Қабатты сұйықпен жару технологиясы
МАЗМҰНЫ:
Кіріспе
3
1 Теориялық бөлім
5
0.1 Ұңғыманың өнімділігін арттыру әдістері
5
0.2 Ұңғыма түбін перфорациялау технологиясы
8
0.3 Қабатты сұйықпен жару технологиясы
11
0.4 Қабатты гидравликалық жарудың түрлері
15
0.5 Қабатты гидрожаруға қажетті материалдар және жабдықтар
18
2 Есептеу-талдау бөлімі
22
2.1 Өңдіру ұңғымасында гидрожарудың негізгі көрсеткіштерін есепттеу
22
2.2 Гидрожарудан кейінгі жарықтардың өлшемдерін анықтау
23
3 Еңбекті және қоршаған ортаны қорғау
24
3.1 Өндірістік санитария
24
3.2 Өрт сөндіру қауіпсіздігі
28
3.3 Атмосфераны қорғау
28
Қорытынды
42
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
44
Кіріспе
Жер асты қойнауында тарихи жағдайда жиналған мұнай-газ кеніштерінің жиынын мұнай кен орны деп атауға болады. Мұнай мен газ кен орындарының орналасу тереңдігі жер қойнауының қай геологиялық кезеңде пайда болуы на байланысты əртүрлі болуы мүмкін. Мұнай кен орнын игеру деп кен орнын бұрғылаудан бастап мұнай мен газ қорын жер бетіне шығарудың ғылыми зерттеу арқасында жүргізілетін үрдісті түсінеміз. Кен орнын құрайтын көмірсутекті қорлар негізінде қабаттарда жəне тау жыныстарының көлемінде орналасады, олар жер астында əртүрлі физика-геологиялық қасиеттері бар болып əр түрлі көлемді болып орналасады. Көп жағдайда мұнай-газды қабаттың өзі біраз өткізгіштігі жоқ жыныстардың қабат шамаларымен бөлініп немесе кен орнының əртүрлі жерлерінде орналасып бөлінеді.
Жаңа кен орнын игеруге беру кезiнде тəртiп бойынша ұңғымадан мұнайды көтерiп шығару үшiн қабат энергиясы жеткiлiк тi болады. Сұйықты көтерiп шығару тек қана қабат энергиясының есебiнен жүзеге асатын тəсiлдi - фонтанды пайдалану тəсiлi деп аталады.
Қабат энергиясының қысымы түсiп немесе ұңғыма өнiмi суланып кетуiне байланысты пайдаланудың механизацияланған тəсiлдерiне көшедi: газлифттiк немесе сораптық. Ұңғыманы сораптық пайдалану кезiнде тереңге түсiрiлетiн ортадан тепкiш электрлi сорап қондырғыларын (ОТЭС орысша УЭЦН) жəне штангiлi ұңғымалық сораптарды (ШСС) қолданады.
Фонтандау тоқтағаннан кейiн өнiмдiлiгi жоғары ұңғымаларды газлифтiлiк əдiспен немесе тереңге түсiрiлетiн ортадан тепкiш электр сорабының жəне штангiлi ұңғымалық сораптардың көмегiмен пайдаланады.
Өндiрiлетiн ұңғымалар көпшiлiгi (60%) ШСС жабдықталған, олармен мұнайдың тек 16,1% өндiрiледi. Минералданған қабат суларын, қоршаған ортаның ластануын болдырмау мен қысымды ұстап тұру үшiн қайтадан қабатқа айдайды.
Қазақстан Республикасының экономикасы үшін мұнайгаз өнеркəсібінің орны бөлек жəне өте маңызды болып табылады. Дүние жүзінде жылдан жылға көмірсутектерді тұтыну өсіп келеді, өз кезегінде Қазақстанда мұнай өндіру жыл сайын өсуде; жақын арада мұнай өндіру мөлшерін 100 млн. тоннаға жеткізу тұр. Мұнай-газ саласында мыңдаған адамдар жұмыс істеп өздерінің үлесін қосуда. Сонымен қатар, салаға ірі жетекші шетелдік компаниялар инвестицияларын тартуда.
Келтірілген маңызды проблеманы шешу салаға заманауи мамандарды дайындауды қажет, оларды технологиялық жəне техн икалық жетістіктермен таныстыру, өндіріске енгізуді талап етеді.
Осы оқулықта болашақ мұнай-газ ісінің бакалаврлары қалаған мамандықты меңгеру барысында бастапқы мəліметтерден хабардар болады. Атап айтқанда, мұнай-газ кен орындарының геологиялық негіздірін, мұнай жəне газдың физика-химиялық қасиеттерін, кен орындарын игеру жəне пайдаланудың анықтамаларын, жағдайлары мен жабдықтарын, қабаттардың мұнай бергіштігін арттыру тəсілдерін, кəсіпшілікте мұнай жəне газды жинау мен дайындаудың ерекшеліктерін жəне т.б. оқып білуге мүмкіндік алады.
Оқулықта тəжірибелік жəне зертханалық жұмыстардың тізімі, тақырыптар бой ынша бақылау сұрақтары, өзіндік бақылау үшін тестілік сұрақ тары, терминдерді түсіндіру жазбалары (глоссарий) келтірілген. Оқулық қазақ тілінде бірінші рет шығарылып отырғандықтан, авторлар мұнай-газ ісі мамандарынан келген ұсыныстарды талқылауға жəне қабылдауға ашық.
1 Теориялық бөлім
5.1 Ұңғыманың өнімділігін арттыру әдістері
Қабатты сұйықпен жару өнімді қабатқа әсер ету арқылы ұңғыманың өнімділігін көбейту, мұнайды алу темпін жылдамдататын және қабаттың мұнай бергіштігін арттыратын әдіс болып табылады. Қабатты сұйықпен жару өндіру ұңғымаларында да, айдау ұңғымаларында да қолданылады.
Қабатты сұйықпен жару үдерісі екі этаптан тұрады:
- бірінші этапта өнімді қабатқа жоғары қысымда және қажетті жылдамдықта жұмыс сұйықтығын айдайды, осының нәтижесінде коллектор жынысы жарылып, қолдан жасалған жарықтар пайда болады;
- екінші этапта үдеріс біткен соң жоғары өткізгіштікті сақтап қалу және артық қысымды түсіру мақсатында қабатқа жарықтың қабырғаларын ашық күйінде ұстап тұратын жарықтарды кеңейткіш айдалады.
Қабатты сұйықпен жару жүргізілген кездегі өнімділіктің көтерілу деңгейі жарықтың еніне және жарылған материалдың өткізгіштігіне байланысты. Соңғы жылдары ғылыми-зерттеу зертханаларында және шетел компанияларының орталықтарында әртүрлі геологиялық жағдайларда қабатты сұйықпен жару технологиясын жетілдіру жұмыстары жүргізілуде, яғни жарудағы жұмыс сұйықтығын, жарықтарды бекіту материалдарын таңдау, айдаудың оптималды қысымы мен жылдамдығын, сонымен қатар қабатты сұйықпен жарудың кезеңін анықтау және т.б. қабатты сұйықпен жаруды жүргізуді жобалаудың жетілдірілген әдістері мен зертханалық зерттеулер гидрожару операциясының мақсималды экономикалық тиімділігін қамтамасыз ететін жағдайларды анықтауға мүмкіндік береді.
Полимерлер химиясындағы зерттеулер, сонымен қатар қабатты жару технологиясындағы жетістіктер үлкен масштабтағы өңдеулерді жүргізуге мүмкіндік берді. 7600 м3 сұйықтық және 1300 т құм айдау арқылы өңдеу жұмыстары жүргізілген. Әдетте айдау темптері 0,8-16 м м3мин аралығында болады. Қазіргі таңда жарғыш материал концентрациясы 600-960 кгм3 аралығында өзгереді және операцияның басында бұл материалдың концентрациясы 120 кгм3 көлемінде болады, ал операция соңында 17001900 кг м3-ке дейін өседі.
Қабатты сұйықпен жару қондырғысы жоғары дәрежеде қиын болып кетті, ол көп мөлшерде құрғақ және сұйық қоспаларды дозалауға, сәйкесінше олардың жұмыстық сұйықпен араласуына және оларды әртүрлі концентрациядағы жарғыш материалдармен айдауға мүмкіндік береді. Кеңейткіш концентрациясы 2400 кгм3 мөлшерге жеткен кездер сирек емес. Үлкен көлемді материалмен жұмыс істеу үшін оларды сақтауға және тасымалдауға арналған арнайы қондырғылар жасалған, бұл олардың сұйыққа үлкен жылдамдықпен берілуін, жүйеге қоюландырғыштарды, фильтрация көрсеткішін төмендеткіш қоспаларды, полимерді деструкциялайтын реагенттер және БАЗ-ды енгізуді және дозалауды жеңілдетуге арналған.
Қабатта аномалды қысым болу себептерінен жарықшақтар пайда болады немесе бұрын болғандары кеңейтіледі, сондықтан қабаттың өтімділігінің қомақты өсуіне жол беріледі. Пайда болған жарықшақтар сұйықтық ағынымен бірге айдалған ірі түйірлі құммен бекітіледі. Бұл ұңғыма оқпанының айналасындағы сорғытылатын ауданды және оның өнімділігін біршама жасанды кеуектік кеңістіктің пайда болу себептерімен көбейтіледі.
Егер өндіруді ұңғыма оқпанының айналасы өткізгішітігі аз блоктарымен шектелсе, бұл әдіс жинақталған мұнай бергіштікті 5-15% жоғарылатуы мүмкін.
Сонымен бірге шаюшы сұйықтықтарды сіңіруге жол беретін қомақты ауырлатылған ерітінділермен бұрғылау үдерісінде қабаттың өз бетімен айырылу көрінісі белгілі. Суды айдаумен қабаттың қысымын жасанды қолдау үдерісінде жиі пішіндері қабаттың гидравликалық айырылуын растайтын индикаторлық сызықтар алынады. Сондықтан қысымның жоғарылауында Q=f (р) индикаторлық сызықтың құрылысы пайда болады және ұңғыманың қабылдау қабілеті күрт өседі ( 1.1 а, ә-сурет).
Су айдау ұңғымаларында қабатты гидрожару ерекше тиімділігін көрсетті. Қабатты гидрожару газды ұңғымаларда кең қолданады.
Қабатты гидравликалық жарудағы жарықшақтардың пайда болу механизмін қарастырайық. Жыныстың айырымға бекемдігі және кернеумен ескертіліп, жоғарыда жатқан жыныстардың салмағымен белгіленген біріккен кедергісінен гидравликалық қысым асқанда ұңғыма оқпанында жарықшақтану мөлшері ең аз нүктеде басталады.
Әдетте, шамалы тереңдікте жатқан қабаттарда көлденең айырылымдар, ал тереңдеу жатқандарда - тік айырылымдар орын алады. Зерттеулер нәтижелері көрсеткендей көлденең жарықшақтар жоғары жатқан жыныстардың шамалы қысым мөлшерінде пайда болуы мүмкін.
Сонымен гидравликалық жару қысымы сол кезде пайда болған жарықшақтардың бағдары және өлшемдері кен қысымының сипатына, өнімді жыныстардың табиғи жарықшақтағының сипаты мен параметрлеріне, сондай-ақ қойнауқат қысымының мөлшеріне тәуелді болады.
Қабатты гидрожару үдерісінде әр кезде жару сұйықтықтарды айдау жылдамдығы әсермен қамтылған қабаттың қабылдау қабілетінен озуы қажет болады.
Бұл керекті айдау жылдамдығы, әрине, жару сұйықтықтың тұтқырлығына және түп жанындағы аймақтың параметрлеріне (өтімділігі, қалыңдығы, түп конструкциясы және т.б.) тәуелді өзгереді.
Айтылған өтімділігі аз жыныстарда тұтқырлығы шамалы сұйықтықтарды пайдалану салыстырмалы төмен айдау жылдамдылығымен гидравликалық айырылымға жетуге мүмкін болатынын көрсетеді. Өтімділігі жоғары жыныстарда жарылым үшін тұтқырлығы жоғары сұйықтықтарды немесе айдау жылдамдығын біршама жоғарылату қажет болады. Гидравликалық жаруды берік өтімділігі аз құмтасты, тығыз жарықшақты әктастарды немесе доломиттерді, берік қабаттасқан құм-сазды немесе карбонат-сазды жыныстарды және т.б. ашатын ұңғымаларда пайдалану ұсынылады.
1.1-сурет. а) Q=f (Pc) ә) Q=f(Py) тәуелділіктері
Өтімділігі 0,5Д аспайтын ірі түйіршікті конгломераттарда және брекчияларда, тасты қабатшалары көп жыныстарда, бос жыныстарда гидрожаруды жүргізу ұсынылмайды. Гидравликалық жару үшін ұңғымаларды таңдауда құрылымда оларды орналастыруды, оның ішінде, газ су контактысына (ГСК) қатынасты орын алуды есепке алу қажет.
1.2-сурет. Гидрожарудың принципі
Бұл қабат сулары әсерімен пайда болған жарықшақтар арқылы мерзімінен бұрын ұңғымаларды суландырудың алдын алуға керек болады. ГСК ұңғыманың түп арасындағы қашықтығы кен орнының геологияпайдалану ерекшеліктеріне тәуелді әрбір кен орны үшін тәжірибелік жолмен анықталады. ВНИИ Газ қатпарлы жыныстармен құралған жыныстар үшін төмен перфорациялау тесіктерінен ГСК-га дейін жетерліктей қашықтықты 8ден 15 м-ге дейін мөлшерде қабылдауды ұсынады. Анизотропиясы шамалы және жарықшақты жыныстармен құралған кен орындары үшін гидроайыру жарықшақтарынан ГСК-га дейінгі қашықтықтағы 25-40 м тең мөлшерде қабылдауы ұсынылады.
