ВЕСТН. САМАР. ГОС. ТЕХН. УН-ТА. СЕР. ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ. 2012. № 1 (33)

Добыча, транспорт и переработка нефти и газа

УДК 622.337.2:54
ИСТОКИ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО
И НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО ПРОМЫШЛЕННЫХ КОМПЛЕКСОВ
В САМАРСКОЙ ГУБЕРНИИ¹

А.С. Малиновский, Ю.А. Стрижакова^

Самарский государственный технический университет

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244

В работе рассмотрены основные аспекты возникновения, становления и развития нефтехимического и химического комплексов региона. Освещены вопросы исторических предпосылок развития этих отраслей промышленности в Самарской губернии.

Ключевые слова: нефтехимия, нефтепереработка, химическая промышленность, промышленные процессы органического и нефтехимического синтеза.

Химизация народного хозяйства явилась в свое время одним из решающих факторов технического развития, повышения эффективности производства и качества жизни нашего общества. Применение искусственных и синтетических материалов позволило значительно повысить производительность труда, улучшить качество продукции, снизить ее себестоимость, высвободить огромное количество трудовых и материальных ресурсов. Минеральные удобрения, химические средства защиты растений стали очевидным преобладающим фактором прироста продукции сельского хозяйства. Освоение промышленных производств нефтехимического и органического синтеза таких продуктов, как каучук, синтетический спирт, фенол, ацетон, капролактам и др., в том числе фармацевтических препаратов, стало мощной базой для развития отечественной промышленности, позволило отказаться от импортных аналогов, послужило основой формирования экспортного потенциала страны. В настоящее время без применения в производстве, в повседневной жизни продуктов химии, нефтепереработки и нефтехимии ни производства, ни самой нашей современной цивилизации уже невозможно представить.

Химизация нашей огромной страны складывалась из решения задач развития этого направления конкретно по отдельным регионам. Широкое и комплексное использование местных сырьевых и энергетических ресурсов явилось основной базой для развития химической и нефтехимической промышленностей и в Самарской губернии (ранее – Куйбышевской области).
Сера и ее производство. Первые сведения о возникновении в Самарской губернии химических производств относятся к концу XVI в. Тогда в районе устья р. Сок в незначительных количествах добывалась сера. «Выше града Самары пала в Волгу р. Сок: протоку Сока реки – 230 верст. А по правой стороне реки Сока от города Самары 90 верст, озеро, а в нем емлют серу горючую», – так говорится в «Книге, глаголемой большой чертеж» (1626 г., г. Москва)¹.

Добыче серы около Самары уделял внимание Петр I. Сера использовалась в производстве пороха. И такой регион был едва ли не единственным в Отечестве.

Близ Сергиевска в 1704 г. были заложены крепость и двор для выплавки серы. Чуть позже построен Новосергиевский завод на р. Сургут. Серу здесь добывали из минеральных источников. Уже в 1854-1855 гг. сразу в нескольких местах (к северу и северо-востоку от Самары) в районе Алексеевки и около села Новосемейкино также была обнаружена сера. Алексеевское месторождение было обследовано в 1858 г., но разработки его не начаты. Во второй половине XIX века в районе Самары изыскания серы велись геологом А. Озерским, мечтавшим, чтобы тогдашняя монополия сицилийской серы была свергнута. Основанная в 1888 г. в Самаре спичечная фабрика через два года (1910 г.) выпускала продукции на 87 тыс. руб. в год при 130 работающих².

С учетом масштабности и важности решения задач, связанных с развитием края, 30 января 1930 г. при президиуме крайплана создается комитет по химизации. В состав комитета вошли 35 представителей от крайсполкома, крайплана, крайсовнархоза, краевого земельного управления, сельскохозяйственного института, заводов, Битумсланца, Кашпирского сланцевого предприятия, горноразведочной конторы, Безенчукской сельскохозяйственной опытной станции и др.

В краткой статье затруднительно показать широкую картину начала формирования будущих химических и нефтехимических комплексов Самарской губернии, поэтому авторы ограничились лишь самыми важными и значимыми моментами становления в их исторической последовательности.

О том, какое влияние уделялось в то время химизации, говорит постановление Президиума крайкома от 21 июля 1930 г. «О финансировании научно-исследовательской работы по химии»³, в котором устанавливалось в целях усиления научно-исследовательских работ в области химии как по линии сельского хозяйства, так и по сланцам отпустить в распоряжение комитета по химизации сумму в размере 35 тыс. руб., из них 30 тыс. руб. – на опытно-исследовательские работы. В сентябре того же года крайсполком утвердил сеть техникумов, обслуживающих промышленность края. По химической отрасли в постановлении приводится Чапаевский химический техникум и Сызранский сланцевый.

Еще в начале 30-х гг. минувшего столетия Средне-Волжский крайком ВКП(б) несколько раз обращал внимание вышестоящих органов на целесообразность разработки и использования богатых месторождений серы. Вскоре на разведанном участке Водинского месторождения был обнаружен ряд серных поясов средней мощностью от 1 до 2,5 метра каждый, с содержанием серы от 17,7 до 43 %. В иных же местах содержание серы доходило до 55 и даже 90 %.

