Абат қысымын газды айдау арқылы ұстау

Құрамында көп сазды материал болатын өнімді коллекторларда қабат қысымын ұстау үшін суды айдау тиімділігі жағынан өте төмен болады. Жұтушы қасиеттері нашар болатын айдаушы ұңғыларға суды айдау үшін суды арнайы дайындап оны жоғары қысымдарда айдау керек. Бірақ дәл осы жағдайларда коллекторлардың жыныстарымен әсерлеспейтін құрғақ көмірсутекті газды айдау өте пайдалы болу мүмкін. Себебі бұл жағдайда талапқа сай сыйымдылық және қысым қамтамасыз етіледі.

Газбен қабат қысымын ұстау көп энергияны қажет етеді. Ол сумен ҚҚҰ кезіндегі жұмсалынатын энергияға қарағанда анағұрлым көп. Бұл жағдайдың екі себебі бар:

1. Суды айдаған кезде керекті түптік қысым айдаушы ұңғының сағасындағы судың қысымымен және ұңғыдағы үлкен су бағанасының гидростатикалық қысымымен жасалынады. Газды айдаған кезде (газдың тығыздығы судың тығыздығынан анағұрлым төмен) газды бағананың гидростатикалық қысымы су бағанасының гидростатикалық қысымынан 7-15 есе төмен. Сондықтан керекті түптік қысымды сағадағы қысымды жоғарлату арқылы жасауға тура келеді, осының нәтижесінде газдың қабатқа айдауға жұмсалынатын энегрия шамасы жоғарылайды.

2. Газды айдаған кезде керек газдың көлемін алдын-ала түптік қысымға дейін сығу керек. Осыған энергияның көп мөлшері жұмсалады. Суды айдаған кезде бұл энергияның мөлшері нөлге тең.

Одан басқа айдалатын көмірсутекті газдың кейбір мөлшері қабат мұнайында еріп кетеді, осы себептен айдалатын газдың жалпы мөлшері көбейеді.

Сондықтан қабат қысымын газды айдау арқылы ұстау кең көлемде қолданылмайды. Негізінен ол тереңдігі аз және қабат қысым төмен болатын қорлары азайған мұнай кен орындарында қолданылады.

Кен орында немесе оған жақын жерде жоғары қысымды қуатты табиғи газдың көзі болған жағдайда, оны эффективті түрде ҚҚҰ үшін қолдануға болады. Бұл күрделі шығындардың азаюына әкеледі, себебі компрессорлы станцияларды салудың қажеттілігі жоқ. Осыдан басқа газды айдауға кететін энергиялық шығындарының азаюына әкеледі, ал бұл өз кезегінде қабат қысымын газды айдау арқылы ұстаудың негізгі шығындарының бірі болып табылады. Жұмысшы агент ретінде тек қана құрғақ көмірсутекті газ ғана емес, сонымен бірге ауа және көмірқышқыл газ қолдану мүмкін.

Көмірсутекті және көмірқышқыл газдарды қолдану дұрыс деп саналады, себебі олардың мұнайдағы жоғары ергіштігі мұнай тұтқырлығының төмендеуіне және ығыстыру коэффициентінің жоғарылауына әкеледі. Одан басқа таза көмірсутекті немесе көмірқышқыл газды айдау анағұрлым қауіпсіз, себебі ауаны айдаған кезде оның көмірсутектермен қоспаларының жарылу қауіпі бар.

Газды айдаушы ұңғыларға әдетте тізбек фильтрінің жоғары бөлігіне дейін түсірілетін СКҚ арқылы айдайды. СКҚ және шегендеуші тізбек арасындағы сақиналы кеңістік СКҚ-ның төменгі бөлігінде қондырылатын пакермен жабылады. Бұл тізбекті изоляциялау үшін жасалынады, себебі ол айдаудың жоғары қысымдарын шыдай алмау мүмкін. Ал қорлары азайған кен орындарында тізбектер коррозия себебінен саңылаусыздандырылмаған болады.

