3.1 Қққ үшін тереңдік сулары қолданудың техникасы мен технологиясы

Мұнай қабатынан төмен немесе жоғары орналасқан тереңдік сулы қабаттарының суын ҚҚҚ үшін пайдалану бұрыннан белгілі. Басында мұндай пайдалану су және мұнай қабаттарын бір уақытта бір ұңғымамен ашуға негізделді. Егер су қабатындағы қысым мұнай қабатына қарағанда үлкен болса, өнімді горизонтта судың құйылуы және мұнайдың ығысуы жүрді.

Терең қабаттардың сулары ережеге сай, өте таза, жүзгіндерсіз, құрамында темірдің тотығы аз минералданған, мұнайды жақсы ығыстыратын агент болып табылады. Сулы горизонттары бар кен орындарда табиғатты қорғау және санитарлы – гигиеналық нормалар көзқарасынан суды қолдану, бұл горизонтта ҚҚҚ жүйесінің сумен жабдықтанудың идеалды көзі бола алады.

Тереңдік суларды қолдану кезінде төмендегілерді айыра білу керек:

1. Күштеп су айдау сығымды сорап үшін механикалық құралдарды қолданусыз келтірілген қысымның табиғи репрессия әсерінен сулық қабаттан мұнай қабатына судың табиғи құйылу жүйесі.

2. Су айдауға қажетті репрессия арнайы батпалы немесе беттік сығымды сораптар көмегімен жасалатын күштеп құйылу жүйесі.

Екі жүйе өз кезегінде сулы қабат мұнай қабатынан жоғары орналасқан кезде төменгі құйылу жүйесі және мұнай қабатынан төмен орналасқанда жоғарғы құйылу жүйесі деп бөлінеді.

4 - сурет. Табиғи ішкі құйылу кезінде ұңғының жабдыұталу схемасы:

1- мұнай қабаты; 2- дебит өлшеуіш (шығын өлшеуіш) қондыруға арналған камера; 3-болу пакері; 4-су қабаты; 5 қиылыс муфта.

Сонымен қатар, тереңдік суларды пайдалану ұңғы ішіндегі құйылу схемасы бойынша жүзеге асырылады. Ұңғы ішінде құйылу кезінде тереңдік су горизонтының суы ұңғы сыртынан құйылу схемасы бойынша судың сыртқа шыға алмайтындай етіп, мұнай қабатына айдайды, ол кезде терең су горизонтының суы сыртқа беріледі (табиғи немесе күштеп), содан кейін жанындағы айдау ұңғыларына сол су өндіру ұңғысына айдалады4-сурет). Соңғы жағдайларда су өндіру және айдау ұңғыларының бірлестендіріледі.

Төменгі құйылу кезінде (4а-сурет). Су төменгі су қабатынан СКҚ бойынша келеді, кабельде түсірілетін (дистанционды түркеу кезінде немесе болат сым арқылы (жергілікті тіркеу кезінде)) шығын өлшегіш орнатылатын камерадан өтеді. Шығын өлшеуіштен өтіп, су СҚҚ тесіктері арқылы мұнай қабатына келеді.

Жоғарғы құйылу кезінде (4б-сурет) су жоғарғы су қабаттан келіп перекресная муфта каналдары бойынша өтіп СҚҚ-ға түседі. Перекрасная муфтадан жоғары жер бетінен түсірілетін шығын өлшегішке арналған камера орналасады. Тесіктер арқылы СҚҚ-ға су камера үстінен сақиналы кеңістікке түседі де, кейін СҚҚ-ның төменгі бөліктерінен өтіп, қабатқа келеді;

Табиғи құйылу кезінде СҚҚ және шегендеу тізбегінің арасындағы сақиналы кеңістікті тұпшаалайтын пакердің болуы міндетті емес, өйткені пакердің үстіндегі және астындағы сұйықтық қысымдары бірдей (олардың айырмашылығы тек үйкеліс қысым шығындарында ғана). Бірақ барлық су ағынынан шығын өлшеуіш арқылы бағыттау үшін сақиналы кеңістік тұшпалануы керек, сондықтан қарапайым едәуір қысымдар айырымына есептелмеген паксерді орнату қажет.

Күштеп құйылу кезінде сақиналық кеңістікті тұпшалау үшін пакерді орнату тек сұйықтықтың барлық ағынын шығын өлшеуіш арқылы бағыттау ғана емес, ал ең бастысы күштеп құйылу үшін сығымды сорап беретін қысымдардың айырымын қамтамасыз ету үшін керек. Сондықтан сығымды сорап шығаратын қысымдар айырымы әсер ететін пакер СҚҚ және шегендеу тізбегі арасындағы сақиналы кеңістікті сенімді тұпшалауы керек. Сонымен қатар 150 км жететін қысымдар айырымына байланысты страгивающая сила әсерінен пакердің шегендеу тізбегі бойынша ығысуына жол бермеу үшін пакерді якор деп аталатын құралмен шегендеу тізбегінде бекітеді.

Келтірілген схемалар бойынша жабдықты өлшеуге болады, бірақ ҚҚҚ үрдісін басқаруға қажетті болатын сұйықтықтар шығынын реттеу тереңдік штуцерлер диафрагмаларды қондыру немесе жергілікті гидравликалық кедергілерді өзгертетін және арқанды техника көмегімен түсіретін құралдарды қондыру мүмкін болады.

Табиғи құйылу үшін құралдарды пайдалану қабат қысымы өте аз таусылған мұнай қабаттарын суландыруға тиімді болуы мүмкін. Бұл жағдайларда мұнай қабатының белгісінде келтірілген қысымдардың айырымы үлкен және қажетті көлемдегі суды жұтуға жеткілікті болуы мүкін. Қоры таусылмаған қабаттарда ережеге сай қысымдары гидростатикалық қысымдарға тең болғандықтан жұтылуға қажетті табиғи репрессияны алуға болмайды.

