Введение к работе
Актуальность темы исследований. Настоящая работа посвящена проблеме увеличения ресурсного потенциала газоконденсатных месторождений за счет вовлечения в разработку ранее не учитываемого высокомолекулярного, в том числе металлоорганического сырья и металлов.
Как известно, в последние годы объемы добычи нефти и газового конденсата на разрабатываемых месторождениях снижаются. Так, в 1994 году впервые за всю историю газодобычи в России прирост запасов не компенсировал уровни добычи. Крупнейшие месторождения, которые составляют основу сырьевой базы РАО "Газпром", вступили на этап падающей добычи, а их выработанность составляет более 50%.
В подобных условиях перспективы увеличения ресурсного потенциала нефтегазоконденсатных месторождений связаны с оценкой и освоением высокомолекулярного сырья (асфальтенов, смол, масел), в том числе металлоорганического сырья, содержащего широкий спектр металлов (редкоземельных, благородных, цветных).
Объектом исследования в настоящей работе- является Оренбургское нефтегазоконденсатное месторождение, которое кроме основного углеводородного сырья, а также гелия и серы содержит в своих недрах уникальный по набору и объему комплекс высокомолекулярных, в том числе металлорганических соединений и металлов.
Актуальность темы исследований представленной работы очевидна,
поскольку учет дополнительного сырьевого потенциала
нефтегазоконденсатных месторождений позволит на более поздних этапах их разработки заранее переориентироваться на направленную добычу и переработку ранее попутно добываемого высокомолекулярного сырья, тем самым продлить срок "жизни" месторождения и значительно улучшить при этом экологическую обстановку в районе месторождения.
Цель и задачи работы. Основная цель работы заключается в экспериментальном и теоретическом обосновании необходимости оценки дополнительных ресурсов газоконденсатных месторождений в виде объемов высокомолекулярного, в том числе металлорганического сырья на примере Оренбургского месторождения, а также в необходимости разработки экологически чистых технологий направленной добычи и комплексной переработки добываемого сырья.
В задачи исследований входило:
- экспериментальные исследования и изучение закономерности
распределения микроэлементов в породах, пластовых водах, конденсатах,
нефтях, высокомолекулярном сырье (температура конца кипения более 360
гр.С) Оренбургского нефтегазоконденсатного месторождения;
экспериментальные исследования и анализ изменения концентраций металлов в природном отсепарированном газе по площади Оренбургского месторождения;
анализ изменения концентрации микроэлементов, в том числе металлов в попутно добываемом высокомолекулярном сырье (твердые парафины, асфальтени, смолы, масла) по площади Оренбургского месторождения;
- изучение свойств добываемых конденсатов (температуры конца
кипения, концентрации высокомолекулярных остатков после конца кипения
конденсатов, цвета) по технологическим ниткам (линиям) установок
комплексной подготовки газа (УКПГ) и анализ изменения этих свойств по
площади Оренбургского месторождения;
- анализ изменения свойств конденсатов на этапе падающей добычи;
- геохимические исследования образцов пород ОНГКМ и анализ
закономерностей изменения весовых концентраций и компонентного состава
битумоидов в породах продуктивных отложений ОНГКМ.
Научная новизна работы:
1.Впервые газоконденсатное месторождение рассмотрено как возможный промышленный источник высокомолекулярного, в том числе полиметаллического сырья.
2.Впервые для газоконденсатних месторождений на основе
всестороннего изучения свойств пород, пластовой воды, углеводородного
сырья (газа, конденсата, нефти) и высокомолекулярного сырья (твердых
парафинов, асфальтенов, смол, масел) установлена преимущественная
металлоносность углеводородного сырья и, в первую очередь
высокомолекулярного в его составе.
3.У становлено, что для Оренбургского НГКМ характерны аномально высокие концентрации битумоидов, причем с увеличением общего содержания битумоидов в породе, увеличивается относительное содержание в них смолисто-асфальтеновых составляющих (до 90%).
4.Наибольшие концентрации микроэлементов, в том числе металлов, достигающие их значений в рудных концентратах, приурочены к смолисто-асфальтеновым компонентам высокомолекулярного (битумоидного) сырья.
5.На основе построенных контурных схем распределения металлов по площади ОНГКМ установлена неравномерность распределения микроэлементов, в том числе металлов по площади месторождения. С увеличением концентрации металлов в высокомолекулярных остатках
конденсатов закономерно уменьшается относительная концентрация этих микроэлементов в природном отсепарированном газе.
6.В процессе разработки, особенно на этапе падающей добычи, снижение относительных удельных дебитов конденсата сопровождается изменением его свойств: потемнением, утяжелением, увеличением концентрации высококипящих остатков, в том числе асфальтенов, и как следствие металлов.
Практическая ценность и реализация результатов работы. гНа базе теоретических и экспериментальных исследований обоснована необходимость 'оценки ранее не учитываемых дополнительных ресурсов газоконденсатних месторождений, в виде' объемов высокомолекулярного сырья (озокерита, твердые парафины, асфальтени, смолы, масла) и связанных с ним металлов (в т.ч. редких, редкоземельных, благородных, цветных).
Результаты проделанной работы используются как основа для подсчета запасов высокомолекулярного сырья Оренбургского ГКМ. Результаты исследований изложены в научно-технических отчетах АО "ВМС НТ Технологии" по договорам с РАО "Газпром" по направлениям, включенным в перспективный план развития Оренбургского газохимического комплекса.
Апробация работы и публикации. Основные положения диссертационной работы докладывались на научно-техническом совете предприятия "Оренбурггазпром" (1994 г.), на конференции молодых ученых Урала и Поволжья (1994 г.), а также изложены в печатных работах и научно-технических отчетах по договорам с предприятием "Оренбурггазпром", ГХК "Казахгаз" и РАО "Газпром".
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, изложенных на 138 страницах, иллюстрируется 57 рисунками, содержит 20 таблиц и список литературы из 60 наименований.
Фактический материал. Исходным материалом для исследований явилась коллекция, состоящая из образцов пород, проб пластовой воды, воды после пропарки наземного сепарационного оборудования УКПГ, водометанольной смеси из отстойников установок регенерации метанола, конденсатов, нефтей и образцов высокомолекулярных остатков после конца кипения конденсатов при их атмосферной разгонке, проб природного отсепарированного газа, образцов солевых и битумных отложений из насосно-компрессорных труб и с забоев скважин (всего порядка 300 проб). Изучение концентрации микроэлементов, в том числе металлов проводилось в лаборатории спектрального анализа института горнохимического сырья (ГИГХС). Работа проводилась на базе АОЗТ "ВМС ТН Технологии",
лаборатории металлогении месторождений углеводородов ИПНГ РАН, лаборатории исследования скважин Волго-УралНИПИгаза.
Диссертация выполнена в ИПНГ РАН под научным руководством к.г-м.н. Схибицкой Н.А., которой автор приносит глубокую благодарность. Автор весьма признателен Цивинской Л.В., Яковлевой О.П., Домановой Е.Г., Лазареву В.И. за ценные советы и консультации, а также сотрудникам геологической службы Оренбургского газопромыслового управления за предоставленную возможность знакомства с архивными материалами и за помощь в работе по сбору исходного фактического материала.