По инициативе краевого комитета и крайсполкома Главхимпром отпускает средства на постройку Водинского серного завода с таким расчетом, чтобы он был пущен в начале второго квартала 1934 г. Вскоре на месторождении были развернуты открытые горные работы под непосредственным руководством инженера Широкова, начато проектирование завода.

Одновременно производилась подготовка инженерно-технических кадров. Для обеспечения инженерно-техническими работниками директору самарского химико-технологического института А.Е. Бобоко было предложено выделить из числа студентов старших курсов одну группу с целью изучения серы¹.

Алексеевский серный завод вступил в строй действующих в 1935 г. Строительство Волжского серного комбината (впоследствии – Куйбышевский серный комбинат) закончено в 1965 г. Проектная мощность комбината – 100 тыс. т серы в год – была освоена в 1967 г., а в 1970 г. годовая производительность комбината составляла уже 140 тыс. т серы в год.

Чапаевский завод химических удобрений. В 1912 г. на разъезде Иващенково Самарско-Златоустовской железной дороги был основан химический завод (впоследствии Чапаевский завод химических удобрений). Владельцами завода были члены «Товарищества химических заводов Ушково и К^О», уже имевшие несколько химических заводов в других губерниях. Завод вначале строился как сернокислотный и в 1913 г. уже выдавал готовую продукцию. К началу 1914 г. была достигнута проектная мощность по серной кислоте – 12 т в сутки. Кроме серной кислоты завод выпускал и другую химическую продукцию. В 1916 г. товарищество построило еще один сернокислотный цех, а затем и цех бертолетовой соли. После этого завод стал называться «Бертсоль». В дальнейшем были построены производства хлорной извести, жидкого хлора и другие цеха. В 1919 г. завод национализирован.

В последующие годы совместно с немецкими фирмами идет восстановление прежних и строительство новых цехов завода. В течение 1924-1928 гг. осуществлен завоз оборудования и материалов, сооружены подсобные помещения, введена в строй ТЭЦ, но пуск основных цехов затягивался.

В 1926 г. в результате сильного наводнения заводское хозяйство оказалось полностью выведенным из строя, удалось спасти от затопления только ТЭЦ. Растворился в воде запас основного сырья – поваренной соли. «Бертсоль» не торопилось с восстановлением завода, и советское правительство расторгло с ним договор. Уже к концу 1927 г. завод был восстановлен собственными усилиями, в 1929-30 гг. построен хлорный цех и хлорпотребляющее производство. Ранее было сказано, что «Бертсоль» – это собственно название завода, к тому же он национализирован. Кто теперь имеется в виду под словом «Бертсоль»? Собственными усилиями – это чьими?

Разъезд Иващенково в 1918 г. переименован в город Троицк, а с 1928 г. он стал называться Чапаевском.

Особое напряжение испытал Чапаевский химический завод в годы Второй мировой войны, изготавливая продукцию военного назначения. Большое строительство завода развернулось после окончания войны. В 1940-1950 гг. были созданы производства гексахлорэтана, трихлорэтана, винилиденхлорида, уксусной кислоты, уксуснокислого натрия, карбида, хлороформа.

С 1957 г. завод, ранее считавшийся хлорным, взял курс на создание продукции для сельского хозяйства. Были введены производства полихлорпропилена, хлорат-магниевого дефолианта, резиновых рукавов для сельхозтехники, затем на площадке «Коса» в 60-е годы организовано производство гексахлорана и переработки его нетоксичных изомеров, далее – пропината, натриевой соли монохлоруксусной кислоты и др. Завод, являясь производителем химических средств защиты растений, продолжал расширять их выпуск и по номенклатуре, и по объему.

Начало разведки горючих сланцев и нефти. В 1918 г. по инициативе И.М. Губкина геологическим комитетом и главным нефтяным комитетом снаряжаются две геологические партии: одна – для разведки ундорских горючих сланцев, другая – в район г. Тетюши (Татарстан) для разведки Сюкеевского нефтяного месторождения. Весной 1919 г. из Москвы выехала особая экспедиция для разработки сланцев с. Ундоры и с. Кашпир, а уже летом 1919 г. на Волгу прибыли ответственные работники Главсланца во главе с И.М. Губкиным, а также председатель Высшего горного совета ВСНХ Ф.Ф. Сыромолотов и член Президиума ВСНХ В.П. Ногин.

Была определена программа работ по быстрейшему освоению кашпирских сланцевых залежей. Для выполнения работ советское правительство выделило 30 млн руб.¹ В этом же году (октябрь 1919 г.) в химической лаборатории Главсланца из сланцев Кашпирского месторождения были получены первые образцы керосина и других продуктов. До промышленной добычи нефти в Самарской губернии оставались еще полтора десятилетия.

