Downloads / Дәріс 14

Модуль 5.

Дәріс 14.

Тақырып: «Газ ұңғымаларын пайдалану.» Сұрақтар:

1.Газ ұңғымаларының конструкциясы. Жер үсті және жер асты жабдықтары.

2.Ұңғыма оқпаны бойымен қысымның таралуы.

3.Көтергіштің диаметрін анықтау.

4.Газды ұңғымаларды пайдалану кезіндегі қиындықтар.

1.Газ ұңғымаларын пайдалану. Газ ұңғымаларының түрлері, жабдықтары

Газ және газконденсатты ұңғымалардың конструкциясы және құрылғысы мұнай ұңғымаларына ұқсас, олар фонтанды әдiспен игеріліп пайдаланылады. Екi жағдайда да ұңғымалар құрылғысы сүзілу аймағына дейiн түсiрiлген көтергiш құбырлар колоннасынан және фонтанды арматурадан тұрады.

Сонымен қатар газ және мұнайдың қасиеттерiнiң әр түрлi болуына байланысты, олардың ұңғымаларында да айырмашылықтар бар.

газдың тығыздығы және тұтқырлығы мұнаймен салыстырғанда жүз және мың есе төмен

газдың қозғалу жылдамдығы мұнайдікінен 5-25 есе жоғары. Газ ұңғымасындағы түп қысымы сағасындағы қысымға сәйкес жоғары болады

газды өндiру тек фонтаны әдiспен жүзеге асырылады

кейбiр кен орындардың газының құрамында көптеген агрессивтi компонеттер болады (күкiртсутек және көмiр қышқыл газ)

Газ ұңғымаларыда олардың құрылғысының герметикалық және коррозиядан сақтау қасиеттерiне сұраныс жоғары болады.

Ұңғыманың конструкциясы газдың құрамына, пайдалану жағдайына тәуелдi, сондықтан олар кондуктордан және фонтанды құбырдан тұратын бiр колонналы немесе көп коллоналы, күрделi болып бөлiнедi.

Терең орналасқан қабаттарға бұрғыланған ұңғымаларда, олардың жоғары өнiмінде құрамында коррозиялық компоненттер (H2S-күкiртсутек, CO2-көмiрқышқыл газ, меркаптандар) болады. Сонымен қатар бiр ұңғыманы пайдаланып бөлек екi өндiрiстiк объектін игеру үшін және пайдалану колонналарын фонтанды құбырлар колоннасын сақтау үшiн, ұңғыма оқпанының төменгi жағын жабатын немесе екi объект арасын бөлетін мықты орнатылған пакермен жабдықталады.

Бос жыныстар түрлерiн ашқанда қолданылатын фильтрлер, құрылғының күрделiлiгiнiң себебiне және сенiмсiз жұмыстарға байланысты сирек қолданылды. Шоғырланған жынстың қабат-коллектордың бұзылуына байланысты қабатқа әсер ететін депрессияны төменгі күйде ұстайды.

Газ ұңғымаларының жабдықтары

Газ ұңғымаларын пайдалануда төрт желісті (крест пішінді) арматураны қолданады, олар қолдануға өте ыңғайлы. Арматурадағы ниппельдер мен бұрандаларға қысым өлшеу үшiн манометрлер қосады, ал газды шығару желісінде – термометрлер үшiн қалталар болады. Бұлардың барлығы гидраттар шөгіндісін түзудi және коррозияны хабарлайтын мүмкiндiк беретiндей етiп қоршалады, сонымен қатар жөндеу жұмыстарын жүргізіп уақытында үрлеуге мүмкiндiк беру керек.

Фонтанды құбыр диаметрiн анықтағаннан кейiн пайдалану құбыр тізбегінің өлшемiн (диаметр және ұзындық), кейiн барлық ұңғымалардың өлшемiн айқындайды. Ұңғымалардың iшкi диаметрiн муфтаның немесе фонтанды құбырдың шеттерiнiң диаметрiнен 20 мм-ге жоғары деп қабылдайды.