1.2 Ұңғыма түбін перфорациялау технологиясы
Ұңғыларды гидроқұмағынды перфорациялау тәсілі сұйық пен құм ағынының кинетикалық энергиясын және түрлендіргіш қасиетін қолдануға негізделген. Бұл ағын перфоратор сұғындырмадан үлкен жылдамдықпен шығып, ұңғы қабырғасына бағытталған. Қысқа уақыттың ішінде құм және су ағыны шегендеуші колоннада саңылау немесе кесілім және канал немесе керішті таста және қабат жынысында қуыс түзеді. Ұңғыда орналастырылған насостар арқылы сорапты-компрессорлы құбыр колонна бойымен сұйық құммен бірге перфоратор сұғындырмасына бағытталады.
Гидроқұмағынды пнрфорацияда қабатты гидравликалық жаруды
қолданылатын қондырғылар: сорапты агрегаттар, құмараластырғыш машиналар және басқаларыда қолданылады. Жерасты қондырғы сорапты- компрессорлы құбырлармен ұңғыға түсірілетін гидроперфоратордан тұрады. Гидроперфоратор қалбырында арнайы ұяшықтар бар, олар сұғындырмалар мен тығындарғыштар ұстағыштарына жасалған.
1.3-Сурет. Гидроқұмағынды перфорациялау
Сұғындырма ұстағышында жалпақ гайкасы бар, ол қабатты өңдеу үрдісінде резбасы мен перфоратор қалбыры аумағын шағылған құм және сұйық ағынан сақтау үшін қолданылады. Гайканың желінуіне байланысты ұстағыштар және сұғындырмалар ауыстырылады. Перфорациялау түріне байланысты сұғындырмалар перфораторларда әртүрлі орналастырылады.
Қабатты көлденең дөңгелек қуыс жасау арқылы ашу үшін, бір жазықта 4 сұғындырма орналастырылып, қалған ұяшықтарға тығындарғыштармен жабады.
Диаметральді қарама-қарсы тігінен қуыстарды жасау үшін, сұғындырмаларды тік жазықтықта перфоратордың екі жағынанда екі- үштен орналастырылады. Каналдарды жасауда сұғындырмаларды орналастыру және саны, геолого-өндірістік жағдайлармен анықталады.
Түсірілген колонна құбырларын перфорациялау алдында жұмысшы қысымға дейін сығады.
Гидроқұм ағынды перфорация мұнайлы ұңғыда құмтасығыш сұйық ретінде-мұнай, ал айдау ұңғыларында-су қолданылады.
Түрлендіргіш материал ретінде фракциясы 0,5-0,8мм-лі таңдалған кварцті құмды пайдаланады. Құмның судағы концентрациясы 50-100гл болу керек. Сұйықтың құммен қоспасы 1 қондырылмаға айдау жылдамдығы 3,0-4,0 лс.
Бұл жағдайда қондырылмадан ағынның шығу жылдамдығы 200- 260 м3 с, ал қондырылмадағы қысым ауытқуы 18-22 МПа.
Өнімді қабаттың бір интервалын перфорациялау уақыты 15-20 мин. Теменгі интервал перфорацияланғаннан кейін перфоратор келесі жоғарыға орналастырылады. Жаңа интервалда перфораторды орнату сол режимде процесті жүргізу қайталанады.
Ұңғының түп маңына жылумен әсер ету.
Ұңғының түп маңына жылумен әсер ету, әдетте мұнайында парафин және шайыры көп пайдалану ұңғыларында қолданылады. Мұндай ұңғыларды пайдалану барысында температура түскен кезде мұнай өзінің құрайтын компоненттерінің фазалық тепе-теңдігі өзгереді, көтеру құбырларында және ұңғы қабырғасында және түп аймағында парафин және шайырдың шөгуі болады. Кеуектердің бітелуіне байланысты қабаттық сүзілу қасиеті және ұңғының өнімділігі түседі.
Түп аймағын қыздырған кезде құбырлардағы, ұңғы қабырғаларындағы парафин және шайыр шөгінділері сүзілу аймағында және қабат кеуектерінде ерітіліп, мұнаймен бірге жер бетіне шығарылады. Бұл жыныстың түп аймағында сүзілу қабілетін жаңартады, тұтқырлығын төмендетеді және мұнайдың жылжығыштығын, қабатта жүруін жеңілдетеді.
Түп маңы аймағын электроқыздырғыштар және газқыздырғыштар арқылы қыздырылған ыстық мұнай, мұнай өнімдері, су және бу арқылы, сонымен бірге қабатқа термохимиялық әсер ету арқылы қыздырылады.
Электрожылыту арқылы өңдеуде.
Ұңғының түп маңына трос- кабелі арқылы электроқыздырғыш түсіріледі. Ол перфоланатын қапқа жиналған құбырлы электроқыздырғыш элементтерден тұрады.
Қыздыру әдетте бірнеше күн жүргізіледі. Кейін электроқыздырғышты ұңғыдан шығарып, оған cорап түсіріледі және ұңғыны пайдалануға енгізеді.
Ұңғыға ыстық сұйықтықты айдау.
(Мұнай, дизельді жанармай және басқалары) ұңғылық сорапты тоқтатпай құбыр сыртындағы кеңестің арқылы сорап көмегімен жүргізіледі. Ерітілген парафинді сорылатын мұнай ағынымен шығарылады.
Бумен жылыту арқылы ұңғыны өңдеуде
Автомашинаға орнатылған жылжымалы бу өндіретін қондырғыларда (ЖБӨ) өндірілген ыстық бу жылу- тасушы болып табылады. ЖБӨ- ні (біреу немесе бірнеше) ұңғы сағасымен жоғары қысымды құбырлармен қосылады. Бу генераторлы қондырғыдағы бу өзінің қысымымен мұнайды сорвпты-компрессорлы құбырлардан ығыстырып, қабаттың түп аймағына енеді.
Бумен жылыту арқылы өңдеуде эксплуатациялық колоннадан сүзгі саңылауларының үстінде әдетте термоберік пакер орнатылады. Ол колоннаны айдалатын ұңғы буының жоғарғы температурасынан сақтайды. Буды ұңғыға белгілі бір уақытта айдалады, одан кейін жылудың қабатқа тарауы үшін ұңғы сағасын жабады. Бұдан кейін ұңғыны пайдалануды жалғастырады.
Термогазахимиялық әсер ету (ТГХӘ).
Бұл тәсіл арнайы аппаратта жанған кезде пайда болатын порохты газдың энергиясымен таужынысында жарылымдарды жасауға негізделген.
Өңделетін интервалдың тереңдігіне байланысты порохтызаряд массасы (3;5;7;10;15кг) толық тау қысымына тең немесе одан (100 МПа дейін) жоғары қысымды ұңғыда жасауға мүмкіндік береді. Соның арқасында жаңа жарықтарды жасауға және бұрынғыларды кеңейтуге жағдай жасайды. Жыныстардың деформациялану үрдісінің қайтымсыздығыны байланысты, жасалған каналдар кей жерлерде сақталады. Бұл жарылымдарды бекітуден бас тартуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар порохты зарядтың жарылуы кезінде көптеген жылу көлемі бөлініп, ол ұңғы түбінің қыздырылуына және қабаттағы мұнай тұтқырлығының төмендеуіне әкеледі.
Қабатты порохты газ қысымымен жаруды өнімді қабаттары тығыз, жарылымды әктастар, доломиттер және сазды емес құмтастардан түзілген мұнай, газ және айдау ұңғыларында қолданған дұрыс.
Ұңғыны торпедалау.
Ұңғыны торпедалау үрдісі арқылы мұнай және газ ағынын арттыру, жарылатын затты торпеданы ұңғыға өнімді қабатқа қарсы жерде жарады. Жарылыстың әсерінен жарық пайда болады, оның арқасында ұңғыдан радиальды бағытта тарайтын ұңғы диаметрі және жарылым жүйесі үлкейеді.
Жарылуды осымен бірге қысылып қолғап бұрғылау және шегендеу құбырларын босатуға, шығарылмай жатқан түптегі металды заттарды және тығыз құм шығындарын жою және т.б.
Торпедалау үшін келесі жарылғыш заттар қолданылады: тротил, тетрил, гексоген, нитроглицерин, аммонит, динамит және басқа. Торпедалар көбінесе ашық түпті ұңғыларда жарады. Шегендеуші құбырларды сақтау үшін торпеда үстіне сұйық немесе қатты тығын орнатады. Қатты тығын ретінде мұнай, су немесе сазды ерітінді, ал қатты шығын ретінде құм, саз немесе керішті көпір қолданылады. Торпедалауда қатты тығын қолдану ұңғыны ұзақ тазалау жүргізу жұмысын қиындатады.
Ұңғы түбін виброөңдеу.
Ұңғы түбін виброөңдеу тәсілінің мәні, ұңғы түбіне вибратор арқылы жие гидравликалық импульстар немесе әртүрлі жиеліктегі және амплитудағы күрт қозғалыстар толқынын қоздыру. Виброәсер ету арқасында қабатты жүйедегі жаңа жарылымдардың пайда болуынан және көне жарылымдардың кеңеюіне және түп маңының тазалануына әкеледі.
Үрдісті жүзеге асыру мақсатында сорапты-компрессорлы құбырлар арқылы ұңғыға алтын типті гидравликалық вибратор түсіріледі, ол қабаттың өнімді аймағына орналастырылады.
Жұмысшы сұйықтық вибратордан құбырлар арқылы өткенде үздіксіз гидравликалық соққыларды тудырады. Тербелістерді алтындалған вибратор қондырғы арқылы өтетін жұмысшы сұйықты периодты түрде ағынын тау арқылы жасалады.
Виброөңдеуде ұңғыға әдетте екі сорап орнатылады. Олар арқылы жұмысшы сұйықтың жылдамдықты бірінен екіншісіне ауыстырғанда үздіксіздігін қамтамасыз етеді. Ұңғы сағасы гидравликалық жару кезіндегідей жабдықталады. Жұмысшы сұйықтың ретінде мұнай, тұз қышқылы ерітіндісі, БАЗ (ПАВ) ерітіндісі және басқалары қолданылады.
1.3Қабатты сұйықпен жару технологиясы.
Қабатты сұйықпен жару үшін бірінші ретте өнімділігі төмен жыныстардың табиғи аз өткізгіштілігінен болатын ұңғыларды немесе түп маңы аймағының сүзгіштігі қабатты ашқанда нашарлаған ұңғыларды таңдайды. Сондай-ақ, қабат қысымы ұңғыға мұнай ағынын қамтамасыз ететіндей болуы керек. Жаруға дейін ұңғыдағы ағынды зерттейді жəне оның жұту қабілеті мен жұту қысымын анықтайды. Жағуға дейінгі жəне кейінгі ағынды зерттеулер нəтижелері мен ұңғының жұту қабілеті туралы мəліметтер жүргізілген іс нəтижелерін талдауға мүмкіндік береді, жару қысымын шамамен бағалауға, жару жасау үшін қолданылатын сұйықтың колайлы қасиеттері мен мөлшерін дұрыс таңдауға жарудан кейін түп маңы аймағы жыныстарының өткізгіштігінің өзгеруін талдауға көмектеседі. Ұңғыны жұмысты бастау алдында кұрғату арқылы тазалайды жəне жуады. Жуылған, тазаланған ұңғыға диаметрі 76 немесе 102 мм сорап құбырлары түсіріледі, олармен жару сұйығы түпке түседі (1.4 - сурет). Диаметрі кіші құбыр түсірілсе біршама қысым
1.4 - сурет. Қабатты гидрожарғандағы ұңғының жабдықталуы. 1 - пакер; 2 - гидравликалық пакер; 3 - сораптық-компрессорлық құбырлар; 4 - саға арматурасы.
жоғалтулары нəтижесінде жару процесі қиындайды. Шегендеу тізбегін жоғары қысым əсерінен қорғау үшін қабаттың үстіне пакер қойылады. Қысым көтерілгенде ол тізбекпен жылжымауы үшін құбырларда гидравликалық зəкір орнатқан жөн (1.4 - сурет). Құбырлар мен зəкір ішіндегі қысым үлкен болған сайын зəкірдің поршендері соғұрлым үлкен күшпен жылжиды жəне шегендеу тізбегіне қысылады. Поршендер бүйіріндегі сақиналы қырлар тізбекке сұғынып, қысым өскен сайын, сондай күшті тежеу қарсылығын көрсетеді. Зəкірдің басқа түрлері бар.
Ұңғы сағасы сұйық айдайтын агрегаттар қосылатындай етіп арнайы жабдықталады. Қабаты гидрожаруда, жабдықтардың орналасуы 1.5 - суретте келтірілген. Қабатты жару құбырларға жару сұйығын айдау арқылы қабат бөлінген сəтке дейін жүреді, ол ұңғы сыйымдылық, коэффициентінің өсуінен байқалады. Егер жару үшін нашар сүзілетін сұйық қолданылса, сондай-ақ түп маңы аймағы жыныстарының өткізгіштігі саз ерітіндісімен ластануы нəти жесінде төмендеген болса, кейде жарылған сəтке айдау қысым ының төмендегені байқалады. Жарудан кейін қабатқа құмта сығыш-сұйық айдайды.
