Содержание к диссертации
Введение
1. СТАНОВЛЕНИЕ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КАЗАХСТАНА... 7
1.1. У истоков казахстанской нефти (1714—1911 гг.) 7
1.2. Освоение и развитие Урало-Эмбинского района (1911 —1940 гг 10
1.2.1. Годы испытаний (1941-1945 гг.) 14
1.2.2. Качественно новый этап (1946 — 1960 гг.) 16
1.3. Рождение нового нефтедобывающего района (1961—2001 гг.) 18
1.3.1. Так начиналась большая нефть Мангышлака 21
1.3.2. Дальнейшее укрепление сырьевой базы Казахстана 27
2. РАЗВИТИЕ ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТИ В КАЗАХСТАНЕ 30
2.1. Зарождение транспортировки нефти в Республике Казахстан (1912-1920 гг.) 30
2.2. Формирование сети нефтепроводов в Казахстане (1920 — 1990 гг.) 35
2.3. Эволюция нефтепроводной сети в Республике Казахстан и перспективы ее развития (1990 — 2002 гг.) 46
2.4. «Горячий» нефтепровод Узень — Атырау —Самара 62
3. ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТИРОВКИ ВЫСОКОЗАСТЫВАЮЩЕЙ НЕФТИ ЗАПАДНОГО КАЗАХСТАНА 66
3.1. Состояние изученности и оценка прогнозных запасов высоковязких нефтей в Западном Казахстане 68
3.2. Физико-химическая характеристика высоковязких нефтей Западного Казахстана 71
3.3. Транспортировка высокозастывающей нефти в Западном Казахстане (1968-2001 гг.) , 74
3.3.1. Перспективные направления в разработке технологии транспортировки высоковязких и высокозастывающих нефтей 107
3.3.2. Проблемы транспортировки высокозастывающей нефти Западного Казахстана 111
Основные выводы 119
Литература 121
- У истоков казахстанской нефти (1714—1911 гг.)
- Зарождение транспортировки нефти в Республике Казахстан (1912-1920 гг.)
- Состояние изученности и оценка прогнозных запасов высоковязких нефтей в Западном Казахстане
Введение к работе
Актуальность темы. Протяженность нефтепроводов Республики Казахстан составляет в настоящее время около 7 тыс. км. Они обеспечивают перекачку 70 млн т нефти. В то же время по объему ее разведанных запасов Казахстан за нимает 12-е место в мире (без учета шельфа Каспия), располагая извлекаемыми запасами нефти 2,2 млрд т. Прогнозные ресурсы составляют 13 млрд т "черного золота". Таким образом, имеющаяся сеть нефтепроводов недостаточна для транспортировки возрастающих объемов нефти.
Недостаточно развитая система транспортировки нефти является одним из основных сдерживающих факторов, определяющих состояние переработки \ нефти Казахстана. Суммарная загруженность перерабатывающих мощностей % республики не превышает 60 %. Из-за отсутствия возможности подачи нефти западных месторождений на Павлодарский и Шымкентский нефтеперерабатывающие заводы сдерживается внутреннее потребление нефти.
Слабое развитие и несовершенство трубопроводной системы удерживают иностранных инвесторов от участия в рассматриваемых проектах. Решение транспортных проблем нефти позволит определить дальнейшую перспективу ее добычи и всего нефтегазового комплекса Казахстана. Стратегия его развития рассматривает транспортировку нефти как один из факторов, определяющих , дальнейшее состояние экономики страны в целом. При формировании единой нефтепроводной системы республики перед специалистами и наукой стоит ряд проблем, связанных не только с географической разорванностью между местами добычи, переработки и потребления, но и с разработкой оптимальных тех нологий их транспортировки, обусловленных различием физико-химических і і свойств нефтей месторождений Казахстана. По нефтепроводам республики в основном транспортируются высокозастывающие и высоковязкие нефти месторождений республики. Их физико-химические свойства обусловливают разработку и использование нетрадиционных методов транспортировки углеводородного сырья.
В связи с этим исследование и анализ развития нефтепроводной сети Казахстана, транспортировки высокозастывающей нефти в республике, а так- „ же проблем обусловленных ее физико-химическими свойствами является акту альной задачей.
Цель и задачи работы. Целью данной работы является на основании изу- чеия литературных источников, архивных материалов и производственно-тех нических документов по развитию транспортировки нефти в Казахстане и при меняемых технологий проанализировать транспортировку высокозастываю щей нефти в Западном Казахстане, а также определить основные технологии транспортировки высокозастывающей нефти, способствующие повышению эффективности эксплуатации нефтепроводов по перекачке таких нефтей. \ Задачи исследований:
» — провести анализ формирования и эволюции нефтепроводной сети в Ка захстане, установить основные этапы ее развития;
проанализировать транспортировку высокозастывающей нефти по нефтепроводам Западного Казахстана и применяемые технологии ее перекачки;
систематизировать проблемы транспортировки высокозастывающей нефти в Западном Казахстане.
