Жер қойнауының температурасы

Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 21 бет
Таңдаулыға:

Жер қойнауының температурасы

Жер асты резервуарларының пайда болуына байланысты олардың
әрқайсысының өздеріне тән энергиясы болады. Табиғи энергияның негізгі қоры
мұнай мен газдың төменде, бүйірінде орналасқан қабат суларының арыны болып
саналады.
Қабат суының арыны неғұрлым жоғары болса, мұнай кенішінің мұнай
бергіштік коэффициенті де солғұрлым жер қойнауынан мұнай қоры көбіек
өндіріледі.
Табиғи резервуарлардың түзіліп, қалыптасуына сәйкес судың арынымен
бірге қабат бойында қосымша энергия пайда болады. Мысалы, мұнай өндіру
кезінде оның бетіндегі төмпешік газ көлемінің ұлғаюы, мұнай арасындағы
еріген газдың көпіршіп, мұнайдан бөлінуі, қабат скелетінің ісінуі, өз
салмағымен мұнайдың төмен жылжып, ығысуы сияқты күштер.
Жалпы алғанда қабатты сынау, одан өнім алу жұмыстарын бастамас,
бұрын оның бойында табиғи, тұрақты ұңғыма арқылы ашқаннан кейін, одан өнім
алу жұмыстары басталысымен бұрынғы тыныштықтағы потенциялдық энергия жүйесі
бұзылып, тұрақсыз кинетикалық энергияға айналады. Мұнай көтеріледі онымен
бірге газ шығады, ұңғымалардың газ факторлары өседі, қабат қысымы
төмендейді, көптеген қозғалыстар пайда болады. Бұл өзгерістерді меңгеру
мақсатында изобар картолары тұрғызылып, геологиялық-технологиялық шаралар
тағайындалады.
Кеніш бойынан мұнай-газ өндіру жұмыстары басталмай жатып қабат
қысымының мөлшері сол кеніштің тереңдігіне тәуелді болады. Жоба бойынша ол
төменгі формуламен табылады:

Pпл.н.=Hρg
мұндағы Pпл.н – қабаттың бастапқы қысымы, Па; Н – қабат тереңдігі,
м; ρ – ұңғыма ішіндегі сұйықтықтың тығыздығы, кгм3; g – еркін түсу үдеуі,
мс2.
Көбіне қабат қысымның мөлшері (1,5) формула арқылы табылған
көрсеткіштен артық немесе кем болып кездеседі.
Оның себебі мұндағы қысым тау жыныстарының салмағына, тектоникалық
өзгерістерге температураға және химиялық процесстерге байланысты.
Тау жыныстарының басым салмағы тереңде оргналасқан коллекторлық
қабаттардағы сұйықтықтардың деңгейіне әсер етеді. Осымен байланысты (1,5)
формуласы әр кез табиғи жағдайларға сәйкес келеді деуге болмайды.
Өндіріс үрдісінде қабат температурасын зерттеудің маңызы өте зор. Ол
арқылы қабат бойындағы мұнай, газ, судың физикалық-химиялық қасиеттері,
олардың тұтқырлығы (қою, сұйықтығы), жабысқақтығы, беттік керілуі тағ басқа
параметрлері анықталады.
Қабат тереңдеген сайын оның температурасы артады. Қабат
температурасын зерттеуге байланысты геотермиялық саты және геотермиялық
градиент деге көрсеткіштер қолданылады.
Геотермиялық саты – жердің терендігінің өсуіне байланысты
температураның 10С- ге көтерілуін анықтайтын көрсеткіш. Ол былай жазыфлады:
G=(H-h)(T-t)
Мұндағы: G – геометриялық саты; H – қабат тереңдігі; h – жер бетіне
жақын тұрақты температура тереңдігі; T – тереңдіктегі температура; t – жер
бетіндегі тұрақты температура.
Геометриялық градиент температураның әрбір 100м тереңдікпен
байланысты өсуін көрсетеді.
Г=(T-t)100(H-h)
Герметриялық саты мен градиенттің өзара байланысын мына формула
арқылы табамыз:
G=Г100
Өндіріс жағдайында скважина түбіндегі температура тереңдік термометр
арқылы өлшенеді.