1.5 - сурет. Гидравликалық пакер
Құмтасығыш-сұйықты үлкен жылдамдықпен жəне жоғары қысыммен айдаудың тиімділігі зор, себебі, бұл жағдайда қалыптасқан жарықтар жақсы ашылады. Құбырларда қалып қойған құмтасығыш сұйық қабатқа ұңғымен сығу сұйығын айдау арқылы сығылады, ол ретінде мұнай ұңғылары үшін мұнай жəне айдау ұңғылары үшін су қолданылады. Содан кейін ұңғы сағасын бекітеді жəне оған қысым төмендегенше тимейді. Сосын ұңғыны жуады, құмнан тазалайды жəне оны меңгеруге кіріседі. Өңдеуге керекті құмтасығыш-сұйық көлемін жарыққа қажет кұм мөлшерімен енгізіп, сондай-ақ сұйықтағы шекті құрамы бойынша анықтауға болады. Бірінші жару жарыққа 5-6 м құм кіргізген дұрыс, ал кейінгілерінде құм мөлшері 10-20 т жеткізеді. Шетелдерде жарыққа 90 т құм енгізген де болған. Отандық жəне шетелдік құмтасығыш-сұйықтарда келесі құм құрамы ұсынылады: тұтқырлығы 50-150 МПа*с қабат жағдайларындағы мұнай мен су-мұнай эмульсиялар үшін - 120360 гдм2; коюлатылған мұнай мен мұнай өнімдері үшін - 600
1.6 - сурет. Гидрожару кезіндегі жабдықтардың орналасуы. 1 - мұнай сыйымдылығы; 2, 4 - жоғары қысым агрегаттары; 3 - ұңғы; 5 - көмекші агрегат; 6 - құмараластырғыш; 7 - автоцистерналар.
дейін, керосин-кышқылдық эмульсиялары үшін - 1200 дейін жəне қоюлатылған су үшін - 360-600 гдм2
. Технологиялық үлгіні таңдау мен қабатты өңдеу пайдалылығы біршама дəрежеде жабдықтар куатына байланысты. Жақсы нəтижелерге сығу сұйығын айдау қысымы мен жабдықтардың өнімділігі жоғары болғанда қол жеткізіледі, бұл жарықтардың жақсы ашылуымен жəне олардың құммен толтырылуымен түсіндіріледі. Отандық өнеркəсіп қабатты гидрожару үшін КрАЗ автомашинасына орнатылған қуатты агрегаттар 2АН-500 мен АН-700 жасап шығарды. АН-500 агрегаты 50 МПа жұмыс қысымын тудырады. Бір уақытта 3-4 агрегатты қолдану, жару сұйығын ұңғыға 50 МПа қысыммен, 10-15 дм2с жылдамдықпен айдауға мүмкіндік береді. 4АН-700 агрегаты 70 МПа қысым туғызады. Сұйықпен құмды араластыру процесі арнайы құмараластырғыш агрегаттар көмегімен механикаландырылады. ЗП-А кұмараластырғыш агрегаттың құрғақ құм бойынша өнімділігі 40 тсағ 4ПА агрегатының жұмыс шнегінің өнімділігі 50 тсағ. Жару сұйығының параметрлері мен процестің жүру техноло гиясын үзбей бақылап отыратын жылжымалы лаборатория құраст ырылған. Жару сұйығы мен құмтасығыш-сұйықтарды тасуға ЦР20, АЦН-11-25 автоцистерналары жасалған. Гидрожарудың суреттелген үлгісінен басқа процестің жүргізілу шарттары мен арналуына байланысты басқа да технол огиялық схемалар қолданылады. Терең емес ұңғыларда қабатты жаруды сораптық-компрессорлық құбырларды түсірмей-ақ немесе құбырлармен, бірақ па керсіз жүргізуге болады. Бірінші жағдайда сұйық тікелей шеген құбырлармен айдалады, ал екіншісінде құбырлармен де, сақиналы кеңістіктен де айдайды. Мұндай технологияларды қолд анғанда тұтқырлығы жоғары сұйық айдаған кезде, ұңғыда қысым жоғалтуын азайтуға болады. Ағын шарттарын жақсарту үшін қабатты бірнеше рет жаруға да болады. Оның мəні қабатта əртүрлі тереңдікте бірнеше жарықтар пайда болады, осылайша ұңғыларда түп маңы аймағы жыныстарының өткізгіштігі біршама артады. Қабатты бірнеше рет жаруды келесі тəсілдермен іске асыруға болады. 1. Əдеттегі технологиямен гидравликалық жарылыс жасап, артынан ұңғыға сұйықпен бірге жарықты уақытша тығындайтын немесе жару аралығына келетін перфорациялық тесіктерді жабатын арнайы заттар айдалады. Бұл қысымды қайта көтеруге жəне қабатты басқа жерде жаруға мүмкіндік береді. Тығындағыш материал ретінде түйіршікті нафталин, пластмасса дəндер жəне т.б. қолданылады. Ұңғыны меңгергенде нафталин мұнайда еріп кетеді, ал дəндер ағынмен айдалып шығарылмайды. 2. Жарықтар жасауға арналған аймақты əрқашан да екі пакермен немесе гидравликалық қақпақпен бөліп тастауға болады жəне қабатты жаруды əдеттегі технологиямен жүргізуге болады. 3. Бірнеше рет жаруды өнімді қабатшаларын құм тығынымен бөліктеп тастау арқылы жасауға болады. Саз қабатшалары көп, яғни тік бағытта өткізгіштігі төмен қималарда өнімді қабатшаларды қосатын тік жарықтар тудырған дұрыс. Мұндай жарықтарды қалыптастыру үшін жарудың сүзілмейтін сұйықтарын қолданады. Тік жарықтар жарудың сүзілетін сұйықтарын айдағанда да сұйық шығынын жəне түпке түсірілетін кысымды тез көтергенде калыптасуы мүмкін. Қабаттардың жарылуын жеңілдету үшін алдын-ала таңдалған жерде құйма ағында перфорация немесе тізбекті торпеда- мен тесіп өткізуге болады. Кейін осы аймақ пакерлермен бөлінеді (саңылаусызданады). Қабатты гидрожару технологиясы жетілу үстінде. Жарудың əртүрлі əдістері, цемент сақинасын жарылудан сақтау, қабатты жоғары қысымды газбен жару сияқты жаңа əдісгер ұсынылуда. Гидрожару жүргізгенде аса көңіл белуді талап ететін маңызды сұрақ - қалыптасатын жарықтардың орны мен сипатын анықтау. Бұл мəселе жарыққа жай жəне радиоактивті құм енгізілгеннен кейін болатын радиоактивтік зондтау əдістері арқылы шешілуде. Құмды əрекеттік күйге келтіру адсорбция жəне оның бетіне радиоактивті заттарды бекіту жолымен іске асырылады. Адсорбцияланған активті белшектер кұм түйірлерін су мен мұнайда ерімейтін жабысқақ затпен жабу арқылы бекітіледі. Зондтау қисықтарында жарықтар қалыптасқан аралықта радиоактивтіліктің анық аномалиялары көрінеді.
1.4 Қабатты гидравликалық жарудың түрлері
Қабатты гидравликалық жаруды енгізудің үлкен масштабтары және осы облыста жүргізілген көптеген теориялық және эксперименталды зерттеулер әртүрлі технологиялық схемаларын пайда болуына және жетілуіне әсер етті. Мұнай қабатының немесе жеке өнімді объектілердің физика-геологиялық және пайдалану сипаттамаларына, сонымен қатар технологиялық схеманың тиімділік шартына байланысты қабатты гидравликалық жару тәсілінің қандай да бір түрі таңдалынады. ҚГЖ түрлері жарықтардың бағытымен және санымен анықталады. Жарықтардың бағыты бойынша тік (вертикаль) және көлденең (горизонталь), ал олардың санына бойынша - бірнеше еселі (селективті) және аралық бойынша жару болып бөлінеді. Сонымен қатар, ҚГЖ тәсілінің келесідей түрлері де бар: магнийлі гидравликалық жару; құм ағынды перфорациямен байланыстырылған гидравликалық жару; жарыққа құм енгізбей, қышқылмен көп этапты жару. Тік гидравликалық жару Қабаттың өткізгіштігі қалыпты және өте аз (нөлге жақын) болғанда көлденең гидравликалық жаруды қолдану күтіліп отырғандай эффект берген жоқ. Сондықтан өнімді қабаттың орташа өткізгіштігін қабат қалыңдығы бойынша тік жарықтарды жасау арқылы көтеру туралы ойлар пайда болды. Көп жағдайда өнімді қабаттың қалыңдық бойынша өткізгіштігі қабат бойынша өткізгіштігінен 5-6 есе төмен және әртүрлі болып келеді. Демек, мұндай қабаттарда қабатты қалыңдығы бойынша "тесіп өтетін" және бір мезгілде қабат бойынша таралатын жарықтарды жасаған тиімдірек болар еді. Мұндай пішінді жарықтардағы мұнайдың ағыны көлденең жарықтардағыға қарағанда жоғары болады. Өткізгіштігі аз қабатқа абсолют фильтрацияланбайтын жару сұйықтығын айдау кезінде тек қана тік жарықтар түзілетіні теориялық жағынан дәлелденген. Бір жағынан, мұндай жарықтарда жасау үшін қажетті қысым көлденең жару кезіндегі қысымға қарағанда төмен. Бұл жанама және вертикаль тау қысымына байланысты. Тік гидрожаруды қолдану 1953 жылы Сассек және Уайминг (АҚШ) мұнай кен орындарында басталды, себебі кәдімгі гидрожаруды пайдалану қажетті тиімділікті бермеді. Жүргізілген тәжірибелер тік гидрожару нәтижесінде алынған тиімділік көлденең гидрожаруға қарағанда жоғары екенін көрсетті. Бірнеше еселі немесе аралық бойынша гидравликалық жару Гидравликалық жарудың бұл түрінің мәні мынада: перфорациямен ашылған өнімді қабаттың шегінде бір емес, кезек-кезек бірнеше жарық түзіледі. Осыған байланысты қалыңдығы салыстырмалы түрде аз (2-4 м) біртекті мұнай қабатарда бірнеше еселі гидрожару жүргізу тиімді емес. Осылайша, қабатты бірнеше есе жару тәсілінің қолдану облысы қалың, өзара әсерлеспейтін қатты бөлшектенген қабатшалармен шектеледі. Мұндай қабатшаларда бірнеше есе гидрожаруды қолданудың тиімділігі жарықтардың өнімділігі әртүрлі болуына қарамастан кәдімгі гидрожаруға қарағанда сөзсіз жоғары болады. Көп еселі жаруды алу үшін, яғни қабаттың барлық фильтрациялық зонасы бойынша бірнеше жарықты жасау үшін тығындаушы зат керек. Тығындаушы затқа қойылатын талаптар келесідей: ол жарықтың немесе перфорациялық саңылаудың кірер жерін тығындау керек және жарықты жасау мен бекітуден кейін ұңғы өнімімен ығыстырылып шығуы немесе онда еріп кетуі керек, яғни тығындаушы зат жарықтан ұңғыға сұйықтықтың ағуына кедергі жасамау керек.
Тығындаушы заттарға кальций нафтанаты, жартылай эбонитті серпімді шарлар және әртүрлі напалдар жатады. Зертханалық зерттеулер нәтижесі бойынша кальций нафтанаты құммен толтырылған жарықтарды тығындау үшін жарайтынын көрсетті. Бірақ аз мөлшерде ол шөгіп, өзінің беріктігін, сусымалығын және сынғыштығын жоғалтады. Сондықтан оны пайдалану ұсынылмайды. Саңылауларды серпімді кішкене шарлармен тығындау шегендеуші колоннаның цементтік сақинасында бұзылыстар болған жағдайда мүмкін болмайды, себебі кішкене шарларды қолданбас бұрын колоннаның сыртындағы цементтік сақинаның жағдайын зерттеу керек. Тығындау үшін напалдар ең жақсы материал болып табылады. Мұнай қабатын бірнеше есе гидрожару келесі технологиялық схема бойынша жүреді: гидрожарудың әрбір операциясынан кейін құм тығыны жасалады, екі типті пакер қолданылады, гидрозатвор және перфорациялық саңылауларды серпімді кішкене шарлармен тығындау қолданылады. Жартылай эбонитті шарларды пайдалану кезінде перфорациялық саңылаудардың өлшемін ескеру керек. Егер мұнай қабаты кәдімгі оқ-дәрілік перфорациямен ашылған болса, шарлардың диаметрі 16-18 мм болуы керек; ал егер бұл мақсатта кумулятивті префорация қолданса, шарлардың өлшемі 13 мм-ден аспау керек. Шарлар жасалған материал перфорация саңылауы арқылы сығылып өтіп кетпеу үшін жоғары салмақты көтеруі керек. Саңылаулардың шетінде кедір-бұдырлардың болуы немесе олардың формасының дөңгелекке сәйкес келмеуі саңылаулардың тығыз тығындалуына кедергі келтіреді. Сонымен қатар, шегендеуші құбырда жарықтар болған кезде перфорациялық саңылауларды тығындауға болмайды. Аталған кемшіліктердің әсерінен жартылай эбонитті кішкене шарларды пайдалану аясын шектейді.
Абразивті перфорациялы гидравликалық жару
Пайдалану колонналарын абразивті перфорациялауды 1960 жылдан бастап, ал гидравликалық жаруды абразивті перфорациямен қоса 1962 жылдан бастап қолдана бастады. Жасалған тәжірибелер айдау қарқыны бірдей болған жағдайда жарықты жасау үшін қажетті қысым абразивті перфорациямен қоса істелген гидрожару кезінде абразивті перфорацияға қарағанда ондаған аттмосфераға төмен екенін көрсетті. Қысымның төмендеуі гидрожарудан бұрын тығыз перфорация жасау кезінде де байқалған. Жүргізілген тәжірибелердің нәтижелері бұл екі тәсілді қатар қолдану барысында ұңғыдан өндірілетін мұнай шығымының қатты өсуі байқалмайтынын көрсетті. Ұңғының түп маңы аймағына әсер еткен кезде мұнай шығымының өсуі жару сұйықтығы және сұйықтық-құмды қоспа абразивті перфоратормен жасалған каналға түскен жағдайда болады. Демек, абразивті перфорациямен қоса жүргізілетін гидрожару технологиясын жару және құм тасығыш сұйықтықтар абразивті перфорация каналы арқылы таужынысына қарай бағытталатындай етіп өзгерту керек.
