Высоковязкие нефти и природные нефти Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

ПРОБЛЕМЫ НЕФТЕДОБЫЧИ, НЕФТЕХИМИИ, НЕФТЕПЕРЕРАБОТКИ И ПРИМЕНЕНИЯ НЕФТЕПРОДУКТОВ

УДК 622.2

Н. Ю. Башкирцева

ВЫСОКОВЯЗКИЕ НЕФТИ И ПРИРОДНЫЕ НЕФТИ

Ключевые слова: трудноизвлекаемая нефть, природный битум, нефтегазовые залежи.

Рассмотрена структура запасов по регионам мира, странам СНГ и территориальным округам Российской Федерации. Показано, что в связи с ухудшением структуры запасов в сторону увеличения доли трудноизвле-каемых нефтей, роль высоковязких нефтей и природных битумов в общем балансе углеводородов возрастает.

Key words: hard to recover reserves, natural bitumen, oil and gas reservoirs.

The structure of reserves by geographic regions, CIS countries and territorial districts of Russian Federation was considered. It was shown that due to the deterioration of the structure of reserves in the direction of increasing the proportion of hard to recover reserves role of heavy oil and natural bitumen in the overall balance of hydrocarbons increases.

Характерной особенностью современного этапа разработки нефтяных месторождений является изменение структуры запасов нефтей в сторону увеличения доли трудноизвлекаемых нефтей, связанных с ухудшением качества, увеличением обводненности добываемых нефтей, неблагоприятными для извлечения геолого-физиче-скими характеристиками и условиями залегания нефти (рис.1). Темпы извлечения, коэффициенты нефтеотдачи, экономическая эффективность разработки месторождений трудноизвлекаемых нефтей существенно ниже показателей для залежей с нормальной нефтью [1].

Тенденция изменения структуры запасов в России

1980 1990 2000 2008 2010 2015 2020

в Трудноизвлекаемые запасы нефти В Активные запасы нефти

нефтей оцениваются от 650 млрд. тонн до 1 трн. тонн, что почти в пять раз превышает объем остаточных извлекаемых запасов нефтей малой и средней вязкости, составляющий лишь 162,3 млрд. тонн (табл. 1). В промышленно развитых странах они рассматриваются не столько как резерв добычи нефти, сколько в качестве основной базы ее развития на ближайшие годы [2].

Таблица 1 - Сравнительные данные по запасам высоковязких нефтей

Характеристика Величина, млрд. т

Мировые запасы высоковязких нефтей 810

Мировая добыча высоковязких нефтей 0,440

Мировые запасы нефтей малой и средней вязкости 162

Запасы высоковязких нефтей на территории стран СНГ (А+В+СО 7,390

Российская Федерация 6,236

Казахстан 0,726

Азербайджан 0,389

Рис. 1 —Тенденция изменения структуры запасов

Основная часть трудноизвлекаемых запасов приурочена к низкопроницаемым коллекторам - 71 %. Запасы высоковязких нефтей составляют 17 %, в обширных подгазовых зонах нефтегазовых залежей - 12 %.

Пристальный интерес к месторождениям тяжелой нефти и природных битумов связан с постоянным ростом цен на углеводородное сырье, постепенным истощением запасов традиционной нефти, а также развитием технологий добычи неф-тей. Кроме того, запасы аномальных высоковязких неф-тей значительно превышают запасы легких и маловязких нефтей, По различным оценкам специалистов, мировые запасы тяжелых и битуминозных

Региональное распределение извлекаемых запасов тяжелой нефти и природных битумов представлено на рис. 2.

Распределение тяжелых нефтей по регионам мира показывает, что более 80 % общемирового запаса тяжелых нефтей располагается в Восточной Европе, Средней и Северной Азии (рис. 2,3) [3].

Значительные скопления высоковязких и битуминозных нефтей сосредоточены на территории целого ряда стран мира.

Наиболее крупными запасами тяжелой и битуминозной нефти располагает Канада, запасы которой составляют 522,5 млрд. и сосредоточены в провинциях: Альберта - 374,5 млрд. т; Атабаска -131,1 млрд. т; Вабаска - 16,9 млрд. т. Второй стра-

ной по запасам этого вида нефтей является Венесуэла, запасы которой оцениваются в 177,9 млрд. тонн и сосредоточены в битуминозном поясе Ориноко. Значительными запасами располагают также Мексика, США, Россия, Кувейт и Китай. В Норвегии высоковязкие нефти (ВВН) добываются при разработке ряда крупных месторождений, таких например, как месторождение Грейн, расположенного на шельфе Северного моря, которое по извлекаемым запасам нефти 105 млн. т входит в число крупных нефтяных месторождений в норвежском секторе [4,5].