Научная новизна работы заключается в том, что впервые в историческом плане рассмотрены формирование и эволюция сети нефтепроводов Казахстана . в период 1912-2002 гг.
Впервые рассмотрена и проанализирована связь между развитием техно логий транспортировки высокозастывающей нефти и применением их в трубо проводах Западного Казахстана. « Впервые в хронологической последовательности проанализирована транспортировка высокозастывающей нефти на примере крупнейшего в мире "горячего" нефтепровода Узень-Атырау-Самара, а также применяемые технологии ее перекачки.
Впервые систематизированы проблемы транспортировки высокозастывающей нефти в Западном Казахстане и пути их решения.
Практическая значимость
1. Анализ становления транспортировки нефти в Казахстане позволяет проследить роль совершенствования техники и технологии в ее развитии.
2. Результаты проведенного анализа позволили представить хронику формирования нефтепроводной сети республики, отражающую развитие технического прогресса в нефтяной отрасли, основанного на тесной связи науки и техники.
3. Представленная диаграмма, отражающая в хронологической последовательности транспортировку высокозастывающей нефти по уникальному "горячему" нефтепроводу Узень-Атырау-Самара, а также результаты анализа применяемых технологий ее транспортировки по нефтепроводам Западного Казахстана можут быть использованы при разработке новых энергосберегающих технологий транспортировки, а также при разработке рекомендаций по проектированию нефтепроводов для перекачки высокозастывающей нефти.
4. Анализ исследований, представленный в данной работе, может быть использован при создании трудов, отражающих историю развития техники и технологии транспортировки нефти, а также в качестве музейного экспоната по развитию нефтегазового комплекса.
Практическая значимость заключается также в том, что результаты работы могут быть использованы при чтении дисциплин "Основы нефтегазового дела", "Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ", "Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов" специальности 09.07.00, а также при выполнении дипломных и курсовых проектов и работ.
Апробация и структура работы. Основные положения работы изложены в тезисах докладов, доложенных на III Ассамблее Ассоциации университетов прикаспийских государств (г. Актау, 1998 г.), на Международной научно-методической конференции "Проблемы нефтегазовой отрасли" (г. Уфа, 2000 г.), на II Международной научной конференции "Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела" (г. Уфа, 2001 г.), на XXIX Международном конгрессе по истории технологий ІСОНТЕС 2002 (г. Гранада, 2002 г.), на Международной научно-технической конференции "Трубопроводный транспорт сегодня и завтра" (г. Уфа, 2002 г.), на III Международной научной конференции "Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела" (г. Уфа, 2003 г.).
Диссертация изложена на 127-и страницах, включая 18 таблиц и 30 рисунков, и состоит из 3-х глав, вывода и списка литературы.
У истоков казахстанской нефти (1714—1911 гг.)
«Черное золото», «кровь земли», «двигатель современной индустрии» — как только ее не называют! Роль нефти в развитии человечества поистине огромна. Современная промышленность немыслима без углево дородов. Добыча нефти для Казахстана, как и для многих стран, является одной из приоритетных и прибыльных отраслей. В настоящее время республика обладает крупными разведывательными запасами углеводородного сырья — 2,2 млрд. т нефти, 0,7 млрд. т газового конденсата и 2,7 трлн. MJ газа, и это далеко не полная картина разведанных запасов. Во многих регионах Казахстана установлены нефтегазопроявления, но добыча ведется только в
Атырауской, в Мангыстауской, в Актюбинской и в Кзыл-Ординской областях. На территории Казахстана выявлено и учтено по состоянию на \ 1.01.1998 г. 207 месторождений углеводородного сырья, в том числе: в Запад но-Казахстанской области — 15, в Актюбинской — 22, в Атырауской — 80, в Мангыстауской — 54, в Южно-Казахстанской —16, в Кзыл-Ординской —т. 11, в Жамбылской — бив Карагандинской — 4. Государственным балансом полезных ископаемых на 1.01.98 г. учтено 172 нефтяных месторождения. Из них два месторождения по величине начальных извлекаемых запасов, согласно классификации Государственной комиссии по запасам полезных ископаемых, являются гигантскими (более 300 млн. т) [63].