Фонтанды құбыр тізбегінің диаметрiн келесiнi ескерiп анықтайды:

1)су, конденсат және бөлшектерден ұңғыма түбін ласталауды қамтамасыз ету;

2)қысымды жоғалтуды төмендету.

Бұларды ескеру, теориялық тұрғыдан келесi тәуелдiлiк қолданылады

V=1,2 Vкр, мұнда

v- шығатын газ ағынының негiзгi жылдамдығы, м/с; vкр-сынамалы жылдамдық, м/с; g-бос түсу үдеуi, м/с; d-бөлшектердің диаметрi; φ-жыныс бөлшегiнiң өлшемiн ескеретiн коэффициент (φ=0,3-0,75); ρж және ρг – жыныс және газ бөлшектерiне сәйкес тығыздықтар, кг/м3.

Су бөлшектерiн, конденсатты және лас заттарды шығару процесi күрделi. Ол көптеген қиын анықталатын айнымалыларға тәуелдi. Осыған байланысты, фонтанды құбырдың қажеттi диаметрiн есептеуде тәжiрибелiк мәлiметтерге сүйенедi. Газ шығыны Q (м3/с) келесi формуладан табылады.

, (11.4.) мұнда: D- шашыратқыш құбырдың iшкi диаметрi, см; Р3-қысым, МПа; М-газдың орташа молекулярдық массасы; Т3-ұңғыма түбіндегі газ температурасы, 0С; z-газдың асасығылу коэффициентi.

Себебi шығын Q ұңғыманың пайдалану режимiн ескерiп, (11.4) формуладан фонтанды құбыр диаметрiн табуға болады. Бұл үшiн жиi тік бағыты бойынша минимальді мүмкiн болатын жылдамдық V берiледi. Ол 3- 5м/с құрайды.

(11.5)

Үйкелiске және газ бағанасының салмағын жоғалту ұңғыманың тереңдiгiне және ондағы қысымға тәуелдi, (11.4) формуладан есептегенде ұңғыма түбіндегі және сағасындағы қысым айырмашылығын тексеру керек.

Көтергiш құбырлар тізбегін келесі мақсатпен түсiредi:

-газда қатты заттар болған жағдайда, пайдалану кұбырлар тізбегін үйкелуден және желiнуден немесе коррозияны туғызатын агрессивтi компоненттерден сақтау;

-сұйықтық және механикалық қоспаларды ұңғыма түбінен жер бетіне шығару;

-ұңғыманың фонтандауын басып тоқтату және меңгеру үрдістерін жеңiлдету, бұл жер асты жөндеулерін жүргiзгенде қажет;

-ұңғымаларға құрылғыны түсiріп, көтеруге байланысты әр түрлi зерттеу жұмыстарын жүргiзу.

Ұңғымаларда агрессивтi компоненттер және жоғары қысымдар болуында, пакерлер мен әр түрлi маңызы бар клапандарды қосатын жер асты комплекстерiн қолдануға болады. Бұл пакерлер мен клапандар – құбырлық кеңiстiк пен фонтанды құбырлар арасындағы байланысты туғызатын немесе жоятын құрылғы.

Өндiрiстiк тәжiрибеде тереңге түсірілетін клапандар қолданылады, олардың құрылымы келесiдей:

1) механикалық әсер етушi клапандар. Оны ашу үшiн ұңғымаға, құбырдан сұйық клапанан шығуына дейiн ашық ұстап тұратын, құрылғыны түсiредi. Оны төмен түсірген сайын ол құрылғы келесi клапандарға дейiн ашық ұстайды. Кейiн құрылғыны жер бетіне шығарып, ұңғыманы керектi режимде пайдаланады.

2) гидравликалық әсер етушi клапандар, құбырлық кеңiстiк пен фонтанды құбыр арасындағы қысымның аса төмендеу үрдісіне негiзделген.