Запасы тяжёлой нефти, млрд. барр.

а)

Северная Америка-35,3

Россия 13,4

Средний Азия 29,6 Восток 78,2

Африка 7,2

Европа 4,9

Запасы природных битумов, млрд. барр. б)

Северная Америка -530,9

Россия 33,7

Азия 42,8

Южная Америка 0,1

Африка 43

Европа 0,2

Рис. 2 - Мировые запасы: а) тяжелой нефти; б) природных битумов

Нефтяных месторождений с тяжелой и битуминозной нефтью, полностью или частично расположенных в море, насчитывается 184, из которых 15 - гигантские. Большая часть их находится на территории Венесуэлы и Мексики. В 71 гигантском месторождении с тяжелой и битуминозной нефтью содержится около 82 % всех мировых запасов нефти. Самыми крупными являются три месторождения: Урган (Кувейт) - 13 млрд. т; Боливар Коастал (Венесуэла) - 8,3 млрд. т; Боскэш - 5,6 млрд. т [2].

Бассейны с высоковязкой нефтью распространены повсеместно на территории Евразии и на севере Африки - всего 25 нефтегазоносных бассейнов (НГБ), что составляет около 1/6 части от общего числа бассейнов мира. На рис. 3 представлено распределение высоковязкой нефти по странам, расположенным в Африке и Евразии. Из рис. 3 видно, что на указанной территории более 90 % высоковязкой нефти располагаются на территории бывшего СНГ и сосредоточены в трех странах (табл. 1): России (6,2 млрд. т или 84,4 % от запасов стран СНГ), Казахстане (726 млн. т или 9,8 %), Азербайджане (389 млн. т, или 5,3 %). Всего в этих странах содержалось 7,4

млрд. т высоковязких нефтей промышленных категорий или 99,5 % от запасов по всем СНГ [2,3].

Западная Южная Азия, Центральная

Юго- Европа, 1,2%Д 0,6% АЛзия, 0,5%

Восточная -

Азия, 1,5%

Восточная Европа, 47,9%

Центральная Америка 2,4%

Ближний и Средний Восток, 2,4%

Африка, 2,6%

Египет, 0,19%

Ирак, 0,29%

Белоруссия, 1,27%

Азербайджан. 2,24% Австрия, 0,10% Другие, 4,1 Украина 2,05% Узбекистан. 0,97% Турция, 0,10%

Южная

Америка, 2,7%

Северная Азия, 4,6%

Италия, Казахстан,

Россия, 75,05%

Туркмени- Таджикистан,

стан, 1,17% 0,97%

Рис. 3 - а) Распределение тяжелых нефтей по регионам мира; б) Распределение высоковязких нефтей по странам, расположенным в Африке и Евразии

Наиболее крупными месторождениями высоковязких нефтей на территории бывшего СНГ в Казахстане являются: Каражанбас - 230 млн. т; Северные Бузачи - 195 млн. т; Кенкияк - 72 млн. т.; в Азербайджане Балаханы-Сабунчи-Романы - 114 млн. т.

Россия обладает значительными запасами высоковязких тяжелых нефтей и их объем составляет около 55 % в общем объеме запасов российской нефти.

В табл. 2 приведено распределение нефтей в зависимости от плотности по основным нефтегазовым провинциям России [6].

В самой «старой» нефтегазовой провинции Волго-Уральской самая высокая доля тяжелых неф-тей. Наиболее легкие нефти сосредоточены в Восточной Сибири и Дальнем Востоке, степень разработки, которых, самая низкая. Наиболее высоковязкими в среднем являются нефти, Тимано-Печорского, Енисейско-Анабарского, Прикаспийского (109 мм2/с в таблице не указано) и Волго-Уральского бассейнов. Бассейны с высоковязкой нефтью распространены в основном на европейской территории России: Волго-Ураль-ский, Днепровско-Припятский, Прикаспийский и Тимано-Печорский. Исключение составляет Енисейско-Анабарский бассейн с высоковязкими нефтями, который находится в Восточной Сибири [6].

