36. Қанығу қысымы. Газды фактор.

Қысым қанығу қысымынан төмен болғанда игерілетін қабатта еріген газ режимі орнайды. Кеуекті ортаның мұнайдан бөлінген еркін газға қанығуы төмен болғанда газ мұнайда көпіршік түрінде болады. Қабаттық қысымның төмендеуіне байланысты газға қанығудың артуымен газ көпіршіктері гравитация күштерінің әсерінен қабаттың жоғары бөлігінде газды жиналым - газ телпегін құра отырып қалқиды, әрине егер оның құрылуына қатпарлы немесе басқа әртектілік кедергі болмаса.

МжГКО - ның игеру басталғанға дейінгі алғашқы газ шапкаларымен салыстырғанда игеру процесінде пайда болған газ шапкасы екіншілік деп аталады.

Мұнайдан бөлінген газ қысым төмендеген сайын ұлғая отырып мұнайдың қабаттан ығысуына әсер етеді. Мұнайдың қабаттан ығысуы осылай жүретін қабат режимін еріген газ режимі деп атайды. Егер қабатта мұнайдан газ толық ажырап, газ шапкасы пайда болса, еріген газ режимі газарынды режимге ауысады.

Мұнай кен орындарын игеру тәжірибесі мен газ мұнай қоспасының фильтрациясы теориясын гравитациялық күштерді ескере отырып қарастырғанда мынаны байқаймыз, әрдайым дерлік еріген газ режимі газарынды режимге тез ауысады. Еріген газ режимі көбінесе мұнай қабатында оның нұсқа сырты облысында серпімді режиммен бірге немесе егер қабат қысымы қанығу қысымына жуық болса суарынды режиммен бірге жүреді. Сонда, өндіру ұңғымаларының маңайында еріген газ режимі, айдау ұңғымаларының маңайында - суарынды режим пайда болады. Қабаттың мұндай режимдерін аралас режимдер деп атайды.

Қабатты оның нұсқа сырты облысында серпімді және қабаттың мұнайға қаныққан бөлігінде - еріген газ режимі болатын аралас режимде игеруді қарастырайық. Игерілетін қабат формасы - шеңберге жақын делік (1 сур.). Оның нұсқа сыртындағы сулы облысының өткізгіштігі жақсы және өте алысқа жайылады ("шексіздікке дейін"). Ол серпімді режимде игеріледі. Мұнайға қаныққан бөлік нұсқасындағы қысымды алдыңғы дәрістегі әдіс бойынша анықтауға болады.

Мұнай қабаты өндіру ұңғымаларының біркелкі торын қолданумен игерілсін. Әрбір өндіру ұңғымасының қоректену нұсқасы радиусын r_к ұңғымалар арасындағы қашықтықтың жартысына тең деп алуға болады. Егер r = r_к болса, қабаттық қысым р=р_к<р_нас (р_нас — қанығу қысымы).

Қарастырылып отырған жағдайда мұнайдан газ көпіршіктерінің бөлінуі қабаттың қатпарлануы есебінен қиындатылған деп санайық. Бұл жағдайда қабатта таза еріген газ режимі дамиды. Қабатты игеруді есептеуді оңайлату үшін бұл режимде нұсқа радиусымен r_к шектелген әрбір ұңғымаға газдың ағысы квазистационарлы - тоқтың әрбір сызығында тұрақталған, бірақ уақыт бойынша өзгереді деп санауға болады. Әрбір ұңғымаға мұнайдың массалық ағуын қарастыра отырып қатыстық өткізгіштіктер қисығында қабаттың әрбір нүктесіндегі сұйық көмірсутекті фазаға қанығуды s_ж ескереміз, ал қабат элементін толық игеруді қарастырғанда ( r_c ≤ r≤ r_k кезінде) қабаттың сұйық көмірсутекті фазаға біршама орташа қанығуын s_æ ескереміз. Бұл қанығу қысымы Р нұсқаға жақын қабат қимасының кейбіреулерінде ғана болсын. Сонда ұңғымаға келетін мұнайдың массалық дебиті үшін:

(13)

Газдың массалық дебиті:

(14)

Қабат элементінде газды фактор үшін:

, , (15)

радиусы r_k қабатта мұнай және газ массалары үшін келесі өрнекті аламыз:

M_н = ρ_н V_н , М_r=α₀p V_н ρ_н+ ρ_rV_r , V= V_н+V_r (16)

мұндағы V_н және V_r - мұнай мен газдың сәйкес көлемдері. (16) - дан аламыз:

М_r= α₀p V_н ρ_н+ α₀p V_н ρ_н+Δ(ρ_rV_r); ΔM_н= ρ_н Δ V_н (17)

Материалды баланс теңдеуі негізінде газ факторы үшін келесі өрнекті аламыз:

(18)

= V_н/V ; =ΔV_н/V ; 1- = V_r/V (19)

(20)

Қабатты игеру процесі изотермиялық деп аталады. Себебі газдың сығылғыштығын ескермейміз, (2) ден

Ρ_r = (21)

Онда (20) және (21) - ден, Δр және Δ нөлге ұмтылады деп:

(22)

(22) дифференциалдық теңдеуі сұйықтың қанығуы мен еріген газ режимі жағдайында пайдаланылатын ұңғыма нұсқасы арасындағы байланысты көрсететін белгілі К.А. Царевич теңдеуімен сәйкес келеді.

(22) теңдеуді шеше отырып, сұйықтың орташа қанығуының s_ж орташа қысымға Р тәуелділігін аламыз, содан соң - игерудің қалған көрсеткіштерін аламыз. Сонымен қатар, еріген газ режимінде игеру процесінде қабаттық жағдайларда мұнайдың тығыздығы мұнайдан газдың бөлінуі әсерінен айтарлықтай өседі, мұнай бергіштікті есептеу кезінде мұнай тығыздығының өзгерісін ескеру қажет.

L₂ —дегазирленген мұнай массасы, aл L₁ — мұнайда еріген газ массасы. Қабаттық жағдайларда мұнай тығыздығы V_н - ге тең. Сонда

(23)

мұндағы — мұнайда еріген газдың көрінерлік тығыздығы; — дегазирленген мұнай тығыздығы.

Онда қабаттық жағдайлардағы мұнай тығыздығы

(24)