Нефти месторождений Казахстана очень различны по характеристике: для тенгизской характерно значительное содержание меркаптанов Республика Казахстан: области: / — Петропавловская; 2 — Павлодарская; 3 — Западно-Казахстанская; 4 — Кустанайская;5 — Акмолинская; 6 — Атырауская; 7 — Актюбинская; 8 — Карагандинская; 9 — Восточно-Казахстанская; 10 — Мангыстауская; 11—Алма-Атинская; 12 — Кзыл-Ординская; 13 — Жанбылская; 14 — Южно-Казахстанская (0,05 %); каражанбасская — высоковязкая; кумкольская — легкая. Пристальное внимание к северным и восточным берегам Каспия царская Россия начала проявлять в конце XVII в. Первые сведения о наличии нефти в Гурьевской (Атырауской) области найдены в записках Александра Бековича— Черкасского, организовавшего по Указу Петра I военно-топографическую экспедицию в 1714—1717 гг. в Хиву. Результатом экспедиции в период с7.11.1714 по 16.10.1715 гг. явилась карта Каспийского моря, которую впоследствии (17 июня 1717 г.) Петр I подарил Французской академии наук [31].
Экспедиция Бековича—Черкасского в 1717 г. пересекла территорию Гурьевской области. Результатом их исследований явились общие географические данные и сведения геологического характера. В последующие годы свой вклад в изучение Северного Прикаспия внесли такие видные исследователи и путешественники, как И. Лепехин (1771 г.), П. Рычков (1772 г.), П. Паллас (1775 г.), С. Гмелин (1783 г.), Г. Гельмерсен (1836 г.) и др. Однако приоритет практического изучения нефтегазоносности этого района бесспорно принадлежит географу Н. Н. Северцову, который в 1860 г. опубликовал в «Горном журнале» отчет под названием «Геологические наблюдения, сделанные Н. Северцовым и И. Борщовым в западной части Киргизской степи в 1857 году». В этом отчете указывается на источник Мунайли (нынешний Доссор), где «нефть всплывает на воде, вытекающей из вершины бугра» [45].
Практический интерес к нефтяным богатствам проявился только в 1892 г., когда геолог С. Н. Никитин, возглавлявший специальную экспедицию, впервые организовал разведочные работы на нефть с применением ручных буровых станков в Доссоре, в Пекине и в Карачунгуле. Первые заявки на разведку нефти в районе Эмбы были сделаны адвока г. Гурьев — с 1992 г. г. Атырау.
Н. Н. Северцов том Ю. Лебедевым (1892 г.), а в 1894 г. группой петербургских промышлен ников во главе с С. Леманом, который организовал Эмба-Каспийское това рищество. Его компания пробурила на площади Карачунгул 21 скважин от 38 до 275 м. В ноябре 1899 г. из одной из них — из скважины № 7 —с глубины 40 м ударил фонтан (суточный дебит 22 — 25 т), что подтвердило щ. наличие промышленных запасов «черного золота». Эта дата стала истори ческой датой начала нефтяной промышленности Казахстана.
29 апреля 1911 г. из скважины № 3 месторождения Доссор с глубины 225 — 226 м ударил мощный фонтан, скважина фонтанировала 30 ч и дала 16700 м3 нефти. Это событие положило начало добычи нефти в промышленных масштабах.
На огромной территории Казахстана имеется несколько структурных элементов, с которыми связано становление нефтяной промышленности Казахстана. Наибольшее промышленное значение имеют Прикаспийская с двумя нефтегазоносными этажами (надсолевой, подсолевой) и Южно-Ман гышлакская впадины. , Большинство месторождений Прикаспийской впадины расположены в Урало-Эмбинском районе (рис. 1.1.) [63]. Это месторождения Доссор, У Макат, Косчагыл, Кульсары, Мунайли, Прорва и др. До Октябрьской революции в этом районе в эксплуатации находились только два месторождения — Доссор и Макат. Максимальный уровень добычи нефти на Эмбе приходился на 1914 г. — 272,7 тыс. т. По этому показателю в 1914 г. Эмба занимала третье место в России. Вначале нефть добывали фонтанным способом. По мере истоще ния скважин нефть стали выкачивать из углубления, построенного у устья скважины, методом тартания желонкой. Этот способ применяли на Эмбе более 20 лет. Позже, с развитием нефтедобывающей промышленности в регионе, началось формирование нефтепровод-ной системы. Рис. 1.1. Схема размещения нефтяных месторождений Урало-Эмбинского района: О — нефтяное месторождение Первый нефтепровод на территории Казахстана был проложен в 1911-1913 гг. от промысла Доссор до порта Ракуш для перекачки эм-бинской нефти к берегу Каспийского моря. Протяженность нефтепровода составляла 60 км, из них участок трубопровода длиной 16 км был проложен по дну Каспийского моря. В апреле 1920 г. образуется Управление нефтяными промыслами Урало-Эмбинского района под руководством чрезвычайного уполномоченного Совета труда и обороны Р. Н. Фридмана и главного инженера С. И. Кузнецова; в 1922 г. преобразовано в трест «Эмбанефть». С 1 октября 1920 г. была возобновлена промышленная эксплуатация промысла Доссор, на которой до конца года было добыто около 29 тыс. т нефти. Это было на 14 % больше объема добычи нефти за весь 1919 г. Руководство геологопоисковыми работами на Эмбе осуществлял Геологический комитет Главного горно-топливного управления ВСНХ СССР. В 1926 г. на Эмбе впервые в Советском Союзе для глубокого изучения тектоники района был применен гравиметрический метод разведки. Внедрением этого метода руководил профессор Ленинградского университета Б. В. Нумеров. Значительным вкладом в изучение геологии района в период с 1925—1927 гг. явились результаты исследований, проведенных под руководством С. М. Миронова, И. М. Губкина, А. Д. Архангельского. В 1930 г. в тресте «Эмбанефть» был организован гравиметрический сектор под руководством будущего академика Э. Фотиади. В эти трудные годы на Эмбе закладывались основы эффективных геофизических методов, которые явились предпосылками для поиска и разработки новых нефтяных месторождений.