Таблица 2 - Распределение нефтей НГП России по 5 типам

Плотность при 20 оС кг/м3, не > Распределение нефтей по плотности, %

Охотская СевероКавказская Тимано-Печорская Лено-Тунгусская ЗападноСибирская Волго-Уральская Лено-Вилюйс-кая Енисейско-Анабарская

Классификация не( )тей по плотности (%)

< 850 33,5 55,07 58,78 74,39 56,91 30,5 58,33 72,22

< 870 23,2 19,59 22,04 8,13 23,21 18,3 11,11 11,11

< 890 14,3 7,81 6,53 13,01 13,30 21,0 11,11 5,56

< 895 1,34 1,10 0,41 2,44 2,35 5,38 5,56 -

Более 895 27,7 16,44 12,24 2,04 4,24 24,7 1,39 11,11

Средне-бас- сейно- ваявязкость мм2/с 25,4 29,21 1221,6 23,39 23,11 47,1 11,42 84,49

На рис. 4 представлено распределение высоковязких нефтей по регионам (областям, краям и республикам) Российской Федерации. Основная часть (93,7 %) остаточных балансовых запасов высоковязких нефтей категорий А+В+С1 на территории России расположена в 8 субъектах РФ (табл. 3) [2].

месторождений составляет 67,7 % от общих запасов высоковязких нефтей. Доли средних и мелких месторождений равны соответственно 19,1 % -1,190 млрд. т и 13,2 % - 826 млн. т.

Таблица 3 - Распределение основных запасов высоковязких нефтей по субъектам РФ

Башкорто- Волгоград- Дагестан Иркутская Краснодар-

стан 8,6%

Архангельская 1,0%

Якутия 3,7%

Чечено-Ингушетия-1,9%

Ульяновская 1,9%

Удмуртия 2,7%

Тюменская 8,3%

ский край Красноярский 4,0°^^ край 0,6%

Оренбургская 1,4%

Пермская 31,2%

Коми 0,6%

Ростовская 0,1%

Самарская 9,7% Саратовская Татарстан У Ставрополь- Сахалинская 0,3% 12,8% ский край 2,0% 0,1%

Рис. 4 - Распределение высоковязких нефтей по субъектам России

В Татарстане в структуре остаточных извлекаемых запасов нефти активные запасы составляют 32,1 % трудноизвлекаемые - 67,9 %. По качеству нефти разрабатываемых месторождений высоковязкие и высокосернистые нефти составляют 67 % (текущих извлекаемых запасов), а средние и тяжелые - 68 % [7].

По величине запасов скопления высоковязких нефтей можно разделить на четыре группы: мелкие, с запасами менее 10 млн. т; средние, с запасами от 10 до 30 млн. т; крупные, с запасами от 30 до 300 млн. т; уникальные, с запасами свыше 300 млн. т. На рис. 5 представлено распределение остаточных балансовых запасов промышленных категорий в России по группам месторождений.

Запасы четырех уникальных месторождений - Ван-Еганского, Северо-Комсомольского, Усинского и Русского, составляют 2,9 млрд. т или 46,7 % от общих запасов рассматриваемых объектов. Запасы крупных месторождений оцениваются в 1,3 млрд. т, что составляет 21,0 % от общих запасов. Суммарная доля запасов уникальных и крупных

Остаточные Доля от

Субъекты РФ, место- запасы запасов по

рождения А+В+Сь всей Рос-

млрд. т сии, %

Тюменская область: 2,329 37,1

Ван-Еганское 1,294

Северо -Комсомольское 0,700

Русское 0,299

Прочие 0,035

Республика Татарстан: 1,163 19,4

Аксубаево-Мокшинское 0,075

Степноозерское 0,050

Ново-Шешминское 0,035

Архангельское 0,035

Нурлатское 0,032

Прочие 0,936

Республика Коми: 0,897 14,5

Усинское 0,601

Ярегское 0,137

Прочие 0,160

Архангельская область 0,498 8,1

Удмуртская Республика 0,285 4,8

Гремихинское 0,074

Прочие 0,211

Самарская область: 0,284 4,8

Радаевское 0,054

Якушинское 0,048

Прочие 0,182

Пермская область 0,237 3,2

Республика Башкортостан 0,151 3,2

Всего 5,844

□ Мелкие (< 10 млн.т)

□ Средние (10-30 млн.т)

□ Крупные (30-300 млн.т)

□ Уникальные (> 300 млн.т)|

□ Карбонатные коллектора

□ Терригенные коллектора

50 40 30 -20 10 0

75 60 45 30 -15 0

100 80 60 40 20

Рис. 5 - Распределение балансовых запасов промышленных категорий А+В+С1 в РФ по группам месторождений: а) по величине запасов; б) - по литологии; в) - по глубинам

Основная часть запасов ВВН промышленного значения объемом около 4 млрд. т, что составляет 64 % от общих запасов этих категорий, содержится в отложениях, представленных терригенными породами. Объем промышленных запасов с карбонатными коллекторами составляет 2,3 млрд. т, или 36 % от общих запасов этих категорий.