Айдалатын газдың бөлек өндіруші ұңғыларға өтуі оның меншікті шығының және процесске жұмсалатын энергиялық шығындарын жоғарлатады. Сондықтан оларды тез арада аңықтап жөндеу керек. Газдың өндіруші ұңғыларға ағып кетулері қабаттардың ең өткізгіштік бөліктері арқылы жүреді. Оларды аңықтау үшін өңделетін ұңғылардағы газды фактордың өлшемін және газдың химиялық құрамын бақылайды. Бұл ағып кетулер ауаны айдаған кезде оңай аңықтала алады, себебі бұл кезде шығатын газдың құрамында азоттың мөлшері тез арада жоғарлайды.

Айдалатын газдың ағып кетулерімен ұңғыдан сұйықтардың алуларын төмендету арқылы күреседі. Осының нәтижесінде ұңғыдағы түптік қысым жоғарылап газдың ұңғыға жүруі төмендейді немесе толығымен тоқтайды. Кей жағдайларда газдың ағып кетуі болған ұңғыларды толығымен жабуға тура келеді. Сонымен бірге кейбір жағдайларда ағып кетулерді айдаушы ұңғы жағынан жөндейді. Бұл айдаушы ұңғыға газбен бірге су, мұнай және тағы да басқа тұтқыр сұйық айдалады, ол өткізгіштік қабатты толтырып газдың фильтрациясын қиындатады.

Нег.: 1. (71-76), 3. (204-207)

Бақылау сұрақтары:

1.Газды айдаудың қолдану шарттары?

2. Қабат қысымын газбен ұстаудың энергошығындығының басты себептері?

3. Газдың қай түрлерін қолдану дұрыс?

Дәріс 3. Кенішке әсер ету әдістері.

Жылулық әсер ету әдістері тұтқырлығы жоғары және ньютондық емес қасиеттері бар мұнайларды өндіру үшін қолданылады. Кейбір кен орындарында мұнайдың жату жағдайлары және оның қасиеттері оны тек қана осы жылулық әсер ету әдістерін қолдана отырып өндіруге мүмкіндік береді.

Егер де қабат қысымы қабат жағдайларындағы парафиннің бастапқы кристалдану температурасына жақын немесе тең болса, онда мұнайды суық сумен ығыстыру қабаттың суытуына, парафиннің түсуіне және қуыстардың жабылуына әкеледі. Айдалатын суық су ең өткізгіштік қабат арқылы жүріп, сонымен бірге жоғары немесе төмен жатқан өткізгіштігі төмен қабаттарды суытады. Суыту мұнайдың қоюлануына немесе еріген парафиндердің қатты фазаға түсуіне және кіші қабаттардағы мұнай қорларының консервациясына әкеледі. Ал егер де суық судың орнына ыстық су немесе бу жіберілсе, олар жақсы өткізгіштігі бар қабат бойынша жүріп, төмен және жоғары жататын қабаттарды жылытып, мұнайдың тұтқырлығын төмендетеді және қорларды толық шығаруға көмектеседі.

Қабатқа жылулық әсер ету әдістері қабаттардың мұнайбергіштігін өсіру әдістері болып табылады.

Жылулық әсер ету әдістерінің келесі түрлері болады:

1. Қабатқа жылу тасығыштарды айдау.

2. Ішкіқабаттық жылжымалы жану ошағын жасау.

3. Қабаттың түп алдындағы аймағын циклді түрде жылулық өңдеу.

Бірінші екі технологиялық процесс қабатқа әсер ету әдістеріне жатады, ал үшіншісі қабаттың түп алдындағы аймағына әсер ете әдістеріне жатады.

Ең жақсы жылу тасығыштар болып су және бу болып табылады. Бұл олардың жоғары энтальпиясымен түсіндіріледі. Будың жылусыйымдылығы судың жылусыйымдылығы қарағанда жоғары бірақ қысымның жоғарылауымен олар теңеседі. Айдау қысымының жоғарылауымен будың суға қарағандағы артықшылықтары азаяды, егер де оларды қабатқа енгізілетін жылу мөлшері позициясынан қарастырса. Төмен қысым қажет болған кезде терең емес ұңғыларға буды айдау тиімді болып табылады.

