5.4 Сурет. Бұрғылау құбырлар мен сақиналы арнада температураның таралу графигі. Қисықтардың белгіленуі 5.3 суретте берілген.

Берілген графиктерді талдай отырып, тұтқырлықтың 0,03 тен 0,05 Па с дейін жоғарлауы кезінде температураның таралуы қисықтар сипаттамасы шамалы өзгереді. Ұңғыманың забойынан сағасына дейін ағыстың салқындайы баяу жүреді. Ерітінді тұтқырлығының = 0,09 Па с (5.5, б сурет) дейін жоғарлауы құбыраралық кеңістікте температураның таралу сипаттамасын өзгермейді. Есептеулер көрсеткендей, мәнін 0,5 сағ дейін қысқартқан кезінде тереңдігі 200 м тең ұңғыманың забой мағы бөлігіндегі ерітінді температурасы 0 °С жоғары болады. бұл мұзды таужыныстар бүтіндігін бұзуы мүмкін. Таужыныстардың еру қауіптілігі тек 300 м тереңдіктерде жойылады. Осыған байланысты, жуу сұйықтығы тұтқырлығының 0,05 Па с дейін, циркуляцияның ұзақтылығы 0,5 сағ дейін жоғарлаған кезінде температураны -1 ден -2 °С аралығында ұстап тұру қажет.

5.5 сурет. Циркуляция ұзақтылығы 2 сағ, забойлық қуаттылығы 3 кВт және t_1н =-2 °С кезінде бұрғылау құбырлар және сақина арнасында температураның таралу графиктері. Қисықтардың белгіленуі 5.3 суретте берілген

Сазды ерітіндіден =0,03 Па с (5.3, г сурет) суда NaCl құрамы 106 кг/м³ тең тұзды ерітіндімен жууға өткенде (5.5, в сурет) және t_1н=-2 °С және =2 сағ кезінде забойдан көтеру ағысының қозғалысы кезінде сұйықтықтың суытылып, оның ұңғыма сағасына жеткен кезінде жылуы байқалады. Құбыраралық кеңістікте тұзды ерітіндлі температурасының таралу қисықтары төмен температуралар жағына дөңес болып келеді.

5.6 сурет. _р= 1067 кг/м³, t_1н = 2 °С кезінде бұрғылау құбырлар және сақина арнасында температураның таралу графиктері. Қисықтардың белгіленуі 5.3 суретте берілген

Температурасы t_1н = 0 °C тең тұзды ерітіндімен жуу арқылы бұрғылау үрдісінде 0,5 сағ циркуляция ұзақтығында тереңдігі 100 м дейінгі забой маңы белдемінде ұңғыма қабырғасындағы таужыныстардың еруі орын алуы мүмкін (5.6, а сурет), жоғары тереңдіктерде көтеру ағысының температурасы теріс болады.

Циркуля ұзақтылығы 2 сағ және одан да ұзақ болған кезінде таужыныстардың еруі 300 м тереңдікке дейін жетуі мүмкін, сондықтан да жуу сұйықтығының алдын ала салқындауы 0 °С төмен болуы қажет. циркуляция ұзақтығы 7 сағат болған кезінде (5.6, б сурет) тұзды ерітіндінің -2 °С дейін суытылуы 300 м тереңдік үшін жеткіліксіз болады. бұл жағдайда тұзды ерітіндінің алғашқы температурасы (судың құрамында NaCl бар ) -2,5 -3 °С арасында болуы қажет.

Сұйықтықтың тұтқырлығына, циркуляция ұзақтылығына жә»не ұңғыманың тереңдігіне байланысты сұйықтық температурасының реттеу қиындықтарын ескере отырып, ұңғыма қабырғасында таужыныстардың ерімеуіне кепілдік беретін алғашқы температураны таңдау қажет. Бұл жағдай t_1н=-2 °С тең сазды ерітінділерді немесе t_1н =-2,5 3 °С тең тұзды ерітінділерді қолдану кезінде қамтамасыз етіледі және бұл А.В. Марамзин алған тәжірибелік мәліметтермен сәйкес келеді.

Бұрғыланып жатқан ұңғыманың температуралық режимінде біршама маңызға забойға апарылатын қуаттылық ие болады. ЭЕМ-де келесі жағдайлар үшін есептеулер жүргізілген: геокриобелдем тереңдігі 150 және 360 м, геотермиялық градиенті 0,009 °С/м кезінде жер бетіндегі таужыныстардың табиғи температурасы–3,4 °С (КСРО Солтүстік-Батыстағы бір кенорын мысалында), коронка диаметрі 59 мм, бұрғылау құбырлар диаметрі 50 мм, жуу сұйықтығы ретінде қатуға қарсы қоспасы (NaCl) бар су қолданған, циркуляция ұзақтығы 2 және 7 сағат, забойлық қуаттылығы 1,5 және 4,5 кВт берілген [7]. Забойлық қуаттылықтың N, мұзға сұйықтықтың әсер ету уақыты τ және t 0 °С жағдайы қамтамасыз етілетін ұңғыма тереңдігіне Я геокрибелдем қалындығының L әсер ету туралы мәліметтері 5.3 кестеде берілген. Есептеулер алғашқы температурасы t_1н=-2 °С, сорғыштың сұйықтықты беру мөлшері 8,3 10^-4 м³/с жағдайларында жүргізілген.

