АННОТАЦИЯ 2
СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ 4
СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ 5
ВВЕДЕНИЕ 7
1. Геологическое описание объекта разработки и метода исследования 8
1.1 Литолого-Стратеграфическая характеристика пермских отложений 8
1.2 Уфимско-нижнеказанский терригенный природный резервуар 14
1.3 Ашальчинское месторождение 15
1.4 Облагораживание высоковязких нефтей в условиях каталитического акватермолиза в присутствии породообразующих минералов 26
1.5 Промысловые испытания внутрипластового паротеплового каталитического облагораживания высоковязких нефтей 29
2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 31
2.1 Исходные материалы 31
2.2 Методы и объекты исследования 31
2.2.1 Объекты исследования 31
2.2.2 Моделирование процесса акватермолиза с применением лабораторного автоклава высокого давления 31
2.2.3 Определения группового состава битумоидов методом SARA-анализа 32
2.2.4 Исследование образцов битумоидов с использованием других методов анализа 33
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРЕМЕНТОВ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 47
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
За последнее десятилетие в структуре мировых ресурсов углеводородов существенно возросла доля трудноизвлекаемых запасов, в том числе высоковязких нефтей (ВВН) и природных битумов (ПБ). При этом добыча такого сырья растет значительно медленнее, чем его доля в общем объеме запасов. Этот дисбаланс, особенно характерный для старых добывающих регионов, ведет к сокращению ресурсной базы и ухудшению ее качества.
Мировые ресурсы тяжелых и битуминозных нефтей значительно превышают запасы легких нефтей и оцениваются в количестве 750 млрд тонн. Наиболее крупными запасами располагают Канада (386 млрд тонн, из которых 25 млрд тонн извлекаемые) и Венесуэла (335 млрд тонн, из них 70 млрд тонн извлекаемые), значительные запасы также имеют Мексика, США, Россия, Кувейт и Китай. На территории Российской Федерации основная часть ресурсов высоковязких нефтей и природных битумов приурочена к месторождениям Волго¬Уральской, Тимано-Печорской и Западно-Сибирской нефтегазоносных провинций, их геологические ресурсы по разным оценкам составляют 30-75 млрд. тонн. Вопрос освоения ресурсов таких нефтей особенно актуален сейчас, в связи со снижением в последнее время объемов прироста запасов кондиционных нефтей.
Основные методы разработки месторождений ВВН и ПБ являются внутрипластовое горение, циклическая закачка пара, циклическая закачка воздуха, площадная закачка парогаза и другие технологии добычи ПБ.
Все эти методы осуществляются с целью изменения реологических свойств, частичного разрушения структуры асфальтенов для повышения степени извлечения и улучшения характеристик извлекаемых нефтей. Это достигается посредством частичного превращения флюида в пласте в результате закачки теплоносителя и реагентов.
К числу таких реагентов можно отнести катализаторы, в качестве которых, чаще всего, применяют соединения металлов переменной валентности (Mo, Co, Ni, V, Fe). Их вводят в наноразмерном состоянии или в виде прекурсоров, при разложении последних непосредственно в пласте при определенной температуре образуется активная форма катализатора, оксиды или сульфиды металлов, интенсифицирующие реакции крекинга, гидрокрекинга, гидролиза и гидрогенолиза. Все это приводит к улучшению качества добываемой нефти, снижению ее вязкости, а также снижению затрат на последующую транспортировку и переработку тяжелого углеводородного сырья.
Анализ научно-технической литературы позволил установить геологические, географические. характеристики Ашальчинского меторождения высоковязкой нефти РТ, а также выявить пути решения существующей проблемы снижения вязкости нетрадиционной нефти в условиях паротеплового воздействия непосредственно внутри пласта с использованием катализаторов реакций гидрогенолиза, гидрирования и гидрокрекинга при наличии в системе доноров водорода.
Проведены экспериментальные исследования синтезированного катализатора в процессе каталитического преобразования нативного битумоида в составе песчаника, отобранного с Ашальчинского месторождения, при температуре 200 °С, а также с добавлением донора водорода.
На основании результатов физико-химических исследований (определение группового состава по методу SARA, MALDI и ИК-спектроскопии, элементным анализом и газовой хроматографией) установлено, что применение катализатора интенсифицирует процессы распада высокомолекулярных компонентов и снижение их средней молекулярной массы вследствие разрыва химических связей углерод-гетероатом и отрыву алкильных заместителей, что в свою очередь приводит к увеличению доли низкомолекулярных нормальных и изопреноидных алканов в насыщенной фракции продуктов опытов. Вместе с тем, протекание реакции гидрогенолиза обеспечивает снижение степени осерненности, что является важным моментом в осуществлении разработки нефтяных месторождений с высоким содержанием серы.