Уже в 1930 г. начал работать Сызранский горно-сланцевый техникум. В 1935 г. он выпустил 75 молодых специалистов, из них 58 горных техников по эксплуатации и 17 техников-химиков. Подготовка и повышение квалификации рабочих и инженерно-технических работников также проводились на Сызранском рабфаке с филиалом на Кашпирском комбинате, в кашпирской и савельевской школах Горпромуча. Задачей рабфака была подготовка рабочих к поступлению во втузы. Кашпирская и савельевская школы готовили рабочих-горняков различных специальностей.
ОАО «Сызранский сланцеперерабатывающий завод». Сызранский сланцеперерабатывающий завод вступил в строй действующих в 1932 г. Предполагалось, что он будет работать как опытный для освоения технологий химической переработки сланца. Это небольшое предприятие, но в довоенный период его ввод в действие явился важным вкладом в развитие химической промышленности. Завод стал давать ценные продукты, ранее в стране не производившиеся. До перестройки Кашпирского сланцеперерабатывающего завода Советский Союз ввозит ихтиол из-за границы, с началом его производства наша страна стала экспортировать этот ценный продукт. Сегодня сланцеперерабатывающее предприятие в Сызрани – единственный в России производитель ценных лекарственных средств природного происхождения на основе сланцевой смолы (ихтиол, альбихтон, натрий-ихтиол и др.). В 1998 г. на предприятии было произведено 115 т ихтиола, из них 40 т пошло на экспорт.

Запасы промышленного сырья этого производства не имеют аналогов в мире: по данным 1991 г., в отведенных для добычи границах вокруг рудника «Кашпирский» находится 11,3 млн тонн сланца, а во всем месторождении – свыше 5 млрд тонн.

К настоящему времени в России накоплен большой опыт в области сланцепереработки, который включает как геологические исследования, так и фундаментальные и технологические разработки. Исследования российских и советских ученых и промышленников по переработке горючих сланцев в химические продукты и их энергетическому использованию проводились уже в начале ХХ века. Однако в России, так же как и во многих других странах, сланцеперерабатывающая промышленность на протяжении всей истории существования вынуждена была конкурировать с производителями более дешевых видов сырья – нефти и природного газа. В результате интерес к промышленной переработке горючих сланцев был утерян, и на сегодняшний день действующие промышленные производства по их переработке существуют лишь в нескольких странах.
ОАО «Сызранский нефтеперерабатывающий завод». Исследование химического состава первой нефти Средне-Волжского края провел профессор Самарского химико-технологического института Я.И. Хисин в 1935 г. (скважина № 402 около Сызрани). Но скважины 401 и 402, на которые возлагались большие надежды, положительных результатов не дали. Началом промышленной добычи нефти на территории Куйбышевской области явился 1937 год. Было извлечено 17,4 тыс. т волжской нефти.

Существует несколько мнений о начале отчета добычи первых партий нефти и о том, какую скважину под Сызранью считать самой первой. Этот вопрос подробно освещен в монографии В.Н. Курятникова, профессора Самарского государственного технического университета^1,2. Он, в частности, пишет: «В литературе довоенного периода, посвященной «второму Баку», проблемам его становления и развития, доминирует взгляд на начало промышленной добычи нефти под Сызранью только с 1937 г. Так, Н.К. Байбаков, говоря о Сызранском месторождении нефти, писал: «Хотя разведочное бурение начато в 1931 г., впервые нефть была получена из скважины № 5, и только в 1937 г. добились промышленной нефти». Такой же точки зрения придерживался и И.М. Губкин. Она отражена в его работе «Урало-Волжская или Восточная нефтеносная область».

В 1940 г. добыча нефти в губернии уже составляла 208 тыс. т. В годы войны куйбышевские нефтяники добились того, что добыча нефти возросла в пять раз. Послевоенные годы отмечены рекордными успехами: в 1958 г. в области добывалось более 16 млн т, в 1965 г. – 33,3 млн т. Добыча газа увеличилась в 1,9 раза. Нефтяники области опередили по добыче нефти старейший нефтяной район – Баку. На смену расширению сланцевого дела при значительнейших запасах сланцев пришли нефтедобыча и нефтепереработка как значительно более технологичные и прибыльные отрасли. Третья пятилетка ознаменовалась успешным развитием нефтепереработки, которая дала толчок развитию нефтехимических предприятий.

В 1942 г. вступил в строй действующих Сызранский нефтеперерабатывающий завод. Первый эшелон бензина для фронта ушел с завода в конце июля.

Зарождение ведущей отрасли экономики Самарской губернии – нефтепереработки – началось именно с Сызранского нефтеперерабатывающего завода.

Добываемая под Сызранью нефть вначале по трубопроводам подавалась на станцию Батраки, оттуда железнодорожным и водным транспортом поступала главным образом на предприятия Северного Кавказа и Закавказья. Быстрое развитие нефтедобычи и ее значительные объемы делали целесообразным наличие производственных мощностей по переработке на месте.

Строительство Сызранского завода началось еще до Великой Отечественной войны, в 1938 г. К лету 1941 г. успели заложить только фундаменты установки термического крекинга, смонтировать несколько металлических резервуаров для хранения готовой продукции, построить здания пожарного депо, проходной, первый этаж лаборатории и два жилых дома для вахтовых рабочих и ремонтников.

Великая Отечественная война внесла коррективы в строительство завода. Фронт крайне нуждался в топливе для автомобилей, танков, самолетов, боевых кораблей и подводных судов. День и ночь прибывали эшелоны с оборудованием из Херсона и Одессы. Оттуда же приехали эвакуированные специалисты.

Подъем первой ректификационной колонны производился без каких-либо сложных механизмов, при помощи двух стрел (трубы диаметром 350 мм) и двух 15-тонных ручных лебедок. Подъем осуществлялся с утра до позднего вечера.

