автореферат диссертации по истории, специальность ВАК РФ 07.00.10
диссертация на тему: Исторические аспекты транспортировки высокозастывающей нефти в Западном Казахстане

Полный текст автореферата диссертации по теме "Исторические аспекты транспортировки высокозастывающей нефти в Западном Казахстане"

На правах рукописи

КАРЫМСАКОВА ЭЛЕОНОРА САПАРОВНА

ИСТОРИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ТРАНСПОРТИРОВКИ ВЫСОКОЗАСТЫВАЮЩЕЙ НЕФТИ В ЗАПАДНОМ КАЗАХСТАНЕ

Специальность 07.00.10 — "История науки и техники"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Уфа-2003

Работа выполнена в Уфимском государственном нефтяном техническом университете.

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор

Коршак Алексей Анатольевич

Научный консультант

доктор химических наук, профессор

Мовсумзаде Эльдар Мирсамедович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Теляшев Эльшад Гумерович

кандидат технических наук Гареева Татьяна Борисовна

Ведущее предприятие — ОАО «Уралтранснефтепродуктл

Защита состоится « 3 » июля 2003 года в 16-30 час. на заседании диссертационного совета Д 212.289.01 при Уфимском государственном нефтяном техническом университете по адресу: 450062, Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета

Автореферат разослан « 3 » июня 2003 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

Сыркин А. М.

Актуальность темы. Протяженность нефтепроводов Республики Казахстан составляет в настоящее время около 7 тыс. км. Они обеспечивают перекачку 70 млн т нефти. В то же время по объему ее разведанных запасов Казахстан занимает 12-е место в мире (без учета шельфа Каспия), располагая извлекаемыми запасами нефги 2,2'млрд т. Прогнозные ресурсы составляют 13 млрд т "черного золота". Таким образом, имеющаяся сеть нефтепроводов недостаточна для транспортировки возрастающих объемов нефти.

Недостаточно развитая система транспортировки нефти является одним из основных сдерживающих факторов, определяющих состояние переработки нефти ,» " Казахстана. Суммарная загруженность перерабатывающих мощностей республики не превышает 60 %. Из-за отсутствия возможности подачи нефти западных месторождений на Павлодарский и Шымкентский нефтеперерабатывающие заводы ; сдерживается внутреннее по гребление неф 1 и.

Слабое развитие и несовершенство трубопроводной системы удерживают иностранных инвесторов от участия в рассматриваемых проектах. Решение транспортных проблем нефзи позволит определить дальнейшую перспективу ее добычи и всего нефтегазового комплекса Казахстана. Стратегия его развития рассматривает транспортировку нефти как один из факторов, определяющих дальнейшее состояние экономики страны в целом. При формировании единой нефтепроводной системы республики перед специалистами и наукой стоит ряд проблем, связанных не только с географической разорванностью между местами добычи, переработки и потребления, но и с разработкой оптимальных технологий их транспортировки, обусловленных различием физико-химических свойств нефтей месторождений Казахстана. По нефтепроводам республики в основном транспортируются высокоза-етывающие и высоковязкие нефш месторождений республики. Их физико-химические свойства обусловливают разработку и использование нетрадиционных методов транспортировки углеводородного сырья.

В связи с этим исследование и анализ развития нефтепроводной сети Казахстана, транспортировки высокозаетывающей нефти в республике, а 1акже проблем обусловленных ее физико-химическими свойствами является актуальной задачей.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является на основании изучеия литературных источников, архивных материалов и производственно-технических документов по развитию транспортировки нефти в Казахстане и применяемых технологий проанализировать транспортировку высокозаетывающей нефти в Западном Казахстане, а также определить основные технологии транспортировки высокозаетывающей нефти, способствующие повышению эффективности эксплуатации нефтепроводов по перекачке таких нефтей.

Задачи исследований:

— провести анализ формирования и эволюции нефтепроводной сети в Казахстане, установить основные этапы ее развития;

— проанализировать транспортировку высокозаетывающей нефти по нефтепроводам Западного Казахстана и применяемые технологии ее перекачки;________

— систематизировать проблемы транспортировка

нефти в Западном Казахстане. I библиотека

| С.Петербург ? 09 7КГ

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в историческом плане рассмогрены формирование и эволюция сети нефтепроводов Казахстана в период 1912-2002 гг.

Впервые рассмотрена и проанализирована связь между развитием технологий транспортировки высокозастывающей нефти и применением их в трубопроводах Западного Казахстана.

Впервые в хронологической последовательности проанализирована транспортировка высокозастывающей нефти на примере крупнейшего в мире "горячего" нефтепровод« Узепь-Лтырау-Сагиара, а также применяемые технологи бс перекачки.

Впервые систематизированы проблемы транспортировки высокозастывающей неф ¡и в Западном Казахстане и пути их решения.

Практическая значимость

1. А.нализ становления транспортировки нефти в Казахстане позволяет проследить роль совершенствования 1ехники и технологии в ее развитии.

2. Результаты проведенного анализа позволили представить хронику формирования нефтепроводкой сети республики, отражающую развитие технического прогресса в нефтяной отрасли, основанного на тесной связи науки и техники.

3. Представленная диаграмма, отражающая в хронологической последовательности транспортировку высокозастывающей нефти по уникальному "горячему" нефтепроводу Узень-Атырау-Самара, а также результаты анализа применяемых технологий ее транспортировки по нефтепроводам Западного.Казахстана мо-жут быть использованы при разработке новых энергосберегающих технологий транспортировки, а также при разработке рекомендаций по проектированию нефтепроводов для перекачки высокозастывающей нефти.

4. Анализ исследований, представленный в данной работе, может быть использован при создании трудов, отражающих историю развития техники и технологии транспортировки нефти, а также в качестве музейного экспоната по развитию нефтегазового комплекса.

Практическая значимость заключается также в том, что результаты работы могут быть использованы при чтении дисциплин "Основы нефтегазового дела", "Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ", "Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов" специальности 09.07.00, а также при выполнении дипломных и курсовых проектов и работ.

Апробация и структура работы. Основные положения работы изложены в тезисах докладов, доложенных на III Ассамблее Ассоциации университетов прикаспийских государств (г. Актау, 1998 г.), на Международной научно-методической конференции "Проблемы нефтегазовой отрасли" (г. Уфа, 2000 г.), на II Международной научной конференции "Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела" (г. Уфа, 2001 г.), на XXIX Международном конгрессе по истории технологий ICOHTEC 2002 (г. Гранада, 2002 г.), на Международной научно-технической конференции "Трубопроводный транспорт сегодня и завтра" (г. Уфа, 2002 г.), на III Международной научной конференции "Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела" (г. Уфа, 2003 г.).

Диссертация изложена на 127-и страницах, включая 18 таблиц и 30 рисунков, и состоит из 3-х глав, вывода и списка литературы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Становление нефтяной промышленности Казахстана (1714-2002 гг.)

История развития трубопроводного транспорта нефти, важнейшего составляющего нефтегазового комплекса страны, неразрывно связана с открытием и освоением нефтяных месторождений. О проявлениях нефти местному населению было известно chic с древних времен, но пепЕые сведения о наличии не^ти на ^е^^ито-рии республики относя!Ся к 17 в. Изучение Западного Казахстана связано с именами i аких видных исследователей и путешественников, как А. Бекович-Черкасский (1714-1717), И. Лепехин (1771 г.), П. Рынков (1772 г.), П. Паллас (1775 г.), С. Гме-лин (1783 г.), Г. Гельмерсен (1836 г.) и др. С именем географа Н. Н. Северцева связано научно-пракгическое изучение нефтегазоносности этого района.

В 1892 г. проявился практический интерес к нефтяным богатствам Северного

n|.'nntr

ЦК

•таппт ла i

орг

фШубаркуАУ*

боты на нефть с применением ручных буровых станков.

В ноябре 1899 г. на этой площади с глубины 40 м, был получен фонтан нефти, подтверждающий промышленные запасы углеводородного сырья. Эта дата стала исторической дагой начала развигия нефтяной промышленности Казахстана.

2! апреля 1911 г. на месторождении Доссор с глубины 226 метров ударил фонтан, положивший начало добычи нефти в промышленных масштабах.

Особое место среди множества структурных элементов, с которыми связано становление нефтяной промышленности республики, занимает Прискаспийская с двумя нефтегазоносными этажами (надсолевой и под-солевой) и Южно-Мангышлакская впадины (рис. 1), расположенные в Западном Казахстане.

Большинство месторождений Прикаспийской впадины расположены в Урало-Эмбинском районе. В дореволюционный период в этом районе в эксплуатации находилось только 2 месторождения — Доссор и Макат. Максимальный уровень добычи на Эмбе в этот период приходился на 1914 г. — 272,7 тыс. т. По этому показателю в 1914 г. Эмба занимала 3 место в России. Начиная с 1890 г. и до 1917 г., техника добычи была примитивной: фонтанный способ, метод тартания желонкой.

а с п и й с к

ажмшбая

Доссор Q

Z1Z а ЮжиКошыр

о

'рт*ОКум

- Карй-Арм

© Ъдотудь

Кулкары

МунаАля

Рис. 1. Схема размещения нефтяных месторождений Урало-Эмбинского района: О ■— нефтяное месторождение

Начало 30-х гг. можно назвать переломным в истории развития нефтяной промышленности Казахстана: был заложен фундамент технической реконструкции района, по внедрению вращательного бурения Эмба занимала 1-е ме-сю в СССР, нефтяники Эмбы первыми в Европе освоили сверхглубокое бурение для того времени — до 2500-2800 м, для глубокого изучения тектоники района впервые в Советском Союзе был применен гравиметрической метод разведки. Все это создало предпосылки для открытия новых месторождений, ввода в действие крупных объектов, первым среди которых был нефтепровод Эмба-Орск. Годовая добыча нефти в ¡940 г. в Урало-Эмбинском районе достигла 750 тыс. т.

В тяжелые военные годы Эмба приобрела особое значение как поставщик горючего фронту. В результате активизации геолого-поисковых и геолого-разведочных рабог, проведения мероприятий по увеличению добычи нефти страна в это время получила на 38,8 % нефти больше, чем за предыдущие 5 лет. В военные годы, впервые в СССР, на Доссоре и Макате было применено площадное заводнение. Добыча нефти в Казахстане в этот период составляла (тыс. т): 1940 607; 1941 —864,1; ¡942 — 866; 1943 — 978,8; 1944 — 799,4; 1945-/85,4.

Для подачи нефти на Орский нефтеперерабатывающий завод был переоборудован нефтепровод Гурьев-Орск. В 1945 г. был построен нефтеперерабатывающий завод в городе Гурьеве.

Качественно новый этап становления нефтяной промышленности Казахстана — годы первых послевоенных пятилеток. В конце войны (1945 г.) нефтяная промышленность Казахстана оказалась в тяжелом положении: снизились уровень добычи нефти и доля добычи ее фонтанным способом. В результате проведенных мероприятий и принятию ряда мер, направленных на обеспечение отрасли передовой техникой, уровень добычи нефти в 1950 г. составил 1059 тыс. т.

Знаменательными страницами истории промышленности республики являются освоение в 1950 г. турбинного способа бурения, открытие в 1959-1960 гг. залежей нефти в Кенкияке (Актюбинская обл.) и Прорве, месторождений междуречья (1962-1969 гг.), проведение в 1959 г. научно-технической конференции. Все это обеспечило уровень добычи нефти на Эмбе в 1968 г. 2 млн т, а в 1972 г. — 3 млн т. Дальнейшее становление нефтяной промышленности Казахстана связано с открытием месторождений.Южно-Мангышлакской впадины.