Усиленное внимание к Эмбе было обусловлено высоким качеством ее нефти. Как указывается в работе [45]: «Доссорская нефть представляла собой идеальное сырье для производства специальных масел, их промышленный выход из нее был в семь раз больше, чем из бакинской нефти. В 1927 —1928 гг. доля эмбинской нефти в производстве в СССР промышленных масел составляла 80 — 90 %».
В летописи нефтяной Эмбы хранятся имена самоотверженных людей, кто своим трудом заложил фундамент индустриализации края, среди них: М. Сатов, М. Джумагазиев, Г. Мыслянский, К. Туралиев, Б. Чардобаев, Ж. Мухтанов, А Бородин.
Нефтяная Эмба входила в число первоочередных объектов индустриализации страны. О качественно новом этапе в становлении нефтяной промышленности Казахстана говорил тот факт, что капитальные затраты в 1929/30 г. составили 20 млн. 109 тыс. руб. по сравнению с 4 млн. 220 тыс. в 1925/26 г. [45]. Следует отметить, что в последующие довоенные годы ежегодные затраты на развитие нефтяной промышленности составляли 20 — 30 млн. рублей. В целом к 1929 году был заложен фундамент технической реконструкции Урало-Эмбинского района.
По внедрению вращательного бурения Эмба занимала первое место в СССР. Нефтяники Эмбы первыми не только в СССР, но и в Европе освоили на Доссоре и Макате сверхглубокое бурение для того времени — до 2500 — 2800 м. Этот период можно назвать переломным в истории развития нефтя ной промышленности Казахстана. В годы второй пятилетки в Урало-Эмбинском районе были сформиро ваны все условия для создания в Северном Прикаспии крупнейшего топ & ливно-энергетического комплексов страны. Так, И. М. Губкин говорил: «Теперь мы можем утверждать, что она (Эмба) — один из богатейших нефтяных районов, могущих приблизиться по своей производственной мощности при благоприятных условиях его развития к Бакинскому нефтеносному району» [45]. В 1935 г. в АН СССР под руководством И. М. Губкина была проведена сессия, посвященная Эмбе. В работе сессии отмечалось обширное распространение соляных куполов во всей Прикаспийской впадине, а также высо л кое качество эмбинской нефти. Благодаря внедрению высокопроизводительной техники и прогрес У сивным методам поиска были открыты 42 новых купола и несколько новых месторождений: Байчунас (1931), Искине (1934), Косчагыл (1935), Шубарку дук (1937) и др. В этот период широко осуществлялось техническое перево оружение промыслов, строительство крупных объектов, первым в ряду которых стоял магистральный нефтепровод Эмба — Орск. Ввод этого нефте провода должен был обеспечить нефтью Западную Сибирь, южную часть Уральской области, Восточно-Сибирский край. t 7 декабря 1935 г. благодаря самоотверженному труду специалистов, строителей нефть с берегов Каспия пошла в Орск.
Зарождение транспортировки нефти в Республике Казахстан (1912-1920 гг.)
Дальнейшему освоению нефтяных богатств Урало-Эмбинского района препятствовал ряд нерешенных проблем: неналаженность морского транспорта, оторванность района от железнодорожной сети России, запрещение казачеством судоходства по р. Урал, разбросанность нефтепромыслов и отсутствие дорог между ними.
В дореволюционный период связь этого района с другими регионами осуществлялась только через Каспийское море в течение шести судоходных месяцев. Для хранения нефти стали сооружать металлические резервуары. В этот период было сооружено 105 металлических резервуаров емкостью 19175 тыс. пудов [50]. В основном емкости были расположены в Ракушах, Доссоре, Макате и на пристани (табл. 2.1). Таблица 2.1. Размещение резервуаров в 1910-1912 гг.
Транспортировка нефти по нефтепроводу оставалась единственным, выгодным и дешевым техническим средством. Нефтепромышленные фирмы для транспортировки эмбинской нефти первоначально предполагали прокладку нефтепровода Доссор —Гурьев. Однако в связи с отказом руководства уральского казачества в использовании казачьих земель нефтепромышленники были вынуждены искать другие варианты прохождения трассы нефтепровода.
