2. Мұнай қанығу қалдығының қалыптасуының негізгі себептері.

Қалдық қорлардың қалыптасу себептері болып табылады:

1. Геологиялық құрылымның күрделілігі, макробіртекті емес қабаттармен байланысты (линзалар, бөлшектелген, )

2. Біртекті емес қабаттардың өткізгіштігі (0,01 ден 3-4 мкм²-ге дейін). Фильтрациялық- ыдыстық қасиеттері нашарланған қабаттардың болуы.

3. Мұнай тұтқырлығы су тұтқырлығынан көп. Мұнай тұтқырлығының суланған кездегі диапазонының өзгеруі - 1-5 тен 30мПа c.

4. Тоқырау аймақтарының қалыптастыруы.

5. Сулымұнай аймақтарының болуы.

6. Қабаттың техногенді өзгеруі

7. Қалдық мұнайқанықтылық суланған қабаттарда пленкалы және тамшылы мұнай күйінде болады.

8. Колектодың микробірқалыпсыздығы (капилярлар өлшемі 1*10^-4-ден 1 см дейін).

9. Кеуекті ортаның арнайы беті – 0,05^-3-ден 10^-1 см²/см³.

10.Қалдық мұнай қасиеттерінің өзгеруі (нашарлауы)(Молекулярлық күштердің фазааралық іс-қимылдары 18-ден 30 мН/м дейін).

11.Кен орнын да ұңғыларды оңтайлы емес торлар ретінде бұрғылау.

12.Қолданылатын технологиялардың жетілмегендігі.

13.Көп қабатты өндірістік объектілерді оқшаулау.

8.

1. Физика-химиялық әдістерге қандай үрдістер жатады?

2. Физика-химиялық әдістерді қандай топтарға бөлуге болады.

Жалпы алғанда, қабаттардың мұнай беруін арттырудың физика-химиялық әдістері қабат қысымның әдістеріне негізделеді, яғни су айдауына әр түрлі химикаттар қосылады.

Қабаттардың мұнай беруін арттырудың механизмі бойынша физика-химиялық әдістері бойымен 3 группаға бөлуге болады:

• Арттыру коэффициентінің ығыстыру әдісі;

• Арттыру коэффициентінің қамту әдісі;

• 1 және 2 тәсілдің біріктірілген әдісі.

Жалпы алғанда, жүйе микроскопиялық сипаттамалары ауыстыру және ауыстыру агентінің тұтқырлығы сипаттамаларын өзгертуге бағытталған физикалық және химиялық әдістері: олар, мұнай – ығыстыру агенті – жыныс.

Физико-химиялық әдістерінің классификациясымен жұмыс агентінің айдауы типі бойынша мыналарға бөлінеді:

• Беттік белсенді заттарды айдау;

• Сілтілерді айдау;

• Полимерлерді айдау.

Химикат заттарының су ерітіндісінің жиектеу айдауы негізгі технологиясы болып табылады. Жиектеуді сипаттайтын негізгі параметрлер, мыналар:

• Қуыстық көлемінің үлесінде көрсетілген жиектеу көлемі;

• Химикат заттардың концентрациясы.

Бетті белсенді заттектердің (ББЗ) ерітінділерін қабатқа айдау.

Беттік әрекеттік заттар фаза аралық бөлім деп аталатын екі түйісіп тұрған дененің беттерінде жиналып тұра алатын зат. Фаза аралық бөлімде ББЗ жоғары концентрациялы бет құрып, адсорбциялы шекті құрайды. Кез–келген сұйық газ немесе реагент қажетті жағдайда өзінің беттік белсенді қасиетін көрсете алады, яғни беттерде бос энергиясын азайта отыра молекулярлық күштер әсерінен адсорбцияға кіре алады. Алайда, беттік әрекетті заттар деп, адсорбциясы күшті тез арада беттердің қажауын тежейтін заттар.