Рождение нового нефтедобывающего района связано с открытием в 1961 г. месторождений Узень-Жетыбай, полуострова Мангышлак. Первые сведения о нефтепро-явлениях на Мангышлаке связаны с именем Г. Карелина (1801-1872 гг.). Дальнейшее изучение богатств Мангышлака производилось М. И. Иваниным (1846 г.), А. Е. Алексеевым (1832 г.), А. И. Антиповым (1851 г.), Н. И. Андрусовым (1887 г.), М. В. Баяру-носом (1887 г.), Г. А. Насибьянцем (1899-1901 г.). В. В. Мокринским (1920 г.), была составлена первая геологическая карта Мангышлака. В 30-х гг. С. Н. Алексейчиком была составлена первая схематическая карта нефтеносности Мангышлака. В 19471957 гг. в изучении недр Мангышлака неоценима роль ученых Ленинградского института ВНИГРИ А. А. Савельева, Н. Ф. Кузнецова, нефтеразведчиков Б. Ф. Дьякова, H. Н. Черепанова. 1961 г., когда были получены первые фонтаны нефти на месторождениях Жетыбай и Узень, стал исторической датой рождения нового нефтедобывающего района.

16 июня 1965 г. было создано Управление мангышлакскими нефтегазопродук-топроводами. 10 июля 1965 г. был отправлен первый эшелон с мангышлакской нефтью. 10 октября 1966 г. был отправлен первый танкер "Джебраил". В 1970 г. уровень добычи нефти на этих месторождениях составлял 10 401 тыс т. Открытие в 1961 г. месторождений высокозастывающей нефти обусловило необходимость проведения широкомасштабных исследований по ее транспортировке. Сооружением в 1971 г. крупнейшего в мире "горячего" нефтепровода Узень-Гурьев-Куйбышев была решена проблема транспортировки высокозастываюшей нефти на нефтеперерабатывающие заводы. Первая половина 70-х гг. характерна открытием месторождений высоковязкой нефти Каламкас, Каражанбас, Северо-Бузачинское. В 1979 г. в целях освоения этих месторождений и подачи нефти в порт Актау был проложен магистральный нефтепровод Каламкас-Каражанбас-Шевченко. В 1981 г. состоялась отгрузка 200 млнт мангышлакской нефти. Дальнейшее становление нефтяной промышленности республики связано с разработкой и освоением нефти в подсолевых отложениях. Результатом проводки глубоких скважин было открытие уникальных месторождений Жанажол (I97S г.), Генгиз (1У79 г.), Карачаганак (¡988 г.). В начале ¡980 г. было открыто первое месторождение на юге Казахстана — Кумколь.

Открытие этих месторождений обусловило появление крупных объектов нефтегазового комплекса: Тенгизского и Жанажольского нефтегазоперерабатываю-щих заводов, нефтепроводов Кумколь-Каракоин, Жанажол-Кенкияк, ТенгИз-Но-вороссииск. Объем добычи в 1987 г. в республике составлял 25,8 млн т, а в 2001 г. приблизился к 40 млн т.

Таким образом, начало добычи высоковязких и высокозастывающих нефтей относится к 1970-м гг., и объем их добычи в общем объеме добычи нефти в республике составляет в среднем 50 %.

За прошедший век истории развития нефтяной промышленности активное, учасгие принимали такие специалисты и ученые, как И. М.Губкин, Д. А. Досмуха-метов, Ш. Есенов, С. Утебаев, Б. Сагингалиев, Н. У. Имашев, С. Е. Чакабаев, Э. С. Воцалевский, С. Балгимбаев, К. Д. Джоламанов, В. Н. Тимонин.

Неоценимую роль сыграли первые инженеры-нефтяники М. Исенов, С. Утебаев, С. Карымсаков, С. Юсупов, А. Махамбетоз, А. Ильясов, X. Аухатов.

Перелистывая страницы истории нефти Казахстана, нельзя не заметить, что ее месторождения уникальны и обладают специфическими признаками, обусловливающими применение новых технических решений как в поиске, гак и в ее добыче и транспор гировке.

Прикаспийский нефтегазовый бассейн занимает выгодное геостратегическое положение, нефть из этого района транспортирует ся в Россию по трубопроводам имеющим выход в Западную и Восточную Европу. Ввод в эксплуатацию в 2001 г. нефтепровода Тенгиз-Новороссийск обусловит вход Казахстана в число мировых экспортеров (через Новороссийские терминалы). Перспективными для поиска нефти и газа в Казахстане являются акватории Каспийского моря. Первые поисковые работы в Казахстанском секторе начали проводить в 60-е гг. С 1995 по 1997 гг. были проведены сейсмо-разведочные работы на территории площадью 100 тыс. км2, в ходе которых были определены наиболее перспективные структуры: Кашаган, Кайран, Акбота, Каламкас-Морской.

2. Развитие транспортировки нефти в Казахстане (1912-2002 гг.)

Развитие нефтяной промышленности Казахстана предопределило создание широкой сети трубопроводных систем. Проведение в этот период в центральной части Прикаспия значительного объема разведочных работ вызвало необходимость строи 1ельства нефтепроводов.

В дореволюционный период связь этого района с другими регионами осуществлялся только через Каспийское море в течение 6 судоходных месяцев. Первый нефтепровод на территории Казахстана был сооружен в 1912 г. для транспортировки доссорской нефти к поселку Ракуши и далее на морские суда по подводному трубопроводу. Впервые в практике трубопроводного строительства была осуществлена прокладка трубопровода по дну Каспийского моря.

В период гражданской войны, когда в стране разразился топливный кризис, важное значение для его преодоления имела доставка Эмбинской нефти в центр страны. В связи с этим было принято постановление правшельства о доставке нефти гужевым транспортом. 17 марта 1920 г. — важнейшая историческая дата: подписано Постановление "О сооружении нефтепровода отЭмбинского нефтеносного района до г. Саратова". Однако сложившаяся в стране тяжелая экономическая обстановка не позволила осуществлению этого проекта.

В результате проведенной национализации (1920 г.) уровень добычи нефти увеличился в 2 раза. В 1940 г. на Эмбе было добыто 700 тыс. т нефти. С ростом добычи остро ощущалась проблема ее транспортировки, осуществляемой в этот период в основном железнодорожным и водным транспортом.

5 октября 1935 г. вступил в строй нефтепровод Гурьев-Орск, предназначенный для доставки нефти на Орский нефтеперерабатывающий завод. В период с 1933-1937 гг. в СССР было построено 1150 км. Протяженность нефтепроводов, в том числе нефтепровода Гурьев-Орск, составляла 709 км. В годы войны нефтепровод Гурьев-Орск был переоборудован для перекачки в Орск бакинских нефтепродуктов, а эмбинскую отгружали по железной дороге. По окончании войны перекачка эмбинской нефти по этому нефтепроводу была возобновлена. В 1955 г. в связи с открытием кенкияк-ского месторождения были построены участки общей протяженностью 122 км.

Интенсивное развитие трубопроводный транспорт нефти в республике получил в 1960-1970 гг. в связи с освоением месторождений высокозастывающей нефти 0, = + 30 °С) Мангышлака. Ввод в действие в 1971 г. "горячего" нефтепровода (L = 1232 км) Узень-Кульсары-Гурьев-Куйбышев (ныне Узень-Атырау-Самара) (рис. 2) позволило решить проблему транспорта высокозастывающей нефти, объем добычи нефти на Мангышлаке вырос с 1,6 млн т в 1966 г. до 15 млн в 1975 г. Для этого периода характерен значительный рост основных показателей трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов республики.

Дальнейшее развитие транспортировка нефти получила в связи с освоением месторождения высоковязкой нефти полуострова Бузачи. Для доставки этой нефти в порт Актау (1979-1986) был построен нефтепровод Каламкас-Каражан-' бас-Шевченко. Несмотря на сложности прохождения трассы, он был сооружен на 2 месяца раньше установленного срока. За достигнутыми успехами в работе

трубопроводного транспорта стоит огромный труд многих специалистов, организаторов, ученых, а именно: С. А. Вазиева, Д. А. Черняева, В. В. Шаронова, И. Д. Каспера,

A. А. Дергачева, Т. М. Касымова, Ф. А. Мамонова, К. Е. Елеуова,

B. В. Хуторного, Б. У. Уразгалиева, Н. К. Надирова, П. И. Тугунова, В. Ф. Новоселова, В. Е. Губина и др. В 1999 г. в связи с вводом в эксплуатацию месторождения Кумколь был построен двухниточныи трубопровод Кумколь-Каракоин. К моменту распада СССР общая протяженность магисхральных неф1епрово-дов составляла 6300 км.

Изменения, произошедшие на политической арене во время распада СССР, повлекли за собой разрыв сложившихся экономических связей, отрицательно сказались на функционировании всего нефтегазового комплекса Казахстана. Сложившаяся ситуация вызывала принятие решений, связанных с реорганизацией всей экономики республики.

В 1997 г. была учреждена национальная компания "КазТрансОйл", а в 2002 г. было образовано ЗАО "Национальная компания КазМунайГаз". В систему компании "КазТрансОйл" входит 3 филиала: Западный, Актюбинский и Восточный. В Западном филиале эксплуатируются магистральные нефтепроводы Узень-Аты-рау-Самара, Каламкас-Каражанбас-Актау, Мартыши-Атырау-Доссор и др. Актюбинский филиал обслуживает нефтепровод Жанажол-Кенкияк-Орск, Восточный филиал — нефтепроводы Омск-Павлодар-Шымкент и Кумколь-Каракоин.

Прослеживая историю развития транспортировки нефти Казахстана, следует отметить, что за период с 1912-2002 гг. произошли значительные перемены. Объем перекачки на конец 2002 г. составил около 30 млн т, грузооборот около 20 млрд т ■ км. Сеть нефтепроводов Казахстана стала мощной составной частью топливно-энергетического комплекса страны (табл. 1).

Для страны со значительной перспективой увеличения добычи нефти (до 170 млн т в 2015 г.) и ее экспорта пропускная способность существующих экспортных нефтепроводов явно недостаточна. Основным сдерживающим фактором добычи нефти в настоящий период является дефицит выхода к открытому морю. В связи с этим особую важность приобретает вопрос выбора оптимального маршрута как экспортного потока нефти, так и внутреннего его перераспределения.