Турбобұрғылар мен турбиналардың сипаттамаларымен жұмыс істеп білу

Жұмыс істеу принципі
Турбобұрғы көп сатылы гидравликалық турбина. Оның білігіне тікелей
немесе редуктор арқылы қашау жалғанған.
Әр саты статор және ротор дискасынан тұрады. Турбобұрғы тұрқына
берік ұстатылған статорда жуу сұйығының ағыны бағытын өзгертіп роторға
өтеді. Егер статор мен ротор арасындағы саңылауды ескермесе сұйықтың статор
арасынан шығу және ротор арасына кіру жылдамдығы және бұрылу бұрышы бірдей
деп қабылдауға болады. Сұйық ротор қалақшаларына қатысты жлылдамдықтарын
және турбина өсіне қатысты ауыспалы жылдамдықпен өз қозғлысын жалғастырады.
Мұндай жылдамдықтар үшбұрышты ротор қалақшаларынан шыға берісінде де
сақталады, өйткені ротор мен статор қалақшаларының пішіндері бірдей.
Яғни шығаберістегі жылдамдық кіре берістегі абсолюттік жылдамдығына
тең, және оның векторы қарама қарсы бұрышқа бағытталған.
Роторға кірер және шығар жердегі жуу сұйығының ағынының қозғалу
жылдамдықтары да бірдей және сұйықтың ротор қалақшаларынан шығаберістегі
абсолюттік жылдамдық ротордың кіреберістегі салыстырмалы жылдамдығына тең
болады. өстіп сұйық сатыдан сатыға аға отырып, өзінің гидравликалық
қуатының белгілі бір бөлігін сатыларға береді. Барлық сатылардағы қуат
турбобұрғы бөлігіне жиналады. Осы кезде статорда жиналған айналдыру
моменттік турбобұрғы тұрқымен бұрғылау құбырлар тізбегі қабылдайды, ал оған
тең бірақ керісінше бағытталған ротордағы айналдыру моменті турбобұрғы
білігі арқылы қашауға беріледі.
Турбобұрғылардың бір секциялы және секцияларды тізбектеп жалғау
арқылы екі, үш секциялы түрлер қолданылады.
Бір секциялы Т12 типті турбобұрғы. Бір секциялы турбобұрғы айналатын
және қозғалмайтын бөлшекткр тобынан тұрады.
Айналмалы бөлшектер турбобұрғы білігіне -11 төмендегідей ретпен
отырғызылады: алдымен сыртына төменгі радиалды тірек төлкесі, білік ішіне
жуу сұйығын өткізетін тесігі бар сақина-тірек-14 және турбина сатылары
кигізіледі. Содан кейін ортаңғы тірек төлкесі-12 және ортаңғы тірек-13, 33
турбина сатысы ортаңғы тіректің екінші төлкесі, ортаңғы тірек және 34
турбина сатысы кигізіледі. Осымен екі ортаңғы тіректерімен турбинаның 100
сатысые жинауды аяқтайды.
Содан кейін білікке реттеуіш сақина, дискасы және төменгі табанша.
Осыдан кейін тірек бөлшектерінің табан дискасы мен сақинасы, табанша сияқты
екінші жинағын кигізеді. Тірек бөлшектерінің жинағын жинап, бекіту
бөлшектері бұранда, қалпақ және қосалқы гайканы табанның жоғарғы дискасына
тірелгенше қатайтады.
Қатайту бөлшектерін олардың бір-біріне, біліктеге кигізілген барлық
бөлшектерді және сақинатірекке қысып ұстау мақсатымен белгілі момент
шамасында бұрап ұстатылады. Содан кейін турбобұрғы тұрқына аударма
жалғайды, тұрқтың ішіне төлкесін орнатады да, білікті жинастырылған
бөлшектермен турбобұрғы тұрқының оның төменгі жағы арқылы қондырады. Соннан-
соң ішкі беті резеңке ниппел турбобұрғы тұрқына бұралып ұстатылады. Сөйтіп
турбобұрғы білігіне кигізілген барлық айналу бөлшектерімен турбобұрғы
тұрқына отырғызылған қозғалмайтын бөлшектер фрикциялы қатайтылып
ұстатылады.
Жуу сұйығы бұрғылау құбырлара тізбегінен аударма арқылы турбобұрғы
тұрқына өтеді. Соннан-соң қозғалмайтын табанша тесігі арқылы өтетін.
Турбинадан турбинаға екі ортаңғы тірек тесіктері арқылы өтіп, сұйық
сақинатірек тесіктері арқылы турбобұрғы білігінің ішіне, одан әрі қашауға
өтеді. Қашау тесіктері арқылы өткен сұйық скважина түбін жуып, бұрғыланған
тау жыныстары бөлшектерін ілестіре құбыр аралық кеңістік арқылы скважина
сағасына көтеріледі.
Турбобұрғының жұмыс істеу барысында оның төмен және жоғарғы
бағытталған күштерден құралатын өстік салмақты қабылдайды: бұл қаралған
тұрбобұрғыда өстік салмақты қабылдау қызметін жинқтап тұратын бөлшектер
атқарады. Әр жинақтағы үш бөлшектің бірі табанша орта шенінен және ішкі
шеңбері резеңкемен қапталған. Салмақ бағытына байланысты білікпен бірге
айналатын табан дискасы жоғарғы және төменгі беттерімен табаншалардың
резеңке қаптамаларына тіркеледі де онымен бірге өстік салмақты қабылдайды.
Сонымен қатар турбобұрғының жұмыс істеу барысында оның білігіне
радиалды күштер әсер етеді, оны қабылдау үшін турбобұрғыда төрт радиалды
тіректер орналасқан. Жоғары радиалды тірек қызметін табан сақинасы
табаншалар атқарады. Білік айналға кезде табан сақинасы табаншалардың
резеңкемен қапталған ішкі шеңберіне үйкелісіп, оған радиалды күш түсіреді.
Ішкі шеңбері резеңкемен қапталған ортаңғы тірек турбобұрғы білігінің
орта шенінде пайда болатын радиалды күштерді қабылдайды. Төменгі радиалды
тірек қызметін ішкі беті резеңкемен қапталған ниппел атқарады.

