UF
Загрузка...

Тақырыбы: «Ұңғыны жөндеу»

 

 

Мазмұны

 

 

2

1. Мұнай өндіретін ұңғымалардың жіктемесі. Пайдалану кезіндегі қиындықтар туралы түсінік

 

3

2. Ұңғыда құмның бөлінулері. Ұңғыға құмның келуін болдырмау.

 

4

3. Құм тығындарын жою әдістері.

 

5

4. Парафин  және  асфальтендердің түзілуі.

 

6

5. Парафин   шөгінділерімен күрес әдістері.

 

7

6. Минерал тұздардың түзілімдері және күрес әдістері.

 

8

7. Ұңғы жабдықтарының коррозиясы және күрес әдістері.

 

9

8. Ұңғыда   судың    пайда  болуы.

 

10

9. Ұңғылардың сулануымен курес әдістері.

 

11

10. Ұңғылардың сулануын азайтудң  жаңа  әдістері.

 

12

11. Ұңғыларда гидраттардың пайда болуы. Гидрат түзілімдерімен курес әдістері.

 

13

13. Ұңғыларды фонтанды пайдалану кезіндегі  қиындықтар.

 

14

14. Ұңғыларды газлифтілі пайдалану кезіндегі  қиындықтар.

 

 

5

15 Ұңғыларды механикалық пайдалану кезіндегі  қиындықтар.

 

16

Әдебиеттер

 

 

 

 

 

1. Мұнай өндіретін ұңғымалардың жіктемесі. Пайдалану кезіндегі қиындықтар туралы түсінік

Ұңғыманы пайдаланудың әрбір әдісінің тиімділігі, көп жағдайда қолданыстағы табиғи шарттарға тәуелді. Сонымен қатар тау жыныстарының физикалық қасиеттеріне, қабат параметрлеріне, қабат сұйықтарының қасиеттеріне және ұңғымада газды сұйық қоспаларын көтеру үрдісі кезінде олардың өзгеруіне және т.б. байланысты болады.

Қазіргі уақытта пайдалану әдісіне тәуелсіз ұңғымалардың жұмысына әсер ететін қабаттардың геолого-геофизикалық сипаттамалары және қабат сұйықтықтарының әсер ету дәрежесіне қатысты мұнай өндіретін ұңғымалардың жалпы, біртұтас топтамасы жоқ. А.Н.Адонин тек штангілі сораптармен жабдықтап, ұңғымалардың айқын топтамасын ұсынды. Сондай-ақ автор бұл топтаманың пайдаланудың басқа әдістеріне өзгертусіз қолданылуына болмайтынын көрсетеді.

Қазіргі уақытта олардың пайдалану әдісіне қарамай, мұнай ұңғымаларының жалпы топтамасын берудің жеткілікті мәліметтері белгілі.

Топтамаға ұңғыма жабдықтарына немесе олардың оқшау бөліктерінің жұмысына табиғи шарттардың әсері принципке негізделуі керек.  Барлық мұнай өндіретін ұңғымаларды олардың өнімдерінің құрамы мен қасиеттеріне байланысты келесідегідей категорияларға бөлуге болады:

1.Қалыпты;

2.Газ бөлінетін;

3.Құм түзілетін;

4.Тұз бөлетін;

5.Парафин бөлетін;

6.Коррозиялық;

Осы категориялардың әрқайсысында таза мұнайдан бастап және үлкен дәрежедегі сулану 98-99% жетті,сулану дәрежесімен ерекшеленетін ұңғымалар тобы болуы мүмкін. Сондай-ақ ұңғымалар бағананың әртүрлі қисаю дәрежесіне қарай вертикальды, оның ішінде қиғаш бағытталған ұңғымалар (теңіз ұңғымаларыы арасында) кездеседі.

Ұңғыманы қалыпты деп ұңғымадан берілген мөлшерде сұйықты стандартты ұңғымалық жабдықтармен алу мүмкіндігі қабылдауында қарапайым фильтрмен жабдықталған және арнайы қондырғының көмегінсіз немесе арнайы құралсыз, сонымен қатар қиындататын факторларды ескермейтін ұңғыны айтамыз.

Қалыпты ұңғымаларды пайдалану үрдісінде ұзақтық үздіксіз жұмысы үшін құмның шығуы, парафин мен тұздың қалыптасуы, коррозия және т.б. байқалмауы керек. Құрамында газы жоқ сұйықтықты айдау минимумынан немесе түсіру тереңдігінен аспауы керек.

Газ бөліну тек мұнайлы сорапты өндіру кезінде жер асты жабдықтардың жұмысына кедергі келтіреді. Басқа пайдалану тәсілдерінде (фонтанды, компрессорлы, плунжерлі лифт) ол сұйықтың көтерілуіне қолайлы септігін тигізеді.

Газ бөлінетін ұңғымалар деп – штангілі сораппен жабдықталған, қалыпты ұңғымадан келесідегідей белгілерімен ерекшеленеді:

1.Ұңғыма сорап арқылы қолданылады., бұл жағдайда сораптың толу коэффициенті 1-ден көп, штангілік ұңғыма сорабы арқылы газды олардың қабылдауында барлық берілген сұйық көлемін алуға болады

2. Сорапты сұйық деңгейін едәуір терең түсіруге болады, мұнда толу коэффициенті есептеуге жуықтайды немесе төмендейді.

Құм түзілетін ұңғымалар деп – өнімінің құрамында құм болатын (1-2% көлемінде және одан да көп) ұңғымаларда түптік құм тығындардың пайда болуы пайдаланудың әрбір тәсілінде кездеседі: сорапты, газлифтілі және фонтанды. Патронды және аспалы тығындар едәуір аз кездеседі.

ШСК- мен жабдықталған ұңғымалардың кейбір коллекторларында құмның әсерінен ақаулар пайда болады. Штангілі сораппен құрамында құмы бар сұйықтықты айдау плунжердің төлкенің, клапандардың және сораптың басқа да түйіндерінің тез тозуына, цилиндрде плунжердің сыналауына және сұйық берілуінің тоқталуына әкеп соқтырады.

Мұндай ұңғымаларда құмның шығуымен күресу газлифт фонтанды ұңғымаларға қарағанда едәуір күрделірек. Бұл штангілі сорапты қондырғы конструкциясы бойынша құрамында құмы бар сұйықты көтеруде нашар екендігіне себепші болады.

Тұз бөлетін ұңғымалар – деп, сұйықты көтеру кезінде ұңғымалардың және сағалық жабдықтар кеңістігінде өнімнен әр түрлі тұздар бөлінетін және шөгетін ұңғымаларын айтамыз. Бастапқыда бөлініп шыққан кіші қатпар біртіндеп үлкейе түседі, ұңғымадан сұйықтық берілуінің азаюына, кейінен көтергіш құбырлардың қимасы кішірейіп,  ұңғы жұмысының тоқтауына әкеп соқтыратын.

Парафин бөлетін ұңғымалар деп – ұңғыманы пайдалану үрдісі кезінде құбырларда штангілер мен ұңғымалық жабдықтардың басқа да бөліктерінде тұнып, өніммен бірге парафин кристалдары бөлініп шығатын ұңғыманы айтады. Парафиннің бөлініп шығуын болдырмау үшін арнайы жонғыштар немесе басқа да әдістер қолданылады, ал қалыптасқан парафин қабатын жою үшін жер асты жабдығын бумен, электрқыздырғыштармен, ыстық сұйықпен (мұнай, конденсат және т.б ) қыздырады.

Коррозиялық ұңғыма деп – ұңғымаға түсірілетін ұңғымалық жабдық (құбыр, сораптар, штангілер т.б) үздіксіз жұмысының мерзімі қалыпты ұңғымалардағы сипаттамасы бойынша ұқсас жабдықтардың қызмет ету мерзіміне қарағанда едәуір төмен ( 30-40 % тен көп). Бұған себеп коррозиялық ортаның әсері ( өнім құрамында күкіртсутектің немесе агрессивті заттардың болуы).

Коррозия жабдықтың қызмет ету мерзімінің төмендеуіне әкеледі (құбырлар, сораптар, штангілер және т.б.) және муфталық жалғану жерлерінен сұйықтың ағып кетуіне, құбырлардың, штангілердің үзілуіне себепшісі болады.

 Аталған әрбір категориядағы ұңғымалар үшін олардың өнімдерінің сулану дәрежесінің үлкен мәні бар. Сонымен қатар ескеретін бір жәй, кейбір ұңғымалар бір мезгілде бірнеше категорияларға жатуы мүмкін (қалыпты ұңғымалардан басқалары) мысалы, құм шығара тұра, парафин де бөледі және агрессивті коррозиялық ортасымен ерекшеленеді. Уақыт өте келе, ұңғымалар бір категориядан екінші категорияға ауысуы мүмкін. Қалыпты – құм шығарғыш ұңғымаға, газ бөлетін – қалыпты ұңғымаға және т.б.

Ұңғыма түбіне табиғи жолмен құмның келіп түсуі толық тоқтаған кезде немесе өндірілетін сұйық коррозиялық қасиеттерін жоғалтқан жағдайда ғана ұңғымалардың қалыпты ұңғымаға ауысуы орындалады.

Ұңғыларды жөндеу жиілігі және олардың салыстырмалы жұмыс ұзақтылығы мұнай өндіру кәсіпшілігінің өндіру технлогиясы және ұйымдастыру жағдайын сипаттайтын белгілі көрсеткіштермен бағаланады.

Ұңғылардың салыстырмалы жұмыс ұзақтылығы пайдалану коэффициентімен Кэ бағаланады. Пайдалану коэффициенті Кэ –дегеніміз ұңғы жұмысының жалпы уақытының (тәуләкпен) Тi  анализденген кезеңдегі (жыл, квартал, ай) жалпы күнтізбелік уақытқа Ткi қатынасы, сонымен,                              

Kэ=Ti / Tк                   (1)

Ұңғылардың пайдалану коэффициенті 0,95-0,98 шектерінде өзгереді.

Әртүрлі пайдалану тәсілдері: фонтандлы,сорапты (БОТЭС, ШТС), газлифтілі – әртүрлі пайдалану коэффициенттерімен Кэ сипатталады, өйткені оларды жөндеуге байланысты тоқтаулар, жабдықтардың күрделігі, оның сенімділігі, ұзақмерзімділігі және басқа да пайдалну шарттарына байланысты болады. Әдетте ең үлкен пайдалану коэффициент Кэ –ол фонтанды пайдалануда, ал ең кіші Кэ – ол штангілі сораптармен ұңғыны пайдалануда. Осы себептерден Кэ әрбір пайдалану тәсілі үшін жеке (2) формула бойынша анықталады.

Бірақ, бұл жағдайда Кэ пайдалану коэффициенттің жалпы мөлшері пайдалану техниканың нақты жағдайын көрсетпеуі мүмкін. Мысалы, пайдалану крэффициент Кэ, механикаландырылған ұңғылар қорының жұмысын жақсартудан емес, фонтанды ұңғылар қорының өсуінен артуы мүмкін. Әдетте, механикаландырылған ұңғылар қорының Кэ, мөлшері 0,95-0,97 құрайды және де соңғы жылдары БОТЭ–пен жабдықталған ұңғылардағы Кэ пайдалану коэффициенті ШТС-пен жабдықталған ұңғылардағы Кэ пайдалану коэффициентіне қарағанда неғұрлым жоғары, өйткені БОТЭС-ң сапасы, оларды жөндеу жолдары жақсарған. Ұңғыны пайдаланудың геологиялық және технологиялық жағдайлары, мысалы, құмбөліну, сулану, ұңғы өнісінде қатты корреляцияланатын заттардың (көмірсутек, жоғары минерализация) болуы, тұздар мен парафиннің түзілімдері пайдалану коэффициенттеріне үлкен әсерін тигізеді. Сондықтан, бір пайдаланеу тәсілі ( мысалы штангілі терең сораппен) үшін Кэ пайдалану коэффициенті әртүрлі аймақтарда немесе кен орындарды әртүрлі болады.

Қалыпты ұңғымадан ауытқуы мұнай ұңғымаларының пайдалану кезінде қиындықтар туғызады. Осылайша мұнай, мұнай-газ және газконденсатты ұңғымаларды пайдалану кезінде өндірілетін ұңғымалардың өнімінің құрамында құмның, парафин, күкіртті сутек, гидраттар және тұздардың болуы әдетте жөндеу және қалпына келтіру жұмыстарымен байланысты қиыншылықтарды туғызады.

Бұл қиындықтар теңіз ұңғымаларын пайдаланғанда күрделене түсіп, ұзаққа созылады. Гидрометерологиялық шарттар үшін дер кезінде ұңғыма жұмысын тұрақты ету шараларын және кедергісіз орындау үшін қолданылады.

 

2. Ұңғыда құмның бөлінулері. Ұңғыға құмның келуін болдырмау.

 

Ұңғыны пайдалану, сонымен қатар кен орындарды игеру кезінде негізгі және аса жиі кездесетін қиындық, құмбөліну болып табылады. Ол ұңғының ұзақ тұруына, оларды жөндеуге уақыт шығындауға әкеледі және осының нәтижесі ретінде өнімнің айтарлықтай жоғалтулары болады.

Түп маңы ауданының жыныстарының бұзылуы және қатты бөлшектерді (құмның) қабаттан ұңғыға шығару мұнай өндіру өнеркәсібіндегі мәселелердің бірі. Бұл құбылыс өнеркәсіпте кең қойылған эсперименттерді қосатын мұқият және жан – жақты зерттеледі.Бірақ құмтығынымен күресудің әмбебап тәсілі табылмады. Бұл ұңғымаларды пайдаланудың физикалық – геологиялық шарттарының көптігімен түсіндіріледі.Сондықтан әрбір нақты жағдайда тиімді шешім іздеу керек, яғни құмтығынымен күресудің тиімді тәсілі қазіргі уақытқа дейін ондаған тәсілдер игерілген және қолданылады және түп маңы ауданында үгілгіш коллекторларды бекітуге бағытталған олардың модификациясы.

Сұйық фильтрациясы кезінде туындайтын жыныстағы кернеу коллектордың бұзылу себебі болып табылады. Фильтрация жылдамдығын азайтумен (ұңғы шығымын) депрессияның  азаюы нәтижесінде қабатқа кернеу азаяды.

Сондықтан, түп маңы ауданының жыныстарының бұзылуын болдырмас үшін белгілі деңгейде шығымды ұстап тұруы қажет. Дегенмен өздігімен цементтелу коллекторлары шартында ұңғыларды пайдалану мұндай тәртіптерде көбінесе экономикалық тиімсіз болады. Оның нәтижесінде шығым шектелуіне салыстырмалы сирек келеді.

Ұңғымаға қабаттан сұйықпен бірге келетін құм, пайдаланушы қондырғының күшейген тозуына әкеледі; ұңғы түбінде шөгіп , тығын түзеді , оларды жою қиын жұмысты қажет етеді және мұнай өндірудің айтарлыктай шығынын әкеледі; түп маңы ауданындағы жыныстардың құлауына, соның нәтижесі ретінде пайдаланушы тізбектің майысуына әкеледі.

Құм тығындарымен күресу әдістерін төрт топқа бөлуге болады:

  • қабаттан ұңғымаға құмның түсуіне кедергі келтіретін әдістер ;
  • сұйықтың мүмкін таңдауы кезінде құмды күндізгі бетке шығаруға бағытталған және құмшығатын ұңғымалардағы жұмысқа қондырғылардың бейімделу әдістері;
  • арнайы қорғаныш қондырғыларында құмды айыру және оқшаулаұ әдістері;
  • құм тығындарын жою әдістері.

Бірінші топқа түрлі конструкциялы (қуыстық, тесіктік, сымдық және тағы басқа) түптік фильтрлерді (хвостовиктер) қолдану, гравийлі сүзгілерді қолдану, сұйық алуды шектеу, әртүрлі цементтейтін заттармен түп маңы аймағындағы ірі түйірлі құмды және тағы басқа заттарды айдау жатады.

Екінші топтың әдістерін қолдану кезінде үлкен қарқындылықпен сұйықты алу, құбырлардың сәйкес диаметрлерін таңдау, сорапты пайдалану кезінде құбырлық штангілерді қолдану шаралары жатады.

Әдістердің үшінші тобына мұнайды штангілі сорапты өндіру кезінде әртүрлі қорғаныш жабдықтарын қолдану жатады (сүзгілер, газ құмды якорьлер, және тағы басқа).

Әдістердің төртінші тобына түзілген құм тығындарын ұңғыдан жоюдың әртүрлі тәсілдері жатады, оларды гидробур мен су, мұнай және басқа сұйықтармен шаю.

Алғашқы үш топтың әдістері тығын пайда болуын алдын алуға және басқа қиындықтарды болдырмауға және ұңғының қалыпты жұмысын қамтамасыз етуге бағытталған. Бірақ, бірқатар жағдайларда (көлемі жеткіліксіз және қолданылатын шаралардың тиімділігі және т.б) көрсетілген әдістер өз мақсаттарына жете бермейді және ұңғыларда жиі құм тығындарын пайда болдырып, олардың пайдалануын тоқтатады. Бұл жағдайларда пайдаланудың қалпына келтіру үшін әдістердің төртінші тобына келеміз – құм тығынын жою. Құм тығындарымен күресудің тиімді тәсілдерінің бірі өнімді ұңғымалар аралығын ұсақ тасты сүзгімен жабдықтау.

 

а)

б)

Сур.1(а,б) Гравиймен нығыздалған        төменқималы сүзгіш

PoroPlus фирмасының   тортәріздес сүзгіші

Бірақ ұсақ тасты сүзгілер қабат құмының фракциялық құрамын ескеріп дұрыс ұсақ тас дәндерінің өлшемін таңдау кезінде өз міндетін атқара алады. Ұсақ тас дәндерінің өлшемі жыныс қаңқасын құрайтын бөлшектерді қабаттан сүзгі өткізбеуі керек, яғни сүзгі 70 – 80% жыныстың ірі бөлшектерін ұстап қалуы керек және 20 - 30% көп емес ұсақ бөлшектерді өткізуі керек. Бұл жағдайда қабат қаңқасының тұрақтылығы сақталады. Ұсақ бөлшектерді шығару үшін бір уақытта екі шартты сақтау қажет.

Құмның ірі түйірлерінен ( немесе ұсақ тастар ) түзілген қуыс өлшемдері, сүзілу ағынымен шығарылатын ұсақ бөлшектерден көп болуы керек. Жыныстың ірі және ұсақ өлшемдерінің арасындағы қатынас, құрылымды критерий деп аталады.  Фильтрациялық ағын жылдамдығы тек ұсақ бөлшектерді орнынан қозғау үшін ғана емес, ағынның орташа жылдамдығына тең жылдамдық беру үшін жетілікті болуы керек. Осы шартпен қанағаттандырылатын ағын жылдамдығы шығарудың критикалық жылдамдығы деп аталады.(шығарудың механикалық критерийі).

Соңғы жылдарда шетел мұнай өнерәсіптік тәжірибеде құммен күресу әдісі аса кең таралды, қабатқа ( түпмаңы аймағына ) ірі түйірлі құм немесе тұтқыр сұйық қоспалы ұсақ тастарды айдаумен аяқталды; оны тізбектен кейін қысқаннан соң ұңғыға хвостовик немесе құмды қабатта ұстап қалатын тор түсіреді.

Шет ел тәжірибесінде қолданылатын құммен күресудің көптеген шаралары профилактикалық ойпатта болады, яғни ұңғыны пайдалануға енгізгенге дейін қолданылады және ұңғыны айдау жұмыстарының бір бөлігін құрайды. Бұл терминмен өнімді нысананы ашқан мезеттен сұйық ағынын шақыру бойынша барлық операциялар түсіндіріледі.

Мұнда кіретіндер:

  • өнімді горизонтты бұрғылау;
  • пайдаланушы тізбекті түсіру және цементтеу;
    •  ұсақ тасты сүзгіні орнату (немесе құммен күресетін   басқа сүзгілерді);
  • ұңғыны меңгеру.

Құммен күресудің әртүрлі профилактикалық әдістерін жүзеге асыру ұңғыны пайдалануға енгізгеннен бастап бұл әдістердің жоғарғы тиімділігін қамтамасыз етеді.

Осылайша, қабаттан ұңғыға құмның түсуін шектейтін шаралар тиімділігі күрт өссе оларды түп маңы аймағының жыныстары бұзыла бастағанға дейін жүргізу керек.

Қазіргі уақытта өндірісте қолданылатын әдістермен қатар басқа да құм келуін шектейтін тәсілдерді қолдану керек: сымды сүзгілер, қуысты хвостовиктер және т.б.

 

3. Құм тығындарын жою әдістері

 

Ұңғыны қалыпты пайдалану ұңғы түбінде құм тығындарының түзілуімен жиі бұзылады. Қабаттары борпылдақ құмдардан құралған ұңғымаларда тығындардың қуаттылығы 200–400м–ге жетеді. Кейде тығын құм сұйық және газ бағандарынан тұрады. Мұндай тығындар оқты деп аталады.

Егер түпте құмды тығындап түзілсе, онда қабаттан мұнай ағуы болмайды және ұңғы пайдалануы тоқтатылады. Пайдалануды жаңарту үшін ұңғыдан жинақталған барлық құмды қауғаның көмегімен алып тастау керек. Әдеттегі қауға диаметрі 75-100мм табақшалы немесе клапанды тұратын құбыр төменгі бөлігінде және жоғарғы жаққа бағытталады. Мұндай құбырдың ұзындығы әдетте 8 - 12м аспайды.

Қауғаны ұңғыға арқанмен түсіреді. Тығынға 10-15м қалғанда моторист лебедка тежегішін жібереді және қауға өзінің ауырлық күшінің әсерінен құмды тығынға соқтығысады. Бұл кезде клапан ашылады және құмның кейбір мөлшері қауғаға кіреді. Қауға көбірек толу үшін тығынға бірнеше рет ұрады.

Қарапайым қауғадан басқа поршеньді әрекетті қауғалар қолданады. Олардағы ұңғы түбінен құмды аулау поршеньннің жоғары қарай қозғалысы кезінде оның жұмыс ортасында вакуум туындау нәтижесінде болады. Сонымен қатар автоматты қауғалар қолданылады, олардың жұмыс принципі ұңғы түбінде қысымның күрт төмендеуіне негізделген.

Сур. 2 - Құбырсыз гидробур

Тығыз тығындарды бұрғылау үшін құбырсыз гидробур деп аталатын құрал қолданылады. 1000м тереңдікке дейінгі ұңғымаларда құмды тығындарды бұрғылауға болады. Гидробур (2 – сурет ) келесі негізгі түйіндерден тұрады: 1–түптік ұру қашауы, ол тығынды бұзады; 2-құм жиналатын қауға; 3–түп маңы аймағында сұйық айналымын туындататын плунжерлі сорап.

Гидробур әрекетінің принципі келесідей:

 Құрал түпке құлағаннан кейін (2- сур, а) 4-сорап плунжері өзінің ауырлық күші әсері және инерциясымен ұру кезінде төмен қозғалады, 6- қапталдық тегіс клапан тесігі арқылы 5- корпустан сұйықты ығыстырады. Түптен жоғары құралды көтерген кезде (2 б- сурет ) алғашқыда плунжер қозғалады, 8- шарикті клапан арқылы 7- қауға корпусынан сұйықты беру жүргізіледі . Осымен бір уақытта 9- орталық құбыр арқылы қауғаға 10- қашаудан түптен сұйық шығарылады. Түптен көтерілген сұйық , орталық құбырдан шыққаннан кейін ағын жылдамдығының күрт төмендеуі нәтижесінде қауға түбінде төгетін құм бөлшектерін өзімен бірге алып шығады. Түпке бірнеше рет ұрғаннан соң қауға құммен толтырылады.

Гидробурды шығарғанда қамау шешіледі және пайда болған тесік арқылы құм қауғадан шығады. Бұрғылау аяқталғаннан кейін лайланғыш сұйықты ұңғыдан шығару үшін гидробурға қашаудың орнына кері клапан жалғанады және құрал әдеттегі пневматикалық қауға ретінде жұмыс жасайды.