Рис. 2. Нефтепровод Узень-Атырау-Самара

Таблица

Хроника формирования нефгспроводной сети Казахстана

Год ввода

Нефтепровод

Протяженность, км

Диаметр, мм

Пропускная способность, млн. т/г

1912 Доссор- Искине-Ракуши 65,0 150 0,4

1935 Гурьев-Орск 709,0 300 6,5

1935 Косчагыл- НПС № 3

__т--------т-______ --- (^иии^^иида 1 у В— 1 ЛЛ Л 1 ¿.и,и ТСА ">Г\П —

1936 Кульсары-Косчагыл Межпромысловый нефтепровод

Искине Байчуиас то же

Искине-Эстакада л

1942 Комсомольск-Макат 47,6 219/250 0,7

1950 Мунайли-Косчагыл 22,9 —

1955 НПС Кенкияк-НПС Темир

НПС Темир-НПС № 6 122,0 500 —

1066 Узснь-Жстыбан • Шевченко 141,5 500 о л О, У

1968 Сарыкамыс-Каратон 70,0 520 1,8

1969 Узень-Г>рьев 700,0 1020 10,5

Шлейф 1200 км-АНПЗ 26.0 426 3,5

1971 Гурьев-Куйбышев 532,0 1020/720 10,5

1977 Омск-Павлодар 222,0 1020 21,6

¡979 Каражанбас—Шевченко 202,5 720 8,5

1983 П авло дар - Шымкент 1636,0 820 40,0

1986 2 нитки

Жанажол-Кенкияк-Орск 810,0 377/530 6,5

1986 Каламкас-Каражанбас 62,0 520 4.5

1986-1987 Прорва-Кульсары 105,9 520 5,0

Мартыши-Гурьев 85,6 520 6,0

1988 Шымкент-Чарджоу 700,0 720 8,0

в т. ч. по РК 294,0

1990 Кумколь-Каракоин 200x2 530/720 6,0/8,0

1991 Доссор-Макат 34,3 219 0,7

2001 Тенгиз-Новороссийск, 1500,0

в г. ч. по РК 452,0 1020 70,0

Из предложенных к рассмотрению маршрутов нефтепроводов единственно реализованным является маршрут Тенгиз-Новороссийск (/. = 1500 км), для строительства которого в 1992 г. был создан Каспийский трубопроводный консорциум «Лимитед» (КТК). В настоящее время по нему ежемесячно транспортируются около I млн т нефти. В перспективе по нефтепроводу Тенгиз-Новороссийск предусматривается экспорт нефти в объеме до 70 млн т нефти в год из Каспийского региона, в том числе 50 млн т казахстанской нефти.

Важным событием в развитии экспорта нефти явилось заключение (9 апреля 1999 г.) соглашения о содружестве ОАО АК "Транснефть" и администрации Самарской области, предусматривающее переориентацию потока экспорта казахстанской нефти по маршруту Атырау-Самара-Альметьевск-Ярославль-Кириши-Приморск, т. е. с выходом на Балтийскую трубопроводную систему (БТС).

Говоря о внутреннем перераспределении потока нефти, необходимо отметить

проекты таких нефтепроводов, как Западный Казахстан-Кумколь (L = 1200 км), Кумколь-Аральек-Кенкияк. Реализация этих проектов позволит интегрировать все 3 нефтепроводные системы "КазТрансОйла" в единое целое, а нефтепроводная система Кумколь-Кенкияк-Атырау в дальнейшем может быть использована при реализации проекта нефтепровода Западный Казахстан-Китай.

Одним из важнейших экономических вопросов на сегодняшний день остается вопрос экспорта нефти на мировой рынок. Из рассматриваемых проектов (Одесса-Броды, Казахстан-Туркменистан-Иран, Атырау-Кенкияк-Атасу-Дружба и др.) особое внимание привлекает маршрут Актау-Баку-Тбилиси-Джеихан. Однако на выбор маршрута нефтепровода, приоритетности его развития оказывает влияние множество факторов, одним из которых является состояние и перспективность рынка сбыта. Для Казахстана наибольший интерес представляет рынок Китая и в целом Азиатско-Тихоокеанского региона.

В современных рыночных условиях в транспортировке углеводородного сырья значительная роль отводится и железнодорожному транспорту. В 1998 г. его доля составляла 13 %, тем самым железнодорожный транспорт является связующим звеном нефтепроводной сети республики.

Особое место в сети нефтепроводов Казахстана занимает крупнейший в мире "горячий" нефтепровод Узень-Атырау-Самара, предназначенный для транспортировки высокозаст ьгвающих нефтей месторождений Жетыбай-Узень.

Эксплуатация этого "горячего" нефтепровода вызвала необходимость решения ряда проблем, связанных с тепловыми режимами перекачки, малым временем безопасной остановки, интенсивными солеотложениями; борьбой с наружной и внутренней коррозией.

3. Проблемы транспортировки

высокозастывающей нефти западного казахстана

В последние годы большое внимание уделяется поиску и освоению высоковязких нефтей. На XII мировом нефтяном конгрессе в 1987 г. в Хьюстоне (США) было отмечено, что извлекаемые запасы высоковязких нефтей (ВВН) и природных битумов (НБ), без стран СНГ, составили: ВВН — 56,2 млр. м3, ПБ — 70 млрд м3. В том числе 78 % ВВН находится на территории Венесуэлы, 70 % ПБ — в Канаде. В Казахстане основные скопления ВВН сосредоточены в юго-восточной и южной частях Прикаспийской впадины и в Мангыстауской области.

В Западном Казахстане прогнозные запасы ПБ и ВВН, по предварительной оценке, составляют 950-1000 млн т. За этими цифрами стоят многолетние исследования, проводимые с целью оценки прогнозных запасов высоковязких нефтей и ПБ в Казахстане. Однако, учитывая тот факт, что в Западном Казахстане есть месторождения с продуктивными горизонтами высоковязких нефтей, залегающих на глубинах до 200 м, эти цифры могут быть и выше.

Тем самым на территории Казахстана Прикаспийская впадина является наиболее перспективной в плане освоения прогнозных запасов ВВН. Одним из основных сдерживающих факторов освоения месторождений ВВН являются трудности добычи, обусловленные их физико-химической характеристикой.

Результатом многолетних комплексных исследований стало открытие месторождений высоковязких и высокозастываюпшх нефтей в различных областях Казахстана: Актюбинской, Атырауской, Восточно-Казахстанской, Кызылординской, Мангыстауской. Промышленные скопления таких нефтей сосредоточены в Прикаспийской впадине и на полуострове Мангышлак. Физико-химическая характеристика нефтей этих месторождений обусловила применение нетрадиционных технологий как в их добыче, гак и в транспорте.

В Актюбинской области выявлены следующие месторождения высоковязких нефтей: Акжар, Бозоба, Кенкияк, Кумсай, Шубаркудук.

Нефтяное месторождение Акжар находится в 60 км от месторождения Кенкияк. Физико-химические параметры нефти: плотность г420 — 0,905; содержание парафина — 0,44, серы — 0,15, азота — 0,07, смол силикагелевых — 11,6, асфальте-нов — 0,56%.

В Атырауской области выявлено более 20 скоплений высоковязких нефтей.

Месторождение Искине расположено в Макатском районе в 60 км от г. Аты-рау. Физико-химические характеристики нефтей пермо-триасового горизонга следующие: плотность т420 — 0,802; содержание серы — 0,10, смол сернокислотных — 2, парафина — 0,22 %.

Освоение месторождений высоковязких и высокозастывающих нефтей в Мангыстауской области относится к 1960 г. В основном все месторождения находятся в-разработке.

Результатом геолого-поисковых работ на полуострове Бузачи явилось открытие месторождений Каражанбас (1974 г.), Северные Бузачи (1975 г.), Каламкас (1976 г.). Нефть месторождения Каламкас высокосмолистая плотность — 0,9020,914 г/м3; сернистая — 2%. Особенностью нефти этого месторождения является промышленное содержание в ней ванадия и никеля.

Каражанбас является многопластовым месторождением. Каражанбасская нефть — наиболее вязкая среди известных нефтей Западного Казахстана — относится к высокосмолистым, высокосернистым.

Одним из месторождений высокозастывающих нефтей Мангыстауской области является месторождение Дунга-Еспелисай, открытое в 1969 г. Для нефти месторождения Дунга характерны следующие физико-химические свойства: плотность г420 — 0,816; температура застывания — +26°С; коксуемость — 0,65%; содержание смол силикагелевых — 0,78, асфальтенов — 1,31, парафинов — 20,4, ссры — 0,15%; вязкость кинематическая при 50 °С — 4,25 мм2/с.

В трубопроводном транспорте серьезные проблемы возникают при транспортировании асфальтено-смолистых и высокопарафинистых нефтей. Содержание ас-фальтено-смолистых веществ и парафинов в нефти приводит к образованию в ней пространственных структур, снижающих ее текучесть. Механическая прочность этих структур обусловливает аномальные реологические характеристики многих нефтей, в частности, их вязкость.

В технологических процессах транспортировки высокозастывающих неф 1 ей образуются асфальтено-смолопарафиновые отложения, которые сорбируются на поверхности труб, оборудования, резервуаров и т. д. С целью предотвращения образования асфальтено-парафиновых отложений при транспортировании высо-

козастывающих нефтей применяют различные способы: гидро транспорт, термообработку, введение маловязких разбавителей, депрессаторных присадок и др.

В связи с тем что в общем объеме разведанных запасов доля высоковязких и высокозастывающих неф1ей растет и большинство нефтей месторождений Казахстана являются аномальными по фракционному составу и физико-химическим свойствам, перед специалистами возникает множество проблем, связанных с их транспортировкой.

В результате анализа применяемых технологий перекачки высоковязких и высокозастывающих нефтей в Казахстане установлено, что перекачка высокозастывающих нефтей в Западном Казахстане осуществляется по нефтепроводам, составляющим 40,0 % протяженности всей нефтепроводной системы республики (табл. 2).

Особое место среди них занимает уникальный «I орячий» нефтепровод Узень-Атырау-Самара.

В условиях дальнего транспорта по «горячему» нефтепроводу Узснь-Аты-рау Самара мангышлакскуго нефть многократко подогревают. Отсутствие специальной теплоизоляции приводит к большому расходу нефти, затрачиваемой на поддержание теплового режима перекачки. С целью снижения энергозатрат в процессе эксплуатации этого нефтепровода были разработаны и практически испытаны различные способы, улучшающие реологические свойства высокозастываю-щеи не фти.

Наибольшее распространение получил способ с предварительным подогревом — «горячая» перекачка.

«Горячая» перекачка высокозастывающих нефтей впервые в Казахстане быларе-ализована на трубопроводе Узень-Атырау-Самара. В 1879-1880 гг. были построены первые в мире «горячие» трубопроводы (для перекачки нефтяных остатков). Инициатором строительства стал В. Г. Шухов, который впервые разработал метод расчета распределения температуры нефти по длине трубопровода. Эта технология предусматривает нагрев нефти перед подачей в магистраль до 50-65 °С с последующими подогревом и перекачкой до очередной тепловой станции. Станции расположены через каждые 30-50 км. Сооружение этого нефтепровода связано с открытием месторождений высокозастывающих нефтей: Жетыбай и Узень. Станции подогрева на нефтепроводе Узень-Атырау-Самара оборудованы печами Г9П02В и ПТБ-10. Серьезными недостатками этой технологии являются высокая энергоем-

Таблица 2

Применяемая технология перекачки нефтей Казахстана

Применяемая технология перекачки

Нефтепровод

Протяженность, км

Пропускная способность, млн. т/год

С подогревом «Условно холодная» С присадками С разбавителем С подогревом С присадками

Узень-Ат ырау-Самара Каламкас- Каражанбас Кумколь- Каракоин Кенкияк-Орск Актау-Узень Каракоин-Шымкент

1232,0

264.5 200,0 360,0 142,0

528.6

10,5/16,0 8,0 8,0 6,5 11,5 25,0

кость, вероятность «замораживания» трубопроводов, сложность технологии обслуживания, осложнения в технологии пуска трубопроводов и т. д.

