История развития, проблематика и современное состояние Самотлорского нефтегазового месторождения

Введение

Актуальность темы. Самотлорское нефтегазовое месторождение считается уникальным, так как природные условия его расположения и объем его залежей поистине необычен. Непроходимые болота, находящиеся по всей территории месторождения, создавали множество проблем для ученых и инженеров, которые разрабатывали и вводили в эксплуатацию данное месторождение. По объему недр Самотлор является крупнейшим в России и шестым в мире. Поэтому тема, в которой рассматриваются история разработки, геологоразведки и эксплуатации данного месторождения с учетом многочисленных особенностей, актуальна, так как передает опыт, знания и уникальные инженерные решения для последующей разработки месторождений в необычных природных условиях.
Анализ источников. Книгой Газизова А. А. «Увеличение нефтеотдачи неоднородных пластов на поздней стадии разработки» мы воспользовались для составления описания физическо-химических свойств нефти, добываемой на данном месторождении, а также определения условий разработки Самотлора.
Для описания негативного влияния и возникающих из-за него проблем в разных уровнях экосистемы мы воспользовались статьей Ефимовой М.В., Стриха Н.И., Курбанова В.Ш. «Воздействие нефтегазового комплекса на экосистемы Ханты-Мансийского автономного округа – Югры.
Также мы использовали статью Репкина М.В. «Анализ загрязнения почв на ключевых участках Самотлорского месторождения», в которой подробно описываются способы попадания нефти и нефтепродуктов в природу и их влияние на почвы, для определения путей попадания загрязнителей в окружающую среду.
Для описания и характеристики проблемы, с которыми столкнулись ученые и инженеры при разработке месторождения, мы использовали статью Алексеевой Л.В. «Самотлорское нефтегазовое месторождение: проблемы подготовительных работ к его освоению», в которой описываются не только сами проблемы, но и пути их решения, найденные разработчиками.
Для составления описания геологии, а также характеристики основных продуктивных пластов месторождения мы использовали статью Краснихина В.Н. «Сравнительная характеристика продуктивных пластов меловых отложений Самотлорского месторождения». В данной статье дается полное описание основных продуктивных пластов данного месторождения, а также вводное описание его общей геологии.
Цель работы. Целью данной работы является подробно охарактеризовать специфику и уникальность разработки данного месторождения.
Задачи. Мы определили такие задачи данной работы, как определение проблем на начальных этапах разработки и методов их решения, полная характеристика месторождения, определение проблем экологии на территории месторождения и определение перспектив развития месторождения.
Структура реферата состоит из оглавления, введения, 5 глав, в некоторых есть параграфы, заключения и списка литературы.
Глава 1. История и проблематика развития, разработка Самотлорского нефтегазового месторождения
1.1 История развития и проблематика. История Самотлорского нефтегазового месторождения берет свое начало в мае 1965 года, когда разведочная скважина P-1 принесла первую нефть. Однако возникло немало задач, которые необходимо было решить, чтобы разработать и ввести в эксплуатацию данное месторождение. Во-первых, Самотлор окружен непроходимыми болотами, а опыта эксплуатации и разработки месторождений такого типа не было в практике ни российских, ни зарубежных ученых и инженеров. А так как времени на подготовку месторождения было выделено не очень много (всего 4 года, когда нормой было разрабатывать месторождения в течение 10 лет), то было принято решение создавать промыслы прямо на болотах путем создания насыпных островов для буровых вышек. Также была обнаружена одна из наиболее острых проблем – обеспечение месторождения электричеством. Ученые нашли способ строить линии электропередач на болотах при помощи свай, однако для участков глубиной свыше шести метров технического решения для закрепления свай не имелось. Одной из важнейших проблем была проблема отсутствия каких-либо транспортных магистралей, главным средством передвижения являлся водный транспорт.
Но несмотря на все проблемы и преграды к освоению месторождения, Самотлор все-таки был введен в разработку, а это означало, что на месторождении построена дорога, сооружены площадки для бурения скважин, построены насосная станция, нефтепроводы, нефтеемкости и др. Через три года подготовительных работ, в декабре 1968, начальник Главтюменнефтегаза, Виктор Муравленко, подписал приказ о вводе Самотлорского нефтегазового месторождения в эксплуатацию в 1969 году. Уже в апреле 1969 года из скважины № 200 была получена первая промышленная нефть. Скважину ввели в эксплуатацию и присоединили к нефтесборной сети.
Промышленная разработка этого месторождения потребовала невероятных скоростей бурения скважин, поэтому на Самотлорском нефтегазовом месторождении был достигнут (первый раз за всю историю отрасли) сто тысячный рубеж годовой проходки.
В 1971 году был открыт аэропорт. С первых дней освоения Самотлора, с первых вертолетных площадок середины 60-х авиаторы стали незаменимыми помощниками нефтяников, строителей, геологов. Они помогали в разведке новых месторождений, участвовали в монтаже линий электропередачи, нефтяных вышек и трубопроводов, доставляли в глухие места врачей, строительные материалы, продовольствие.