Сызранский нефтеперерабатывающий завод был введен в строй в невероятно короткие сроки – всего за 10 месяцев. В срочном порядке проложили нефтепровод и приступили к переработке местного сырья. Для того чтобы эшелоны с бензином направлялись прямо на фронт, летом 1942 г. от Сызрани до Сталинграда проложили железнодорожную линию.

Послевоенные годы ознаменовались значительным ростом заводских мощностей и увеличением номенклатуры выпускаемой продукции.
ОАО «Куйбышевский нефтеперерабатывающий завод». 21 августа 1943 г. Наркоматом нефтяной промышленности СССР на основании Постановления Государственного Комитета обороны №3961 был издан приказ о начале строительства крекинг-завода в районе г. Куйбышева. Фронту, сельскому хозяйству и промышленности требовалось качественное топливо. Были задействованы подростки, женщины, приходящие с фронта инвалиды и специальный контингент, находящийся в ведении Управления особого строительства НКВД СССР.

В 1944 г. начался прием и монтаж оборудования. Как и проекты первых технологических установок, оно было получено из США по лендлизу. Уже в сентябре 1945 г. вступили в строй установки ЭЛОУ-1 и ККУ-1. Получена первая партия бензина А-56.

Приказом №301 по Государственному союзному тресту №1 Народного комитета нефти предприятие включено в число действующих.
ОАО «Новокуйбышевский нефтеперерабатывающий завод». Строительство Новокуйбышевского НПЗ началось на основании распоряжения Совета Министров СССР № 9426 от 17 июля 1947 г. в период острой потребности страны в горючих и смазочных материалах.

Дата рождения завода – 1951 г. В сентябре 1951 г. начали действовать установки первичной переработки нефти АВТ-1 и АВТ-2, установки термического крекинга № 1 и термического риформинга. В середине ноября 1951 г. с завода был отправлен первый железнодорожный состав с бензином.

Эти действующие гиганты нефтепереработки дали в свое время мощный толчок развитию нефтехимической отрасли, поскольку появилась возможность резко повысить эффективность использования продуктов переработки нефти при получении синтетического спирта, синтетических каучуков, полиэтилена и других важнейших продуктов народного хозяйства.

В настоящее время все три нефтеперерабатывающих завода губернии, а также ООО «Новокуйбышевский завод катализаторов» и ООО «Новокуйбышевский завод масел и присадок», входят в структуру НК «Роснефть».

Заводы технического углерода. Начало нефтехимической отрасли в Куйбышевской области было положено развитием во время Второй мировой войны промышленности по добыче природного газа в Бугурусланском районе. Эта добыча дала возможность химической переработки газа с целью получения дефицитной канальной сажи. Нефтехимические предприятия – похвистневские сажевые заводы № 1 и № 2, впоследствии объединенные в одно предприятие, начали свою работу в 1947 г.

В 1963 г. вошли в строй действующих две очереди завода в Сызрани. На сажевом заводе в г. Сызрани в качестве сырья использовался не природный газ, а продукты крекинга нефти. Позднее (26 января 1970 г.) вышел приказ Министерства нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности СССР, подписанный заместителем министра О. Ктаторовым¹, «Об утверждении акта государственной комиссии по приемке в эксплуатацию объектов по производству сажи ПМ-70 на Сызранском заводе». Продукция сажевого завода, который после выделения получил наименование «Сызранский завод технического углерода», шла на экспорт в 26 стран Европы, Азии и Африки.

Таким образом, к концу 50-х гг. прошлого столетия был создан нефтедобывающий и перерабатывающий комплекс Самарской губернии. Процессы первичной переработки нефти были полностью отработаны и стабильно наращивали объемы производства. Принятию решения о строительстве нефтехимических производств способствовало несколько факторов: наличие значительных объемов собственных сырьевых ресурсов – нефти и газа, высокий уровень технического развития региона, наличие энергетических мощностей, строительных организаций, выгодное транспортно-географическое положение области и наличие развитой железнодорожной инфраструктуры, а также возрастающая потребность в продуктах нефтехимии и органического синтеза для сельского хозяйства, машиностроительной, лакокрасочной, обрабатывающей, легкой и других отраслей промышленности.
ЗАО «Нефтехимия». Куйбышевский завод синтетического спирта положил начало функционированию в области предприятий большой химии. Он – ее первенец в нашем крае. Наиважнейшие промышленные процессы нефтехимии – органический синтез, алкилирование, пиролиз, гидратация, полимеризация – начали осваивать в цехах завода синтетического спирта.

Завод в свое время имел огромное значение для народного хозяйства страны. Кроме того что на нем перерабатывались в ценные продукты попутные газы и газы нефтепереработки заводов области, на которых впоследствии стремительно начала развиваться собственная нефтехимия, тем самым повышая коэффициент использования сырья, он давал этиловый спирт, необходимый при получении дивинила – сырья для производства автомобильной резины, по схеме: спирт – дивинил – каучук – шины.

Стране требовалось огромное количество автомашин, тракторов, техники вообще – а для нее необходима резина. Получать спирт из пищевых продуктов для дальнейшей его переработки в каучук при нарастающем дефиците было слишком дорого, так как для получения одной тонны спирта необходимо примерно в четыре раза больше зерна. Синтетический спирт нужен был стране для замены пищевого. Для этого и были построены три завода, использующие технологию прямой гидратации, – в Грозном, Уфе и Новокуйбышевске.

