Файл: Магистерская диссертация тема работы Потенциал закачки со 2 в истощенные месторождения васюганской свиты Томской.pdf
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 124
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
39
Рисунок 1.14 – Классификация ресурсов и запасов СО
2
[36]
Подкласс «выбранный участки» подразумевает, что свойства и структура резервуара по-прежнему оценена с низкой степенью достоверности, требуется дальнейший сбор информации. Данный этап соответствует поисково- оценочному в нефтегазовой сфере (выявление объектов поискового бурения и подготовка объектов к бурению).
Подкласс «подтвержденные объекты» означает, что свойства и строение объекта определены с достаточной точностью, оценена ёмкость, приёмистость, выдержанность и способность к удержанию СО
2
в пласте. Нет никаких правовых помех к закачке и хранению углекислого газа на этом объекте. Построены цифровые модели объекта, неопределенность оценена.
Класс условно-рентабельных ресурсов показывает, что объекты хранения физически могут вмещать в себя и удерживать СО
2
, но коммерческие проекты пока не реализованы в силу некоторых причин. Это может быть недостаток поставок
СО
2
, проблемы с государственным регулированием, инфраструктурные вопросы и др. Условно-рентабельные ресурсы подразделяются на три подкласса:
40
Подкласс «разработка нецелесообразна» – когда для объекта нет текущих планов по разработке из-за коммерческого ограничения. Потенциал хранения не может быть реализован из-за высокой стоимости транспорта СО
2
от удаленного источника или низкой доходности проекта в целом.
Подкласс «разработка отложена» означает, что объект имеет подходящие физические свойства, но коммерческая разработка отложена из-за технологических, правовых, политических или других вопросов, которые требуют решения.
Подкласс «подготовка к разработке» подразумевает проведение проектной деятельности, в результате которой объект будет введён в промышленную инжекцию в ближайшем будущем.
Главное отличие между условно-рентабельными ресурсами хранения и запасами хранения это коммерциализация проекта. Для нефтегазовых проектов срок освоения ресурсов составляет несколько лет (обычно пять). Однако, для проектов закачки СО
2
такие временные рамки предполагаются слишком жёсткими, по крайней мере в ближайшие десять лет.
Запасы захоронения представляют собой количество СО
2
, которое с помощью доступных технологий можно экономически рентабельно закачать и хранить в пласте при определенных условиях и в заданных временных рамках.
Исходя из уровня достоверности, с которым рассчитываются запасы хранения данный класс подразделяется на следующие подклассы:
«Подготовлено к разработке» – проект подготовлен к выполнению на основе экономической оценки рентабельности, выбрана компания-оператор закачки. Ожидается, что все разрешения будут получены, контракты заключены и проект будет осуществляться согласно плану.
«Утверждено к разработке» подразумевается, что все требуемые разрешения получены, утвержден список главных инвесторов, проект готов к разработке, а закачка должна быть начата по графику.
«Ведётся закачка» – в рамках проекта ведётся нагнетание и захоронение
СО
2
в пласте.
41
Стандартизованная классификация ресурсов хранения позволяет проводить сравнение между различными проектами закачки СО
2
в пласт, даёт общее понимание о детальности данных об объекте на каждом из этапов. На текущий момент классификация ресурсов хранения СО
2
построена на основе классификации запасов нефти, однако ожидается, что она будет совершенствоваться и в конечном итоге станет самостоятельной.
42
1 2 3 4 5 6 7 8 9
2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Скрининг месторождений на предмет применимости
секвестрации СО
2
В России на сегодняшний день нет ни одного промышленного проекта
CCUS, однако развитая нефтегазодобывающая отрасль и огромный потенциал для хранения диоксида углерода являются основанием для их появления уже в ближайшие несколько лет.
В СССР уже имелся опыт закачки углекислого газа в нефтяные пласты
Туймазинского, Радаевского, Козловского и Сергеевского месторождений в
Урало-Поволжье. Прирост КИН по сравнению с традиционным заводнением составил 10-15%, а удельный эффект от количества закачанного диоксида углерода в тоннах на один баррель дополнительно добытой нефти от варьировался 0,5 до 1,1 тонн/баррель [35].
По оценке аналитиков [35], основанной на данных Государственного баланса запасов полезных ископаемых РФ, емкость только нефтяных и газовых месторождений в России, пригодных для захоронения диоксида углерода, составляет 305 Гт. При этом отношение емкости нефтегазовых залежей к суммарному объему хранилищ находится в диапазоне от 8% до 26% [47]. Таким образом, потенциал коллекторов для захоронения СО
2
в России составляет от
1173 до 3813 Гт.
