Российские запасы тяжелой нефти и ее переработка

Основные запасы тяжелого и кислого нефтяного сырья сосредоточены в Волго-Уральском бассейне, здесь же расположены месторождения битумов. Легко-извлекаемые нефтяные пески Melekess Волго-Уральского бассейна могут вполне стать частью доказанных нефтяных объемов России. Общая площадь Арланского месторождения составляет 460 км², присутствуют тяжелые нефти (плотность 0,88−0,89 г/см?, содержание серы 2,4−3,6%.) и битуминозные пески. Общая глубина вскрытого нефтеносного осадочного покрова составляет 3000 м.

Большая часть битуминозных месторождений и месторождений тяжелой нефти в России требует применения эффективных технологий глубинной добычи. За последние годы Россия начала использовать новые методы добычи тяжелой нефти, в частности применен метод парового дренажаSteam Assisted Gravity Drainage (SAGD). Однако применение SAGD при добыче тяжелой нефти является единичным случаем и не меняет общей сложной технологической картины, имеющей место в РФ. На сегодняшний день основные технологические инвестиции России были ориентированы на классическую нефтедобычу, а также добычу в арктических условиях. Во времена СССР в небольшом количестве продвигались технологии для переработки тяжелого и экстра-тяжелого нефтяного сырья, но в настоящий момент имеющихся в России технологий недостаточно даже для облагораживания низкокачественной товарной нефти.

Труднодоступные и на сегодняшний день технически не восстанавливаемые битумы РФ находятся в основном в алмазоносном и золотоносном Лено-Анабарском междуречье, расположенном в отдаленной части Восточной Сибири. Предполагаемый объем запас нефти месторождения составляет 212 млрд. баррелей (около 28,5 млрд. тонн). В настоящее время разработка этих месторождений является технически нереализуемой задачей из-за полного отсутствия инфраструктуры в этом регионе. Однако добыча нефти из месторождений в Лено-Анабарском бассейне может рассматриваться в комплексе с добычей золота и алмазов. Здесь следует подчеркнуть, что развитие новых технологий глубинной добычи нефтяного песка в Лено-Анабарском регионе может позволить вывести технически-недоступные запасы экстра-тяжелой нефти в разряд доказанных объемов РФ, это может значительно изменить общую мировую картину нефтяных запасов.

Для технически-доступной тяжелой нефти Волго-Уральского бассейна актуально применение технологии «облагораживания» с целью повышения её экспортного потенциала. Очевидно, чем выше плотность сырья, тем дороже технология. Переработка тяжелой нефти позволяет получить высококачественные нефтепродукты с низкой удельной плотностью и сернистостью. Экономически целесообразно повысить качество тяжелой и кислой нефти Волго-Уральского бассейна, а не смешивать ее с высококачественным сортом Siberian Light для получения экспортной смеси Urals.

Технология переработки эстра-тяжелой нефти в облегченные синтетические продукты основана на комбинировании традиционных технологий, применяемых на НПЗ: коксовании, гидроочистке, удалении серы, гидрокрекинге и производстве водорода. В последние годы технология усовершенствована за счет производственных процессов: висбрекинга, деасфальтизации, гидрокрекинга остатков, гидроочистки газойлей, газификации тяжелой нефти.

Малосернистую высококачественную нефть без недистилируемых остатков получают путем переработки тяжелых остатков нефти, гидрокрекинга и коксования наряду с гидроочисткой фракций. Малое количество серы обеспечивается за счет гидроочистки.

Тяжелая нефть — это разновидность сырой нефти битуминозного и вязкого типа, обладающей плотностью 0,917−1,022 г/см3 и характеризующейся наличием в ее составе очень крупных молекул, состоящих на 90% из серы и различных металлов. Тяжелую нефть в ее природном состоянии невозможно выкачивать обычными методами. В большинстве случаев для того, чтобы обеспечить течение горючей жидкости подобного типа по трубопроводу или поступление ее в скважину, необходимо провести ее предварительное растворение или нагревание.

Тяжелые нефти, относящиеся ко второй группе, имеют удельный вес около 0 9 и выше; в них наблюдается уже заметное содержание асфальтенов, содержание же смол поднимается в них до 10 — 15% и выше. Примерами этого рода являются тяжелые бакинские, майкопские и калужская нефти. Между легкими и тяжелыми нефтями намечается еще промежуточный тип, не укладывающийся в очерченные выше границы; сюда относятся, например, бибиэйбатская нефть и легкая майкопская.

