Абат қысымы түсінігі

Қабаттағы мұнай ұңғыға қабат және ұңғы түбі арасындағы қысымдардың айырмашылығы әсерінен жүреді. Қабат қысымы – кеніштің күнделікті энергетикалық күйін аңықтайтын негізгі фактор. Мұнай кен орындарының және ұңғылардың эксплуатациясына байланысты қысымдарға арналған бірқатар терминдер айырылады.

Қабат қысымы - бұл ұңғының ұзақ уақыттан тоқтағаннан кейін осы ұңғының түбінегі тұрақталған қысым. Ол ұңғы ішіндегі, биіктігі сұйық деңгейінен өлшем жүргізілетін тереңдікке тең сұйық бағанасының гидростатикалық қысымына тең. Әдетте бұл биіктік ретінде қабаттың ашылған қалыңдығы интервалының ортасы алынады. Сонымен бірге бұл қысым ұңғылармен ашылған қабаттың ішіндегі қысымға тең, сондықтан ол қабат қысымы деп аталады.

Ұңғы тоқтатылған соң оның ішінде тұрақталған сұйық бағанасының деңгейі статикадық деңгей деп аталады. Егер де ұңғы сағасы саңылаусыздырылған (герметизацияланған) болса, онда ұңғының жоғары бөлігінде сұйық деңгейіне кейбір қысым әсер ететін газ жиналады болады. Бұл жағдайда сұйық деңгейі ұңғының статикалық жағдайларына сәйкес келгенмен ол статикалық деп аталмайды.

Ұңғы түбіндегі динамикалық қысым ұңғыдан сұйық немесе газ алынған кезде тұрақталады. Түптегі динамикалық қысымды түптік қысым деп атайды, ал статикалық қысым қабат қысымы деп аталады. Сонымен бірге статикалық қысым да динамикалық қысым да түптік қысым болып табылады.

Сұйықтың динамикалық деңгейі бұл атмосфералық қысым әсер ететін жұмыс істейтін ұңғыда тұрақталатын сұйық деңгейі. Саңылаусыздандырылған құбыраралық кеңістік болған жағдайда динамикалық қысым деңгейден түпке дейінгі сұйық бағанасының гидростатикалық қысымының және деңгейге әсер ететін газ қысымының суммасына тең болады. Сұйық бағанасының биіктігі тігінен өлшенеді. Сондықтан көлбеген ұңғыларда гидростатикалық қысымдарды есептеген кезде ұңғылардың қисықтығын ескеру керек.

Орташа қабат қысым қабаттың жалпы күйін және ұңғыларды эксплуатациялау жағдайларын және әдістерін таңдауға негіз болатын энергетикалық сипаттамаларын бағалауға мүмкіндік береді. Аймақтық қабат қысымдарын сипаттайтын және кеніштердің әртүрлі бөліктерінде орналасқан ұңғылардағы статикалық қысымдар әр түрлі болу мүмкін. Бұл қабат аймақтарының әр түрлі өңделу деңгейіне оның әр тетіктілігіне және де басқа себептерге байланысты болады. Сондықтан орташа қабат қысым түсінігі қолданылады. Орташа қабат қысымы р_ср бөлек ұңғылардағы статикалық қысымдардың өлшеулері бойынша есептеледі.

Қабат қысымын ұстау кезінде суды қатарлары бар айдаушы ұңғыларға айдайды. Қабатта айдаушы ұңғылар орналасқан аймақтарда жоғары қысым пайда болады. Айдау процесін сипаттау үшін және оның динамикасын бақылау үшін айдау аймағындағы қабат қысымы түсінігі қолданылады. Осы мақсатпен изобара картасында айдаушы ұңғылардың орналасу аймақтарын белгілі изобарамен қоршау арқылы белгілейді. Бұл изобара бастапқы қабат қысымының мәніне ие болу мүмкін.

Белгілі изобарамен шектелген аудан сыртында, яғни өндіруші ұңғылар аймағында да үш әдістерінің бірімен орташа қабат қысымын аңықтайды. Ол алу аймағындағы қабат қысымы деп аталады. Барлық жағдайда қабат қысымын қабаттың көлемі бойынша орташаланған мәні деп аңықтау дұрыс деп саналады.

Өңдеудің басында барлаушы ұңғылар тобы бойынша аңықталған орташа қабат қысымы бастапқы қабат қысымы деп аталады.

Өңдеу және эксплуатация кезінде қабат қысымы өзгереді. Қабат қысымының динамикасы эксплуатацияланатын объектінің күйі туралы ең маңызды информацияның көзі болып табылады. Сондықтан уақыттың әр түрлі моменттерінде орташа қысымды аңықтайды және осы қысымның уақыттағы өзгеру графиктерін тұрғызады. Бұл қысымды күнделікті қабат қысымы деп атайды.

Түптік қысымдарды дұрыс бағалау және оларды салыстыру үшін келтірілген қысымы түсінігі енгізіледі. Өлшенген немесе есептелінген түптік қысымдар шартты көлденең жазықтыққа келтіріледі, бұл жазықтық ретінде абсолюттік белгісі белгілі кеніштің шектерінде орналасқан кез-келген жазықтық алыну мүмкін. Әдетте келтіру жазықтығы ретінде абсолюттік белгісі кен орның барлау кезінде аңықталатын бастапқы сумұнай түйісу арқылы өтетін жазықтық алынады. Егер ұңғы түптері өткізгіштік қабат арқылы байланысса, онда олардың ішінде бірдей келтірілген статикалық қысымдар тұрақталады.

