УДК 622.276 (470.41)
© Коллектив авторов,1998
Ш.Ф. Тахаутдинов, Р.С. Хисамов (ОАО "Татнефть"), Р.Х. Муслимов (Аппарат при Президенте Республики Татарстан), И.Г. Юсупов, Р.Р. Кадыров, Б.Е.Доброскок (ТатНИПИнефть)
Sh.F. Takhautdinov, R.S. Khisamov (JSC "Tatneft"), R.Kh. Muslimov (Staff of President of Tatarstan Republic), I.G. Yusupov, R.R. Kadyrov, B.E. Dobroskock (TatNIPIneft)
Перспективы освоения гидроминеральных ресурсов нефтяных месторождений Урало-Поволжья
Perspective of hydromineral resources development of oil fields in Ural-Povolzhie
It is shown that formation and produced water of terrigenous Devonian are perspective hydromineral raw material, the reserves of which are practically inexhaustible. Tehnological principles and structure of complex for formation water processing with extraction of table salt, well killing fluid and bromine have been elaborated. By an example of NGDU "Irkinneft" the evaluation of efficiency of the elaborated complex for formation water processing has been performed, which confirmed the necessity and profitability of its construction. Annual profit, obtained from one ton of processed formation water is equivalent to profit, obtained from one ton of produced oil.
Г Г
одземные рассолы Урало-Поволжья в настоящее время привлекают внимание относительно высоким содержанием брома, стронция, йода, хлористого натрия, кальция, калия и других редких элементов и солей, имеющих промышленное значение. С нефтью извлекается более 120 млн. т/год попутных пластовых вод. По мнению некоторых специалистов, их рекомендуется использовать в качестве минерального сырья на первом этапе (продолжительностью 15-20 лет), на втором этапе необходимо ориентироваться на подземные промышленные воды терригенного девона, запасы которых практически неисчерпаемы [1].
Исследованиями ТатНИПИнефти показано, что самое высокое содержание брома, йода, стронция, калия, натрия соответствует терригенному комплексу девона. В направлении на юго-восток содержание брома и стронция в пластовых водах увеличивается. Так, на Ромашкин-ском месторождении брома и стронция содержится соответственно 800-900 и 400-600 мг/л, на Бавлинском - соответ-
ственно 1000-1100 и 450-530 мг/л. Содержание брома и стронция повышается также в направлении окружающих Татарский свод впадин. Содержание йода на всей территории остается в пределах 7-10, бора 8-16 мг/л, калия по единичным определениям 1000-1500 мг/л.
На первом этапе создания комплекса по переработке пластовой воды представля-
Таблица 1
ют интерес воды, добываемые с нефтью. Они поступают на установки подготовки попутной пластовой воды, где очищаются от нефти и используются для поддержания пластового давления (ППД). Попутные пластовые воды так же, как и подземные отвечают нормам, предъявляемым гидроминеральному сырью, предназначенному для извлечения поваренной
Месторождение, площадь Установки ИЯИ Минерализация, г/л Содержание микроэлементов мг/л
НИ йода брома
Первомайское ТХУ-2 A>+Ai 147 5,1 390
Елабужское ТХУ-3 ДМ 224 8,2 577
Сабанчинское УПВСН с,- 129 4.4 261
Бурейкинекое дне-з с,™ 208 6,8 358
Макаровское ДНС-5 с^+с. 236 5,3 465
Бавлинское ЭЛОУ-2 Д.+Р"8 134 3,4 562
Бавлинское ДНС-2 Д,+Рю 199 5,5 754
Акгашские очистные сооружения У-21 А+Д 139 6,3 402
Карамалинская Ромашкинского месторождения УПВС-28 А 230 8,5 842
УПВС-41 А 188 7,2 837
7/1998 77
Таблица 2
Таблица 3
Страна Мировое производство, тыс.т, за 1989 г.
брома йода
США 175 1,86
Израиль 120 -
Англия 25 -
Франция 18 -
Япония 15 7,6
Чили - 4,0
Туркменистан 7,2 0,53
Китай - 0,50
Азербайджан - 0,23
Украина 6,2 -
Россия 1.65 0,144
Продукт Потребность, Производство,
т/гад т/год
1994-1995 гг.
Бром 10003 1500
Йод 533 60
8503
473
Потребность в 2000 г., т/год
11192
844
соли, брома и йода. Результаты анализа попутных пластовых вод месторождений Татарстана приведены в табл.1. Как уже отмечалось, в естественных условиях наибольшие концентрации йода и брома установлены на восточном и юго-восточном склонах Южно-Татарского свода, куда входят Азнакаевская площадь Ромаш-кинского нефтяного месторождения и Ба-влинско-Сулинский район.
При закачке в продуктивный пласт воды (чаще пресной) с целью ППД химический состав подземных вод значительно изменяется в результате их разбавления: уменьшаются концентрации про-мышленно ценных компонентов, это видно из анализа содержания йода и брома в попутных пластовых водах разрабатываемых месторождений. На Первомайском и Бавлинском месторождениях содержание йода и брома снизилось почти в 2 раза. На Сабанчинском месторождении (базисный горизонт С1вв) минерализация и содержание брома также снизились почти в 2 раза.