Тяжелые нефти, нефтяные остатки, а также такие продукты, как битумы, пеки, являются структурированными системами уже при обычных комнатных температурах. Тяжелые нефти, содержащие высокомолекулярные асфальтено-смолистые компоненты, полимерные растворы, представляют собой дисперсные системы.

Такая перестройка структуры может происходить очень долго, например, по данным [19], у полимерных растворов продолжительность перестройки может составлять сутки и даже месяцы. При этом время релаксации отдельных звеньев макромолекул мало и составляет доли секунды.

Тяжелые нефти могут быть использованы для обеспыливания грунтовых, грунтогравийных и грунтощебеночных дорог по методу пропитки и смешения на месте, для устройства защитных ковриков из пропитанных нефтью песчаных грунтов, для устройства оснований и покрытий на дорогах V категории и внекатегорийных дорог с интенсивностью движения не более 200 — 300 автомобилей в сутки. В отдельных случаях можно получать комплексные вяжущие из сырой тяжелой нефти и вязкого или твердого (строительного) битума.

Тяжелые нефти, как правило, залегают в песках более крупнозернистых, лучше проницаемых и приуроченных к низам балаханской свиты и к нижнему отделу продуктивной толщи.

Тяжелые нефти и битумы являются одним из важнейших перспективных источников углеводородного сырья. На территории Татарстана сравнительно на небольшой глубине имеются большие запасы таких углеводородов. В настоящее время некоторые залежи природных битумов введены в разработку. Многие методы добычи и повышения битумоотдачи испытываются на этих залежах. Опыт их реализации, несомненно, будет полезен в ближайшем будущем.

Тяжелая нефть из III пласта добывается шахтой. Из воды сланцев извлекаются радий и различные соли. Газ из воды сланцев идет на отопление крупного завода.

Тяжелая нефть с плотностью, близкой к 1 0 г / см, может затонуть.

Тяжелые нефти добываются с помощью вторичных и третичных методов. В Венесуэле горизонтальные л наклонно-направленные СКВаЖИНЫ, скважины малого диаметра, увеличение степени извлечения нефти с помощью сольвантов и пенных агентов являются важными факторами уменьшения себестоимости добычи тяжелой нефти. Новое насосное оборудование, интеграция с передовым моделированием и 3D сейсмикой являются весьма эффективными.

Тяжелые нефти и природные битумы относятся к нетрадиционным видам углеводородного сырья. Вместе с тем по физико-химической характеристике, условиям добычи и переработки тяжелые нефти занимают промежуточное положение между обычными нефтями и природными битумами.

Тяжелые нефти и битумы отличаются от обычных нефтей повышенным содержанием металлов (ванадия, никеля, железа, молибдена, меди, натрия), серы, азота и асфальтенов.

Тяжелые нефти Катанглийского, Охинского и 16-го и 17-го пластов Восточно-Эхабинского месторождений по своим свойствам близки к нефтяным битумам марки Б-1 по ГОСТ 1972– — 52, применяемым в дорожном строительстве в качестве обеспыливающего средства и растворителя битумов более высоких марок.

Тяжелая нефть подается на блок обезвоживания и обессоливания. Процесс обезвоживания и оо ессоливания осуществляется при температуре 85 — 90 С в три ступени. Нагрев до требуемой температурь осуществляется в теплообменнике 13 за счет охлаждаемого готового битума. S нагнетательный трубопровод насоса подается 2% - ный водный раствор деэмульсатора из расчета ЭЪ-ЮЬ г ЮС — го деэмульгатора (диссольван 4411 или проходит) на I т нефти. Раствор деэмульгатора готовится в емкости 4 при температуре не зише 40 С.

Тяжелая нефть содержит малое количество легколетучих фракций и, выделяя малое количество паров, создает взрывоопасные смеси с воздухом. Сырая нефть (а также бензин, бензол) создает высокую концентрацию горючих паров в газовом пространстве и часто выше верхнего предела взрываемости. Температура хранения нефтепродуктов оказывает большое влияние на процентное содержание паров в газовом пространстве резервуаров и на степень их опасности.

Тяжелые нефти в лампах не горели, легкие светлые нефти вызывали взрывы и пожары, а парафинистые давали густую копоть и вспышки.