При транспортировании высоковязких и высокозастывающих нефтей было замечено, что при нагревании нефти до одной температуры и последующем охлаждении эффективная вязкость, температура застывания резко повышались, а при нагреве до другой температуры и последующем охлаждении эти параметры резко снижались. Впервые это было замечено в 1923-1924 гг. А. Н. Сахановым, А. А. Ка-щеевым, Рутером и Андерсеном. Впоследствии тепловая обработка с целью изменения реологических свойств была названа термообработкой нефти и неф тепродуктов.

В результате исследований по термообработке мангышлакских нефтей, проводимых в 1964 г. В. Н. Дегтяревым, был найден оптимальный темп охлаждения нефти в статических условиях (10-20 с/ч), при котором достигается ее значительный эффект.

В результате термообработки при температуре (90 °С) и в статических условиях температура застывания мангышлакских нефтей снижалась примерно на 18-20 °С.

В результате термообработки реологические параметры мангышлакских нефтей значительно улучшаются. Однако температура застывания нефти даже в идеальных лабораторных условиях термообработки не падает ниже 5-7 °С. Эта температура намного превышает минимальные температуры грунта на глубине заложения нефтепровода на территории Западного Казахстана. Тем самым использование термообработки для подготовки мангышлакских нефтей к транспорту имеет ограниченные возможности.

В период 1970-1974 гг. В. Е. Губиным и А. А. Емковым при исследовании гидротранспорта была проведена оценка эффективности действия смачивающих композиций. Результаты их исследований выявили уменьшение коэффициента гидравлического сопротивления до 6,5 раз при транспортировке по гидрофильному слою. В 1970 г. В. Е. Губин, Ф. А. Соколов, М. В. Козина синтезировали неионогенные эмульгаторы, прошедшие испытания на способность эмульгирования мангышлакской нефти в морской воде. Наилучшим из них был образец ОК-17-20-17.

Эффект снижения потерь на трение при перекачке вязкой нефти с водой известен давно. Так, И. Д. Исааксом в 1906 г. было установлено, что при перекачке вязкой нефти с добавлением 10 % воды наблюдается значительное увеличение пропускной способности трубопроводов. Устойчивость пристенного водяного слоя может быть существенно повышена за счет применения поверхностно-активных веществ (ПАВ), придающих стенкам трубопровода гидрофильные свойства. Изучению технологических основ метода перекачки высоковязких нефтей с пристенным слоем водного раствора ПАВ посвящено множество работ. Так, работа А. А. Ем-кова посвящена исследованию таких проблем: условия формирования пристенного слоя из маловязкой жидкости на внутренней поверхности трубопровода; разработка методов подбора ПАВ, способа гидрофилизации внутренней поверхности трубопровода и влияние пристенного слоя водного раствора ПАВ на напряжение сдвига и гидравлическое сопротивление при течении высоковязких нефтей. При изучении технологий транспорта высоковязкой нефти одной из основных задач является определение составов ПАВ с активными добавками полиэлектролитов, способствующих образованию гидрофильного слоя на металле трубы.

Отличительной особенностью исследуемой смачивающей композиции от дру-

гих составов являлась ее двухкомпонентная структура: жидкое стекло, полиакри-ламид. Механизм действия этого состава связан с гидролизом его компонентов.

В результате проведенного А. А. Емковым изучения технологий транспорта высоковязкой нефти с пристенным слоем смачивающей композиции была установлена возможность длительной остановки перекачки, обусловленная тем, что в статических условиях пристенный гидрофильный слой в течение длительного периода времени способен выполнять роль барьера, ослабляющего силы молекулярного взаимодействия между нефтью и стенкой трубопровода и обеспечивающего низкие давления при его последующем пуске. Предлагаемая технология (формирование пристенного слоя смачиваемой композиции, пуск трубопровода после остановки) прошла испытания в промышленных условиях в НГДУ «Узеньнефть» объединения «Мангышлакнефть». Таким образом, в результате проведенных А. А. Емковым исследований было установлено образование устойчивого пристенного гидрофильного слоя, снижающего величину предельного напряжения сдвига высоковязкой нефти. Технология гидротранспорта не получила широкого признания из-за технических трудностей и сложности, связанной с отделением воды от нефти.

С 1969 г. по нефтепроводу Узень-Атырау-Самара перекачивали нефти месторождений Узень и Жетыбай. Для нефти месторождения Узень характерно малое содержание серы (менее 0,3 %), повышенное содержание парафина и смолисто-ас-фальтсновых веществ. Суммарное количество этих компонентов в нефтях, равное 40 %, обусловливает застывание нефти при высокой температуре.

Нефть Жетыбая по составу, структурно-механическим свойствам весьма специфическая, что усложняет ее транспортировку. Элементный состав нефти (%): углерод— 85,91; водород— 13,18; кислород — 0,31; сера — 0,45; азот — 0,15.

Как известно, для высокопарафинистых нефтей месторождений Узень и Жетыбай характерно повышенное содержание парафинов и смолисто-асфальтеновых веществ. Парафин представлен различными углеводородами с числом углеродных атомов от С|6 до С4() и выше.

С 1969 по 1978 гг. в процессе эксплуатации этих месторождений произошли значительные изменения объемов добываемой нефти. Так, например, уровень добычи на месторождениях Узень, Жетыбай упал с 16 млн т сырья в 1975 г. до 3,4 млн т в 1994 г., что не могло не отразиться на транспортировке нефти.

С 1978 г. по магистральному «горячему» нефтепроводу перекачивают смесь нефтей различных месторождений Мангышлака. На Мангышлаке выявлено более 30-ти нефтяных и нефтегазовых месторождений, из которых больше половины находятся в промышленной разработке.

В дальнейшем в связи с изменением объемов добываемой высокопарафинис-той нефти Мангышлака значительный объем исследовательских работ был направлен на изучение физико-химических свойств и реологии нефтесмесей.

Нефти Эмбы, а также междуречья Урал-Волга служат низкозастывающими компонентами перекачиваемой по нефтепроводу Кульсары-Атырау-Самара вы-сокозастывающей нефтесмеси. Среди эмбинских неф гей, расположенных сравнительно недалеко от нефтепровода Узень-Гурьев, наиболее маловязкими являются кульсаринская и прорвинская. С 1978 г. часть эмбинской нефти, транспортируемой по нефтепроводу Косчагыл-НПС-3, периодически закачивается в нефтепро-

вод Узень-Гурьев с целью совместной перекачки ее с мангышлакской нефтью.

При дальнейшей разработке месторождений Мангышлака (Каламкас, Кара-жанбас, Тенгиз) появились многочисленные исследования нефтесмесей, связанные с определением концентрации низкозастывающих и маловязких компонентов в потоке высокозастывающей нефти, их влияние на реологию. Так, в период 19701977 гг. Б. У. Уразгалиевым, Г. Ж. Жангереевой, А. А. Дергачевым, А. Н. Каширским, С. Ф. Незнайко были иследованы реологические свойств смесей мангышлакской нефти с нефтями прилегающих районов. Наилучшими разбавителями для маш ышлакских нефтей, как показали проведенные ими исследования, являются нефти месторождения Прорва. Ими было установлено, что добавление 40 % про-рвинской нефти повышает текучесть нефтей до 7,5 раз.

В 1982 г. с целью повышения тсхнико-экономических показателей «горячей» перекачки маш ышлакской нефти специалистами Института химии нефти и природных солей (ИХНИПС) были исследованы физико-химические характеристики нефтей новых месторождений и изучены изменения реологических параметров смсси при добавлении товарных нефтесмесей месторождений Эмбы, Тенгиза, междуречья. Проведенные ими расчеты указывают на реальную возможность снижения стартовой температуры «горячей» перекачки прогнозируемых нефтесмесей до 45 "С по сравнению с 65 °С, это значит, что при содержании 30 % низкозастыва-ющего компонента предполагается изменение температуры подогрева на 20 °С.

Таким образом, согласно приведенным данным, в настоящее время в результате использования низкозастывающих нефтей (Каламкаса, различных месторождений Эмбы), в составе нефтесмеси, перекачиваемой по нефтепроводу Узень-Аты-рау-Самара, заметно улучшаются реологические параметры последней. При этом появляется возможность снижения температуры нагрева нефти на тепловых пунктах подогрева до величины, достаточной для доведения потока нефти до следующего пункта подогрева с температурой не 33 °С, как в случае транспортировки чистой мангышлакской нефти, а с температурой 27-28 °С.

Для повышения текучести и ослабления аномальных свойств высоковязких и высокозастывающих нефтей эффективно применение углеводородных разбавителей — маловязких нефтей. Среди нефтей месторождений, расположенных сравнительно недалеко (100 км) от нефтепровода Узень-Атырау-Самара, наиболее маловязкой и низкозастывающей является нефть месторождения Тенгиз.

В связи с открытием в 1979 г. нефтяного месторождения Тенгиз Институтом химии нефти и природных солей был проведен большой комплекс исследований по определению допустимых концентраций сернистых нефтей в потоке мангышлакской нефти. В результате проведенных работ было установлено, что добавление 20 % тенгизской нефти обусловливает увеличение производительности нефтепровода и температура в конце перегона повышается с 33,5 °С до 36,5 °С. Однако для принятия однозначного решения необходимо было оценить влияние добав тения сернистой нефти на технологию переработки товарной нефти Мангышлака. Было установлено, что введение 20 % тенгизской нефти увеличивает выход бензиновых фракций с 18,02 до 24,11 %, выход светлых дистиллятов до 350 °С — с 44,10 до 50,25 %.

Кроме возможности добавления в поток мангышлакской нефти на НПС Кульсары различных эмбинских, на НПС Атырау — части нефтей междуречья,

с 1990 г. появилась возможность стабилизировать направление части каламкас -ских нефтей на Узень для смешения. При этом выход каламк2секих неф гей на Узень оказывает положительную роль в плане сохранения живучести участка Узень Кульсары. В 1990 г. был введен в действие участок нефтепровода, обеспечивающий этот выход.

При добавлении каламкасской нефти вязкостные свойства высокозастываю-щей нефти претерпевают своеобразные изменения.

Таким образом, доля низкозастывающего компонента в составе высокозасты-вающей нефтесмеси, перекачиваемой на участке Атырау- Самара, увеличивалась от 20,6 % в 1982 г. до 51,09 % в 1990 г.

В связи с возникшей в 1990 i. необходимостью подачи каламкасской нефти в нефтепровод Узень-Атырау-Самара специалистами ЙХНИПС были исследованы реологические свойства нефти месторождений Жетыбай, Каламкас, Каражан-бас и их смесей. Проведенные ими расчет ы указывают на постоянное снижение статического напряжения сдвига перекачиваемой смеси при содержании каламкасской нефти от 5,88 до ¡0% мае. Было установлено, что при содержании 20% каламкасской нефти в мангышлакской температура застывания смеси равна 26,5 °С, а статическое напряжение при 21 °С равно 20 Па.

В системе нефтепроводов Западного Казахстана при транспортировке буза-чинских нефтей (Каламкас, Каражапбас) используется «условно холодная» перекачка.

Начиная с 1991 г., маловязкую тенгизскую нефть перекачивали в составе так называемых западноказахстанских нефтей, как малосернистых, на основе мангышлакской, так и сернистых, на основе бузачинских нефтесмесей. Товарную нефть Тенгиза до 2001 г. по нефтепроводу Тенгиз-Атырау-Самара транспортировали в смеси с другими нефтями на экспорт. В Атырау нефть закачивали и транспортировали в смеси с мангышлакской (содержащей небольшое количество каламкасской нефти) под названием «западноказахстанская смесь» до Самары.