Ұңғы оқпанын құмды тығындардан қауғамен тазарту, сонымен қатар гидробурмен–ұзақ және аз тиімді операция: Қауғаның әрбір рейсінде жоғарыға өте аз құм шығарылады. Сонымен қатар арқан тозады, арқанның үйкелуі нәтижесінде пайдаланушы тізбек бұзылады. Сондықтан мұндай әдіс тығын қуаты аз терең емес қондырғыларға қолданылады. Ұңғыдан құмды тығынды жоюды шаю арқылы жүргізу. Ұңғылардағы құмды тығындарды жою тәсілі оларды сумен немесе мұнаймен шаю келесіден тұрады.Ұңғыдағы тығынға дейін шаю құбырларының тізбегін түсіреді. Осы құбырлар арқылы немесе құбыр сырты кеңістігі бойынша қысыммен сұйық айдайды. Ағын әсерінен тығын шайылып кетеді. Шайылған жыныс сұйық ағынмен бірге пайдаланушы тізбе пен шаю құбыр тізбегі арасындағы сақиналы кеңістікпен көтеріледі.

 Ұңғыда құм тығынын тік жуу әдісі деп жуу құбырының өзінен сұйықты айдап, ал құм аралас сұйығы құбыр сыртындағы кеңістіктен шығарылуын айтамыз. (3а – сурет ).

Мұндай әдіс кезінде жуу құбырдың табаны тығынның өзіне батырылмай орналасады.

Сұйықты жуу желісі, иілгіш шлангасы және вертлюг арқылы сораппен құбырға айдайды. Шығатын сұйық ағыны шайылған жыныспен бірге құбыраралық кеңістік бойынша көтеріледі және ұңғы сағасында орнатылған науадан санға дейін ағатын жәшікке құйылады.

Тығынды шаю шаралары бойынша шаю құбырларын баяу түсіреді. Осыдан кейін құбыр сырты кеңістігінен салыстырмалы таза сұйық шыққанға дейін айдайды. Сонда мұнара биіктігіне тәуелді жаңа құбырды немесе екі құбырлықты өсіреді.

 

                                             

 

 

Сурет 3. Құмды тығындарды жууға арналған жабдық:

1-пайдалану тізбегі, 2-жуу құбырлары, 3-сызық сұйықты алу үшін, 4-вертлюг, 5-жуу шлангісі, 6-тұрғыш; 7-сағалық сальник, 8-жуу

 

Тік шаюдың оның тиімділігін төмендететін көлемшілігі, шығып келе жатқан сұйық ағысының төмен жылдамдығы болып табылады. Оның нәтижесінде шайылған құм баяу жоғары шығады. Пайдалану тізбегінің үлкен диаметрі кезінде шығып келе атқан сұйық ағынының жылдамдығы құмның ірі бөлшектерін шығару үшін жеткіліксіз болуы мүмкін. Кері шаю кезінде (2,б - сурет) шаю сұйықтығы пайдалану тізбегі мен шаю құбырлары арасындағы сақиналы кеңістікке айдалады, ал шайылған жыныс көтергіш құбырлармен көтеріледі.

Кері шаю тік шаюмен салыстырғанда бірқатар артықшылықтары бар:

  1. шаю сорабының бірдей өндіргіштігі кезінде кері шаю кезіндегі  шайылған құмды көтерілу жылдамдығы тікелей шаю кезіндегі жылдамдықтан бірнеше есе көп, ал бұдан айтарлықтай дәрежеде құмды тығынды жою мерзімі тәуелді.
  2. құбырлардың қысылып қалуы айтарлықтай болмайды, себебі бұл  жағдайда шығарылатын құм түйіршіктері жуу құбырлары арқылы өтеді, ал құбыраралық кеңістікте таза сұйық қозғалады.
  3. кері шаюды сораптың шығатын жеріндегі қысымның аз  мөлшерімен жүргізуге болады, себебі құмды шығаруға қажетті ағын жылдамдығы сұйықтың аз  көлемімен  орындалуы мүмкін.

Бұл артықшылықтарымен қатар кері шаюдың кемшіліктері де бар: ұңғы сағасын саңылаусыздандыру үшін арнайы қондырғыларды қолдану қажет; төмен жүрісті ағын жылдамдығы сақиналы кеңістікте аз және әрқашан жыныс шайылуын болғыза бермейді.

Кері шаю тәсілін өте тығыз тығындарды жою үшін қолдануға болмайды. Мұндай жағдайларда аралас жууды қолдану қажет.(2, в - сурет)

Құрастырылған шаю тәсілінде шаю сұйықтығының ағынын сораптан үзілісті бағыттайды, біресе шаю құбырларына, біресе құбырсырты кеңістігіне. Тығынды шаю үшін шаю сұйықтығын құбырға айдайды, яғни тікелей шаюды жүзеге асырады.

Құмның кейбір бөлігін шайғаннан кейін оны жоғарыға тезірек шығару үшін шаю сұйықтығының қозғалыс бағыты қарама – қарсыға өзгереді; яғни кері шаю болады.

Құрастырылған шаю керіден қиындау, бірақ ол айтарлықтай тиімді.

Шаю сұйықтығы ретінде суды, мұнайды, кейде сазды ертіндіні қолданады. Аса ыңғайлы және арзан шаю агенті су болып табылады; суды ұңғыға беру оңай, ол өртке қауіпті емес, суды қолдану кезінде арнайы қауғалық жүйе және тұндырмалар қажет емес, себебі жұмыс жасап болған суды ұңғыдан тікелей өнеркәсіптік канализацияға жіберуге болады.

Суды қолдану көп жағдайларда келесі ұңғыны меңгеруі мен пайдалануын қиындатады және құмды тығындардың пайда болуына әкеледі. Сондықтан шаю сұйықтығын таңдау бәрінен бұрын ұңғы сипатына тәуелді.

Сазды ертінділерді шаю үшін кей жағдайларда қолданады, қабат қысымы жоғары фонтанды ұңғымалар мен тығыздықты жоғары дәрежеде ұстап тұру керек болғанда қолданылады.Ұңғының сүзгі аймағын шаю кезінде шаю сұйықтығы жұтылып кетеді де, айналу тоқталып, қайта қалпына келмейді. Сонда құм тығындарын жою үшін аэрирленген сұйықпен кері шаю тәсілі қолданылады, мұнда сығылған ауамен ұңғыны үрмейді немесе қауға көмегімен тығынды механикалық алып тастайды.

Шаю құбырлары ретінде әдеттегі сорапты – компрессорлы құбырлар қолданылады. Негізгі жабдықтар – қозғалмалы сораптар, олар автомашинада немесе тракторда орнатылып, және олардың қозғалқыштарымен жұмыс жасайды. Мұндай қондырғыларды шаю агрегаттары деп аталады.

Шаю агрегатын ұңғы қасына орнатады, ал сұйықтың берілуін агрегат қозғалтқышының жылдамдығын қайта қосумен реттейді.

Азинмаш - 32М шаю агрегаты Т – 100М тракторына орнатылған. Оның негізгі түйіндері: қуат таңдау түйіні, беріліс қорабы, шынжырлы беріліс, 1НП – 160 сорабы, манифольд және басқару механизмі.Үш плунжерлі, көлденең, жалғыз әсер ететін сораптар, қысым диапазоны 4 – тен 160МПа – ға дейін беріліс 10 - нан 3 л/с–дейін. Плунжер жүрісі мен диаметрі – 130мм. Минуттағы екі жүрістердің үлкен саны – 168.

Агрегат 100мм қабылдағыш резиналы қолғаппен жабдықталған, ол сораптың қабылдағыш коллекторымен байланысқан. Диаметрі 50мм арынды желі жоғары қысымды және бақылау кранымен бұрыстық тығындық кранмен жинақталған. Агрегаттық арынды желісін ұңғыға жалғау үшін иілгіш металл шланг қолданылады.

Азинмаш – 35 агрегаты 3ИЛ – 130 автомобилінің жолына орнатылады. Агрегат қысымының диапозоны – 4 тен 16 МПа – дейін, беріліс – 17 – ден 4 л/с – дейін. 2НП – 160 агрегатының сорабы 1НП – 160 сорабымен унификацияланған және соңғысымен жүріс саны арт ық екендігімен ерекшеленеді, сонымен қатар клапандары мен қабылдағыш коллекторларымен.

 

4. Парафин  және  асфальтендердің түзілуі

 

Мұнай және газ ұңғымаларын пайдалану кезінде СҚҚ- да парафин мөлшері болады. Мұнайда жиі парафин мөлшері болады, ол белгілі шарттарда одан бөлінеді және ұңғы түбінде, көтергіш құбырларда және мұнай өтетін барлық беттік құрылғыларда жинақталады. Мысалы, Башкирия, Татарстан, Тюмень, Маңғышлақ және т.б, кен орындарда парафин құрамы 30% жетеді.Әзірбайжан кен орындарының мұнайында, Минювдаг, Сангагалы – Теңіз – Дуванный теңіз – Булла – Песчанный аралы өз құрамында 10-нан 27% парафинге дейін болады.

Парафин қатты шекті көмірсутегілеріне жатады, оның молекуласында 18 – ден 35 дейін көмірсутегі атомдары болады, ол мұнайдан ұсақ қатты кристалдар түрінде түседі.Тығыздығы 830 – 915 кг/м3 дейін, балқу температурасы 42 – 550С өзгереді.

 

Мұнайда қатты парафин бөлшектері пайда болатын температура, кристалданудың басталу температурасы деп аталады және 15 – 350С аралығында болады.

Парафиннің төгілуіне оқпан бойынша ұңғы сағасына дейін қысымның төмендеуі кезінде, мұнай қозғалысының аз жылдамдығын, құбыр қабырғаларының кедір – бұдырлығын төмендету кезінде газдың ұлғаюы нәтижесінде температураның төмендеуіне мүмкіндік жасайды. Олардың шөгінділері түпті аймақта, жерасты құбырларында, шлейфте, жинақталған құбыр желісі мен резервуарлар кезінде мүмкін.

Аса қарқынды көтергіш құбырларға жатады, пайдаланудың барлық тәсілдері кезінде (фонтанды, эргазлифті, СҚҚ) құбырлардың қиылысуына және мұнай өндіруді қиындатады.

Белгілі шарттарда ол лақтырым жүйелері және коллекторларда, ұңғының түп маңы аумағында, мұнайлы қабат салқын сумен ластанған кезде оның жиналуы мүмкін.

Теңіз кен орындарында ұңғыманың лақтыру желілері төселген, негізінен теңіз түбінде және айтарлықтан ұзаққа созылған.Олардың өнімдерін желілерде суыту белгілі аудандарда парафиннің жиналуына әкеледі. Бұл желілерді тазарту үлкен қиындықтарға әкеледі, ал кейде олардың толып қалуынан мүлдем жою мүмкін болмайды.

Ұңғыларда парафинді түзілімдірдің  пайда болу заңдылықтары кейбір зерттеушілермен келесі шарттарда болатындығы белгіленген:

Түп қысымы мәні қанығу қысымынан үлкен. Ұңғы оқпанында түптен қысым қанығу қысымына тең болған аумаққа дейін жүйенің тепе-теңдік шарты орындалып, сұйықтың қозғалысы ғана болады. Одан кейін тепе-теңдік бұзылып, газ фазасының көлемі ұлғаяды. Ал сұйық фаза тұрақсыз болуынан одан парафин бөлінуі басталады. Сонымен, парафиннің түзілімі кез келген тереңдікте болуы мүмкін, ол ұңғының жұмыс режимінен тәуелді.

Түп қысымының мәні қанығу қысымынан кіші. Бұл жағдайда тепе-теңдік жағдайдың бұзылуы қабатта болады. Сондықтан, парафиннің бөлінуі қабатта, түптен бастап ұңғы оқпанында болады. Парафинның бөлінуі түп қысымы және температурасы критикалық мәнге дейін төмендегенде күшейеді.

Көтергіш құбырларды қысымның динамикасы және оның парафин бөлінуге әсері. Сорапты пайдалану тәсәлінде сораптың қабылдау жеріндегі қысым Рқаб мұнайдың газбен қанығу қысымынан Рқан кіші болады. Бұл жағдайда парафиннің түзілуі сораптың қабылдау жерінде немесе пайдалану тізбектің қабырғасында болуы мүмкін. Көтергіш тізбекте еекі зона пайда болады. Біріншісі – сораптың лақтыру жері: мұнда қысым күрт өседі және қанығу қысымынан көбейеді. Осы интервалда сұйық қозғалады. Екіншісі – қысымның қанығу қысымына жету немесе одан да төмендеу зонасы: мұнда парафин қарқынды түрде түзіле бастайды.

Сур.4-Әртүрлі диаметрлі құбырлар бойында АШПТ пайда болу динамикасы, мм:1-89, 2-73, 3- 62 мм.

 

Сонымен, парафин бөлініп түзілуіне себеп болатын шарттар, ол – қысым және температураның түсуі, сонымен қатар мұнайдың газдан айырылуы.

Фонтанды ұңғыларда сорапты-компрессорлы құбыр табанында қысымды ұстау жағдайында қысым қанығу қысымына тең болғанда парафин түзілімі көтергіш құбырлар бойында болуы мүмкін. Бірақ, ағынды жеделдету мақсатындағы жұмыс режимдерінде түп қысымды қанығу қысымының Рқан  мәніне теңесіп немесе одан кіші болғанда, газ бөліне жоғарлайды және ұңғы оқпанының кез келген интервалында, сорапты –компрессорлы құбырлар бойында парафин бөлініп, түзілуі басталады.

Аса қарқынды түрде парафин құбырдың жоғарғы бөлігінде 400 – 600м сағаға дейінгі аралықта жиналады.Парафин қабатының қалыңдығы түптен сағаға қарай өседі.

Парафинді шөгінділер майтәрізді қара массадан қатты консистенцияға дейін болып келеді; олардың құрамында парафиннен басқа айтарлықтай мөлшерде смола, майлар, сулар мен минералды бөлшектер болады. Парафин шөгінділері көтергіш құбырлардың көлденең қимасының күрт азаюына әкелуі мүмкін, соның нәтижесінде шығым азаяды және буферлік қысым азаяды, содан кейін көтергіш құбырлар бітеледі.

Түзілімнің қалыңдығы олардың пайда болу орнынан 500-900м тереңдіктен бірте-бірте өсіп, сағадан 50-200м тереңдігінде ең үлкен қалаңдығына жетеді, содан кейін саға аймағында 1-2мм- ге азайады (сур 4).

Ұңғылардың көтергіш құбырларында, лақтыру желілерде және резервуарларда түзілімдерді талдау 1- кестеде келтірілген.

Осылардан келесілер бекітіледі:

Парафиннің болуы салмағы бойынша төменнен жоғары қарай өседі, оның шегі ұңғы сағасына жетеді; қалған көлемде мұнай, шайырлв заттар, су, механикалық қоспа заттары болады;

  • Парафиннің еру температурасы төменнен жоғары қарай төмендейді, яғни көтергіштің төменгі бөлігінде өте қатты кристаллдары түзіледі;
  • Құбырлардың парафинмен толық түзілу кезеңінде өндірілген мұнайдың 0,5-1,0% салмағы бойынша парафин түзілімі құрайды;
  • Беттің өте тұзү болуы парафинні жабысу қарқындылығыгн төмендетеді. Беттің сулануына мұнайдың құрамындағы судың дисперсілігінің дәрежесі әсер етеді. Эмульсияның дисперсілігінің жоғарлауына байланысты беттің суланыу нашарлайды;
  • Парафиннің өзінің қасиеттері түзілімнің болуына әсер етеді. Парафиннің тығыздығы өскен сайын, кристаллдардың бір-бірімен бірігуі және жабысуы күшейеді.

Кесте 1- Мұнайкәсіптік жабдықтар бетінде АШПТ пайда болу шарттары

АШПТ пайда болу шарттары

Көтергіш құбырлар диаметрі, мм

Лақтыру желісі

Резер-вуарлар

62

73

89

Штуцерден арақышықтық,м

1. Ұңғының қалыпты жұмысында парафин бөлініп басталу жеріндегі тереңдікте көтергіш құбыр бойында термодинамикалық шарттар:

қысым, МПа

температура, 0С

2. толық парафинделу уақыты, ч

3. Парафиннің еру температурасы, 0С, келесі тереңдікте, м:

0

200

400

600

4. Асфальтенің болуы, %

5. Шайырдың болуы, %

6. 20 0С кезіндегі тығыздық, кг/м3

 

 

 

 

3,6

20

76

 

 

68

72

75

77

-

-

-

 

 

 

 

4,4

24

118,5

 

 

-

73

74

75

2,08

7,18

917

 

 

 

 

3,8

24,5

142

 

 

68

69

74

75

-

-

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

65

 

 

 

2,2

7,5

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

62,5

 

 

 

2,9

7,4

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53,8

 

 

 

1,48

-

930

 

           

 

Парафинді мұнай өндірілетін фонтанды ұңғымаларды қалыпты пайдалану, құбырлар қабырғасынан парафин шөгінділерін алмай немесе шаралар қолданбай жүзеге асыру мүмкін емес. Көтергіш құбырларды парафиннен тазарту үшін жылу әсері немесе арнайы қыстырғыштармен механикалық тазартуды қолдануға болады.Парафин жиналуына кезеңдермен құбырларды сулау әсер етеді. Бұл фонтанды ұңғымалардың кезеңді және пульсациялық жұмысы кезінде болады. Лақтырыстар арасындағы үзілістерде сұйықтың жіңішке ағындары құбыр қабырғасымен ағады.Ол жеңіл фракциялардың булануына және осыған байланысты мұнайдан парафиннің түсуін туғызады.

Құрамындағы газды біртіндеп жоғалтатын мұнай, ауыр май түзеді,оның тұтқырлығы өседі, ал оның ауыр көмірсутегілеріне қатысты ерігіштік қасиеті бар сұйық газдардың құрамы азаяды.

Ағында түзілетін парафин бөлігі, көтергіш құбырлармен ұсақ кристалдар түрінде газ көпіршіктерінің қабықтарына жабысқан кристалдар түрінде көтеріледі.

Парафинді шөгінділер майтәріздес қара массадан қатты консистенцияға дейін болып келеді, олардың құрамында парафиннен басқа айтарлықтай мөлшерде смола, майлар, сулар (ұңғылардағы суланған мұнай беретін) және минералды бөлшектер болады.

Бір уақытта мұнайдың температурасы да төмендейді, ол екі себепке байланысты:

  • мұнайдан жылудың қоршаған ұңғыманың таулы жыныстарына берілуі;
  • газ бөліну нәтижесінде мұнайдың салқындауы.

Парафин шөгу процесі адсорбциялық сипатқа ие.Сондықтан құбырлардың гидрофильді материалдармен қорғағыш жабыны құбырлардың парафин шөгінділерімен күресу үшін аса тиімді болды – олардың ішкі беттері арнайы лактармен, эмальдармен немесе әйнекпен жабылды.

Тәжірибе көрсеткендей, парафин әйнекті немесе лакпен жабылған бетке шектеулі мөлшерде түседі де, әлсіз ұсталып және ағынмен оңай шайылады. Бұл бірнеше себептермен түсіндіріледі:

  • парафин бөлшектердің арасындағы ілінісу күштерінің аздығынан;
  • жапқыштың тегіс бетімен ;
  • арна жапқыш бетінің мұнаймен нашар майлануы ;
  • -жапқыштың диэлектрлік қасиетінің арқасында, электрлік зарядтары бар парафин бөлшектері құбыр металымен әрекеттесе алмайды.

Лак бояғыш материялдар қолданылады-бакелитті, эпоксидті, бакелитті-эпокидті ЮЭЛ лагі типіндегі модификациялар.

Әйнек, эмаль және лак жабындары қышқылға, сілтілерге, қабат суларына қарсы тұратын қасиетке ие, сондықтан олар құбыр металын коррозиядан қорғайды.

Құбырдың ішін әйнектендіру технологиясы, оларды лакпен жабу технологиясы сияқты көптеген мұнай өндіруші аудандарда қолданылады.

 

5. Парафин   шөгінділерімен күрес әдістері.

 

Көптеген мұнай кен орындарының мұнайлары парафинді. Мұндай мұнайларда парафин құрамы (С16 Н34 тен көмірсутегілер жоғары)2% артық. Қалыпты жағдайда парафиндер – қатты кристалды заттар, ал қабаттарда олар мұнайда еріген.

Ұңғы түбінен сағаға дейін мұнайды көтеру және оның ұңғыдан газ айырғышына дейінгі қозғалысы кезінде температура мен қысым үздіксіз өзгереді. Осының нәтижесінде мұнай – еріген газ – еріген парафин жүйесіндегі теңдік бұзылады.

Үлкен газ факторы кезінде газдың бөліну нәтижесінде мұнайдың салқындауы грунтқа жылу бергіштіктің есебінде салқындатумен салыстыру бойынша ие болады. Бұл екі өзара байланысты процестер (салқындату және дегазация) мұнайдан, парафиннің қатты көміртегілерінің ұсақ бөлшектерінің ағынның аса салқын нүктелерінде түзілуін туғызады–құбыр қабырғаларында және қайта түзілген газ көпіршіктерінің айналасында.

Құбыр қабырғаларында парафин шөгінділерінің тікелей түзілу процесі әртүрлі қарқындылықпен көтергіш құбырлардың бойы мен жалғасады – ол бастаған нүктеден, ұңғы сағасына дейін қалыңдайды.

Парафин шөгінділері көтергіш құбырлардың көлденең қимасының күрт азаюына әкелуі мүмкін, соның нәтижесінде шығым азаяды және буферлік қысым азаяды, ал содан кейін көтергіш құбырлар тығындалады да фонтандау тоқтайды.

Осылайша, парафинді мұнай өндірілетін фонтанды ұңғымаларды қалыпты пайдалану, құбыр қабырғасынан парафин шөгінділерін алмай немесе қабырғаларда парафин түзілуін алдын алатын шараларды қолданбау мүмкін емес.

Көтергіш құбырларды парафиннен тазалау үшін жылулық әсер ету немесе арнайы қырғыштар мен механикалық тазартуды қолдану мүмкін.

Химиялық реагенттер ағынына қоспалар мұнайдағы парафин бөлшектерінің дисперстілігінің артуына әсер етеді. Мұндай реагенттерге мұнайда ерігіш БӘЗ жатуы мүмкін.

ХТ-48 реагентін қолдану шөгіндіні толығымен жойылмайды, дегенмен шөгінді төмендейді.

Парафин шөгінділерімен күресудің жылулық әдісінде ұңғыманың құбыр сырты кеңістігіне ыстық мұнайды (газоконденсатты), қыздырылған буды немесе  бу ауалы қоспалы кезеңді айдау жүргізіледі. Фонтанды құбырлар арнайы бу қозғалмалы қондырғы (БҚҚ) көмегімен қыздырылады. Бу  бу-қондырғысынан ұңғының құбыр сырты кеңістігіне беріледі және көтергіш құбырлар арқылы шығады. Ерітілген парафин мұнай ағынымен бетке шығарылады, бұл кезде лақтыру желісіндегі парафин де ериді.

Көтергіш құбырларды парафиннен тазалаудың бұл әдісі құбыр сырты қысымы үлкен емес фонтанды ұңғымаларда қолданылады.

Фонтанды ұңғымалардың көтергіш құбырларын парафиннен тазартудың жылулық тәсілдері қиын, себебі арнайы техникалық құралдарды және қосымша қызмет көрсету персоналын қолдануды қажет етеді.

Электродепарафинизациялау.

Ұңғының түп аймағын (ҰТА) электроқыздыру қабатқа жылу тасығыштарды – қабаттың топырақты компоненттерімен әрекеттесетін су, бу, немесе конденсатты айдаумен шектелмейді. Зерттеулер мен есептеулер нәтижелері көрсететіндей электрқыздырумен тау жыныстардың аз жылу өткізу қабілетіне байланысты тек ғана 1 м көлемдегі аймақтан аса көлем қыздырылмайды.