Магнийлі гидравликалық жару
Қабатты магнийлі гидравликалық жару кәдімгі гидрожару технологиясы бойынша жүргізіледі. Өлшемі 0,2-2 мм немесе ұнЕАҚ түріндегі магний құм тасығышпен бірге жарыққа айдалады, сонан соң 15%-дық тұз қышқылы айдалады. Оны басу үшін гидрожару кезінде қолданылған сұйықтық алынады, бірақ оның көлемі құбырлардың немесе колоннаның көлемінен біршама көп болады. Экзотермиялық реакцияны алу үшін қажетті қышқыл мөлшері 1 кг магнийға 35-40 л болып табылады. Экзотермиялық реакцияның нәтижесіндегі бөлінетін жылу мөлшері 5000 ккал, ал жыныстың қызу температурасы 100-130 С дейін жетеді. Мұндай температура парафин мен шайырлы-асфальтенді заттарды ерітуге жеткілікті.
Ваккумды ыдысты гидравликалық жару
Егер вакуумды ыдысты белгілі бір тереңдікте ұңғы ішінде орналастырып, қандай да бір тәсілмен бұзсақ, онда пайда болған толқындардың күші қабаты гидравликалық жаруға қажетті гидродинамикалық қысымды ауыстыруы мүмкін. Мұнайлы қабаттарды гидравликалық жару барысында айдалатын сұйықтықтың қысымы әсерінен жарық қабаттың ең әлсіз бөлігінде түзіледі. Кейбір жағдайда мұндай жарықтар қабаттың өнімді емес бөлігінде түзіледі. Мұндай жағдайларды соқпа толқындарды пайдаланған кезде болдырмауға болады, яғни соқпа толқыннның күшін өнімді қабаттың мұнайға қаныққан бөлігіне бағыттауға болады. Соқпа толқындарды пайдаланып жүргізілген гидравликалық жару алғаш рет Огайо кен орнындағы (АҚШ) тереңдігі 305 м газ ұңғысында қолданылды. Ұңғы түбіндегі қысым 210 атм кезінде сұйықтық айдау арқылы гидравликалық жаруды жүргізу ешқандай нәтиже бермеді. Соқпа толқынның күшін пайдалану мақсатында ұңғыға диаметрі 101 мм, ұзындығы 610 мм ыдыс түсіріп, оны өнімді қабатың маңында орналастырды. 140 атм артық қысым және айдау жылдамдығы 1,3лсек кезінде ұңғыны сумен толтырған соң сағалық қысым 49 атм-ге дейін түсіп кетті. Айдау қарқыны 13,2 лсек кезінде ұңғы сағасындағы қысым 112 атм-ге дейін көтерілді, яғни ұңғының қабылдауы 10 есе артты, ал бұл өз кезегінде ыдыстың бұзылғанын және жарықтың пайда болғанын дәлелдеді. Осы операцияны жүргізген соң ұңғының тәуліктік шығымы 2 есе артты. Вакуумды ыдыстың бұзылуы кезінде сұйықтық бір мезетте (секундтың мыңнан бір бөлігінде) вакуумды кеңістікті толтыруға ұмтылады. Бұл мезгілде қабаттық сұйықтық осы кеңістікті толтыруға ұмтылады, бұл кеуекті каналдардың тазаруына әсерін тигізеді. Осы сәтте қозғалыстағы сұйықтың тоқтауы салдарынан ыдыстың маңайында көлемі бойынша аз, бірақ күші мықты сығылу толқыны пайда болып, ұңғы қабырғасына жылжитын соқпа толқынға айналады. Оның максимал мәні артық және гидростатикалық
қысымдардың қосындысынан екі есе үлкен болады. Пайда болу көзінен алшақтаған сайын соқпа толқынның амплитудасы төмендейді. Соқпа толқынның көзінен фильтрдің перфорациялық саңылауларына дейінгі арақашықтығы 5-6 см-ден аспайтындықтан, толқын күші жарық жасауға жеткілікті болады. Соқпа толқыннның күші ыдысқа түскен қысымның мәніне және вакуумды кеңістіктің көлеміне байланысты болады.
Қабатты құм енгізбей қышқылмен бірнеше кезеңді жару
Құм енгізбей қабатты жару мұнай кәсіпшіліктерінде ғана емес, сонымен қатар барлау ұңғыларын сынау және меңгеру кезінде де қолданылады. Қабатты түзілген жарықтарға құм енгізбей қышқылмен бірнеше кезеңді жаруды тығыз гранулалы жыныстардан түзілген (өткізгіштіктері бірнеше немесе ондаған миллидарси болатын құмтастар мен саздардың кезектесуінен құралған) қабатттарда жүргізу ұсынылады. Сонымен қатар, бұл тәсілді туфогенді, карбонатты, жарықшақты жыныстардан түзілген қабаттарда және пайдалану ұңғыларының түп маңы аймағының жыныс кеуектерінде уақыт өте кальций, магний және т.б. тұздары шөгетін (жыныстардың өткізгіштігін төмендетіп, сұйықтықтың қабаттан ұңғыға жылжуына кедергі келтіретін) кездерде қолдануға болады. Қабатты түзілген жарықтарға құм енгізбей қышқылмен бірнеше кезеңді жару (гидроқышқылды жару деп те аталады) алғаш рет 1957 жылы енгізілген. Қабатты бірнеше кезеңді қышқылмен жару технологиясының мәні мынада: ұңғының түп маңы аймағына әсер ету мақсатында қышқылды өңдеу мен гидравликалық жару қатар қолданылады (айдау қарқыны және қысымы жоғары жағдайда). Бірнеше кезеңді жару кезінде тұз қышқылдарының әсерінен жыныстардың кеуектері карбонаттардан босайды, ал мұнайлы бөліктегі сазды бөлшектер ериді және жыныстардың сыналануы жүреді. Осылайша бірнеше кезеңді қышқылмен жару кезінде бір технологиялық процесс барысында екі физика-химиялық әсер ету жүреді.
1.5 Қабатты гидрожаруға қажетті материалдар және жабдықтар
Басты компонентеріне байланысты гидрожару үшін арналған сұйықтықтар су, көмірсутекті және аралас негізіндегі сұйықтықтарға бөлінеді. Су негізіндегі гидрожаруға арналған сұйықтықтар су және қышқыл қоспасы болып табылады. Сұйықтықтың тұтқырлығын жоғарылату үшін құмды тасымалдау қабілетін өсіретін, қоюлатқыш агенттер сұйықтыққа қосылады. Көмірсутекті негізіндігі сұйықтықтар май және қышқылдың қоспасы болып табылады. Эмульсия типті (араласқан) сұйықтықтар май және судан немесе қышқылдан дайындалады. Бір фазасы өте кішкене тамшылар түрінде басқа фазасында шашыраған. Бұл сұйықтықтарға өте жақсы құм тасымалдау қабілеті және өте төмен сұйықтықтардың жоғалымы тән, бірақ олар су негізіндегі сұйықтықтармен салыстырғанда қымбат болады. Гидрожару үшін жабдықтар: сорап қондырғысы, қоспалауыштар, құм тасымалдағыштар және сұйықтық тораптары сияқты 4 басты бөлімдерден тұрады. Осы кездегі сорап қондырғылары 140 МПа-ға дейін қысымдарда үздіксіз жұмыс істей алады, оған қоса оларды бір өңдеуді жүргізу үшін біріктіруге болады. Бұл мақсатқа жету үшін 2АН-500, 4АН-700 агрегаттары және 3ПА құм қоспалауыштарын қолданады. Ұңғыманы гидрожару үшін қажетті оның беттеріндегі қысым 3 факторлар үйлесімімен: - қабатқа ұңғыманың төменгі бөлігіне гидрожаруда сұйықтықты айдау үшін қажетті қысыммен; - сорапты-компрессорлы құбырмен немесе шеген құбырымен төмен ағу кезінде үйкелістен пайда болған қысымның жоғалымдарымен;
- ұңғымада сұйықтық діңгегінің әсерінен пайда болған қысыммен анықталады. Қабаттағы қысымның үйкеліс нәтижесінде құбырдағы қысымның төмендеуінен қосылған және одан гидрожару сұйықтықтың гидростатикалық қысымын алу жер бетінде жинақталған қысымға тең болады. Көптеген жағдайларда, әсіресе, егер гидрожару сорапты-компрессорлық құбырлар арқылы орындалатын болса, үйкеліс ең маңызды құрастырушысы болып табылады. Гидравликалық жарудың экономикалық тиімділігінің операцияны орындауға бағытталған шығыстың мұнай және газдың қосымша өңдірілген мөлшерлерімен анықталады. Бұдан қосымша өңдірілген өнімнің өзіндік құнын анықтайды және жоспарлағанымен салыстырылады. Игеруге еңгізілген кен орындарында экономикалық тиімділікті әрекеттегі ұңғымалардың жұмыс дебиттерін арттыру нәтижесінде бұрғыланбайтын ұңғымалар санымен анықтайды.
Қабатты гидравликалық жаруға арналған жабдықтар кешеніне кіретіндер: сорапты агрегаттар, құмараластыру қондырғылары, жару сұйықтарын тасымалдауға арналған автоцистерналар, шыңырау сағасының арматурасы, пакерлер, якорлар, және басқа қосымша жабдықтар.
Оның ішінде сумен жару үшін келесі жабдықтар пайдалануы мүмкін:
· Тіреуі бар пакерлер: ПМ; ОПМ.
· Тіреусіз пакерлер: ПШ; ПС; ПГ.
· Сорапты қондырғылар (агрегаттар): УН1-630-700А; НА-105-1; 2АН-500; АНА-105; 3АН-500 және 4АН-700.
· Құмараластыру қондырғылары: АПС-10; 4ПА; УСП-50 ( 9 т. құмға дейін).
· Манифольд блогы: 1БМ-700; 1БМ-700С; ММ-1050.
· Саға арматурасы: 2АУ-700; 2АУ-700СУ.
· Автоцистерналар: АЦН-8С-5337; АЦН-14С-65101; АЦ9-5337; АТК-8-65101 және сиымдылықтар (6¸21) м[3].
Сорапты қондырғылар (агрегаттар) 2АН-500, 3АН-500 және 4АН-700 жұмысшы сұйықтарды: жару сұйығы, құмтасығыш пен үрлеу сұйығын айдауға арналған (1.7 сурет).
1.7 - сурет. Құмараластырғыш агрегат ЗПА
1 - сорап 4ПС; 2 - қозғалтқыш ГАЗ-51; 3 - араластырғыш қондырғы; 4 - көлбеу бағыттағыш; 5 - құмға арналған қазан; 6 - қабылдағыш құбыр;
7 - жіберу құбыры; 8 - автомобиль КРАЗ-257.
Сорапты қондырғының типі мен саны оның техникалық сипаттамасы, өңделетін қабат параметрлері бойынша анықтайды: қабаты, қалыңдығы, өткізгіштігі, табиғи жарылғыштық дәрежесі және т.б. Мұндағы маңызды жағдай - қажетті қондырғыны максимальды қысқарту, ол шыңырау сағасының түйінін, процесті басқаруды жеңілдетеді және жұмыс құнын төмендетеді.
Құм араластыру қондырғысы УСП-50 құмды тасымалдауға, құм-сұйықты қоспаны дайындауға және қабатты жару кезінде, және де суқұмарынды перфорация кезінде сұйықты сорапты қондырғы қабылдауына беруге арналған. Ол КрАЗ-257Б1А автомобиль шассиіне орнатылған және тиеу бункерінен және жұмысшы шнектен, манифольдтан, басқару постынан, шнек пен араластырғышты басқару гидрожүйесінен тұрады.
УСП-50 қондырғысының техникалық сипаттамасы
Максимальды беру, м[3]мин 3,6
Беру, тмин 0,3
Бункер сыйымдылығы, м[3] 6,83
Қысымы, МПа 0,2
Қабатты сумен жару жабдықтарын таңдау кезінде қажет: технологиялық сызбаны - сұйық қысымы мен шығынын анықтау; сұйық орта мен толтырғышты саны мен типін анықтау.
Қабатты жаруға арналған сұйық қабатқа жіберер алдында дайындалады. Сұйықты дайындау жүйесіне: құмтасығыш, мұнай немесе жанармайы бар сиымдылық, араластырғыш аппарат - блендер кіреді. Ұңғыма басына жеткізуімен құм таудап алынған сұйықпен блендер көмегімен араластырылады.
Қабатты гидравликалық жарудың негізгі жабдықтары: автоцистерналар, сорапты қондырғылар, жоғары қысымды қамтамасыз ететін, манифольд, шлейф, ұңғыма сағасының жабдықтары НКТ, пакер, якорь.