5.3 кесте

Мәңгілік мұзды таужыныстар ерімейтін жағдайларды қамтамасыз ететін ұңғыманың тереңдігі Н

. ч	N, кВт	L, м	Н, м	ч	N, кВт	L, м	Н, м
2	1,5	150	150	7	1,5	150	150
	4,5	360	300			360	285
	4,5	150	80		4,5	150	60
		360	240			360	200

Циркуляция ұзақтығы және ұңғыма забойына келетін қуаттылықтың жоғарлауы, сонымен қатар геокриобелдем қалындығының төмендеуі кезінде ерітіндіні жоғарыда берілген температурадан (-2,5 3 °С) біршама төмен мәнге дейін суыту қажеттігі туындайды.

Бұрғылау үрдісінде мәңгілік мұзды таужыныстарды еруден сақтау үшін забойға түсетін остік жүктеміне және айналу жиілігін біруақытта ұңғымаға берілетін сұйықтық мөлшерін өзгерту кезінде жоғарлатуға болады. бірақ алдын ала жуу сұйықтығын суыту арқылы мәңгілік мұзды таужыныстардың тұрақтылығын сақтау мүмкін емес. Режимдік параметрлерді, сонымен қатар сұйықтық циркулялау режимін, оның физикалық-химиялық, әсіресе жылуфизикалық және майлағыш қасиеттерін анықтайтын құрамын реттеп отыру қажет.

Жылулық әсері мәңгілік мұзды таужыныстардың эрозиялық бұзылуына әкеледі және ол құбыраралық кеңістікте жуу сұйықтығы ағысының жылдамдығы және спираль тәріздес қозғалысы кезінде, сонымен қатар ерітінді құрамында қатты фаза мөлшері жоғары болған кезінде жоғарлайды. Жылулық әсері кезінде таужыныстардың опырылуына, қуыстардың түзілуіне әкелетін жағдайлар пайда болады, яғни ұңғыманың қалпыты тереңдету үрдісі бұзылады.

Қиыр Солтүстік пен Солтүстік-Шығыс аудандарында жуу сұйықтығын салқындату үшін әртүрлі әдістер ұсынылған. Жылдың кез келген мезгілінде жуу сұйықтығының суытылуын қамтамасыз ететін ең жан-жақты әдісінің бірі арнайы жылу алмастырғыштар мен мұздатқыш қондырғыларды қолдануды қарастыратын әдіс жатады [7].

ВНИИКРнефте табиғи қыс суығы нәтижесінде мұздалатын эвтетикалық мұзы бар жылу алмастырғыштарды қолдану жүйесі шығарылған. Бұл жағдайларда жуу сұйықтығы арнайы жылу алмастырғыштарда – суық жинаушыларда циркуляциялау кезінде суытылады [4]. Берілген жүйені жаз мезгілінде қолдану мүмкін емес, сондықтан да жазда сұйықтықты салқындату үшін салқындатқыш қоспаларды қолдану ұсынылған.

Құрамында тұзы бар жуу сұйықтығының қату температурасын әдетте ұңғыма қабырғасындағы таужыныстар температурасынан 2 3 °С төмен орнатады. Бірақ, ерітінді суының артық тұздалуы мұздың бұзылуына әкелетінің ескеретін болсақ, бір градусқа тең айырмашылығы жеткілікті болады.

Сұйықтықтың қату температурасын төмендету үшін NaCl, KC1, СаС1₂, Na₂C0₃ және т.б. тұздарды қолдануға болады. қатуға қарсы қоспа ретінде неограникалық тұздарды қолдану жуу сұйықтығына органикалық қоспаларды қосу кезінде тиімді болып келеді. Осындай қоспаларды суға қосу таужыныстарды бұзушы құралдың жұмыс жағдайларын, оның ішінде коронканы салқындату жағдайларын жақсартады. Төмен температураға тұрақты жуу сұйықтықтарын алу үшін этилді спирт, глицерин, этиленгликоль және полиэтилен-гликоль сияқты органикалық қоспаларды, сонымен қатар ПАВ қоспаларын қолдлану тиімді. Бұл мәліметтер ВНИИКРнефть зерттеулермен расталған. ЛГИ бірлесіп ВИТР ВПО «Союзгеотехникада» ЭВМ төмен температуралы ерітінділер шығарылған – бұрғылау, суыққа тұрақты эмульсолдар, олар олар дефецитті емес шикізатты және жаңа ПАВ қолдануға негізделген.

Ұсынылған әдебиеттер: Нег. 1.б. 115-121

Бақылау сұрақтары:

1. Мұзды таужыныстарда ұңғымаларды бұрғылау кезінде қандай жуу сұйықтықтары қолданады?

2. Бұрғылау құбырларында және сақиналы арнада температураның таралу графигі.

3. Бұрғылау құбырларында және сақиналы арнада температураның таралу графигі.

4. Циркуляция ұзақтығы 2 сағ, забойлық қуаттылығы 3 кВт және t_1н = 2 °С кезінде бұрғылау құбырларында және сақиналы арнада температураның таралу графигі

5. _р= 1067 кг/м³, t_1н = 2 °С кезінде бұрғылау құбырларында және сақиналы арнада температураның таралу графигі