Сегодня Казахстан является энергозависимым государством, что в значительной степени обусловлено как большой энергоемкостью промышленности, так и неуклонным сокращением подготовленных структур [1]. Учитывая сложную экономическую и политическую ситуацию, надеяться на кардинальные изменения в ближайшем будущем не приходится. Поэтому обеспеченность природным углеводородным сырьем топливно-энергетического комплекса — это стратегически важная задача нашего государства. В России существуют все геологические предпосылки для формирования залежей высоковязких нефтей и природных битумов, а учитывая наличие на территории нашего государства почти всех типов известных геологических структур, широкий стратиграфический диапазон установленной нефтегазоносности, разнообразие гидродинамических и гидрохимических условий нефтегазоносности можно прогнозировать и открытие залежей высоковязких нефтей и природных битумов разных генетических и морфологических типов.
Обеспеченность природным углеводородным сырьем топливно-энергетического комплекса нашего государства на фоне неуклонного сокращения подготовленных поисковых объектов является стратегически важной задачей. Одним из реальных путей решения этой задачи является наращивание ресурсной базы за счет нетрадиционных источников углеводородов, особенное место среди которых занимают высоковязкие нефти и природные битумы. Мировой опыт показывает, что разведанные запасы высоковязких и природных битумов в разы превышают разведанные запасы традиционной нефти, поэтому их доля в структуре запасов и ресурсов углеводородов будет постоянно возрастать [2].
Цель статьи — исследование физико-химических характеристик нефтебитумных пород месторождения Мартук.
Основная часть. Важный аспект освоения высоковязких нефтей и природных битумов, кроме их генетического родства с традиционной нефтью, связан также с высокими концентрациями в них целого ряда редких и рассеянных элементов (урана, никеля, ванадия, платиноидов, скандия, рения и др.).), что позволяет рассматривать высоковязкие и природные битумы как комплексное сырье для целого ряда отраслей народного хозяйства.
В нефтегазоносных районах Казахстана есть все геологические предпосылки для формирования крупных промышленных скоплений высоковязких нефтей и природных битумов. Однако степень их разведанности чрезвычайно низка. Это в значительной степени связано с тем, что целенаправленные поисково-разведочные работы с целью выявления залежей высоковязких нефтей и природных битумов в Казахстане не производились и не производятся. Все известные залежи были открыты попутно во время поисков нефти и газа, а их запасы долгое время считались имеющими непромышленное значение и в подсчетах запасов не рассматривались. А потому разработка научно-обоснованного подхода к поискам, разведке и разработке залежей высоковязких нефтей и природных битумов, который будет учитывать их специфику, актуальна и своевременна. Это позволит уже в ближайшие годы обеспечить эффективный прирост запасов углеводородов и существенно повысить существующие уровни добычи [3–5].
Надо отметить, что некоторые битумные скопления связаны с грязевыми вулканами. Вообще в Казахстане около 21 % грязевых вулканов характеризуется обильным выделением нефти Выносимая вулканами на земную поверхность нефть, окисляясь, образует большие кировые покровы, а местами и нефтяные озерца.
Месторождение Мартук — это нефтяное месторождение в Актюбинской области Казахстана. Площадь месторождения Мартук составляет 121,3 км 2 . Поисковое бурение на данном месторождении, показало наличие, помимо запасов нефти, значительных запасов природного битума. Геологические запасы битума и нефти данного месторождения оцениваются в 73,3 и 14,1 млн тонн соответственно (протокол заседания Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых Министерства геологии и охраны недр Республики Казахстан от 28 марта 2006 года).
В июле 2007 года Центральная комиссия Республики Казахстан по разработке нефтяных и газовых месторождений утвердила проект по опытно-промышленной разработке опытных участков природных битумов на данном месторождении.
По состоянию на 01 октября 2008 года завершили работы по подсчету запасов битума данного месторождения и их переводу на баланс. В настоящее время разрабатывается технология добычи природных битумов данного месторождения.
Площадь участка Карповский Северный составляет более 1.000,0 км2. По состоянию на 01 октября 2021года произведена трехмерная сейсмическая разведка данного участка, обработала и интерпретировала полученную информацию.
Разработка залежей высоковязких нефтей и природных битумов на месторождении Мартук начата в 1988 году в блоке ІІг св. 68 (гор. Б-5-Б-6), начальный дебит которой не превышал 10 т/сутки. С 1990 г. по 2000 г. разработка залежей была прекращена из-за отсутствия установки сбора и подготовки нефти и возобновилась в декабре 2000 г.
В период с 2001 г. по 2003 г. на залежи гор. Б-5- Б-6 введено еще четыре скважины со среднесуточными дебитами от 0,5 т/сутки до 3–5 т/сутки. Эксплуатация скважин сопровождалась многочисленными осложнениями, обусловленными проявлением реологических свойств высоковязких нефтей и природных битумов на месторождении Мартук, и носившими ярко выраженный сезонный характер — максимальное количество осложнений в работе скважин приходилось на осенне-зимний период.
С 2005 г. добыча нефти из указанных залежей стремительно растет. Это обусловлено вводом в эксплуатацию св. 152 с горизонтальным окончанием ствола (длина горизонтальной части ствола около 400 м), при испытании в которой получен приток углеводородного флюида свыше 120 т/сутки.
Позже на залежи были введены еще четыре скважины с горизонтальным окончанием, однако их производительность оказалась значительно меньшей [6–8].
Сведения о содержании алюминия отрывочны и касаются только высоковязких нефтей месторождения Мартук, где этот элемент определен в количестве до 4300 г/т. Аномально высокое содержание Al дает основание полагать, что в данном случае анализированные пробы были недостаточно тщательно очищены от механических примесей, присутствующих в виде песка или частиц бурового раствора.
