11. Бу циклімен әсер етудің қолданылу критериі. Бу циклімен әсер етудің тиімділігі неге байланысты? Бу циклімен әсер ету кезінде жүретін фазалар

Әлемдегі белгілі мұнай қорларының салыстырмалы үлкен үлесі тұтқырлығы жоғары мұнай, ол мұнайдың кеуекті ортада баяу қозғалғыштығы мен алынуының қанағаттанарлықсыз тиімділігін анықтайтын негізгі факторлардың бірі болып табылады. Мұнайдың тұтқырлығы қабатта табиғи жағдайларда жоғары болмайтын температураға қатты тәуелді. Зерттеулер мен игеру тәжірибесі көрсеткендей, тұтқырлығы 25-50 мПа*с артық мұнайды тиімді алу үшін осы тұтқырлықты төмендету мақсатында қабатқа жылулық әсер ету талап етіледі.

Мұнайды 200-250⁰С дейін қыздырған кезде оның тұтқырлығы 500-1000 – нан 5-20мПа*с дейін төмендеуі мүмкін.

Тәжірибеде тұтқырлығы жоғары мұнайы бар қабаттарға жасанды жылулық әсер етудің түрлі тәсілдері қолданылады – қабатішілік жану (құрғақ және ылғал), мұнайды бумен, ыстық сумен ығыстыру және ұңғымаларды бумен пароциклді өңдеу.

Қабаттардан мұнайды ыстық сумен және бумен ығыстыру

Температураның артуымен мұнай мен су тұтқырлықтары азаяды. Егер кәдімгі қабаттық жағдайларда мұнайдың тұтқырлығы судың тұтқырлығынан айтарлықтай артық болса, бұл жағдайда судың тұтқырлығы айтарлықтай төмендейді. Мұнай мен судың қозғалыстарының қатынасы жақсы жаққа қарай өзгереді. Бұл экспериментті орнатылған факт – мұнайбергіштікті арттыру мақсатында тұтқырлығы жоғары мұнайлы қабатқа жоғары температурадағы су айдау немесе сулы бу айдауды қолданудың негізгі себебі. Сонымен қатар, қабатқа ыстық су немесе сулы бу айдау кезінде сәйкес жағдайларда мұнайдан көмірсутектердің жеңіл фракциялары бөлініп, жер қойнауынан мұнайдың алынуын арттыра отырып бу және су ағыстарымен қабат бойынша өндіруші ұңғымалар түптеріне қарай жылжиды.

Ыстык су мен буды жоғары қысым парогенераторларында (қазандарда) алады және арнайы конструкциясы бар айдау ұңғымалары арқылы жоғары қысымдар мен температураларда жұмыс істеуге арналған арнайы жабдықпен қабатқа айдайды.

Қабатқа ыстық су және сулы бу айдауды жобалау және жүзеге асыру кезінде судың термодинамикалық күйін білу маңызды: сұйық, бу түріндегі, су мен будың қоспасы немесе критикалық күйдегі қоспасы.

12. Қабатқа бу жылуымен әсер етудің қолданылу критерийі

Қабаттардан мұнайды ыстық сумен және бумен ығыстыру

Температураның артуымен мұнай мен су тұтқырлықтары азаяды. Егер кәдімгі қабаттық жағдайларда мұнайдың тұтқырлығы судың тұтқырлығынан айтарлықтай артық болса, бұл жағдайда судың тұтқырлығы айтарлықтай төмендейді. Мұнай мен судың қозғалыстарының қатынасы жақсы жаққа қарай өзгереді. Бұл экспериментті орнатылған факт – мұнайбергіштікті арттыру мақсатында тұтқырлығы жоғары мұнайлы қабатқа жоғары температурадағы су айдау немесе сулы бу айдауды қолданудың негізгі себебі. Сонымен қатар, қабатқа ыстық су немесе сулы бу айдау кезінде сәйкес жағдайларда мұнайдан көмірсутектердің жеңіл фракциялары бөлініп, жер қойнауынан мұнайдың алынуын арттыра отырып бу және су ағыстарымен қабат бойынша өндіруші ұңғымалар түптеріне қарай жылжиды.

Ыстык су мен буды жоғары қысым парогенераторларында (қазандарда) алады және арнайы конструкциясы бар айдау ұңғымалары арқылы жоғары қысымдар мен температураларда жұмыс істеуге арналған арнайы жабдықпен қабатқа айдайды.

Қабатқа ыстық су және сулы бу айдауды жобалау және жүзеге асыру кезінде судың термодинамикалық күйін білу маңызды: сұйық, бу түріндегі, су мен будың қоспасы немесе критикалық күйдегі қоспасы.

Мұны су үшін қанығу сызығы судың сұйық немесе бу фазаларында болу облыстарын бөліп тұратын - диаграммасының көмегімен білуге болады. Сонымен қатар критикалық зона нүктемен сипатталады. Су үшін Егер судың қысымы мен температурасы ол мәндерге сәйкес келетін нүкте бұл диаграммада қанығу сызығында болатындай болса, онда су бір уақытта бу тәрізді және сұйық фазаларда келеді. Судың бірлік массасында судың қандай мөлшері сұйық және бу күйінде болатыны судың бірлік массасындағы жылу мөлшеріне байланысты. Егер будың қысымы мен температурасы қанығу сызығындағы қысым мен температураға сәйкес келсе, бу қаныққан деп аталады. Қанығу сызығының үстінде судың күйі тек сұйық болады, ал оның астында – тек қыздырылған бу түрінде болады.

Судың белгілі бір мөлшері қанығу сызығына сәйкес күйде болсын. Бұл көлемде бу массасы М_П, ал сұйық су массасы М_в болсын. Онда

(1)

Мұндағы будың құрғақтығы. Егер судың термодинамикалық күйі қанығу сызығы үстіндегі нүктелерге сәйкес келсе, ол нөлден бастап өзгереді, яғни су 100% дейін қыздырылған бу болатын сұйық болып табылады.

Су үшін -диаграммасында қанығу сызығын келесі қарапайым тәуелділікпен жуықтау қабылданған:

(2)

мұндағы -қанығу сызығындағы қысым, МПа; Т- температура, К.

(2) формула бойынша судың критикалық күйін сипаттайтын нүктеге жақын қателігі бар қанығу сызығындағы қысымды алады.

Әрі қарай ыстық су мен буды мұнайлы қабаттарға өнеркәсіптік масштабтарда айдалатын жылу тасымалдағыштар деп атаймыз.

Мұнайды жылу тасымалдағыштармен ығыстыру процесінің маңызды сипаттамасы – қабаттық температура мен оның таралуы. Қабатқа жылу тасымалдағыш айдау кезінде қабаттағы температура ауданын жылу ауыстыру теңдеуі негізінде есептейді. Сонымен қатар ыстық су қабатқа Т_ПЛ бастапқы температурамен айдалады деп санаймыз.