В результате проведенного анализа составлена гистограмма, отражающая состав нефти, транспортируемой по «горячему» нефтепроводу Узень-Атырау-Самара за период 1969-2000 гг. (рис. 3).

Таким образом, в транспортный поток в 1978 г. были вовлечены нефти месторождений, близлежащих к магистральному трубопроводу: Прорва, Тенгиз, Кара-жанбас, Каламкас. За 30 лет эксплуатации нефтепровода Узень-Гурьев-Куйбы-шев, с 1992 г. Узень-Атырау-Самара соотношение транспортируемых нефтей с различными свойствами менялось. Если в начале эксплуатации трубопровода состав транспортируемой нефти представлял собой смесь высокозастывающих нефтей (Узень, Жетыбай), го в настоящее время перекачивают смесь высокозастываю-щей нефти с низкозастывающей и высоковязкой.

Наиболее перспективным способом подготовки высоковязких нефтей к трубопроводному транспорту является применение депресеорных присадок. Впервые объяснение влияния депрессаторов на температуру застывания парафинисгых неф гей высказал в 1940 г. В. Г. Гурвич. Исследования по изучению влияния депресеорных присадок на мангышлакскую нефть проводились с 1975 г. О. В. Сазоновым, Ю. А. Сковородниковым, Ю. В. Скрипниковым, Л. А. Фроловой. Лучшим

Состав нефти,%

Рис. 3. Состав нефтей, транспортируемых по «горячему» нефтепроводу Узень-Атырау (Гурьев)-Самара (Куйбышев) с 1970 по 2002 гг.: В— жетыбайская и узеньская, □ — гфорнинская, маршшинская, □— тенгизекая; 0 — каламхасская, каражанбасская * с 2001 г ча участке Атырау-Самара вводится ПТП

депрессатором для мангышлакских нефтей по результатам исследований была присадка ЕСА-4242, близкая по эффективности к присадке ДН-1.

С целью обеспечения пуска нефтепровода Гурьев-Куйбышев была применена присадка ЕСА-4242 фирмы ЕЗБО. Изучением этого вопроса занималась группа исследователей ИПТЭР: О. А. Сазонов, Ю. А. Сковородников, Ю. В. Скрипников, Т. В. Антонова. Полученные ими результаты опытно-промышленных испытаний показали, что добавление присадки ЕСА-4242 в мангышлакскую нефть в количестве 0,15 % вес. снижают пусковое давление трубопровода в 10-40 раз в зависимости от времени остановки перекачки и температурь! нефти.

Результаты проведенных исследований Б. У. Уразгалиева, Н. К. Надирова указывают на то, что «снижение вязкости разрушенной структуры от добавления депрессатора значительно при температурах, немного меньших, чем температура застывания смеси; при температурах, несколько превышающих температуру застывания исходной нефти, вязкость имеет большее значение для смеси». Тем самым ими была установлена одна из отрицательных сторон введения депрессатора в вы-сокопарафинистую нефть, с целью снижения ее вязкости.

В связи с увеличением объема добычи нефтей на месторождениях Западного Казахстана встает проблема наращивания объемов ее транспортировки, в том числе и по нефтепроводу Атырау-Самара. Проблема транспортировки дополнительных объемов нефти по нефтепроводу Атырау-Самара обусловлена его ограниченной проектной пропускной способностью 10,0-10,5 млн т/г.

В 1999 г. были получены положительные результаты по исследованию действия противогурбулентных присадок (ПТП) на его пропускную способность.

Применение противотурбулентных присадок позволило увеличить пропускную способность этого трубопровода до 15 млн т/г.

Впервые влияние полимера на величину гидравлического сопротивления было обнаружено Б. А. Томсом в 1946 г. Им было установлено уменьшение величины гидравлического сопротивления при введении в турбулентный поток трубопровода небольшого количества полимера.

Противотурбулентная присадка — это высокомолекулярное соединение, изготовленное на основе полимеров, основная цепь которых состоит только из атомов углерода. Исследуемая присадка представляла собой суспензию гидравлически активного высокомолекулярного полимера со следующими основными свойствами: цвет -- белый, содержание активною ингредиента — полиолефина — 21 %, растворитель — вода, плотность — 970 кг/мл, вязкость — 200 сСт.

Испытания трубопровода Атырау-Самара проводились при "концентрации присадки <2 = 5, 9, 30 г/т. На основе результатов испытаний был проведен расчет параметров гидравлической эффективности на рабочих участках.

По полученным численным значениям параметра гидравлической эффективности были построены графики рабочих кривых гидравлической эффективности (рис. 4).

На основании технико-экономического анализа результатов опытно-промышленных испытаний проти-вотурбулентной присадки на нефтепроводе Атырау -Самара было установлено, что она является эффективным средством увеличения пропускной способности нефтепровода.

Несмотря на значительный накопленный опыт в транспортировке трубопроводов для высоковязких и высокозастывающих нефтей, перед специалистами и исследователями по-прежнему стоит ряд проблем. В частности, анализ ранее разработанных технологий наряду с их эффективностью (табл. 3) выявил такие их недостатки как: высокая энергоемкость, значительное содержание вредных веществ в выбросах, дороговизна химических реагентов, отсутствие универсальности их действия, недостаточная эффективность рассматриваемых способов транспорта в определенных климатических условиях. Все это создает предпосылки для совершенствования технологии транспорта высоковязких и высокозастывающих нефтей.

Одним из перспективных направлений в разработке технологий транспорта высоковязких нефтей является применение кавитационных технологий. Результаты проведенных исследований указывают на то, что применяемые методы (ультразвук, кавитация) лишены вышеуказанных недостатков.

В 1994 г. Н. К. Надировым и Т. Н. Ковальчуком применительно к высокозасты-

ррш

Рис. 4. Рабочие кривые гидравлической эффективности ПТП: 1,2 — Сахарный-Чаган, 3,4- Индер-Чаган

Таблица 3

Эффективность применения методов транспортировки высоковязких, высокозастывающих нефтей

Методы

Особенности, результаты

Гидроперекачка

Термообработка Присадки

Разбавители

Водный раствор смачивающей композиции (жидкое стекло 92 % + полиакриламид 8%), снижение напряжения сдвига в 8-10 раз

Уменьшение температуры застывания на 18-20"С ЕСА4242 - 0,! 5 % вес - пуск, I нагрева 60-65°С,Сепафлюкс ЕБЗШ; «Сепарар Е53284»— 0,15%, снижение 1з на 5 10°С ПТП - увеличение производительности на 3,5 млн т. / год 20 % Эмбинской — снижение И на 4-7°С, увеличение текучести в 4 раза; 20 % Тенгизской нефти — снижение вязкости в 2-3 раза; 20 % прорв. + бузачин. — уменьшение вязкости в

Кавитаиионная обработка Озонирование

Увеличение фракций С ¡-С | п на 7,7 %, асфальтенов на 10 %, уменьшение вязкости от 0,291 до 0,172 Па / с Снижение средней молекулярной массы, снижение содержания серы, увеличение концеы рации кислорода, расщылс-ние высокомолекулярных парафиновых образований на более низкомолекулярные Термодгструктивная обработка Уменьшение вязкости при г, - 475 °С и Р = 2 Па ч 10 раз Ультразвук Уменьшение вязкости на 33-44 ® я при I = 50-35 °С, частоте

22 кГц. 13 = 6-'10°С

вагощим и высоковязким нефтям Западного Казахстана был разработан способ подготовки высоковязких и высозастывающих нефтей к трубопроводному транспорту, заключающийся в кавитационной обработке суспензии высоковязкой нефти месторождения Каражанбас. В резуль тате отмечается уменьшение вязкости от 0,291 до 0,172 Па/с, увеличение содержание фракций С5-С10 на 7,7%. Полученные результаты указывают на возможность сокращения числа пунктов подогрева

В цедях дальнейшего развития патентованного способа предложена новая технология обработки нефтяных суспензий, основанная на использовании кавитаци-онных, кавитационно-каталитических режимов.

Одним из перспективных методов улучшения транспортных свойств высоко-парафинистых нефтей. как считают исследователи Н. К. Надиров, Р. Ф. Зайкина, Т. Б. Мамонова, является метод озонирования. Исследования по влиянию легкой обработки озоном на вязкость нефти проводились в 1996-1997 гг.

Так как сложность транспорта высокопарафинистых нефтей связана со значительным содержанием высших высокомолекулярных парафинов, метод легкой обработки озоном нефтей считается перспективны,м в плане улучшения их транспортабельных свойств. Однако широкому применению озона препятствует его малая устойчивость как в газообразном, так и в жидком состоянии, а также его высокая стоимость.

Существенный интерес представляют исследования волнового воздействия на парафинистые нефти и их водно-нефтяные эмульсии, проведенные Т. М. Касымо-вым. Результаты выполненных исследований могут быть использованы, как счи-, тает исследователь, при разработке устройств генерации ударных волн для запусков работы в трубопроводах с застывшей нефтью.

В дальнейшем в Казахстане планируется проведение комплекса исследований по эффективности депрессаторных присадок, направленных на снижение энергозатрат транспорта высокозастывающих нефтей Мангышлака.

Как видно из вышеизложенного, решение проблем транспорта высоковязких и высокозастывающих нефтей было связано с проведением ряда исследований (табл. 4), причем наибольшее число исследований связано с мангышлакской нефтью.

Разработка месторождений высокопарафинистой нефти Мангышлака и эксплуатация нефтепровода Узень-Атырау-Самара выявили множество проблем. Значительный опыт в решении проблем, связанных с транспортом высокозастывающих нефтей накоплен при эксплуатации "горячего" нефтепровода Узень-Атырау-Самара.

Одной из первых проблем, возникших при его освоении был пуск трубопровода. При рассмотрении нескольких схем пуска оптимальной была признана схема без предварительного подогрева.

Для решения вопроса с интенсивными солеотложениями на трубчатых змеевиках печей Г9П02В при подогреве необезвоженной нефти нашло применение

Таблица 4

Хроника проводимых исследований с высоковязкими и высокозастьшающимк нефтями Западного Казахстана

Способы транспорта Годы проведения исследований на нефтях Начало исследований

Мангышлакской Бузачин-ской Кенкияк-ской

Гидроперекачка 1970-1974 — — 1970-1974 гг.,

В. Е. Губин, А. А. Емков

Термообработка 1964 — — 19641.,

В. Н. Дегтярёв

Присадки 1968, 1975, — — 1975 г., О. В.Сазонов,

1999 Ю. В.Скрипников

Разбавители 1970-1977, 1977 1968 1968 г.

1983, 1985,

1996

Кавитационная — 1994 — 1994г, Н. К. Надиров,

обрабохка Т. Н. Ковальчук

Озонирование — 1996-1997 — 1996 г., Н. К. Надиров,

Р. Ф Зайкина

Термодеструктивная 1977 — — 1977 г.

обработка

Подогрев 1968 1976 1968 1879 г., В. Г. Шухов,

Д. М. Менделеев

Ультразвук 1972 1972 — 1972 г

наведение вибрации на стенки труб и создание определенного взаимодействия со-леотложений со слоем транспортируемой жидкости. В 1977 г. все печи головной станции нефтепровода были оборудованы вибраторами.