Сурьма, по данным нейтронно-активационного анализа, содержится в тысячных долях грамма на тонну нефти. Такие значения характерны для большинства нефтей Западного Казахстана независимо от возраста.
Исключение составляют окисленные и гипергенно измененные нефти и битуминозные породы, в которых содержание Sb может достигать сотых долей грамма на тонну. Повышенные концентрации Sb отмечены для палеозойских нефтей месторождения Мартук — до 0,1 г/т (Бакирова и др., 1989), однако эти данные требуют дополнительной проверки. На месторождении Алибекмола в нефтях палеозойских отложений Sb присутствует в количестве 0,0073 г/т.
В нижнемеловых отложениях площади Таган Южный содержание Hf — 0,01 г/т, максимально в битуминозных породах площади Карамурат — 0,1 г/т. Нефтям Мангышлака и Северного Устюрта свойственны концентрации до нескольких тысячных долей граммов на тонну. Ванадий иногда достигает промышленных концентраций.
В Прикаспийской впадине отмечено присутствие рения в органической фазе битумонасыщенных песчаников нижнего мела в пределах соляных куполов Иманкара, Мунайлы-Мола, Копа, Камышлы — 0,004–0,012 г/т (Калинин и др., 1982), что позволяет предполагать вероятное присутствие Re в исходных нефтях.
Сурьма, по данным нейтронно-активационного анализа, содержится в тысячных долях грамма на тонну нефти. Такие значения характерны для большинства нефтей Западного Казахстана независимо от возраста. Исключение составляют окисленные и гипергенно измененные нефти и битуминозные породы, в которых содержание Sb может достигать сотых долей грамма на тонну.
Повышенные концентрации Sb отмечены для палеозойских нефтей Жанажола — до 0,1 г/т (Бакирова и др., 1989), однако эти данные требуют дополнительной проверки.
Нижнемеловых отложениях площади Таган Южный содержание Hf — 0,01 г/т, максимально в битуминозных породах площади Карамурат — 0,1 г/т. Нефтям Мангышлака и Северного Устюрта свойственны концентрации до нескольких тысячных долей граммов на тонну.
В Прикаспийской впадине отмечено присутствие рения в органической фазе битумонасыщенных песчаников нижнего мела в пределах соляных куполов Иманкара, Мунайлы-Мола, Копа, Камышлы — 0,004–0,012 г/т, что позволяет предполагать вероятное присутствие Re в исходных нефтях.
Выводы. Установлено, что в отличие от залежей традиционной нефти, залежи высоковязких нефтей и природных битумов на месторождении Мартук залегают в двух температурных интервалах: первый 43–55 С; второй — 93–108º С. Выше и ниже этих температурных интервалов локализуются залежи другого фазового состояния (газовые, газоконденсатные, нефтегазовые), или нефтяные, резко отличающиеся по химическому составу и физико-химическим свойствам. Выделенные температурные диапазоны использовано как главные поисковые критерии при прогнозировании нефтебитумоносности недр.
Установлены главные отличия между геологическим строением залежей высоковязких нефтей и природных битумов на месторождении Мартук и залежями традиционных нефтей, что легло в основу предложенных критериев определения подсчетных параметров для оценки запасов высоковязких нефтей и природных битумов на месторождении Мартук (площадь нефтебитумонасыщенности, эффективная нефтебитумонасыщенная толщина, коэффициент открытой пористости, коэффициент эффективной пористости, коэффициент нефтебитумонасыщения по подвижной и твердой фазе).
Литература:
- Ахмадиева Э. А., Полетаева О. Ю., Мовсумзаде Э. М., Леонтьев А. Ю. Распределение металлосоединений нефтей в нефтегазоносных провинциях России // Башкир. хим. журн. 2017. Т. 24. № 2. С. 57–61.
- Ахунов Р. А., Цинк А. А., Исаев А. А. Комплекс мероприятий по повышению нефтеотдачи месторождения высоковязкой нефти // Экспозиция Нефть Газ. 2018. № 6 (66). С. 52.
- Аяпбергенов Е. О. Металлоносность органической и минеральной части нефтебитуминозной породы // Изв. вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2018. Т. 8. № 1. С. 148–152.
- Гаррис Н. А., Полетаева О. Ю., Латыпов Р. Ю. Проблемы транспортирования тяжелых нефтей // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья, 2013. № 3. С. 3–6.
- Гатауллин Р. Н. Моделирование процесса тепловолнового воздействия на продуктивный пласт в условиях горизонтальных скважин: дис.... канд. техн. наук. Казань. 2009. 150 с.
- Гатауллин Р. Н., Кравцов Я. И., Коханова С. Я. Особенности метода интегрированного воздействия на продуктивный пласт при применении горизонтальных скважин // Вестник КГТУ им. А. Н. Туполева. 2008. 3. С. 9 14.
- Гатауллин Р. Н., Кравцов Я. И., Марфин Е. А. Экспериментальное исследование процесса формирования волнового поля в перфорированной скважине // Труды Академэнерго. 2012. 3. Казань: Фолиант. С. 108 119.
- Гильманова Р. Х. Влияние литологии на сопротивление нефтенасыщенных карбонатных коллекторов в переходной зоне и их разработка / Р. Х. Гильманова, А. Ф. Егоров, С. А. Кротов, Р. Р. Зиятдинов // Нефтепромысловое дело. — М.: ВНИИОЭНГ, 2012. — № 1. — С. 84–89.