Позднее на заводе будут введены производства фенола-ацетона и полиэтилена. Предприятие станет многопрофильным.

ЗАО «Новокуйбышевская нефтехимическая компания». 1957-1965 гг. – особый период становления и интенсивного развития в Куйбышевской области предприятий большой химии. На восьми предприятиях, действовавших в области, вырабатывалось уже более 70 новых химических продуктов.

Предвестник Новокуйбышевского нефтехимического комбината – центральная газофракционирующая установка (ЦГФУ-1), бывшая сначала в составе НК НПЗ. Один из крупнейших гигантов нефтехимии в Европе сначала был небольшим заводиком. Установка начала строиться в октябре 1961 г. Такого гигантского масштаба установка сооружалась в СССР впервые.

ОАО «Синтезкаучук». В СССР первый завод синтетического каучука вступил в строй действующих в Ярославле в 1932 г. В этом же году заработал завод по производству каучука в Воронеже. В 1933 г. начал выдавать товарную продукцию Ефремовский завод. В 1936 г. запущен в работу Казанский завод. Через четыре года – Ереванский завод. Все эти заводы выпускали один вид каучука – полибутадиеновый.

Длительное время каучук получали из мономера бутадиен-1,3. В свою очередь, бутадиен-1,3 получали по методу Лебедева из этилового спирта, что влекло за собой большие расходы пищевого сырья (зерно, картофель, свекла и т. д.). Ситуация немного улучшилась с пуском в работу заводов, вырабатывающих синтетический этиловый спирт. Построенный в г. Ставрополе (теперь Тольятти) завод синтетического каучука базировался на новейших разработках в области использования сырья для синтеза каучука. СССР стал первой страной, где был получен синтетический каучук в промышленном масштабе. В доперестроечное время на полную мощность в СССР работали 15 заводов по выпуску синтетического каучука.

ОАО «Фосфор». Ставропольский химический завод (Куйбышевский химический завод, впоследствии ПО «Куйбышевфосфор», ОАО «Фосфор») начал сооружаться в 1958 г. В 1963 г. был получен первый волжский фосфор. Завод являлся самым крупным предприятием в СССР по выпуску фосфора и его производных, а также единственным производителем желтого фосфора в РСФСР.
ОАО «Куйбышевазот». Сооружение Куйбышевского азотно-тукового завода (КАТЗ) началось в 1961 г. В 1962 г. создается отдельная дирекция строящегося КАТЗ. С целью эффективного научно-технического руководства строительством и освоением мощностей при заводе организуется сектор Государственного института азотной промышленности, из которого впоследствии будет сформирован филиал ГИАПа. Представители ГИАПа и его филиалов в других городах постоянно находились на стройплощадке завода. Значительные силы треста «Оргхим» также были задействованы в последующих пусконаладочных работах.

23 августа 1966 г. введено в действие производство аммиака с проектной мощностью 290 тыс. т в год. У завода появилось собственное сырье. Этот день считается официальной датой рождения КАТЗ – ПО «Куйбышевазот».

В апреле 1968 г. введено в строй первое в Поволжье производство карбамида мощностью 180 тыс. т в год.

В августе 1974 г. введен в строй действующих первый реактор дегидрирования циклогексанола. Вступил в строй цех по выпуску гидроксиламинсульфата. Введено в строй производство капролактама. Начато строительство крупнотоннажного агрегата производства аммиака АМ-72 мощностью 410 тыс. т в год.

Капролактам – основное сырье для производства нейлона, капрона и ультрамида. Это источник высокопрочных волокон для автомобильного и самолетного корда. Идет на изготовление тканей в легкой промышленности, трикотажных изделий, рыболовецких снастей, высокопрочных пластмасс, используется для литья втулок, подшипников, гребных винтов для судов и др. Ценны и побочные продукты, получаемые при производстве капролактама.

20 сентября 1974 г. выдана первая партия сульфата аммония. Впереди – возведение крупнейшего в мире Тольяттинского азотного завода.

К началу 80-х гг. завод, ставший объединением «Куйбышевазот», являлся нефтехимическим гигантом области. Возникла необходимость его реструктуризации. В итоге из комплекса были выделены четыре самостоятельных предприятия: «Куйбышевазот», «Тольяттиазот», «Азотреммаш» и «Трансаммиак».
ОАО «Тольяттиазот». Возведение одного из будущих гигантов химической промышленности – Тольяттинского азотного завода – началось в ноябре 1974 г. в 12 километрах северо-восточнее г. Тольятти. Приближенность будущего завода к месторождению природного газа (Оренбургская область), мощная строительная база – «Куйбышевгидрострой», близость Куйбышевского водохранилища (источник водоснабжения) и Волжской ГЭС, кроме того, перекресток автомобильных и железнодорожных путей сообщения – все это давало большие преимущества будущему предприятию.

