Разработка Ярегского месторождения
ВВЕДЕНИЕ
Запасы
природной нефти, как известно, ограничены,
а потребности в ней столь
велики, что уже сегодня возникает
острая необходимость использования
разведанных запасов
Проблема
повышения отбора нефти из недр является
важнейшей народнохозяйственной задачей.
Решение этой проблемы в значительной
степени связано с внедрением
новых методов разработки и увеличения
нефтеотдачи пластов. Для залежей
высоковязкой нефти и природных
битумов решение вопросов увеличения
нефтеотдачи и улучшения
Ярегское
месторождение является первым месторождением
в России и за рубежом, на котором
успешно проведенные в
Ярегское месторождение, расположенное в 18 км к юго-востоку от Ухты, было открыто в 1932 году. С 1935 года по 1945 год на двух участках общей площадью 0.434 км2 проводилась опытная разработка скважинами с поверхности земли. Всего было пробурено 69 скважин по треугольной сетке при расстоянии между скважинами от 75 до 100 м. За 10 лет разработки было добыто 34.8 тыс.т нефти, в среднем по 505 т на одну скважину.
В силу высокой
вязкости ярегской нефти добыча ее
обычным поверхностным способом
оказалась затруднительной и
нерентабельной. Небольшой промысел,
организованный на поверхности, позволил
отобрать 1.7% от геологических запасов
при высокой себестоимости
65 лет
назад (9 июня 1937 года) была заложена
первая нефтяная шахта. С
На первом
этапе с 1939 года по 1954 год разработка
центральной части
При ухтинской системе продуктивный пласт разбуривался по плотной сетке (от 12 м до 25 м по забоям скважин на подошве пласта) неглубоких скважин из буровых камер расположенных на 20 – 30 м выше кровли продуктивного пласта.
При уклонно-скважинной системе продуктивный пласт разбуривался из расположенной в продуктивном пласте кольцевой добывающей галереи системой протяженных по пласту горизонтальных скважин, размещенных веерообразно по площади разрабатываемого участка в несколько ярусов.
Опытные работы по закачке пара в пласт в шахтных условиях на Ярегском месторождении были начаты в середине 1968 года, когда шахтная разработка месторождения на естественном режиме находилась в завершающей стадии, а нефтеотдача на отработанных площадях составляла всего около 4%.
Организация упомянутых выше опытных работ была результатом проведения в 1966-1967 годах ВНИИ совместно с ЯНШУ (Ярегским нефтешахтным управлением) и Ухтинским отделом ВНИИгаза первого анализа разработки Ярегского месторождения за 30 лет его освоения.
Положительные
результаты первых опытных работ
по закачке пара в пласт в шахтных
условиях позволили ВНИИ совместно
с ПечорНИПИнефтью и Ярегским
нефтешахтным управлением в 1970-1973 годах
составить технологические
Технологическая схема теплового воздействия на пласт для центральных площадей Ярегского месторождения, являющихся объектом первоочередной термошахтной разработки, была составлена в 1970 году. Она базировалась на положительных результатах первых опытных работ, основной объем которых проводился с надпластового горизонта с использованием скважин ухтинской системы разработки. Причем, как закачка пара, так и отбор нефти осуществлялись через скважины, пробуренные с надпластового горизонта.
Технологические схемы 2, 3 предусматривали использование ряда систем термошахтной разработки. В процессе опытно-промышленных работ было доказано, что наиболее эффективной является двухгоризонтная система, основная сущность которой заключается в наличии двух горизонтов горных работ. Один горизонт горных работ имеет горные выработки, расположенные выше нефтеносного пласта для подачи теплоносителя в пласт. Второй горизонт горных работ – добывающая галерея, расположенная в нижней части продуктивного пласта для отбора нефти (авторское свидетельство № 468529). С 1972 года началось промышленное внедрение этой технологии на центральных площадях трех нефтяных шахт НШУ «Яреганефть».
Для определения
целесообразности и экономической
эффективности вторичной
В соответствии с ТЭО каждое из существовавших тогда трех шахтных полей должно было делиться на два самостоятельных, отрабатываемых отдельными нефтяными шахтами, т.е. предусматривалось провести реконструкцию производственных мощностей трех существующих нефтяных шахт и построить три новые нефтяные шахты.
В первую
очередь строительства
В настоящее время большинство построенных зданий и сооружений поверхностного комплекса пришли в непригодность.