Қазіргі уақытта қолданылатын автоцистерналар: ППЦ-23-5524П, АЦН-11-257, ЦР-7АП. Осы автоцистерналар көмегімен 3 түрлі сұйық - жару, құмтасығыш, буферлі ұңғыма басына жеткізіледі. Осы аталған автоцистерналардың ішіндегі ППЦ-23-5524П қолайлы болып табылады, себебі оның көлемі басқа автоцистернаға қарағанда үлкен болып келеді. Енді осы автоцистернаның техникалық ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
3
1 Теориялық бөлім
5
0.1 Ұңғыманың өнімділігін арттыру әдістері
5
0.2 Ұңғыма түбін перфорациялау технологиясы
8
0.3 Қабатты сұйықпен жару технологиясы
11
0.4 Қабатты гидравликалық жарудың түрлері
15
0.5 Қабатты гидрожаруға қажетті материалдар және жабдықтар
18
2 Есептеу-талдау бөлімі
22
2.1 Өңдіру ұңғымасында гидрожарудың негізгі көрсеткіштерін есепттеу
22
2.2 Гидрожарудан кейінгі жарықтардың өлшемдерін анықтау
23
3 Еңбекті және қоршаған ортаны қорғау
24
3.1 Өндірістік санитария
24
3.2 Өрт сөндіру қауіпсіздігі
28
3.3 Атмосфераны қорғау
28
Қорытынды
42
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
44
Кіріспе
Жер асты қойнауында тарихи жағдайда жиналған мұнай-газ кеніштерінің жиынын мұнай кен орны деп атауға болады. Мұнай мен газ кен орындарының орналасу тереңдігі жер қойнауының қай геологиялық кезеңде пайда болуы на байланысты əртүрлі болуы мүмкін. Мұнай кен орнын игеру деп кен орнын бұрғылаудан бастап мұнай мен газ қорын жер бетіне шығарудың ғылыми зерттеу арқасында жүргізілетін үрдісті түсінеміз. Кен орнын құрайтын көмірсутекті қорлар негізінде қабаттарда жəне тау жыныстарының көлемінде орналасады, олар жер астында əртүрлі физика-геологиялық қасиеттері бар болып əр түрлі көлемді болып орналасады. Көп жағдайда мұнай-газды қабаттың өзі біраз өткізгіштігі жоқ жыныстардың қабат шамаларымен бөлініп немесе кен орнының əртүрлі жерлерінде орналасып бөлінеді.
Жаңа кен орнын игеруге беру кезiнде тəртiп бойынша ұңғымадан мұнайды көтерiп шығару үшiн қабат энергиясы жеткiлiк тi болады. Сұйықты көтерiп шығару тек қана қабат энергиясының есебiнен жүзеге асатын тəсiлдi - фонтанды пайдалану тəсiлi деп аталады.
Қабат энергиясының қысымы түсiп немесе ұңғыма өнiмi суланып кетуiне байланысты пайдаланудың механизацияланған тəсiлдерiне көшедi: газлифттiк немесе сораптық. Ұңғыманы сораптық пайдалану кезiнде тереңге түсiрiлетiн ортадан тепкiш электрлi сорап қондырғыларын (ОТЭС орысша УЭЦН) жəне штангiлi ұңғымалық сораптарды (ШСС) қолданады.
Фонтандау тоқтағаннан кейiн өнiмдiлiгi жоғары ұңғымаларды газлифтiлiк əдiспен немесе тереңге түсiрiлетiн ортадан тепкiш электр сорабының жəне штангiлi ұңғымалық сораптардың көмегiмен пайдаланады.
Өндiрiлетiн ұңғымалар көпшiлiгi (60%) ШСС жабдықталған, олармен мұнайдың тек 16,1% өндiрiледi. Минералданған қабат суларын, қоршаған ортаның ластануын болдырмау мен қысымды ұстап тұру үшiн қайтадан қабатқа айдайды.
Қазақстан Республикасының экономикасы үшін мұнайгаз өнеркəсібінің орны бөлек жəне өте маңызды болып табылады. Дүние жүзінде жылдан жылға көмірсутектерді тұтыну өсіп келеді, өз кезегінде Қазақстанда мұнай өндіру жыл сайын өсуде; жақын арада мұнай өндіру мөлшерін 100 млн. тоннаға жеткізу тұр. Мұнай-газ саласында мыңдаған адамдар жұмыс істеп өздерінің үлесін қосуда. Сонымен қатар, салаға ірі жетекші шетелдік компаниялар инвестицияларын тартуда.
Келтірілген маңызды проблеманы шешу салаға заманауи мамандарды дайындауды қажет, оларды технологиялық жəне техн икалық жетістіктермен таныстыру, өндіріске енгізуді талап етеді.
Осы оқулықта болашақ мұнай-газ ісінің бакалаврлары қалаған мамандықты меңгеру барысында бастапқы мəліметтерден хабардар болады. Атап айтқанда, мұнай-газ кен орындарының геологиялық негіздірін, мұнай жəне газдың физика-химиялық қасиеттерін, кен орындарын игеру жəне пайдаланудың анықтамаларын, жағдайлары мен жабдықтарын, қабаттардың мұнай бергіштігін арттыру тəсілдерін, кəсіпшілікте мұнай жəне газды жинау мен дайындаудың ерекшеліктерін жəне т.б. оқып білуге мүмкіндік алады.
Оқулықта тəжірибелік жəне зертханалық жұмыстардың тізімі, тақырыптар бой ынша бақылау сұрақтары, өзіндік бақылау үшін тестілік сұрақ тары, терминдерді түсіндіру жазбалары (глоссарий) келтірілген. Оқулық қазақ тілінде бірінші рет шығарылып отырғандықтан, авторлар мұнай-газ ісі мамандарынан келген ұсыныстарды талқылауға жəне қабылдауға ашық.
1 Теориялық бөлім
5.1 Ұңғыманың өнімділігін арттыру әдістері
Қабатты сұйықпен жару өнімді қабатқа әсер ету арқылы ұңғыманың өнімділігін көбейту, мұнайды алу темпін жылдамдататын және қабаттың мұнай бергіштігін арттыратын әдіс болып табылады. Қабатты сұйықпен жару өндіру ұңғымаларында да, айдау ұңғымаларында да қолданылады.
Қабатты сұйықпен жару үдерісі екі этаптан тұрады:
- бірінші этапта өнімді қабатқа жоғары қысымда және қажетті жылдамдықта жұмыс сұйықтығын айдайды, осының нәтижесінде коллектор жынысы жарылып, қолдан жасалған жарықтар пайда болады;
- екінші этапта үдеріс біткен соң жоғары өткізгіштікті сақтап қалу және артық қысымды түсіру мақсатында қабатқа жарықтың қабырғаларын ашық күйінде ұстап тұратын жарықтарды кеңейткіш айдалады.
Қабатты сұйықпен жару жүргізілген кездегі өнімділіктің көтерілу деңгейі жарықтың еніне және жарылған материалдың өткізгіштігіне байланысты. Соңғы жылдары ғылыми-зерттеу зертханаларында және шетел компанияларының орталықтарында әртүрлі геологиялық жағдайларда қабатты сұйықпен жару технологиясын жетілдіру жұмыстары жүргізілуде, яғни жарудағы жұмыс сұйықтығын, жарықтарды бекіту материалдарын таңдау, айдаудың оптималды қысымы мен жылдамдығын, сонымен қатар қабатты сұйықпен жарудың кезеңін анықтау және т.б. қабатты сұйықпен жаруды жүргізуді жобалаудың жетілдірілген әдістері мен зертханалық зерттеулер гидрожару операциясының мақсималды экономикалық тиімділігін қамтамасыз ететін жағдайларды анықтауға мүмкіндік береді.
Полимерлер химиясындағы зерттеулер, сонымен қатар қабатты жару технологиясындағы жетістіктер үлкен масштабтағы өңдеулерді жүргізуге мүмкіндік берді. 7600 м3 сұйықтық және 1300 т құм айдау арқылы өңдеу жұмыстары жүргізілген. Әдетте айдау темптері 0,8-16 м м3мин аралығында болады. Қазіргі таңда жарғыш материал концентрациясы 600-960 кгм3 аралығында өзгереді және операцияның басында бұл материалдың концентрациясы 120 кгм3 көлемінде болады, ал операция соңында 17001900 кг м3-ке дейін өседі.
Қабатты сұйықпен жару қондырғысы жоғары дәрежеде қиын болып кетті, ол көп мөлшерде құрғақ және сұйық қоспаларды дозалауға, сәйкесінше олардың жұмыстық сұйықпен араласуына және оларды әртүрлі концентрациядағы жарғыш материалдармен айдауға мүмкіндік береді. Кеңейткіш концентрациясы 2400 кгм3 мөлшерге жеткен кездер сирек емес. Үлкен көлемді материалмен жұмыс істеу үшін оларды сақтауға және тасымалдауға арналған арнайы қондырғылар жасалған, бұл олардың сұйыққа үлкен жылдамдықпен берілуін, жүйеге қоюландырғыштарды, фильтрация көрсеткішін төмендеткіш қоспаларды, полимерді деструкциялайтын реагенттер және БАЗ-ды енгізуді және дозалауды жеңілдетуге арналған.
Қабатта аномалды қысым болу себептерінен жарықшақтар пайда болады немесе бұрын болғандары кеңейтіледі, сондықтан қабаттың өтімділігінің қомақты өсуіне жол беріледі. Пайда болған жарықшақтар сұйықтық ағынымен бірге айдалған ірі түйірлі құммен бекітіледі. Бұл ұңғыма оқпанының айналасындағы сорғытылатын ауданды және оның өнімділігін біршама жасанды кеуектік кеңістіктің пайда болу себептерімен көбейтіледі.
Егер өндіруді ұңғыма оқпанының айналасы өткізгішітігі аз блоктарымен шектелсе, бұл әдіс жинақталған мұнай бергіштікті 5-15% жоғарылатуы мүмкін.
Сонымен бірге шаюшы сұйықтықтарды сіңіруге жол беретін қомақты ауырлатылған ерітінділермен бұрғылау үдерісінде қабаттың өз бетімен айырылу көрінісі белгілі. Суды айдаумен қабаттың қысымын жасанды қолдау үдерісінде жиі пішіндері қабаттың гидравликалық айырылуын растайтын индикаторлық сызықтар алынады. Сондықтан қысымның жоғарылауында Q=f (р) индикаторлық сызықтың құрылысы пайда болады және ұңғыманың қабылдау қабілеті күрт өседі ( 1.1 а, ә-сурет).
Су айдау ұңғымаларында қабатты гидрожару ерекше тиімділігін көрсетті. Қабатты гидрожару газды ұңғымаларда кең қолданады.
Қабатты гидравликалық жарудағы жарықшақтардың пайда болу механизмін қарастырайық. Жыныстың айырымға бекемдігі және кернеумен ескертіліп, жоғарыда жатқан жыныстардың салмағымен белгіленген біріккен кедергісінен гидравликалық қысым асқанда ұңғыма оқпанында жарықшақтану мөлшері ең аз нүктеде басталады.
Әдетте, шамалы тереңдікте жатқан қабаттарда көлденең айырылымдар, ал тереңдеу жатқандарда - тік айырылымдар орын алады. Зерттеулер нәтижелері көрсеткендей көлденең жарықшақтар жоғары жатқан жыныстардың шамалы қысым мөлшерінде пайда болуы мүмкін.
Сонымен гидравликалық жару қысымы сол кезде пайда болған жарықшақтардың бағдары және өлшемдері кен қысымының сипатына, өнімді жыныстардың табиғи жарықшақтағының сипаты мен параметрлеріне, сондай-ақ қойнауқат қысымының мөлшеріне тәуелді болады.
Қабатты гидрожару үдерісінде әр кезде жару сұйықтықтарды айдау жылдамдығы әсермен қамтылған қабаттың қабылдау қабілетінен озуы қажет болады.
Бұл керекті айдау жылдамдығы, әрине, жару сұйықтықтың тұтқырлығына және түп жанындағы аймақтың параметрлеріне (өтімділігі, қалыңдығы, түп конструкциясы және т.б.) тәуелді өзгереді.
Айтылған өтімділігі аз жыныстарда тұтқырлығы шамалы сұйықтықтарды пайдалану салыстырмалы төмен айдау жылдамдылығымен гидравликалық айырылымға жетуге мүмкін болатынын көрсетеді. Өтімділігі жоғары жыныстарда жарылым үшін тұтқырлығы жоғары сұйықтықтарды немесе айдау жылдамдығын біршама жоғарылату қажет болады. Гидравликалық жаруды берік өтімділігі аз құмтасты, тығыз жарықшақты әктастарды немесе доломиттерді, берік қабаттасқан құм-сазды немесе карбонат-сазды жыныстарды және т.б. ашатын ұңғымаларда пайдалану ұсынылады.
1.1-сурет. а) Q=f (Pc) ә) Q=f(Py) тәуелділіктері
Өтімділігі 0,5Д аспайтын ірі түйіршікті конгломераттарда және брекчияларда, тасты қабатшалары көп жыныстарда, бос жыныстарда гидрожаруды жүргізу ұсынылмайды. Гидравликалық жару үшін ұңғымаларды таңдауда құрылымда оларды орналастыруды, оның ішінде, газ су контактысына (ГСК) қатынасты орын алуды есепке алу қажет.
1.2-сурет. Гидрожарудың принципі
Бұл қабат сулары әсерімен пайда болған жарықшақтар арқылы мерзімінен бұрын ұңғымаларды суландырудың алдын алуға керек болады. ГСК ұңғыманың түп арасындағы қашықтығы кен орнының геологияпайдалану ерекшеліктеріне тәуелді әрбір кен орны үшін тәжірибелік жолмен анықталады. ВНИИ Газ қатпарлы жыныстармен құралған жыныстар үшін төмен перфорациялау тесіктерінен ГСК-га дейін жетерліктей қашықтықты 8ден 15 м-ге дейін мөлшерде қабылдауды ұсынады. Анизотропиясы шамалы және жарықшақты жыныстармен құралған кен орындары үшін гидроайыру жарықшақтарынан ГСК-га дейінгі қашықтықтағы 25-40 м тең мөлшерде қабылдауы ұсынылады.