Контракт на разработку технической документации и поставку комплексного оборудования для четырех крупнотоннажных агрегатов аммиака суммарной мощностью 1,8 млн т в год и стоимостью 219 млн долл. был заключен 20 июля 1974 г. с американской фирмой «Кемико». Официальная дата начала строительства ТоАЗа – 6 ноября 1974 г. Будущий гигант возводился по соглашению с известной фирмой «Оксидентал Петролеум». Корпорация ОАО «Тольяттиазот» берет свое начало с завода, построенного на компенсационной основе и полностью введенного в строй в 1981 г. Предприятие изначально ориентировано на производство и экспорт аммиака в США по аммиакопроводу Тольятти – Одесса с пропускной способностью 2250 тыс. т в год.

Подобной концентрации агрегатов аммиака на одной площадке в мире на сегодня нет. Суммарная производительность агрегатов составляет более 3 млн т в год. По данным Международной ассоциации удобрений, поставки ОАО «Тольяттиазот» занимают свыше 10 % мирового рынка сбыта аммиака и делают корпорацию крупнейшим мировым производителем.

Таким образом, в период 1930-1980 гг. в Самарской губернии был сформирован мощнейший кластер нефтяной и химической промышленности, включающий добывающие, перерабатывающие и транспортные предприятия, заложен базовый потенциал экономической стабильности региона. Дальнейшее развитие было направлено на расширение номенклатуры продукции, освоение новых процессов глубокой переработки нефти, комплексного использования сырья и применения новейших технологий его переработки, а также строительства новых промышленных комплексов. Сегодня нефтехимические предприятия размещены практически во всех городах Самарской области.

Статья поступила в редакцию 24 января 2012 г.

ORIGINS OF THE FORMATION OF CHEMICAL AND PETROCHEMICAL INDUSTRIAL COMPLEX IN SAMARA PROVINCE

A.S. Malinovsky, Y.A. Strizhakova^

Samara State Technical University

443100, Samara, Molodogvardeyskaya st., 244

The paper discusses the main aspects of occurrence, formation and development of petrochemical and chemical complexes in the region. This paper discusses the historical background of development of these industries in the Samara province.

Keywords: petrochemicals, oil refining, chemical industry, industrial processes of organic and petrochemical synthesis.
УДК 622.245
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК СМАЧИВАЕМОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ПОР И ВЛИЯНИЕ ИХ
НА КОЭФФИЦИЕНТ ВЫТЕСНЕНИЯ НЕФТИ ВОДОЙ НА ПРИМЕРЕ КАРБОНАТНЫХ КОЛЛЕКТОРОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ САМАРСКОЙ ОБЛАСТИ

Э.О. Тимашев¹, Е.С. Калинин¹, П.В. Павлов¹, В.А. Волков², И.В. Доровских<sup>3

1</sup> ООО «СамараНИПИнефть»

443010, г. Самара, ул. Вилоновская, 18

² ООО «Дельта-пром»

443115, г. Самара, ул. Г. Димитрова, 117

³ Самарский государственный технический университет

443100, г. Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Представлены результаты исследований влияния смачиваемости порового пространства карбонатных продуктивных пластов нефтяных месторождений Самарской области на величину коэффициента вытеснения нефти водой. Проведено обобщение накопленного лабораторного материала по определению коэффициента вытеснения нефти водой по пластам В₁ нефтяных месторождений Самарской области. Показано, что гидрофильные продуктивные пласты характеризуются более высокими значениями коэффициента вытеснения: в среднем на 12 % по исследованным образцам.

Ключевые слова: смачиваемость, карбонатный пласт, коэффициент вытеснения, экспериментальные исследования, проницаемость, водонасыщенность, пласт, керн, нефтяные месторождения Самарской области.

Из литературы известно, что зависимость коэффициента вытеснения и остаточной нефтенасыщенности от проницаемости неоднозначна. Встречаются работы, в которых приведены корреляционные уравнения, согласно которым с увеличением проницаемости коэффициент вытеснения убывает и практически не зависит не только от давления вытеснения, но и от проницаемости пористой среды.

Основанием для постановки и анализа лабораторных исследований послужил вопрос о достоверности принимаемых в проектных документах значений коэффициентов вытеснения по объектам у пластов с высокой проницаемостью, где больше остаточная нефтенасыщенность и заметно меньше коэффициент вытеснения [1].

В результате проведенного анализа была установлена одна из причин полученного несоответствия, а именно определяющее влияние смачиваемости порового пространства на величину коэффициента вытеснения нефти водой.

Анализ проводился по результатам лабораторных определений коэффициента вытеснения нефти водой. Полнота вытеснения нефти водой определялась в лабораторных условиях по методике, описанной в отраслевом стандарте 1986 г. [2].

Моделирование процесса вытеснения нефти водой осуществлялось на составной модели элемента пласта, смонтированной из стандартных образцов керна, отобранного из продуктивного пласта. Перед испытанием образцы керна экстрагировались спиртобензольной смесью и высушивались до постоянного веса. Затем образцы насыщались моделью пластовой воды продуктивного пласта и методом центрифугирования в них создавалась остаточная водонасыщенность.

После центрифугирования образцы донасыщались керосином и компоновались в составную модель элемента пласта таким образом, чтобы по направлению вытеснения каждый последующий образец имел меньшую проницаемость. Составной образец помещался в резиновую манжету и устанавливался в кернодержатель, где происходило донасыщение керосином.

При давлении испытания, соответствующем пластовому, через составной элемент пласта фильтровался сначала керосин, а затем модель нефти в количестве, превышающем 10 объемов пор модели элемента пласта. По завершении фильтрации нефти образцы выдерживались в течение 48 часов при термобарических условиях, соответствующих пластовым.