Лицензионный
участок ОАО «Битран» занимает центральную
наиболее продуктивную часть III пласта
Ярегской структуры. Его площадь
составляет 13.924 км2. Если лицензионный
участок схематизировать прямоугольником,
то его размеры по простиранию месторождения
7.1 км, а вкрест простирания, а точнее в
районе НШ-2 –
1.5 км, а наиболее широкая часть в северной
части участка – 3 км. Из указанной площади
по ухтинской системе отработано 11.913 км2,
а по уклонно-скважинной системе –
2.011 км2. Начальные балансовые запасы
нефти составляют 82773 тыс.т, начальные
извлекаемые – 37248 тыс.т добыто 3185 тыс.т
(около 4%), за счет применения термического
воздействия 12000 (около 14.5%), всего добыто
15186 тыс.т (18.3%). Остаточные балансовые запасы
составляют 67587 тыс.т, извлекаемые – 22062
тыс.т.
Добыча нефти осуществляется тремя нефтяными шахтами. Разработка месторождения осуществляется поэлементно. Уже отработанно 13 элементов (блоков) с общей площадью 1898 тыс.м2. Как показал опыт разработки Ярегского месторождения, на площадях лицензионного участка, отработанных ранее шахтным способом на естественном режиме, где не применялось еще паротепловое воздействие с высокой эффективностью может быть применена освоенная на месторождении термошахтная технология в различных ее модификациях.
Проектные документы составлялись ранее для каждой нефтяной шахты.
Технологическая
схема разработки первого шахтного
поля Ярегского месторождения
В 1981 году
ВНИИ была составлена технологическая
схема термошахтной разработки второго
шахтного поля Ярегского месторождения,
а в 1982 году институтом «ПечорНИПИнефть»
- технологическая схема
В 1984 году была составлена технологическая схема разработки третьего шахтного поля на нефть и титан, предусматривающая разработку его двумя самостоятельными шахтами 3 и 3-бис.
Освоение
запасов нефти шахтных полей 1,
2 и 3 велось в соответствии с технологическими
схемами с применением
По упомянутым
выше документам нефтешахтное управление
(НШУ) «Яреганефть» проводило работы
до 1991 года. С 1991 года работы по добычи
нефти и ее переработке проводило
ЗАО «Битран», которое 09.08.2000 г. было
преобразовано в ОАО «Битран».
Объектом добычи нефти в настоящее
время (на середину 2002 года), является лицензионный
участок Ярегского
Не разработанные
площади Ярегского
ГЕОЛОГО-ПРОМЫСЛОВАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЯРЕГСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
- Общие сведения о месторождении
Ярегское
месторождение открыто в 1932 г., расположено
в 18 км к юго-западу от г. Ухты – центра
одноименного административного района
Республики Коми. Оно расположено
в пределах крупной пологой и
ассиметричной Ухтинской
Нефтяная
залежь размером 36×4÷6 км пластового сводчатого
типа высотой 78 км, контролируется Ярегской,
Лыаельской и Вежавожской структурами
третьего порядка. Промышленные запасы
нефти находятся в ІІІ пласте
приуроченного к
Соответствующие упомянутым структурам третьего порядка и примерно одинаковые по размерам собственно Ярегский и Лыаёльский своды по кровле пласта на глубине от 130 м на западе до 200 м на востоке, при резко асимметричном строении, имеют пологие крылья (от 1 до 30), вытянутые в северо-западном региональном направлении. Между собственно Ярегским и Лыаёльским сводами, где располагается вновь выделенное шахтполе 2бис, над поперечным поднятием фундамента вырисовывается Южноярегский купол высотой 45 м, имеющий северо-восточное простирание оси. Обзорная схема размещения площадей Ярегского месторождения показана на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 - Обзорная схема размещения площадей Ярегского месторождения
- История освоения месторождения
Ярегское месторождение
- опытная разработка скважинами,
пробуренными с поверхности
- шахтная дренажная разработка за счет естественной энергии пласта;
- термошахтная дренажная
Опытная эксплуатация скважинами с поверхности началась в 1935 г. На двух участках площадью 28,4 и 15,0 га. Размещение скважин осуществлялось по треугольной сетке с расстоянием между скважинами от 75 до 100 м. На первом участке было пробурено 48 скважин, а на втором – 21. Всего с 1935 по 1945 г. Добыто 38,5 тыс. т нефти. Нефтеизвлечение не превысило 2 %
С 1937 г. Была заложена первая нефтяная шахта и с 1939 г. Началась шахтная добыча нефти на естественном режиме истощения пластовой энергии. К началу 50-х годов прошлого века на месторождении было построено три шахты.
