Современная нефтедобыча имеет характерную особенность – увеличение в мировой структуре сырьевых ресурсов доли трудноизвлекаемых запасов, а именно тяжелых и высоковязких нефтей. К сожалению, в настоящее время нет точного определения понятию «тяжелые нефти». В соответствии с классификацией ГОСТ Р 51858-2002:
-
Особо легкие - не более 830,0 г/см3
-
Легкие - 830,1-850,0 г/см3
-
Средние - 850,1-870,0 г/см3
-
Тяжелые - 870,1-895,0 г/см3
-
Битуминозные - более 895,0 г/см3
В 1987 году на XII Мировом нефтяном конгрессе в г. Хьюстон была принята общая схема классификации нефтей и природных битумов: -
легкие нефти — с плотностью менее 870,3 кг/м³;
-
средние нефти — 870,3–920,0 кг/м³;
-
тяжелые нефти — 920,0–1000 кг/м³;
-
сверхтяжелые нефти — более 1000 кг/м³ при вязкости менее 10 000 мПа·с;
-
природные битумы — более 1000 кг/м³ при вязкости свыше 10 000 мПа·с.
В данной работе была использована классификация, использованная в документе «Государственные балансы запасов полезных ископаемых. Нефть.», в соответствии с которой к тяжелым нефтям относятся нефти плотностью 0,901 г/см3.С определением высоковязких нефтей дело обстоит проще, здесь нет разногласий, в работе в соответствии с документом «Государственные балансы запасов полезных ископаемых. Нефть.» к высоковязким относятся нефти с вязкостью более 30 мПа*с.Мировые запасы тяжелых нефтей в несколько раз превышают запасы средних и легких нефтей. Запасы тяжелой высоковязкой нефти сконцентрированы на территории более чем 155-ти нефтегазовых провинций мира, и их запасы насчитывают до 500 млрд. м3. (рис.6)Рисунок 6. Распределение запасов тяжелых нефтей в мировом балансеВ мировом балансе запасы сверхтяжелых нефтей насчитываются приблизительно в 350 млрд. м3. Большая часть из них сконцентрирована в Венесуэле (Пояс Ориноко), Китае, Канаде, Индии. Одна третья часть запасов считается доказанной. [7]
Треть запасов тяжелых нефтей сконцентрирована в 48 гигантских нефтяных месторождениях по всему миру, к которым относятся месторождения Канады, США, Ближнего Востока, Южной Америки. Месторождения с большими запасами тяжелых нефтей также расположены на территории Казахстана, Азербайджана, России, Румынии, в районе Карибского бассейна и Юго-Восточной Азии. На территории таких стран, как Россия, Канада и Венесуэла, сосредоточены большая часть запасов тяжелой нефти. В дальнейшем, при истощении залежей обычной нефти и при правильной, и эффективной разработки месторождений тяжелой нефти, вышеперечисленные страны могут занимать весомое место на рынке энергоресурсов. Большая часть залежей высоковязких нефтей сконцентрирована в Венесуэле (60% нефти в стране), на втором месте Канада (Атабаска), Мексика, США и др. По запасам трудноизвлекаемых УВ Россия находится на третьем месте после Южной и Северной Америки. На территории нашей страны большая часть ресурсов и запасов тяжелых нефтей сконцентрированы в Западно-Сибирской, Волго-Уральской и Тимано-Печорской нефтегазоносных провинциях. [8]На территории Российской Федерации открыто более 2600 месторождений с нефтяными залежами. Большая часть из них содержит трудноизвлекаемые запасы нефти по качеству сырья - тяжелая (плотность более 0,9 г/см3), высоковязкая (более 30 мПа•с.), либо по условиям залегания – проницаемость коллекторов менее 0,05 мкм2. Запасы тяжелой высоковязкой нефти на территории России насчитываются около 6-7 млрд.т. На сегодняшний день 23% составляет тяжелая нефть от общей добычи нефти в РФ. От общего объема залежей, 71,4 % приходится на Волго-Уральский и Западно-Сибирский нефтегазоносные регионы, в Приволжском и Рисунок 7. Извлекаемые запасы тяжелой высоковязкой нефти по регионам РФ, млн.тоннУральском регионах находятся 60,4 % от общих запасов тяжелых и 70,8% высоковязких нефтей. (рис.7)По данным World Energy Council извлекаемые запасы тяжелой высоковязкой нефти в Российской Федерации по категории АВС1 составляют – 1980,291 млн. тонн.Добыча, транспортировка и переработка тяжелых высоковязких нефтей (ТВН) требует применения специальных технологий и дополнительных затрат по сравнению с обычной нефтью. Добыча и переработка ТВН обычными способами ведет к потере ценных попутных компонентов и наносит ущерб окружающей среде. С одной стороны, тяжелая нефть
требует дорогостоящий технологий разработки, но с другой – она является источником качественных масел и редких металлов, которые повышают ее товарную ценность.
