ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ

Қ.Жұбанов атындағы Ақтөбе мемлекеттік университеті

Факультет Техникалық

Кафедра Мұнай-газ ісі

Мәнжазба

Мұнай және газ ұңғыларын пайдалану тәсілдері

Тексерген Казбекова Г.К

Орындаған Нұрбаева Н.Н

Ақтөбе-2010

Жоспар

Ұңғыма және оның топталуы туралы түсінік…………………………………….

Фонтанды пайдалану тәсілі 4

Ұңғыма және оның топталуы туралы түсінік

Ұңғыма дегеніміз жер қыртысында арнайы бұрғылау аспаптарымен қазылатын диаметрі тереңдігінен бірнеше есе кіші цилиндр формалы тау-кен құрылысы. Ұңғыманың басталатын жері - сағасы, цилиндр беті – қабырғасы немесе оқпаны, ең төменгі шеті – түбі деп аталады. Сағасынан түбіне дейінгі ұңғыма осі бойынша арақашықтық – ұзындығы L, ал ұңғыма осі проекциясының тіке аралығы – тереңдігі һ деп аталады.

Ұңғыма тіке және көлбете-бағытталып, түбі тұтастай және керн алынып, диаметрі жоғарыдан төмен қарай кішірейіп бұрғыланады. Ол кен орнының геологиялық жағдайына және ұңғыма конструкциясына байланысты.

Ұңғыма оқпанының осі іс жүзінде кеңістіктік қисық болып келеді. Осі тіке бағытынан 2⁰-3⁰ – қа дейін ауытқыған ұңғыма тіке ұңғыма деп аталады. Белгілі бір бағытта және белгілі бір бұрышпен қисайтылып бұрғыланған ұңғыма көлбете-бағытталған ұңғыма деп аталады. Тіке бағыттан 90⁰ – қа ауытқығын ұңғыма көлбеу (горизонталь) ұңғыма деп аталады.

Сағалары бір-біріне жақын орналасқан (3м жақын емес) көлбете-бағытталған ұңғымалар шоғыр құрайды. Кен орындарын мұндай тәсілмен қазу шоғырлама бұрғылау деп аталады.

Өнімді қабаттарды құрғату немесе олардың өнімділігін арттыру мақсатымен негізгі оқпаннан бірнеше қосымша оқпан бұрғыланған ұңғыма көп оқпанды ұңғыма деп аталады.

Ұңғыма диаметрі 59...1000мм аралығында болады. Ұңғыма диаметріне байланысты үлкен (ротор диаметрінен 760мм- ден жоғары), қалыпты (558...190мм аралығында) және кішірейтілген (190мм-ден кіші) болып бөлінеді.

Шартты түрде тереңдігі 1000м-ге дейінгісі – таяз, 5000м-ге дейінгісі – терең, 5000м-ден жоғарысы - өте терең ұңғыма деп аталады.

Ұңғымалардың мақсаты, тағайындалуы әр түрлі болуы мумкiн. Барлық ұңғымалар келесідей топтарға бөлiнедi:

1. Тіректік ұңғыма – ірі кен орындарының геологиялық құрамы мен гидрогеологиялық жағдайын зерттеу, мұнай мен газ жиналатын шөгінді тау жыныстарының таралу заңдылықтарын анықтау үшін бұрғыланады.

2. Параметрлік ұңғыма – төмен тереңдіктердегі тау жыныстарының геологиялық құрылымын зерттеу және перспективалы кен орындарын анықтап, оларда геологиялық барлау жұмыстарын жүргізу мақсатымен бұрғыланады.

3. Құрылымдық ұңғыма – тіректік және парапметрлік ұңғымаларды бұрғылау барысында алынған құрылымдарды мұқият зерттеу, осы құрылымдарда іздеу-барлау жобаларын дайындау мақсатында бұрғыланады.