Сондықтан күштеп құйылу қажеттілігі пайда болады.

ҚҚҚ тәжірибесінде Башқұртстан Куйбышев облысы және басқа да аудандардың мұнай кәсіпшілігінде күштеп құйылуға арналған әртүрлі құрылыстың қолданысын тапты. Олардың көпшілігі мұнай ұңғыларын игеруге арналған батпалы ортадан тепкіш электр сораптарын қолдануға негізделген. Кейбір схемаларда күштеп құйылу үшін штангалы сораптар сонымен қатар жақында пайда болған ұңғыға СҚҚ арқылы емес, ал кабельді – арқанда түсірілетін ортадан тепкіш элекр сораптары қолданылады.Кабельді-арқан бір уақытта электр энергияны электрқозғалтқышқа әкелетін кабель міндетін және барлық қондырғы ұңғымаға түсіріліп жер бетіне шығаратын арқанның міндетін атқарады. Кабельді арқанмен түсірілетін сорап СҚҚ көмегімен алдын-ала қажетті тереңдікте орнатылған ұңғы пакерінде бекітіледі. Сораппен берілетін сұйықтық шегендеу тізбегі бойынша жылжып, кабельді-арқанды жуады.

Төменгі құйылу кезінде (5а-сурет) су төменгі қабаттан пакердің 1 ішкі қуысы, көпсатылы ортадан тепкіш сорап 4 арқылы өтіп, жоғарыда орналасқан электрқозғалтқышты 2 жуып, сақиналы кеңістікке шығарылады.

Жоғарғы құйылу кезінде су сақиналы кеңістік бойынша өтіп , қозғалтқышты жуады (оның салқындауы үшін қажет), сораптың 4, қабылдау торына 7 түсіп, әрі қарай сораптан жоғары қысымда қондырғыны ығысудан ұстап тұрған якордың 5 ішкі қуысы және сақиналы кеңістікті тұпшалайтын пакер 1 арқылы шығады. Бұл жағдайда ортадан тепкіш сораптың білігіндегі жұмысшы дөңгелектер сұйықтықта жоғарыдан төменге айдауға ауыстырылады

5 - сурет. Күштеп құйылу үшін кабельді арқанда батырмалы ортадан тепкіш сорапты ұңғының жабдықталу схемасы:

а – төменгі қабаттан жоғарыға құйылу;

б – жоғарыдан төменгі қабатқа құйылу;

1 – бөлу пакері; 2 – электрқозғалтқыш (БӘҚ);

3 – гидроқорғаныс; 4 – ортадан тепкіш сорап;

5 – якорь; 6 – кабель – арқан;

7 – сораптың қабылдау торы

Соңғы уақытта отандық өнеркәсіп батыс сібір жағдайына тереңдік суларды қолдану кезінде ҚҚҚ үшін арнайы жоғарғы өндірісті батырмалы ортадан тепкіш қондырғыларды жасап шығарды. Олардың қысқаша сипаттамасы 1.1 кестеде келтірілген.

Бұл сораптара сәйкесті электр жабдығы яғни қажетті автоматикасы бар басқару станциясы, қорек беру кабельде кернеулер шығынының орнын толтыру үшін екінші қайтара орауда кернеуі реттелетін трансформатор бар. Қарапайым түрлермен салыстырғанда олардың диамтетрі үлкейтілген. Сондықтан ішкі диаметрі 402 мм аз ұңғыларға ғана түсірілуі мүмкін.

Бұл сораптардың техникалық мүмкіндігі АПТ–АЛЬБ сеномандық сулы горизонттардың ерекшеліктері мен бірлесіп, Тюмень обылысының мұнай кен орынының жағдайларда ҚҚҚ техникасының проблемаларын жаңадан шешуге сол сияқты су өндіру ұңғысын айдау ұңғысымен және жер асты шоғырлы станциясымен бірлестіруге мүмкіндік берді. АПТ – АЛЬБ сеномандық горизонттарда бұрғыланған су өндіру ұңғылары сағасында мардымсыз статикалық қысымы (0-0,5 мПа) бар. Фонтанды ұңғылар болып табылады. Бұл ұңғылар өте аз депрессия кезінде тәулігіне бірнеше мың текше метр ағынды береді.

Бұл ұңғылардың сулары минералданған құрамында азот көп көмірсутектің құрамындағы еріген газдан тұрады. Газ факторлары 1-3 м³- м³ жетеді.Температурасы 40-50 С.Салыстырмалы тығыздығы 1,05-1,1. Сұйықтықты қарқынды алу кезінде суда құм пайда болуы мүмкін. Бұл жағдайда судың қабатқа айдалмас бұрын алдын-ала тұндырылуы қажет. Бұл су кешендерінің кең таралуы су өндіру ұңғыларын тікелей айдау ұңғыларында орналастыруға және оларды берілісі үлкен ОТЭСҚ(УЭЦН) – 16-3000-1000. Сораптарымен жабдықтауға мүмкіндік берді.

ҚҚҚ үшін жоғары өндірісті батырмалы сораптардың сипаттамасы.