Ал   жылутасығышты  айдау кезінде қыздыру зонасының радиусы 10-20 м –ге дейін жетеді, бірақ ол үшін үлкен стационарлы котельді қондырғылар – бугенераторлар қажет. ҰТА кезеңмен электрлі қыздыру  кезінде ұңғыға ранайы кабель-троспен қажетті тереңдікке  қуаты бірнеше ондық кВт электрлі қыздырғышты түсіреді.

Қуатты арттыру арқылықыздырғыштың орналасу аймағында 180-200 0С- дейін температураны көтеруге болады, бірақ оның әсерінен мұнайдан кокс пайда болады.

Депарафинизациялаудың бір түрі, ол - парафин қарқынды түрде түзілетін аудандарда арнайы құрылғыларды қолдану.

Бірінші қыздырғыштардың (сур 5) конструкциясы келесілерден тұрады: орам 2, өзек 3,  жылжымалы түйісу 1, қосылғыш клеммалар 4 және 5, электр көзі 6.

Мұнда электр көзі болып сорапты-компрессорлы құбырлар болып табылады. Индикционды катушкада кернеуді отырғызылған тізбек, ал өзекке СКҚ- арқылы беріледі. Сұлбаның жұмыс шарты, ол –СКҚ-ды шегендеу тізбектен сенімді оқшаулауды қамтамасыз ету. Ол тоқтан оқшаулаушы материалдан жасалатын орталандырғыштарды (центраторы) қолдану арқылы орындалады. Электрдепарафинизациялаудың осы материалын жетілдіру кабель арқылы электр қорегі жіберілетін индукциялы қыздырғыштар боып табылады. Бұл конструкцияның жоғары сенімділігі мен қауіпсіздігін қамтамасыз етеді. Соңғы жылдары кәсіпшілікте ұңғыларды қыздыратын жаңа УЭС – 1500 типті электрлі қыздырғыш қондырғысы меңгерілді. Ол қуаты 50 кВт электр пешін 1500 м тереңдікке кабель-арқан арқылы түсіруді қамтамасыз етеді.

Бұл қондырғы түсірілген интервалда 100 0С –дейін температураны құрады, және оған автокөлікте орнатылған шоғыр (лебедка), автотрансформатор, кабель-арқанэлектр пеші кіреді. (сур 6). Автотрансформатордың міндеті – мәні электр пешін түсіру тереңдігінен тәуелді кабельдегі кернеулер шығымын компенсациялау (толықтыру).

Тәжірибеде ҰТА- да электрді қыздырғышты  қолдану арқылы түптегі температура үздіксіз қыздырудан4-5 тәуліктен кейін қалыптасатыны байқалады. Кей жағдайда қалыптасу тек ғана 2,5 тәуліктен кейін болады.

Көтергіш құбырларға жылумен әсер ету үшін оларды бу, ыстық мұнай немесе мұнайөнімдерімен қыздырады. Құбырларды фонтандауды тоқтатуынсыз автокөлікте орналасқан арнайы бу жылжымалы қондырғымен  (БЖҚ)  ысытады.

                                     

Сурет 5. Индукциялы электр пешті қолдану арқылы депарафинизациялау кезінде ұңғы жабдығының және электрлі тармақтың сұлбасы.

 

                 Сурет  6. Ұңғыдағы электр қыздырғыш.

  1. Кабельді бекіткіш, 2- сымды бандаж, 3- кабель, 4- басы, 5-асбестті орам, 6- қорғасынды  құйылым, 7- бұранда, 8- клеммник, 9-қыздырғыш.

 

Бу қондырғыдан бу ұңғының құбыр сыртынындағы кеңістігіне беріліп, оларды қыздырып көтергіш құбырлар арқылы шығады. Еріген парафин мұнай ағынымен бірге жер бетіне шығады, осы кезде лақтыру желісіндегі парафинде ериді.

Парафиннен көтергіш құбырларды тазартудың бұл әдісі  құбыр сыртындағықысым көп емес фонтанды ұңғыларда қолданылады.

 Фонтанды ұңғылардың көтергіш құбырларын парафиннен жылу тәсілдері арқылы тазалау өте қиын, өйткені олар арнайы техникалық құрылғыларды және қосымша қызмет көрсету персоналын қажет етеді. Бұл тәсілдер қолайлы жағдайларда және басқа тиімді тәсілдерді  қолдануға болмайтын жағдайларда қолданылады.

Көтергіш құбырларды механикалық тазарту ұңғыларды пайдалану процесі кезінде олардың тоқтауынсыз жүргізіледі және қабырғалардан парафин шөгінділерін әртүрлі қырғыштармен қырумен аяқталады.

Соңғы уақытқа дейін көтергіш құбырлардың қабырғасынан парафин шөгінділерін жоюдың механикалық әдісі, әртүрлі конструкциялы қырғыштардың көмегімен орындалады. Көтергіш құбырларды парафиннен қырғыштармен тазалау ұңғыманы тоқтатусыз пайдалану процесінде орындалады.

Қырғыштарды құбырға сыммен түсіреді. Олардың төмен қозғалысы қырғыштардың және оларға ілінетін арнайы жүктердің ауырлық күші әсерінен (10кг–дейін) орындалады, ал жоғары қарай қырғыштарды лебедкамен көтереді.

Ұңғыманың сағалық арматурасында қырғыштарды қолдану кезінде лубрикатор сальнигімен қолданылады. Лубрикатор ұзындығы қырғыш пен жүк толығымен сиятындай болуы керек.

Қырғыштарды ұңғыға түсіру үшін және оларды көтеру үшін автоматты депарафинделген қондырғы - АДҚ қолданылады. АДҚ қондырғысы, электроқозғалтқышы бар лебедкадан және басқару станциясынан тұрады, олар арнайы будкада ұңғы қасында орналасады.

Көтергіш құбырларды парафиннен механикалық тазалау кемшіліктеріне, ұңғыны пайдалану кезінде қосымша келіспеушілік көздері болып табылады, қосымша қондырғылар әрбір ұңғыда болуы керек (сымның үзілуі, бөлек түйіндердің істен шығуы және т.б)

Мұнай өндіру кәсіпорындарында автоматизация мен телемеханизацияны дамытуда мұнай өндіруде қондырғылар мен механизмде жоғары сенімді болуы керек және үрдістер жергілікті автоматикамен қамтамасыз етілуі керек, әйнектелген құбырларды қолдану көтергіш құбырлар мен беттік құбырлардағы парафин шөгінділерін жою мәселесін сәтті шешеді.

 

6. Минерал тұздардың түзілімдері және күрес әдістері.

 

Тұздардың бөлінуі – қабатта, ұңғымада, құбыр тізбектерінде және мұнай дайындау қондырғысының жабдықтарында су қозғалысының барлық бағытында жүреді.

Тұздар сағадан 150-300 м аралығында қашықтықтағы көтергіш құбырлардың жоғарғы бөлігінде бөлінеді. Нәтижесінде жұмыс реагентінің қысымы жоғарылайды және бір уақытта толық бергіштік тоқтағанша, ұңғыма дебиті төмендейді.

Тұз бөлінуінің себептері

  • –Әртүрлі қабаттардан және горизонттардан ұңғымаға келетін сулардың химиялық бірікпеуі (сілтілік сулардың қатты сулармен);
  • –Термодинамикалық шарттардың өзгеруі кезінде сулы-тұздар жүйесінің қанығуы.

Тұздардың негізгі компоненттері – гипс немесе магний карбонаты, кремний тотығы жоғарылап, жабысу беріктігі өседі.

Гипс өткізгіштігі өте жоғары жарықшақты- қабаттарда түзіледі. Мұндай шешімдер гидродинамикалық зерттеулердің нәтижелерінде және қарқынды түрде суландырылған аймақтағы қайталап бұрғыланған ұңғылардан алынған тау жынысы үлгілерінің химиялық құрамын зерттеулерінен алынған.

 

Сурет 7. Терең сорапты ұңғыда гипстің түзілу аймағы.

 

Кәсіптік жағдайда ШТС қолданумен мұнайды өндіру кезінде ұңғыларды жүйелі түрде зерттеу, олардың дебитін өлшеу, сұйықтың динамикалық деңгейін түсіру, динамограммаларын алу, өндірілген өнімнің сулануын анықтау, ілеспе судың химиялық анализін жасау және т.б. жүргізіледі.  Осылай кешеннді аналализден алынған мәліметтер өз уақытында бейорганикалық тұздардың  (БОТ) алдын алу үшін шараларды ұсынуға және оларды жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, осы мәліметтер бойынша гипстің түзілген аймағын анықтауға болады (сур. 7). Суретте көрсетілгендей ұңғыдағы ШТСҚ-да гипстің түзілген үш аймағы анықталған: 1- ұңғының түп аймағы, терең- сорапты қондырғының қабылдау -2 және арынды 3 жерлері.

БОТ-тың ҰТА-ғы жарықшақтарда және перфорациялық арындарда түзілуі ұңғының дебитінің төмендеуіне әкеледі. Тұздардың түзілімдері бірікпейтін сулардың араласу жерлерінде болады. Тұздардың түзілуіне қарай ұңғыға келетін су ағысы да азаяды. Ұңғының түп аймағындағы кеуекті арындар және перыорациялық арындарда, яғни қабаттағы мұнай өтетін жерлерде тұздың бөлінуі болмайды.

Осының нәтижесінде ұңғы өнімінде судың болуы азаяды немесе уақыт бойынша сулану қарқыны тоқтайды.

Қабат және мұнаймен ілеспелі түрде  өндірілетін сулар химиялық құрамы әртүрлі болатын суда еритін тұздардың күрделі ерітінділері болып келеді. Қабат суларында негізгі компоненттерден басқа өте аз мөлшерде көмірсутекті газдар, СО2  және басқа да газтәріздес заттар болады.

Қабат және мұнаймен ілеспелі түрде  өндірілетін сулар химиялық құрамы әртүрлі болатын суда еритін тұздардың күрделі ерітінділері болып келеді. Қабат суларында негізгі компоненттерден басқа өте аз мөлшерде көмірсутекті газдар, СО2  және басқа да газтәріздес заттар болады. Кез келген қатты зат суда ерітінді өзінің шектік немесе тепе-теңдік концентрациясына жеткенге дейін еритіні белгілі. Кей жағдайларда қарапайым түрде сілтілі суды ерітінділермен араластыруда түздардың тұнбасын, әсіресе кальций карбонатын көруге болады.

Сонымен, тұздарды тұнба болып бөлінуіне келесі үрдістер себептер болады: булану, бірікпейтін сулардың араласуы, тау жыныстары мен газдың еруі, термобариялық шарттардың өзгеруі, судың газдануы, судың жалпы минерализациясының өзгеруі.

Өндіру ұңғыларда өнімнің көтерілуіне байланысты температура төмендейді (осы кезде кальций карбонатының еруі өседі) және қысым төмендейді (кальций карбонатының еруі төмендейді). Сондықтан, өндіру ұңғыларында және мұнайды жинау, дайындау жүйелерінде карбонатты тұнбалардың түзілу себептерін анықтау кезінде осы екі қарама-қарсы бағытталған факторлардың бірігіп өзгеруін қарастыру қажет.

Кальций карбонатының еоуіне ортаның рН реакциясы маңызды әсер етеді. Қышқылды ортада кальциттің еруі, сілтілі ортаға қарағанда жоғары. рН-тың және су сілтісінің өсуіне байланысты карбонатты тұнбалардың түзілу ықпалы жоғарлайды.

Ол СО2 еруі сулы ерітіндінің рН-нан тәуелді болуына байланысты: қышқылды орта көп болған сайын, онда екіоттегілі көміртектің еруі көп болады.

  Тұз бөлінумен күресудің барлық әдістері келесілерге  бөлінеді:

  • Тұз түсуін болдырмау әдістері;
  • Тұз бөлінуін жою әдістері.

Әдісті таңдауда бөлінудің түрлі құрамы мен құрылымы дербес келуді талап етеді. Тұздардың түсуін болдырмау үшін қолданылатын – химиялық реагенттерді қолдану (ингибирлеу) әдісі.

Қазіргі кезде БОТ түзілуінің алдын алу  үшін өңделген және қолданылатын әдістерді екі топқа бөлуге болады: реагентсіз және химиялық (сур.8).

Тұдардың түзілімін болдырмайтын реагентсіз әдістерге келесілер жатады: қабат қысымын ұстау жүйесіне сумен қамтамасыз ету етудің тиімді көзін таңдау; түзбен аса қанықан ерітінділергі магнитті, күштілі және акустикалық әсер ету; құбырлардың қорғау жабқыштарын және басқа жабдықтарды қолдану. Сонымен қатар, осы топқа мұнайды өндірудің технологиялық факторларын өзгертуге негізделген шаралар; өз уақытында қажетті судан оқшаулау жұмыстарын жүргізу; қатпарлы-біртекті емес өнімді қабаттың өткізгіштігі өте жоғары қабатшаларда судың қозғалуын шектеу;өндіру ұңғыларының түптерінде өте жоғары қысымды ұстау; хвостовиктер, диспергаторларды қолдану; қолданылатын қондырғының конструкциясын өзгерту.

Соңғы уақытта тұздар бөлінуімен күресуде газсұйықтық ағынына магниттік өріс және ультрадыбыс арқылы әсер ету әдісін қолданады. Алайда бұл тәсілдердің анықталған кемшіліктері бар. Ағынның түрлі динамикалық сипаттамаларға ие болғандықтан магниттік өріспен әсер етудің тиімділігі оның газбен қанығуынан тәуелді, өйткені олар өріс энергиясының көп бөлігін өзіне сіңіріп алады. Ағын құрамында метал тотықтарының болуы, магнит өрісі әсерінің тиімділігін төмендетеді.

Ал ультрадыбыспен  әсер ету әдісі ұңғының қабырғаларында тұздардың түзілімдерінің алдын алмайды, ол тек ғана тұзіліп қойған тұздарды жартылай жояды.Мұнай өндіруде реагентсіз әдістері кеңінен шартсыз қолдануына қарамастан, олар тұздардың түзілу үрдістерін әлсіретпейді, ол тек ғана ұңғы және жабдықтың қалыпты  жұмысын кішкене ұзартады.

Химиялық әдістер. Мұнай өндіру кезінде бейорганикалық тұздардың түзілімін болдырмау (алдын алу) тәсілдерінің белгілі, тиімді және технологиялық түрі, ол – химиялық реагенттер-ингибиторларды қолдану. Зертханалық және кәсіптік зерттеулер нәтижелерінде мұнай кен орындарында БОТ түзілімімен курес әдістерінің  мәселеріне арнайы көптеген химиялық реагенттер, оның ішінде осы түзілімдерге қарсы ингибиторлар ұсынылып, зерттелген.

Мұнай өнеркәсібінде әртүрлі міндеті бар химиялық реагенттерді пайдаланады. Олар: дэмульгаторлар, ингибиторлар, бактерицидтер және т.б. көп эффективті полифосфаттар, сульфоқышқылдар, оның тұздары, арилсульфонаттар, гексалитофосфаті және триполифосфаты, натрийдің аммофос және басқалары. Комплексондар негізінде (ПАФ-13, ДПФ-1, инкредол-1, фосфанол, СНПХ-5301) ингибиторларды 20 г/м3 дозалау арқылы толық болдырмайды. Шет елдерде дисолван 4411 және 440, серво 5348, доуфакс 1632, Р-181 реагенттерді қолданылады.

Минерал тұздардың  түзілуіне қарсы барлық белгілі ингибиторларды екі үлкен топтарға бөледі:

  • біркомпонентті, яғни белгілі түрдегі бір химиялық қосылыстан құралған;
  • көпкомпонентті, әртүрлі химиялық қосылыстардан құралған.

Көпкомпонентті ингибирлеу композициялары екі және одан да көп компоненттерден дайындалады, оларды шартты екі тірде екі топқа бөледі:

  1. Құрамында бір компонент тұз түзілуіне қарсы ингибитор болмайды. Ингибитордан басқа, осы құрамдардың ішінде неоген түрдегі беттік-белсенді заттар болады. Олар ингибирлеуші қоспаның әсерін күшейтеді немее басқа да маңыздылығы болады, бірақ ол ингибирлейтін компоненттің әсерін нашарлатпайды.
  2. Құрамында барлық компоненттер тұз түзілуіне қарсы ингибитор болп келеді.

Ингибирлеуші препараттардың көп топтары өз құрамында ингибитор ретінде конденсирленген полифосфаттар, полиакрилды қышқылдар туындысы, фосфонды қышқылда, көпатомды спирттер, фосфонды қышқылдың ерітінділері, күкірт құраушы қоспалар болады.

Қазіргі кезде тұз түзіліміне қарсы ингибиторлардың физика-химиялық сипаттамаларына талаптар бекітілген. Ең маңыздысы – тұздың бөліну үрдісіне қарсы ингибирлеудің жоғары тиімділігі, төмен қату температурасы (минус 50 0С дейін), коррозиялық белсендігінің төмен болуыулығы төмен болуы, қабат суларымен бірігуі, мұнайды дайындау үрдістеріне кері әсерінің болмауы, жақсы адсорбциялау және қабат жынысынан десорбциялау қабілеті болуы керек.

Тәжірибеде келесі ингибиторлар түрлері кеңінен қолданылады.

Полиакриламид  (ПАА) – анион типті ингибитор оның белсен ді құрамы акрил қатарындағы полимерлер болып табылады. Оның қолданудың негізі – ингибирлеу бетінде мономолекулярлы қабыршақты құру болып келеді. Ол қабыршақ тұздың түзілуіне қарсы қорғау барьері болады. Ол үшін ұңғы құрамында 10-60 г/м3 ПАА бар сулы ерітіндімен жуылады. Қабаттардың мұнай бергіштігін арттыруға байланысты ПАА-ны айдаудың тұз түзіліміне қарсы жақсы нәтижелер алу үшін ПАА-ның ерітінділерін қабатқа айдауайдау ұңғылары арқылы жүргізу керек. Осы кезде айдалатын суда ПАА-ның тиімді мөлшері 10-20 г/м3 болады.

Натрий гексаметафосфаты (NaPO3)6  және натрий триполифосфат (ТПФН). ГМФН-ды 200 литрлі сиымдылықта сығылған ауаны араластыру арқылы суда ерітіп, 1% ерітінді түрігде қолданады. Ингибиторды жылуалмастырғыштың алдында ілеспе суға 10 г/м3 есебінен сумұнай эмульсиясына мөлшерленген. Жылуалмастырғышты 4 айдан кейін ашып қарағанда кішкене қалыңдықта бо скелген қара түсті сумен тез шайылатын тұнба байқалған.

ТПФН –ді айдау кезінде тұз бөліну үрдісі баяулатылады, бірақ толығымен тоқтатылмайды.

Инкредол -1 – НТФ негізіндегі көпкомпонентті ингибитор. Оны кальций карбонаттары мен сульфаттарын болдырмау үшін ұңғыда және мұнайкәсіптік жабдықтарда қолдануды ұсынады. Ең үлкен тиімділігі реагенттің 10-20 г/м3 мөлшерінде жеткізіледі. Композицияға этиленгликоль және коррозия ингибиторы кіреді.

ПАФ -1 – органикалық фосфаттар класынан болатын анион типті ингибитор. Суда тез, жақсы ерижі, мұнай және органикалық еріткіштерде ерімейді. Ингибирлек үшін тұз түзілімінің қарқындылығына байланысты өнделетін судың 10-15мг/м3 мөлшерінде ПАФ -1 сулы ерітіндінің 0,1-1%  концентрациясы қолданылады.

                   Сурет 8.   Бейорганикалық тұздардың түзілуін болдырмау әдістерінің топтамасы.

 

  Ингибиторлар келесі тәсілдермен қолданылады.

  • Мөлшерлі сораптар немесе арнайы құрылғыларды қолану арқылы жүйеге үздіксіз еңгізіп отыру;
  • Ұңғыға ингибиторды кезеңмен айдау, кейіннен оны жабдықты көтерумен немесе көтерусіз қабаттың түп аймағына ығыстыру;
  • Ұңғының құбырсыртындағы кеңістігіне ингибиторды ерітіндіні кезеңмен айдау.

Ұңғыға ингибиторды үздіксіз айдау үшін сораптың қабылдау жерінде әртүрлі мөлшерлеу құрылғыларды қолданады. Жер үстінде техникалық құралдар арқылы мөлшерлеудің белгілі бір мүмкін нұсқасы 9- суретте келтірілген.

Сурет 9.  Құбыр сыртындағы кеңістік арқылы ұңғыға тұзтүзіліміне қарсы ингибиторды ұнемі мөлшерлеу сұлбасы: 1- термелмелі-станок; 2- ТС балансирінен мөлшерлеу сұлбасының жетегі; 3- мөлшерлеу сорабы; 4- ингибитор ерітіндісі үшін сиымдылық; 5- айдау желісі; 6- қосу желісі; 7- ШТС; 8- өнімді қабат.

 

Ұңғыда түзілген тұздарды жою өте күделі мәселелердің бірі. Қазіргі кезде кез келген құрамдағы тұздардың түзілуінің алдын алу немесе оларды толығымен жоюдың әмбебп әдісі жоқ. БОТ түзілімін жою әдістерінің сұлбасы 10- суретте келтірілген.

Сонымен қатар тұнбаларды тұзқышқылының ерітіндісімен, оған қоса натрий хлорлымен немесе аммониймен термохимиялық өңдеу әдісі кездеседі. Ұңғыма бетінде қыздыру кезінде тұзды қышқылда ерітіп, ыстық қоспаны ұңғымаға айдайды. Бірақ реагент активті коррозияны тудырады, ал үрдіс қымбат тұрады. Мұнай өндіру кезінде тұздардың түсуі мұнаймен қоса қабат суын шығаруға тікелей байланысты. Қабаттан сұйықтық түп аймағына келуі, кейін ұңғыма түбінде фазалық тепе-теңдік шарттардың өзгеруіне байланысты өзгереді.

Теңіз кен орындарында тұздың бөлінуінің себебі, қабат қысымын ұстап тұру үшін айдалатын қабат суының теңіз суымен араласуында, нәтижесінде тұздардың қалыптасуына әкелетін су жүйесінің ионды тепе-теңдігі бұзылады.

                 Сурет 10.  Ұңғыда түзілген гипсті жою әдістерінің сұлбасы.

 

Тұздардың бөлінуі көп жағдайда құбырларды ауыстыру мақсатында ұңғымалардың тоқталуына әкеледі. Кейде қалыптасқан тұздардың қабаттар қалыңдығы айтарлықтай мөлшерге жетіп, құбырлардың бос қуысын бітеп қалады. Тұздардың бөліну өсімталдығы айдау және өңдіру ұңғымаларының арақашықтығына, ілеспе судағы теңіз суының құрамына және сұйық ағынының термодинамикасына тәуелді болады.

Сондықтан практикада нақтылы кен орындар үшін қолайлы болатын экономикалық шарттарды қанағаттандыратын және тиімділігі жоғарғы әдісті таңдаған жөн.

 

7. Ұңғы жабдықтарының коррозиясы және күрес әдістері.

 

Коррозия–химиялық электрохимиялық реакциялардың нәтижесінде металдардың бұзылуы. Физикалық себептерге байланысты бұзылу коррозия емес, уатылып тозу деп аталады.

Кейде физикалық бұзылудың химиялық әсері коррозиялық эрозия деп аталады. Бұл анықтама бейметал материалдарға қолданылмайды. Пластмасса шытынап кетуі мүмкін, ағаш шіріп, гранит уатылуы мүмкін, бірақ коррозия ұғымы металдарға, оның химиялық әсерлеріне қатысты.