Нефтеналивное судно в порту Ракуши. 1912 г.
Первый нефтепровод на территории Казахстана был сооружен в 1912 г. обществом «Эмба»: он имел диаметр 6 дюймов и протяженность 65 км. По этому нефтепроводу нефть из Доссора через Искине транспортировали к поселку Ракуши, а затем подавали на морские суда по подводному трубопроводу (I = 7,5 км), так как из-за мелководья они не могли подходить ближе. Для перекачки нефти до Ракуши в Доссоре фирмами УКНО и «Эмба» были построены две насосные станции. К концу 1912 г. по этому нефтепроводу было вывезено на баржах в Баку и в Астрахань 820 т доссор-ской нефти [50]. Сооружение этого нефтепровода обеспечило не только связь Урало-Эмбинского района с другими районами страны, но и ввод в действие двух построенных нефтеперегонных заводов в Ракушах.
В 1913 г. фирмой УКНО и обществом «Эмба» было закончено строительство двух нефтеперегонных (керосиновых) заводов, предназначенных для переработки эмбинской нефти. Керосиновый завод фирмы УКНО, сданный в пробную эксплуатацию в марте 1914 г., работал на доссорской нефти. Строительство нефтепровода Доссор — Ракуши обошлось фирме в 540 тыс. рублей. Сооруженная около завода насосная станция мощностью 22 т/ч, обеспечивала подачу нефтепродуктов на морские суда по шестидюймовому нефтепроводу I = 12,8 км, проложенному по дну моря. Как отмечает автор: «Нефтеперегонный завод общества «Эмба» в отличие от завода фирмы УКНО имел отделение для выработки бензина. Нефть от Доссора подавали по нефтепроводу с пропускной способностью 1085 т/сут. Строительство нефтепровода обошлось обществу «Эмба» в 571 тыс. руб. Для подачи нефти и нефтепродуктов в морские суда этим обществом были сооружены шестидюймовый нефтепровод и четырехдюймовый керосинопровод по дну моря длиной 14 и 16 км соответственно, производительностью 160 —195 т/сут» [50]. Впервые в практике трубопроводного строительства трубопровода участок длиной 16 км был проложен по дну Каспийского моря [28].
Для разрешения транспортной проблемы нефтепромышленники в первую очередь добивались снятия запрета на судоходство по реке Урал и на строительство пристани в г. Гурьеве. Так, в Докладной записке доверенного от общества «Колхида» от 26 января 1915 г. по этому вопросу написано: «Главная нужда нефтяной промышленности — отсутствие сколько-нибудь удовлетворительной гавани и пристани как перегрузочного пункта» [50]. Кардинальное С 1933 по 1937 гг. в СССР было построено 1150 км нефтепроводов,
в том числе протяженность нефтепровода Гурьев — Орск диаметром 300 мм составляла 709 км. По этому трубопроводу, вдоль трассы которого были установлены семь насосных перекачивающих станций, нефть с Эмбинских нефтепромыслов транспортировали на Орский нефтеперерабатывающий ,- завод [28]. Нефтепровод Гурьев —Орск, беспрецендентный по тому времени по протяженности и пропускной способности, был самым мощным в Евро пе. Его построили полностью из отечественных материалов, оборудовали отечественным оборудованием. Из-за отсутствия землеройных машин, тру боукладчиков рытье траншей, очистку и изоляцию труб проводили вручную, а трубы опускали при помощи талей. На отдельных участках, где требовалась усиленная изоляция трубы, обматывали мешковиной, покры-вая ее нефтебитумом. В 1935 г. был построен нефтепровод Косчагыл—НПС-3 диаметром уц 250 мм, протяженностью 120 км, соединивший Эмбинские нефтепромыслы с нефтепроводом Гурьев — Орск. В связи с освоением новых месторождений в Западном Казахстане формировалась и система межпромысловых нефтепроводов. В 1936 г. были построены трубопроводы Кульсары — Косчагыл, Искине — Байчунас, Иски не —Эстакада. В 1942 38 В годы войны нефтепровод Гурьев — Орск был переоборудован для перекачки в Орск бакинских нефтепродуктов, поступивших через Астрахань в Гурьев, а нефть, добываемую на нефтепромыслах Байчунас, Доссор, Сагиз, Макат, отгружали по железной дороге с действующих наливных эстакад. Кульсаринскую и косчагылскую нефть перекачивали по нефтепроводу Косча-гыл—НПС-3 и далее по временному нефтепроводу (I = 28 км, D = 200 мм) до железнодорожной станции Джантерек для налива в цистерны. Временный нефтепровод и наливная эстакада в Джантереке действовали до возобновления перекачки эмбинских нефтей на Орский НПЗ. После разгрома немецко-фашистских захватчиков под Сталинградом по трубопроводу Гурьев — Орск вновь возобновили перекачку эмбинской нефти. В 1955 г. в связи с открытием Кенкиякского месторождения к нефтепроводу Каспий — Орск дополнительно были построены новые участки «НПС Кенкияк —НПС Те-мир», «НПС Темир — НПС-6» общей протяженностью 122 км.