2. Іздеу ұңғымасы – геологиялық іздеу жұмыстары мәліметтері бойынша дайындалған кен орындарының мұнай-газдылығын анықтау немесе жаңа мұнай-газ қорларын ашу мақсатымен бұрғыланады. Іздеу ұңғымаларын бұрғылау барысында тау жынысының үлгілерін, су, газ, мұнай сынамаларын алу арқылы кен орнының геологиялық қимасы анықталады.

3. Барлау ұңғымасы - өндірістік мұнай-газдылығы анықталған кен орындарында мұнай мен газ өнімдерінің қорын есептеу кен орнын пайдалануға дайындау мақсатымен бұрғыланады.

4. Пайдалану ұңғымасы – толық барланған және пайдалануға дайындалған кен орындарында мұнай мен газ өндіру мақсатымен бұрғыланады. Бұл ұңғымалар қатарына кен орнын тиімді пайдалануға тікелей қолданылатын бағалау, бақылау және айдау ұңғымалары да жатады.

а) бағалау ұңғымасы - өнімді қабаттардың жұмыс режимін, пайдалану көрсеткіштерін, сұлбасын анықтау үшін пайдаланылады.

ә) бақылау ұңғымасы - кен орнының игерілу режимін үзбеу қадағалап отыру үшін пайдаланылады.

б) айдау ұңғымасы - өнімді қабаттардың қабат қысымын түсірмей ұстап тұру мақсатымен пайдаланылады.

7. Арнайы ұңғыма – өндірістік су қалдықтарын жинау, жерасты мұнай-газ қоймаларын дайындау, ашық фонтанды тоқтату, техникалық су қорларын барлау және пайдалану үшін қолданылады.

Ұңғымаларды бұрғылау тек мұнай және газ өнеркәсібінде қолданылмайды, сондай-ак басқа да пайдалы қазбаларды барлап – алуға, тұрғын жерлерді сумен қамтамасыз етуге, жер асты орталығын өшіруге, шахталарды вентиляциялауға және т.б. мақсаттарда бұрғыланады.

Фонтанды пайдалану тәсілі

Жаңа кен орнын игеруге беру кезінде тәртіп бойынша ұңғыдан мұнайды көтеріп шығару үшін, қабат энергиясы жеткілікті болады. Сұйықты көтеріп шығару тек қана қабат энергиясының есебінен жүзеге асатын тәсілді – фонтанды пайдалану тәсілі деп аталады.

Қабат энергиясының қысымы түсіп немесе ұңғы өнімі суланып кетуіне байланысты пайдаланудың механизацияланған тәсілдеріне көшеді: газлифтік немесе сораптық. Ұңғыны сораптық пайдалану кезінде, тереңге түсірілетін ортадан тепкіш электрлі сорап қондырғыларын (ОТЭСҚ орысша УЭЦН) және штангілі ұңғылық сорапптарды (ШСС) қолданады.

Фонтандау тоқтағаннан кейін өнімділігі жоғары ұңғыларды газлифтілік әдіспен немесе тереңге түсірілетін ортадан тепкіш электр сорабының және штангілі ұңғылық сораптардың көмегімен пайдаланады.

Өндірілетін ұңғылар көпшілігі (60%) ШСС жабдықталған, олармен мұнайдың тек 16,1% өндіріледі. Ұңғы өнімінің орташа суланғандары 71,3% құрайды, яғни мұнайдың 1 тоннасына 2 тонна қабат суы келеді. Минералданған қабат суларын, қоршаған ортаның ластануын болдырмау мен қысымды ұстап тұру үшін қайтадан қабатқа айдайды.

Әр түрлі пайдалану әдістер кезіндегі, ұңғы тереңдігі бойынша қысымның өзгеруі

А р т и з а н д ы ұ ң ғ ы л а р. Мұндай ұңғылар қабат қысымы ұңғыдағы сұйық бағанасының гидростатикалық қысымынан жоғары болған кезде фонтандайды, яғни

P_пл  p_жgH

мұндағы: p_ж – сұйықтықтың тығыздығы.