1.1 кесте

Көрсеткіштері	УЭЦН–16-3000-1000	УЭЦН – 16-2000-1400
Берілісі (номиналдық), м³/тәу	3000	2000
Арыны (номиналды), м	1000	1400
Ұсынылатын жұмыс режимі: берілісі, м³/тәу	2600 – 3800	1500 – 2500
Арыны, м Электрқозғалтқыш қуаты, кВт электрқозғалтқыш кернеуі, В Біліктің айналыс жиілігі айн/мин Диаметрі, мм, Ұзындығы, м Массасы, кг	100-720 500 3000 2970 375 7,6 3225	1500-1200 5000 3000 2950 375 9,5 4200

6-сурет. Қабат суларын айдау ұңғыларына айдауға арналған жер асты сорапты станцияның схемасы:

1 – айдау ұңғылары; 2- жоғары қысымды су құбырлары;

3 – су өндіру ұңғысының батырмалы электр сорабы; 4-басқару станциясы;

5-трансформатор; 6-су тарату және өлшеу буыны.

Су өндіру ұңғыларында динамикалық деңгей беттік деңгейге жақын болғандықтан, бұл сораптар шығаратын қысым айдау ұңғыларына қажетті қабылдағыштығын қамтамассыз етуге жеткілікті. Бұл соларды пайдаланудың мүмкін схемаларының бірі 6-суретте көрсетілген. Арнайы құрылыстағы шегендеу тізбегінің диаметрі ұлғайтылған су өндіру ұңғысы жоғарғы бөлігінде аз тереңдікке (50-150м) СҚҚ мен түсірілетін УЭЦН -16-3000-1000ортадан тепкіш сорабымен жабдықталады. Сораптың лақтырысы 1-ші айдау ұңғыларының сағасына «қосылады». Айдау ұңғыларының саны батырмалы сораптың берілісіне және айдау ұңғыларының жұту қабілетіне тәуелді.

Терең сулардың ҚҚҚ үшін қолданудың мұндай техникасы су өндіру ұңғысының өнімінде құм болмаған жағдайда мүмкін.

Алайда, апт-альб- сеномандық горизонттарда, 3000 м³/тәу жоғары өнім алу кезінде тікелей іске қосқаннан кейін су өндіру ұңғыларында 5г/дм³ және одан да жоғары мөлшерге жетеін құм пайда болады. Кейін құм саны азайып, 0,5-2 тәуліктен кейін 1л суға 10мг бірнеше ондық м² шамасындай қалады. Құмның мұндай мөлшері кезінде ортадан тепкіш сораптар қалыпты жұмыс істей алады, сонда да, айдалатын сұйықтықта құмның болуы тиісті емес, өйткені құм батпалы ортадан тепкіш сораптардың жұмыс органдардың ескеруін туғызады, қондырғы жұмысының жөндеу аралық кезеңін қысқартады, айдау ұңғыларының түп аймағының ластануына және олардың жұту қабілетінің төмендеуіне әкеледі.

Су өндіру ұңғыларының түбі құмдарының зиянды әсерінің алдын алу үшін сәйкесті құм сүзгілерімен (саңылаулы, гравийлі және т.б.) жабдықталады және сораптардың лақтырыс желілерінде, жер бетінде құмды ұстау үшін жоғары қысымды тұндырғыштар орнатылады.

Қ ұмның көлемді мөлшері және жоғары қысым құмның қауіпті тұнуын жүзеге асыруына мүмкіндік бермеген жағдайда тұндыру алдыда судың қысымын төмен қысымдағы сыйымда төмендетілген және тұндырудан кейін айдау ұңғыларына айдау үшін ол суды сығымды сораптармен көтеруге тура келеді. Тереңдік суларды қолданудың проблемасының басқа да мүмкіндік шешімдері айдау және су өндіру ұңғыларын бірлестіру болуы мұмкін. Су өндіру ұңғысының сорабымен берілетін (жер асты ШСС) судың 1 бөлігі бірлестірілген айдау ұңғысына бағытталады, ол оның артық бөлігі (егер ол болса) жанындағы айдау ұңғыларына бағытталады (7-сурет).

7-сурет. Су өндіру ұңғысы айдау ұңғысымен бірлестірілген қосымша екі айдау ұңғысын қамсыздандыратын жер асты шоғырлы сорапты станциясының сұлбасы

Су өндіру ұңғысының 1 динамикалық деңгейінде сулы қабаттағы (СҚ) суды айдап оны шағын диаметрдегі СҚҚ 3 бойынша жоғарғы қысымдағы тұңдырғыш 5 арқылы өлшемді таратқыш буынға 4 беретін сорап 2 түсіріледі. Судың шығыны диафрагмалық шығын өлшеуіштерімен 6 өлшенеді. Судың бөлігі үлкен диаметрлі СҚҚ 7 және суланған канал 8 бойымен СҚҚ-ның төменгі жағындағы сорап астына келіп, кейін мұнай қабатына (МҚ) түседі. СҚҚ – дың төменгі бөлігі (хвостовик) шегендеу тізбегінде пакермен 9 нығыздалады. Осылайша, мұнай және су қабаттары бір-бірінен бөлінеді. Ортадан тепкіш сорап 2 айналысқа батпалы электр қозғалтқыш арқылы келеді. Батпалы электр қозғалтқыш басқару станциясымен және ІІ трансформаторымен электр кабелі арқылы байланысады. Судың артық бөлігі айдау ұңғыларына 12 беріледі.

Динамикалық деңгейде сорап түсуінің тереңдігі, судан еріген газ бөлініп шығатын қысыммен және осы газдың көлемімен анықталады. Батыс Сібір жағдайы үшін әдетте 150-200 метрді құрайды. Фонтанды режим кезінде су өндіру ұңғыларының дебиті олардың жұмысы жеткілікті мөлшерде көп болған жағдайда үшінші көтерудің сорапты блокты станциясы (ШСС) жер бетінде жабдықталады, ал бір немесе бірнеше ұңғылардың сағалары тұмшаланған тұндырғыш және төмен қысымды айырғыш арқылы ШСС-ның қабылдау коллекторымен тікелей байланысады. Тұндырғыш немесе айырғыш жүзгіндерді және газды айыру үшін орнатылады.