Модель нефти, применявшаяся в опыте, была приготовлена добавлением керосина к дегазированной и профильтрованной поверхностной пробе нефти продуктивного пласта. В качестве вытесняющего агента использовалась модель пластовой воды продуктивного пласта. Вытеснение осуществлялось при пластовой температуре с постоянной скоростью до полного обводнения выходящей жидкости.

По окончании испытания отдельные образцы после взвешивания помещались в экстракционные аппараты (приборы Закса) для определения остаточной нефтенасыщенности.

Величина коэффициента вытеснения (К_выт) рассчитывалась по формуле

К_выт = (К_н – К_он) / К_н,

где К_н – начальная нефтенасыщенность модели элемента пласта;

К_он – остаточная нефтенасыщенность модели элемента пласта.

Определение относительных фазовых проницаемостей (ОФП) проводилось по данным процесса вытеснения одной жидкости другой [3, 4]. Использовался модифицированный метод, основанный на методике Кундина – Куранова [7], аналоге метода Уелджа [5, 6] расчета ОФП, который использует аппарат решения обратной задачи и определяет ОФП в некотором пространстве функций. Данный метод отличается от самой методики Кундина – Куранова тем, что отпадает необходимость дифференцирования данных по перепаду давления и обеспечивается быстрота счета. Данные эксперимента по вытеснению нефти водой обрабатывались с помощью специально разработанной программы [8].

Лабораторные исследования проводились на образцах керна продуктивных пластов месторождений с близкими геолого-физическими свойствами (см. таблицу).

Проницаемость по нефти при начальной водонасыщенности принималась за 100 %.

На рис. 1-2 приведены кривые ОФП воды и нефти, полученные по описанной методике.

На составном образце пласта В₁ Аглосского месторождения получена величина остаточной нефтенасыщенности 45,4 %. Проницаемость по воде при остаточной водонасыщенности 64,4 %. Точка равных относительных проницаемостей по нефти и воде находится на графике при значении насыщенности образца водой около 42,5 %.

На составном образце пласта В₁ Песчанодольского месторождения величина остаточной нефтенасыщенности составила 40,6 %, а точка равных относительных проницаемостей по нефти и воде находится на графике при значении водонасыщенности образца около 45,5 %.

Характеристика пластовых флюидов и керна, используемых в опытах
по определению относительных фазовых проницаемостей нефти и воды,
а также смачиваемости керна продуктивного пласта В₁

Месторождение	№ скв.	Вязкость нефти, мПа*с	Проницаемость, мкм2	Конечная водонасыщенность, д. ед.	Длина модели элемента пласта, м	Объем пор модели элемента пласта, х10-6м3	Коэффициент нефтевытеснения, д. ед.	Смачиваемость породы элемента пласта
Советское	30	4,980	0,0322	0,636	0,2782	28,28	0,558	Гидрофильная
Горьковское	15	4,467	0,0461	0,756	0,1800	15,36	0,622
Песчанодольское	103	2,096	0,0263	0,594	0,2154	19,10	0,530	Гидрофобная
Аглосское	189	2,217	0,0250	0,546	0,1237	15,45	0,401

Рис. 1. Диаграммы относительных фазовых проницаемостей для нефти и воды пласта В₁

Аглосского и Песчанодольского месторождений

На составном образце пласта В₁ Советского месторождения получено значение остаточной нефтенасыщенности 36,4 %. При этом точка равных относительных проницаемостей по нефти и воде находится на графике при значении водонасыщенности образца около 53,4 %.  

Составной образец пласта В₁ Горьковского месторождения характеризуется остаточной нефтенасыщенностью, равной 24,4 %. Точка равных относительных проницаемостей по нефти и воде в этом случае соответствует на графике значению водонасыщенности около 67,6 %.  

Рис. 2. Диаграммы относительных фазовых проницаемостей для нефти и воды пласта В₁

Советского и Горьковского месторождений
Анализ диаграмм ОФП нефти и воды, представленных на рис. 1, показывает, что точка пересечения кривых находится левее водонасыщенности, равной 0,5. Данный факт указывает на гидрофобную поверхность порового пространства. Диаграммы ОФП нефти и воды, представленные на рис. 2, указывают о преимущественной смачиваемости породы водой.

Данные о смачиваемости поверхности порового пространства подтверждаются и описанием керна.

Керн Горьковского и Советского месторождений представлен известняками коричневато-серыми, комковатыми и органогенными-обломочными, от мелко- до крупнозернистых, пористыми, средней крепости, нефтенасыщенными, местами с выпотами нефти. Такой керн имеет легкие фракции нефти. Они после экстракции легко удаляются, и поверхность порового пространства гидрофилизуется (рис. 3).

Керн Песчанодольского месторождения представлен известняками серыми и темно-серыми, среднекристаллическими, комковато-сгустковыми, плотными, крепкими, с глинисто-битуминозными промазками по наслоению (рис. 4).