1.2 Ұңғыма түбін перфорациялау технологиясы
Ұңғыларды гидроқұмағынды перфорациялау тәсілі сұйық пен құм ағынының кинетикалық энергиясын және түрлендіргіш қасиетін қолдануға негізделген. Бұл ағын перфоратор сұғындырмадан үлкен жылдамдықпен шығып, ұңғы қабырғасына бағытталған. Қысқа уақыттың ішінде құм және су ағыны шегендеуші колоннада саңылау немесе кесілім және канал немесе керішті таста және қабат жынысында қуыс түзеді. Ұңғыда орналастырылған насостар арқылы сорапты-компрессорлы құбыр колонна бойымен сұйық құммен бірге перфоратор сұғындырмасына бағытталады.
Гидроқұмағынды пнрфорацияда қабатты гидравликалық жаруды
қолданылатын қондырғылар: сорапты агрегаттар, құмараластырғыш машиналар және басқаларыда қолданылады. Жерасты қондырғы сорапты- компрессорлы құбырлармен ұңғыға түсірілетін гидроперфоратордан тұрады. Гидроперфоратор қалбырында арнайы ұяшықтар бар, олар сұғындырмалар мен тығындарғыштар ұстағыштарына жасалған.
1.3-Сурет. Гидроқұмағынды перфорациялау
Сұғындырма ұстағышында жалпақ гайкасы бар, ол қабатты өңдеу үрдісінде резбасы мен перфоратор қалбыры аумағын шағылған құм және сұйық ағынан сақтау үшін қолданылады. Гайканың желінуіне байланысты ұстағыштар және сұғындырмалар ауыстырылады. Перфорациялау түріне байланысты сұғындырмалар перфораторларда әртүрлі орналастырылады.
Қабатты көлденең дөңгелек қуыс жасау арқылы ашу үшін, бір жазықта 4 сұғындырма орналастырылып, қалған ұяшықтарға тығындарғыштармен жабады.
Диаметральді қарама-қарсы тігінен қуыстарды жасау үшін, сұғындырмаларды тік жазықтықта перфоратордың екі жағынанда екі- үштен орналастырылады. Каналдарды жасауда сұғындырмаларды орналастыру және саны, геолого-өндірістік жағдайлармен анықталады.
Түсірілген колонна құбырларын перфорациялау алдында жұмысшы қысымға дейін сығады.
Гидроқұм ағынды перфорация мұнайлы ұңғыда құмтасығыш сұйық ретінде-мұнай, ал айдау ұңғыларында-су қолданылады.
Түрлендіргіш материал ретінде фракциясы 0,5-0,8мм-лі таңдалған кварцті құмды пайдаланады. Құмның судағы концентрациясы 50-100гл болу керек. Сұйықтың құммен қоспасы 1 қондырылмаға айдау жылдамдығы 3,0-4,0 лс.
Бұл жағдайда қондырылмадан ағынның шығу жылдамдығы 200- 260 м3 с, ал қондырылмадағы қысым ауытқуы 18-22 МПа.
Өнімді қабаттың бір интервалын перфорациялау уақыты 15-20 мин. Теменгі интервал перфорацияланғаннан кейін перфоратор келесі жоғарыға орналастырылады. Жаңа интервалда перфораторды орнату сол режимде процесті жүргізу қайталанады.
Ұңғының түп маңына жылумен әсер ету.
Ұңғының түп маңына жылумен әсер ету, әдетте мұнайында парафин және шайыры көп пайдалану ұңғыларында қолданылады. Мұндай ұңғыларды пайдалану барысында температура түскен кезде мұнай өзінің құрайтын компоненттерінің фазалық тепе-теңдігі өзгереді, көтеру құбырларында және ұңғы қабырғасында және түп аймағында парафин және шайырдың шөгуі болады. Кеуектердің бітелуіне байланысты қабаттық сүзілу қасиеті және ұңғының өнімділігі түседі.
Түп аймағын қыздырған кезде құбырлардағы, ұңғы қабырғаларындағы парафин және шайыр шөгінділері сүзілу аймағында және қабат кеуектерінде ерітіліп, мұнаймен бірге жер бетіне шығарылады. Бұл жыныстың түп аймағында сүзілу қабілетін жаңартады, тұтқырлығын төмендетеді және мұнайдың жылжығыштығын, қабатта жүруін жеңілдетеді.
Түп маңы аймағын электроқыздырғыштар және газқыздырғыштар арқылы қыздырылған ыстық мұнай, мұнай өнімдері, су және бу арқылы, сонымен бірге қабатқа термохимиялық әсер ету арқылы қыздырылады.
Электрожылыту арқылы өңдеуде.
Ұңғының түп маңына трос- кабелі арқылы электроқыздырғыш түсіріледі. Ол перфоланатын қапқа жиналған құбырлы электроқыздырғыш элементтерден тұрады.
Қыздыру әдетте бірнеше күн жүргізіледі. Кейін электроқыздырғышты ұңғыдан шығарып, оған cорап түсіріледі және ұңғыны пайдалануға енгізеді.
Ұңғыға ыстық сұйықтықты айдау.
(Мұнай, дизельді жанармай және басқалары) ұңғылық сорапты тоқтатпай құбыр сыртындағы кеңестің арқылы сорап көмегімен жүргізіледі. Ерітілген парафинді сорылатын мұнай ағынымен шығарылады.
Бумен жылыту арқылы ұңғыны өңдеуде
Автомашинаға орнатылған жылжымалы бу өндіретін қондырғыларда (ЖБӨ) өндірілген ыстық бу жылу- тасушы болып табылады. ЖБӨ- ні (біреу немесе бірнеше) ұңғы сағасымен жоғары қысымды құбырлармен қосылады. Бу генераторлы қондырғыдағы бу өзінің қысымымен мұнайды сорвпты-компрессорлы құбырлардан ығыстырып, қабаттың түп аймағына енеді.
Бумен жылыту арқылы өңдеуде эксплуатациялық колоннадан сүзгі саңылауларының үстінде әдетте термоберік пакер орнатылады. Ол колоннаны айдалатын ұңғы буының жоғарғы температурасынан сақтайды. Буды ұңғыға белгілі бір уақытта айдалады, одан кейін жылудың қабатқа тарауы үшін ұңғы сағасын жабады. Бұдан кейін ұңғыны пайдалануды жалғастырады.
Термогазахимиялық әсер ету (ТГХӘ).
Бұл тәсіл арнайы аппаратта жанған кезде пайда болатын порохты газдың энергиясымен таужынысында жарылымдарды жасауға негізделген.
Өңделетін интервалдың тереңдігіне байланысты порохтызаряд массасы (3;5;7;10;15кг) толық тау қысымына тең немесе одан (100 МПа дейін) жоғары қысымды ұңғыда жасауға мүмкіндік береді. Соның арқасында жаңа жарықтарды жасауға және бұрынғыларды кеңейтуге жағдай жасайды. Жыныстардың деформациялану үрдісінің қайтымсыздығыны байланысты, жасалған каналдар кей жерлерде сақталады. Бұл жарылымдарды бекітуден бас тартуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар порохты зарядтың жарылуы кезінде көптеген жылу көлемі бөлініп, ол ұңғы түбінің қыздырылуына және қабаттағы мұнай тұтқырлығының төмендеуіне әкеледі.
Қабатты порохты газ қысымымен жаруды өнімді қабаттары тығыз, жарылымды әктастар, доломиттер және сазды емес құмтастардан түзілген мұнай, газ және айдау ұңғыларында қолданған дұрыс.
Ұңғыны торпедалау.
Ұңғыны торпедалау үрдісі арқылы мұнай және газ ағынын арттыру, жарылатын затты торпеданы ұңғыға өнімді қабатқа қарсы жерде жарады. Жарылыстың әсерінен жарық пайда болады, оның арқасында ұңғыдан радиальды бағытта тарайтын ұңғы диаметрі және жарылым жүйесі үлкейеді.
Жарылуды осымен бірге қысылып қолғап бұрғылау және шегендеу құбырларын босатуға, шығарылмай жатқан түптегі металды заттарды және тығыз құм шығындарын жою және т.б.
Торпедалау үшін келесі жарылғыш заттар қолданылады: тротил, тетрил, гексоген, нитроглицерин, аммонит, динамит және басқа. Торпедалар көбінесе ашық түпті ұңғыларда жарады. Шегендеуші құбырларды сақтау үшін торпеда үстіне сұйық немесе қатты тығын орнатады. Қатты тығын ретінде мұнай, су немесе сазды ерітінді, ал қатты шығын ретінде құм, саз немесе керішті көпір қолданылады. Торпедалауда қатты тығын қолдану ұңғыны ұзақ тазалау жүргізу жұмысын қиындатады.
Ұңғы түбін виброөңдеу.
Ұңғы түбін виброөңдеу тәсілінің мәні, ұңғы түбіне вибратор арқылы жие гидравликалық импульстар немесе әртүрлі жиеліктегі және амплитудағы күрт қозғалыстар толқынын қоздыру. Виброәсер ету арқасында қабатты жүйедегі жаңа жарылымдардың пайда болуынан және көне жарылымдардың кеңеюіне және түп маңының тазалануына әкеледі.
Үрдісті жүзеге асыру мақсатында сорапты-компрессорлы құбырлар арқылы ұңғыға алтын типті гидравликалық вибратор түсіріледі, ол қабаттың өнімді аймағына орналастырылады.
Жұмысшы сұйықтық вибратордан құбырлар арқылы өткенде үздіксіз гидравликалық соққыларды тудырады. Тербелістерді алтындалған вибратор қондырғы арқылы өтетін жұмысшы сұйықты периодты түрде ағынын тау арқылы жасалады.
Виброөңдеуде ұңғыға әдетте екі сорап орнатылады. Олар арқылы жұмысшы сұйықтың жылдамдықты бірінен екіншісіне ауыстырғанда үздіксіздігін қамтамасыз етеді. Ұңғы сағасы гидравликалық жару кезіндегідей жабдықталады. Жұмысшы сұйықтың ретінде мұнай, тұз қышқылы ерітіндісі, БАЗ (ПАВ) ерітіндісі және басқалары қолданылады.
1.3Қабатты сұйықпен жару технологиясы.
Қабатты сұйықпен жару үшін бірінші ретте өнімділігі төмен жыныстардың табиғи аз өткізгіштілігінен болатын ұңғыларды немесе түп маңы аймағының сүзгіштігі қабатты ашқанда нашарлаған ұңғыларды таңдайды. Сондай-ақ, қабат қысымы ұңғыға мұнай ағынын қамтамасыз ететіндей болуы керек. Жаруға дейін ұңғыдағы ағынды зерттейді жəне оның жұту қабілеті мен жұту қысымын анықтайды. Жағуға дейінгі жəне кейінгі ағынды зерттеулер нəтижелері мен ұңғының жұту қабілеті туралы мəліметтер жүргізілген іс нəтижелерін талдауға мүмкіндік береді, жару қысымын шамамен бағалауға, жару жасау үшін қолданылатын сұйықтың колайлы қасиеттері мен мөлшерін дұрыс таңдауға жарудан кейін түп маңы аймағы жыныстарының өткізгіштігінің өзгеруін талдауға көмектеседі. Ұңғыны жұмысты бастау алдында кұрғату арқылы тазалайды жəне жуады. Жуылған, тазаланған ұңғыға диаметрі 76 немесе 102 мм сорап құбырлары түсіріледі, олармен жару сұйығы түпке түседі (1.4 - сурет). Диаметрі кіші құбыр түсірілсе біршама қысым
1.4 - сурет. Қабатты гидрожарғандағы ұңғының жабдықталуы. 1 - пакер; 2 - гидравликалық пакер; 3 - сораптық-компрессорлық құбырлар; 4 - саға арматурасы.
жоғалтулары нəтижесінде жару процесі қиындайды. Шегендеу тізбегін жоғары қысым əсерінен қорғау үшін қабаттың үстіне пакер қойылады. Қысым көтерілгенде ол тізбекпен жылжымауы үшін құбырларда гидравликалық зəкір орнатқан жөн (1.4 - сурет). Құбырлар мен зəкір ішіндегі қысым үлкен болған сайын зəкірдің поршендері соғұрлым үлкен күшпен жылжиды жəне шегендеу тізбегіне қысылады. Поршендер бүйіріндегі сақиналы қырлар тізбекке сұғынып, қысым өскен сайын, сондай күшті тежеу қарсылығын көрсетеді. Зəкірдің басқа түрлері бар.
Ұңғы сағасы сұйық айдайтын агрегаттар қосылатындай етіп арнайы жабдықталады. Қабаты гидрожаруда, жабдықтардың орналасуы 1.5 - суретте келтірілген. Қабатты жару құбырларға жару сұйығын айдау арқылы қабат бөлінген сəтке дейін жүреді, ол ұңғы сыйымдылық, коэффициентінің өсуінен байқалады. Егер жару үшін нашар сүзілетін сұйық қолданылса, сондай-ақ түп маңы аймағы жыныстарының өткізгіштігі саз ерітіндісімен ластануы нəти жесінде төмендеген болса, кейде жарылған сəтке айдау қысым ының төмендегені байқалады. Жарудан кейін қабатқа құмта сығыш-сұйық айдайды.