Батыс Сібірдың өндірістік территориялары қатты батпақтанған жағдайда су өндіру ұңғыларын шоғыр түрінде бұрғылауға тура келеді. Шоғырда ұңғылардың біреуі көлденең, ал басқа бірнешеуі – көлбеу. Мұндай көлбеу су өндіру ұңғыларының түбін көлденеңінен 500 м қашықтыққа дейін таратуға болады. Осы арқылы ұңғылардың бір-біріне өзара әсерлері төмендетіледі сәйкесінше олардың дебитін көбейтуге болады.

ҚҚҚ жүйесін сумен жабдықтаудың айтылған техникалық сұлбалары, оларды Батыс Сібір жағдайларында қолданудың тәжірибесі көрсеткендей төмендегі әрекеттерге мүмкіндік береді.

1. ҚҚҚ жүйесінің метал сыйымдылығын азайту.

2. Энергетикалық шығындарды қысқарту, өйткені,сонда су құбырларының жалпы ұзындығы қысқартылады.

3. 1 м³ су алуға меншікті капитал салымды екі есе азайту.

4. 1 м³ өндірілетін судың өзіндік құнын екі есе азайту

5. Судың ауамен шектеспеуі және су құбырларының ұзындығының қысқаруы нәтижесінде судың темірмен шектесу уақытының азаюы әсерінен барлық ҚҚҚ жүйесі жұмысының жоғарғы тұрақтылығына және айдалатын судың сапасының тұрақытығына қол жеткізу.

Әдебиеттер: негізгі -1[192-200]; қосымша - 5[117-124].

Бақылау сұрақтары:

1. Қабатқа су айдаудың түрлері.

2. Нұсқа сыртынан су айдау.

3. Барьерлі су айдау.

4. Алаңды су айдау және олардың түрлері.

№4 Дәріс. Қабатқа физика-химиялық әсер ету тәсілдері.

Қарапайым технологиямен , яғни әдеттегі су айдау әдісімен н/е судың ығыстырушылық қасиетін жақсарту арқ (БЭЗ, полимерлер, сілтілер қолдана отырып) мұнай кен орындарына су айдағаннан кейін де, жер қойнауында 30-70% дейінгі мұнайдың бастапқы алынбай қалып қояды. Булар қабаттың суланған ауданында аймағында қалдық мұнай түрінде және сумен қамтылмаған қатпарлар, линзалар, қабатшалар түрінде шашыраңқы орналасқан күрделі жағдайда орн. Суланған қабат-ғы қалдық мұнайды тек қана мұнай және сумен жақсы араласатын н/е байланысқан жерінде ең төменгі фазааралық керіліске ие агенттер ғана ығыстырып алады. Мұндай жағдай мұнайды көміртегінің қос тотығымен(CO₂) және мицеллярлы ерітінділермен ығыстыру барысында тундайды, бұлар мұнайды ығыстыру кезінде байқалатын капиллярлық күштердің кері әсерін толықтай жояды.

Бұл әдістер, жұмыс агентімен қамтылған аймақтағы қолдың мұнай 2-5%-ға дейін төмендетуге қабілетті едәуір тиімді және болашағы бар әдістер қатарына жатады. Бұл әдістер біздің мұнай кәсіпорындары үшін өз мғынасына ие, өйткені белгілі игерілі жатқан кен орындарындағы қалдық мұнайдың негізгі бөлігі, суланған қабаттардағы қалдық мұнай түрінде қалып отыр, бұларды жер бетіне шығару суланбаған қабаттарға қарағанда едәуір қиын.

№5 Дәріс. Полимерлі су айдау. Полимерлердің түрлері.

Біртексіз коллектордан мұнайды ығыстырып шығару үшін тұтқырлығы жоғары суды қолдансақ, онда өз тиімділігін беруі мүмкін. Бұл жағдайда су мұнай байланысының неғұрлым тепе-тең қозғалысына және қабаттың соңғы мұнайбергіштігін көтеруге жағдай жасалады.

Суды қоюландыру үшін әртүрлі суда еритін полимерлер қолданады, олардың ішінде неғұрлым жақсы нәтижеге полиакриламидтердің (ПАА) судағы ерітіндісін пайдалану кезінде қол жеткізеді. Бұл полимер суда жақсы ериді жән оның судағы аз концентрациясы тұтқыр ерітінділер түзеді.

Мұнайды ығыстыру үрдісін практикалық тұрғыдан жүзеге асыру барысында, алғашқы кезде қабатта тұтқыр ерітіндінің шоғырын тудыру үшін аздаған мөлшердегі қоюланған суды айдайды. Одан әрі пайда болған шоғырды қабат бойына жиберу үшін қарапайым су айдайды.

Тұтқырлығы жоғары жұмыс агенті ретінде көбіктерді қолдануға болады. Оны арнайы ауаланған газдалған суға көбік түзгіш заттардың 0.2-1.0% қосу арқылы дайындайды. Көбіктердің тұтқырлығы судың тұтқырлығынан 5-10 есе көп. Көбіктердің шоғыры қабат бойына сумен жиберіледі.