Ранее была выдвинута гипотеза о том, что гидрофобные свойства образцов обусловлены наличием на поверхности обломочных зерен и глинистого цемента тонких пленок органического вещества [9]. Чтобы ее проверить, с помощью растрового электронного микроскопа (РЭМ) исследована микроструктура поверхности обломочных зерен и порового эпигенетического каолинита (диккита). Оказалось, что на поверхности эпигенетического порового каолинита (диккита) действительно имеются тонкие пленки сильно метаморфизованных битумоидов, обладающих специфической микроструктурой, описанной в работе [10].

Рис. 3. Советская пл., скв. 30, инт. 2156,5-2163,7 м, обр. 987-10	Рис. 4. Песчанодольское м., скв. 103, инт. 2553,6-2565,0 м, обр. 386-09

В рассматриваемом образце гидрофобные свойства частично сохраняются даже после его продолжительной экстракции спиртобензольной смесью, что свидетельствует о том, что эти пленки чрезвычайно прочно связаны с поверхностью минералов.

Таким образом, именно характеристики смачиваемости поверхности пор и связывающих их каналов определяют форму диаграмм фазовых проницаемостей по нефти и воде.

На основании результатов, представленных в таблице, также можно сделать вывод о влиянии смачиваемости порового пространства на величину коэффициента вытеснения нефти водой. А именно, чем гидрофильнее пласт, тем выше величина коэффициента вытеснения нефти водой.

Выводы:

1. При вытеснении нефти водой гидрофобный характер поверхности порового пространства приводит к снижению скорости капиллярной пропитки пористой среды водой и, как следствие, снижает коэффициент нефтевытеснения.

2. Величина коэффициента вытеснения в гидрофильных пропластках в среднем на 12 % выше, чем в гидрофобных.

3. Точка равных относительных проницаемостей по нефти и воде в гидрофильных пропластках находится на диаграммах относительных проницаемости в среднем на 17 % правее, чем в гидрофобных.  

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. 
   Кузнецов А.М., Кузнецов В.В., Богданович Н.Н. О сохранении естественной смачиваемости отбираемого из скважин керна // Нефтяное хозяйство. – 01.2011. – С. 21-23.
   
2. 
   Нефть. Метод определения коэффициента вытеснения нефти водой в лабораторных условиях. ОСТ 39-195-86.
   
3. 
   Хисамутдинов Н.И., Хасанов М.М., Телин А.Г., Ибрагимов Г.З., Латыпов А.З., Потапов А.М. Разработка нефтяных месторождений // М.: ВНИИОЭГ, 1994. – Т. 1. Разработка нефтяных месторождений на поздней стадии. – 263 с.
   
4. 
   Гудок Н.С. Изучение физических свойств пористых сред. – М.: Недра, 1970. – С. 208.
   
5. 
   Welge H.J. Displacement of Oil from Porous Media by Water and Gas. – Trans. AIME, 1950, Vol. 198, p. 314-316.
   
6. 
   Welge H.J. A Simplified Method for Computing Oil Recovery by Gas or Water Drive. – Trans. AIME, 1952, Vol. 195, p. 91-98.
   
7. 
   Кундин С.А., Куранов И.Ф. К вопросу о методике расчета фазовых проницаемостей по данным опытов по нестационарному вытеснению нефти водой // Тр. ВНИИ. Вып. 8. – М.: Гостоптехиздат, 1960. – С. 85-95.
   
8. 
   Хасанов М.М., Рыжков А.Б., Караваев А.Д. и др. Компьютерная обработка данных физико-гидродинамических лабораторных исследований керна // Вестник ИЦ ЮКОС. – 2002. – № 3. – С. 37-42.
   
9. 
   Зубков М.Ю., Сотникова Г.П., Прямоносова И.А и др. Некоторые причины гидрофобизации коллекторов // Нефтяное хозяйство. – Деп. рук. № 1870. – 1990. – 17 с.
   
10. 
    Зубков М.Ю., Федорова Т.А. Преобразование микроструктуры органического вещества по мере его катагенетической эволюции // Литология и полезные ископаемые. – 1989. – № 5. – С. 71-79.
    

Статья поступила в редакцию 6 декабря 2011 г.
EXPERIMENTAL RESEARCHES OF WETTABILITY CHARACTERISTICS OF THE pore space surface AND THEIR INFLUENCE
ON displacement efficiency OF OIL WATER by the example of carbonate reservoir OF THE OIL FIELDS OF THE SAMARA REGION

E.O. Timashev¹, E.S. Kalinin¹, P.V. Pavlov¹, V.A. Volkov², I.V. Dorovskikh<sup>3 

1</sup> LLC «Oil Research, Development and Project Institute of Samara»

18 Vilonovskaya st., Samara city, 443010

² LLC «Delta-prom»

117 G. Dimitrova st., Samara city, 443115

³ Federal state budgetary institution of higher vocational studies State Technical University of Samara

244 Molodogvardeyskaya st., Samara city, 443100

In article results of researches of influence of wettability pore space surface of carbonate reservoir of oil fields of the Samara region on size of displacement efficiency of oil by water are presented. Carrying out of the accumulated laboratory material by definition of displacement efficiency of oil by water on layers В1 of oil fields of the Samara region is spent. It is shown that water-wet productive layers are characterized by higher values of displacement efficiency: on the average on 12 % on the investigated samples.
Keywords: wettability, carbonate formation, displacement efficiency, experimental research, permeability, water saturation, layer, core, oil fields of Samara region.