Тяжелые нефти, относящиеся ко второй группе, имеют удельный вес около 0 9 и выше; в них наблюдается уже заметное содержащие асфальтенов, содержание же смол поднимается в них до 10 — 15% и выше. Примерами этого рода являются тяжелые бакинские, майкопские тт калужская нефти. Между легкими и тяжелыми нефтями намечается еще промежуточный тип, не укладывающийся в очерченные выше границы; сюда относятся, например, биби-эйбатская нефть и легкая майкопская.

Тяжелая нефть характеризуется высокой плотностью (g20 — 0 970 — 4 — 0 980) и относится к высок осмол истым (смол сернокислотных 25 — 72%; коксуемость 5 5 — 9 0%), беспарафиновым неф-тям. Нефть практически не содержит бензиновых фракций.

Тяжелая нефть, залегающая в нижнесарматских отложениях XI-XIII горизонтов, имеет плотность Q4 0 986 и является высокосмолистой (смол сернокислотных до 70%), малосернистой (серы 0 46%), беспарафиновой. По групповому углеводородному составу нефть принадлежит к нафтено-ароматическим.

Тяжелые нефти могут быть встречены только на ограниченных участках восточного борта впадины.

Бибиэйбатская тяжелая нефть представляет собой смесь пластовых нефтей, начиная примерно от XIV свиты, включая КС, с содержанием смол до 27% и низкой температурой застывания мазута.

Малгобекская тяжелая нефть и нефть участка Бековичи по основным свойствам аналогичны нефти северной и южной антиклиналей Вознесенского месторождения.

Тяжелые нефти разных горизонтов аналогичны по свойствам. Это высокосмолистые (коксуемость до 7 3%; смол сернокислотных до 62%), беспарафиновые, малосернистые нефти.

Более смолистые и тяжелые нефти нагревают на водяной бане в круглодонной колбе с обратным холодильником. Для повышения эффективности обезвоживания в колбу добавляют хлористый кальций. Выделяющаяся вода конденсируется в верхней части колбы, и ее удаляют фильтровальной бумагой после охлаждения колбы. Эту операцию повторяют до тех пор, пока вода не перестанет выделяться на стенках колбы. Необходимо следить за температурой бани, чтобы не допустить кипения легких фракций нефти. По окончании высушивания нефть фильтруют через стеклоткань.

Наиболее высокосмолистая, тяжелая нефть в Урало-Эмбенском районе Казахстана залегает на крайнем юге — месторождение Кара-Арна. В начале открытия этой нефти ею заинтересовались научные сотрудники Института нефти и природных солей АН КазССР, полагая, что в ней имеются ценные химические продукты. Позднее институт ограничился заявлением, что в.

Тяжелая нефть отдельных площадей месторождения Зыбза-Глубо — кий Яр смешивается и под наименованием ильской тяжелой нефти поступает на переработку.

Хотя тяжелая нефть относится к нетрадиционным видам углеводородного сырья, фактически в экономическом и технологическом смысле она является переходным звеном от обычных легких и средних нефтей к природным битумам.

Понятие тяжелая нефть (heavy oil) не имеет однозначного определения. В разных странах в эту группу включаются нефти, характеризующиеся различными величинами плотности и вязкости.

Такие высокопарафинистые и тяжелые нефти являются аномально вязкими.

Движение тяжелых нефтей некоторых месторождений описывается законом фильтрации с начальным градиентом давления. В соответствии с этим законом движение жидкости прекращается при малых (меньше предельного) градиентах давления. Поэтому при движении с начальным градиентом возможно образование внутри пласта зон неподвижной нефти — застойных зон и целиков, что и сказывается на полноте извлечения нефти.

Для тяжелых нефтей она может быть значительно больше вследствие большей остаточной гидрофобности песчаников в залежах тяжелой смолистой нефти.

Залежи тяжелой нефти и небольшая газовая шапка установлены в отложениях верхнего отдела продуктивной толщи в пределах юго-восточной периклиналыгой части складки.

Для тяжелых нефтей древесные стружки не применяют. Из фильтра нефть, предварительно очищенная от основного количества воды, поступает в отстойную секцию, где происходит окончательная ее очистка от воды.

Залежь тяжелой нефти приурочена к карбонатам ископаемого рифового массива раннепермского (Piar) возраста. Проницаемостная изменчивость коллектора определяется неравномерной подробленностью трещинами и кавернозностью.