Полимерлі ерітінділер - бұл жоғары молекулярлы химиялық реагент- полимер. Оның аздаған концентрациясының өзі судың тұтқырлығын едәуір ұлғайтады. Судың жылжымалылығы төмендейді және оның әсерінен қабаттың сумен қамтылуы артады. Полимерлердің концентрациясы 0.01-0.1%-ды құраған кезде оның тұтқырлығы 3-4 мПа*с дейін артады. Бұл мұнай мен су тұтқырлығының ара қатынасын азайтады. Осыған байланысты судың өндіру ұңғысына қарай жарып өтуін шектейді, қажетті игеру қарқынымен қамтамасыз ету үшін полимерлі ерітінділерді айдау қысымы қарапайым су айдау қысымынан әруақытта едәуір жоғары болуы керек. Өткізгіштігі нашар қабаттарға полимерлі су айдау техникалық тұрғыдан жүзеге аспайды. Полимерлі су айдау кезінде ұңғыларды орналастыру жүйесі қарапайым су айдау кезіндегі ұңғыларды орналастыру жүйесінен ерекшеленеді, егер де қажетті айдау қысымы, қысымдар градиенті және мұнай өндіру қарқыны қамтамасыз етілсе.

Полимер ретінде полиакриламид(ПАА) қолданады. ПАА-ты гел түрінде, қатты түйіршік немесе ұнтақ түрінде дайындап шығарады. Әдетте келесідей ПАА-ң судағы концентрациясын қолданады: гел бойынша 1-5% аралығында, қатты гел бойынша 0.08-0.4%.

ПАА-ң сорбциялық дәрежесі жоғары болғандықтан, оның концентрациясын келесі мәнге дейін жеткізеді, яғни: _вп=5-6_в .

ПАА-ң судағы ерітіндісін қабаттағы мұнайдың тұтқырлығы _н=(10-30)*10^-3Па*с аралығында болған кезде қолданған тиімді болып саналады.

Полимерлі су айдаудың артықшылығымен қатар, оны кең түрде қолдануды шектейтін үлкен кемшіліктері де бар. Әдістің ең негізгі кемшілігі мынада, яғни әрдайым айдау қысымын көтеру арқылы компенсациялау мүмкін бола бермейтіндіктен, айдау ұңғымаларының түп маңы аймағындағы тұтқырлық тез өсіп, осының әсерінен айдау ұңғыларының өнімділігі тез төмендейді.

Сондықтан қазіргі уақытта терең жатқан қабаттар үшін, өткізгіштігі нашар коллекторлардан тұратын (0.1мкм²-тан аз) және қабат температурасы жоғары болып келетін (90⁰C астам) кеніштерде полимердің қолдануы мүмкін емес. Құрамында тұздары көп салыстырмалы біртекті қабаттарға полимерлерді айдау тиімсіз болып табылады, өйткені тұздар полимерлі ерітіндінің құрылымын бұзып қасиетін жоғалтады. Әдіс қымбат тұратындықтан, оны қолданудан алынатын экономикалық тиімділікке тек қана мұнайға деген баға өте жоғары болған кезде қол жеткіземіз.

Болашақта тұзға берік полимердің судағы ерітіндісін қолдану қарастырылады. Қабаттың мұнайбергіштігін ұлғайту үшін полимерлерге деген сұраныс ондаған мың тоннаны құрайды. Болашақта полимерлі су айдау көбінесе полимерлердің құнына және оларды басқада ҚМБАЭ-мен (сілтілі су айдау, мұнайды бумен,ыстық сумен, БЭЗ, СО₂-мен ығыстыру) үйлесімді қолдануға байланысты,бұл жақсы тиімділікке қол жеткізеді.

МКОИ-ң физикалық-химиялық әдістірінің ішінен қабатқа БЭХ спирттердің, мұнай ерітінділерінің(еріткіштерін), суды және ПАА-ң судағы ерітіндісінің қоспаларын айдау арқылы мұнай қабаттарына комплексті әсер ету әдісі белгілі. Ол мицеллярлы-полимерлі су айдау деп аталады.

Судың, БЭЗ-ң, көмірсутектің және спирттің белгілі бір арақытынасын жасасақ, онда ерітіндіде физика-химиялық тұрғыдан байланысқан топтар мицелла молекуласы түзіледі. Мұндай ерітіндіні мицеллярлы деп атайды.

Мынадай %-дың құрамдағы мицеллярлы ерітінділері қолданылады:

1. Сульфаттар-6, БЭЗ-1.2, изопропил спирті-1.2, керосин-51.6, су-40

2. Сульфонат-8, БЭЗ-2, мұнай немесе белгілі бір сұйық көмірсутектің

құрамы-30, су-60.

Қабат бойымен мицеллярлы ерітіндінің шоғырын жылжыту үшін полимердің судағы ерітіндісін қолданады. Қабатқа мұндай әсер етуді мицеллярлы-полимерлі су айдау деп атаймыз.

№6 Дәріс. Мұнайды сілті ерітіндісімен ығыстыру.

Мұнай қабаттарына сілтілі су айдау әдісі сілтінің қабаттағы мұнаймен және жыныстармен өзара әрекетіне негізделген. Сілтілер мұнаймен әрекеттескен кезде, олар мұнайдың құрылысындағы органикалық қышқылдармен өзара байланысқа түсіп, нәтижесінде беттік әрекеттік компонеттер болып табылатын суда еритін тұздар түзеді. Бұл әдісті қолдану барысында мұнай сілті ерітіндісі фазаларының бөлігінде шекарада фазааралық керіліс азайтып және жыныстардың сумен шайылуы жақсарады. БЭЗ-ң ертіндісін айдау үрдісінен сілтілі су айдау үрдісінің айырмашылығы мынада, яғни сілтілі су айдау кезінде БЭЗ-тар мұнай мен сілті ерітіндісінің байланысқан жерінде түзіледі.