Тоттану деп – темірдің және оның құймасыда, құрамында гидратталған темір оксиді болатын коррозия өнімдерінің пайда болу процесі. Түсті металдар коррозияға ұшырамайды, бірақ тоттанбайды. Коррозиялық реакцияларды жақсы түсіну үшін химия негіздерін білу керек және металлургия негізімен таныс болу керек. Сондықтан оны білу биология мен химияны, медицинаны зерттеумен бірдей. Химия мен металлургия коррозияны зерттеуде негізгі фундаменті болып табылады.

Коррозиялық үрдістер коррозиялық қираулар, металдың ортамен әрекеттесу сипаты, үрдістің өту шарттары бойынша түрленеді.

Қираулар түрі бойынша: тұтас (коррозия  металдың барлық бетінде таралады); жергілікті (коррозия тек беттің жеке жерлерінде болады);  жалпы, ол өз алдына бөлінеді: біркелкі (коррозия металдың барлық бетінде  бірдей жылдамдықпен өтеді), таңдаулы (коррозия металдың компоненттерін ғана бұзады).

Қирау типі бойынша: дақты коррозия, жаралы, нүктелі немес питтингалы, қуысты, жіптәріздес, кристалл аралас, пышақты, коррозионды сызаттану.

Металдың ортамен әрекеттесі сипаты бойынша: химиялық (электролиттер емес – сұйық және құрғақ газдар, яғни белсенді ортамен химиялық әрекеттесу кезіндегі қираулар); электрохимиялық (екі жеке бірақ өзара байланысты үрдістер – анодты және катодты өтуі кезінде электролит әсерінен қирау); анодты электрохимиялық коррозия – металдың еруінен болатын тотығу үрдісі; катодты элетрохимиялық коррозия – орта компоненттерінің электрохимиялық тотықсыздануынан болатын қайтару үрдісі.

Үрдістің өту жағдайы  бойынша:газды (жоғары температурада және беттің үстінде ылғал болмау кезінде); атмосфералы (ауада, ылғалды, сулы және құрғақ атмосферада); сұйықты (сұйық ортада, электролитте, электролитте емес); жер асты (топырақ пен жерде болатын тұздардың әсерінен); биокоррозия (микроорганизмдер немесе олардың өмір сүру өнімдерінің әсерінен); электрокоррозия (сыртқы тоқ көзінен немесе адасқан тоқтың әсерінен); қуысты (электролиттерде пайдаланатын тар қуыстыранда, бұрандалы және фланецті металды жабдықтардың қосылыстарында, металдың оқшаулау материалының толық түйіспеген жерлерінде); түйіспелі (әртүрлі металдардың электролитте түйісуінен); коррозиялық кавитация (коррозиялық және соққылы әсерлердің бірігіп әсерлерінен); коррозионды эрозия (белсенді және механикалық қажалуының бірігіп әсерлерінен) және т.б.

Ұңғыманы пайдалану кезінде құбыр металдарының коррозиялық бұзылуы

Шегендеуіш құбыр металының коррозиялық бұзылуы мен мүмкін талқандалу зоналары өндіретін ұңғымаларда да, айдау ұңғымалары да байқалады. Айдау ұңғымаларда құбырлардың коррозиясына әсер ететін негізгі факторларға айдалатын судың ерітілген оттегі құрамы, минерализация сұйық қозғалысының жылдамдығы мен температурасы жатады. Өндіретін ұңғымаларда сұйықты құбыраралық кеңістік арқылы көтеру кезінде ұңғыманың сулануының ұлғаюы шегендеу тізбектердің коррозиясын үдетеді.

Жер асты және жер үсті жабдықтарда коррозияның өту жылдамдығына келесі факторлар топтары әсер етеді:

  1. Мұнай өндіру кезінде техникалық және технологиялық факторлар (ұңғының түрі; өндіру тәсілі; газсұйықты қоспаның ұңғыда қозғалу режимі және өнімділігі; түптегі және сағадағы қысым; температураның оқпан бойымен таралуы, ұңғының құбырсыртындағы кеңістігінде сұйықтың деңгейі және газауалы ортаның құрамы).
  2. Ұңғыдан өндірілетін өнімнің физика-химиялық қасиеттері мен құрамы ( өндірілетін мұнайдың құрамы мен қасиеті; мұнаймен бірге ілесіп өндірілетін судың құрамы мен қасиеттері; ілеспелі мұнайлы газдың құрамы мен қасиеттері және онда күкіртсутек және екіотттегілі көміртек сияқты коррозиялы-белсенді заттардың болуы; өндірілетін өнімде су және мұнайдың қатынасы, олардың бір бірінде таралу фазаларының таралуы; метал бетінде қорғу пленкалары бола алатын ұңғы өнімдерінде органикалық және бейорганикалық парафин, шайыр, темір сульфиді, кальций карбонаты, магний карбонаты, темір карбонаты сияқты заттардың болуы; сұйық арынында образивті заттардың - құм, темір сульфиді, тұз кристаллдары, топырақтардың болуы; бактериялардың орта рН-ның болуы).
  3. Сыртқы факторлар (температура, белсенді ортаның жылдамдығы, оттегінің концентрациясы және қысымы; ортамен түйісі уақыты; мұнайды өндіру және дайындау дың технологиялық үрдістерінде қолданылатын химиялық реагенттер; сыртқы тоқпен поляризациялау және т..б.).
  4. Ішкі факторлар (металдың табиғаты және құрамы; металдың кристаллды құрамы; метал бетінің күйі; металдағы кернеулер; металдың термодинамикалық тұрақтылығы және оның периодты элементтер жүйесіндегі орны; металды пісіру кезіндегі ақаулар).

"Грознефть" бірлестігі құрамында 0,4 мг/л-ге дейін ерітілген оттегі, сағасында 2%-ке дейін көмірқышқыл газ, 400 мг/л дейін жалпы минерилизациясы 40-70 мл/г аз молекулалы органикалық қышқыл болатын қабат суының агрессивтілігімен анықталады. Түптік температурасы 1600С-қа жетеді. Айта кететіні, шегендеу құбырларының коррозиялық қарқындылығы сорапты компрессорлы құбырлардың және шлейфті құбыр тізбектерімен салыстырылды. Мұндай тәсіл нәтиженің дәлдігіне кепілдік бермейді. Алайда мақсатқа жетудегі қарапайымы болып табылады. Коррозия жылдамдығы пайдалану кезеңінде құбырлардың жаралы зақымдарының тереңдігімен анықталды. Зерттелу нәтижесі бойынша сорапты-компрессорлы құбырлардың орташа коррозия жылдамдығы жоғары (тереңдігіне 1,75-5,5 мм-ге дейін) және тесілу зақымдары 0,26; 0,36 мм/жыл құрайды.

Карбонаттардың біркелкі емес сипаты құбырлардың өне бойының Гальванопардың түзілуіне себепші болатын құбыр қабырғаларында тұз бен парафин шөгінділерінің шашыраңқы сипаты болып табылады.

Құбыраралық кеңістік арқылы суланған өнімді жинау пайдаланудың 1-2 жылында құбырлардың тесілуі зақымдануына әкелуі мүмкін.

Күкіртсутектің қатысуы (Н2S) қабат суының агрессивтілігін күрт өсіреді. Сонымен қатар көмірқышқылдың екі оксиді (СО2) ұңғыма өнімінің коррозиялық-активті компоненті болып табылады. Келісімді, егер игерудің басынан бастап, ұңғыма өнімінде Н2S және СО2 пайда болуының микробиологиялық сипаты ескеріледі.

Биокоррозия шегендеуіш колонна құбырлары мен жерасты жабдығын зақымдайды және қабатқа айдалатын су көлемінің ұлғаюына байланысты үдей түседі. Редуцирленген Н2S су айдау үрдістерінің қабаттағы қозғалысына, ұңғымадағы мұнай жинау және дайындау жүйелерінің айналымына қатыстырылады. Биоциноз мұнай өндіру обьектілерінің көп көлемде қатыстыра отырып, уақыт бойынша күшейе түседі.

Өнімдегі Н2S құрамы бастапқы кезеңмен салыстырғанда 0,04-тен 100 мг/л-ге СВБ құрамы 105 кл/ мл-ге жетті. Мұндай ортада метал коррозиясының жылдамдығы 0,575 г/ м2 жетеді. Ұңғыма құрылысы кезінде қосымша фактор ретінде коррозиялық үрдістердің ағымына жағдай тудыратын қатты фазадағы ерітінділерді қолдану болып табылады. Оның ішіндегі негізгі ауырлағыштары барит немесе гематит болып табылады. Бұл ерітінділерді пайдалану құбырлардың қабырғаларында көп көлемдегі жуу-тазалау жұмыстарына берілмейтін батпақты қабықтың қалыптасуына әкеледі. Құбыраралық кеңістікке ингибиторлы ерітінді айдаудан кейін және тәртіп бойынша ұңғыма бір айдан бірнеше жылға дейін пайдалану басталғанша тұрып қалады. Бұл сағаны қондырғылау, қатынас жолдарын монтаждау және түсіру, жөндеу жұмыстарын жүргізумен байланысты.Ұзақ уақытқа тұрып қалғанда бұрғылау ерітінділерінің қалдықтарында диффузия үрдістері және тығыздығы бойынша қалыптасқан эмульсияның кезекті седиментациясы жүреді. Бұрғылау ерітінділерінің қалдықтары және минералданған сулар құбыраралық кеңістіктегі пакер үсті зонасын толтырады. Құрамында минералданған су және қышқыл компоненттер болғандықтан, мұндай орта пакер үсті зонасында электро-химиялық коррозияға жағдай жасайды.

Коррозиялық зақымданудың типті түрлері:

  • Құбыр қабырғаларының қалыңдығымен салыстыратын дара залалды өлшемдер құбырдың ішкі және сыртқы бетінде байқалуы;
  • Негізгі СКҚ-ның ішкі бетінде табылған жоғарғы тығыздықтағы нүктелік зақымданулар;
  • Құбырлардың сыртқы кеңістігінде орналасқан қабыршақ құрылымды темір сульфидтерінен тұратын коррозиялық қабаттар зонасындағы бірнеше мм-ден 5-8 см-ге дейінгі өлшемдегі дара тесікті зақымданулар;
  • 3500 м-ден төмен тереңдікте СКҚ-дың ішкі кеңістігінде анықталатын негізінен резбалы түйіндесулерге жақын құбыр металының сақиналы коррозиясы;
  • Ағынды сипаттағы ұзындығы 100 мм-ге, тереңдігі 5 мм-ге дейін 3200 м-ден төмен түсірілген 91 ұңғымада СКҚ-қ ішкі осындай жолмен, Астрахань ГКМ-ң ішкі кеңістігінде табылған, ұңғымалардың пайдалану колонналары агрессивті бойлай зақымданулар орта тарапынан күшті коррозиялық әсерге ұшырайды.

 

8. Ұңғыда   судың    пайда  болуы.

 

Газ кен орындарының көбісі суарынды режим жағдайында  игеріледі (яғни сутасығыш облысқа су мұнайлы ауданға енеді және өндіретін ұңғыма түптеріне мұнайды ығыстырады).

 Газды сумен ығыстыру кезінде газды ұңғымаларда заңдылықты сулану болады.

Мұнайды жинау кезінде өндіруші ұңғымаларда су жарылымы болады.

 

Сур. 11- Ұңғылар суланудың негізгі факторларының классификациясы.

 

Ұңғығы судың жарып өту  себептері мыналар:

  • өткізгіштілігі және шөгінділердің біртексіз қабаттылығы (қабат қалыңдығы бойынша);
  • ығыстырудың тұрақсыз тұтқырлығы;
  • өндіруші және айдаушы ұңғымаларды орналастыру ерекшеліктері;
  • табан суларының жиналуы;
  • қабаттың еңкіштігі;
  • жоғары өткізгіштіктің каналдары мен жарықтардың болуы, әсіресе жарықшақты-кеуекті коллекторларда;
  • пайдаланушы тізбектің және цементті сақинаның саңылаусыздығы.

Көптеген зерттелурдің нәтижелері бойынша өндіру ұңғыларының сулану факторларының классификациясына (сур. 11) сәйкес, ұңғылар өнімінің сулануының негізгі себептері екі үлкен топқа бөлінеді:

  • техникалық;
  • геология-физическалық және технологиялық.

Техникалық себептердің топтарына бұрандалы қосылыстардың әлсіреу әсерінен, коррозиялық қирауының, электр тоғынан күйуі, жөндеу жұмыстары кезінде құбырлардың механикалық бұзылуы және басқа да себептерден өнімді перфорация интервалынан ұңғы бекітілуінің қирауынан пайдалану тізбегінің саңылауының бұзылуы жатады.

Екінші факторлар топтары өнімді қабаттардан түсетін сулар әсерінен ұңғылардың сулануымен байланысты себептерін біріктіреді. Қабаттарды біріктіріп пайдалану кезінде  ұңғылардың сулану қарқындалығы қжыныстардың физика-геологиялық қасиеттерінен және үлкен қысымдармен табиғи түрде су айдау кезінде оларды қанықтыратын сұйықтардан тәуелді. Су мен мұнай тұтқырлықтарының айырмасы аудан боййынша және қалындығы бойынша қабатта су фронтының біртекті емес қозғалу үрдісін кушейтеді.

Уақытынан бұрын сулану келесілердің  нәтижесінде болуы мүмкін (сур. 12):

  • зоналы біртексіз шөгінділердің ауданы бойынша айдалатын су «тілдерінің»  түзілуі; (сулануды аудан бойынша қамту)
  • табан суларынан  конустың пайда болуы;
  • өткізгіш қабат бойынша (қабат қалыңдығы бойымен қамту) судың озып қозғалуы;
  • жоғары өткізгішті жарықтар бойымен судың қозғалуы;
  • тізбек пен цементті сақина саңылаусыздығының әсерінен жоғарғы, ортаңғы және төменгі сулы  қабаттардан судың келуі.

Қабаттар мен ұңғымалардың уақытынан бұрын сулануы мұнай өндіруді төмендетуге және соңғы мұнай бергіштікке (шайылған белдеулерде су пайдасыз қозғалады), үлкен экономикалық шығындарға, тасымалдауға, судың үлкен көлемін қабатқа дайындауға және қайта айдауға әкеледі.

Сурет 12.  Өндіру ұңғысына судың өтуі.

 

Қабат қысымы мен шығымына, қабаттың физикалық қасиеттеріне байланысты қабат саны мен оқпан жұмысының термодинамикалық шарттары бойынша газды және газконденсатты ұңғымалар бірнеше қабаттарды бірігіп пайдалану үшін фонтанды  құбырлармен жабдықталады, ал ал қабаттарды жеке пайдалану кезінде пакерлер мен фонтанды құбырларын пайдаланады.

Пайдалану нысандарды, яғни жеке игеру объектісін дұрыс таңдау және бөлу өте маңызды болып табылады.

Жеке  нысан ретінде бөлінетін қабаттар мына шарттарға сәйкес болуы керек:

  • өндіретін газ қорын рентабельдігі;
  • өткізбейтін жыныстардан жоғары және төмен жатқан жыныстармен бөлінетін, бір немесе бірнеше газға қаныққан қабаттар болу керек;
  • қабат қысымының, ұңғыны пайдаланудың технологиялық режимдері мен қабаттарды игеру режимдері, литологиялық-физикалық қасиеттері жағынан жақын болуы жеткілікті;
  • агрессивті компоненттері жоқ  болуы шарт (H2S, CO2).

Бірнеше қабаттарды бір пайдаланушы нысанға біріктіру мақсаты – ұңғыма шығымын арттыру және газды алу шектерінде қазбаларды қорғау шарттары мен кен орынды игеруді реттеуде ұңғылардың санын қысқарту.

Сурет 13. Сулану тілдердің пайда болу сұлбасы »: 1-сыртқы мұнайлылық нұсқасы; 2-ішкі мұнайлылық нұсқасы; 3-шоғырдың сулану сызығы; 4-ұңғымалар

Қабаттан мұнайды шығару шарасы бірнеше сумұнайлы байланысын біртіндеп көтереді, ал мұнайлылық нұсқасы шөгінді орталығына тартылады. Әуелі мұнай нұсқасына жақын орналасқан ұңғылар суланады, ал содан кейін шөгінді ортасындағы ұңғылар суланады.  Нұсқа суы ұңғы түбіне жеткенде қабатты пайдалану тоқтатылады, мұнайдың орнына барлық ұңғылардан су алынады. Қабат толығымен сулануына қарамастан, қабатта әрқашан едәуір мөлшерде игерілмеген мұнай қалады.

Барлық үрдістердің нәтижесінде су нұсқасы бірқалыпсыз қабат ортасына жылжуы мүмкін, ол «сулану тілдерінің» түзілуіне әкеледі. (13-сурет).

Су «тілдерінің» болуы қабатты жоспарлы пайдалануды қиындатады. Қабат мұнайы уақытынан бұрын суланады: бөлек «тілдер» бір-бірімен бірігуі мүмкін және қабатты оқшауланған аудандарға бөледі.

Қабатта көп мөлшерде игерілмеген мұнай қалуы мүмкін және қабаттың табан бөлігініңбарлығын су басуы мүмкін. Ұңғыдан мұнайды интенсивті шығару мұндай жағдайларда күшпен көтеруді және ұңғы түбінің астынан ұңғының түп маңы аймағында «сулану конусы» түзіледі (14-сурет).

 

9. Ұңғылардың сулануымен курес әдістері.

 

Қабаттар мен ұңғымалардың сулануымен күресу мәселесі аса өзекті мәселе болып келеді.

 Газды ұңғымалардың түбінен сұйықты жою әдістерінің келесілері қарастырылады:

  • механикалық (плунжерлі лифт, газлифттің әртүрлі модификациясы, автоматты үрлеу және басқалары);
  • физико-химиялық (көбіктүзуші реагенттердің көмегімен).

Газды ұңғымалардан сұйықты периодты жою:

  • сұйықтың жұтылуы үшін ұңғыны тоқтату (БӘЗ қосып);
  • ұңғыманы атмосфераға үрлеу;
  • сифонды түтікшелер арқылы үрлеу;
  • көбіктүзушінің ұңғымаға енгізу жолымен сұйықты көбіктендіру.

Суды үздіксіз жою үшін келесі шаралар қолданады:

  • түптен суды шығаруды қамтамасыз ететін газ жылдамдығы кезінде ұңғыны пайдалану;
  • сифонды және фонтанды түтікшелер арқылы үздіксіз үрлеу;
  • плунжерлі лифт;
  • тереңдік сораппен сұйықты сору;
  • сұйықты көбіктендіру

Өндіруші ұңғыларда суоқшаулаушы материалды қолданумен жүргізілетін жөндеу-оқшаулау жұмыстарының маңызы-сулаушы көздерге әсер етуде су ағынының ұңғыға өтуін жабу,  яғни: аралас қабаттар мен суландырғыш қабаттарды; өнімді объектте суланған аймақтарды; коллектордағы су ағыны өтетін жарықшақтарды және тізбек сыртындағы кеңістікте басқа да арындарды және т.с.с. Осы мақсатқа жету үшін суоқшаулаушы материалдар және техникалық құралдарды қолданумен әртүрлі әдістер өңделген.

Ұңғыларға судың өтуін шектеу әдістері перфорациямен ашылған мұнайлы қабаттың бөлігінің өткізгіштігіне реагентті айдау әсеріне  байланысты селективті және селективті емес болып бөлінеді (сур. 15). Осылай бөлудің өзі материалдың физика-химиялық қасиеттерімен анықталады.

Сұйықты жою әдісін таңдау кен орынның геология-өндірістік сипаттамасына, ұңғы конструкциясына, кен орынның игеру сатысына, қабаттан ұңғыға келіп түсетін су мөлшері мен себептеріне негізделген.

Судың аз шығымы кезінде периодты әдістер айтарлықтай тиімді, үлкен шығым кезінде үздіксіз әдістер тиімдірек.

Сұйықты жоюдың қымбат емес, тиімді және кең қолданылатын әдістерінің бірі түп сұйығын көбіктендіру әдісі болып табылады. Бұл әдіс бойынша ұңғыға белгілі мөлшерде беттік-әрекеттік заттарды (БӘЗ) айдайды– ұңғы түбінде сұйықта еритін көбіктүзуші. Нәтижесінде қабаттан ұңғыға түсетін, газдың бүлкілдеуінен көбік бағанадан жеңіл көтеріледі. Тығыздығы аз болғандықтан, жоғарыға оңай шығарылады.

Егер мұнай және газ кен орындарында бірнеше жыныс қабаттары болса, онда көп қабатты кен орынды игеруді тездету және мұнай мен газды өндірудің өзіндік құнын төмендетуге ұңғыманы екі немесе бірнеше қабаттарды бір уақытта бөлек пайдалануды қолданып қол жеткізуге болады.

Қабаттарды бірмезгілде бөлек пайдалану кезінде әртүлі жағдайлары кездеседі:

  •  барлық қабаттар– мұнайлы немесе барлық қабаттар – газды;
  • бір қабаттар газды, басқалары мұнайлы;
  • барлық қабаттардан мұнай алынады және бір уақытта барлығына немесе бөлек қабаттарға жұмысшы агент (су, газ) айдалады.

Бұл әдістің маңыздылығы қабаттың барлық өнімі немесе олардың негізгілері бір ұңғымада ашылады (перфорацияланады) және одан кейін бір нысан ретінде игеріледі.

Қабаттарды бір бірінен бөлү үшін пакерлерді перфорация интервал арасына орналастырып, оларды бөлек бірақ бірмезгілде игереді.

 

Сурет 15.  Ұңғыға судың өтуін шектеу әдістерінің топтамасы  (классификациясы).

 

Әрбір қабаттың жұмысы басқа қабаттардың жұмысына ықпал етпейді және әрбір қабатта қажет зерттеулерді жүргізулерге  немесе олардың жұмыс режимін бірқалыпта ұстау үшін әртүрлі шаралар жүргізуге болады.

Пайдаланудың бұл әдісі ағынның ұңғыға келесі тәсілдермен келуіне байланысты орындалуы мүмкін:

  • қабаттарды фонтан-фонтан пайдалану;
  • сорап-сорап;
  • фонтан-сорап, сорап-фонтан .

Қабаттар мен ұңғылардың уақытынан бұрын сулануымен күресу үшін игеру үрдісін реттеуші әдістердің  1-ші тобын қолданады.

Мұнайлы кен орындарды реттеу деп игерудің жоғары технологиялық және экономикалық көрсеткіштеріне жету мақсатында технологиялық шешім шегінде  қабатты ұстау және пайдалану шартының өзгеруін түсінеміз.

Реттеу әдісін екі топқа бөлуге болады:

1.әсер ету жүйесінің өзгеруінсіз және жаңа ұңғыларды бұрғылау;

2.әсер ету жүйесінің толығымен немесе бір бөлігінің өзгеруі.

Бірінші топқа мынадай әдістерін жатқызуға болады:

  • гидродинамикалық жағдайды және ұңғы өнімділігін арттыратын қабаттың түп маңы ауданына әсері;
  • өндіруші ұңғылардағы су ағынын оқшаулау (шектеу);
  • мұнай ағынының профилінің түзелуі және кеңеюі мен қабат қалыңдығы бойынша өндіруші және айдаушы ұңғыларға су айдау.

Ұңғы жұмысының технологиялық режимдерін өзгерту үшін:

  • өндіруші  ұңғыларда (сұйықты қарқынды түрде алу, олардың өнімін алуды кезеңмен өзгерту);
  • айдаушы ұңғыларда (айдау шығындарын көбейту немесе шектеу, айдау қысымын өсіру, ұңғылар бойынша айдауды қайта өзгерту, кезеңді және циклды айдау), көп қабатты кен орындарда 1-ұңғымаға бір уақытта бөлек бірнеше қабаттарды пайдалану.

Игеруді реттеу кен орынды пайдалану кезінде жүзеге асырылады.

Сулардың тілдерінің және конустарының азаюын ұңғыма жұмысының технологиялық режимдерін тиімдендіріп қол жеткізуге болады, ал судың озып қозғалуын болдырмау үшін  – бір уақытта бөлек пайдалану әдістерін қолдану керек.