В тяжелой нефти содержатся более тяжелые углеводороды, чем в легкой, а также больше акцизных смол и ПАВ, определяющих смазочную способность.

Из тяжелых нефтей дорожные битумы могут быть получены при атмосферной или неглубокой вакуумной перегонке. Для легких нефтей это не всегда возможно, так как на обычном оборудовании трудно достичь нужной глубины отбора дистиллятов.

Для тяжелых нефтей, которые характеризуются вязкоупругими свойствами, вязкость в пористой среде возрастает с увеличением скорости фильтрации.

Для тяжелой нефти ситуация иная, поскольку Ду мало и дн велико. Возможна ситуация, когда коэффициент, а близок к единице и, соответственно, s существенно меньше максимального значения зодонасы-щенности. Такой случай соответствует частичному выносу воды из забоя.

Из тяжелых нефтей дорожные битумы могут быть получены при атмосферной или неглубокой вакуумной перегонке. Для легких нефтей это не всегда возможно, так как на обычном оборудовании трудно достичь нужной глубины отбора дистиллятов.

Для тяжелых нефтей эти кривые идут гораздо круче, чем для легких.

ТАД тяжелых нефтей и нефтяных остатков с высокими коксуемостью и содержанием металлов, разработан в США и пущен в 1983 г. в эксплуатацию, мощность около 2 5 млн т / год.

Для тяжелых нефтей и высоковязких водонефтяных эмульсий возможность использования сетчатых насадок и насадок других типов определяется в каждом конкретном случае опытным путем.

Добыча тяжелой нефти на Шафрановском месторождении Нефтепромысловое дело и транспорт нефти: Науч.

Запасы тяжелых нефтей Волго — Уральской НГП составляют 26% от всех запасов по РФ. Тяжелые нефти сосредоточены на глубинах менее 1500 м в Татарском, Пермско-Башкирском, Жигулевском, Верхне-Камском, районах.

Для тяжелых нефтей характерно наличие корреляционной связи между отношением плотностей нефти и воды и индексом аномальности пластового давления, равным отношению пластового давления рпл в залежи к гидростатическому давлению / гид на глубине залегания залежи. На рис. 3.7 приведена такая зависимость по данным месторождений Урало-Поволжья.

Ресурсы тяжелой нефти уже в настоящее время являются объектом промышленного освоения в тех районах, где разработка месторождений может осуществляться с применением традиционной технологии. Однако реальный вклад этих ресурсов в общемировую добычу нефти пока остается очень небольшим, значительно меньшим, чем их доля в мировых ресурсах жидких углеводородов.

Использование тяжелой нефти для производства нефтепродуктов связано, как правило, с необходимостью предварительной (первичной) обработки (облагораживания) добываемого сырья в целях снижения плотности перерабатываемой нефти путем гидрогенизации (гидрокрекинга), коксования или частичного окисления ее тяжелых фракций. Дополнительные расходы на первичную обработку высоковязкой нефти оцениваются в 9 5 — 22 5 долл.

Запасы тяжелых нефтей в США оцениваются в 19 млрд. т геологических и 0 7 млрд. т разведанных. Тяжелые нефти уже в настоящее время являются объектом промышленной добычи в Венесуэле, Мексике, США и ряде других стран.

Использование тяжелых нефтей в естественном виде решает задачу устройства покрытий и оснований для дорог низких технических категорий. Подтверждением этого является опыт ряда зарубежных стран. Так, в США более 30% всего количества нефтяных битумов производится из специально отобранных тяжелых нефтей.

Выходы тяжелой нефти на северном борту Северо-каспийского бассейна, в районах, расположенных между Волгой и Уралом, были известны издавна, но им не придавалось значения.

Использование тяжелых нефтей в качестве сырьевой битумной базы значительно упростит проблему обеспечения дорожных и строительных организаций битумом и сократит дефицит дорожного битума, особенно в сельскохозяйственном автодорожном строительстве. Переработка тяжелых нефтей малодебитных скважин по битумному варианту на установках, расположенных в непосредственной близости от месторождений, экономически оправдана в сельскохозяйственных районах, так как специфика дорожного строительства позволяет использовать полученный битум в радиусе месторождения с небольшими транспортными расходами.

углеводородный сырье тяжелый нефть.