11.11-сурете циркуляциялық клапанның сызбанұсқасы көрсетiлген, оны негізінде пакер алдына орнатады. Оны жұмыс iстету үшiн құбырларға, жiңiшкеру клапанының төменгi жағына қарай шарик жiбередi, ол фонтанды құбырларды «құлыптайды». Мұндай әрекет жасалып болғаннан кейін, жіберілген шарикті әрі қарай ұңғыма түбіне айдап түсіреміз немесе ағынмен бірге жер бетіне шығарамыз.

11.12-суретте, құбырлық кеңiстiктен ингибитор заттарын фонтанды құбырларға айдайтын ингибиторлық клапан көрсетiлген. Ол жабық болады және құбырлық кеңiстiкке сұйықтықтың баганасы үлкейіп жиналуы нәтижесiнде жұмыс iстейдi.

Шорт кесетін (отсекатель)-клапандар да құрылымы жағынан әр түрлi. Ең қарапайымы 11.13-суретте көрсетiлген.

11.13.сурет. Шорт кесетін (отсекатель)-клапан.

Газ ағынын арыны есептелген мәндерден жоғары болғанда тайғанағыш-муфта 1 серіппені сығып, салбыраған тығынды (заслонканы) 3 босатады, ол ұңғыманы тоқтатып жабады. Газ ағынын аса яғни шығындалуын жойғаннан кейiн шорт кесетін (отсекатель)-клапан бастапқы күйіне келіп тұрады. Оларды кейде ұңғыманың жоғары жағына да орнатады.

Суланып келе жатқан аз шығымды (дебиттi) ұңғымаларда, БӘЗ енгiзу үшiн қолданылатын құрылғылармен және суды көпiртудi жақсарту үшiн қолданылатын қондырғылармен жабдықтайды. Терең емес ұңғымаларда арнайы суды шығаратын плунжерлiк лифт, газ ағынын бақылауға арналған немесе ұңғыманың пайдалану режимiн керек кезде өзгерту үшiн арнайы аппараттар қолданылады.

11.9 Газ ұңғымаларының технологиялық режимдерi

Өндiрiстiк керекті шығымға (дебитке) байланысты анықталатын газ ұңғымаларының пайдалану режимi, берiлген зерттеулер негiзiнде орнатылады. Зерттеу нәтижелерiнiң негiзiнде барлық пайдалану газ ұңғымаларының шығымы (дебитi) реттеледi.

Зерттеу кезiнде қысым, температура және газ шығымы (дебитi) өлшенiп, әр режимдегi ұңғыманың жұмыс істеу параметрлерi бекiтiледi.

Газ ұңғымасының режимін өзгертуi, жұмысын реттеуі, қажетті анықталған қарсы қысым түзелуiмен жүзеге асады, яғни штуцердің көмегімен.

Газ ұңғымасының өндiрiстiк шығымын (дебитiн) шектеу керек, себебi сондай кезде келесi қиындықтар туады:

-түп аймағының бұзылуы, қоймаға жыныс бөлшектерiнiң шығуы, құм тығындарының түзiлiп пайда болуы;

-ұңғыманың шеткi және қоныш суымен сулануы;

-тұз кристалдарының түп аймақтарына шөгіндеп шығуы, ластанып түп аймағын тығындап тастауы;

-газдың шексіз салқындауы, құрылғының қатуы;

-гидраттардың түзiлуі;

-ұңғыма iшiнде қысым төмендеуi және сыртқы қысым әсерiнен колоннаның майысу қауiптiлiгi;

-ұңғыманың қанағаттандырмайтын күйi (сапасыз цементтеу, саңылаусызданудың бұзылуы, жанындағы сумен сулануы);

Газ ұңғымаларын пайдаланудың оптималды режимiн таңдау – газ алудың негiзгi проблемаларының бiрi. Газдың өзiнiң құнына кіретін барлық шығынның жартысы осы ұңғыма құрамына сәйкес келедi. Сондықтан, ұңғымалардан өнімді шексіз ұлғайту өндірістің техника-экономикалық көрсеткіштерінің өсуіне әкеп тірейді. Алайда мұндай биологиялық, технологиялық, техникалық және экономикалық сипатты шектеулердi ескередi.