 

10. Ұңғылардың сулануын азайтудың  жаңа  әдістері.

 

Жөндеу-оқшаулау жұмыстары келесі мақсатпен орындалады:

  • су ағынын селективті оқшаулау;
  • су ағынын бағыттап оқшаулау (суға қаныққан интервалдар және төменгі суларді өшіру);
  • тізбек сыртындағы ағындарды жою;
  • пайдалану тізбектің саңылаулығын жою.

Су ағынын селективті оқшаулау барлық өнімді қабаттың суланып кету жағдайында қолданылады. Тәжірибе көрсеткендей, өнімді қабаттың анизотропиясының арқасында сулану шайылған және өткізгіштігі бар қабатшаларда  болады. Сондықтан, ұңғыға сулы ерітінді негізінде біріктіретін полимарлы құрам немесе басқа да тампонажды материалды айдау кезінде, оның қабатқа өтуі су ағымы болған каналдар бойымен мұнайдың гидрофобтық қасиетіне байланысты мұнайға қаныққан қабатқа әсерін тигізбей жүзеге асады. Осы кезде өткізгіштігі жоғары суға қаныққан аймақтарда біріктіретін полимерлермен селективті блокадасы құралады.

Су ағынын бағыттап оқшаулау қабаттағы және айдалатын сумен интервал бойынша сулануы немесе қалыңдығы бойынша фильтрациялық біртекті еместігі аса айырықшаланбайтын қабаттарда қолданылады. Тәжірибеде бағыттап оқшаулаудың технологиясы үш сұлба бойынша орындалады:

  • Пакер арқылы мұнаймен қаныққан аймақтарды бекітіп, суланған интервалдарға тұтқыр-серпімді құрамды  (ТСҚ) бағыттап айдау;
  • Төменгі мұнайға қаныққан интервалдарды түйіршікті материалдармен бекітіп, ТСҚ-ны бағыттап айдау;
  • Алдын ала перфорация интервалына уақытша цементті көпірді орнатып, кейін оны бұрғылаумен суланған интервалдарды екінші рет ашу арқылы бағыттап ТСҚ-ны айдау.

Тізбек сыртындағы ағындарды жою арнайы қуыс тесіктер немесе төменгі және жоғарғы перфорация интервалдары арқылы орындалады. Пайдалану тізбектің саңылаулығын жою ақаудың сипатына қарай арнайы тампонажды құрамдарды қолданумен жүргізіледі. Барлық келтірілген жұмыс түрлерінде келесі оқшаулаушы материалдар қолданылады:

  • Төменмолекулярлы полиакриламид және біріктірушінің су ерітіндісі негізінде тұтқыр серпімді құрам (ТСҚ технологиясы);
  • Әртүрлі модификациялы кремнийорганикалық қосылыстар (АКОР технологиясы);
  • Синтетикалық шайыр негізіндегі құрамдар.

Материалдың түрі жөндеу-оқшаулау жұмыстарын жүргізуде әр жағдайына байланысты таңдалады. Көбінесе, аралас технологиялар қолданылады, мысалы ТСҚ+АКОР.

Еліміздің кен орындарын игерудің негізгі түрі –ол су айдау болып табылады. Бұл тәсілде мұнайды шығару тиімділігі қабатқа  айдалған  судың  әсерінен оны толық  қоршап алуына  тәуелді.

Қазіргі технологияның мақсаты ұңғыманың түпкі аймағындағы мұнайлы қабатының өнімді бөлігіндегі сулы аймағын оқшаулау және қабат аралық ағындарды болдырмау болып табылады.

Силикат гелдері (СГ) мен силикатты-полимерлі гелдерді (СПГ) пайдаланатын бұл технология әсерінің механизмі қабаттың жоғарғы температурасындағы ұңғымаға айдалатын силикатты полимерлі ерітінідінің гелге айналу есебінен жоғарғы өткізгіш сулы қабатшалар мен жарықшақтарды селективті оқшаулану болып табылады.

Бұл әдістердің технологиялық үрдісі ағын немесе суды жұту аймағын анықтаудан, гелді дайындау мен айдаудан, оны ұңғыманы жұмысқа енгізуден бұрын гельге айналу уақыты қуту болып келеді.

Ерітіндінің гелге айналу уақыты ерітінді компоненттерінің табиғаты мен құрамынан және қабат жағдайларына тәуелді болады. Бұл ерітіндіні дайындау үрдісін тек ұңғы сағасында ғана емес,  сонымен қатар стационарлы қондырғыларда да жүзеге асыруға болады.

Ұсынылатын  композициялар оқшаулау жұмыстарына арналған құрамдарға қойылған келесі талаптарды қанағаттандырады:

  • оқшаулауды қамтамасыз ететін жеткілікті беріктік;
  • сілті реагент әсерінен бұзылу қабілеттілігі;
  • әртүрлі компоненттер қатынасында түрлі гелтүзілу қабат температурасына тәуелді гелтүзілудің ең рационалды уақытын таңдауды болдырады.

Технология жоғарғы суланған қабат аралықтарын, жоғарғы температуралы, тұщы немесе минералданған су айдалатын мұнай кен орындарының өнімді қабаттарының айдау және өңдіру ұңғымаларындағы шаншылған және қабат аралық ағындарды селективті оқшаулану үшін арналған.

Бұл технология температурасы жоғары, минералданған суайдалатын кен орындардың  мұнай қабаттарындағы айдау және өндіру ұңғыларында жоғары суланған қабатшаларды және қабаттар арасындағы ағындарды оқшаулау үшін арналған. Өндіру ұңғысында айдау кезінде қабаттың орташа қабылдағыштығы 192 м3/тәуліктен, ал айдау ұңғысында - 360 м3/тәу кем болмауы керек. Айдау қысымы қабатты сұйықпен жару қысымынан аспауы керек.

Өңдеуді жүргізу үшін кеніштің суланған аудандарында және қатпарлы-біртекті емес қабаттардағы ұңғы таңдалынады. Қабатта өндіру ұңғысына су өткен жоғары өткізгішті қабатшалар болуы керек.  Ол үшін ұңғыларда ағын профилі және келу сұйығының сипаттамасы анықталады.

Кез-келген технологияның негізгі мәселесі, ол   су келетін қабат интервалын ғана оқшаулап, ал мұнайға қаныққан интервал мұнай қозғалысы үшін ашық  болатындай орындалуы керек.  Осыған байланысты өндіру ұңғысының қабылдағыштығының профилі арқылы қабаттың қабылдағыштық интервалы анықталады. Айдау сұйығының негізгі жұтуымен және судың келу интервалдарының сәйкес келуінде ұңғының сулануының негізгі көзін оқшаулау болады. Ұңғыға гелтүзуші құрамының  айдау көлемі қабаттың суланған жоғары өткізгіштік аймағының қуатымен, қабат қысымымен, депрессиясымен, топырақты араласудың болуымен анықталады және қабаттың  1  метріне қалыңдығына 1-10 м3 құрайды. Сұйықты айдаудың нақты көлемі әр ұңғы үшін жұмыстың жеке жоспарымен орнатылады.

ЖОЖ (жөндеу-оқшаулау жұмыстарының)  технологиясы,  қабаттың мұнай бергіштігін арттыру және мұнай өндірудің интенсификациясының басқа технологиялары сияқты  қолданылатын геолого-физикалық шарттарға байланысты әртүрлі тиімділіктен тұрады. Осыған байланысты ЖОЖ технологиясының негізінде ұңғыға су келуін болдырмайтын қабаттың жоғары температурасында силикатты гелдің түзуі болады, анықталған кейбір талаптар қабат параметрі, мұнай құрамы, сонымен қатар жұмысты жүргізу шартына  қойылады.

Жұмысты жүргізу үшін 0,5 м-ден және одан да көп, топырақты араласулы бар біртекті емес  қабаттар таңдалынады, оларды пайдалану үрдісінде өндіру ұңғылары судың жоғарғы өткізгіштік қабатшасы бойымен  жарып өтуінен суланған, ал аз өткізгіш қабатшалар айдау суының әсерімен жауланбаған.

Суды  оқшаулау жұмыстарының технологиясы

Ұңғыны қажетті технологиялық жабдықпен жабдықтайды, біржарым еселі күтілу қысымына айдау желісін  тексереді.

Сулы  оқшаулағыш қоспаны дайындайды. Дайындалған қоспаны СКҚ арқылы ұңғыға айдайды және ығыстыру сұйығының есептік көлемімен  қабатқа ығыстырады.

Қабатқа қоспаны айдауды жүзеге асыру мүмкін болмағанда, сығудың соңындағы қысымға тең, қабатқа қысымға қарсы  кері жууды орындайды. Жұмысты орындау үрдісінде сығу сұйығының оқшаулағыш құрамының шығынын, айдау және сығу қысымын реттейді. Ұңғыны жабады және қоспа әсер ету үшін 24-48 сағатқа ығыстырған соңғы қысымен қалдырады.

Суланған ұңғыларда тігісті жоғары серпімді тұтқыр полимерлі жүйе  (СПЖ)  арқылы қабатты  селективті оқшаулау  технологиясы

  • Тағайындалу

СПЖ технологиясы өткізгіштігі бойынша  өткізбейтін және нашар өткізетін қабатшалармен өнімді интервалдардың арасында қабат және айдау сұйығының келуін оқшаулау және жарылыстарды оқшаулау үшін  біртекті емес  қабаттарда су келуін оқшаулау және шектеу үшін, сонымен қатар бағана маңындағы ағыстарды оқшаулау үшін  қолданады.

Бұл технологияны мұнай газ кен орнының терригенді және карбонатты өткізгіштігі 0,05 мкм2 –дан жоғары коллекторларында,  қабат температурасы 1000С – ге дейін болғанда қолданады.

Бұл  технология суланған өндіру ұңғысының қабат түп маңы аймағына СТҚ (серпімді тұтқырлы құрамның) 25-200 м3-дейін көлемін айдап,  суланған қабаттың қуаты және өткізгіштігіне байланысты, ашық жарылыстардың бар болуына байланысты гидроэкранды орнату жолымен жүзеге асады.

СТҚ-ды қолданумен суланған мұнайгаз өндіруші ұңғыларының бағана маңында ағыстарды  оқшаулау және су келуінің бағытталған оқшаулаудың технологиясы

Тампонажды құрамдарды айдау геологиялық ерекшеліктер және коллекторлық қасиеттерге, пайдалану тізбектің сыртындағы цементтің болуына байланысты перфорацияланған интервал арқылы немесе тізбек сыртындағы ағындарға қарама-қарсы жасалған қуыстар арқылы жүргізіледі. Осы кезде перфорация интервалы мен жасалған қуыстар арасында пакер орнатылады. Тізбек сыртындағы ағындарды жою бойынша жұмыстарды операцияларды орындаудың техникалық мүмкіндігі бола алатын (КРС бригадасымен бірігіп жұмыс жасау, арнайы пакерлердің болуы, пайдалану тізбектің саңылаусыздығы, пайдалану тізбекте пакердің өтуі)  объектілердің арнайы жасалған қуыстар арқылы жүргізілгені жөн.

  Тізбек сыртындағы ағандарда оқшаулау жұмыстары өндіру ұңғыларында және де айдау ұңғыларында жүргізіледі, олардың  осы ұңғыларда жүргізілуінің арнайы ерекшеліктері болмайды.

  Арнай перфорациялық қуыстар арқылы айдалатын тампонаждау құрамының көлемі келесі формуламен анықталады:

            (2),

Мұнда,

DC – ұңғы диаметрі, м

DK – тізбектің сыртқы диаметрі, м

h1 – қабаттар арасындағы арақашықтық, м

h2 – су шығатын қабатшаның қалыңдығы, м

m -  қабат кеуектілігі, бірлік.

RO – жұмыс сапасын жоғарлату үшін 1 м-ден кем болмайтын суоқшаулау экранын құрайтын өңдеу радиусы. Бұл радиус тұтқыр серпімді жүйені көтере алатын градиент қысымында және ұңғының түп маңында қысымның таралы сипатына қарай таңдалған.

  • Технологияның тағайындалуы

Бағытталу оқшаулау технологиясы қалыңдығы бойынша қабаттың фильтрациялық біртекті еместігі көп болмайтын және айдалатын сумен интервал бойынша және құбыр сыртындағы  кеңістіктен өтетін  қабаттар мен ұңғыларда қолданылады.

Бұл технология мұнайгаз кен орнының терригенді және карбонатты өткізгіштігі 0,05 мкм2 –дан жоғары коллекторында, қабат температурасы 1000С – ге дейін болғанда қолданады.

Бағытталған оқшаулаудың технологиясы бірнеше сызбалармен жүзеге асады:

  •  Мұнайға қаныққан қабаттарды пакер арқылы жауып, қабаттың суланған интервалдарына арнайы  қоспаларды бағыттап айдау;
  • мұнайға қаныққан төменгі  интервалдарды  түйіршікті материалмен толтыру арқылы қоспаларды бағыттап айдау;
  • перфорация интервалында алдын-ала уақытша цементті стаканды орнатып, кейін оны бұрғылап, суланған интервалдарды екінші ретті ашу  арқылы  бағытталған айдауды жүргізу

Айдау перфорацияның бар интервалы арқылы және де пайдалану бағанында арнайы тесік арқылы жүзеге асады.

Тампонажды қоспа ретінде полимер негізінде тігісті серпімді тұтқыр қоспасын, сонымен қатар цементті қоспалар қолданылады.

Технология суланған өндіру ұңғысының қабат түп маңы аймағында СПЖ суланған қабаттың қуаты және өткізгіштігіне байланысты, ашық жарылыстардың бар болуына байланысты, пайдалану бағанасының бұзылуына байланысты гидроэкранды орнату жолымен жүзеге асады.

 

Кесте 2-   ТСҚ негізінде ЖОЖ үшін гелқұрайтын композициялар құрамы

 

Жұмыс түрі

Реагенттер концентрациясы

Құрам 1

Құрам 2

GS-1, DP9-8177 және аналогтар

 

Хром ацетаты

АК-642

 

Хром ацетаты

%

кг/м3

%

кг/м3

%

кг/м3

%

кг/м3

Табан сулардың келуін және жарықшақтардағы фильтрацияларды шектеу, тізбек сыртындағы ағындарды жою

0,8 -1,2

8 - 12

0,08 -0,1

0,8 -1,0

1,2-2,0

12 - 20

0,2 -0,5

2 - 5

 

Кесте 3 – Жөндеу-оқшайлау жұмыстары үшін тұтқыр-серпімді құармның технологиялық сипаттамалары

 

Көрсеткіш атауы

Өлшем бірлігі

Мөлшері

Гелге айналу уақыты

сағат

3 - 30

Гельдің қаты уақыты

сағат

5 - 15

Гелдің қаттылығы

кг/м

30 - 100

Айдау кезінде композицияның мүмкін температурасы

оС

10 - 60

Қалдық кедергі факторы

Өлшемсіз мән

> 300

Қысым градиентінің шегі

МПа/м

0,2 - 10

 

  • 40 - 70оС температурасында гельдің қату уақыты 1 - 5 сағат

Айдау ұңғымаларын біріктіргіш  полимерлі қоспамен өңдеу технологиясы

Қабаттың мұнай бергіштігін тігісті полимерлі жүйені қолдану арқылы арттыру технологиясы мұнай бергіштікті суланумен қабатты жаулауды көтеру есебінен ағымды және соңғы коэффициентін көтеруге бағытталған.

  • Қолдану аймағы

Мұнайгаз кен орнының теригенді және карбонатты өткізгіштігі 0,05 мкм2 –дан жоғары коллекторы. Қабат температурасы 1000С – ге дейін.

-Технологияның мәні

ТПҚ қолдану едәуір арақашықтық қабаттың терең жеріне енуге қабілетті, қабатшалардың арасындағы гидродинамикалық байланыстың бар болуында да қабатта ағынды бөлуді тиімді реттеуді қабілетті ақырын тігетін қоспаны қолдануды қарастырады.

Тігісті полимерлі құрам келесі заттардан тұрады:

  • Полиакриломид (ПАА);
  • Хром ацетаты.

 

Сур.16- БПҚ технологиясының операциясының реті

 

Полимер және гель  түзетін зат концентрациялары арқылы гелге айналу уақытын реттеу мүмкіншілігі бастапқы және соңғы кедергілердің берілген факторларымен қабат жағдайында ағысты болдырмайтын экрандарды тудырады.

Технологияны ендірудің қорытындысы болып келесілер табылады:

  • кеніштің өңделу алаңының қимасы және ауданы бойынша фильтрациялық ағынды  бөлектеу;
  • айдау ұңғыларына өндіру ұңғыларына судың жарып өтуін болдырмау;
  • өткізгіштігі төмен зоналардан қиын алынатын қорларды игеруге қосу (сурет 16)

ТПҚ айдау алдында ұңғыны қабылдағыштыққа сынау, егер қабылдағыштық 200 м3/тәу төмен болса, қысым 10 МПа-ға дейін болса, КПАС (3 м3-пен) берілген қабылдағыштыққа жеткенге дейін.

Қабаттың мұнайға қаныққан аз өткізу интервалында ТПҚ берілген көлемін айдаудан кейін қабатқа қоспаны ығыстыру жүзеге асады, одан кейін ұңғы 48 сағат көлемінде гел түзуде ұсталынады.

Жоғарыда айтылған ұңғы өнімінің сулануын азайту бойынша технологиялар Қазақстанның көптеген кен орындарында жүргізілген және жақсы қорытындылар берген.

 

11. Ұңғыларда гидраттардың пайда болуы. Гидрат түзілімдерімен курес әдістері.

 

Көрсетілгендей, газ кенорындарындағы қабаттық шарттарда табиғи газ су буларымен қаныққан болады. Газды қабаттан алу кезінде қабаттың температурасы мен қысымы төмендеуімен қатар, су булары конденсацияланып, ұңғымада және газ тізбектерінде жиналады. Қалыпты шартта табиғи газдың компоненттері (метан, этан,пропан, бутан) сумен әрекеттесе отырып, гидрат деп аталатын қатты кристалды заттар түзеді. Аталған компоненттердің әрбір молекуласы судың 6-7 молекуласымен байланысады.

Мысалы: СН4* 6 Н2О; С2Н6* 7 Н2О.

  Көмірсутекті және басқа да газдар белгілі қысым және температура жағдайында сумен байланысып кристаллгидратты құрайды. Табиғи газдардың кристаллгидраттары сыртынан мұзга айналатын дымқыл біріккен қарға ұқсайды. Олар тұрақсыз қоспаларға жатады және кейбір жағдайда (жылыту, қысымның төмендеуі салдарынан) газ бен суға бөлініп кетеді. Гидраттардың пайда болуы қысым жоғарылағанда, температура төмендегенде және газдардың гидрат түзуші компоненттердің сумен тығыз байланысты кезінде жүреді. Қысым жоғарылаған жағдайында температура критикалықтан жоғары болғанда гидраттар түзелмейді.

 

Кесте 4- Критикалық температура мәндері

 

Газ

СН4

С2Н6

С3Н8

С4Н10

С5Н10

tкрит 0 С

21,5

14,5

5,5

25

1,0

 

Қалыптасқан гидраттар ұңғымаларды газ тізбектік сепараторларды бітеп қалуы және өлшеуіш реттеуіш құралдарының жұмысын бұзуы мүмкін. Гидраттардың қалыптасуы нәтижесінде жиі штуцер мен қысым реттегіш істен шығып, газды дроссельдеу жұмысы бұзылып, күрт температураның төмендеуіне әкеледі.

Гидраттармен күресу 2 бағытта жүреді:

  1. Гидраттардың қалыптасуын ескеру;
  2. Қалыптасқан гидраттардың ликвидациясы ( жою)

Ұңғымаларда гидраттарды болдырмау үшін келесі әдістер қолданылады:

  • Пайдалану ұңғымаларының сәйкесті технологиялық режимін қалыптастыру;
  • Ұңғыма түбіне үздіксіз немесе периодты антигидратты ингибиторлар жіберу;
  • Футерлі СКҚ (көтергіш) қолдану;
  • Жүйелі түрде ұңғыма түбінен жиналған сұйықтықты жойып отыру;
  • Ұңғымадағы газ пульсациясын тудыратын себептерді жойып отыру;
  • Ұңғыма бағанындағы гидрат қабаттарының жойылуы;
  • Қоршаған жыныстардың жылу әсерінен гидраттардың аздап ыдырау мақсатында ұңғымадан атмосфераға үрлеп тазарту;
  • Гидрат тығынын ыдырату және атмосфераға үрлеп шығару үшін гидрат тығынына антигидратты ингибиторлардың үлкен көлемін айдау.

Фонтанды арматурадағы және ұңғыманың байлауында, сондай-ақ басқа да бөліктерінде, газды жинаумен тасымалдау тораптары мен буындарында гидраттардың қалыптасуын жекелей де кешенді де қолданылатын келесідегідей әдістермен ескертіледі:

  • Жеке тораптар мен аудандарды қыздыру;
  • Газ ағынына антигидратты ингибиторларды (метанолды, кальций хлорийдінің ерітіндісі, диэтиленглинольді және т.б.) жіберу;
  • Бу тәріздес ылғалмен гидраттың қалыптасуына әкелетін газ температурасының төмендеуі салдарынын қысым өзгерістерін жою;
  • Конденсат жинау немесе дренаждардың көмегімен газды ішкі кәсіптік тасымалдау мен бөліктерінде жиналған сұйықтықты жою;
  • Газ жүйелік тізбектерін гидрат кристалдары жиналған жерлерді және батпақты тазалау мақсатында жүйелі үрлеу.

Ұңғыда болатын кез-келген қиындықтың алдын алу пайда болғған қиындықты жоюға қарағанда аз шығындарды талап етеді. Осы қағида гидрат түзілуге өте қатысты.

Қазіргі кезде гидрат түзілуінің алдын алу үшін химиялық және жылу тәсілдері өңделген. Химиялық әдістер ұңғыға әртүрлі ингибиторларды еңгізу технологиясына негізделеді. Олардың әсері судың параметрлерін және гидраттүзілудің тепе-теңдік шарттарын өзгертуге бағытталған.

Сурет 17.  Жылутасымалдағышты айдау арқылы гидратты тығынды бұзу кезінде ұңғы жабдығының сұлбасы.

1-вертлюг; 2- ЖБҚ жылжымалы бу қондырғысы; 3- превентор; 4- фонтанды арматура; 5- тізбек басы; 6- жуу құбырлары; 7- жуу басы; 8- гидратты тығын; 9- СКҚ; 10- шегендеу тізбек;11-пакер.

 

Ингибиторлар газдың суда  еруін төмендетеді. Осы мәселені спирттердің, электролиттердің және олардың қоспаларының сулы ерітінділері орындайды.

Бейорганикалық ингибиторды таңдау оның суда жақсы еруі және иондарға тез бөлінуіне негізделген. Ең белсенді ингибитор – бор, бериллий және алюминий қосылыстары.  Осы сапа түрінде нитраттар, хлоридттер, суда жақсы еритін NaNO3; KNO3 және т.б. ұсынылады. Қолдану мүмкіншілігі, төмен құндылығы және жоғары белсендігі бойынша СаСL2 кеңіне қолданыс алды. Ол 30-35 % концентрация ерітінді ретінде тығыздығы 1285-1336 кг/м3, қату температурасы минус 55-20 0С, қайнату температурасы 110-114 0С.

СаСL2 –нің кемшілігі, оның ауа отттегісімен қанығуы және белсенді коррозионды болуы.

Метанол - метил спирті (СН3ОН) – өзіне сәйкес иісі бар түссіз сұйық. Кез келген қатынаста сумен, этанолмен, диэтилді спиртпен, ацетонмен, бензолмен араласады.

Жылу әдістері ұңғының оқпанында (гидрат түзілетін жерінде) немесе жинау құбырында температураны критикалық температурадан ұзақ уақыт жоғары ұстауға негізделген.