Для получения йода и брома в этом отношении предпочтительны попутные пластовые воды Карамалинской площади Ромашкинского месторождения (базисный горизонт Д1), где ППД происходит в основном за счет попутных пластовых вод. В связи с этим в попутных пластовых водах данной площади наблюдается стабильно высокое содержание йода
и брома, равное соответственно 7,2-8,5 и 837 мг/л (см. табл. 1).
Таким образом, эти воды несомненно имеют промышленные кондиции. Кроме того, естественное снижение добычи нефти приводит к высвобождению рабочей силы, а существующая промышленная и социальная инфраструктура является важным подспорьем для создания рентабельного производства по комплексной переработке пластовых вод. Благодаря этому имеется реальная возможность получения дешевых химических продуктов и элементов, таких как пищевая поваренная соль, технический хлористый натрий, йод, бром, соляная кислота, каустическая сода и другие минеральные соединения. Часть их может быть использована непосредственно при добыче нефти, что значительно снизит ее себестоимость.
Опыт переработки пластовых вод с целью извлечения солей, йода и брома известен как в мировой, так и в отечественной практике [2, 3]. Так, в США заводы по производству брома сосредоточены в штатах Арканзас и Мичиган вблизи источников по переработке подземных рассолов [2]. В Японии йод выпускается шестью фирмами.
В России и странах ближнего зарубежья производителями йода и брома являются Троицкий и Пермский химические заводы, Нефтечалинский в Азербайджане и Челекенский в Туркменистане. На трех заводах используются подземные рассолы. Сырьевая база Челекенского, Пермского и Троицкого заводов обустроена в виде самостоятельных рассолопро-мыслов, что на 30-45% увеличивает капитальные вложения при строительстве и эксплуатации, поэтому на данный момент они работают на грани рентабельности. На нефтяных месторождениях Татарста-
на затраты на добычу попутно извлекаемой пластовой воды будут значительно ниже благодаря существующей инфраструктуре.
Из изложенного следует, что попутные пластовые воды и сами пластовые воды являются промышленно кондиционными и запасы их практически неограниче-ны. Имеющийся богатый мировой и отечественный опыт по переработке пластовых вод свидетельствует также о технической и технологической возможности переработки пластовых вод.
В настоящее время основные производители пищевой поваренной соли остались в странах ближнего зарубежья (Украина, Белоруссия, Казахстан). Дефицит поваренной соли до 2000 г. по некоторым районам Российской Федерации (данные института Галургии (ВНИИГ) г. Санкт-Петербург) следующий: Урало-Поволжье - 1,5 млн.т; Волго-Вятский район - 1,2 млн.т; Западно-Сибирский район - 2,15 млн.т. Потребность Татарстана в поваренной соли, по данным Государственного комитета Республики Татарстан по экономике, составляет 140 тыс.т, в том числе в пищевой 3035 тыс.т, кормовой 40-45 тыс.т, остальное техническая соль. Из приведенных данных видно, что рынок сбыта по поваренной соли по Татарстану и близлежащим регионам обширен. Предполагаемое потребление упаренного рассола в качестве жидкости глушения, определенное на основе запросов на 1.06.96 г. составляет по ОАО "Татнефть" - 10000 т, АО "Самаранефть" - 15000 т, АО "Удмурт-нефть" - 1000 т, АО "Оренбургнефть" -3500 т, АО "Башнефть" - 2500 т; всего 32000 т.
Мировое производство брома и йода и потребности в них России приведены в табл. 2 и 3, из которых можно сделать вывод об острейшем дефиците брома и йода. Из изложенного следует, что имеется надежный рынок сбыта продуктов переработки пластовых вод: поваренной соли, йода и брома.
78 7/1998
При выборе стратегии по технологии переработки пластовой воды необходимо остановиться на комплексном подходе, что подтверждается работами некоторых исследователей [4-7]. Нами предлагается следующий вариант переработки. На первой ступени проводится выпарка, которая сопровождается концентрированием рассола и выделением поваренной соли. Из концентрированного рассола, обогащенного бромом и йодом, выделяются бром и йод. На следующем этапе полученный бром перерабатывается в бромпроизводные. Такая схема позволяет экономично и рационально, на наш взгляд, извлекать полезные компоненты и использовать отходы производства. Начинать строительство комплекса мы рекомендуем с небольшого объема переработки пластовой воды, на основе этого можно будет отработать технологию и структуру производства, затем приступить к строительству более мощных производств. Местом привязки такого комплекса выбран район водозаборных скв.
9187 и 23556 НГДУ "Иркеннефть", расположенный около Карабашской УКПН. Этот участок обеспечен энергоисточниками (подстанция, котельная), имеется водовод с технической водой. Запасы пластовой воды из данных скв. позволят создать комплекс со следующей годовой производительностью: исходное сырье (пластовая вода), м3 -
169491* поваренная соль, т - 30000 жидкость глушения, м3 - 31000 бром, т — 132
Срок деятельности производства на основе подсчитанных ТатНИПИнефтью запасов воды составит не менее 25 лет.
В процессе выполнения технико-экономической оценки комплекса, выполненной ТатНИПИнефтью и Пермским филиалом НПО государственного института прикладной химии, были проработаны различные варианты при выборе выпарных установок и технологий по йодо-бромному производству.
По выпарным установкам были рассмотрены три варианта:
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.