С 1939 по 1974 г. проводилась шахтная дренажная разработка за счет естественной энергии пласта. За это время было пробурено более 92 тыс. скважин длиной от 40 до 280 м. Большое количество пробуренных скважин создало искусственную трещиноватость в пласте. За период шахтной разработки на естественном режиме добыто 7,4 млн. т нефти. Нефтеизвлечение на отработанной площади составило 4÷6 %.
В 1968-1971
гг. на Ярегском месторождении были
проведены научно-
С 1972 г. термошахтный
способ разработки применяется на Ярегском
месторождении в промышленном масштабе.
Этот способ показал высокую
- Тектоническое строение
Ухтинская брахиантиклинальная складка – главная структура второго порядка на Южном Тимане – структуре первого порядка. Она имеет простирание около 335°, длинную ось порядка 225 км и короткую – 60 км (по выходам верхнего карбона). Более крутое юго-западное крыло её погружается под углом от 2° до 3°20¢, а широкое северо-восточное – под углом 1°30¢.
В своде складки
устанавливается несколько
Ярегское месторождение
приурочено к инверсионному поднятию,
ограниченному системой нарушений,
протягивающихся в северо-
Восточный сброс, выявленный при доразведке Ярегского месторождения на рудные ископаемые в 1967-1968 гг., тоже представляет собой зону нарушения типа ступенчатого сброса с амплитудой смещения по фундаменту от 10 до 30 м, вблизи Верхнеижемского блока - до 80 м.
Инверсионное
поднятие, заключённое между указанными
системами нарушений, и является
«сводовой частью Ухтинской складки»
в исторически сложившемся
Детальное изучение геологического строения Ярегского месторождения, особенно в процессе его разработки шахтным способом, показывает, что кровля 3-го пласта совпадает с выступом кровли метаморфических сланцев.
В современном
рельефе сланцевого фундамента в
пределах месторождения выделяются
по меньшей мере четыре крупных тектонических
элемента, имеющих выдержанное северо-
На крайнем
востоке шахтных полей и
На тектонические
трещины северо-западного
Все породы месторождения
различной степени трещиноваты
и пересекаются дизъюнктивными нарушениями.
Особое значение это имеет для
продуктивных отложений, поскольку
в значительной степени определяет
их фильтрационно-емкостные
Дизъюнктивные нарушения на месторождении представляют собой относительно крупные трещины, сомкнутые или заполненные, зияющие или сопровождающиеся зоной дробления, которые под крутыми углами пересекают различные слои, пачки и тела и характеризуются обязательным смещением лежачего или висячего боков.
Среди них условно различаются:
- крупные, но относительно редкие, протяжённостью от 1 до 3 км с величиной смещения от 5 до 10 м;
- средние
по размеру, протяжённостью
- мелкие
дизъюнктивы, измеряемые
Все эти нарушения
хорошо видны при описании выработок
и нередко фиксируются
Все другие разрывы сплошности пород без их смещения относятся к трещинам. Более крупные трещины относятся к трещинам первого порядка, а трещины, которые обычно не выходят за пределы одного слоя, - к трещинам второго порядка. Кроме того, можно выделить микротрещины, изучаемые только в шлифах.
Шахтная разработка
месторождения показала, что лежащие
на фундаменте девонские отложения
осложнены многочисленными
Распространённость нарушений определяется их вскрытием в среднем через каждые 25 м протяжённости горной выработки.
Более крупные нарушения сопровождаются мощными зонами дробления и милонитизации в висячем боку, а смещения крыльев достигают 20 м по вертикали. В разрушениях, секущих весь разрез, амплитуда возрастает с глубиной и по кровле метаморфических сланцев в 3 раза больше, чем по кровле 3-го пласта. Сбросы чередуются с взбросами по типу чередования горстов и грабенов. В направлении от центральных к периферийным участкам структуры смещения принимают более выдержанный характер.
Дизъюнктивные нарушения имеют разнообразное простирание, но преобладает продольное - северо-запад-юго-восток (СЗ-ЮВ). Связь между амплитудой смещения и протяжённостью не наблюдается.