Ұңғы 1-дегі келтірілген қысым (сурет 1.1)

Ал ұңғы 2-дегі келтірілген қысым

бұл жерде – қабат жағдайларындағы мұнай тығыздығы; g - ауырлық күшінің үдеуі; - келтіру жазықтығының және ұңғы 1,2-нің гипсоместриялық белгілерінің айырмасы.

Егре сумұнай түйісуі -ке көтерілсе, ал келтіру жазықтығы өзгермей қалса, онда ұңғы 1 және 2 үшін келтірілген қысымдар мынаған тең болады

Бұл жерде ∆h₁ және ∆h₂ – ұңғы түптерінің, күнделікті ұңғы түптерінің және сүмұнай түйісудің күнделікті орналасудың белгілерінің айырмасы; ρ_в - қабат жағдайларындағы судың тығыздығы.

Сурет 1.1. Көлбеу қабаттың сүлбесі:

1 – қабаттың су қанықтырылған бөлігі; 2 – бастапқы түйісу; 3 – мұнай қанықтырылған бөлігі; 4 – келтіру жазықтығы

Нег.:1.(11-23)

Бақылау сұрақтары:

1. Қабат қысымы дегеніміз не?

2. Динамикалық қысым дегеніміз не?

3. Сатикалық деңгей деп нені айтамыз?

4. Динамикалық деңгей деп нені айтамыз?

Мұнай қабаттарының жұмыс істеу режимдері.

Сұйықтың қабат бойынша фильтрациясы қабат энергиясы арқылы іске асырылады. Сұйық қабат қысымы әсері астында сығылған күйде болады. Әдетте кен орнын эксплуатациялау процессі кезінде қабат қысымы азаяды.

Қабат қысымының өзгеруін әрдайым бақылап тұрады және ол тез азаяған кезде кенішке жасанды әсер ету әдістері қолданылады, мысалыға қабат қысымын ұстау әдістері. Қабаттың энергетикалық ресурстарын сипаттайтын қабат қысымының төмендеу темпі қабат сұйықтығын алу темпіне тәуелді болады: мұнай, су және газ. Осы сұйықтықты алу темпі кен орнын игеру проектіне және қабат қысымының ұстауы іске асырылатына тәуелді болады. Бұл жасанды факторлар. Сонымен бірге қабат энергиясының қоры, қабат қысымының бастапқы өлшемі және оны азаю темпі табиғи факторларға да тәуелді болады – табғиғи факторлар:

- газды шапка, оның энергиясы кен орнын игеру кезінде қолданылады;

- қабат жүйесінде серпімді энергияның қоры;

- мұнайда еріген газдың құрамы (мөлшер), осы газдың ұлғаюы қабат сұйықтарының және газдардың ұңғылардың түптеріне қозғалуына әкеледі;

- игеру объектісінің қабаттық нұсқа сырты суымен қоректену көзі және осы сумен қабаттағы мұнайды ауыстыру интенсивтілігі;

- гравитациялық фактор, бұл гравитациялық фактор құлау бұрыштары үлкен болатын қабаттарда мұнайдың ысырылып шығарылуына көмектесу мүмкін.

Атап айтылған факторлар табиғи жағдайлармен аңықталады және кен орнының құралу процессіне байланысты, бұл факторлар технологқа тәуелді емес. Осы факторлардың біреуі игеру, өндіру процесі кезінде негізгі рөл атқаруы мүмкін.

Капиллярлы-беттік күштер үлкен меншікті жазықтығы болатын қуыстылық орталарға көп әсер етеді, олар қабат сұйықтығының фильтрациясын баяулатады. Осы себептен атап айтылған факторлармен қоса капиллярлы-беттік күштер ұңғы түптеріне сұйықтың ағып келуінің интенсивтлігін аңықтайды.

Қуыстық қабатта оны эксплуатационды және айдаушы ұңғылар жүйесімен дренаждау кезінде аңықталатын барлық жасанды және табиғи факторлардың қосындысын қабаттың режимі деп атайды. Режимдердің бес түрі болады: суарынды (табиғи және жасанды), серпімді, газарынды (газды шапка режимі), ерітілген газ режимі және гравитациялық режим.

Дренаждау режимінің дұрыс бағалануына ұңғылардан сұйықтың алу нормалары, шекті мүмкін динамикалық түптік қысым, игерудің гидродинамикалық көрсеткіштерін болжау үшін арналған есептегіш-математикалық аппараттарды таңдау, сұйық және газ өндіру мөлшерлерін аңықтауы, ұңғылардың сулану процессін есептеу және максималды мүмкін мұнайбергіш коэффициентке жету үшін арналған тағы да басқа шаралар тәуелді.

Бірақ та кеніштің режимін аңықтау оңай емес, өйткені бірқатар жағдайларда режимді аңықтайтын факторларды біруақытта көріп аңықтауға мүмкін емес. Сондықтан идеал жағдайды қарастырады, яғни бір режим аңық түрде пайда болған кезді қарастырады. Бұл жағдайда кеніштердегі процесстерге тек қана бір режим әсер етеді деп есептелінеді, ал басқа режимдердің әсері мүлдем жоқ немесе өте аз деп алынады.