Учитывая все вышесказанное, становится логичным создание кластеров
ССUS на базе российских нефтегазодобывающих компаний и предприятий- эмитентов, что позволит последним снизить выбросы без непосредственного участия в утилизации «пойманного» СО
2
, а нефтедобывающим компаниям получить возможность для реализации проектов СО
2
-МУН. Наиболее перспективной в России, с точки зрения потенциальных объемов подземной секвестрации CO
2
, является Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция
(НГП), территориально затрагивающая в том числе и Томскую область. На сегодняшний день, Западно-Сибирская НГП является самым крупным регионом
43 добычи углеводородного сырья в России, обеспечивая 64% от добычи нефти и
91% от добычи природного газа по стране [22]. В данном контексте расположение Западно-Сибирской НГП в относительной близости к крупным производственным мощностям сибирских предприятий дает наиболее благоприятные предпосылки для внедрения проектов по улавливанию, хранению и утилизации углекислого газа.
Большая часть месторождений углеводородов Западно-Сибирской НГП расположена на территории Тюменской области, включая ХМАО и ЯНАО.
Также месторождения имеются в Томской области, Омской области,
Свердловской области, Новосибирской области и Красноярском крае. В данной работе рассматривался потенциал закачки СО
2
в нефтяные месторождения, территориально расположенные в границах Томской области.
Наиболее важным аспектом, влияющим на перспективность технологии закачки СО
2
в нефтяные месторождения Томской области является потенциальное предложение – т.е. количество выбросов и географическая удаленность источников СО
2
(газовые и угольные электростанции; предприятия металлургической, химической и нефтеперерабатывающей промышленности) от месторождений. Другим не менее важным аспектом будет являться спрос на вытесняющий агент (СО
2
) со стороны истощенных месторождений, которые по своим геолого-физическим характеристикам подходят для применения на них
СО
2
-МУН.
В Приложении Б представлена карта Томской области и соседних субъектов с указанием основных промышленных эмитентов углекислого газа и ресурсной базой нефтегазового комплекса (составлено автором). Значения годовых выбросов эмитентов брались из открытых источников [17, 20, 22, 23] и официальных сайтов предприятий.
Всего в Томской области открыто 237 залежей, из которых порядка 2/3 приурочены к васюганской свите. Согласно некоторым оценкам [22], Томская область обладает наибольшим потенциалом для утилизации СО
2
среди других субъектов Сибирского федерального округа. Действительно, в данном регионе
44 имеется достаточно хорошо изученных истощающихся месторождений для запуска пилотного проекта по утилизации СО
2
Для соседствующих с Томской областью субъектов РФ, топливная энергетика которых, в основном, полагается на Кузбасский уголь, весьма характерно превышение эмиссии углекислого газа над потенциальными возможностями по его утилизации. Избыток «предложения» по СО
2
для истощенных месторождений Томской области создает благоприятные предпосылки к возможному внедрению проектов по утилизации углекислого газа.
На основе составленной карты (Приложение Б) предварительно удалось выделить два потенциальных кластера месторождений, пригодных для закачки
СО
2
– северный (1) и южный (2). Выделение данных кластеров происходило исходя из относительно высокой концентрации крупных (по запасам УВ) залежей и близкого расположения к основным предприятиям-эмитентам. В виду ограниченного количества информации по имеющимся месторождениям, для дальнейших расчетов было решено детально рассмотреть месторождение Х, входящее в состав «южного» кластера.
Как для данного месторождения, так и для всего «южного» кластера в целом, с точки зрения логистики, наиболее рациональным представляется доставка диоксида углерода, улавливаемого после сжигания на тепловых электростанциях г. Омска (с общей годовой эмиссией более 9,2 млн. т СО
2
/год) и до сжигания на Омском нефтеперерабатывающем заводе – крупнейшем НПЗ в
России [14].
Выбор месторождения Х для дальнейшего детального рассмотрения осуществлялся также на основе общепринятых практик и накопленного опыта по поиску наиболее подходящих под закачку СО
2 залежей [1, 51, 52, 54, 55], приведенных в Таблице 2.1.
45
Таблица 2.1 – Основные критерии применимости закачки СО
2
Параметры
Рекомендации
Месторождение Х
Глубина залегания пласта, м
> 800 2520-2630
Вязкость пластовой нефти, мПа·с
< 15 1,2
Плотность сепарированной нефти, кг/м
3
< 915 848
Компонентный состав
Высокая доля промежуточных углеводородов (особенно
С
5
-С
12
) группа C
6+
70,31 (% мол.)