В 1973-м было закончено строительство крупнейшего в мире нефтепровода Самотлор-Тюмень-Альметьевск. Через него западносибирская нефть поступала в систему нефтепроводов «Дружба». Мир тогда переживал энергетический кризис, цены на сырье взлетели, и «черное золото» из Союза на несколько десятилетий вперед определило экономическую роль России. В июне 1974 года близ Нижневартовска был сдан в эксплуатацию первый газоперерабатывающий завод (ГПЗ-1).
15 сентября 1977 года приказом Миннефтепрома СССР было создано производственное объединение «Нижневартовскнефтегаз». Начальником объединения был назначен Леонид Вязовцев. В состав вошли НГДУ «Белозернефть», «Нижневартовскнефть», «Самотлорнефть», «Приобьнефть», управления буровых работ №1, 2, 3, 4, несколько транспортных, ремонтных и обслуживающих предприятий.
В 1980-м году на Самотлоре был достигнут пик добычи -158,9 млн. тонн в год, а в 1981-ом году была получена миллиардная с введения в эксплуатацию тона нефти1. В 1988 году с промыслов Нижневартовского района была добыта двухмиллиардная тонна нефти. Орденами и медалями были награждены более 450 нефтяников.
30 января 1993 года был введен в эксплуатацию первый энергоблок Нижневартовской ГРЭС. Дальнейшее строительство станции, правда, было законсервировано до 2000 года и возобновилось уже в рамках инвестиционной программы Российской энергосистемы.
Из-за интенсивной добычи углеводородов в 1970-1980-е годы нефтеносные пласты стали обводняться, из-за чего добыча уменьшилась почти в 8 раз. Появились предположения, что месторождение практически исчерпано. В 2000-2002 годах на Самотлоре были проведены работы по реабилитации более 300 скважин. Одновременно с реабилитацией на Самотлоре была продолжена доразведка. В конце 2000 г. здесь была открыта новая нефтяная залежь с извлекаемыми запасами 50 млн. тонн.
Сейчас, в XXI веке, добыча несколько увеличилась, так как стали применяться новые, более современные методы интенсификации нефтедобычи. Самый перспективный участок на Самотлоре - Усть-Вах, там отобрано всего лишь 4,8% нефти. Длительное время Усть-Вахская площадь Самотлорского месторождения была для нефтяников недоступна, но весьма заманчива. По данным геологоразведки здесь хранятся десятки миллионов тонн нефти. В октябре 2004 г. здесь началось строительство инженерных сооружений. В марте 2005 г. прошла презентация проекта обустройства Усть-Вахской площади юго-восточной части месторождения

. Проекту был присвоен статус крупного. В апреле 2005 г. по подводному напорному трубопроводу с Усть-Ваха поступили первые 85 тонн чистой нефти. Обводненность сырья составляла всего несколько процентов. На этом участке Самотлорского месторождения для сохранения природного баланса и полной безопасности производственного процесса в проекте освоения использованы самые современные экологосберегающие технологии. Предусмотрен безамбарный метод бурения. На левом берегу Ваха из-за особенностей территории нет хранилищ нефти. Обеспечена безопасная высота отсыпки дорог, кустовых оснований и инженерных сооружений. На территории построено около 7 км дорог, запланировано возведение мостов с общей длиной переходов более 300 м.
В настоящее время на Самотлорском месторождения занято более 400 компаний-подрядчиков. Наиболее крупные из них - «Нижневартовскбурнефть», «ПетроАльянс», «Интегра-Бурение», Halliburton, Schlumberger Lodgelko Inc. Лицензия на разработку месторождение продлена до 2039 года, а по проектам разработки Самотлорского месторождения добыча углеводородов предусмотрена до 2099 года.
1.2. Разработка. Условия для разработки месторождения были следующими:
-высокая степень неоднородности пород в разрезе скважин;
-зональная неоднородность коллекторов;
-микронеоднородность и анизотропность монолитных пластов, связанные с присутствием в разрезе мелких пропластков с ухудшенной проницаемостью;
-высокая обводненность добываемой продукции, что подтверждает высокую дренированность продуктивного пласта;
-сосредоточение в низкопроницаемых зонах остаточных запасов нефти;
-низкий коэффициент добычи нефти, не превышающий 30-40% от начальных геологических запасов; таким образом, они соответствовали требованиям для применения новейших технологий по разным критериям.
Разработка данного месторождения практически с самого начал ведется с помощью поддержания пластового давления, то есть с помощью закачивания воды пласт. Из-за такого метода разработки к 1990-м годам сильно возросла обводненность скважин, что привело к снижению добычи нефти и росту количества воды даже в новых скважинах. Но с изменением геологической ситуации разработку стали вести иначе. Над нефтяной зоной Самотлорского месторождения существует газовая шапка, которая не дает полностью использовать резерв скважин, так как они стремительно загазовываются, то специалисты решили, что использование малых скважин для добычи газа с сопутствующим бурением боковых отводов к соседним, более мощным скважинам, позволяет увеличить отдачу в несколько раз.