Интенсивное развитие трубопроводный транспорт нефти получил в республике в I960— 1970-х гг. в связи с освоением месторождений полуострова Мангышлак—Узень — Жетыбай. Значительным событием более чем вековой истории нефтяной промышленности Казахстана явилось открытие месторождений нефти в Западном Казахстане—на Мангышлаке. В 1961 г. на месторождениях Узень и Жетыбай были получены первые фонтаны нефти. По уровню развития и технической оснащенности трубопроводный транспорт нефти Западного Казахстана занимает особое место в трубопроводной сети республики. Это обусловлено не только темпом нефтеразведочных работ, но и значительными различиями физико-химических свойств и состава нефтей региона.
Нефти казахстанских месторождений уникальны и различаются специфическими признаками. Так, для тенгизской нефти характерно значительное содержание меркаптанов (0,05 %); нефть Кумколя легкая, но высо-копарафинистая (12 — 16 %); для нефти Доссора характерны высокий выход дистиллятных масел (40 — 60,5 %) на нефть; весьма велика вязкость каражан 39 басской нефти (150 мм2/с), что в десять раз больше вязкости мангыстауских нефтей. В связи с этим перед наукой и практикой появилась необходимость решения сложных задач по их транспортировке. июня 1965 г. для перекачки мангышлакской нефти было создано Управление мангышлакскими нефтегазопродуктопроводами (УМНГПП) при
- объединении «Мангышлакнефть». Для обеспечения доставки нефти Узеня на нефтеперерабатывающие заводы страны был использован строившийся газопровод Узень—Жетыбай — Шевченко протяженностью 141,6 км, диаметром труб 520 мм. Это дало возможность уже 10.07.65 г. отправить первый эшелон с мангышлакской нефтью на Гурьевский НПЗ, а 10.10.66 г. — отправить первый танкер Каспийского парохоства «Джебраил» из морского порта Ак 4 тау на Волгоградский НПЗ. В 1966 г. было отгружено 1301,6 тыс. тнефти [63].
Определяющими факторами при выборе того или иного способа транс-порта нефти являются температура застывания, температурная зависимость вязкости и плотности нефти. В условиях Мангышлака наиболее эффективным оказался способ путевого подогрева. Для этого на нефтепроводе Узень —
Шевченко (Актау) были смонтированы печи F-112. В октябре 1966 г. было осуществлено освоение нефтепровода Узень—Жетыбай —Шевченко с прокачкой горячей нефти. Одной из примечательных особенностей трассы этого нефтепровода является то, что на участке Жетыбай — Шевченко она пересекает впадину Карагие с отметкой 132 м ниже океанического уровня длиной 40 км и шириной 10 км. Образование впадины связывают с процессами выще лачивания соленосных пород, с просадочными и карстовыми процессами, имевшими место на побережье Каспийского моря [49]. w 18 августа 1967 г., в связи с быстрым ростом добычи нефти на Мангыш лаке, издается распоряжение Правительства СССР о строительстве в 1967 — 1970 гг. магистрального нефтепровода Узень — Кульсары — Гурьев — Куйбышев протяженностью 1232 км вместо ранее предусмотренного поста новлением Совета Министров СССР от 11 октября 1966 г. строительства нефтепровода Мангышлак —При волжск —Украина. Первая очередь нефтепровода Узень-Гурьев была сдана в эксплуатацию в августе 1969 г. На его трассе были смонтированы восемь пунктов подогрева печами Г9П02В. Ввод первой очереди позволил почти в пять раз увеличить объем перекачки по сравнению с 1966 г. В период с 1962 по 1970 гг. начальником Гурьевского управления магистральными нефтепродуктопроводами был В. В. Шаронов. , 2 июня 1971 г. на основании приказа министра нефтепрома СССР Южное управление магистральными нефтегазопроводами передислоцировано из г. Гурьева в г. Шевченко. Ввод в действие нового мощного «горячего» нефтепровода позволил решить проблему транспорта мангышлакскои высокопарафинистой и высокозастывающеи (t3 = 30 С) нефти. Сооружение этого нефтепровода 4 сделало возможным поднять уровень добычи нефти на Мангышлаке с 1,5 млн. т в 1966 г. до 15 млн. т в 1975 г. Для перекачки мангышлакскои нефти на Гурьевский НПЗ в 1969 г. был построен нефтепровод «Шлейф 1200 км —Гурьевский НПЗ» протяженностью 26 км с диаметром , труб 426 мм, пропускной способностью 3,5 млн. т нефти в год. Таблица 2.2. Развитие транспортировки нефти в Казахской ССР до 1970 г. Год Протяженностьмагистральныхнефтепроводов, км Перекачка нефтии нефтепродуктов,тыс. т Грузооборотнефтепровода,млн. т км 1968 867 6152 1600
Основными потребителями нефти Узеня и Жетыбая в то время были Гурьевский, Волгоградский, Кременчугский и Куйбышевский нефтепере-рабатывающие заводы. С целью обеспечения надежности работы нефтепровода Узень —Гурьев в ноябре 1977 г. велась подготовка к пуску участка от 110 до 365 км (вторая нитка).