Важной проблемой при трубопроводном транспорте таких нефтей было со-, крашение времени простоя при проведении ремонтных работ. Решение этой проблемы связано с применением энергии взрыва удлиненных кумулятивных зарядов (УКЗ). С 1973 г. (впервые в мировой практике) на нефтепроводах Казахстана ведутся промышленные работы с применением УКЗ.

Наличие накапливающихся механических примесей, присутствие водяных включений, образующихся в пониженных участках рельефа трубопровода — это все факторы, обусловливающие'увеличение гидравлических потерь. Уменьшение их вредного влияния является одной из проблем транспорта высокозастывающих нефтей. Применение водорастворимых полимеров, обладающих гидрофильными свойствами и способностью конденсировать на поверхности кристаллов парафи-нистые соединения в виде студня, явилось решением этой проблемы, в результате чего было обеспечено повышение пропускной способности трубопровода на 7-8 %.

Особое место в ряде возникших проблем на первом этапе имела проблема борьбы с коррозионными процессами на внутренней поверхности труб. Широкое применение на месторождениях" Мангышлака метода заводнения пласгов вызвало появление сульфатовосс га на вливающих бактерий (СВБ) в магистральном трубопроводе. Присутствие СВБ в скоплениях воды на пониженных участках трассы нефтепровода вызывает коррозионные процессы. Скорость коррозии на участках скопления воды составляла 1-2 мм в год. Наибольший эффект при решении этого вопроса был достигнут в результате обработки зараженных сред химическим реа-гешом Бает ирам-607, защитное и бактерицидное действие которого составило 45 %.

Решением проблемы наружной коррозии стало применение станций катодной защиты типа УКЗВ, а также замена поверхностных анодных заземлителей на глубинные. Кроме того, в качестве защитного покрытия нашел применение изоляционный материал "Пластобит 2М", взамен применяемых на первом этапе ПВХ липких лент.

В дальнейшем проводился комплекс работ по определению оптимальной концентрации низкозастывающих компонентов в смеси, их влияние на реологию вы-сокозастыгающей нефти.

Мангышлакские нефти характеризуются ярко выраженной аномалией реологических свойств, требующих применения научно обоснованных методов их перекачки. Комплексные работы по перекачке высокозастывающих нефтей проводятся в Казахстане с 1970-х гг. под руководством академика Н. К. Надирова. В числе ученых и специалистов, внесших большой вклад в исследование вопросов перекачки таких нефтей, необходимо назвать имена Б. У. Уразгалиева, А. И. Каширского, П. И. Тугунова, В. Ф. Новоселова, А. Акжигитова, Б. Ф. Анисимова, М. И. Дюссе-нова, С. С. Джиенбаева, В. Г. Емельянченко, С. Д. Жумагалиева, Г. Е Кима, В. П. Морданенко. К. X. Токмурзина и др.

Применение новых технологий, накопленного мирового опыта в области моделирований перекачки высокозастывающих нефтей открывает новые перспективы освоенп« УВДких углеводородов, обладающих различными физико-химическими свойствами.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенный анализ архивных и литературных данных позволил обобщить и представить материал, отражающий условия зарождения, становления и развития транспортировки нефти в Казахстане за период с 1912 по 2002 гг.

2. Установлены основные этапы развития транспортировки нефти в Казахстане, отражающие исторические периоды развития техники и республики в целом:

— первый этап (1912-1920 гг.) — зарождение, в течение которого были построены первые нефтепроводы,

— второй этап (1920-1990 гг.) — становление, в течение которого расширялась сеть нефтепроводов, внедрялись передовые технологии, интенсивно развивался трубопроводный транспорт высоковязких высокозастывающих нефтей в республике;

— третий этап (1990-2002 гг.) — современное состояние, отражающий сложившуюся структуру нефтепроводов республики в новых сложившихся условиях (после распада СССР) и перспективные направления ее развития в связи с возможным увеличением объема добычи углеводородного сырья до 100-150 млн т.

3. Анализ изученности прогнозных запасов высоковязких нефтей показывает, что основные скопления таких нефтей сосредоточены в юго-восточной и южной частях Прикаспииской впадины и в Мангыстауской области. Представленная физико-химическая характеристика нефтей месторождений, имеющих промышленные запасы, показывает перспективность исследований в области разработки технологий транспортировки таких нефтей.

4. В результате изучения 1раиспоргировки нефти Западного Казахстана установлено следующее:

— большинство транспортируемых нефтей обладают уникальными свойствами (содержание меркаптановой серы во фракциях тенгизской нефти составляет до 0,25 %, вязкость каражанбаской нефти при 50 °С равна 150 мм2/с, т. е. в 10 раз больше таковой при этой температуре мангышлакской нефти, температура застывания парафинистой нефти месторождений Узень, Жетыбай + 28-34 °С);

--- 40,8 % общей протяженности нефтепроводов приходится на долю транспортировки высокозастывающих и высоковязких нефтей;

— установлена закономерность увеличения доли низкозастывающего компонента (нефти месторождений Каламкас, Прорва, Тенгиз) в потоке высокозастывающей.

Анализом технологий, применяемых в Западном Казахстане в трубопроводном транспорте высоковязких и высокозастывающих нефтей выявлено, что нашли применение такие способы перекачки, как «горячая», «условно холодная», с присадками, и в смеси с маловязкими разбавителями.

В наибольшей степени (50 % случаев) применяется технология транспортировки с подогревом.

5. Выявлено, что характерной проблемой для всех трубопроводов, используемых для транспортировки высокозастывающей нефти в Западном Казахстане является обеспечение необходимой пропускной способности системы, что обусловлено реологическими свойствами перекачиваемого продукта и климатическими условиями прохождения трассы.

24

№111 1 72оо?-А

Основное содержание работы изложено в публикациях:

1. Карымсакова Э. С. Анализ исследований транспорта высоковязких и высоко-застывающих нефтей // Материалы III Ассамблеи Ассоциации университетов прикаспийских государств.— Актау, 1998.— С. 126-128.

2. Карымсакова Э С. Режим перекачки нефти по западной трубопроводной системе. Участок СПН 112-Жетыбай // Проблемы нефтегазовой отрасли: Материалы межрегиональной научно-технической конференции.— Уфа: изд-во УГНТУ, 2000,—С. 155.

3. Карымсакова 3. С. Риль химии и транспорте высоковязкил и высокозастыва,-ющих нефтей // Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела: Ма!ериалы II международной научной конференции по истории науки и техники.— Уфа: изд-во "Реактив",

2001,—С. 67-68.

4. Карымсакова Э. С., Коршак А. А., Мовсумзаде Э. М. Исторические аспекты нефти Казахстана // Материалы XXIX международного симпозиума по истории технологий ICOHTEC.— Гранада, 2002,— С. 202.

5. Развитие трубопроводной системы Казахстана / Карымсакова Э. С., Коршак А. А., Мовсумзаде Э. М. // Нефть, газ и бизнес.— 2002.— № 4 — С. 16-21.

6. Карымсакова Э. С., Коршак А. А. Зарождение способов транспорта высоковязких и высокозастывающих нефтей // Трубоводный транспорт сегодня и завтра: Материалы международной научно-технической конференции Научные труды.— Уфа: изд-во "Монография", 2002.— С. 28-30.

7. Карымсакова Э. С. Нефтепровод Узенъ-Гурьев-Куйбышев сегодня // Трубоводный транспорт сегодня и завтра: Материалы международной научно-технической конференции. Научные труды.— Уфа: изд-во "Монография",

2002,— С. 30-32.

8. Карымсакова Э. С., Токаев Р. 3. Рождение нового нефтедобывающего района / Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела: Материалы III международной научной конференции. Т. 2: Уфа: изд-во "Реактив", 2003,— С. 108.

9. Карымсакова Э. С., Коршак А. А. Освоение и развитие Урало-Эмбинского района / Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела: Материалы III международной научной конференции. Т. 2: Уфа: изд-во "Реактив", 2003.-- С. 127.

10. Карымсакова Э. С., Коршак А. А., Мовсумзаде Э. М. Развитие трубопроводного транспорта нефти в республике Казахстан.— М.: Химия, 2003.— 192 с.

Подписано к печати 28.05.03. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Псч. листов 1,5. Тираж 90 экз. Заказ 143.

V

Типография Уфимского государственного нефтяного технического университета Адрес: 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

Оглавление научной работы автор диссертации — кандидата технических наук Карымсакова, Элеонора Сапаровна

Введение.

1. СТАНОВЛЕНИЕ НЕФТЯНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ КАЗАХСТАНА.

1.1. У истоков казахстанской нефти (1714—1911 гг.).

1.2. Освоение и развитие Урало-Эмбинского района (1911 —1940 гг.

1.2.1. Годы испытаний (1941-1945 гг.).

1.2.2. Качественно новый этап (1946 — 1960 гг.).

1.3. Рождение нового нефтедобывающего района (1961—2001 гг.).

1.3.1. Так начиналась большая нефть Мангышлака.

1.3.2. Дальнейшее укрепление сырьевой базы Казахстана.

2. РАЗВИТИЕ ТРАНСПОРТИРОВКИ НЕФТИ В КАЗАХСТАНЕ.

2.1. Зарождение транспортировки нефти в Республике Казахстан (1912-1920 гг.).

2.2. Формирование сети нефтепроводов в Казахстане (1920 — 1990 гг.).

2.3. Эволюция нефтепроводной сети в Республике Казахстан и перспективы ее развития (1990 — 2002 гг.).

2.4. «Горячий» нефтепровод Узень — Атырау —Самара.

3. ПРОБЛЕМЫ ТРАНСПОРТИРОВКИ ВЫСОКОЗАСТЫВАЮЩЕЙ НЕФТИ ЗАПАДНОГО КАЗАХСТАНА.

3.1. Состояние изученности и оценка прогнозных запасов высоковязких нефтей в Западном Казахстане.

3.2. Физико-химическая характеристика высоковязких нефтей Западного Казахстана.

3.3. Транспортировка высокозастывающей нефти в Западном Казахстане (1968-2001 гг.).,.

3.3.1. Перспективные направления в разработке технологии транспортировки высоковязких и высокозастывающих нефтей.

3.3.2. Проблемы транспортировки высокозастывающей нефти Западного Казахстана.

Введение диссертации2003 год, автореферат по истории, Карымсакова, Элеонора Сапаровна

Актуальность темы. Протяженность нефтепроводов Республики Казахстан составляет в настоящее время около 7 тыс. км. Они обеспечивают перекачку 70 млн т нефти. В то же время по объему ее разведанных запасов Казахстан занимает 12-е место в мире (без учета шельфа Каспия), располагая извлекаемыми запасами нефти 2,2 млрд т. Прогнозные ресурсы составляют 13 млрд т "черного золота". Таким образом, имеющаяся сеть нефтепроводов недостаточна для транспортировки возрастающих объемов нефти.

Недостаточно развитая система транспортировки нефти является одним из основных сдерживающих факторов, определяющих состояние переработки нефти Казахстана. Суммарная загруженность перерабатывающих мощностей республики не превышает 60 %. Из-за отсутствия возможности подачи нефти западных месторождений на Павлодарский и Шымкентский нефтеперерабатывающие заводы сдерживается внутреннее потребление нефти.