По данным
шахтной разработки продуктивный пласт
3 Ярегского месторождения
- Литолого-стратиграфическая характеристика разреза
В основании
продуктивного разреза
Венд-рифейские
образования сложены различными
тонкослоистыми (полосчатыми, ленточными)
сланцами, а также массивными кварцитами
и метаморфизованными кварцитовидными
песчаниками. Сланцы преимущественно
зеленовато-серые серицит-
Непосредственно под девонскими отложениями на Ярегской площади залегают сланцы, местами выветрелые на глубину от 0,3 до 4 м и более. Эти разрушенные в дресву или до глин, но местами сохранившие сланцеватую структуру, обычно почти белые, а местами красно-бурые, породы имеют каолинит-гидрослюдистый состав с участием аутогенного сидерита. В красно-бурых разностях присутствует гематит и лимонит за счёт окисленного пирита. Кора выветривания чаще отмечается в депрессиях фундамента.
Сланцы, главным
образом графитизированные
Венд-рифейская
метаморфизированная толща
Тектоническими
трещинами северо-западного, северо-восточного,
субмеридионального и субширотного
простираний толща сланцев
Средний
девон, живетский ярус. Эродированная
поверхность венд-рифейских
Базальный пласт песчаников среднего-верхнего девона или пласт 3 местной промысловой номенклатуры по Ухтинской складке, продуктивный на Ярегском месторождении, сложен тремя литологическими пачками терригенного состава: нижней, средней и верхней (последняя пачка относится уже к верхнему девону). Нижняя пачка пласта 3 средней толщиной на Ярегской площади около 30 м, а на участке работ около 20 м, в свою очередь состоит из двух частей: большей нижней, сложенной разнозернистыми лейкоксен-кварцевыми песчаниками с прослоями аргиллитов, и меньшей верхней, соответствующей так называемым «надрудным алевролитам». Песчаники нижней пачки, с которыми связана уникальная россыпь титановых минералов (главным образом лейкоксена), называются также «основным» или «нижним рудным горизонтом». На площади района работ они являются водонасыщенными.
Олигомиктовые песчаники нижней части нижней пачки 3 пласта слагают основную нижнюю титановую россыпь месторождения. Внизу разреза чаще всего залегают наиболее грубозернистые, местами конгломератовидные песчаники с гравием и различными по крупности (от 2 до 6 см) плохо окатанными гальками кварца и кварцита.
Средняя, более
выдержанная часть разреза
Верхняя часть
разреза основного рудного
Коллекторами являются разнозернистые, средне-мелкозернистые хорошо сортированные, слабоглинистые, тонкозернистые песчаники. Алевритистые и глинистые тонкозернистые песчаники, и глинистые конгломераты для нефти слабопроницаемы.
Отложения средней пачки пласта 3 с размывом и перерывом перекрывают породы нижней. Сложены они кварцевыми хорошо сортированными, косослоистыми, преимущественно мелко- и тонкозернистыми песчаниками с подчинённым участием разнозернистых и прослоев аргиллитов и алевролитов, а также имеют предположительно русловый генезис.
Верхний девон: нижнефранский и среднефранский подъярусы. Джьерский горизонт нижнефранского подъяруса на Ухтинской складке включает часть разреза поддоманиковых отложений от подошвы верхней пачки 3 пласта до кровли пласта 2.
Верхняя пачка пласта 3-го несогласно перекрывает отложения средней и нижней пачек. От нижележащих пачек он отличается наименьшей (в среднем до 4,0 м) и невыдержанной (от 0 до 14 м) толщиной, а также в основном грубозернистым, но неоднородным составом, повышенной глинистостью, сидеритизацией и весьма слабой сортированностью как по крупности, так и механической устойчивости материала. Песчаники полимиктовые (лейкоксен-кварцевые) и содержат дресву метаморфических сланцев. Они слагают слабо выдержанную титановую россыпь. Предполагается, что эти образования соответствуют базальным отложениям раннетиманской трансгрессии, и грубозернистые и конгломератовидные их разности являются в основном пляжными образованьями.
Как правило, 3-ий
пласт почти повсеместно
Надпластовые
аргиллиты представляют собой горизонтально-слоистые
глинистые отложения
Вышезалегающая
туфобазальтовая (туфодиабазовая) толща
(или «туфоидные слои») сложена различными
туффитами с подчинёнными прослоями
туфобрекчий, туфопесчаников и туфоидных
глин. Среди туффитов встречаются
пластовые тела диабазов и базальтов,
реже встречаются диабазовые дайки.
Средняя толщина туфоидных