Геологиялық себептер:

1) берiктігі жеткiлiктi емес тау жыныстарының бұзылуы (құм, әлсiз

3) ұңғымалардың қоныш суымен сулануы (конустардың түзiлу). Бұл жағдайда ұңғыма өнiмдiлiгi нашарлайды, құрылғы жұмысы қиындайды, коллектор өткiзгiштiгi нашарлайды.

Ұңғыма маңында жыныстың бұзылу үрдісі (процесi) қиын және жеткiлiктi терең зерттелмеген. Нақты ұңғымалар бойынша қабаттың бұзылу бастамасы, ұңғымаларды жынысаулағыш аспап көмегiмен зерттеуде табылады. Ұңғыманың түп аймағының бұзылуын болдырмау үшiн, түп аймағының шекарасында қысым градиентiнiң тұрақтылық жағдайы немесе ұңғыма түбінің қабырғасындағы қысымның тұрақты төмендеуi қарастырылады.

радиусы; h-қабаттың ашық бөлiгiнiң қалыңдығы; Рст және Рк-стандартты жағдайдағы және тұтыну нұсқасындағы қысымдар. q* функциясын 11.4- суреттен анықтауға болады (h*- қабаттың қатысты ашылуы).

11.8 формуладан алатынымыз келесі: Рк өте келе төмендесе, газдың шектелген шығымыда сәйкесiнше төмендеуі керек. Қорытындыны шығару үшін тәжiрибелiк жолмен алынған және есептелген мәлiметтердi салыстыру қажет.

қозғалуы үлкен әсер етедi. Газ-су шекарасын өзгерту есебi үшiн формулалар күрделi және тәжiрибе жүзiнде нашар дәлелденедi.

Себебi қабат жөнiндегi мағлымат бөлек ұңғымаларды пайдалану жағдайын бағалау үшiн жеткiлiксiз. Осыған байланысты газ ұңғымаларының режимiнiң параметрi игеру үрдісінде (процесiнде) берiлген гидрогеологиялық және гидрохимиялық бақылаулар негiзiнде тексерiледi.

Қажетсіз шеткi су қозғалысы байқалатын ұңғымалардан газды өндіру мөлшері төмендейдi, ал басқаларда - жоғарылайды.

Технологиялық себептер

Ұңғыма түбінен ауыр көмiрсутек конденсаттарын немесе суды шығару қажет. Бұндай пайдалану жағдайы (жуықтатылған): q/Pз=const.

Ұңғымаларда және шлейфтерде гидраттар шөгіндеп түзiлуi. Бұл кезде осыған сәйкес ұңғыманы пайдалану жағдайлары таңдалады.

Тау жыныстарының температурасы тереңдiке сәйкес шамамен сызықтық заңымен өседi.

Газ жер бетiне көтерiлiп суыйды. Оның температурасын (қызуын) өлшеуге де есептеуге де болады. Ұңғымадағы температура өзгерiсi ондағы қысымға аз әсер етедi, гидраттүзiлудiң тепе-теңдiк температурасын ұңғыма оқпанында анықтауға болады, сонымен қатар осындай анықтауды құбыр желісі бойында (шлейфте) қысым функциясы ретiнде (орташа

температураға) жүргiзіп табуға мүмкiндiк бар. Егерде бұл температура қазіргі жағдайдағы температурадан төмен болса, гидрат шөгіндеп түзілмейді, ал егерде ол көп болса - гидрат шөгіндеп түзіледі. Соңғы жағдайда, гидрат шөгіндеп түзілмеу үшін, газ шығынын белгілі мөлшерге дейін ұлғайтады себебі үлкен газ шығыны кезінде қысымның жоғалуы көбейеді де, нәтижесінде Джоул-Томсан эффектісі бойынша температура қайтадан төмендуі мүмкін.