Әдетте, суландыру әдістемесі суға беттік белсенді заттектерді (ББЗ) немесе детергенттерді қосу жолымен жақсартуына мүмкіндік береді. ББЗ-і қосылған суды мұнай қабатына айдауда мұнай - су шебінде бетті керуі төмендейді, мұнайдың ширақтығы жоғарылайды және сумен оны қысып шығару жақсарады. Жыныстардың сумен дымқылдануының жақсару есебінде мұнай алған кеуектерге сіңеді, қабатпен біркелкі жылжиды және мұнайды одан жақсырақ қысып шығарады.

Беттік белсенді заттектер сулы ерітінділерде иондарға ыдырау және ыдырамау қабілеті бойынша ионогенді және ионогенсіз деп бөлінеді. Біріншілері, өз кезегінде анионбелсенді және катионбелсендіге бөлінеді. Сулы ерітінділерде анион беттік белсенді заттектердің ыдырауында көмірсутегінің молекулалар және катиондар бөлігінен тұратын бетті белсенді аниондар пайда болады. Соңғылары, негізінде натрий, органикалық емес иондар болады. Қабаттарды суландыру үшін көбінесе, ионогенсіз беттік белсенді заттектер қолданады. Жыныстардың беттерінде жоғары беттік белсенділігі және төмен адсорбциялануы оларды ионогенді беттік белсенді заттектерден ерекшелендіреді. Анион белсенді ББЗ кальций және магний тұздарымен үйлеседі және ерітіндіден шөгіп ерімейдін тұнбаларды құрастырады. Катион белсенді ББЗ көпшілігі минералданған қабат суларында ерітілмейді.

Полимерлі су айдау.

Мұнайды ығыстырушы судың тұтқырлығына, мұнай мен судың тұтқырлықтарының қатынастарына әртекті қабаттарды су айдаумен қамту тәуелді.

Полимерлі су айдауда суда төмен концентрацияларда судың тұтқырлығын арттыруға, оның қозғалысын төмендетуге және осының әсерінен қабаттарды су айдаумен қамтуды арттыруға қабілеті жоғары молекулалы химиялық реагент – полимер (полиакриламид) ериді. Полимерлер концентрациясы 0,01 болған кезде – оның тұтқырлығы 3-4 мПа * с дейін артады. Бұл қабаттағы мұнай мен су қатынасының дәл осылай азаюына және судың жарылу жағдайларының азаюына алып келеді.

Полимерлі ерітінділерді айдау үшін кәдімгі су айдауға қарағанда жоғары қысым талап етіледі, ол игерудің қажетті немесе ұқсас қарқындарын қамтамасыз етеді.

Осы себептен полимерлі су айдау өткізгіштігі нашар қабаттарда техникалық орындалмауы мүмкін. Бірақ, полимерлі су айдау үшін ұңғыманың тек нұсқаішілік тығыз сеткаларын қолдануға болады.

Полимер ретінде полиакриламид (ПАА) қолданылады. ПАА гель, қатты түйірлер және ұнтақтар түрінде шығарылады. Әдетте суда ПАА – ң келесі концентрациясын қолданады: гель бойынша 1-5%, қатты гель (түйірлер немесе ұнтақ түрінде) бойынша 0,08-0,4%. ПАА сорбциясы жоғары болғандықтан оның концентрациясын осы полимердің сулы ерітіндісі болатындай көтереді.

Қабаттардан мұнайды ығыстыру үшін ПАА сулы ерітіндісін кезінде қолданған дұрыс.

Мұнайды ПАА сулы ерітіндісімен ығыстыру есебін ББҚ ерітінділеріне арналған әдіс бойынша ығыстырудың сәйкес сипаттамаларын қолданып шығаруға болады.

Полимерлі су айдау қабаттардың мұнайбергіштігін арттырудың перспективалық әдістерінің бірі болып табылады. Алайда, әдістің кең қолданылуын шектейтін үлкен кемшіліктері де бар.