Слабое развитие и несовершенство трубопроводной системы удерживают иностранных инвесторов от участия в рассматриваемых проектах. Решение транспортных проблем нефти позволит определить дальнейшую перспективу ее добычи и всего нефтегазового комплекса Казахстана. Стратегия его развития рассматривает транспортировку нефти как один из факторов, определяющих дальнейшее состояние экономики страны в целом. При формировании единой нефтепроводной системы республики перед специалистами и наукой стоит ряд проблем, связанных не только с географической разорванностью между местами добычи, переработки и потребления, но и с разработкой оптимальных технологий их транспортировки, обусловленных различием физико-химических свойств нефтей месторождений Казахстана. По нефтепроводам республики в основном транспортируются высокозастывающие и высоковязкие нефти месторождений республики. Их физико-химические свойства обусловливают разработку и использование нетрадиционных методов транспортировки углеводородного сырья.

В связи с этим исследование и анализ развития нефтепроводной сети Казахстана, транспортировки высокозастывающей нефти в республике, а также проблем обусловленных ее физико-химическими свойствами является актуальной задачей.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является на основании изу-чеия литературных источников, архивных материалов и производственно-технических документов по развитию транспортировки нефти в Казахстане и применяемых технологий проанализировать транспортировку высокозастывающей нефти в Западном Казахстане, а также определить основные технологии транспортировки высокозастывающей нефти, способствующие повышению эффективности эксплуатации нефтепроводов по перекачке таких нефтей.

Задачи исследований: провести анализ формирования и эволюции нефтепроводной сети в Казахстане, установить основные этапы ее развития; проанализировать транспортировку высокозастывающей нефти по нефтепроводам Западного Казахстана и применяемые технологии ее перекачки; систематизировать проблемы транспортировки высокозастывающей нефти в Западном Казахстане.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые в историческом плане рассмотрены формирование и эволюция сети нефтепроводов Казахстана в период 1912-2002 гг.

Впервые рассмотрена и проанализирована связь между развитием технологий транспортировки высокозастывающей нефти и применением их в трубопроводах Западного Казахстана.

Впервые в хронологической последовательности проанализирована транспортировка высокозастывающей нефти на примере крупнейшего в мире "горячего" нефтепровода Узень-Атырау-Самара, а также применяемые технологии ее перекачки.

Впервые систематизированы проблемы транспортировки высокозастывающей нефти в Западном Казахстане и пути их решения.

Практическая значимость

1. Анализ становления транспортировки нефти в Казахстане позволяет проследить роль совершенствования техники и технологии в ее развитии.

2. Результаты проведенного анализа позволили представить хронику формирования нефтепроводной сети республики, отражающую развитие технического прогресса в нефтяной отрасли, основанного на тесной связи науки и техники.

3. Представленная диаграмма, отражающая в хронологической последовательности транспортировку высокозастывающей нефти по уникальному "горячему" нефтепроводу Узень-Атырау-Самара, а также результаты анализа применяемых технологий ее транспортировки по нефтепроводам Западного Казахстана можут быть использованы при разработке новых энергосберегающих технологий транспортировки, а также при разработке рекомендаций по проектированию нефтепроводов для перекачки высокозастывающей нефти.

4. Анализ исследований, представленный в данной работе, может быть использован при создании трудов, отражающих историю развития техники и технологии транспортировки нефти, а также в качестве музейного экспоната по развитию нефтегазового комплекса.

Практическая значимость заключается также в том, что результаты работы могут быть использованы при чтении дисциплин "Основы нефтегазового дела", "Сооружение и эксплуатация газонефтепроводов и газонефтехранилищ", "Проектирование и эксплуатация газонефтепроводов" специальности 09.07.00, а также при выполнении дипломных и курсовых проектов и работ.

Апробация и структура работы. Основные положения работы изложены в тезисах докладов, доложенных на III Ассамблее Ассоциации университетов прикаспийских государств (г. Актау, 1998 г.), на Международной научно-методической конференции "Проблемы нефтегазовой отрасли" (г. Уфа, 2000 г.), на II Международной научной конференции "Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела" (г. Уфа, 2001 г.), на XXIX Международном конгрессе по истории технологий

ICOHTEC 2002 (г. Гранада, 2002 г.), на Международной научно-технической конференции "Трубопроводный транспорт сегодня и завтра" (г. Уфа, 2002 г.), на III Международной научной конференции "Современные проблемы истории естествознания в области химии, химической технологии и нефтяного дела" (г. Уфа, 2003 г.).

Диссертация изложена на 127-и страницах, включая 18 таблиц и 30 рисунков, и состоит из 3-х глав, вывода и списка литературы.

Заключение научной работыдиссертация на тему "Исторические аспекты транспортировки высокозастывающей нефти в Западном Казахстане"

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Проведенный анализ архивных и литературных данных позволил обобщить и представить материал, отражающий условия зарождения, становления и развития транспортировки нефти в Казахстане за период с 1912 по 2002 гг.

2. Установлены основные этапы развития транспортировки нефти в Казахстане, отражающие исторические периоды развития техники и республики в целом: первый этап (1912—1920 гг.) — зарождение, в течение которого были построены первые нефтепроводы; второй этап (1920 — 1990 гг.) — становление, в течение которого расширялась сеть нефтепроводов, внедрялись передовые технологии, интенсивно развивался трубопроводный транспорт высоковязких высокозастывающих нефтей в республике; третий этап (1990 — 2002 гг.) — современное состояние, отражающий сложившуюся структуру нефтепроводов республики в новых сложившихся условиях (после распада СССР) и перспективные направления ее развития в связи с возможным увеличением объема добычи углеводородного сырья до 100 —150 млн т.

3. Анализ изученности прогнозных запасов высоковязких нефтей показывает, что основные скопления таких нефтей сосредоточены в юго-восточной и южной частях Прикаспийской впадины и в Мангыстауской области. Представленная физико-химическая характеристика нефтей месторождений, имеющих промышленные запасы, показывает перспективность исследований в области разработки технологий транспортировки таких нефтей.

4. В результате изучения транспортировки нефти Западного Казахстана установлено следующее: большинство транспортируемых нефтей обладают уникальными свойствами (содержание меркаптановой серы во фракциях тенгизской нефти составляет до 0,25 %, вязкость каражанбаской нефти при 50 °С равна 150 мм2/с, т. е. в 10 раз больше таковой при этой температуре мангышлак-ской нефти, температура застывания парафинистой нефти месторождений Узень, Жетыбай + 28-34 °С);

40,8 % общей протяженности нефтепроводов приходится на долю транспортировки высокозастываюгцих и высоковязких нефтей; установлена закономерность увеличения доли низкозастывающего компонента (нефти месторождений Каламкас, Прорва, Тенгиз) в потоке высо-козастывающей.

Анализом технологий, применяемых в Западном Казахстане в трубопроводном транспорте высоковязких и высокозастывающих нефтей выявлено, что нашли применение такие способы перекачки, как «горячая», «условно холодная», с присадками, и в смеси с маловязкими разбавителями.

В наибольшей степени (50 % случаев) применяется технология транспортировки с подогревом.

5. Выявлено, что характерной проблемой для всех трубопроводов, используемых для транспортировки высокозастывающей нефти в Западном Казахстане является обеспечение необходимой пропускной способности системы, что обусловлено реологическими свойствами перекачиваемого продукта и климатическими условиями прохождения трассы.

121

Список научной литературыКарымсакова, Элеонора Сапаровна, диссертация по теме "История науки и техники"

1. А.с. 432274 (СССР). Состав для предотвращения отложений парафина / Р. Ш. Мингареев, В. Е. Губин, А. А. Емков, Г. Н. Позднышев, Д. П. Ворончихина, М. Н. Галлямов // Б. И.— 1974.— № 22.

2. Агапкин В. М., Губин В. В. Неустановившийся теплопроводный режим подземного нефтепровода при его заполнении // РНТС. Транспортирование нефти и нефтепродуктов.— М.— 1978.— № 7.— С. 3.

3. Агапкин В. М., Кривошеин Б. Л., Юфин В. А. Тепловой и гидравлический расчеты трубопроводов для нефти и нефтепродуктов.— М.: Недра, 1984.— 256 с.

4. Айдарбаев А. С., Попов Н. И., Надиров А. Н. Трубопроводный транспорт высоковязких и высокозастывающих нефтей // Нефть и газ.—2000.— № 2.— С. 62.

5. Академик Л. С. Лейбензон. Собр. тр. Т. 3. Нефтепромысловая механика.— М.: Изд-во Академии наук СССР, 1955.— 670 с.

6. Акжигитов А. Проблемы текучести высокозастывающих нефтей // Нефть и газ.—2000.—№ 1.—С. 121.

7. Алексейчик С. Н. Музейные фонды Мангышлаке кого областного исто-рико-краеведческого музея, В. Ф. — 1668/5.

8. Андрусов Н. И. Музейные фонды Мангышлакского областного истори-ко-краеведческого музея, В. Ф. — 2398/4.

9. Апанович Ю. Г., Байков Н. М., Берлин М. А. и др. Нефть СССР (19171987 гг.) / Под ред. В. Н. Динкова.— М.: Недра, 1987.— 384 с.

10. Бизнес в зеркале политики // Нефтегазовая вертикаль.— 2002.— № 13.—С. 88-90.

11. Василюк К., Кашинец В. Минуя Босфор // Нефтегазовая вертикаль.—2001.—№ П.—С. 108-111.

12. Галеев В. Б., Харламенко В. И., Сощенко К. М., Мацкин Л. А. Эксплуатация магистральных нефтепродуктопроводов.— М.: Недра, 1973.— 360 с.

13. Губин В. Е., Пелевин Л. А., Позднышев Г. Н., Емков А. А., Ворончихина Д. П. Гидрофилизирующая композиция для предотращения отложений парафина в трубопроводах // Нефтепромысловое дело.— 1975.— № 8.— С. 22.

14. Губин В. Е. К аппроксимации уравнения Букингема / В кн.: Транспорт высоковязких нефтей и нефтепродуктов по трубопроводам.— М.: Уфа, 1970.— С. 3.

15. Губин В. Е. Слив и налив нефтей и нефтепродуктов.— М.: Недра, 1972.

16. Губин В. Е., Губин В. В. Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов.— М.: Недра, 1982.— 296 с.

17. Губин В. Е., Скрипников Ю. В. Неизотермическое течение вязкоплас.тичных нефтей по трубопроводу / В кн.: Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов.— Уфа, 1972.— С. 40.

18. Губин В. Е.( Тонкошкуров Б. А. Расчет гидравлического сопротивления гидропроводов для вязкопластичных нефтей и нефтепродуктов // В кн.: Трубопроводный транспорт нефти и нефтепродуктов.— Уфа, 1974.— С. 3.

19. Двести миллион тонн Мангышлакской нефти. Музейные фонды Ман-гышлакского областного историко-краеведческого музея, В. Ф. —2328/3.

20. Дегтярев В. Н. Некоторые вопросы термообработки высокозастываю* щих нефтей // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов,.—1964.—№8.—С. 3-7. ♦ 21. Дегтярев В. Н. Термообработка парафинистых нефтей Казахстана //

21. Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов.— 1964.— № 6.— С. 3 — 6.

22. Джантураева Э. Контракты под лупой // Нефтегазовая вертикаль. 2000.—№9.—С. 164.

23. Джолдасбаева Г. У., Аманиязова Г. Д. Нефтегазовый комплекс Казахстана: проблемы и перспективы // Нефть и газ.— 2001.— № 3.— С. 3.