Барлық технологияларды келесі топтарға бөледі: механикалық, жылу және химиялық.

Механикалық тәсілдерде СКҚ-да пайда болатын болпылдақ, бос немесе жүзбелі тығындарды арнайы штангалармен бұзады. Штангамен соққылау арқылы тығынды бұзуға болады немесе түптегі жоғары температуралы аймаққа итереді.

Жылу әдістеріне тығынға әртүрлі жылу тасығыштармен – су, бу, ыстық мұнаймен әсер етеді. Жылугенераторы ретінде жер үсті агрегаттарды – жылжымалы бу және парафиннен тазарту қондырғылар, ұңғыда жылу көзі ретінде –әртүрлі конструкциялы электрқыздырғыштар қолданылады. Жылутасымалдағыш арқылы гидрат тығынын қыздыру үшін екі жолды құру керек: бірі – гидратты тығынға дейін жылутасымалдағышты жеткізу, екіншісі – жылутасымалдағыш ерітіндісі және тығын компоненттерін шығару үшін. Жалпы үрдіс 17 суретте келтірілген сұлба бойынша орындалады.

Гидрат пен мұз қалыптасуын жою тәсілдерінің кейбіреуін қарастырайық.

Газ ағынына метанолды енгізу метанолды гидраттың қалыптасуын ескерту үшін профилактикалық әдіс ретінде қолданылады.

Сурет 18.  Газқұбырына метанолды енгізу.

 

Бұл әдіс газ кәсіпшілігінде кең қолданыс тапқан. Газ ағынына қату нүктесінің төмендеткіші болып табылатын метанол, метил спиртін (СН3ОН ) жібереді.

Метанол су буларымен газға қаныға отырып, спиртті су ерітінділерін түзеді, оның қату температурасы 00С тен едәуір төмен болады. Газ құрамында су булары санының азайғандығынан су тамшыларының ортасы төмендейді, сол себепті гидрат түзілу қаупі едәуір төмен болады. Алайда ескеретін нәрсе, метанол суда ериді. Егер газ тізбегінде су кездесетін болса, метанол тұтас суда еріп, тиімділігі төмендейді.

Метанол газ ағынына 18-суретте көрсетілген схема бойынша енгізіледі.

Оны 3 сыйымдылықтағы жоғары қысымды қол сораптың (2) көмегімен бакқа жібереді. Бактан метанол құбырша арқылы өздік қысыммен аз мөлшерден (тамшымен) реттегіш вентиль көмегімен (4) өтеді. Бактағы қысымды туралау үшін оның жоғарғы бөлігінде құбырша (5) қосылады.

Гидрат қалыптасуын ескерту мен жою үшін метанолды қолданудың бірқатар кемшіліктері бар:

  • Метанол- күшті у, организмге түскенде ғана емес, оның буымен тыныс алғанда да уландырады.
  • Жұмысшы бакқа бұл агент қол сораппен айдалады, оған оператор көп уақытын жібереді.
  • Метанолды қолдану газдың өзіндік құнының қымбаттануымен байланысты.

Газды қыздыру.

Бұл тәсіл гидраттың қалыптасуын болдырмау және оларды жою үшін қолданылады. Газды отты тәсілмен және ыстық су, пар немесе түтінді газдармен жылу алмасу жолымен қыздыруға болады. Отты қыздыру құбыр тізбектерінің арматура мен аппараттардың үзілу зақымдарына әкелетіндіктен және өртке қатысты қауіпті болғандықтан тиімсіз. Сондықтан бұл тәсілді сирек қолданады, ал газдың әртүрлі жылу алмастырғыш торда ыстық сумен немесе бумен қыздырады.

Газды кептіру.

Газды кептіру үшін арнайы кептіргіш реагенттер қолданылады. Олар газ құрамындағы ылғалдың бір бөлігін жұтып, нәтижесінде газдағы ылғал құрамы төмендеп, су тамшыларының саны азаяды. Газды ұңғымаларда бұл тәсіл қолданылмайды, оны әдетте магистральды газ тізбектерінің басты станцияларында газдың едәуір көп мөлшерін кептіру үшін қолданылады.

Қысымды күрт  төмендету. Бұл тәсілді газды жинау мен тасымалдау жүйесінде және ұңғымалары түйінінде гидратты тығыны жағдайда қолданылады, сондай-ақ гидраттың қалыптасуын ескерту мақсатында қолданылады. Жүйеде қысымның күрт төмендеуі гидраттың ажырауына әкеледі, кейін газ тізбектері мен аппараттардан үрлеу арқылы атмосфераға шығарылады. Бұл тәсіл авариялық жағдайда пайдалану ұңғымасының бекітілген режимінің бұзылуымен байланысты.

 

13. Ұңғыларды фонтанды пайдалану кезіндегі  қиындықтар.

 

Фонтанды ұңғылар жұмысын реттеу.

Фонтанды ұңғыларды меңгерудің бастапқы кезеңдерінде әсіресе жоғарғы дебитті ұңғылар мұнай өндіру кәсіптігінің мүмкіншілігін анықтайды. Сондықтан, олардың зерттеуіне, реттеуіне және жұмыстарын бақылауға үлкен көңіл бөлінеді.Сонымен қатар, фонтандық жабдық тереңдік зерттеулер, тереңдіктен сынауларды алу, ағынның профилін түсіру және т.с.с. жұмыстарды жнңіл жүргізуге мүмкіншілік береді. Фонтанды ұңғыны пайдаланудың тиімді режимін орнату үшін оның әртүрлі тәжірибелік режиміндегі жұмысының нәтижесін білу керек. Фонтанды ұңғы жұмысының режимін штуцерді ауыстыру арқылы, ал дәлірек болса оның қуысының диаметрін өзгерті арқылы орындайды. Ұңғыны жаңа режимде бірнеще уақыт оған өзгеріс еңгізбей ұстау қажет.

Оның дебиті және түп қысымы өзгеруіне байланысты жұмысқа еңгізген жаңа штуцер арқылы қабат және ұңғы қалыптасқан  режимге  өту үшін бұл уақыт өте қажет. Ұңғының қалыптасқан режимге өту ұзақтылығы әртүрлі және ол қабаттың гидроөткізгіштігінен, пьезооөткізгіштігінен, сонымен қатар дебиттің салыстырмалы өзгеруінентәуелді.

Ұңғының қалыптасқан режимінің белгісі болып ұңғының буферіне және құбырсыртындағы кеңістігіне қосылған манометрдің көрсеткіштері және оның дебитінің тұрақтылығы болып келеді. Әдетте бұл уақыт бірнеше оншақты уақытты  алады.

Реттеу қисығы және индикаторлық сызықты тұрғызу үшін ұңғы жұмысының режимін төрт рет ауыстыру қажет.

Қалыптасқан жұмыс режиміне өткеннен кейін лубрикатор арқылы ұңғы түбіне тереңдік манометрін немесе басқа аспаптарды түсіріп, ал жер бетінде мүмкін дәлдікпен дебитті, өнімнің сулануын, ұңғы өнімінде құм және қатты заттардың болуын, газ факторын немесе газ дебитін, құбыр аралық және буферлік манометр көрсеткіштерін алады, яғни: пульсацияның болуын, оның амплитудасы мен ритмдығы, арматура және манифольдардың дірілдеуі. Осы алынған мәліметтер бойынша реттеу қисығың, яғни өлшенген көрсеткіштердің штуцер диаметрінен тәуелдігін тұрғызады. (сурет 19).

Реттеуші қисық сызықтар ұңғыдан өндірудің технологиялық мөлшерін және оның тұрақты жұмыс режимін бекіту негізгі болып табылады, мысалы:

  • түп қысымы Рт қанығу қысымынан Рқан түсірмеу немесе Рт>0,75 Рқан шартын орындау;
  • ең кіші газ факторына немесе оның белгілі мөлшерін аспайтын мәнге сәйкес режимді орнату;
  • ұңғы фильтріның маңындағы қабатта каверна пайда болмау үшін,  шығатын құмның мөлшері күрт өсіп кетпейтін режимге  орнату;
  • ұңғы өнімінде судың мөлшері күртартып кетуін болдырмайтын, сәйкес режимге орнату;
  • шегендеу тізбектің майысуына жеткізетін  ұңғы түбіндегі қысымы болдыртпау;
  • арматура және жер бетіндегі жабдықтардың жұмыс сенімділігімен беріктігі үшін буфердегі және құбырсыртындағы кеңістіктегі қысым  мәндерін қауіпті мәндерге жеткізбейтін режимге орнату;
  • ұңғы буферіндегі қысым мұнай газ жинау жүйесінің лақтыру манифольдіндағы қысымнан төмен болатын режимге жеткізбеу;
  • үздіксіз фонтандау үрдісін бұзатын дірілдеу (пульсация) пайда болатын ұңғы режимін болдырмау;
  • қабаттың үлкен қалыңдығын немесе қабатшалардың көп санын алатындай белсенді дренаждалу режимін орнату. Ол тереңдік дебитомерлер арқылы ұңғының әртүрлі жұмыс режимінде  ағынның профилін түсірумен орнатылады.

 

   Сур.19  - Фонтанды ұңғының реттеу қисықтары:    d – штуцер диаметрі;

1 - Рc – түп қысымы, МПа; 2 - Гo – газды фактор, м33 ; 3 - Q – ұңғы дебиті, м3/тәу;

4 -ΔР - депрессия, МПа; 5 - П – сұйықта құмның болуы, кг/м3 ; 6 - n – ұңғы өнімінде судың болуы, %

 

Ұңғы жұмысының режимі негізделіп, орнатылғаннан кейін, оны ары қарай ұстау мақсатында бақылайды.

Әсіресе жоғары  дебитті ұңғыларды мұқият бақылау  жүргізіледі. Арматураны кезеңмен тексеру кезінде қосылыстарда саңылаусыздықтың бұзылуы, жабдық элементтерінің вибрациясы, манометрлердің көрсетулері байқалады. Ұңғының қалыпты жұмысының бұзылуын буферлік және құбырсыртындағы қысымдардың аномалды өзгеруі, мұнай дебиті және сулануының өзгеруі, құмның мөлшері  және т.б. бойынша біледі.

Мысалы, бірмезгілде құбыраралық қысымның жоғарлауы кезінде буферлік қысымның түсуі СКҚ ішкі қабырғасының бойында парафин немесе минерал тұздардың түзілу қауіптілігін көрсетеді. Бірмезгілде буферлік және құбыраралық қысымдардың түсуі ұңғының түбінде құм тығынының  немесе СКҚ табаны мен түп арасында минералданған ауыр судың жиналуын білдіреді. Осы аймақта көтерілу ағынның аз жылдамдығы түпте қысымның артуына әкеледі. Буфердегі қысымның түсуі кезінде дебиттің жоғарлауы штуцердің қажалып кетуін білдіріп,  оны айырбастауын қажет етеді. Штуцердің толып қалуы немесе манифольд пен лақтыру шлейффінде парафиннің түзілуі кезінде дебиттің төмендеуі буферлік және құбыр аралық қысымның артуына әкеледі.

Фонтанды ұңғылар жұмысында кездесетін қиындықтар және олардың алдын алу.

Әртүрлі кен орындардың және бір кен орнының жеке өнімді қабаттарының  пайдалану шарттары бір бірінен өте өзгеше болуы мүмкін. Осыған сәйкес фонтанды ұңғылар жұмыстарында да қиындықтар әртүрлі болады. Бірақ өте жиі кездесетін және жиі қауіпті болатын қиындықтар, келесілер:

  • саға арматурасының бұзылу себебінен немесе грифондардың болуынан ашық (реттелмейтін) фонтандаудың болуы;
  • құбырлар мен лақтыру желілерінде тұздар немесе парафиндердің шөгінділерінің пайда болуы;
  • ұңғының тоқтауына әкелетін фонтанды ұңғының жұмысында бүлкілдеулердің болуы;
  • әлсіз қабаттарды пайдалану кезінде құм тығындарының ұңғы түбінде және көтергіш құбырларында түзілуі;
  • ұңғы түбінде және СКҚ ішінде тұздардың түзілуі.

Ашық фонтандау

Фонтандаудың бұл түрі апаттық жағдайларға әкеледі және  қазіргі уақытта ол сирек кездеседі. Бұл фонтандаулар үлкен өрттің болуына, сонымен қатар  кен орынның төз төзуына және ұңғы сағасында үлкен воронкалардың пайда болып оған барлық бұрғылау жабдықтарының құлап жиналу болады.

Осындай  фонтандарды тоқтату және өшіру үшін   екінші өөлбеу ұңғының бұрғылап, онда атомды зарядтарды жару арқылы орындайды. Ашық фонтандаудың қауіптілік дәрежесі әртүрлі болады. Қабаттарды ашу  және ұңғыларды меңгеру кезінде кенеттен болатын қиындықтардан басқа фонтанды арматураның, саға жабдығының бұзылуы да үлкен қиындыққа әкеліп соқтырады.  Қосылыстардың тығыз жабылмауы немесе олардың вибрация әсерінен бұзылуы, ағындағы абразивті заттар әсерінен қажалуы үлкен ауыр апаттардың себептері болып табылады. Осындай жағдайлардың алдын алу үшін  арматура екі еселік немесе жарты еселік қысымға толығымен және жеке элементтері тексеріледі.  

Саға арматурасының күтпеген жағдайда апаттық бұзылуынан ашық фонтандауды тоқтату үшін  ұңғыда орналасқан отсекательді (қысып қалатын аспап) қолданады, олар ұңғының технологиялық режимінің бұзылуы кезінде қабат өнімін көтергішке келтірмейді. Осы отсекательдер  ұңғыға бірнеше тереңдікке немесе фонтанды  құбырлардың табанына орналастырып түсіреді. Шегендеу тізбектің шлипсаларында қондырылатын отсекательдер, СКҚ-ның немесе шегендеу тізбектің көлденең қимасын сұйық шығымы критикалық  көлемінен асатын кезінде автоматты түрде жабады. Шет елдерде  фонтанды құбырларда орналасатын отсекательдер бар.  Бұндай отсекателдер де ағынның болыун тоқтатып, қиманы жабады.  Шарды кран түрінде орындалып, бұралып жабылуы гидравликалық түрде жер бетінде орындалатын отсекательдер де бар.  Осындай шарлы кранның жетек механизмі аз диаметрлі (12,18 мм) құбырша арқылы фонтанды құбырға жалғанып жер бетіне шығады, ал ол әдетте ұңғының шығу жеріне, яғни қысым көзіне қосылады.

Құбырша ішінде қысым болғанда шарлы кран ашық болады. Құбыршада қысым түскен жағдайда серіппелі механизм арқылы шарлы кран бұралып, фонтанды құбырларды жабады.

Коррозия немесе механикалық бұзылыстардан лақтыру желілерінің үзілуі кезінде фонтанды ұңғыны жалғайтын  манмфольдтті желілерде орналасатын механикалық әсері бар қарапайып жер бетіне орналасатын отсекательдер түрі болады.

Солтүстік теңізде «Экофис» фирмасының теңіз ұңғысында 1677 жылы сәуір айында  ашық фонтандау жағдайынан  теңізге 30 000 м3 мұнай жайылған.

Бұл фонтандау ұңғыдағы фонтанды құбырлар тізбегі автоматты отсекателмен жабдықталған болсада, арнайы муфтаға отырғызуы мен бекітуі дұрыс болмағандықтан фонтанды арматураның саңылаусыздығы бұзылу нәтижесінде  отсекатель жұмыс істей алмады.  Үлкен қиындықпен осы ашық фонтандау тоқтатылып, ұңғы бақылауға алынды.

Өте күрделі апат –ол грифонның пайда болуы. Грифон ұңғының қабырғасымен  шегендеу тізбегінің арасында саңылаудың болуынан  пайда болады.

Бұл жағдайда қабат өнімі жер бетіне осы канал арқылы көтерілуінен, өрт жағдайлары болып, ұңғының жоғалуына әкеледі. Бұндай жағдайларды болдырмау үшін ұңғылардың саңылаусыздығын уақытлы тексеріп отыру қажет.

Парафин түзілуімен күресу.

Парафин түзілуінің алдын алу және ұңғының қалыпты жұмысын қамтамасыз ету  үшін әртүрлі әдістер қолданылады. Парафинді жоюдың  келесі негізгі  әдістерін білген жөн:

  1. Механикалық әдістер, оларға:

а) СКҚ-ға болатты сыммен түсірілетін серіппелі қырғыштарды қолдану;

б) СКҚ-дың парафинделген бөлігін шығару  және оларды жер бетінде механикалық қырғыштармен ішкі бетін тазалау;

в)  автоматты ұшатын  қырғыштарды қолдану.

2. Жылу әдістері:

а) құбыр сыртындағы кеңістікке қыздырылған буды айдау арқылы  құбырлар тізбегін қыздыру;

б) ыстық мұнайды айдау арқылы құбырды қыздыру.

3.  Ішкі беттері әйнек, эмаль немесе эпоксидті шайырмен жабылған құбырларды қолдану.

4. Парафинді түзілімдерді ерітетін әртүрлі еріткіштерді қолдану.

5. Парафиннің құбырлар қабырғасына жабысуын болдырмайтын химиялық қоспаларды қолдану.

Парафин түзілімдердің  пайда болу қарқындылығына, олардың қаттылығына және басқа да ерекшеліктеріне қарай әртүрлі  әдістер, оларды біріктіріп қолданады.

Бір кезде парафинмен күрес үшін  автоматты депарафинизациялау қондырғысын  (АДҚ) арқылы тазарту кеңінен  қолданылған.   СКҚ-да бірнеше қырғыштар, яғни дөңғалақ пышақтар болатты сым арқылы парафиннің түзілу жеріне дейін түсіріледі. Содан кейін автоматты басқарылатын лебедка арқылы  ұңғы сағасына дейін көтеріледі.  Түсіру және көтеру уақыт интервалдары лебедка электромоторын  басқаратын жұмысшымен қойылатын автоматты уақыт реле арқылы қондырылады. Қырғыштар фонтанды ұңғыға тереңдік манометр түсірілетін сияқты лубрикатор арқылы түсіріледі. Қырғыш диаметрін құбырдан бірнеше есе кіші етіп таңдайды. Құбыр қабырғасындағы үлкен қабық болса, тазартуды диаметрі үлкен емес қырғышпен бастап, біртіндеп оны үлкейтеді.

АДҚ қондырғылары Татарияның кәсіпшілігінде өңделген әйнекті және эмальданған құбырларды  кеңіне қолдануынан ауыстырылды. Әйнектелген құбырларды  қолдану  ұңғының жанына лебедканы орнату, оның жұмысы үшін электрэнергиясын жұмсау және қосымша персоналды қажет етпейді. Бірақ әйнектелген құбырлар арқылы  толығымен парафин түзілімін болдырмауға мүмкін емес. Құбырлардың муфталық қосылыстарында әйнектелмеген  жерлері болуынан, онда түзілімдер болады. Осындай құбырларды тасымалдау және оларды ұңғыға түсіру кезінде әйнектелген беттердің бұзылуы байқалады.

Қазіргі кезде парафинмен күрестің химиялық әдістерін қолдану бойынша қарқынды түрде зерттеулер жүргізілуде.  Химиялық реагенттердің адсорбциясының арқасында құбырлардың ішкі бетіне және парафин кристаллдарында жұқа гидрофильді қабықша пайда болып, ол кристаллдардың өсуіне және оның құбырларда жабысуына кедергі бола алады.Химиялық реагенттер ретінде еритін және ерімейтін  БӘЗ қолданылады.Суда еритін БӘЗ-дер мұнайда болатын судың құбырларды майлауын жақсартады. Суда ерімейтін БӘз парафин кристаллдану орталарының санын арттырып, яғни оның сұйық ағынымен жер бетіне шығуын жақсартатын дисперстілігін көбейтеді. Кейбір БӘЗ (ГИПХ-180, катапин –А ) беттің гидрофильдігін күрт арттырады. Ол құбырдың сумен сулануын жақсартып, парафин түзілуінің қарқындылығын түсіреді. Бірақ осындай жоғары тиімді  химиялық реагенттердің құны, олардың мөлшері,  мөлшерлеу сенімсіздігі оларды тәжірибеде кеңінен қолдануды төмендетеді.

Жылу әдістері арқылы парафинді жою үшін  бу өнімділігі 1 т/сағ (310 0С температурасында)  автокөліктік жылжымалы бугенераторлы қондырғылар ППУ-3М қолданылады. Ол тік ағысты бу қазанына,  қосымша су қоры болатын, қоректендіретін  құралдардан тұрады. Осындай құралдармен тек ғана фонтанды құбырларда емес, сондай-ақ манифольдтар мен лақтыру желілерде  қолданады. Ол үшін 150 0С температурасына дейін ысытылған мұнай 20МПа қысыммен және 4 дм3/ с беруімен 1АДП-4-150 сорапты агрегат арқылы айдайды.

Құм шөгінділерімен күресу.Ұңғыманы пайдалану кезінде сұйықпен бірге ұңғыға құм түседі. Егер құм толығымен жер бетіне шығарылу үшін жағдай жасалмаса, ол ұңғы түбіне жиналып, құм тығындарын түзеді. Мұндай тығын сүзгіні жабады, оның нәтижесінде қабаттан ұңғыға сұйықтың келуі тоқтайды. Кейде құм тығындары көтергіш құбырларда түзіледі немесе екіқатарлы көтергіште – сыртқы қатар құбырларын тұтастай жабады.

Ұңғымада құм тығынының түзілуін бақылау-өлшегіш аспаптарының және ұңғы шығымының көрсеткіштері бойынша анықтауға болады. Одан басқа, құм тығындарының түзілуін келесі белгілері бойынша анықтауға болады. Мысалы: ұңғыны пайдалану үрдісінде сұйық беру тоқтады және төмендеген қысым кезінде ұңғыдан тек ауа келеді, бұл ұңғы түбінде немесе бірінші қатардағы құбырларда башмактан төмен тереңдікте құм тығындарының түзілгенін көрсетеді.

Бірқатарлы лифт ұңғыдан құмды айтарлықтай шығаруды қамтамасыз етпейді. Бұл сұйық ағыны түптен құбыр табанына дейін ұңғы қимасымен қозғалатынымен түсіндіріледі, ол көтергіш құбырлардың қимасынан бірнеше есе көп және ағынның қозғалуы көбінесе құмның ірі фракцияларын шығаруға жеткіліксіз болады. Соңғысы түпте шөгеді де, құм тығынын түзеді.

Құм тығынын болдырмау үшін көтергіштің төменгі жағына сорапты-компрессорлы құбырлардың диаметрінен кіші болатын арнайы хвостовик орнатып,  төменгі перфорациялық тесіктерге дейін түсіріп орнатады.

Хвостовикте өнімнің қозғалу жылдамдығы құмның түзілу жылдамдығынан үлкен болуы керек. Құм тығыны пайда болған жағдайда оны жою үшін гидромониторлы (насадка) қолдану арқылы жуады. Осы мақсатта арнайы арынды сораптарды қолдану да тиімді болады.

Көтергіш құбырлардағы тұз шөгінділерімен күресу. Қатты суланған ұңғыларды пайдалану кезінде қабаттағы қысым мен температураның ұңғыдағымен салыстырғанда өзгеруіне байланысты көтері құбырлары және арматурада тұздар түзіледі. Тұздар көтергіш құбырлардың жоғарғы жағында 150-300м  сағадан төмен түзіледі, соның нәтижесінде жұмысшы агент қысымы артып, және  ұңғының дебиті азайып, толығымен оның тоқтауына дейін әкеледі.

Кейбір кен орындарда қабат қысымын ұстау мақсатында  қабатқа су айдау кезінде жер асты жабдығында, СКҚ-дың қабырғаларында, ұңғының түп аймағында тұздың түзілімдері болады.