Әдістің негізгі кемшілігі су айдау қысымын арттырумен қалпына келмейтін түптік зоналардың тұтқырлығының күрт артуы салдарынан айдау ұңғымаларының өнімділігінің күрт төмендеуі. Сондықтан өткізгіштігі төмен (0,1 мкм² аз) коллекторлар мен жоғары температураға (90⁰ артық) ие терең қабаттар үшін полимерлер қолдану қазіргі уақытта мүмкін емес болып тұр. Полимерлі ерітіндінің құрылымын бұзатын тұз мөлшері көп біртекті қабаттарға полимерлер айдаудан көп нәтиже күтуге болмайды. Себебі әдіс қымбат болып табылатындықтан оның қолданылуының экономикалық тиімділігі тек мұнайдың жоғары бағаларында мүмкін болады.

Болашақта полимерлі су айдаудың қолданылуы суда – еритін полимерлер, әсіресе тұзға тұрақты полимерлер өндірісінің көлемімен анықталады. Қабаттардың мұнайбергіштігін арттыру үшін полимерлерге қажеттілік мөлшері ондаған мың тоннаға жетеді. Полимерлі су айдаудың болашағы көбінесе басқа МУНОП (сілтілік су айдау, мұнайды бумен, ыстық сумен, ББҚ, СО₂ – мен ығыстыру) үйлескен полимерлер бағасына тәуелді болады, ол ең жақсы тиімділікке қол жеткізуге мүмкіндік береді.

МКИ физикалық – химиялық әдістерінің арасында мұнайлы қабатқа ББҚ, спирттердің, мұнай еріткіштердің, судың және ПАА сулы ерітіндісін айдау арқылы кешенді әсер ету әдісі белгілі. Ол мицеллярлы-полимерлі су айдау деп аталады.

Судың, ББҚ, көмірсутектердің және спирттің белгілі бір қатынасына жеткен кезде ерітіндіде мицелла молекулаларының физикалық – химиялық байланысқан топтары пайда болады. Мұндай ерітінді мицеллярлы деп аталады.

Құрамы мынадай мицеллярлы ерітінділер қолданылады ( %):

1. сульфаттар-6; ББҚ-1,2; изопропил спирті-1,2; керосин-51,6; су-40;

2. сульфонат-8; ББҚ-2; мұнай немесе белгілі бір сұйық көмірсутектер құрамы-30; су-60;

Мицеллярлы ерітіндінің тұтқырлығы оны құрайтын бастапқы заттардың тұтқырлығына қарағанда көп болады. Егер айдау сызығының жанында бұл ерітінді суға айналса, соңғысы тұтқырлығы төмендеу сұйықтық ретінде тұтқырлығы жоғары мицеллярлы ерітіндіні ығыстыруы тиіс.

Бұл жағдайда ерітіндіні ығыстыру коэффициенті төмендейді. Сондықтан қабат бойынша мицеллярлы ерітіндінің жиегінің қозғалысы үшін полимердің сулы ерітіндісін пайдаланады. Қабатқа осылай әсер ету мицеллярлы – полимерлі су айдау деп аталады.

Сілтілік су айдау

Қабаттарға сілтілік су айдау әдісі сілтілердің қабаттық мұнаймен және жыныспен әсерлесуіне негізделген. Сілтінің мұнаймен байланысуы кезінде оның мұнайдағы органикалық қышқылдармен әсерлесуі жүреді, нәтижесінде мұнай – сілті ерітінділері фазалары бөлімінің шекарасындағы фазааралық созылуды төмендететін ББҚ түзіледі.

Сілтілік ерітінділер даярлау үшін: күйдіргіш натр (каустикалық сода) NA OH; көмірқышқылды натрий (кальцинирленген сода) Na₂CO₃ ; аммони (аммиак) қышқылы гидратын NaH₄OH; натрий силикатын (еритін шыны) Na₂Si₃ қолдануға болады.

Олардың ішіндегі ең белсенділері күйдіргіш натр мен натрий силикаты.

Сілтілік ерітінділер кәдімгі сумен жылжитын, әртектілігіне байланысты қабат кеуектерінің көлемінің 10-25% құрайтын өлшемдегі жиек түрінде айдалады.