Пластовое давление, МПа
> 8 27,5
Температура пласта, о
С
Не ограничена
93
Литология
Не ограничена
Терриген
Флюидоупор
Обязателен
Аргиллиты баженовской свиты
Тип ловушки
Структурная
Пластово-сводовые, а также литологически и тектонически экранированные
Проницаемость, мД
Не имеет значения, если обеспечиваются требуемые значения приемистости
В широком диапазоне
Газовая шапка
Неблагоприятна
Отсутствует
Трещиноватость
Неблагоприятна
Искусственно-вызванная (ГРП)
Большие глубины залегания продуктивных пластов месторождения Х создают условия для поддержания достаточно высоких давлений закачки, а высокая пластовая температура, низкая плотность и вязкость нефти повышают взаимную растворимость нагнетаемого газа и нефти на фронте вытеснения.
Единственным ограничивающим фактором является проведение гидроразрыва пласта (ГРП) на месторождении, которое обусловило создание искусственной системы трещин. Закачка СО
2
в этих условиях может привести к кинжальным прорывам газа от нагнетательных скважин к добывающим, что может повлечь за собой резкое снижение дебитов по нефти и снижения охвата пластов вытеснением. Тем не менее, при условии соответствующих прочностных характеристик нагнетательных скважин и поставки необходимого оборудования, выбранное месторождение удовлетворяет почти всем основным геолого- промысловым критериям применимости закачки диоксида углерода, в связи с чем будет детально рассмотрено в следующих главах.
46
2.2 Общие сведения о месторождении
В административном плане месторождение расположено в Каргасокском районе Томской области.
Одноименное локальное поднятие месторождения Х было выявлено в
1966 году сейсморазведкой МОВ, поисковое бурение было начато в 1969 году. С середины 90-х годов ведется детализационный этап исследований территории, связанный с началом применения пространственной сейсморазведки методом общей глубинной точки (МОГТ-3D), с увеличением объемов тематических, договорных научно-производственных работ, с проведением исследований на базе комплексирования данных сейсморазведки и геофизических исследований скважин.
Рельеф района месторождения достаточно равнинный. Характерны высокая заболоченность пойм рек и территории в целом, а также большое количество озер, развитых в южной части месторождения. Восточная и южная части месторождения покрыты редким лесом. Абсолютные отметки изменяются от 93 до 125 м. Гидрографическая сеть района не представляет практического интереса для судоходства из-за небольшой ширины и глубины рек.
Климат района резко континентальный, с продолжительной суровой зимой и коротким теплым летом. Температура воздуха колеблется от минус 50°С
(зимой) до плюс 30°С (летом). По количеству выпавших среднегодовых атмосферных осадков (500 мм) район относится к зоне избыточного увлажнения.
Снежный покров появляется в октябре и сохраняется до начала мая.
Промерзаемость грунта составляет 0,8-1,6 м, болот около 0,4 м.
В экономическом отношении район развит слабо. Ближайший населенный пункт расположен в радиусе 50 км. Тем не менее, месторождение расположено в районе с хорошо развитой инфраструктурой: имеются энергетические сети и подстанции, а также сеть промысловых дорог.
На месторождении построены и эксплуатируются следующие объекты:
−
установки предварительного сброса пластовой воды (УПСВ);
47
−
установка подготовки нефти (УПН);
−
блочные кустовые насосные станции (БКНС-36, БКНС-40);
−
40 обустроенных кустовых площадок;
−
объекты электроснабжения: подстанции 110/35/6 кВ и 35/6 кВ; высоковольтные линии 110, 35, и 6 кВ.
Дорожная сеть развивается в рамках обустройства месторождения с выходом на бетонную дорогу, соединяющую Васюганскую группу месторождений с Игольско-Таловым месторождением, пос. Новый Васюган и г.
Стрежевой. Месторождение разрабатывается двумя недропользователями [59].
2.3 Геологическое строение месторождения
2.3.1 Литолого-стратиграфическая характеристика
В геологическом строении описываемого района принимают участие терригенные отложения различного литолого-фациального состава мезозойско- кайнозойского платформенного чехла и в различной степени метаморфизованные и дислоцированные породы доюрского складчатого фундамента. Отложения чехла, имеющие в пределах рассматриваемого района общую мощность 2800-3000 м и более, залегают на денудированной и выветрелой поверхности фундамента несогласно, со стратиграфическим перерывом.
Стратиграфическое расчленение разреза проведено по материалам поисково-разведочного бурения с учетом уточненной стратиграфической схемы мезозойских отложений Западной Сибири, принятой на шестом
Межведомственном стратиграфическом совещании в 2003 г. (г. Новосибирск) [21].
Палеозойская группа - PΖ
Доюрские образования