Түзілетін тұздардың негізгі толықтырушысы –ол гипс болып келеді. Тұздың бөліну себебі  қабат суы және оған айдалатын судың тұзды құрамдарының термодинамикалық тепе-теңдіктерінің  бұзылуынан  болады. Химиялық бірікпеу шартарының болуынан нәтижесінде ерітіндіден тұз бөлінеді.  Бірақ айдалатын судан болатын гипс түзілулері толығымен зерттелмеген. Оның құрамы, құрылымы  пайда болу шарты  әртүрлі кен орындарда өзгеше болады. Сондықтан олармен күрес әдістері де өзгеше.  Тұздарды болдырмау әдістерінің бірі, ол-  химиялық әдістер, яғни әртүрлі еріткіштерді қолдану. Олар тек ғана фонтанды құбырларда емес, сонымен қатар мұнай мен газды жер бетінде жинау және дайындау жүйелерінде де болады. Қабат суларының тұзды құрамына және тұздардың түзілу қарқындылығына  байланысты  фосфорорганикалық қосылыстары негізіндегі химиялық реагенттер ингибиторлардың  бірқатар түрлері қолданылады. Олар 1м3 қабат суына бірнеше граммымен қосылып ағынға айдалады. Ингибиторлар ерітіндіде  кальций иондарын  ұстап, оны түзілуін болдырмайды.  Тығыз тұнбалар  гидроокись  ерітінділерімен жояды. Пайда болған кальций гидроокисі кеуекті массаны құрып,  тұз қышқылы әсерінен тез бұзылады. Тұздың түзілуін болдырмау үшін қабатқа айдалатын су  қабат суымен химиялық бірігуіне  тексеріліп, тексеріледі.

Фонтанды ұңғы жұмысындағы бүлкілдеулер (пульсаций)

Фонтанды ұңғы жұмысындағы бүлкілдеулердің болуы энергияның рационалды емес шығымына, өнімді  көтерудің П.Ә.К-ін  төмендеуіне, ал кейде фонтандаудың тоқтауына әкеледі, өйткені ұңғы кезеңді режимде жұмыс істей бастайды. Фонтанды ұңғылардың бүлкілдеуін болдырмау үшін фонтанды құбырлар тізбегінің соңына  арнайы жұмыс қуыстары  мен клапандарын орнатады.

СКҚ-да сұйық  бағанасының тығыздығының  аз уақыт ішінде өсуі, оның дагазациясы және түпте қысымының өсу нәтижесінде  бүлкілдеу уақыттан бұрын фонтандауды қысқартады.

СКҚ-дың табанынан 30-40м биіктігінде аз кішкене диаметрлі қуыстардың болуы газдың құбырсыртындағы кеңістіктен үнемі өтуін  қамтамасыз етіп, оның құбырлар табанына өтуін болдырмайды.  Жаналған газ  қуыстан төмен орналасқан сұйық бағанасын ығыстырып, оның СКҚ-ға өтуі арқылы бүлкілдеу тоқтайды. Қуыстар алдында қысымдар айырымы болса, онда сұйықтың деңгейі  қуыстардан  төмен жерінде a = ΔР·ρ·g тереңдігінде болады. Жұмыс клапаны да осындай жұмысты атқарады, ол газдың құбырсыртындағы кеңістіктен газды СКҚ-ға өткізуге мүмкіндік береді.

Бүлкілдеу құбылысын болдырмаудың нақты жолы, ол құбыр табанындағы қысым қанығу қысымына тең немесе үлкен,  ал ондағы  еркін газды  сепарациялау (айыру) коэффициенті нолге тең болатындай фонтанды ұңғының жұмысына  режим орнату.

Фонтанды ұңғыларды осындай режимде пайдалану техникалық жағынан мүмкін болмаса, онда құбыр сыртындағы кеңістікте сұйық деңгейі  көтергіш табанына  дейін түсіп кетпейтіндей, кезеңмен бұл кеңістіктен СКҚ-ға газды жіберіп отыратын есеппен көтергіштің белгілі бір тереңдігіне  жіберу клапанын орнату тиімді болады.

 

14. Ұңғыларды газлифтілі пайдалану кезіндегі  қиындықтар.

 

Газлифтілі көтергіштер конструкциясы

Газлифті ұңғы – дәл фонтанды ұңғының бірі болады, тек мұнда сұйықты газдауға жетпейтін  газ  жер бетінен ранайы канал арқылы жіберіледі.

Нақты жағдайларда газлифтілі ұңғылардың жұмысына қжетті екі канал екі қатарда орналасқан құбырлармен құрылады, яғни ұңғыға бірінші (сыртқы) және екінші (ішкі) құбырлар қатары. Үлкен диаметрлі (әдетте 73-102мм) сыртқы құбырлар қатары бірінші түсіріледі. Аз диаметрлі (48,60,73 мм) ішкі құбырлар бірінші құбырлар қатарына түсіріледі. Осылай екі қатарлы көтергіш пайда болады, онда әдетте сығылған газ құбыр аралық кеңістікке (бірінші мен екінші құбырлар арасына), ал газсұйықты қоспа ішкі екінші құбырлар қатарымен көтеріледі (сур. 20,а).

Бірінші құбырлар қатары перфорация интервалына дейін, ал екіншісі (қысым бірлігінде болатын СКҚ табанын  динамикалық деңгейге батыру газдың жұмыс қысымына тең болатындықтан) газдың қысымына сәйкес динамикалық деңгейіне түсіреді. Екі қатарлы көтергішпен жабдықталған газлифтілі ұңғыда нақты динамикалық деңгей сыртқы құбыр аралық кеңістікте – шегендеу құбыр мен бірінші құбыр қатарында белгіленеді.

Сур. 20- Газлифтілі көтергіштер конструкцияясының сұлбалары:

а – екіқатарлы көтергіш; б – біржарым қатарлық көтергіш; в – бір қатарлы көтергіш;

г -   жұмыс қуысы бар бір қатарлы көтергіш.

 

Егер құбыр сыртындағы кеңістік жабық болса, онда ол жерде газдың бірнеше қысымы болады, ал нақты және жұмыс қысымы сыртқы құбыр аралық кеңістікте газдың гидростатикалық қысымы мен деңгейге батырудың қосындысынан тұрады:

немесе

            (4)

 

Екі қатарлы көтергіштер бұрыңғы кезде ұңғыларды пайдалану құм бөлінумен қиындалған кезде кеңінен қолданыс тапқан. Шегендеу тізбегіне қарағанда  көтерілетін арынның жылдамдығы бірінші құбырлар қатарында  көп болады. Сондықтан, бірінші қатардың табаны түпке дейін түсіріледі.  Динамикалық деңгейді өзгерту, өнім алуды арттыру немесе басқа да себептерге байланысты екінші құбырлар қатарын қажеттілікке қарай тез өзгертуге болады. Өсындай өзгерту кезінде бірінші қатар орнында қалады. Бірақ екі қатарлы көтергіш – металы көп болатын құрылым, сондықтан да қымбат. Пайдалану тізбектің саңылаусыздығының болмауында оның қолданылуы тиімді. Екі қатарлы көтергіштің бір түрі –бір жарым қатарлы көтергіш, (сур. 20,б) оның бірінші құбыр қатарының металын экономдау мақсатында (екінші құбыр қатарынның табанынан төмен) кіші диаметрлі құбырдан хвостовик бөлімі болады. Бұл конструкцияның металдықсиымдылығын азайтады, көтерілу сұйықтың жылдамдығын арттыруға мүмкіндік береді, бірақ батыруды артыру үрдісін қиындатады, яғни екінші қатарды ұзарту, өйткені ол үшін алдын ала бірінші құбыр қатарынілуін өзгерту керек. Бір қатарлы металдығы аз блатын көтергіштің сұлбасы сур.20, в-да келтірілген.  Газ құбыраралық кеңістікке беріледі және газсұйықты қоспа ұңғының дебитімен және оны пайдаланудың техникалық шарттарымен анықталатын құбырдың бір қатары бойынша  көтеріледі. Сұйықтың нақты деңгейі әрдайым көтеру құбырлар табанында орналасады. Осы деңгей жоғары орналаса алмайды, өйткені  бұл жағдайда СКҚ-ға сұйық өтпейді.  Бірақ газсұйықты көтергіштің  бүлкілдеу жұмыс режимінде сұйық деңгейі  кейде табанда жауып қалады. Бірқатарлы көтергіште сұйықтың динамикалық деңгейі мен құбырды батыруға ешқандай талап жоқ, бірақ көтеру құбыр табанында динамикалық деңгейге батырудан құрылатын гидростатикалық қысым газ қысымымен Р1 ауыстырылады.

Динамикалық деңгей (кейде шартты деп аталады) сұйық бағанасының биіктігіне сәйкестендірілген жұмыс газ қысымымен Рі анықталады (сур. 20, в). Сурет 20, в – да ұңғыға жалғанған пьезометр келтірілген.Осындай пьезометрде жұмыс қысымына сәйкес нақты динамикалық деңгей орнатылады.

 Бірқатарлы көтергіштің кемшілігі  түп пен табан арасында көтерілу арынның төмен жылдамдығы, ал оны түсіру тереңдігі гащдың жұмыс қысымы, сұықты алу, ұңғының өнімділік коэффициентінен тәуелді. Бірақ бұл кезде құбырды ұзарту қысқарып немесе оны түсіру тереңдігі өзгереді. Сондықтан, бірқатарлы көтергіштің тағы бір  түрі бар – ол жұмыс қуысы бар көтергіш.(сур.20, г). Қажатті диаметрлі құбыр  тупке дейін түсіріледі (немесе қуыстың жоғары жеріне), бірақ табан болатын есептелген жерге (газды СКҚ-ға еңгізу жеріне)  екі-төрт қуысы бар диаметрі 5-8 мм болатын жұмыс муфтасы орнатылады. Қуыстардың қимаы 0,1-0,15 МПа қысымнан аспайтын есептелген газ көлемін өткізу қажет. Қуыс алдында қысымның түсуі қуыстан 10-15 м төмен жерінде сұйықтың деңгейін ұстайды және газдың құбырға біркелкі өтуін қамтамасыз етеді. Жұмыс қуысы бар бірқатарлы көтергіш көтерілу арынның үлкен жылдамдығын қамтамасыз етеді, металсиымдылығы аз,  бірақ  батыру тереңдігін өзгерту кезінде құбырларды көтеруді қаже етеді. Шартты динамикалық деңгей және батыру жағдайы   сұйық бағанасына есептелген жұмыс қуыстарының алдындағы газдың жұмыс қысымымен анықталады.  Газлифтің  бір қатарлы конструкциясында 60 немесе 73 мм құбырлар қолданғандықтан үлкен құбыраралық кеңістік  пайда болады. Оның өлшемдері әртүрлі клапандарды қолдану үшін маңызды болып келеді. Бірқатарлы көтергіште  жұмыс қуыстары бар муфтаның орнына одан газ өтетін кезде 0,1-0,15 МПа қысымға тең газдың тұрақты қысым айырымын ұстайтын  және клапаннан 10-15м төмен жерінде сұйық деңгейін тұрақты ұстайтын   сақиналы жұмыс клапаны қолданылады.    Сақиналы клапан  сыртқы жағынан арнайы муфтаға жалғанады  және қажетті газ шығымы мен қысымды реттейтін серіппелі  реттеуіші болады. Осындай клапан жұмыс қуысын жабатын және ұңғыны түпке дейін  кері жууын қамтамасыз ететін  арнайы шарикті клапанмен жабдықталады.(сур. 21).

Сур. 21- Сақиналы клапанының принципиалды  сұлбасы:

1 - конусты клапан; 2 – жұмыс қуысы, 3 – серіппе тартылысын өзгерту үшін реттеу басы;

4 -  ұңғыны жуудың  шарикті клапаны.

 

Газлифтілі ұңғылардың қалыпты жұмысы келесі себептерден бұзылады:

  1. Айдау және көтеру құбырларда, ұңғы түбінде құм тығынның пайда болуы;
  2. Құбырлар және лақтыру желілерде тұздар немесе парафиннің түзілуі;
  3. Бірқатарлы лифттегі құбыр сыртындағы кеңістікте және екіқатарлы лифттегі сақиналы кеңістікте метал салниктерінің пайда болуы;
  4. Лақтыру желілерінің ластануы;
  5. Тұрақты мұнай эмульсияларының пайда болуы.

Құм шөгінділерімен күресу.

Компрессорлы ұңғылардан сұйықты шығаруды реттеу көтергіш құбырларды батыру тереңдігін өзгерту, көтергіш құбырлардың диаметрін немесе айдалатын жұмысшы агенттің мөлшерін өзгерту арқылы жүзеге асырылады.

Түпте түзілген құм тығынын тазарту үшін пайдаланушы тізбек пен бірінші қатарды құбырлар арасындағы кеңістікте газ беруді тоқтатпай, мұнай айдайды. Кейде мұндай тәсілмен құм тығынын шаюға болады. Егер тығынды жою бірден болмаса, онда ұңғыда жерасты жөндеу жүргізеді.

Кейде ұңғымаға айдалатын газдың қысымы сұйық беруді тоқтатқан кезде күрт өседі. Бұл көтергіш құбырларда патронды құм тығындарының түзілуінен болуы мүмкін, ол көтергіш құбырлардың көлденең қимасын жабады да, мұнай қоспасы мен айдалатын газдың жер бетіне шыгуын қиындатады. Мұндай тығынды бұзу үшін газды сақиналы кеңістікке емес, көтергіш құбырларға айдайды. Егер мұндай тәсілмен құбырдан тығынды ұңғы түбіне түсіру мүмкін болмаса, онда құбырларды шығару керек. Мұндай кемшіліктерді болдырмау үшін көтергіш құбырларды фильтрге дейін түсіріп, көтергіш құбырда орналасқан арнайы жұмыс және соңғы клапандар арқылы жұмыс агентті айдау керек. Екіқатарлы немесе біржарым қатарлы лифт кезінде қабаттан келетін сұйық  үлкен жылдамдықпен көтерілу үшін ауа айдағыш құбырларды фильтрге дейін түсіру қажет.

Металл сальниктерді жою.

Эрлифті пайдалану кезінде сығылған ауа компрессорлы станциядан ұңғыға дейін айтарлықтай қашықтықты жерді өтеді. Ауаның құбырмен қозғалуы, әсіресе ауада ылғал көп болса, металл коррозияға ұшырайды. Коррозия 70-80 %-ті ылғалдылық кезінде болады. Одан басқа коррозияға қысым ықпал етеді. Ол өскен сайын коррозияның түзу жылдамдығы артады.

Жұмысшы агент ретінде қолданылатын ауаның ылғалдылығы әдетте үлкен және ұсақ әктас (ізбес) шаңымен қаныққан. Осы шаң және құбыр металының коррозия өнімдері, ұңғымаға түсіп ауа және көтергіш құбырлар арасындағы сақиналы кеңістікті ластайды, сальниктер түзеді. (тығындар) Зерттеулер көрсеткендей мұндайлар темір тотығынан (95%-ға дейін) және ізбес шаңы мен құмнан тұратынын көрсетті. Коррозия өнімдерінен түзілген сальниктердің болуы ауа қысымының артуына және өнімнің сұйық бергіштігі тоқтағанға дейін төмендеуіне апарады.

Кейде құбыр коррозиясын мұнайдағы күкіртті қосылыстардың айдалатын ауа оттегімен әрекеттесуі нәтижесінде туындайды.

Коррозияны төмендету үшін келесі шараларды жүргізеді:

– құбырдың ішкі бетін әйнекпен, лакпен және эмальмен жабады;

– конденсациялық ыдыстарда ауауны кептіреді;

–сақиналы жүйеден орталыққа ауа қозғалысының бағытын кезеңмен өзгертеді және керісінше өзгертеді.

Сальнитердің түзілуін алдын-алатын жақсы құрал – ол ұңғымаға дозалық сораптардың көмегімен ауамен бірге беттік-әрекеттік заттарды (БӘЗ) айдау.

Егер келтірілген әдістермен сальникті жою мүмкін болмаса, онда ұңғыда жер асты жөнжеу жұмыстарын жүргізеді.

Эмульсия түзілуімен күрес.

Қабаттан мұнаймен бірге су келген кезде берік эмульсия түзілуі мүмкін. Эмульсия екі вариантта түзілуі мүмкін:

  1. Өздігінен-екі сұйықтың бөлу шекарасында беттік тартылыстарын төмендететін сұйықтардың араласуында компоненттердің болуы;
  2. Өздігінен болмайтын – сұйықтардлың қарқынды араласуында болуы.

Диспергирленген бөлшектерде берік адсорбциялық қабатша бірқатар заттардан тұрады: қышқылдардан, төмен- және жоғарғы молекулалы шайырдан, асфалтеннен, минералдар және парафиннің микробөлшектерінен, яғни кез келген кен орнындағы мұнайларда еріген және коллоидты түрде оларды болуы.

 Таза мұнайды эмульсионды мұнайдан бөлек тасымалдайды. Содан кейін сәйкес қондырғыларда эмульсияны мұнай мен суға бөледі. Осының барлығы мұнайдың өзіндік құнын арттырады. Эмульсия түзілудің ескертетін бір тиімді шарасы – ол, жұмысшы агент ретінде мұнайлы газды қолдану.

Ұңғымадан таза мұнайды алудағы жақсы нәтижелер ұңғы ішінде деэмульсация кезінде алынады. Бұл әдістің маңыздылығы сақиналы кеңістікке сығылған ауамен бірге сұйық деэмульгатор беріледі, ол эмульсияның түзілуін болдырмайды.

Деэмуьгатордың қажетті концентрациясын газлифтілі желіге беру дозалық сораптардың көмегімен жүргізіледі.

Фонтанды ұңғымаларды пайдалану үрдісінде мұнай өндіруші оператор олардың жұмысын бақылауы қажет, орнатылған режимге сәйкес шығымды реттейді.

Ұңғымадағы қысымның өзгеруі (буферлік және құбыр сырты), сонымен қатар мұнай шығымының өзгеруі, су мен құмның құрамы ұңғыны пайдалану режимінің бұзылуын көрсетеді.

15. Ұңғыларды механикалық пайдалану кезіндегі  қиындықтар.

 

Штангілі сорапты қондырғылар жұмысы кезінде осы қондырғылардың жұмысын қиындататын  ерекше жағдайлар кездеседі. ОЛарға келесілерді жатқызады:

  • сораптың қабылдау жерінде газдың көп болуы;
  • алынатын сұйықта құмның көп мөлшерде болуы;
  • СКҚ –да және сорапты штангаларда  парафиннің және минералды тұздардың   түзілуі, ұңғының қатты қисаюы;
  • Жоғары тұтқырлы жоғарыпарафинді мұнайлар.

Осы қиындық жағдайлары көбінесе бірігіп әсер етеді, сондықтан кей жағдайда олармен бірге күресуге тура келеді.

Газдың әсері

Шталгілі сорапқа газдың кері әсері сорап цилиндрінің көп көлемінің бөлігін толтырып, оның сұйықпен толуын азайтады. Еркін газдың кері әсерінің дәрежесі оның айдалатын сұйықтағы құрамында болуына тәуелді, сонымен қатар плунжердің төменгі жерде болуында айдау  және сору клапандарының арасында пайда болатын кеңістіктің көлеміне тәуелді. Барлық штангілі сораптарда болатын бұл кеңістік зиянды деп аталады.

Сорапқа  келетін сұйық көлемінің плунжердің жоғарғы жағдайындағы цилиндр көлеміне қатынасы сораптың толу коэффициенті деп аталады.

Плунжер төмен жүруін тоқтатқанда, зиянды кеңістікті толтыратын газ бен мұнай көтергіш құбырларда сұйық бағанының қысымының әсерінде болады; бұл кезде бос газ көлемі оның сығылуы және мұнайда еруінен азаяды.

Плунжердің жоғары қозғалуы кезінде цилиндр кеңістігі көтергіш құбырлардан айдау клапаны арқылы оқшауланып, нәтижесінде ондағы қысым төмендеп, құбыр сыртындағы кеңістіктегі және сорап үстіндегі сұйық бағанасының гидростатикалық қысымына тең болады. Плунжерді көтерудің бастапқы моментінде, зиянды көлемде болатын газ кеңейіп, цилиндрдің бір бөлігін алып, оның сұйықпен толуын азайтып, қабылдағыш клапан ашылғаннан кейін сұйық сорапқа түседі.

 Сорапқа түсетін газдың мөлшеріне және зиянды кеңістіктің көлеміне байланысты толу коэффициентті келесі формуламен сипаттауға болады:

 

                        (5)

 

   мұндағы R=VГ /VМ –батыру қысымы кезінде сорапқа үнемі келетін газ және мұнайдың көлемдік қатынасы; R=VВР/VS –сораптың «зиянды» кеңістік көлемінің плунжердің жоғары

жағдайындағы цилиндр көлеміне қатынасы.                                     

(5) теңдеуден толу коэффициенті неғұрлым көп болса, соғұрлым k=Vвр /Vз аз болады, яғни неғұрлым зиянды кеңістік көлемі аз және плунжер жүрісінің ұзындығы үлкен болса; неғұрлым сорапқа түсетін газдың көлемі аз болса, соғұрлым толу коэффициенті көп болады.

Бұл газдың зиянды әсерімен келесідей күресуге болады:

1)плунжердің төменгі бөлігіне айдаушы клапанды орнату арқылы «зиянды» кеңістік көлемін азайтуға болады;

2) плунжер жүрісінің ұзындығын арттырады;

3)сораптың батыру тереңдігін сұйықтың динамикалық деңгейінен төмен түсіру, бұл кезде сораптың қабылдау жерінде қысым артып, сорапқа келетін газ көлемі азаяды;

4) сораптың қабылдауында арнайы қондырғыларды (газды якорлерді) орнатып, сораптан құбыраралық кеңістікке газды бөлшектеп айыру.

Штангілі сораптың жұмысы теориядан белгілі болғандай толтыру коэффициенті сораптың қабылдау жеріндегі жағдайға байланысты  газ факторынан және плунжермен өтетін  көлемге қарағанда зиянды кеңістіктік  боөлігінен тәуелді. Rж көлемі өз алдына газ факторынан Г0, мұнайда газдың еруінен α, сораптың қабылдау жеріндегі қысымнан Рқаб, саепарация коэффициентінен  m  және өнімнің сулануынан  n тәуелді. Сулану, газ факторы, газдың еруі, сораптың қабылдау жеріндегі температура сияқты өлшемдер табиғи факторлар болып келеді және өзгертуге келмейді. Басқа факторлар, қабылдау жердегі қысым, сепарация коэффициенті және  зиянды кеңістік коэффициенті сияқты өлшемдерді өзгертуге болады. Сораптың қабылдау жерінде зиянды кеңістік пен газ факторының аз болуы оның толу коэффициентін жоғарлатады. Зиянды кеңістікті азайтуға плунжердің аяғында қосымша айдау клапаны бар сорапты қолдану арқылы жетуге болады. Бұдан, қабылдау жерінде газдың көлемі көп болатын ұңғыларда штокы бар НГН-1 сорабын қолдану тиімді емес екенін көреміз. Зиянды кеңістікті азайту сораптың цилиндріндеплунжерді дұрыс отырғызумен жетуге болады, яғни плунжер мен оның төменгі айдау клапаны балансир басының төменгі шетінде болған жағдайында сору клапанына ең аз қашықтыққа жақындайтындай отырғызу керек.

Бірмезгілде сораптың диаметрін азайтумен қатар жүрісті арттыру арқылы зиянды кеңістіктің салыстырмалы түрде көлемін азайтуға болады.

Сорапты динамикалық деңгейге сорапты батыру тереңдігін үлкейтумен сораптың қабылдау жерінде қысымның Рқаб көбеюінен сол жерінде газдың болуы  азаяды, яғни ол Rж мөлшерін мұнайда газдың сығылуынан азаяды. Сорапты Қысымы қанығу қысымына тең болатын тереңдікке сорапты түсіру кезінде газдың зиянды кері әсері болмайды, өйткені бұндай тереңдікте еркін газ болмайды.

