Дәріс №3. Қабат режимдері технологиясы және игеру көрсеткіштері

Қабатқа әсер ету әдістері дамымастан бұрын, кен орынды игеру кезінде одан мұнайды игеру мақсатында мұнай қабаттарына табиғи энергияны көп шығындау арқылы жүргізілген. Сол кезде, мұнай қабат режимдері туралы маңызды түсініктер пайда болды, ол мұнайды қозғалтатын күш сипаттарына қарай бөлінген.

Пайдалану және айдау ұңғымаларының жүйесімен дренаждау барысында кеуекті ортаның үрдістерін анықтайтын барлық табиғи және жасанды факторлардың қосындысы қабат режимі деп аталады.

Бес режим:

-серпімді режим

-суарынды режим

-газ арынды(газ шапкасының режимі)

-еріген газ режимі

-гравитациялық режим деп айрықша бөледі.

Дренаждау режимін дұрыс бағалаудан, ұңғымадан сұйықты алудың технологиялық мөлшері, шекті мүмкін болатын динамикалық түптік қысым, игерудің гидродинамикалық көрсеткіштерін жобалауға арналған есептік математикалық аспапты таңдау, сұйық және газ өндіруінің көлемін анықтау, ұңғымалардың сулану үрдісін есебі, сонымен қатар игеру кезінде максималды мүмкін болатын соңғы мұнай бергіштік коэффициентіне жетуге қажетті болатын шоғырға әсер ету шаралары тәуелді болады.

Алайда, шоғыр режимін анықтау үнемі оңайлыққа соқпайды, өйткені бірқатар жағдайларда режимді анықтайтын көптеген факторлар бір уақытта іске асады. Идеалды болатын жағдайларды қарастырайық, яғни қандайда бір режим «таза» түрде іске асады немесе игеру барысында шоғырдың өзгерісі тек бір режиммен шартталады, ал басқа режим не мүлде болмайды, не ескермеуге болатын, елеусіз болады.

Мұнай кен орнын игеру тәжірибесінде: серпімді, еріген газ, газарынды немесе газды телпек ең көп таралған.

Серпімді режим деп мұнайды кеуекті ортадан сұйықтардың (мұнай және газ) серпімді кеңею арқасында болатын, сонымен бірге табиғи жыныстардың дефформациясынан қысым төмендеп кеуекті көлемнің азаюын айтады.

Бұл режим кезінде мұнайдың ығысуы шоғырды қоршап тұрған судың және қабат қаңқасының серпімді ұлғаюының әсерінен жүреді. Бұл режимнің іске асуының негізгі шарты (суарынды сияқты) - қабаттық қысымның қанығу қысымнан жоғары болуы (Р_қаб>Р_қан). Қабат тұйықталған, бірақ үлкен болуы тиіс, өйткені оның серпімді энергиясы мұнайдың негізгі қорын алуға жететіндей болуы керек.

Орта серпімділігінің көлемдік коэффициенті осы ортаның алғашқы көлемінің үлесі болып анықталады, оған қысымның бірлікке өзгерісі кезінде, осы көлем өзгереді, яғни:

, (3.1.)

мұнда, - көлемінің өсуі (серпімді режим есебінен);

- қысымның өсуі (қысымның төмендеуі);

V - ортаның алғашқы көлемі.

Теріс қысымның өсуіне, кең көлемнің өсуі сәйкес болғандықтан, алдыңа минус таңбасы қойылады. Қабат жабынынң шөгу бөлшектерінің көлемінің өзгерісі салдарынан, кеуекті қабаттық қатты қаңқасы ішкі қысымның өзгерісінен деформацияланады, ол кеуектіліктің төмендеуіне және қосымша сұйықтың ығысуына әкеледі. Сынақтық мәліметтерден келесілер белгілі:

су үшін:

мұнай үшін:

жыныс үшін: (3.2)

Серпімді режимге қолайлы жағдай туғыздыратын геолгиялық шарттар:

- үнемі қорек көзі болмайтын, жабық шоғыр;

- мұнайлылық нұсқасының сыртында орналасқан, ауқымды су қаныққан аймақ; газ телпегінің болмауы;

- қабат мұнай қаныққан бөлігінің нұсқа сырты аймағымен тиімді гидродинамикалық байланыста болуы;

- қабат қысымының қанығу қысымынан жоғары болуы геологиялық шарттар болып табылады.

Суарынды режим

Бұл режим кезінде мұнайдың фильтрациясы жер бетіне жаңбырдың немесе айдау ұңғымалар жүйесі арқылы үздіксіз айдалатын немесе қоректеніп тұратын шектік немесе нұсқа сыртындағы сулардың әсерінен жүреді.

Суарынды режимнің болу шарты

Р_қаб>Р_қан, мұнда Р_қаб-орташа қабаттық қысым, Р_қан-қанығу қысымы.

Бұл шарт кезінде қабатта еркін газ жоқ, мұнай өзімен немесе мұнай сумен фильтрацияланады.

Суарынды режим кезінде мұнайды алу орны нұсқа сырты немесе айдалатын сумен толтырылады, ол уақыт аралығында ұңғы шығымының қабат қысымының және газ факторының тұрақтылығымен түсіндіріледі. Газ факторының тұрақтылығы келесі жағдайлармен шартталады, Р_қаб>Р_қан кезде қабаттан газ бөлінуі жүрмейді, сондықтан әр тонна мұнайдан, қабаттық шарттарда (3.1-сурет) мұнайда еріген газ мөлшері ғана өндіріледі. Алайда, қабаттың қатты қатпарлы біртексіздігінде ұңғымалардың сулануы уақыт ішінде созылуы мүмкін, өйткені жақсы өтімді қатпарлардан қабаттық су ұңғы түбіне тез, ал нашар өтімді қабаттардан баяу жетеді. Суарынды режим кезінде мұнайдың жетерліктей тиімді ығысуы жүреді және мұнай бергіштіктің жоғарғы коэффициенті іске асады.

3.1-сурет. Уақыт аралығында суарынды режим негізгі сипаттамаларының өзгерісі

Табиғи суарынды режимге қарағанда, жасанды режимде мұнайды ығыстыратын судың үздіксіз арыны жер бетінен айдау ұңғымаларының жүйесі арқылы іске асады.

Суарынды режим кезінде шоғырдан алынған сұйық (мұнай, су) үнемі қабаттық термодинамикалық шарттарда шоғырға деген нұсқа сыртындағы су мөлшеріне тең. Ұңғымадан сұйықты алу кезінде жүретін қысымның қайта реттелуі бұл режим кезінде тез жүруі тиіс (теориялық жағынан жедел), сондықтан бұл режимді тағы да қатты деп атайды. Бұл режим теориялық тұрғыдан толық зерттелген. Қазіргі кезде өндірілетін мұнайдың 80% жоғарысы кен орыннан суарынды режим шарттарында (басты түрде жасанды) өндіріледі.