24. Емков А. А. Транспорт высоковязкой нефти с пристенным слоем смачивающей композиции: Дис. . канд. техн. наук.— Уфа, 1982.—164 с.

25. Емков А. А., Губин В. Е., Гоник А. А. Применение оксиэтилированного спирта для транспорта высоковязкой и высокопарафинистой нефти по трубопроводам // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов.— 1971.—№ 4.—С. 6.

26. Емков А. А., Губин В. Е., Гоник А. А. Применение сульфонола НП-3 для ' гидрофилизации внутренней поверхности трубопровода // Транспорти хранение нефти и нефтепродуктов.— 1971.— №11.— С. 5.

27. Еременко Л. Т., Воробьев Н. А. Развитие трубопроводного транспорта ^ в СССР и за рубежом.— М.: Недра, 1989.— 166 с.

28. Gill.F/and Russell К. J. Pumpability Fuel Oils. Lnd. End. Chem.— 46 — № 6.— 1954.

29. Журнал ежедневного пребывания в Париже государя императора Петра Алексеевича / Русский вестник.— 1841.— Т. 2, № 5.

30. Записки Русского географического общества по общей географии.— 1883.— Т. X.— С. 81-82.

31. Иванова Г. Б. Экспорт основных товаров области за август 2002 г. // Ман гыстауский еженедельник «Тумба».— 2002.— № 36.— С. 30.

32. Иванов В. А.г Прутянова 3. С., Банникова С. В. и др. Современное состояние и тенденция развития трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов за рубежом.— М.: ВНИИОЭНГ, 1967.

33. Исследования реологических свойств нефтей различных месторождений полуострова Бузачи и их смесей с каражанбасской: Заключительный отчет / ИХНиПС; Инв. № 111.— Гурьев, 1977.

34. К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч., Т. 1, 1955 — 568 с.

35. Кабылдин К. Казахстанские приоритеты // Нефтегазовая вертикаль.— 2001.—№9.—С. 3-7.

36. Каспийский баррель // Мангыстауское нефтяное обозрение еженедельника «Деловая жизнь "Мангыстау"».— 2002.— 8—14 ноября.— № 13.—С. 2.

37. Касымов Т. Н. Совершенствование технологии сбора и транспорта парафинистых нефтей.— Алматы: Рылым, 2001.— 180 с.

38. Камьянов В. Ф., Лебедев А. К. Теоретические предпосылки и перспективы их использования. Озонолиз компонентов нефти.— Томск, 1987.— № 27.— 42 с.

39. Кащеев А. А., Саханов А. Н. // Нефтяное хозяйство.— 1926.— № 1.— С. 77-87.

40. Кащеев А. А., Саханов А. Н. // Нефтяное хозяйство.— 1926.— № 10.— С. 686-690.

41. Ковальчук Т. Н.г Духовой Г. С., Надиров Н. К. и др. Патент 788РК МКИ Б17Д 1/16. Способ подготовки высоковязких и высокозастывающих нефтей к трубопроводному транспорту. / Приоритет 16.08.93 // Б. И.— 1999.—№2.

42. Котен В. Г. Вопросы трубопроводного транспорта высокозастывающих парафинистых нефтей: Дис. . канд. техн. наук.— 1967.

43. Куандыков Б. М. Геологи Прикаспия — Родине.— М.: Недра, 1991.— 92 с.

44. Мирзоев М. А. Мангыстау: Голоса столетий.— Алматы: Казахстан., 1994.— 240 с.

45. Надиров Н. К. Высоковязкие нефти и природные битумы. В 5-ти т. Т. 1.— Алматы: Былым, 2001.— 360 с.

46. Надиров Н. К. Высоковязкие нефти и природные битумы. В 5-ти т. Т. 2.— Алматы: Былым, 2001.— 340 с.

47. Надиров Н. К. Высоковязкие нефти и природные битумы. В 5-ти т. Т. 5.— Алматы: Былым, 2001.— 312 с.

48. Надиров Н. К. Нефть и газ Казахстана. В 2-х частях. Часть 1.— Алматы: Былым, 1995.—320 с.

49. Надиров Н. К. Нефть и газ Казахстана. В 2-х частях. Часть 2.— Алматы: Былым, 1995.— 400 с.

50. Надиров Н. К., Браун А. Е., Трохименко М. С. и др. Нефтебитуминозные породы Казахстана: Проблемы и перспективы.— Алма-Ата, 1985.— 376 с.

51. Надиров Н. К., Зайкина Р. Ф., Мамонов Т. Б. О перспективах использования озона для повышения эффективности транспортировки и переработки высоковязкого нефтяного сырья // Нефть и газ Казахстана.— 1997.— № 3.— С. 159.

52. Надиров. Н.К., Каширский А. И., Хуторной В., Уразгалиев В. У. Новые нефти Казахстана и их использование. Техника и технология нефтепро-водного транспорта.— Алма-Ата: Изд-во «Наука» КазССР, 1983.— 200 с.

53. Надиров Н. К., Ковальчук Т. Н. Повышение эффективности трубопроводного транспорта: Тезисы докл. междунар. конфер.— Казань: 1994.— Т. 4.— С. 1227.

54. Надиров Н. К., Мусаев Г. А., Лебедев А. К. и др. Нефтяные и кировые асфальтены. 1. Физико-химические характеристики асфальтенов из нефтей и природного битума Западного Казахстана // Изв. АН КазССР. Сер. хим.— 1984.— № 2.— С. 27 31.

55. Надиров Н. К., Мамонов Ф. А., Уразгалиев Б. У., Сериков Т. П. Вязкость и прокачиваемость прогнозируемых к перекачке на 2002 — 2010 гг. по магистральному нефтепроводу Кенкияк — Атырау // Нефть и газ.— 2001.—№ 3.—С. 67.

56. Надиров Н. К., Тугунов П. И., Брот Р. А., Уразгалиев Б. У. Трубопроводный транспорт вязких нефтей.— Алма-Ата, 1985.— С. 264.

57. Нестерова М. П. Химико-механизированная зачистка танков нефтеналивных судов.— М.: Транспорт, 1967.— С. 54.

58. Нефти восточных районов СССР.— Павлова С. Н., Дриацкая 3. В., Мхчиян М. А., Баранова 3. Н., Жмыхова Н. М., Завершинская С. В. М.: ГНТИ нефтяной и горнотопливной литературы, 1962.— 608 с.

59. Нефтяная энциклопедия Казахстана. Двухтомное научно-познавательное издание на казахском, английском и русском языках. Т. 1. — Астана — Лондон: Казахойл, 1999.— 670 с.

60. Новоселов В. В., Тугунов П. И., Забазиев А. И. Теплообмен подземного трубопровода с внешней средой в сложных гидрологических уеловиях — М.: ВНИИЭгазпром, 1992.— 148 с.

61. Новые нефти Казахстана и их использование. Нефти Мангышлака.— Алма-Ата: Изд-во «Наука» Казахской ССР, 1981.— 247 с.

62. Основные результаты исследований по снижению реологических параметров мангышлакской нефти путем разбавления ее низкозастыва-ющими нефтями прилегающих районов / ИХНиПС; Гурьев.— 1982.— Архив Западного филиала «КазТрансОйл» № 199.

63. Отчет «Вопросы трубопроводного транспорта высоковязкой каражан-басской нефти» / ИХНиПС; Гурьев.— 1976. — Архив Западного филиала «КазТрансОйл» № 61.

64. Отчет «Исследование реологических свойств товарных смесей буза-чинских нефтей» / ИХНиПС; Гурьев.— 1980.— Архив Западного филиала «КазТрансОйл» № 143.

65. Отчет «Уточнение реологических свойств мангышлакских нефтей в связи с изменением их физико-химических характеристик» / ИХНиПС; Гурьев.— 1980.— Архив Западного филиала «КазТрансОйл» № 144.

66. Отчет «Экспериментальное исследование действия мощного ультразвука на реологические свойства высокопарафинистой и высокосмолистой нефти» / ИХНиПС; 1972.— Архив Западного филиала «КазТрансОйл» № 5.

67. Первый танкер Каспийского параходетва «Джебраил».— Музейные фонды Мангышлакского областного историко-краеведческого музея, В. Ф. — 2326/3.

68. Плахута Г. Н., Позднышев Г. Н., Емков А. А. Применение полиэлектролитов акрилового ряда для очистки нефти от хлористых солей / В кн.: Сбор, подготовка и транспорт нефти и воды / Труды ВНИИСПТ-нефть.— Уфа, 1976.— Вып. 17.— С. 38.

69. Разумовский С. Д., Зайков Г. Е. Озон и его реакции с органическими соединениями.— М.: Наука, 1974.— 322 с.

70. Результаты опытно-промышленных испытаний смачивающих композиций при добыче высокопарафинистой нефти. Губин В. Е., Позднышев Г. Н., Емков А. А., Ворончихина Д. П., Кичко С. М., Хакимъянов

71. И. X. // Нефтепромысловое дело.— 1975.— № 4.— С. 22.

72. Реологические свойства смесей нефтей Жетыбайского, Каламкасского месторождений // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов.— 1988.—№ 6.— С. 1.

73. Савельев А. А. Музейные фонды Мангышлакского областного истори-ко-краеведческого музея, В. Ф. — 1668/21.

74. Сухова Т. Технологии нового поколения в переработке // Нефть и газ.— 2002.— № 1.— С. 130.

75. Тугунов П. И. Неустановившиеся режимы работы «горячих» магистральных трубопроводов.— М.: Изд-во ВНИИОЭНГ, 1971.

76. Тугунов П. И., Новоселов В. Ф. Транспортирование вязких нефтей и нефтепродуктов по трубопроводам.— М.: Недра, 1973.— 88 с.

77. Тлепов С. Т. Страницы истории Мангышлака.— Алма-Ата: Казахстан, 1980.— 167 с.

78. Уразгалиев Б. У., Акжигитов А. Ш., Каширский А. И., Хуторной В. В. Реологические свойства высокозастывающих смесей Жетыбайского и Каламкасского месторождений // Транспорт и хранение нефти и нефтепродуктов— 1983 — № 2.— С. 2.

79. Уразгалиев Б. У., Ни Е. А., Горяев М. И., Шманов Н. Н. О прокачиваемо-сти высоковязкой кенкиякской нефти в смеси с эмбинскими по нефтепроводу Каспий — Орск / В кн.: Проблемы нефтехимии Мангышлака.— Алма-Ата: Изд-во «Наука» КазССР, 1971.— С. 83.

80. Уразгалиев Б. У., Ни Е. А., Кочкин Б. Г., Морунова М. А., Рязанцева Е. И. О твердых парафинах мангышлакской нефти / В кн.: Нефти и газы Мангышлака и их химические превращения.— Алма-Ата, 1973.— С. 3.

81. Хуснутдинов М. X. Освоение нового нефтяного района // Строительство трубопроводов.— 1980.— № 3.— С. 2.

82. Щербина Б. Е., Боксерман Ю. И., Динков В. А., Патон Б. Е. и др. Отечественный трубопроводный транспорт.— М.: Недра. 1981.— 271 с.

83. Экспедиция Андрусова Н. И. на Мангышлаке в 1907 г. Музейные фонды Мангышлакского областного историко-краеведческого музея, В. Ф. — 2398/8.