Қабаттағы жылуалмасу конвективті және диффузиялы әдістері арқылы жүреді. Конвекция судың немесе будың ыстық ағыны арқылы жүреді ал диффузия қуыстық ортаның жылуөткізгіштігі арқылы жүреді. Нәтижесінде қабатта жылутасығыш фильтрациясы бағытында қозғалатын температуралық фронт пайда болады. Бірақ та жылудың тасымалдануы (яғни жылулық фронттың қозғалуы) және масса тасымалдануы (яғни қабаттағы жылутасығыштың қозғалысы) әр түрлі жылдамдықпен жүреді. Бұл жылутасығыш фильтрациясы жүретін қабатты қыздыру үшін және қоршаған жыныстарды қыздыру үшін кеткен жылу үшін болады.

Қабатқа ыстық суды айдаған кезде екі аймақ құралады: температурасы түсіп баратын аймақ және жылу әсер етпеген бастапқы қабат температурасын сақтап қалған аймақ.

Қабатқа буды айдаған кезде үш аймақ құралады. Бірінші аймақ бумен қанықтырылған және бұл жерде біркелкі температура болады. Бұл температура осы аймақтағы қысымға тәуелді. Екінші аймақ ыстық конденсаттың (судың) аймағы, бұл аймақта температура қанықтырылған бу температурасынан бастапқы қабат температурасына дейін төмендейді. Үшінші аймақ бұл жылу әсер етпеген бастапқы қабат температурасын сақтап қалған аймақ.

Қабатты және қоршаған жыныстарды қыздыру үшін кеткен жылутасығыштың ішінде болатын жылудың жұмсалуынан жылулық фронт жылутасығышты ығыстыру фронтынан қалып қалады. Сонымен бірге қабаттың қалыңдығы жұқа болған сайын бұл қалып қою жоғарылайды. Бұл қабаттың қалыңдығы жұқа болған кезде қабаттың табанындағы және төбешегіндегі жылудың шығын мөлшері жоғарылайды және жылутасығыштың сууы жылдамырақ жүреді.

Бірақ та жылулық фронттың мұндай қалып қоюы қабаттың және жылутасығыштың коллекторлық және теплофизикалық қасиеттеріне де тәуелді. Сонымен бірге мұнайдың сумен ығыстыру пайдалылығына да тәуелді.

Буды айдаған кезде де температуралық фронттың ығыстыру фронтынан қалып қоюы болады. Бірақ та будың конденсациясы кезіндегі будың пайда болу жылулығы арқылы қабаттың қыздырылған аумағы 3-5 есе өседі. Бұл аумақтың көлемі айдалатын будың ыстық судың айдалуымен салыстырғандағы қысымына және құрғақтылығына тәуелді. Бұл будың ыстық суға қарағандағы жылутасығыш ретіндегі артықшылығы.

Ыстық суды айдаған кезде жылу әсер етпеген аймақта изотермиялық жағдайларда мұнайдың сумен ығыстырылуы болады, ал температурасы қабаттық температурадан ұңғының түбіндегі судың температурасына дейін өзгеретін қыздырылған аймақта бұл мұнайдың ығыстырылуы изотермиялық емес жағдайларда өтеді. Сонымен бірге мұнайдың тұтқырлығы төмендейді, мұнай және судың қозғалыс қатынасы жақсарады, мұнай көлемінің жылулық үлкеюі болады және молекулярлы-беттік күштер әлсізденеді. Бұл мұнайбергіштіктің жоғарылауына әкеледі.

Конденсация аймағына буды айдаған кезде ығыстыру механизмі ыстық суды айдаған кездегі ығыстыру механизміне сай. Бірінші аймақта жоғары температура көмегімен мұнайдың жеңіл компоненттерінің жарым-жартылай таратылуы және осы компоненттердің бу аймағынан конденсация аймағына өтуі болады. Бұл мұнайбергіштіктің одан әрі жоғарылауына әкеледі.

Жоғары айтылған факторлардың рөлдері қабаттағы температуралық жағдайларға және қабаттық мұнайдың физика-химиялық қасиеттеріне (тығыздық, тұтқырлық, жеңіл компоненттердің болуы және т.б.) тәуелді болады.