Тау жыныстарының негізгі физикалық-механикалық
қасиеттері
Ұңғылардың қандай түрі болмаса да олар неше түрлі геологиялық
жағдайларда бұрғыланады. Сондықтан болашақта бұрғыланатын, ұңғының
конструкциясын, бұрғылау тәсілін, жыныс талқандаушы аспаптарды, жуу
сұйықтарын және бұрғылау технологиясының параметрлерін дұрыс таңдап алу
үшін, геологиялық қимадағы тау жыныстырының физика-механикалық қасиеттерін
жете білу қажет. Бұрғылау процессінде ең көп әсер ететін тау жыныстарының
қасиеттеріне олардың анизотроптігі, беріктігі, қаттылығы, қажығыштығы,
серпінділігі, морттығы, талқандалғыштығы, кеуектігі жарықшақтығышы,
орнықтылығы, су өткізгіштігі, қалқушылығы.
Анизатроптік деп тау жыныстырының әртүрлі кристаллографиялық
бағыттарында физика-механикалық қасиеттерінің бірдей болмауын айтады.
Мысалы, тау жыныстарын олардың қабатының бойымен бұрғылағанда, қабатына тік
бұрышпен бұрғыланған гөрі бұрғылау жылдамдығы жоғары болады. Себебі,
олардың қаттылығы әр бағытта әртүрлі. Сондықтан тау жыныстарының мұндай
қасиеті анизотроптіліктің дәреже көрсеткіші деп аталады да, оның мәні мына
формуламен анықталады:
η=H1H2
H1- тау жынысының қабатына параллель бойымен қаттылығы;
Н2- тау жынысының қабатына перпендикуляр бойымен қаттылығы.
Беріктілік деп тау жыныстарының өзін құрастыратын түйіршіктерінің
арасындағы байланысты талқандауға арналған күштерге қарсы кедергілік
қасиетін айтады.
Беріктіктің шартын ең бірінші болып Кулон тапқан, одан кейін оны
эксперименнтермен дәлелденген. Ол шарт бойынша үлгінің тыныш қалпынан
талқындауға көшу қарсаңы, былайша айтқанда үлгінің деформация кезіндегі
шектік жағдайы, жыныстың жылжуға қарсылығы мен жылу жазықтығына
перпендекуляр кернеу арасындағы байланыспен көрсетіледі де, бұл теңдеу тура
сызықтық теңдеу болып саналады.
F=KfδH+C
Мұнда -сызықтың ординат бірлігінен қиятын бөлігі.
Кеуектік деп тау жыныстарындағы қуыстар мен тесіктердің жиынтығын
айтады. Ол жалпылай және нәтижелі кеуек болып екіге бөлінеді. Тау
жыныстарында жабық және ашық кеуектік кездеседі. Бірінші жағдайда қуыстар
бірімен-бірі жалғаспай бөлініп тұрады, яғни олардың өзара қатысы жоқ. Ал
ашық кеуектер арасында қатынас болады. Мұның зор мағынасы бар, себебі, ол
жағдайлар тау жыныстарының су жұтқыштық және су өткізгіштік қасиеттерін
сипаттайды.
Кеуектік мөлшері тау жынысындағы қуыстар мен тесіктерінің көлемінің
V2 сол тау жынысының барлық көлемнің V1 қатынасымен сипатталып, процентпен
анықталады:
П=V2V1*100%

Қаттылық деп тау жыныстарының өзіне кіретін басқа берік денелерге
қарсы кедергі көрсету қасиетін атайды. Қаттылық беріктіктің жекеше түрі
болып саналады. Бұрғылау кезінде тау жыныстарын талқандау тұрғысынан
қарағанда қаттылық тау жыныстарының механикалық қасиеттерін дәл сипаттайды.
Қаттылықтың екі түрі болады: агрегаттық немесе тау жынысының жалпы
қаттылығы және тау жынысын құрайтын жеке минералдардың қаттылығы.
Бұрғылау кезіндегі тау жыныстыарының талқандалу жылдамдығы,
агрегаттық қаттылығын абайланысты болады. Минералдардың қаттылығы
кескіштердің тозуына әсер етсе, жыныстың талқандалуының жылдамдығына тек
қана уақыт жағынан әсер етеді. Тау жынысиарының қаттылығы күштің калай әсер
етуіне де байланысты болады. Құрал тау жынысына біртіндеп өсетін күштің
немесе соққының әсерімен бататындығына байланысты қаттылықты статикалық
және динамикалық деп ажыратылады. Көп жағдайларда статикалық талқандауға
қарағанда динамикалық талқандау энергия сыйымдылығының көптігі байқалады.
Себебі, динамикалық күштер өте аз уақыт әсер ететін болғандықтан, жыныстсң
ішіндегі морт талқандау дефформациялары көп көлемді қамтып үлгермейді.
Минералдың қаттылығын табудың әдістері өте көп. Қаттылық деген
ұғымды ең бірінші минерологияға 1882 жылы Моос енгізді. Ол он минералдан
тұратын шкаласын құрды.

Моос қатылық кестесі
Минерал Қаттылық Минерал Қаттылық
Тальк 1 Полевой шпат 6
Гипс 2 Кварцит 7
Кальцит 3 Топаз 8
Флюарит 4 Корунд 9
Апатит 5 Алмас 10

Қажағыштық (түрпі) тау жынысының ерекше қасиеті. Бұрғылау кезінде
тау жынысының жынысталқандағыш құралды тоздыруын қажығыштық дейді.
Қажағыштық қатты минералдың түйіршіктерінен тұратын, ал түйіршіктер,
беріктігі өзінен төмен матириалмен біріктірілген тау жыныстарына тән
қасиет. Қажығыштық тау жынысын құрайтын түйіршіктердің өлшеміне байланысты
болады. Түйіршіктердің өлшемі 2-3-мм-ден аз болғанда қажығыштық шұғыл
азаяды. Оның себебі, түйіршіктердің диаметрі аз болса, құрал мен жыныстың
арасындағы түйісу ауданы көп болады дағы, контактылық кернеулер азаяды.
Тау жыныстарының қажағыштын анықтау үшін бірнеше тәсілдер ұсынылған.
Бірақ бәрінің де принципі біреу ғана, ол зерттелетін жыныс пен үлгі ретінде
қолданаты затты бір-біріне қажу.
Бұрғылау кезінде коронканың қажалау салмағын өлшеу арқылы,
зерттелеуші жыныстың қажағыштын анықтау үшін Любимов төмендегі формуланы
ұсынады:
Ак=G1-G2L
Мұнда G1 және G2 – бұрғылаудан бұрынғы және кейінгі коронканың
салмағы, L – бұрғылау терендігі.
Серпінділік деп, дефформацияланған дененің, күшті алып тастағаннан
кейін өзінің бұрынғы қалпына қайта келу қасиетін айтады да оны Юнга модулы
арқылы сипаттайды.
Тау жыныстарының серпімділік тұрақтылығын, олардың Юнга модулы
Пуассон коэффициенті П, ығысу моділу G және көлемдік қысу модулі Ек арқылы
мына қатынастарды қолданып табылады:
E=2G(1+П) немесе E=3Eқ(1-П)
Иілімділік деп, тау жынысиарының сыртқы күштердің әсерімен
тұтастығын өзгертпей өзінің қалпымен өлшемділіктерін біржола өзгерту
қасиетін айтады.
Тау жыныстарының иілімділік қасиеттерінің көрсеткіші ретінде ағудың
шегі және иілімділіктің коэффициенті алынады.
Тау жыныстарының серпінділік модульдары

Тау жыныстары Юнга модулы, кгмм2
Құмдар, балшықтар 30
Балшықты тақта тастар 1500-2500
Құм тастар 5000
Граниттер 6000
Ізбес тастар 8500
Базальттер 9700
Кварциттер 10000

Ағудың шегі РА – деп серпінді деформациядан иілімді деформацияға өту
нүктесіне сәйкес күштің Рө, батырылатын штамптың түбінің ауданына Ғш
қатынасы айтады.
Шнейдер мен Петровтың анықтамалары бойынша, иілімділік коэффициенті
Кшдеп штамптың дефформациясына кеткен жұмысты Аш алып тастағанда жыныстың
талқандауына дейінгі серпінді және иілімді дефформацияларға жасалған
жұмыстың Аж серпімді деформацияға жұмсалған жұмысқа Ас қатынасын айтады да,
төмендегі теңдікпен табады:
Ки=Аж-АшАс-Аш
Морттық деп, тау жыныстарының көзге көрінетіндей иілімді
деформациясыз талқандалуға биімділік қасиетін айтады. Тау жыныстарының
көпшілігі моррық қасиет көрсетеді. Тек қана жан-жақты қысу кезінде олар
иілімді деформацияланады. Морттық қасиеттің көрсеткіші ретінде Барон және
Курбатов морттықтың коэффициентін Км ұсынды. Ол таза серпінді деформацияға
кеткен жұмыстың Ас жынысты деформациялауға және талқандауға кеткен жалпы
жұмысқа Аж қатынасы болып саналады. Морттықтың коэффициент иілімділіктің
коэффициенттеріне кері шама болып саналады.
Км=АсАж

Ұңғыларды арқанды-соққылама әдіспен бұрғылайтын қондырғылар
Гидрогеологиялық ұңғыларды арқанды-соққыламау әдісі мен бұрғылау
үшін УБР-2М, УКС-30МІ, УКС-22М және құрылымды КБУ-15 қондырғыларды
қолданылады.
УБР-2М бұрғылау қондырғысымен арқанды-соққылама әдісімен қиыршық
тас, ірі құм және валунды тау жыныстарын 30м тереңдікке дейін бұрғылайды.
Қондырғымен шегендеуші құбырларды күшпен соғып немесе айналдырып, жаныштап
басу арқылы ұңғыға отырғызуға болады. Қондырғыны барлық механизмдері ЗИЛ-
151 автомашинасына орнатылған.

Қондырғының техникалық сипаттамасы
Бұрғылау терендігі 30
Айналдырғыш тесігінің диаметірі 225
Айналу жылдамдығы 12;24;76
Лебедканың жүк көтергіштігі 18
Арқанды жинау жылдамдығы 0,5
Бұрғы снарядының салмағы 300
Снарядтың 1 минуттағы соққылау саны 51
Снарядтың ұңғы түбінен көтерілу биіктігі 0,6
Діңгектің жүк көтергіштігі 60
Двинательдің түрі 24-8,5
Двигательдің қуаты 9
Қондырғының құрал-саймандарды есептемегендегі 9,8
салмаңы

УКС -22МІ бұрғы қондырғысы гидрогеологиялық, барлау және
техникалықарнайы ұңғыларды арқанды соққылау әдісімен бұрғылауға ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.