В настоящее время разработчики берут курс на бурение новых скважин, так как именно это направление дает максимальную добычу. Ремонт старых скважин проводится, но многие из них замусорены устаревшим и изношенным оборудованием. Бесперспективные выработанные скважины чаще всего переводят на добычу газа, что значительно повышает уровень добычи в соседних скважинах2.
Таким образом, все проблемы, появлявшиеся на всем пути разработки эксплуатации месторождения, разрешались, привнося новые методы и технологии в нефтедобывающую отрасль. Ученым и инженерам не помешали уникальные геологические условия разработки, поэтому данное месторождение было крупнейшим местом добычи нефти в Советском Союзе.
Глава 2. Характеристика месторождения
2.1. Характеристика геологического строения. Геологическое строение Самотлорского нефтегазового месторождения представляет собой породы палеозойского фундамента и мезокайнозойских отложений платформенного чехла: юрские, меловые, палеогеновые и четвертичные. Продуктивные горизонты промышленной нефтеносности выявлены в пределах именно юрских и меловых отложений.
Так как залежи нефти и газа месторождения находятся в разновозрастной толще, то для всех горизонтов добычи характерна послойная и зональная литологическая неоднородность, выражающаяся частой сменой разных типов пород по разрезу. Также практически вся продуктивная толща сформировалась либо в субаквальной обстановке, либо в условиях мелкого шельфа.
Коллекторами нефти и газа в данной местности являются мелкие песчаники и среднезернистые алевролиты. Осадочная часть коллекторов представлена кварцем, полевыми шпатами и обломками осадочных метаморфических и изверженных пород.
Геологическое строение Самотлорского нефтегазового месторождения также характеризуется неоднородностью пористости, проницаемости пластов, эффективности и нефтенасыщенности толщины, происходящей от палеографической среды образования и частично от вторичного изменения пород.
2.2. Физическо-химические свойства нефти. По своим физическим и химическим свойствам нефть Самотлорского месторождения соответствует следующим характеристикам: нефти являются легкими (плотность 730-840 кг/м3), парафинистые (1,8-4,5% (по массе)), малосернистые (0,2-1,5% (по массе)). Динамическая вязкость нефтей различных залежей в пластовых условиях составляет 0,5-6,5 мПа∙с, газонасыщенность 45-110 нм3/т, пластовая температура – 343-363 К.3
2.3. Географическое положение. Месторождение расположено на территории, представляющей собой озерно-аллювиальную равнину. Ее поверхность сложена среднесуглинистыми покровными отложениями, представленными озерно-слоистыми глинами, легкосуглинистыми алевролитами и песчаными толщами. Равнина представляет собой слабопересеченную местность и является слаборасчлененной моренной равниной.
Площадь месторождения расположена на водоразделе правых притоков реки Обь – рек Вах и Ватинского Егана. Сильная заболоченность местности объясняется медленным течением и слабым стоком рек. На территории месторождения имеются многочисленные озера, также стоит отметить, что многие озера и болота Самотлорского месторождения не замерзают в зимний период.
Нижневартовский район расположен в центральной части Западно-Сибирской равнины. По геоботаническому районированию относится к таежной зоне, подзоне средней тайги. Смешанные леса с преобладанием хвойных пород и тальниковые кустарники представляют растительность района. На пространствах, где леса фактически отсутствуют, в основном преобладают сфагновые мхи, осока, пушица. Болота относятся к открытому, верховому типу.
Климат в районе является резко континентальным, с продолжительной суровой зимой, сильными ветрами, метелями и устойчивым снежным покровом. Продолжительность периода с температурами ниже –15°С в среднем составляет 120 дней в году. Абсолютным минимумом по температуре в зимний период является -57°С (при средней температуре -22°С в феврале), абсолютным максимумом же в летний период является температура +35°С (при средней температуре +22.7°С в июле). Общее количество осадков в год составляет 580 мм. Основная их часть выпадает в виде дождей и мокрого снега в период с июня по ноябрь.
Район Самотлорского нефтегазового месторождения входит в состав южной геокриологической зоны, для которой характерно островное развитие реликтовой мерзлоты. Мерзлые породы здесь представлены песчаными и песчано-глинистыми отложениями тавдинской и атлымской свит. На территории месторождения такие породы были вскрыты в интервале от 60 до 150 м.
В районе месторождения имеются запасы торфа, а также гравия, песка, глин и других видов строительных материалов, которые используются в процессе обустройства месторождений, строительства дорог, оснований под кустовое бурение, в промышленном и гражданском строительстве. Рядом с Самотлорским месторождением также располагаются разрабатываемые месторождения Аганское (с запада), Мало-Черногорское (с северо-востока), Лорьеганское (с востока), Ермаковское (с юга).
2.4. Геолого-физическая характеристика продуктивных пластов. Продуктивная часть разреза на месторождении представлена отложениями поздней юры и мела