Более 86 % от общих запасов ВВН промышленных категорий, объем которых составляет 5,4 млрд. т, залегают на глубинах от 1000 м до 1500 м. Они приурочены к месторождениям в первую очередь Тюменской, Архангельской и Самарской областей, республик Татарстан, Коми и Удмуртия. Доля запасов ВВН промышленных категорий, залегающих на глубинах свыше 1500 м, невелика и составляет всего 4,5 % (278 млн. т). Запасы высоковязких нефтей в отложениях, залегающих на глубинах до 1000 м, составляют 589 млн. т, или 9,4 % от общих запасов ВВН данных категорий. Из этого

количества большая часть нефтей сосредоточена в республиках Коми и Татарстан. Кроме того, в последние годы, особенный интерес для Республики Татарстан представляют запасы природных битумов, ресурсы, которого оцениваются до 7 млрд. т [8]. Причем по групповому углеводородному составу природные битумы месторождений Татарстана относятся к классу мальт или занимают промежуточное положение между тяжелой высоковязкой нефтью и мальтой [9].

Возрастающая потребность в потреблении энергоресурсов, и увеличивающаяся с каждым годом добыча нефти компенсируется приростом мировых запасов нефти. Увеличение глобальной сырьевой базы углеводородов обеспечивают, не только и не столько, открытия принципиально новых месторождений, сколько введение в разработку запасов на известных объектах за счет: вскрытия более глубоких нефтегазоносных пластов; пересмотра прежних оценок извлекаемых запасов с учетом использования технологий увеличения нефтеотдачи пласта; включению в активный баланс ранее нерентабельных запасов трудноизвлекаемых, малодебитных и удаленных месторождений. Таким образом, неуклонно изменяется структура запасов нефти в сторону увеличения доли трудноизвлекаемых запасов.

Литература

1. Новости компаний // Нефтяное хозяйство. - 2009. - №

I. - С. 9.

2. Байков, Н.М. Положение в нефтегазовой отрасли Венесуэлы/ Байков Н.М. // Нефтяное хозяйство. - 2007. - №

II. - С. 136-137.

3. Байков, Н.М. Перспективы добычи нефти в Норвегии / Н.М. Байбаков // Нефтяное хозяйство. - 2003. - № 4. -С. 124-125.

4. Gas, water injection included in off - Norway heavyoil development // Oil and Gas Journal. - 2003. - January 27. -P. 50-51.

5. Полищук, Ю.М. Высоковязкие нефти: анализ пространственных и временных изменений физико-химических свойств [Электронный ресурс] / Ю.М. Полищук, И.Г. Ященко. - Режим доступа: http://www.ogbus.ru/authors/PolishukYu/PolishukYu_1.pdf, свободный.

6. Шандрыгин, А.Н. Разработка залежей тяжелой нефти и природного битума методом парогравитационного дренажа (SAGD) / А.Н. Шандрыгин [и др.] // Нефтяное хозяйство. - 2006. - № 7. - С. 92-96..

7. Муслимов, Р.Х. Повышение роли методов увеличения нефтеотдачи в обеспечении воспроизводства запасов нефти / Р.Х. Муслимов // Георесурсы. - 2007. - № 3 (22). - С. 2-7.

8. Шмаль, Г.И. Мы стоим прежде всего но позиции отстаивания стратегических интересов государства/ Интервью с президентом Союза нефтегазопромышленни-ков России Шмалем Г.И.// Нефтяное хозяйство. - 2007. - № 5. - С. 4-9.

9. Боксерман, А.А. Повышение нефтеотдачи - важная составляющая производственной программы ОАО «За-рубежнефть» / А.А. Боксерман // Нефтяное хозяйство. -2007. - № 8. - С. 18.

© Н. Ю. Башкирцев;! - д.т.н., проф., зав каф. «Химическая технология переработки нефти и газа» КНИТУ, [email protected].

© N. Yu. Bashkirceva - doctor of technical sciences, prof., head of "Chemical technology of petroleum and gas processing" department of Kazan national research technological university, [email protected].

а

б

0

в