В январе 1974 г. было открыто месторождение Каражанбас, в 1975 г. Северо-Бузачинское, затем в 1976 г. — Каламкас. Здесь впервые в СССР в крупных масштабах применили прогрессивную технологию добычи нефти — закачку пара высокого давления. В конце 1979 г. были получены первые тонны «черного золота». Тем самым была создана еще одна сырьевая база нефтедобывающей промышленности Казахстана. Бузачи — северный мыс полуострова Мангыстау, расположен в 300 км т от Актау. Нефть, залегающая на глубине от 300 до 1000 м в этих местах под соляными болотами, уникальна по своему составу. Она густая, высоковяз кая, сернистая, с высоким содержанием ванадия, который используется для производства легированной стали. По содержанию этого ценного сырья бузачинская нефть способна конкурировать со многими видами руд. В 1979 г. коллективы Миннефтепрома, Миннефтегазстроя и Мин энерго СССР обеспечили ввод в разработку нового нефтедобывающего района — полуостров Бузачи [95]. Началась промышленная эксплуатация месторождений Каражанбас и Каламкас и перекачка нефти в район Шев ченко (Актау) для дальнейшей перегрузки ее в танкеры и подачи на нефте перерабатывающие заводы Баку. Внедрение прогрессивных технических решений: комплектно-блочное исполнение сооружений, применение свай ных фундаментов, недельно-суточного планирования обеспечили досроч ную сдачу в эксплуатацию магистрального нефтепровода Каламкас — Кара жанбас—Таучик—Шевченко. Участок Каламкас — Каражанбас построен за пять месяцев вместо семи, а Каражанбас — Таучик — Шевченко был сооружен за девять месяцев вместо одиннадцати. Трубопровод на своем пути пересекает более 80 балок шириной от 200 до 800 м, 14 автомобильных дорог, более 20 трубопроводов различного назначения [95]. Первый участок Каражанбас—Актау длиной 202,5 км и диаметром 720 мм был введен в эксплуатацию в IVквартале 1979 г. Второй участок нефтепровода Каламкас — Каражанбас протяженностью 62 км и диаметром 520 мм — в 1986 г. Производительность магистрального нефтепровода 8 млн. т нефти в год. В январе 1980 г. был отправлен первый танкер. В этот период наметилась тенденция к снижению объемов добычи нефти месторождений Жеты-бай и Узень. В связи с чем был спроектирован нефтепровод Шевченко — Узень. Проектируемая система нефтепровода Шевченко — Узень на участке Шевченко — Жетыбай (L = 65,5 км) была предназначена для транспорта каламкасских нефтей действующего нефтепровода Каламкас — Каражанбас — Шевченко в район НПС Жетыбай. С НПС Жетыбай до НПС Узень транспорт каламкасской нефти предусматривался по действующему нефтепроводу. Для транспортировки каламкасских нефтей по нефтепроводу Каламкас — Каражанбас — Шевченко, согласно техническому проекту, был построен трубопровод D = 720 мм, L = 15,5 км с подключением к действующему нефтепроводу Узень—Жетыбай—Шевченко (рис. 2.6).
Таким образом, в транспортный поток «горячего» нефтепровода Узень—Атырау—Самара с 1990 г. добавилась нефть полуострова Бузачи. Освоение трубопроводов Узень —Жетыбай —Актау (Шевченко), Узень — Атырау (Гурьев) — Самара (Куйбышев), Каламкас — Каражанбас — Актау (Шевченко) представляло значительную сложность, вызванную высокой степенью коррозионной активности грунта, особенностями эксплуатации месторождений, особенностями реологических свойств нефтей, требующими высокого уровня технологических процессов перекачки.