Беттік керілістің мәні өте аз болған кезде кейбір мұнайлар өздігінен тұтқырлығы жоғары болып келетін мұнайдың судағы эмульсиясын түзеді. Алғашқы кезде олар жылжымай аздаған филтрациялық кедергілермен жүре отырып кеуектерді бітейді, осылайша фильтрациялық ағындардың өрістердің біртексіздігін теңестіреді, бұл қабаттың сумен қамтылу коэффициентін арттырады. Сілті ерітіндісін мұнайға қаныққан кеуекті ортаға айдау үрдісі кезінде мұнайдың қышқылдың компоненттерімен және кейбір минералдармен өзара байланысының әсерінен ығыстыру шебіндегі сілтінің концентрациясы азаяды.

Сілті ерітіндісінің жоғары әрекеттілігін сақтау үшін ұңғыға жоғары құрамдағы NaOH-ң шоғырын айдайды, одан соң оны таза судың әсерімен қабат бойына ығыстырады. Зертханалық мәліметтер бойынша сілтілі су айдау нәтижесінде мұнайбергіштік 5-15%-ке өседі.

Сілтілі ерітінділерді дайындау үшін: күйдіргіш натрий(каустикалық сода) NaOH; көмірқышқыл натрийін(кальциленген сода) Na₂CO₃; аммиак тотығының гидраты NaH₄OH; натрий силикаты Na₂SiO₃ қолдануға болады.

Осылардың ішіндегі ең әрекеттісі күйдіргіш натрий мен натрий силикаты.

Әдістің негізгі кемшілігіне мұнайдың әрекеттілігі бойынша оны қолданудың өте қатал критериін жатқызуға болады. Қабат суының және айдалатын судың минерализацияланған және жыныстардағы саз құрамының жоғары болуы әдісті қолдану мүмкіндігін шектейді. Мұнайдың жеткіліксіз әрекеттілігі, судағы тұздарды және жыныстардағы саздың құрамы сілті шығын ұлғайтып, мұнайды ығыстыру тиімділігін азайтады.

Әдебиеттер: негізгі -1[238-283]; қосымша - 5[348-390].

Бақылау сұрақтары:

1. Құрғақ жер асты жандыру әдісі.

2. Ылғалды жер асты жандыру әдісі.

3. Бу мен әсер ету.

4. Қызу оторочкаларын іке асыру

5. Мұнай бергіштікті артырыдың жылу әдістерінің қолдану критериясы.

№7 Дәріс. Мұнайды көміртегінің қос тотығымен ығыстыру.

Мұнаймен жән сумен спирт сұйық көміртегінің қос тотығы араласа алады. Бірақта жақсы спирттер(бутилді,проилді) суда нашар ериді, ал басқалары(этилді және метилді) керісінше мұнайда нашар ериді. Көміртегінің қос тотығы суда және әртүрлі құрамдағы және тығыздықтағы мұнайларда ериді.

Қысым көтерілген сайын СО₂ –ң суда жақсарады, ал температуралары көтерілсе керісінше нашарлайды.

Суда СО₂ еріген кезде, оның тұтқырлығы елеусіз ұлғаяды. Судағы СО₂-ң массалық құрамы 3-5%-ды құраса, оның тұтқырлығы 20-30%-ға ғана ұлғаяды. СО₂ суда еріген кезде түзілетін көмір қышқылы Н₂СО₃ қабаттағы жыныстар мен цементтердің кейбір түрлерін ерітіп, оның өткізгіштігін арттырады(құмтастардікін 5-15%-ға, доломиттердікін 6-7%-ға). СО₂ бар жерде сазды түйіршіктердің ісінуі төмендейді. Судағы көміртегінің қос тотығы жыныс түйіршіктердің бетін жапқан пленкалық мұнайды жарып, шайып шығаруға қабілетті және сулы пленканың бұзылу мүмкіндігін азайтады. Осының әсерінен мұнай тамшылары аз фазалық керіліс кезінде кеуекті каналдарға еркін ораналасады және мұнайдың фазалық өткізгіштігі ұлғаяды.

Мұнайда СО₂ еріген кезде мұнайдың тұтқырлығы азайып, тығыздығы өседі, ал көлемі едәуір ұлғаяды (мұнай ісінген сияқты болады).

Мұнайда СО₂ еріген кезде, оның көлемінің 1.5-1.7 есеге ұлғаюы тұтқырлығы аз мұнайдан тұратын кен орындарын игеру кезде қабаттың мұнайбергіштігін арттырудағы үлесі зор. Тұтқырлығы аз мұнайды ығыстыру кезінде негізгі фактор, ығыстыруды жақсартатын фактор-мұнайдың СО₂ еріген кезде оның тұтқырлығын азайту, мұнайдың бастапқы беттік керілісі үлкен болған сайын, соғұрлым оның тұтқырлығы төмендейді.

Бастапқы тұтқырлық, мПа*с	СО2 толықтай қаныққан кезде, мПа*с
1000-2000	15-160
100-600	3-15
10-100	1-3
1-9	0.5-0.9

№8 Дәріс. Жылутасымалдағыштармен мұнайды ығыстыру механизмі.

Бұл әдістер тұтқырлығы жоғары мұнайларды және қасиеттері ньютондық емес мұнайларды өндіру үшін тиімді болып табылады. Бірақ жылулық әсет ету әдістері өндірістік игеруде жалғыз әдіс болуы мүмкін кен орындарда болады.