Әдістің негізгі кемшіліктері оның мұнайдың белсенділігі бойынша қолданылуының өте қатаң критерийлері болып табылады. Қабаттық және айдалатын судың минерализациясы мен жыныста саздардың көп мөлшерде болуы әдістің қолданылуын шектеуі мүмкін. Мұнайдың белсенділігінің жеткіліксіздігі, судағы тұз бен жыныстағы саздар мөлшері сілті шығынының артуына және кәдімгі су айдауға қарағанда мұнайды ығыстыру тиімділігінің нөлге дейін төмендеуіне алып келеді.

16. 1. Ішкі қабаттың жану технологиялардың қандай түрлері бар?

Көмірсутектер оттекпен экзотермиялық реакцияларға түсуге қабілетті, ол мұнайлы қабатта жылу алу үшін қолданылуы мүмкін.

Қабатішілік жану әдісінің негізінде жанбаған фракциялардың қозғалысын арттыру үшін кеуекті ортадағы мұнайдың бір бөлігінің жану процесі жатыр. Жану әдетте түптік зонада қажетті температуралық деңгейді қамтамасыз ететін арнайы жабдықтың көмегімен іске асырылады; әрі қарай процесс бір немесе бірнеше ұңғымаларға тұрақты ауа жіберу кезінде автономды режимде жүреді. Жану фронтының температурасы сулы будың қанығу температурасынан артық болады және 400 - 600⁰С аралығында болады.

Қабатішілік жану 20 ғасырдың 50 жылдарынан бастап негізінен ауыр мұнайлы кенорындарда қолданылады. Көбінесе мұнай бір ұңғымадан келесі ұңғыманың түптік зонасына ысырылады, алайда көптеген жағдайларда бұл моментті ұңғыма маңы облысына жылулық әсер ету әдісі ретінде қолданады, сондай-ақ мұнай өндіру кезеңдері жану кезеңімен (ауа айдау арқылы жүзеге асырылатын) кезектесіп отырады.

Егер айдау ұңғымаларының айналасындағы түптік зона температурасы қажетті деңгейге дейін көтерілсе, жану дәл осы облыста жүреді және оның фронты пайдалану ұңғымаларына қарай, яғни мұнайды ығыстыру бағытында орын ауыстырады, бұл жағдайда процесті бірағысты жану деп атайды. Егер пайдалану ұңғымасының түптік зонасының температурасын арттырса және тұтану оның шеттерінде жүрсе, онда жану фронты айдау ұңғымаларына қарай, яғни мұнайды ығыстыру бағытына қарама-қарсы бағытта таралады, мұндай процесті қарама – қарсы ағысты жану деп атайды.

Құрғақ бірағысты жану

Құрғақ бірағысты жану кезінде оның фронты шикі мұнайдың жанбаған фракцияларын ығыстырады, сонымен қатар оның кокс деп дұрыс аталмаған көміртекті қалдыққа айналған фракциялары айдалатын ауа оттегісінде жанады.

Су айдаумен үйлескен қабатішілік бірағысты жану

Құрғақ бірағысты жану кезінде коллекторда жинақталған жылулық энергияның айтарлықтай бөлігі жылуөткізгіштік салдарынан қоршаған жыныстарға жоғалады. Құрғақ жануды жүргізгеннен кейін қабатқа ауа мен су айдауды қатар қолдануға болады, ол айдау ұңғымасы шегінде шоғырланған жылулық энергияны жинау үшін су мен сулы будың энтальпия айырмасын қолдануға және оны жану фронты алдындағы облысқа ауыстыруға мүмкіндік береді.

Қарсы ағысты жану

Егер қарастырылып отырған көлемдегі сұйық пен газдың қозғалу бағытында жану және соның сөну шекараларын анықтасақ, онда қарсы ағысты жану өндіру ұңғымаларының центрінен мұнайға қанықтылық жоғары аудандарға таралады. Осылайша, сұйық фракциялар көмірсутектер қажетті химиялық айналудан өтетін жоғары температура зонасымен қиылысуы керек. Ең оңай тотығатын фракциялар оттегіде жанады, ал пиролиз өнімдері жану фронты өтетін облыстарда кеуекті коллекторда қалдық (кокс) түзеді.