ПРОБЛЕМА РАЗЛОЖЕНИЯ КЕРОГЕНОСОДЕРЖАЩИХ ПОРОД БАЖЕНОВСКОЙ СВИТЫ

Вопрос добычи трудноизвлекаемых углеводородных запасов становится наиболее актуальным в связи с сокращением традиционной базы сырья России. В России доля «трудной» нефти растет, и на данный̆ момент она превышает 65 % от общего объема. Очевидно, что столь высокий процент получается в том числе за счет истощения легкоизвлекаемых запасов нефти. Наша страна является лидером по запасам трудноизвлекаемой нефти. А одним из крупнейших источников таких запасов является Баженовская свита.

Баженовская свита - группа нефтематеринских горных пород (свита), выявленная на территории около 1 млн км2 в Западной Сибири [1].

Для рентабельной добычи нефти на баженовской свите необходимо вовлекать в активную разработку неподвижный кероген.

Керогены – твёрдые полимерные органические материалы. Согласно теории появления органических нефтяных материалов, остатки растений и морских организмов под воздействием высоких температур и давления преобразуются в первую очередь в кероген, затем в битум и, наконец, в нефть и газ.

Таким образом, для обеспечения эффективного вовлечения в разработку углеводородного потенциала керогена необходимо ускорить естественный процесс его преобразования в подвижные углеводороды, что возможно с помощью повышения температуры в породах баженовской свиты [2].

Рассмотрим механизм разложения керогена.

Процесс деструкции протекает с увеличением объема и поглощением теплоты.

Общая схема последовательного термического разложения керогена по стадиям выглядит следующим образом (рис.1):

1. Первичное разложение: 1) выход легких продуктов – дезоксидация (в основном СО и СО2) в виде паров и газов; 2) деполимеризация макромолекул и переход органического вещества в пластическое состояние с образованием термобитума;

2. Крекинга термобитума с получением смолы;

3. Пиролиз смолы и асфальтенов с выделением лёгких фракций, газа (СН4-C4H10, О2, N2, СО, СО2, H2S) и твердого остатка (кокс, асфальтены и др).

Рисунок 1. Механизм разложения керогена

Для определения оптимальной температуры нагрева нами были проанализированы данные о лабораторном исследовании керна взятого с участков баженовской свиты.

Целью проводимых экспериментов являлось уточнение значения температуры пиролиза керогенсодержащей породы оптимальной для преобразования керогена в максимальное количество жидких углеводородов

В лабораторных, экспериментальных условиях получена рекомендуемая температура протекания пиролиза керогенсодержащей породы – 400°С, при которой происходит максимальный выход жидких углеводородов и отсутствует выпадение кокса.

Совершенно понятно, что для достижения такой температуры пласта подразумевается использование тепловых методов.

Таким образом, исходя из условий баженовской свиты, существует только три реальных способа осуществить нагрев керогена:

• внутрипластовое сжигание/окисление и термогазовое воздействие;
• применение бинарных смесей;
• применение теплоносителя.