В России основная часть ресурсов тяжелых нефтей приурочена к месторождениям Волго-Уральской, Тимано-Печорской и Западно-Сибирской нефтегазоносных провинций. На территории Западной Сибири разрабатывается примерно 25% залежей тяжелых нефтей, на разрабатываемые залежи приходится 30% извлекаемых запасов. На территории Тимано-Печорской провинции разрабатывается примерно четверть залежей, доля которых в запасах превышает 50%. Волго-Уральская провинции в этом вопросе занимает лидирующую позицию и разрабатывает около 36% залежей тяжелых нефтей.
Тимано-Печорской нефтегазоносной провинции открыто более 180 месторождений нефти и газа, более 40 из них содержат залежи тяжелых нефтей. Треть извлекаемых запасов нефти приходится на тяжелую нефть. Текущие извлекаемые запасы тяжелых нефтей по категориям АВС1+С2 оцениваются в 713 тыс.т. (по данным месторождений, исследуемых в работе). Наибольшими запасами тяжелых высоковязких нефтей обладают Печоро-Колвинская НГО (35,5%), Тиманская НГО (26,7%), Варандей-Адзьвинская (19,8%), Хорейверская НГО (16,3%) и Северо-Предуральская (1,7%). (рис.8) Большая часть запасов приходится на верхневизейско-артинские НГК – 37,6% (карбонатные коллектора), второй по запасам является среднедевонско-нижнефранский НГК – 27,3% (карбонатные и терригенные), на долю доманиково-турнейского НГК – 18,9% (карбонатные), на триасовый – 13,7% (терригенные), нижнепермский – 1,9% (терригенные) и среднеордовико-нижнедевонский - 0,6% (карбонатные). (рис. 9)Рисунок 8. Распределение запасов по НГК и НГО, тыс.т.(по материалам Госбаланса).Рисунок 9. Распределение запасов по НГК с учетом литологии коллекторови значений вязкости, тыс.т. (по материалам Госбаланса).Основная часть запасов тяжелых высоковязких нефтей Печоро-Колвинская НГО сосредоточена в верхневизейско-артинские НГК, где коллекторы представлены карбонатными отложениями с хорошей проницаемостью. Запасы НГК полностью представлены ТВН и составляют около 95% всех запасов НГО. Запасы нижнепермского НГК представлены терригенными отложениями в коллекторах с преимущественно хорошей проницаемостью. (рис.10 )Рисунок 10. Распределение запасов Печоро-Колвинской НГО по НГК с учетом литологии коллекторов, проницаемости и вязкости нефти.
(по материалам Госбаланса).В Тиманской НГО запасы тяжелых и высоковязких нефтей расположены в среднедевонско-нижнефранском НГК, где коллектором являются терригенные породы с преимущественно хорошей проницаемостью. (рис. 11)Рисунок 11. Распределение запасов Тиманской НГО по НГК с учетом литологии коллекторов, проницаемости и вязкости нефти (по материалам Госбаланса).Следующей НГО по запасам тяжелых высоковязких нефтей является Варандей-Адзьвинская НГО, где преимущественно запасы сосредоточены в триасовом комплексе, сложенный терригенными коллекторами с хорошей проницаемостью. Доманиково-турнейский НГК сложен карбонатными породами в низкопроницаемых коллекторах. Запасы, расположенные в пределах верхневизейско-артинского НГК, где коллекторами являются карбонатные породы с преимущественно хорошей проницаемостью. Отложения нижнепермского НГК представлены терригенными породами, где проницаемость коллекторов меняется от 24 до 240 мД. Также запасы нефти найдены в среднедевонско-нижнефранском НГК, где коллектор сложен карбонатными породами с вязкостью менее 30 мПа*c в хорошо проницаемых коллекторах. (рис. 12)Рисунок 12. Распределение запасов Варандей-Адзьвинской НГО по НГК с учетом литологии коллекторов, проницаемости и вязкости нефти (по материалам Госбаланса).На территории Хоревейская НГО преимущественно продуктивен доманиково-турнейский НГК, представленный карбонатными породами в коллекторах с хорошей проницаемостью. Запасы среднеордовико-нижнедевонского НГК представлены также карбонатными породами с низкопроницаемыми коллекторами. Наименьшие количество запасов содержится в верхневизейско-артинском комплексе, сложенном карбонатными породами с низкопроницаемыми коллекторами. (рис.13 )