Ұңғыны пайдаланудың қалыптасқан режимі кезіндегі түптік қысымы ұңғының шығымына Q байланысты, ағын теңдеуі бойынша анықтайды.

Сызықты сүзілу (фильтрация) кезінде P_з = P_пл – (Q/K), мұндағы K – ұңғының өнімділік коэффициенті.

Түптік қысым өнімді тасымалдау үшін қажетті оның қозғалуы мен сағадағы қысым кезінде үйкеліске кететін шығынды, сұйық бағанасының гидростатикалық қысымын компенсациялайды, яғни

p_з = p_жgH + Р_mp + Р_y (1)

Құбыр бойынша сұйық қозғалысы кезінде қысымның үйкеліске кететін шығыны Дарси-Вейсбах теңдеуімен есептейді.

p_mp = 8 Q²p_жH /²d⁵

мұндағы:  - гидравликалық кедергі коэффициенті, d – құбырдың ішкі диаметрі. Бұл шығындар ағыстың турбулентті және ломинар режимдері кезінде құбыр ұзындығына пропорционал болғандықтан (1 сурет).

1 сурет. Q₂Q₁ шығымдар кезіндегі қысымның, ұңғы Н тереңдігінен байланысы.

2 сурет. Q₂Q₁ шығымдар кезіндегі фонтандық ұңғы тереңдігінің қысымнан байланысты өзгеру қисықтары.

Фонтанды мұнай ұңғылары

Мұндай ұңғылардың фонтандалуы қабат қысымы ұңғыдағы сұйық бағанасының гидростатикалық қысымынан аз болған кезде де жүре береді. Бұл, мұнайда ерітілген газдың мөлшерінің көп болуының себебінен. Ұңғы өнімін сыртқа көтеріп шығарған уақытта, қысымның төмендеуімен сорапты компрессорлық құбылар тізбегінде (СКҚ) ерітілген газ бөлініп шығады және тығыздығы (P_см  P_ж) газсұйықты қоспа пайда болады.

Мұнай ұңғысының фонтандау шарты:

(2)

Қысым балансының теңдеуі мына түрге келеді:

(3)

мұндағы: p_см – СКҚ тізбегінің бойындағы қоспаның орташа тығыздығы.

2 суретте фонтанды ұңғы тереңдігі мен қысымның өзгеру қисығы көрсетілген.

Қысым қанығу қысымына P_н тең болған жерде, түптен нүктеге дейінгі бөлікте біртекті сұйық қозғалады, сондықтан қысым сызықты заң бойынша өзгереді. P_н-дан төмен қысымның төмендеуі кезінде ерітіндіден газ бөлініп шыға бастайды да, газсұйық қоспасы пайда болады. Қысым аз болған сайын (ұңғы сағасына жақындаған кезде) газ да, соғұрлым көбірек бөлінеді, ал алдында бөлініп шыққандары ұлғайады, яғни қысым градиенті мен қоспаның қозғалысы кезінде, сызықсыз заң бойынша өзгереді. Егер түптік қысым қанығу қысымынан аз болса, онда көрсетілген P = ƒ(H) байланыстылығының сызықсыздығы, ұңғының барлық тереңдігі бойынша байқалады. Үйкеліске кететін шығынның өзгеру есебінен қысымның өзгеру заңдылығы 2 суреттегіге қарағанда едәуір күрделі болады. Демек, ұңғысының бойында, қоспадағы еркін газдың мөлшері сағаға жақындаған сайын көбеймек, соған қарай қоспаның тығыздығы да өзгереді. Сондықтан, (2) және (3) формулаларда сұйық көлеміне немесе масса бірлігіне келетін, бөлініп шыққан газдың орташа көлеміне сәйкес келетін, қоспаның орташа тығыздығы р_см қабылданған.