Егер қабат температурасы қабат жағдайларда парафиннің кристалдана бастағандағы температурасына тең немесе жақын болса, онда мұнайды салқын сумен ығыстыру қабаттың салқындауына парафин түсуіне және кеуектің тығындалуына әкеледі, бұл қабаттың біртексіздігі кезінде ұлғая түседі. Айдалатын салқын су өткізгіш қабат бойымен тез қозғалып, оның әсерінен өткізгіштігі төмен жоғары немесе төмен жатқан қабатшалардың салқындауының себебінен болады. Салқындау мұнайдың қоюлануына одан да тиімсізі – еріген парафиндердің қатты фазаға түсуіне және қабатшалардағы мұнай қорының концервациясына әкеледі. Айтылған мұнай қасиеттерінің ерекшеліктері және қабаттың қатты қабаттың біртексіздігі мұндай қабатқа жылутасығышты айдау кезінде айтарлықтай эффектіні алуға әкелуі мүмкін. Бұл жағдайларда ыстық су (немесе бу) өткізгізгіштігі жақсы қабатқа өтіп, қабаттың жоғары не төмен жатқан қабатшаларын қыздырады, бұл мұнай тұтқырлығын төмендетеді және қордың толық алынуына ықпал жасайды.

Қабатқа жылулық әсер етудің әдістері қабаттың мұнай бергіштігін жоғарылату әдісі ретінде және тұтқырлығы жоғары мұнайды және таушайырларды өндірудің негізгі тәсілі ретінде тиімді. Жылулық әдістер негізгі түрлерге бөлінеді:

1. Қабатқа ыстық жылу тасығыштарды (су немесе бу) айдау.

2.Қабат ішінде жылжымалы жағу ошағын жасау.

3.Қабаттың түп аймағын айналымдық жылулық өңдеу.

Егер техникалық үрдістің алғашқы екеуі қабатқа әсер ету әдістеріне жатқызылса, онда соңғысы қабаттың түп аймағына әсер етуге қатысты. Техникалық жылу тасығыштардың арасындағы ең күштісі – су және бу. Бұл олардың жоғары энтальпиясымен (бірлік массасына келетін жылу құралы) түсіндіріледі. Негізінен будың жылу құрамы суға қарағанда жоғары, бірақ қ ысым өсе келе, олар бір-біріне жақындайды (8-сурет).

8-сурет. Қанығу күйінде будың қысымынан меншікті көлемді С05 және массалық жылу құрамының Сt тәуелділігі

Айдау қысымы жоғарылауымен будың суға қарағанда артықшылығы, егер оларды қабатқа енгізілетін жылу мөлшері позициясынан бағалайтын болсақ, азаяды. Бұл сонымен қатар төмен қысымдар қажет болғанда тиімділік буды терең емес ұңғыларға айдау кезінде болатынын көрсетеді. Будың бірлік көлемінің жылу құрамы суға қарағанда әсіресе қысымдарда төмен екенін есте сақтаған жөн. Бірақ айдау ұңғыларының қабылдағыштығы бу айдау кезінде су айдауға қарағанда, будың тұтқырлығының әсерінен жоғары болады.

Ыстық судың құбырлар және қабат бойымен қозғалу кезінде оның салқындауы жүреді. Будың қозғалысы кезінде температураның мұндай төмендеуі бу түзілімнің жасырын жылуы және оның құрғақтылығының өзгерісі арқасында байқалмайды. Жылулық әсер ету үрдістері құбырларда, ұңғыларда және қабатта жабынды және табанды қыздыруға кеткен жылудың шығынымен байланысты. Пайдаланылатын бу генераторларының ПӘК-і шамамен 80%. Беттік бу өткізгіштердегі жылу шығындар шамамен 0,35 тен 3,5 млн кДж/тәу әрбір 100м-де дейін бағаланады. Бұл салыстырмалы аз үлес, өйткені қазіргі кездегі бу генераторларының өндірісі 250-650 млн. кДж/тәу.

9-сурет. Жылу пайдалану коэффициентінің өлшеусіз уақытқа τ=4λt/h2 тәуелділігі (Рубенштейн бойынша): χ-қоршаған жыныстардың температура өткізгіштік коэффициенті, м²/сағ; t- жылу тасығышты айдау уақыты, сағ; h-қабат қалыңдығы

Ұңғыдағы жылу шығыны СКҚ ұзындығының әрбір 100м шамамен 1,7 млн кДж/тәу құрайды. Жылу шығынын азайту үшін сақиналы кеңістікті газбен толтырады (газдың жылу өткізгіштігі сұйықтық жылу өткізгіштігінен аз). Есептеу кезінде көрсеткендей, ұңғыда жылу шығынын төмендету бойынша шараларды жүргізу кезінде ыстық су айдау кезінде ұңғыға енгізілетін жылудың жалпы мөлшерінен 2-3% дейін, және бу айдау кезінде оқпан ұзындығының әрбір 100м–не 35% дейін жеткізуге болады. Ұңғы оқпанындағы шығындар жылулық әсер ету ушін қабаттың тиімді тереңдікте жатуын айтарлықтай шектейді: су үшін 1000-1200м және жылу тасығыш айдаудың максималды мүмкін қарқыны кезінде 700-1000м. Айдау жылдамдығының өсуі жылу шығындардың абсолюттік шамасына әсер етпейді. Сондықтан айдау қарқынының көбеюі жылу шығыны үлесінің қабатқа енгізілген жылудың жалпы мөлшерінен азаюына әкеледі.

10-сурет. – артта қалу коэффициентінің жылу тасығыштар айдау ұзақтығына:1-h =м; 2-h =20м; 3-h =10м; тәуелділігі.

Қабатқа әсер етудің жылулық тиімділігі қабат көлемінде жиналған Qп жылуының енгізілген жылудың Qв жалпы мөлшеріне қатынасымен бағаланады. Бұл қатынасты жылу пайдалану коэффициенті деп атаймыз. Қабаттың жабынына және табанына жылу шығындар жылу тасығыштармен қамтылған айдау фронтының және көлемінің ұлғаю шамасы бойынша көбейеді.