Бұл жағдайда газды өндіру шарттары: q=const, немесе Рз=const.

Техникалық себептер:

1) жiңiшкеру және газ ағынының бұзылу орындарында тығындар құбырда болғанда немесе нашар жабылғанда газ жылдамдығы дыбыс жылдамдығына жақындауының әсерiнен құбыр мен ыдыстардың қабырғаларының бұзылуы;

2)бір шама газдың шығындауда, жыныс бөлшектерiнiң 5-10м/с жылдамдықпен қозғалуына байланысты газды тасымалдау мен жинау жүйелерінде жиналып ластауы мүмкін, бірақ ол құрылғыға әсер етпейдi;

3)жүйенiң рұқсат етiлетiн мүмкiндiгi, құрылғыға салмақ, жүйе элементтерiнiң дірілдеуі (вибрациясы), оның жылып қызуы, құбыр колоннасының майысу мүмкiндiгi;

4)қабаттардағы жоғары орналасқан судың ашылуы және т.б.

Бұл сұрақтар ұңғыманы пайдаланудың шартарымен жағдайларына байланысты шешiледi.

Экономикалық себептер Олар басқа шектеулер болмаған кезде туады. Мысалы, реттелген

ұңғымаларда, кеніштердің газ режимiнде жұмыс істеу кезінде, тұрақты коллекторларда, дұрыс есептелмеген құрылғыларда. Бұл жағдайда ұңғыма режимi жүйе бойынша игерудiң барлық кезінде (периодында) келтiрiлген шығынның минимумын қамтамасыз ету керек.

Егерде ұңғымадан өндірілетін газдың мөлшері тым көп болса, оның сағасындағы қысым төмендейді. Қосымша қуатты компрессорларды, басқада аспаптарды және диаметрі үлкен құбырларды пайдалану қажет болады, ал ол газды өндірудің өздік құнын өсіреді. Мұндай жағдайда ұңғымалардың тиімді пайдалану режимдерін анықтауды, кенішті тиымды игеру режиміне байланысты қарастыру керек.

Газ өндiру көлемiне маркетингтiк факторлар да әсер етедi.

Сонымен, газ ұңғымаларының пайдалануында алты технологиялық режим бөлiп қарастырылады:

1)қысымның тұрақты градиентiнiң режимi;

2)тұрақты депрессия режимi;

3)тұрақты дебит режимi;

4)тұрақты түп қысымының режимi;

5)ұңғыма басындағы тұрақты қысым режимi;

6)ұңғыма түбіндегі тұрақты жылдамдық режимi. Бақылау сұрақтары:

1.Газ және конденсатты кен орындарын игеру анықтамасын атаңыз?

2.Газ ұңғымаларында газдану ауданында қалай орналастырады? 3.Игеру жүйесіне не кіреді?

4.Газ сілемдерін игерудің режимдерін атаңыз. 5.Газ кен орындарын ерудің кезеңдері.

6.Газбергіштік коэффициентіне әсер ететін факторларды атаңыз. 7.Газбергіштік коэффициенті анықтамасын келтіріңіз.

8.Газ конденсатты кен орындардың қандай түрлерін білесіз?

9.Газ конденсатты кен орындардың қабат қысымын ұстаудың қандай

түрлерін білесіз?

10.Сайклинг процесі қалай іске асырылады? 11.ҚҚҰ-ның артықшылықтары мен кемшіліктері.

12.Газ ұңғымаларында зерттеу жұмыстарын не үшін жүргізеді? 13.Зерттеудің қандай түрлері бар?

14.Газ ұңғымаларын газды аудандарда қалай орналастырады? 15.Газ ұңғымаларын не үшін пайдаланамыз?

16.Газ ұңғымаларының конструкциясына нелер жатады? 17. Газ ұңғымаларының дебитін қалай реттейді?

18.Газ ұңғымаларының жер бетіндегі жабдықтары.

19.Газ ұңғымаларын пайдаланудың технологиялық режимдерін

атаңыз.