И "тяжелая" нефть станет легче

НА СОИСКАНИЕ ГОСПРЕМИИ РТ В ОБЛАСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ

Ученые помогают осваивать сверхвязкие залежи

В последнее время в мире идет непрерывное увеличение объемов потребления углеводородов при одновременном истощении запасов легкой нефти. При этом мировые запасы тяжелых углеводородов оцениваются в 750 млрд тонн, из них 135 млрд тонн на сегодняшний день являются извлекаемыми, что примерно равно мировым ресурсам традиционной легкой нефти.

В России запасы сверхвязких нефтей и природных битумов оцениваются в 25 млрд тонн. Запасы тяжелых углеводородов обнаружены в том числе и в Татарстане – свыше 450 залежей, ресурсы которых по различным оценкам составляют от двух до 8,7 млрд тонн. Это обстоятельство заставило ученых, геологов и нефтяников Татарстана приступить к поиску, изучению и промышленному освоению нетрадиционных источников углеводородного сырья.

В 2015 году на соискание Государственной премии РТ в области науки и техники от компании ОАО «Татнефть» выдвинута работа «Разработка и промышленное внедрение комплекса технологий и технических средств по промысловой подготовке сверхвязкой нефти». Авторский коллектив: С.Н.Судыкин, А.Н.Судыкин (институт«ТатНИПИнефть»), Т.Ф.Космачева (НПЦ «Нефтегазовые технологии»), Г.П.Каюкова, Т.Н.Юсупова (Институт органической и физической химии им. А.Е.Арбузова Казанского научного центра РАН).

Успешное освоение залежей тяжелых нефтей связано с решением многих проблем. Этапы, включающие закачку горячей воды, пара, растворителей, поджига пласта в той или иной степени решены. Однако остаются практически не решенными проблемы транспортировки и переработки рассматриваемого вида тяжелого сырья, связанные с его высокой вязкостью, значительным содержанием высокомолекулярных углеводородных и гетеросодержащих соединений сложного состава и строения, а также металлов. Проблема осложняется также невозможностью переработки этого сырья на действующих предприятиях. В этой связи актуальны научные исследования, направленные на частичное облагораживание сверхвязких нефтей и природных битумов еще до их поступления на переработку, на снижение их вязкости в промысловых условиях и создание научных основ для разработки технических решений и технологий, позволяющих осуществить такие превращения.

Для решения указанных проблем авторский коллектив при поддержке специалистов «Татнефти» выполнил исследование свойств тяжелых сверхвязких нефтей, а также разработал и внедрил технологии и технические решения для их эффективной промысловой подготовки. Работы показали, что высокая вязкость нефтей обусловлена практически отсутствием в них легких бензиновых фракций и повышенным содержанием смол, асфальтенов. Исследования структуры и свойств асфальтенов позволили установить их влияние на вязкость нефти и другие технологические параметры.

С 2006 года на Ашальчинском месторождении в Альметьевском районе осуществляется добыча сверхвязкой нефти с применением паротеплового воздействия на пласт, при этом образуется высокоустойчивая эмульсия (смесь нефти и воды). Для подготовки такого углеводородного сырья неприменимы традиционные технологии обезвоживания. Чтобы подготавливать нефть к товарной кондиции, были разработаны новые технологии и оборудование. Одна из технологий предусматривает обработку эмульсии деэмульгатором при повышенной дозировке, высокую температуру и длительное время отстаивания. В связи с низкой минерализацией попутно добываемой воды отсутствует необходимость в ступени обессоливания нефти. Чтобы снизить время отстаивания, были разработаны внешний коалесцентор и отстойник с коалесцентно-осадительной секцией, которые позволяют в несколько раз ускорить процесс отделения воды от нефти. И технология, и оборудование уже внедрены на Ашальчинском месторождении, получен соответствующий патент на изобретение.

Разработана технология подготовки сверхвязкой нефти, основанная на ее обезвоживании в смеси с разбавителем (нефтянойдистиллят) с последующим их разделением в ректификационной колонне. Использование разбавителя снижает вязкость и плотность нефти, что улучшает процесс отделения ее от воды. Также предложено применение ультразвука – при оптимальных параметрах обработки он заметно улучшает процесс обезвоживания нефти.

Для обезвоживания особо устойчивых эмульсий (промежуточные слои, нефтешламы), которые другими методами не разделяются, разработана технология с применением метода испарения воды. Она основана на нагреве сырья до температур более 100° С с последующим выпариванием воды.

Важным этапом в общем объеме представленных исследований является комплексная работа по оптимизации схемы нефтепромыслового обустройства залежей сверхвязких нефтей. Объектом первоначального освоения таких залежей является территория Черемшано-Бастрыкской зоны, где в основном сосредоточены месторождения, подготовленные «Татнефтью» к промышленному освоению. С целью оптимизации капитальных затрат при разработке залежей была разработана концепция их нефте­промыслового обустройства с учетом характерных особенностей состава нефти, расположения залежей на данной территории, методов их разработки и транспортировки товарной продукции. Решения по нефтепромысловому обустройству используются при разработке сверхвязкой нефти Ашальчинского месторождения. В настоящее время завершается обустройство еще трех месторождений: Северо-Ашальчинского, Южно-Ашальчинского и Больше-Каменского.

Разработанные технологии и технические решения, наряду с успешными решениями в области добычи тяжелых неф­тей и налоговым стимулированием, позволили обеспечить текущую рентабельность проекта по освоению таких залежей. С начала разработки Ашальчинского месторождения суммарный объем добычи сверхвязких нефтей составил более 500 тысяч тонн. В ближайшие годы«Татнефть» планирует довести их добычу до 2 млн тонн в год. Экономический эффект от внедрения разработанных технологий и технических решений на объектах «Татнефти» составил около 1,97 млрд рублей.

Таким образом, представленный коллективом авторов комплекс научных работ и технических решений, направленных на освоение ресурсов тяжелых сверхвязких нефтей и природных битумов в Татарстане, заслуживает определенного внимания и поощрения.

Алим КЕМАЛОВ, 
академик РАЕН, доктор технических наук, 
профессор, заведующий кафедрой высоковязких нефтей 
и природных битумов Казанского федерального университета

материал размещен по адресу:  http://www.rt-online.ru/aticles/rubric-77/10123183/