Қабат қалыңдығы азайған кезде жабынға және табанға кеткен шығындар үлесі көбейеді – жылу пайдалану коэффициенті азаяды. Жылу шығындар бағалауы көрсеткендей белгілі бір уақыт өткенде шығындар енгізілетін жылу мөлшеріне тең болады және жылу пайдалану коэффициенті 0-ге айналады. (9-сурет).

Жылудың нақты (реалды) шығындарын бағалау (9-сурет қара) χ=0,003 м³/сағ кезінде қалыңдығы һ = 5 м қабатқа 86,8 тәулікке айдаудан кейін жылу шығыны 42% жетті. Бұл итегралды шығындар жылу тасығыштың қабат бойынша ағынының радиалды немесе сызықты геометриясына тәуелді емес. Бұл бағалаулар сонымен қатар жылу тасығышты қабатқа енгізу қарқыны максималды мүмкін болу керек екенін көрсетеді, өйткені бұл кезде жылу пайдалану коэффициенті өседі.

Қабатта жылу беру конвектипті (ыстық су немесе бу ағынымен және диффузиялық) кеуекті ортаның жылу өткізгіштік тәсілімен жүргізіледі. Нәтижесінде қабатта жылу тасығыш фильтрациясы бағытында орын өзгертетін температуралық фронт түзіледі. Бірақ жылуауысу, яғни жылулық фронтының қозғалысы және масса ауысу, яғни қабатта жылутасығыштың қозғалысы жылутасығыштар фильтрациясы жүретін қабатты ғана емес, қоршаған жыныстарды қыздыруға кеткен. Жылудың шығыны әсерінен болатын әр түрлі жылдық жылдамдықтарымен жүреді.

Ыстық су айдау кезінде қабатта екі аймақ түзіледі: температурасы төмендеген аймақ және бастапқы қабаттық температурасы бар жылулық әсермен қамтылмаған аймақ.

Бу айдау кезінде аймақ түзіледі. Бірінші аймақта бумен қаныққан шамамен бірдей температурасы бар аймақ оның температурасы осы аймақтағы қысымға тәуелді. Екінші аймақ – ыстық конденсат (су) аймағы, онда температура бумен қанығу температурасынан бастапқы қабат температурасына дейін төмендейді.Үшінші аймақ – қабат температурасы бар, жылулық әсермен қамтылмаған және жылу тасығыш құрамындағы жылудың шығыны әсерінен қабатты және қоршаған жыныстарды қыздыруға жылулық фронт ығыстыру фронтына (жылутасығышфронтынан) қалып отырады, сонымен қатар қабат қалыңдығы аз болған сайын басқа жағдайлар кезінде артта қалу үлкен болады. Бұл қабат қалыңдығы аз болған кезде қабаттың жабыны және табанына кеткен жылу шығындарының үлесі көп болуымен және жылу тасығыштардың салқындауы тез жүретіндігімен түсіндіріледі.

Бірақ жылулық фронтының мұндай артта қалуы қабаттың және жылутасығыштың жылу физикалық және коллекторлық қасиеттеріне сонымен қатар, мұндайды сумен ығыстыру тиімділігіне (10-сурет) тәуелді. Суретте көрсетілгендей қабаттың қалыңдығы 10м болған кезде (3-сызық) 1 жылдан кейін температуралық фронт ығыстыру фронтынан 13,3 есе (α = 0,075), ал қабат қалыңдығы 30 м болған кезде (1-сызық) 9,1 есе артта қалады.

Бу айдау кезінде, сол сияқты температуралық фронт ығыстыру фронтынан артта қалуы жүреді. Бірақ, бу түзілімдердің жасырын жылуы есебінен, бу конденсациясы кезінде қабаттың қыздырылған аймағы ыстық су айдаумен салыстырғанда 3-5 есе үлкейеді (айдалатын судың және қысымның құрғақтылығына байланысты).

Мұнда жылутасығыш ретінде ыстық сумен салыстырғанда буды пайдаланудың артықшылығы құралады.

Ыстық су айдау кезінде, жылулық әсермен қамтылмаған аймақта изотермиялық жағдайларда мұнайдың сумен ығыстырылуы жүреді, ал температура қабаттықтан ұңғы түбіндегі су температурасына дейін өзгеретін қыздырылатын аймақта изотермиялық емес жағдайда жүреді. Бұл кезде мұнайдың тұтқырлығы төмендейді. Мұнай және судың жылжымалық қатынасы жақсарады. Мұнай көлемінің жылулық ұлғаюы және молекулалық –беттік күштердің әлсіреуі жүреді. Мұның бәрі мұнай бергіштіктің ұлғаюына әкеледі.

Конденсация аймағында бу айдау кезінде ығыстыру механизмі ыстық су айдау кезіндегі ығыстыру механизміне ұқсас. Бірінші аймақта жоғары температураның арқасында мұнайдың жеңіл компоненттерінің бөлшектеп таралуы және олардың бу аймағынан конденсация аймағына өтуі жүреді, бұл да мұнай бергіштіктің одан да ұлғаюына да әкеледі.

Аталған факторлардың әрқайсысының рөлі қабаттағы температуралық жағдайларда сол сияқты қабат мұнайының физика – химиялық қасиеттеріне тығызыдығы, тұтқырлығы, жеңіл компонентердің және т.б. болуы тәуелді.

Сонымен қатар тәжірибеде ыстық сумен айдау кезінде айдау ұңғыларының қабылдағыштығының ұлғаюы және тұрақтануы байқалады. Бірақ, бу айдау кезінде саздардың ісуіне әкелетін тұщы конденсаттың кеуекті ортаның сазды компоненттеріне әсер ету нәтижесінде қабылдағыштықтың төмендеуі байқалуы мүмкін.