский дом - 2005. - № 3. - С. 21 - 30.
хозяйство. - 2009. - № 3. - С. 65-67. «ИздатНаукаСервис», 2011. - 228 с. 16. Полищук Ю.М., Ященко И.Г.
4. Макаревич В.Н., Искрицкая Н.И., 12. Искрицкая Н.И., Макаревич В.Н., Тяжелые нефти: закономерности
Богословский С.А. Ресурсный Богословский С.А. Освоение пространственного размещения //
потенциал тяжелых нефтей ресурсного потенциала тяжелых Нефтяное хозяйство.
Российской Федерации: нефтей Российской Федерации // - 2007. - № 2. - С. 110 - 113.
перспективы освоения // Материалы Международной 17. Ан В.В., Козин Е.С., Полищук Ю. М.,
Нефтегазовая геология. Теория научно-практической конференции Ященко И.Г. База данных по химии
и практика. - 2010. - Т. 5. - № 2. - «Инновации и технологии нефти и перспективы ее применения
[Электронный ресурс]. Режим доступа: в разведке, добыче и переработке в геохимических исследованиях //
http://www.ngtp.ru/rub/6/29_2010.pdf нефти и газа», посвященной 60-летию Геология нефти и газа. - 2000.
5. Нефть новой России. Ситуация, проблемы, ОАО «Татнефть», Казань, - № 2. - С. 49 - 51.
перспективы / Под общ. ред. 8-10 сентября 2010 г. - Казань: 18. Полищук Ю.М., Ященко И.Г.
действительного члена РАЕН, Изд-во «Фэн» АН РТ, 2010, 479 с. - С. 165-169 Физико-химические свойства нефтей:
д.э.н. В.Ю. Алекперова. 13. Искрицкая Н.И. Оценка статистический анализ
- М.: Древлехранилище, 2007 - 688 с. промышленной значимости пространственных и временных
6. Максутов Р., Орлов Г., Осипов А. месторождений сверхвязких изменений. - Новосибирск:
Освоение запасов высоковязких нефтей нефтей и природных битумов // Изд-во СО РАН, филиал «Гео», 2004. - 109 с.
в России // Технологии ТЭК. - 2005. Теория и практика оценки 19. Ященко И.Г. Свойства трудноизвлекаемой
- № 6. - С. 36 - 40. промышленной значимости нефти в базе данных
7. Назьев В. Остаточные, но запасов и ресурсов нефти и газа информационно-вычислительной
не второстепенные // Нефтегазовая в современных условиях: системы по нефтехимической
вертикаль. - 2000. — № 3. - С. 21 - 22. сб. матералов научно-практической геологии // Вестник ЦКР Роснедра.
8. Антониади Д.Г., Валуйский А.А., конференции, 4-8 июля 2011 г., - 2011. - № 3.- С. 27 - 31.
Гарушев А.Р. Состояние добычи нефти Санкт-Петербург. - СПб.: 20. Козин Е.С., Полищук Ю.М.,
методами повышения нефтеизвлечения ВНИГРИ, 2011. - С. 106-112 Ященко И.Г. База данных по
в общем объеме мировой добычи // 14. Суханов А.А., Петрова Ю.Э. физико-химическим свойствам
Нефтяное хозяйство. - 1999. Ресурсная база попутных нефтей // Нефть. Газ. Новации.
— № 1. - С. 16 -23. компонентов тяжелых нефтей России // - 2011. - № 3. - С. 13-16.