Белгілі мөлшерде сораптың толуына сораптың қабылдау жерінде газсұйықты қоспаны сору жағдайынан газдың сепарация коэффициентін m өзгерту арқылы әсер етеді.

Арнайы ерекше құрылғылар, яғни якорлары деп аталатын құрылғы арқылы құбыраралық кеңістікке өтетін газ мөлшерін арттыруға болады, яғни сораптың цилиндріне түсетін газдың көлемін азайтады.

ГАзды якорлардың жұмысы әртүрлі принциптерге негізделген, мысалы, сұйық ағысында газ көбікшелерінің бөлініп бетіне шығу әсерінен, арынның құйыны кезінде центрфигурлеу принципін қолдануында, серіппелі ілмектерде тәрелкелердің дірілдеуін қолдануында және т.с.с.

Сур. 22-. Біртұлғалы  қарапайым газ якорының принципиалды сұлбасы

Біртұлғалы якорда (сур. 22) газсұйықты қоспа якорь тұлғасы 1 мен жоғарғы бөлігі сораптың қабылдау клапанына 4 жалғанған ортанғы құбыр 2 арасына өтеді. Арынның бағыты өзгереді, газ көпіршіктері қалқып шығадыжәне құбыр аралық кеңістікке түседі. Газдан аз болып қалған сұйық қуыс 5 арқылы ортанғы құбырға, одан кейін сорап цилиндріне өтеді.

Газ көпіршігі 3 сұйықтың төмен қарай ағысымен кетуге ұмтылады. Бұл ағынның жылдамдығы ұңғының дебиті және тұлға1 мне құбырша 2 арасындағы сақиналы кеңістіктің қима ауданынан тәуелді, яғни

                (6)

 

Мұнда, Q-сораптың қабылдау жағдайына байланысты газсұйықты қоспаның көлемді секундтты шығымы, F-f – газ якорының тұлға және ортанғы құбыршасы арасындағы қиманың ауданы.

Газ көпіршігінің қалқып шығу жылдамдығы Vг , Стокс формуласына сәйкес көпіршік диаметрінен d, сұйық және газ тығыздықтарының ρж, ρг айырымынан және сұйық тұтқырлығынан μ тәуелді, сондықтан

               (7)

Газ якорының тиімді жұмыс жасаы шарты, ол- Vг >V1. Кері болған жағдайда газды көпіршіктер сұйық арынымен сорапқа өтіп кетеді. Егер Vг жылдамдығына тәжірибелі әсер ете алмасақ, онда V1 жылдамдығымен басқаруға болады. Оны Q ағынын екіге немесе одан да көп параллеьді  ағындарға бөлу арқылы азайтуға болады. ОЛ екі-, үш-, немесе төрттұлғалы якорларда жүзеге асырылады (сур. 23).

Якордің әрбәр секциясына жалпы шығымның тек ғана бір бөлігі түседі. Ол, якор тұлғасында төмен бағытталатын ағын жылдамдығы V1 аз болатынын білдіреді. Осы түрдегі газды якорды есептеудің әдістері бар (А.С. Вирновский әдісі) , бірақ бұл әдістер қажетті сенімділікпен ерекшеленбейді, өйткені көпіршіктердің өлшемдері әр кезде әртүрлі болады, ал олардың қалқып шығу жылдамдығы Стокс формуласымен анықталатын есептікпен ығысып қозғалуынан өзгеше болады.

Сур. 23-  Екітұлғалы газякорының принципиалды сұлбасы

 

Өте тиімді конструкция түрі, ол –«зонт» тәріздес газды якор түрі. (сур.24). Бұл жағдайда құбыраралық кеңістік иілмелі пакермен 1 жабылады. Газ сұйықты қоспа якор тұлғасы 2 және сору құбыршасы 3 арасындағы сақиналы қуысқа түседі.

Сур. 24- «Зонт»  тәріздес газ якоры.

 

Тұлғаның жоғарғы жағындағы қуыс арқылы газсұйықты қоспа құбыраралық кеңістікке түседі, газ жоғары көтеріледі, ал иілмелі пакер үстуінде газсыз сұйық жиналады. Бұл сұйық 4 каналы бойымен сораптың қабылдау жеріне келеді. Сорапты ұңғының зумпфына түсірген кезде газдың сепарациясы жақсы болады, өйткені осы жағдайда ол якорь-зонт принципі бойынша жұмыс жасайды.

Құмбөліну

Штангілі сорапты қондырғылардың жұмысын қиындататын тағы бір фактор, ол – алынатын сұйықта ұсақ құм және абразивті заттардың болуы. Сорапқа түскен құм, сораптың жалғанған бөлшектерінің беттерін бұзады, клапандар және цилиндр мен плунжер арасындағы қуыстар арқылы сұйықтың өтуін арттырады, ал кейде плунжердің қысылып қалуын және штангілердің үзілуіне әкеліп соқтырады. Осындай ұңғылардың жөндеу-аралық кезеңі бірнеше аптаны ғвнв құрайды, одан кейін жер асты жабдығын шығарып, сорапты алмастыру  қажет. Құмның кері әсерін болдырмау үшін әртүрлі шараларды қолданады, мысалы, ұңғының түп аймағын әртүрлі шайырлармен бекіту. Бұл шайырлар түпте кристалданып, берік өткізгіштігі бар кеуекті ортаны құрайды. Сол мақсат үшін де әртүрлі сүзгіштерді, сонымен қатар сораптың қабылдау құбыршасының алдына құмды якорь деп аталатын құрылғыларды орнатып қолданады. Құмды якорде (сур.25,а) сұйық қозғалту бағытын 1800 –қа өзгертеді, құм бөлініп, якордің төменгі бөлігіндегі арнайы қалтасында жиналады. Қалта құммен толғаннан кейін оны бетке шығарып, тазартады. Құмды якорды тиімді жұмыс істеуінің шарты, якорда көтерілетін сұйық ағысының жылдамдығы құм бөлшектерінің шөгу жылдамдығынан кіші болуы. Тәжірибе мәліметтері бойынша кері якордің (сур.25,б) тиімділігі тік якордан жоғары, өйткені онда оырғызғыштың (насадка) арқасында төмен бағытталған құм аралас ағынның жылдамдығы артады. Нәтижесінде құмның шөгу жағдайы жақсарады.

Осы құмды якорлармен қатар құмның кері әсерімен курес үшін сораптың қабылдау клапанына жалғанатын әртүрлі сүзгіштерді қолданады. Құмның өте көп бөліну кезінде және түпке құмның жиналуын болдырмау үшін ұңғының құбыраралық кеңістігіне  сұйық айдалады. Осы мақсатта ұңғыдан алынған сұйықтың бір бөлігін құбыраралық кеңістікке жібереді, сорапты түпке дейін түсіріп, сонымен  көтерілетін сұйық арынының жылдамдығын арттырып, құм түпке жиналып, тығын пайда болуының алдын алады. Кей жағдайда осы мақсатпен жер бетіне арнайы сорап қондырып, ол арқылы құбырлар бойымен жұмыстары құмнан қиындаған бірнеше ұңғыларға қосып сұйық айдайды.

Сур.25- Құмды якордің принципиалды сұлбасы.

 

Сонымен, сорапты құмның кері әсерінен сақтаудың негізгі шаралары, келесілер:

  • ұңғыда сұйық алуды реттеу, көбінесе оны шектеу;
  • арнайы түрдегі плунжері бар сораптарды және айналдырғыш-қырғыштарды орнату;
  • ұңғының құбырсыртындағы кеңістікке сұйық ағынында құмның концентрациясын  азайту мақсатында мұнайды айдау және осы арынның жылдамдығын арттыру;
  • арнайы құбыршалы штангаларды қолдану.

Парафин түзілуімен болатын қиындақтарды келесі әдістермен жояды.

  1. Жылжымалы бу қондырғысы арқылы тербелмелі –станктың тоқтауынсыз құбыраралық кеңістікке бу айдау арқылы, ұңғыны кезеңмен жылумен өңдеу. Қыздырылған бу және одан конденсацияланатын ыстық су СКҚ-ны қыздырады, парафинді түзілімдер еріп, сұйық арынымен мұнай жинау коллекторына бағытталады.
  2. Құбыраралық кеңістікке әртүрлі еріткіштерді (керосин, солярка, тұрақсыз бензин) айдау. Сорап арқылы құбырға түсіп, еріткіш СКҚ-ның ішкі бетін шайып, парафинді ерітеді.
  3. Полирленген штоктың жүрісіне тең арақашықтықта штангалар тізбегіне пластинкалы қырғыштарды жапсырады. Бұл кезде штангалар арнайы механизм- арқан ілмегіне бекітілген, штангабұрғыш арқылы баяу айналады.

Өндірісте негізінен пластикалық қырғыштарды қолданады, олар парафинді жанындағы қабығымен қырады. Мұндай қырғыштардың қалыпты жұмысын қалыптастыру үшін, штангілер тізбегінің әрбір төмен жүріс кезінде белгілі бұрышқа бұрады.

Пластикалық қырғыштарды (8-сурет) 2,5-3 мм жұқа болаттан дайындайды және штангіге хомуттармен бекітеді, олар штангі денесін қамтиды және тек қырғыш пластинасына бекітіледі. Бекітудің мұндай тәсілі қырғышты қозғалтпайды және штангі беріктігін де бұзбайды.

                                  

Сур. 26 – Пластикалық қырғыш

 1– штанга; 2– пластина; 3– пластинаны штангіге бекітетін хомут.

 

  1. Қазіргі кезде СКҚ-ның ішкі қабырғалар бетіне парафин түзілуін болдырмау үшін әйнектелген құбырлар,яғни ішкі бетіне қалыңдығы 1 мм болатын әйнекпен жабылған құбырды қолданады. Бұл шара құбырлардың парафинделу қарқындылығын төмендетеді. Бірақ, соққылардан әйнектелген құбыр беті бұзылғанда, әсіресе көлбеу ұңғыларда әйнекті ұнтақпен плунжердің қысылып қалуы жиі болады.
  2. Парафинмен күрестің ең радикалды әдісі ұңғыдан штангалар және құбырларды шығарып, оларды булау және жер бетіне арнайы бу қондырғысы арқылы тазалау.

  Тұз түзілуімен (әсіресе гипс) болатын қиындықтар әртүрлі әдістермен жойылады, мысалы:

  • Қабатқа кезеңмен әртүрлі қышқылдар ерітінділерін айдау;
  • Сораптың қабылдауынан төмен жерінде арнайы мөлшерлегіш арқылы аз мөлшерде тұз түзілімдерін еріткіштер немесе арнайы реагенттер айдалады;
  • Ұңғыны және сорапты жабдықты құбыраралық кеңістік арқылы еріткіштермен кезеңімен жуу.

Осы құбылыспен күресу тұздардың химиялық құрамын мұқият зерттеу және сәйкес еріткіштерді таңдауды қажет етеді.

Сорапты штангалардың қажалуы

Сорапты қондырғылардың көлбеу ұңғыларда жұмыс істеу кезінде ұзын қуыстардың бойында сорапты құбырлар және штангалардың үзщілуі байқалады. Осындай қиындықтарды азайту үшін штанга-айналдырғыштар қолданылады, ал штангалар тізбегі роликтермен жабдықталған ранайы салғыш-муфталармен қондырылады. Роликтер құбырлардың ішкі бетінде дөңгелеп, штанга немесе муфтаның құбырымен жанасуын болдырмайды.

Тұтқырлығы 0,5 Па*с –тан асатын мұнайды алу кезінде штангалар төмен қозғалғанда олардың сұйықпен үйкелу күші, әсіресе ұңғы сағасында қысым жоғары болғанда штангалардың өз салмағынан артып кетеді, яғни бұл кезде штанганың төмен қозғалысында оны «бос» болып қалуына, тұтқырлы сұйыққа штангаларды түсіру жылдамдығы балансир басының қозғалу жылдамдығынан төмен болып қалады. Осы кезде арқан ілмегінде соққылар және штангалардың үзілуі  болады. Осымен қатар,  тұтқырлығы  жоғары сұйықты  көтеру кезінде плунжердің жоғары қарай  қозғалысында  сұйықтың құбырлардың ішікі қабырғасына үйкелу күші  артады. Осы құбылыстардан болатын қиындықтардың алдын алу үшін штангалар мен құбырларды ең үлкен жүктемелер мен кернеулерге есептеп, оның критикалық мәніне асырмауын бақылау керек.

Сорап арқылы сұйықтың ағуы.

Уақыт өтуіне байланысты плунжер бетінің жұмысшылары тозады да, нәтижесінде оларлың арасындағы қоқыстар артады. Бұл бөлшектердің тозуы әсіресе ұңғыларда болады, олардың өнімінде құм болады, сонымен қатар айдалып жатқан сұйықта коррозиялық қабат суы және күкіртті газдар болғанда.

Жұмыс кезінде сорап көтергіш құбырлардағы сұйық бағанының ауырлақ күші тудыратын бірнеше мегапаскаль (кгс/см2) қысымды сезінеді. Мұндай қысым кезінде сорап плунжері мен цилиндрінің арасындағы қоқыстар арқылы ағатын сұйық көлемі маңызды болуы мүмкін. Бұл сұйық плунжермен тазартылған цилиндр көлемінің бөлігін толтырып, ұңғыдан келетін жаңа сұйықпен толуын азайтады.

Плунжер мен цилиндр арасындағы қуыстан сұйықтың ағуын алдын-алу үшін плунжерді сорап цилиндірінің  ішкі бетіне әкелу қажет. Ұңғы тереңдігі неғұрлым үлкен болса, плунжерді соғұрлым мұқият әкелу қажет, себебі ұңғы тереңдігі артқан сайын, және сораптың түсіру тереңдігіне сәйкес плунжерге түсетін қысым артады. Бірақ саңылаудың өте қатты азаюы, яғни плунжерді бос әкелу, әрқашан ыңғайлы емес, себебі цилиндрде үйкеліске кедергі туындауы мүмкін және бұл плунжердің тоқтауына, сораптың істен шығуына, сонымен қатар сорапты штангілердің үзілуіне әкелуі мүмкін.

ШТСҚ-ны  динамометрлеу

Полирленген штоққа оның жүрісіне байланысты түсетін жүктеме диаграммасын түсіру – ШТСҚ-ны динамометрлеу деп аталады. Ол күш өлшегіш тіркеу аспабы  - динамометрмен орындалады.

Теориялық динамограмма сур. 27-де көрсетілген. Газдың болмау жағдайында, бірнеше тереңдікке түсірілген қалыпты жұмыс істейтін сораптың нақты үлгілі динамограммасы оған түсірілген (үзілме сызықпен көрсетілген).

Сур. 27- Аз тереңдікке қалыпты жұмыс жасайтын штангалы сорап қондырғысының теориялық динамограммасы (үзіксіз сызық), нақты динамограммамен біріккен (үзілме сызық).

 

  аб сызығы құбырлар мен штангалардың деформациясын біллдіреді және сұйық салмағынан штанганың алған жүктемесін белгілейді. Ол бастапқы қозғалмайтын нүктеден (б.қ.н.) басталып λ шамасына штоктың қозғалуында  болады.

бв сызығы – плунжердің пайдалы қозғалысы,  бұл кезде штокка түсетін статикалық жүктеме штангалар мен сұйықтың салмағына тең.

Нүкте жоғарғы қозғалмайтын нүктеге (ж.қ.н.) сәйкес келеді. вга сызығы –төменге қозғалыс, штангалар мен құбырлар деформацияланады,  кері жағдайда ашу клапаны ашылғандықтан штангалар өзінің жүктемесін жоғалтып, қысқарады, ал құбырлар (сору клапаны жабылады) жүктемеге ие болып, созылады.

Нақты  динамограмма әрқашан теориялықтан өзгешеленеді. бв  сызығынан жоғары пунктирдің көтерілуі үйкеліс және жүйе инерциясымен байланысты қосымша жүктемелердің пайда болуын көрсетеді, осымен төмен қозғалу кезінде га сызығынан пунктирлі сызықтың төмендеуі түсіндіріледі. Түсірілген динамограмманы зерттеп, оны теориялықпен салыстыру арқылы ШТСҚ жұмысында әртүрлі ақаулар мен қиындықтарды байқауға болады. Мысалы, б және г нүктелерінің оңға қарай  ығысуы жүктеменің құбырдан штангаға ауысу үрдісінің  уақыты ұзақ  созылу нәтижесінде болатын сораптың сору бөлігіндегі өткізілулердің (пропуски ) болуын көрсетеді. Айдау бөлікке өткізулердің болуы плунжермен босатылған цилиндр көлемінің толуына әкеледі, ал ол плунжерді  астынан ығыстырады. Айдау бөлікте өтулер (сору клапан) болған жағдайда кері құбылыс болады. б және г нүктелері солға қарай ыығысады. Қабылдау бөлігінде сұйықтың ағып кетуінен плунжер астынан итеруді  тез жібереді және штангалар сұйықтың  салмағын тез қабылдайды.

  Динамограммада  ШТС-қа түмкен газдың кері әсері де көрінеді. Осы жағдайда к нүктесінен аг сызығына өтуі   жаймен болады, ол цилиндрдегі плунжер  астында газдың сығылуын білдіреді. Динамограммалар плунжердің цилиндрде дұрыс отырғызылуын  білдіреді.

       Сур. 28-   Динамограммада штангалы сораптың жұмыс ақауларының көрсетілуі.

а – айдау бөліміндегі өткізулер, б  -  сору бөліміндегі өткізулер, в  - газдың әсері, г  -  плунжерді төмен отырғызу,  д  -  құбырлы сорап цилиндірінен плунжердің шығуы, е  - салынбалы сораптың  жоғарғы шектеуші бұрандасына плунжердің соғылуы.

 

Төменгі қозғалмайтын нүкте жанында  жүктеме қысқа уақыт болуында, Ршт төмен кезінде, плунжердің сору клапанына соғылуын көрсетеді.  Р = Рш + Рж тен жүктеменің ж.қ.н. аймағында күрт төмендеуі плунжердің сорап цилиндрінен шығып кетуін білдіреді (егер сорап салынбайтын болса), ал салныбалы сорап кезінде ж.қ.н. –де ең жоғарғы мәнге ие болған кезде – цилиндрдің шектеу бұрандасына плунжердің сооғылуы болады (сур.28). Осындай динамограмалардың көрсетулері тек ғана шектелген жағдайларда болады (аз тереңдіктер, қатты штангалар, плунжердің кіші диаметрі).  Тербелісті жүктемелер болған кезде динамограмма бұзылып кетеді , ал қалыпты жұмыс жасайтын сораптың өзінде динамограмманың түрі өте күрделі болып қиындайды. Бұл қалыпты динамограммаға, штангаларда болатын тербелісті үрдістермен болатын, ал олар штангалардың  өзінің серпімді қозғалыстары мен тербелмелі-станоктан болатын тербелістердің әрекеттесулер нәтижесінде жүктемелердің беттесуі  болады.

 Жалпы ШТСҚ-ны динамометрлеуі  қондырғының толық жұмысы туралы маңызды мәліметтер береді. Автоматтандырылған кәсіпшілікте ол ортанғы диспечерлі пунктен дистанционды түрде жүзеге асырылады. Осы мақсатпен тербелмелі-станоктар қүтер мен салмақтардың арнайы  тензометрлі датчиктерімен және полирленген штоктың жүріс датчиктерімен жабдықталады.

Пайдаланған әдебиеттер тізімі:

 

  1. Коршак А.А., Шаммазов А.М. Основы нефтегазового дела. Учебник для вузов. – 3-е изд. испр. И доп. - Уфа.: ООО «ДизайнПолиграфСервис», 2007. – 528с.: ил.
  2. Попов А.Н., Спивак А.Н., Акбулатов Т.О. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. – М.: Недра, 2004.
  3. Середа Н.Г., Соловьёв Е.М. Бурение нефтяных и газовых скважин. – М.: Недра, 1988.
  4. Булатов А.И., АветисовА.Г. Справочник инженера по бурению. В 4-х томах. – М.: Недра, 1998.
  5. Х.Суербаев., Мұнай-газ ісінің негіздері.  Астана-2008ж, «Фолиант» баспасы
  6. Нұрсұлтанов Ғ.М., Мұнай және газды өндіріп, өңдеу. Алматы «Өлке» 2000 ж.

7. Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. – М.: Академия,  2003.

 8.Гиматудинов Ш.К., Ширковский А.И. Физика нефтяного и газового  пласта. –М.: Недра, 1982.

  9.Типовые задачи и расчёты в бурении /Элияшевский И.В. и др. – М.:  Недра, 1974.

  10.Баграмов Р.А, Буровые машины и комплексы. Учебник для вузов. – М.:    Недра, 1988.-501с.

  11.Вахирев Р.И., Гриценко А.И., Тер-Саркисов Р.М. Разработка и       эксплуатация газовых месторождений. 2002- 880с.

  12.Николич А.С. Поршневые буровые насосы. – М.: Недра, 2002 - 156 с.

  13.Вадецкий Ю.В. Бурение нефтяных и газовых скважин. – М.:        Академия.2003-352с.

  14.Уразанов К.Р., Богомольный Е.И., Сейтпагамбетов Ж.С. и др. Насосная  добыча высоковязной нефти из наклонных и обводненных скважин.- М.:  Недра, 2003.-303с.

  15.Мищенко И.Т. Скважинная добыча нефти. Учебное пособие для вузов. – М.: ФГУП издательство «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина, 2003- 816с.

16.Баграмов Р.А. Основные требования к буровым установкам, методики   оценки их качества. Учебное пособие.- М.: ГАНГ, 1997.-201с

17. Орымбетова Г.Э., Садырбаева А.С., Ұңғыны жөндеу пәнінен практикалық сабаққа әдістемелік нұсқау. Шымкент 2011 г.

 
   
Мәлімет сізге көмек берді ма

  Жарияланған-2015-10-20 16:06:27     Қаралды-9247

АРАБ ЖЫЛҚЫСЫ

...

Араб жылқысы - байырғы жылқы тұқымдарының бірі.

ТОЛЫҒЫРАҚ »

АРХЕОЛОГИЯ ДЕГЕНІМІЗ НЕ?

...

тарих ғылымының бір саласы, алғашқы қауымнан, көне заманнан, орта ғасырдан қалған заттай есқерткіштерді зерттеу арқылы адам қоғамының өткендегі тарихын анықтайды.

ТОЛЫҒЫРАҚ »

БЕЛБЕУ ТАСТАУ

...

Қазақтың ұлттық ойыны

ТОЛЫҒЫРАҚ »

СОЛТҮСТІК МҰЗДЫ МҰХИТ

...

Жер шарындағы ең кіші мұхит

ТОЛЫҒЫРАҚ »

САРЫАРҚА ҚАТПАРЛЫ АЙМАҒЫ

...

Сарыарқа қатпарлы аймағы - Азиядағы дербес ірі геологиялық құрылымдардың бірі.

ТОЛЫҒЫРАҚ »

ӘЛЕМДЕГІ ЕҢ ЖЫЛДАМ ҚҰСТАР

...

Құстар - жердің ең жылдам тіршілік иелері, өйткені жануарлар әлемінің құрлық немесе суда жүзетін құстарының бірде-бір өкілі олармен жылдамдығымен салыстыра алмайды.

ТОЛЫҒЫРАҚ »

АУА

...

Жер атмосферасын құрайтын, негізінен азотпен оттектен тұратын газдар қоспасы. Ауа су мен жер қыртысының құрамында да болады.

ТОЛЫҒЫРАҚ »

БІРЖАН - САРА АЙТЫСЫ

...

Біржан мен Сараның 1871 жылы қазіргі Талдықорган облысының Қапал - Ақсу өңірінде кездескендегі айтысы.

ТОЛЫҒЫРАҚ »

БІРЖАН-САРА ОПЕРАСЫ

...

Опера тұңғыш рет 1946 жылы 7 қазанда Қазақтың Абай атындағы мемлекеттік опера және балет театрында қойылды.

ТОЛЫҒЫРАҚ »