1.5 - сурет. Гидравликалық пакер
Құмтасығыш-сұйықты үлкен жылдамдықпен жəне жоғары қысыммен айдаудың тиімділігі зор, себебі, бұл жағдайда қалыптасқан жарықтар жақсы ашылады. Құбырларда қалып қойған құмтасығыш сұйық қабатқа ұңғымен сығу сұйығын айдау арқылы сығылады, ол ретінде мұнай ұңғылары үшін мұнай жəне айдау ұңғылары үшін су қолданылады. Содан кейін ұңғы сағасын бекітеді жəне оған қысым төмендегенше тимейді. Сосын ұңғыны жуады, құмнан тазалайды жəне оны меңгеруге кіріседі. Өңдеуге керекті құмтасығыш-сұйық көлемін жарыққа қажет кұм мөлшерімен енгізіп, сондай-ақ сұйықтағы шекті құрамы бойынша анықтауға болады. Бірінші жару жарыққа 5-6 м құм кіргізген дұрыс, ал кейінгілерінде құм мөлшері 10-20 т жеткізеді. Шетелдерде жарыққа 90 т құм енгізген де болған. Отандық жəне шетелдік құмтасығыш-сұйықтарда келесі құм құрамы ұсынылады: тұтқырлығы 50-150 МПа*с қабат жағдайларындағы мұнай мен су-мұнай эмульсиялар үшін - 120360 гдм2; коюлатылған мұнай мен мұнай өнімдері үшін - 600
1.6 - сурет. Гидрожару кезіндегі жабдықтардың орналасуы. 1 - мұнай сыйымдылығы; 2, 4 - жоғары қысым агрегаттары; 3 - ұңғы; 5 - көмекші агрегат; 6 - құмараластырғыш; 7 - автоцистерналар.
дейін, керосин-кышқылдық эмульсиялары үшін - 1200 дейін жəне қоюлатылған су үшін - 360-600 гдм2
. Технологиялық үлгіні таңдау мен қабатты өңдеу пайдалылығы біршама дəрежеде жабдықтар куатына байланысты. Жақсы нəтижелерге сығу сұйығын айдау қысымы мен жабдықтардың өнімділігі жоғары болғанда қол жеткізіледі, бұл жарықтардың жақсы ашылуымен жəне олардың құммен толтырылуымен түсіндіріледі. Отандық өнеркəсіп қабатты гидрожару үшін КрАЗ автомашинасына орнатылған қуатты агрегаттар 2АН-500 мен АН-700 жасап шығарды. АН-500 агрегаты 50 МПа жұмыс қысымын тудырады. Бір уақытта 3-4 агрегатты қолдану, жару сұйығын ұңғыға 50 МПа қысыммен, 10-15 дм2с жылдамдықпен айдауға мүмкіндік береді. 4АН-700 агрегаты 70 МПа қысым туғызады. Сұйықпен құмды араластыру процесі арнайы құмараластырғыш агрегаттар көмегімен механикаландырылады. ЗП-А кұмараластырғыш агрегаттың құрғақ құм бойынша өнімділігі 40 тсағ 4ПА агрегатының жұмыс шнегінің өнімділігі 50 тсағ. Жару сұйығының параметрлері мен процестің жүру техноло гиясын үзбей бақылап отыратын жылжымалы лаборатория құраст ырылған. Жару сұйығы мен құмтасығыш-сұйықтарды тасуға ЦР20, АЦН-11-25 автоцистерналары жасалған. Гидрожарудың суреттелген үлгісінен басқа процестің жүргізілу шарттары мен арналуына байланысты басқа да технол огиялық схемалар қолданылады. Терең емес ұңғыларда қабатты жаруды сораптық-компрессорлық құбырларды түсірмей-ақ немесе құбырлармен, бірақ па керсіз жүргізуге болады. Бірінші жағдайда сұйық тікелей шеген құбырлармен айдалады, ал екіншісінде құбырлармен де, сақиналы кеңістіктен де айдайды. Мұндай технологияларды қолд анғанда тұтқырлығы жоғары сұйық айдаған кезде, ұңғыда қысым жоғалтуын азайтуға болады. Ағын шарттарын жақсарту үшін қабатты бірнеше рет жаруға да болады. Оның мəні қабатта əртүрлі тереңдікте бірнеше жарықтар пайда болады, осылайша ұңғыларда түп маңы аймағы жыныстарының өткізгіштігі біршама артады. Қабатты бірнеше рет жаруды келесі тəсілдермен іске асыруға болады. 1. Əдеттегі технологиямен гидравликалық жарылыс жасап, артынан ұңғыға сұйықпен бірге жарықты уақытша тығындайтын немесе жару аралығына келетін перфорациялық тесіктерді жабатын арнайы заттар айдалады. Бұл қысымды қайта көтеруге жəне қабатты басқа жерде жаруға мүмкіндік береді. Тығындағыш материал ретінде түйіршікті нафталин, пластмасса дəндер жəне т.б. қолданылады. Ұңғыны меңгергенде нафталин мұнайда еріп кетеді, ал дəндер ағынмен айдалып шығарылмайды. 2. Жарықтар жасауға арналған аймақты əрқашан да екі пакермен немесе гидравликалық қақпақпен бөліп тастауға болады жəне қабатты жаруды əдеттегі технологиямен жүргізуге болады. 3. Бірнеше рет жаруды өнімді қабатшаларын құм тығынымен бөліктеп тастау арқылы жасауға болады. Саз қабатшалары көп, яғни тік бағытта өткізгіштігі төмен қималарда өнімді қабатшаларды қосатын тік жарықтар тудырған дұрыс. Мұндай жарықтарды қалыптастыру үшін жарудың сүзілмейтін сұйықтарын қолданады. Тік жарықтар жарудың сүзілетін сұйықтарын айдағанда да сұйық шығынын жəне түпке түсірілетін кысымды тез көтергенде калыптасуы мүмкін. Қабаттардың жарылуын жеңілдету үшін алдын-ала таңдалған жерде құйма ағында перфорация немесе тізбекті торпеда- мен тесіп өткізуге болады. Кейін осы аймақ пакерлермен бөлінеді (саңылаусызданады). Қабатты гидрожару технологиясы жетілу үстінде. Жарудың əртүрлі əдістері, цемент сақинасын жарылудан сақтау, қабатты жоғары қысымды газбен жару сияқты жаңа əдісгер ұсынылуда. Гидрожару жүргізгенде аса көңіл белуді талап ететін маңызды сұрақ - қалыптасатын жарықтардың орны мен сипатын анықтау. Бұл мəселе жарыққа жай жəне радиоактивті құм енгізілгеннен кейін болатын радиоактивтік зондтау əдістері арқылы шешілуде. Құмды əрекеттік күйге келтіру адсорбция жəне оның бетіне радиоактивті заттарды бекіту жолымен іске асырылады. Адсорбцияланған активті белшектер кұм түйірлерін су мен мұнайда ерімейтін жабысқақ затпен жабу арқылы бекітіледі. Зондтау қисықтарында жарықтар қалыптасқан аралықта радиоактивтіліктің анық аномалиялары көрінеді.
1.4 Қабатты гидравликалық жарудың түрлері
Қабатты гидравликалық жаруды енгізудің үлкен масштабтары және осы облыста жүргізілген көптеген теориялық және эксперименталды зерттеулер әртүрлі технологиялық схемаларын пайда болуына және жетілуіне әсер етті. Мұнай қабатының немесе жеке өнімді объектілердің физика-геологиялық және пайдалану сипаттамаларына, сонымен қатар технологиялық схеманың тиімділік шартына байланысты қабатты гидравликалық жару тәсілінің қандай да бір түрі таңдалынады. ҚГЖ түрлері жарықтардың бағытымен және санымен анықталады. Жарықтардың бағыты бойынша тік (вертикаль) және көлденең (горизонталь), ал олардың санына бойынша - бірнеше еселі (селективті) және аралық бойынша жару болып бөлінеді. Сонымен қатар, ҚГЖ тәсілінің келесідей түрлері де бар: магнийлі гидравликалық жару; құм ағынды перфорациямен байланыстырылған гидравликалық жару; жарыққа құм енгізбей, қышқылмен көп этапты жару. Тік гидравликалық жару Қабаттың өткізгіштігі қалыпты және өте аз (нөлге жақын) болғанда көлденең гидравликалық жаруды қолдану күтіліп отырғандай эффект берген жоқ. Сондықтан өнімді қабаттың орташа өткізгіштігін қабат қалыңдығы бойынша тік жарықтарды жасау арқылы көтеру туралы ойлар пайда болды. Көп жағдайда өнімді қабаттың қалыңдық бойынша өткізгіштігі қабат бойынша өткізгіштігінен 5-6 есе төмен және әртүрлі болып келеді. Демек, мұндай қабаттарда қабатты қалыңдығы бойынша "тесіп өтетін" және бір мезгілде қабат бойынша таралатын жарықтарды жасаған тиімдірек болар еді. Мұндай пішінді жарықтардағы мұнайдың ағыны көлденең жарықтардағыға қарағанда жоғары болады. Өткізгіштігі аз қабатқа абсолют фильтрацияланбайтын жару сұйықтығын айдау кезінде тек қана тік жарықтар түзілетіні теориялық жағынан дәлелденген. Бір жағынан, мұндай жарықтарда жасау үшін қажетті қысым көлденең жару кезіндегі қысымға қарағанда төмен. Бұл жанама және вертикаль тау қысымына байланысты. Тік гидрожаруды қолдану 1953 жылы Сассек және Уайминг (АҚШ) мұнай кен орындарында басталды, себебі кәдімгі гидрожаруды пайдалану қажетті тиімділікті бермеді. Жүргізілген тәжірибелер тік гидрожару нәтижесінде алынған тиімділік көлденең гидрожаруға қарағанда жоғары екенін көрсетті. Бірнеше еселі немесе аралық бойынша гидравликалық жару Гидравликалық жарудың бұл түрінің мәні мынада: перфорациямен ашылған өнімді қабаттың шегінде бір емес, кезек-кезек бірнеше жарық түзіледі. Осыған байланысты қалыңдығы салыстырмалы түрде аз (2-4 м) біртекті мұнай қабатарда бірнеше еселі гидрожару жүргізу тиімді емес. Осылайша, қабатты бірнеше есе жару тәсілінің қолдану облысы қалың, өзара әсерлеспейтін қатты бөлшектенген қабатшалармен шектеледі. Мұндай қабатшаларда бірнеше есе гидрожаруды қолданудың тиімділігі жарықтардың өнімділігі әртүрлі болуына қарамастан кәдімгі гидрожаруға қарағанда сөзсіз жоғары болады. Көп еселі жаруды алу үшін, яғни қабаттың барлық фильтрациялық зонасы бойынша бірнеше жарықты жасау үшін тығындаушы зат керек. Тығындаушы затқа қойылатын талаптар келесідей: ол жарықтың немесе перфорациялық саңылаудың кірер жерін тығындау керек және жарықты жасау мен бекітуден кейін ұңғы өнімімен ығыстырылып шығуы немесе онда еріп кетуі керек, яғни тығындаушы зат жарықтан ұңғыға сұйықтықтың ағуына кедергі жасамау керек.
Тығындаушы заттарға кальций нафтанаты, жартылай эбонитті серпімді шарлар және әртүрлі напалдар жатады. Зертханалық зерттеулер нәтижесі бойынша кальций нафтанаты құммен толтырылған жарықтарды тығындау үшін жарайтынын көрсетті. Бірақ аз мөлшерде ол шөгіп, өзінің беріктігін, сусымалығын және сынғыштығын жоғалтады. Сондықтан оны пайдалану ұсынылмайды. Саңылауларды серпімді кішкене шарлармен тығындау шегендеуші колоннаның цементтік сақинасында бұзылыстар болған жағдайда мүмкін болмайды, себебі кішкене шарларды қолданбас бұрын колоннаның сыртындағы цементтік сақинаның жағдайын зерттеу керек. Тығындау үшін напалдар ең жақсы материал болып табылады. Мұнай қабатын бірнеше есе гидрожару келесі технологиялық схема бойынша жүреді: гидрожарудың әрбір операциясынан кейін құм тығыны жасалады, екі типті пакер қолданылады, гидрозатвор және перфорациялық саңылауларды серпімді кішкене шарлармен тығындау қолданылады. Жартылай эбонитті шарларды пайдалану кезінде перфорациялық саңылаудардың өлшемін ескеру керек. Егер мұнай қабаты кәдімгі оқ-дәрілік перфорациямен ашылған болса, шарлардың диаметрі 16-18 мм болуы керек; ал егер бұл мақсатта кумулятивті префорация қолданса, шарлардың өлшемі 13 мм-ден аспау керек. Шарлар жасалған материал перфорация саңылауы арқылы сығылып өтіп кетпеу үшін жоғары салмақты көтеруі керек. Саңылаулардың шетінде кедір-бұдырлардың болуы немесе олардың формасының дөңгелекке сәйкес келмеуі саңылаулардың тығыз тығындалуына кедергі келтіреді. Сонымен қатар, шегендеуші құбырда жарықтар болған кезде перфорациялық саңылауларды тығындауға болмайды. Аталған кемшіліктердің әсерінен жартылай эбонитті кішкене шарларды пайдалану аясын шектейді.
Абразивті перфорациялы гидравликалық жару
Пайдалану колонналарын абразивті перфорациялауды 1960 жылдан бастап, ал гидравликалық жаруды абразивті перфорациямен қоса 1962 жылдан бастап қолдана бастады. Жасалған тәжірибелер айдау қарқыны бірдей болған жағдайда жарықты жасау үшін қажетті қысым абразивті перфорациямен қоса істелген гидрожару кезінде абразивті перфорацияға қарағанда ондаған аттмосфераға төмен екенін көрсетті. Қысымның төмендеуі гидрожарудан бұрын тығыз перфорация жасау кезінде де байқалған. Жүргізілген тәжірибелердің нәтижелері бұл екі тәсілді қатар қолдану барысында ұңғыдан өндірілетін мұнай шығымының қатты өсуі байқалмайтынын көрсетті. Ұңғының түп маңы аймағына әсер еткен кезде мұнай шығымының өсуі жару сұйықтығы және сұйықтық-құмды қоспа абразивті перфоратормен жасалған каналға түскен жағдайда болады. Демек, абразивті перфорациямен қоса жүргізілетін гидрожару технологиясын жару және құм тасығыш сұйықтықтар абразивті перфорация каналы арқылы таужынысына қарай бағытталатындай етіп өзгерту керек.