Состояние изученности и оценка прогнозных запасов высоковязких нефтей в Западном Казахстане
Рассмотрение проблем трубопроводного транспорта высоковязких и высокозастывающих нефтей связано с анализом множества вопросов, одним из которых является анализ изученности их прогнозных запасов,
В последние годы большое внимание уделяется поиску и освоению высоковязких нефтей. На XII мировом нефтяном конгрессе в 1987 г. Хьюстоне (США) было отмечено, что извлекаемые запасы высоковязких нефтей и природных битумов (без стран СНГ) составили: 56,2 млрд. и 70 млрд. м3 соответственно. В том числе 78 % высоковязких нефтей находится на территории Венесуэлы, 70 % природных битумов — в Канаде [51]. В Казахстане основные скопления высоковязких нефтей сосредоточены в юго-восточной и южной частях Прикаспийской впадины и в Мангыс V тау, включая полуострова Бузачи и Тюб-Караган. Поиск и разработка мес торождений ВВН в Западном Казахстане имеют большую историю, включа-ющую в себя периодическое возобновление и прекращение этих работ. Однако в последнее время в связи со значительной интенсификацией развития топливно-энергетической, химической и других отраслей народного хозяйства эти работы приобрели большую масштабность, направленную на дальнейшее изучение, оценку запасов высоковязких нефтеи, разработку новых технологий их транспорта.
Как отмечает автор [50]: «В Западном Казахстане на глубинах до 120 м залегает более 20 млрд. т природных битумов и около 15 млрд. т нефтебиту-минозных пород».
За этими цифрами стоят многолетние исследования, проведенные с целью оценки прогнозных запасов высоковязких нефтеи и природных битумов в Казахстане. В результате комплексных исследований [55, 59] было установлено, что в казахстанской части Прикаспийского и Северо-Кавказского Мангыстауского нефтегазоносных бассейнов выявлено более 100 месторождений и проявлений природных битумов. До стадии предварительной разведки доведены только восемь месторождений, расположенных в северо-восточной части Прикаспийской впадины, а также на Мангыстау-ском и Тюбкараганском полуостровах. В связи с тем что изучение проявлений проводилось в обнажениях и мелкими скважинами (до 30 м), фактический объем заключенных в них природных битумов оказался невыясненным [50].
Однако, по мнению исследователей [50], в Западном Казахстане сосредоточены значительные запасы природного битума и нефтебитуминозных пород. Их прогнозные запасы (125 — 350 млн. т природных битумов или 2 — 2,5 млрд. т нефтебитуминозных пород), как считает автор [50], значительно занижены. По мнению многих исследователей, в восточной части Прикаспийской впадины запасы битумов в месторождениях небольшие и составляют 1 — 1,5 млн. т. Глубина изученности пород в этом регионе составляет 10 — 25 м. В результате проведенных авторами [50] работ по переоценке запасов и поискового бурения было установлено, что «в сводовой части структуры Мортук (кенкиякская группа) залегает пластовое скопление нефтебитуминозных пород, исчисляемое несколькими десятками миллионов тонн». Тем самым вся кенкиякская группа структур, где отмечены притоки высоковязкой нефти, была отнесена к высокоперспективной зоне. По предварительным данным [55], в надсолевых отложениях куполов (Кенкияк, Кумсай, Мортук, Подмортук, Кокжиде, Банеколь) может быть сосредоточено более 300 — 400 млн. т природных битумов и высоко вязких нефтей. К числу перспективных относятся также разрабатываемые нефтяные месторождения Каратон, Теренозек, площади Алтыкулак, Сатыпалды и другие с горизонтами высоковязкой нефти. Таким образом, как считают авторы [55], запасы вязких и низкопластичных природных битумов в восточной части прикаспийской впадины на глубине до 200 м превышают 500 млн. т [50].
В результате комплексных исследований [55], по предварительной оценке, в Западном Казахстане прогнозные запасы природных битумов и высоковязких нефтей составляют 950 — 1000 млн. т. Однако, учитывая тот факт, что в Западном Казахстане есть месторождения с продуктивными горизонтами высоковязких нефтей, залегающими на глубинах до 200 м, автор [50] считает, что эти цифры могут быть и выше.
Анализ состояния изученности прогнозных запасов ВВН в Казахстане указывает на генетическую и физико-химическую близость нефтей и битумов. Авторы [50] с практической целью предложили все нефти разделить на три типа, а тяжелые — на три класса (табл. 3.1).
В соответствии с этой классификацией, как отмечают авторы [50], «все природные битумы Казахстана попадают во II и в III классы тяжелых нефтей», а нефти отдельных пластов надсолевого и частично подсолевого комплексов Прикаспийской впадины, остаточные нефти ранее разработан Таблица 3.1. Классификация тяжелых нефтейных месторождений Южно-Эмбинского района, месторождения высоко вязких нефтеи, большая часть которых располагается в Прикаспийской впадине и на полуострове Бузачи, относятся к I и II классам.
Тем самым, на территории Казахстана Прикаспийская впадина является наиболее перспективной в плане освоения прогнозных запасов высо 1 ковязких нефтеи. Одним из основных сдерживающих факторов освоения месторождений высоковязких нефтеи является трудность добычи, обуслов ленная их физико-химическими свойствами.