Магнийлі гидравликалық жару
Қабатты магнийлі гидравликалық жару кәдімгі гидрожару технологиясы бойынша жүргізіледі. Өлшемі 0,2-2 мм немесе ұнЕАҚ түріндегі магний құм тасығышпен бірге жарыққа айдалады, сонан соң 15%-дық тұз қышқылы айдалады. Оны басу үшін гидрожару кезінде қолданылған сұйықтық алынады, бірақ оның көлемі құбырлардың немесе колоннаның көлемінен біршама көп болады. Экзотермиялық реакцияны алу үшін қажетті қышқыл мөлшері 1 кг магнийға 35-40 л болып табылады. Экзотермиялық реакцияның нәтижесіндегі бөлінетін жылу мөлшері 5000 ккал, ал жыныстың қызу температурасы 100-130 С дейін жетеді. Мұндай температура парафин мен шайырлы-асфальтенді заттарды ерітуге жеткілікті.
Ваккумды ыдысты гидравликалық жару
Егер вакуумды ыдысты белгілі бір тереңдікте ұңғы ішінде орналастырып, қандай да бір тәсілмен бұзсақ, онда пайда болған толқындардың күші қабаты гидравликалық жаруға қажетті гидродинамикалық қысымды ауыстыруы мүмкін. Мұнайлы қабаттарды гидравликалық жару барысында айдалатын сұйықтықтың қысымы әсерінен жарық қабаттың ең әлсіз бөлігінде түзіледі. Кейбір жағдайда мұндай жарықтар қабаттың өнімді емес бөлігінде түзіледі. Мұндай жағдайларды соқпа толқындарды пайдаланған кезде болдырмауға болады, яғни соқпа толқыннның күшін өнімді қабаттың мұнайға қаныққан бөлігіне бағыттауға болады. Соқпа толқындарды пайдаланып жүргізілген гидравликалық жару алғаш рет Огайо кен орнындағы (АҚШ) тереңдігі 305 м газ ұңғысында қолданылды. Ұңғы түбіндегі қысым 210 атм кезінде сұйықтық айдау арқылы гидравликалық жаруды жүргізу ешқандай нәтиже бермеді. Соқпа толқынның күшін пайдалану мақсатында ұңғыға диаметрі 101 мм, ұзындығы 610 мм ыдыс түсіріп, оны өнімді қабатың маңында орналастырды. 140 атм артық қысым және айдау жылдамдығы 1,3лсек кезінде ұңғыны сумен толтырған соң сағалық қысым 49 атм-ге дейін түсіп кетті. Айдау қарқыны 13,2 лсек кезінде ұңғы сағасындағы қысым 112 атм-ге дейін көтерілді, яғни ұңғының қабылдауы 10 есе артты, ал бұл өз кезегінде ыдыстың бұзылғанын және жарықтың пайда болғанын дәлелдеді. Осы операцияны жүргізген соң ұңғының тәуліктік шығымы 2 есе артты. Вакуумды ыдыстың бұзылуы кезінде сұйықтық бір мезетте (секундтың мыңнан бір бөлігінде) вакуумды кеңістікті толтыруға ұмтылады. Бұл мезгілде қабаттық сұйықтық осы кеңістікті толтыруға ұмтылады, бұл кеуекті каналдардың тазаруына әсерін тигізеді. Осы сәтте қозғалыстағы сұйықтың тоқтауы салдарынан ыдыстың маңайында көлемі бойынша аз, бірақ күші мықты сығылу толқыны пайда болып, ұңғы қабырғасына жылжитын соқпа толқынға айналады. Оның максимал мәні артық және гидростатикалық
қысымдардың қосындысынан екі есе үлкен болады. Пайда болу көзінен алшақтаған сайын соқпа толқынның амплитудасы төмендейді. Соқпа толқынның көзінен фильтрдің перфорациялық саңылауларына дейінгі арақашықтығы 5-6 см-ден аспайтындықтан, толқын күші жарық жасауға жеткілікті болады. Соқпа толқыннның күші ыдысқа түскен қысымның мәніне және вакуумды кеңістіктің көлеміне байланысты болады.
Қабатты құм енгізбей қышқылмен бірнеше кезеңді жару
Құм енгізбей қабатты жару мұнай кәсіпшіліктерінде ғана емес, сонымен қатар барлау ұңғыларын сынау және меңгеру кезінде де қолданылады. Қабатты түзілген жарықтарға құм енгізбей қышқылмен бірнеше кезеңді жаруды тығыз гранулалы жыныстардан түзілген (өткізгіштіктері бірнеше немесе ондаған миллидарси болатын құмтастар мен саздардың кезектесуінен құралған) қабатттарда жүргізу ұсынылады. Сонымен қатар, бұл тәсілді туфогенді, карбонатты, жарықшақты жыныстардан түзілген қабаттарда және пайдалану ұңғыларының түп маңы аймағының жыныс кеуектерінде уақыт өте кальций, магний және т.б. тұздары шөгетін (жыныстардың өткізгіштігін төмендетіп, сұйықтықтың қабаттан ұңғыға жылжуына кедергі келтіретін) кездерде қолдануға болады. Қабатты түзілген жарықтарға құм енгізбей қышқылмен бірнеше кезеңді жару (гидроқышқылды жару деп те аталады) алғаш рет 1957 жылы енгізілген. Қабатты бірнеше кезеңді қышқылмен жару технологиясының мәні мынада: ұңғының түп маңы аймағына әсер ету мақсатында қышқылды өңдеу мен гидравликалық жару қатар қолданылады (айдау қарқыны және қысымы жоғары жағдайда). Бірнеше кезеңді жару кезінде тұз қышқылдарының әсерінен жыныстардың кеуектері карбонаттардан босайды, ал мұнайлы бөліктегі сазды бөлшектер ериді және жыныстардың сыналануы жүреді. Осылайша бірнеше кезеңді қышқылмен жару кезінде бір технологиялық процесс барысында екі физика-химиялық әсер ету жүреді.
1.5 Қабатты гидрожаруға қажетті материалдар және жабдықтар
Басты компонентеріне байланысты гидрожару үшін арналған сұйықтықтар су, көмірсутекті және аралас негізіндегі сұйықтықтарға бөлінеді. Су негізіндегі гидрожаруға арналған сұйықтықтар су және қышқыл қоспасы болып табылады. Сұйықтықтың тұтқырлығын жоғарылату үшін құмды тасымалдау қабілетін өсіретін, қоюлатқыш агенттер сұйықтыққа қосылады. Көмірсутекті негізіндігі сұйықтықтар май және қышқылдың қоспасы болып табылады. Эмульсия типті (араласқан) сұйықтықтар май және судан немесе қышқылдан дайындалады. Бір фазасы өте кішкене тамшылар түрінде басқа фазасында шашыраған. Бұл сұйықтықтарға өте жақсы құм тасымалдау қабілеті және өте төмен сұйықтықтардың жоғалымы тән, бірақ олар су негізіндегі сұйықтықтармен салыстырғанда қымбат болады. Гидрожару үшін жабдықтар: сорап қондырғысы, қоспалауыштар, құм тасымалдағыштар және сұйықтық тораптары сияқты 4 басты бөлімдерден тұрады. Осы кездегі сорап қондырғылары 140 МПа-ға дейін қысымдарда үздіксіз жұмыс істей алады, оған қоса оларды бір өңдеуді жүргізу үшін біріктіруге болады. Бұл мақсатқа жету үшін 2АН-500, 4АН-700 агрегаттары және 3ПА құм қоспалауыштарын қолданады. Ұңғыманы гидрожару үшін қажетті оның беттеріндегі қысым 3 факторлар үйлесімімен: - қабатқа ұңғыманың төменгі бөлігіне гидрожаруда сұйықтықты айдау үшін қажетті қысыммен; - сорапты-компрессорлы құбырмен немесе шеген құбырымен төмен ағу кезінде үйкелістен пайда болған қысымның жоғалымдарымен;
- ұңғымада сұйықтық діңгегінің әсерінен пайда болған қысыммен анықталады. Қабаттағы қысымның үйкеліс нәтижесінде құбырдағы қысымның төмендеуінен қосылған және одан гидрожару сұйықтықтың гидростатикалық қысымын алу жер бетінде жинақталған қысымға тең болады. Көптеген жағдайларда, әсіресе, егер гидрожару сорапты-компрессорлық құбырлар арқылы орындалатын болса, үйкеліс ең маңызды құрастырушысы болып табылады. Гидравликалық жарудың экономикалық тиімділігінің операцияны орындауға бағытталған шығыстың мұнай және газдың қосымша өңдірілген мөлшерлерімен анықталады. Бұдан қосымша өңдірілген өнімнің өзіндік құнын анықтайды және жоспарлағанымен салыстырылады. Игеруге еңгізілген кен орындарында экономикалық тиімділікті әрекеттегі ұңғымалардың жұмыс дебиттерін арттыру нәтижесінде бұрғыланбайтын ұңғымалар санымен анықтайды.
Қабатты гидравликалық жаруға арналған жабдықтар кешеніне кіретіндер: сорапты агрегаттар, құмараластыру қондырғылары, жару сұйықтарын тасымалдауға арналған автоцистерналар, шыңырау сағасының арматурасы, пакерлер, якорлар, және басқа қосымша жабдықтар.
Оның ішінде сумен жару үшін келесі жабдықтар пайдалануы мүмкін:
· Тіреуі бар пакерлер: ПМ; ОПМ.
· Тіреусіз пакерлер: ПШ; ПС; ПГ.
· Сорапты қондырғылар (агрегаттар): УН1-630-700А; НА-105-1; 2АН-500; АНА-105; 3АН-500 және 4АН-700.
· Құмараластыру қондырғылары: АПС-10; 4ПА; УСП-50 ( 9 т. құмға дейін).
· Манифольд блогы: 1БМ-700; 1БМ-700С; ММ-1050.
· Саға арматурасы: 2АУ-700; 2АУ-700СУ.
· Автоцистерналар: АЦН-8С-5337; АЦН-14С-65101; АЦ9-5337; АТК-8-65101 және сиымдылықтар (6¸21) м[3].
Сорапты қондырғылар (агрегаттар) 2АН-500, 3АН-500 және 4АН-700 жұмысшы сұйықтарды: жару сұйығы, құмтасығыш пен үрлеу сұйығын айдауға арналған (1.7 сурет).
1.7 - сурет. Құмараластырғыш агрегат ЗПА
1 - сорап 4ПС; 2 - қозғалтқыш ГАЗ-51; 3 - араластырғыш қондырғы; 4 - көлбеу бағыттағыш; 5 - құмға арналған қазан; 6 - қабылдағыш құбыр;
7 - жіберу құбыры; 8 - автомобиль КРАЗ-257.
Сорапты қондырғының типі мен саны оның техникалық сипаттамасы, өңделетін қабат параметрлері бойынша анықтайды: қабаты, қалыңдығы, өткізгіштігі, табиғи жарылғыштық дәрежесі және т.б. Мұндағы маңызды жағдай - қажетті қондырғыны максимальды қысқарту, ол шыңырау сағасының түйінін, процесті басқаруды жеңілдетеді және жұмыс құнын төмендетеді.
Құм араластыру қондырғысы УСП-50 құмды тасымалдауға, құм-сұйықты қоспаны дайындауға және қабатты жару кезінде, және де суқұмарынды перфорация кезінде сұйықты сорапты қондырғы қабылдауына беруге арналған. Ол КрАЗ-257Б1А автомобиль шассиіне орнатылған және тиеу бункерінен және жұмысшы шнектен, манифольдтан, басқару постынан, шнек пен араластырғышты басқару гидрожүйесінен тұрады.
УСП-50 қондырғысының техникалық сипаттамасы
Максимальды беру, м[3]мин 3,6
Беру, тмин 0,3
Бункер сыйымдылығы, м[3] 6,83
Қысымы, МПа 0,2
Қабатты сумен жару жабдықтарын таңдау кезінде қажет: технологиялық сызбаны - сұйық қысымы мен шығынын анықтау; сұйық орта мен толтырғышты саны мен типін анықтау.
Қабатты жаруға арналған сұйық қабатқа жіберер алдында дайындалады. Сұйықты дайындау жүйесіне: құмтасығыш, мұнай немесе жанармайы бар сиымдылық, араластырғыш аппарат - блендер кіреді. Ұңғыма басына жеткізуімен құм таудап алынған сұйықпен блендер көмегімен араластырылады.
Қабатты гидравликалық жарудың негізгі жабдықтары: автоцистерналар, сорапты қондырғылар, жоғары қысымды қамтамасыз ететін, манифольд, шлейф, ұңғыма сағасының жабдықтары НКТ, пакер, якорь.
Қазіргі уақытта қолданылатын автоцистерналар: ППЦ-23-5524П, АЦН-11-257, ЦР-7АП. Осы автоцистерналар көмегімен 3 түрлі сұйық - жару, құмтасығыш, буферлі ұңғыма басына жеткізіледі. Осы аталған автоцистерналардың ішіндегі ППЦ-23-5524П қолайлы болып табылады, себебі оның көлемі басқа автоцистернаға қарағанда үлкен болып келеді. Енді осы автоцистернаның техникалық ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz