Қазу жүйелері

Жоспар

1. Қазу жүйелері.
2. Газ кенорындарын сақтау.
3. Газконденсаттық кен орындарын қазу. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

              Қазу жүйелері. Мұнай, газ және газконденсаттық кен орнын тиімді қазу негізіне алынған қазу жүйесінің ең көп тиімділік принципі жатады. Мұнай-газ немесе газконденсат кен орнын қазу жүйесі деп ұңғымаларды белгілі бір тәртіппен орналастыру, оларды бұрғылау және эксплуатацияға енгізу кезектілігі, жұмыс режимін қалыптастыру мен ұстап тұру және қаттың энергиясы теңгерімін реттеу кезінде шоғырдан мұнайды, газды, конденсатты бетке шығаруға бағытталған шаралардың жиынтығын айтады. Әлемнің мұнай және газ кен орындарының көпшілігі бірнеше шоғырлардан немесе қаттардан тұрады, олар бір-бірінің үстіне қабатталып орналасады. Осындай көп қаттық кен орындарында әрбір эксплуатациялық объект (шоғыр, қат) өз бетінше жеке қазылады, қандай да бір объектіні іске қосу кезектілігі техника-экономикалың тұрғыдан аныңталады.

Кей кезде ұңғымалардың бір торында бірнеше объектілер біріктіріліп қазылады. Эксплуатациялық объектілер бір-біріне жақын орналасқан, қаттардың геологиялық-физикалық қасиеттері (жыныстың құрамы, өтімділігі, каттың қысымы, шоғырдың шамасы, дренаждау режимі) және ондағы болатын мұнайлардың сапалық сипаттамалары шамамен бірдей болатын кен орындары осылайша қазылады.

Ұңғымалардың бір торындағы бірнеше объектілер бөлек эксплуатациялануы да мүмкін. Бұл жағдайда берілген кен орнының барлық өнімді қаттары (немесе олардың негізгілері) ұңғыманың бір торымен бұрғыланады. Ұңғыма әрбір қаттан бетке мұнайды немесе газды өз бетінше каналмен шығаруды: мысалы, мұнай бір қаттан -көтеретін құбырмен, ал басқа қаттан — құбыраралық кеңістікпен өндіріледі, қамтамасыз ететін құрал-жабдықтармен жабдықталады.

Бір кен орнының жоғары өнімді қаттары — негізінен өз бетінше қазу объектілері осындай әрбір қат өзінің ұңғымалар орналасқан торы бойынша қазылады, оларды бірден немесе тізбектеп те бұрғылауға болады. Көп қаттық кен орнына бұрғылаудың осындай жүйесін қолданғанда, мұнай немесе газды өндіруді жылдам өсіру қамтамасыз етіледі. Алайда бұл кезде ұңғымалар бір ауданда бұрғыланатындықтан, металл мен қаржының көп мөлшері шығындалады. Ол кезде ұңғымалардың орналасуының бірнеше торын пайдаланады.

Егер жоғары өнімді мұнай немесе газ қатының үстіне аз өнімді қат жататын болса, онда ұңғымаларды негізгі қатқа бір тор бойынша бұрғылайды; негізгі қаттың жоғарғы жағындағы қаттар төменгі негізгі қатты эксплуатациялау біткеннен соң, сол ұңғымалармен қазылады. Ол үшін ұңғыманың өңделген қаттың қарама-қарсы перфорация жүргізілген төменгі жағына цементтік ерітінді құяды да, шеген бағананы жоғары объектілер аралығында перфорациялайды. Осындай жүйеде ұңғымаларды бұрғылауға кететін қаржы азаяды, бірақ барлық кен орнын тұтас қазу баяулайды.

Барлық жағдайда да көпқаттық кен орнын бұрғылау және қазу тәртібі берілген аудандағы мұнай немесе газды өндіруді арттыру мүмкіндігі мен қажеттілігін және берілген кен орнының жеке қаттарын қазудың қандай да бір нұсқасын орындауға қажет материалдық-техникалық қаржының шығынын еске ала отырып, техника-экономикалық көрсеткіштерге негізделеді.

Қазіргі кезде көпқатты кен орындарын қазу кезінде көптеген жағдайда комбинирленген жүйе қолданылады. Мұндай жүйеде кен орнының кесіндісінде бір емес, екі немесе тіпті үш тіректі горизонт таңдалынады, олардың әрқайсысы ұңғымалардың өзіндік торымен бұрғыланады. Мұнай немесе газ қанықтылығы аз және өнімділігі аз аралық горизонттар тіректі горизонттар біткеннен соң қазылады. Әрбір мұнай немесе газ шоғырын қазу жүйесіндегі негізгі элементтер — ауданда эксплуатациялық және көмекші үңғымаларды орналастыру сұлбасы және олардың саны. Қозғалмайтын контурлы мұнай шоғырларын (су қысымынан оқшауландырылған шоғырлар, табан судың қысымы бар массивті «суда жүзетін” шоғырлар) қазғанда, ұңғымаларды бірқалыпты тұтас тор (шаршылық немесе үшбұрыштың) бойынша барлық ауданда, яғни шаршының немесе тең қабырғалы үшбұрыштарының бұрыштары бойынша оларға шоғырдың барлық аудандары бөлініп орналастырылады.

Қысымдық режимдегі (мұнайлы контурдың араласуы) мұнай шоғырларында ұңғымалар араласатын контурларға параллель, жанында орналасады: газ қысымдық режимде — газды контурға параллель, суқысымдық режимде сулы контурға параллель орналасады. Ұңғымалардың арасындағы, сондай-ақ ұңғымалардың қатарларының арасындағы қашықтық геологиялық-техникалық жағдайларға (жыныстың өтімділігі, мұнайдың тұтқырлығы, т.б.) және экономикалық мәселелерге байланысты таңданылады.

Басқа жағдайлар бірдей болғанда қазылатын ауданда ұңғымаларды орналастырудың қабылданған торы және ұңғымалардың санына мұнайды шоғырдан алу темпі және оны қазу мерзімі тәуелді болады. Ұңғымалардың арасындағы, оңтайлы қашықтықты кен орнының геологиялық құрылымы, газдың мөлшері, мұнайдың тұтқырлығы, шоғырды әзірлеу режимі туралы мөліметтер негізіндегі гидродинамикалық есептеулер көмегімен анықтайды. Бұл кезде қатқа жасанды әсер ету әдістерін қолдану да еске алынады.

Мұнай кен орындары негізінен қатқа ұңғымалардың сирек торларының бойымен жасанды әсерлер беру (контурдан тыс немесе ішкі контурлық сулану) әдістерін қолданумен пайдаланады. Мұнай кен орындарын қазу жүйесінің рационалдығын сипаттайтын маңызды фактор, ол — мұнайды алу темпі, оны белгілі бір уақыт аралығында (тәулік, ай, жыл) қаттардан өндірілетін мұнайлардың жиынтығы ретінде анықтайды. Берілген нақты қатта бұрғыланған ұңғымалардың берілген санында олардың орташа дебиті, ендеше, ағындық өндірілуі әр түрлі болуы мүмкін және ол ұңғымаларды пайдаланудың бекітілген режиміне байланысты болады.

Ендеше, әрбір мұнай шоғырын қазу жүйесі ұңғымаларды орналастыру торы, ауданды бұрғылау тәртібі мен темпі бойынша да, сұйықтықты алу темпі бойынша да әр түрлі болуы мүмкін. Егер табиғатта шамасы мен қуаттылығы, жатыс тереңдігі, мұнайы бар жыныстардың геологиялық-физикалық қасиеттері және мұнайдың сипаттамалары, қаттағы газ бен судың мөлшері бойынша мұнайдың әр түрлі шоғырлары кездесетінін ескерсек, онда мұнай шоғырларын қазу жүйесін таңдауға жалпы рецепт беруге болмайтыны түсінікті болады. Әрбір шоғырға оны қазу қойнауды қорғау ережелерін сақтай отырып, су рационалды және тиімді болатындай жекеленген тәсіл қолданылуы керек.

Мұнайды қазудың рационалдық жүйесі деп кен орны ұңғымалардың рұқсат етілген ең аз санымен бұрғыланатын мұнай өндірудің берілген темпін минималды қаражат жұмсалып және мұнайдың өзіндік құны минималды болғанда, жоғарғы соңғы мұнай бергіштікті қамтамасыз ететін жүйені айтады. Мұнай кен орнын қазу жүйесін жобалау — жоғарыда айтылған талаптарды қанағаттандыратын ңұсқаны таңдау болып табылады.

Шоғырдан шоғырды пайдаланудың активті мерзімінде бір жылда мұнай алу темпі бастапқы шығарылатын қордың 8-10% -ға жетеді және одан көп болады. Шоғырдан мұнай алудың берілген темпін қамтамасыз ету эксплуатациялық ұңғымалар бойынша сәйкесті дебиттерді анықтау және мұнайсу немесе сумұнайлы жанасудың суы әрі газы бар контурдан қозғалуын реттеу жолымен жүзеге асады.

          Газ кен орындарын қазу.  Газ кен орындарын қазудың ерекшеліктері газдың физикалық қасиеттерінің, оған сәйкес мұнай қасиеттерінен өзгешелігінен, тығыздығы мен тұтқырлығының әлдеқайда аз, қысылғыштығы көптігінен болады. Қойнаудан шығарылған мұнайды зауыттарда өңдеу-ден бұрын қажет болған жағдайда мұнай өндіретін аудандарда, мұнай құбырларының трассаларында және зауыттардың өздерінде орналасқан сыйымдылықтарда ұзақ уақыт бойы сақтауға болады. Бетке шыққан газды бірден магистральдық газ құбырына немесе жергілікті тұтынушыларға жіберу керек. Ендеше, көп жағдайдағы ірі газ кен орнын қазудың негізгі ерекшелігі — ол қат-ұңғыма — кәсіпшілдіктегі газ жинағыш тізбек — магистральдық газ құбыр — тұтынушылар жүйесіндегі барлық элементтердің үздіксіз байланысы.

Мұнай кен орындарындағы сияқты газ кен орындарын рационалды қазудың негізіне оңтайлы техника-экономикалық көрсеткіштерде және қойнауды қорғау жағдайларын сақтауда берілген газ өндірілуін алу принципі жатады. Бұл принцип бойынша жобалағанда уақыт бойынша кен орнының қазу темпін, қазудың жалпы мерзімін, ұңғымалардың санын және олардың ауданда орналасу сұлбасын анықтайды. Әрбір нақты газ кен орны үшін ұңғымалар санын таңдауға ұңғымалардың диаметрі едәуір әсер етеді. Оның диаметрі неғұрлым көп болса, солғұрлым дебиті көп, ұңғыма оқпанындағы кедергіге кететін энергия шығыны аз болуы мүмкін. Ұңғымалардың дебитінің артуы берілген газ өнімін алуға қажет олардың санының аз болуын қамтамасыз етеді. Сонымен қатар, ұңғымалардың диаметрінің өсуі бұрғылаудың күрделенуіне және баяулануына, металдың көп шығынына әкеп соғады. Сондықтан газ кен орындарын қазуды жобалағанда ұңғымалардың диаметрі ең оңтайлы болуы өте маңызды.

Газ шоғырының формасына байланысты ұңғымалардың орналасу сұлбасын таңдайды. Жолақша тәрізді шоғырлар жағдайында ұңғымаларды, шоғыр өзегіне параллель, бір, екі немесе үш түзу сызықты тізбектер түрінде, ал шоғыр дөңгелек болғанда — оларды сақиналық батареялар немесе шоғырдың барлық ауданы бойынша бірқалыпты етіп орналастырады. Әдетте, газ қаттарының газбергіштік коэффициенті мұнайбергіштік коэффициентінен жоғары болады. Мұнайға қарағанда, газ кеуек ортаның бетімен әлсіз әрекеттеседі, тұтқырлығы аз (жүз, одан да аз) болады.

Серпімділігі көп болғандықтан, қысылган газдың ке-уек ортада сүзуге қажет энергия қоры болады. Қаттық қысым атмосфералық қысымға жуық мәнге дейін азаюы мүмкін. Сондықтан газ шоғырларының газбергіштігі теория бойынша жоғарғы мәндерге дейін 90-95% және одан да жоғары жетуі мүмкін. Алайда, газбергіштікке көп факторлардың әсер ететінін еске алу керек, сондықтан оның мәні көрсетілген цифрдан іс жүзінде аз болады.

Газбергіштің шамасына өсер ететін негізгі фактор — қатты қазудың соңғы сатысындағы оның қалдық қысы-мы. Қаттың ең үлкен газбергіштігі қат қысымын мүмкін болатындай минимумге азайтқанда болады, ол кезде ұңғымалардағы сағалық қысымдар атмосфералық қысым-ға жуық немесе тіпті төмен де болады (ұңғымалардан газды вакуум арқылы алу). Алайда, бұл жағдайларда ұңғымалардың дебиті қысымдардың аз ғана төмендеу салдарынан өте төмен болады. Сондықтан, техника-экономикалық пікірлер бойынша газ шоғырын қазуды іс жүзінде ұңғымалар сағаларындағы қысым атмосфералық қысымнан көп болып тұрғанда-ақ тоқтатады. Есептеулердегі газбергіштіктің соңғы коэффициенті 0,7-0,8-ге тең мәндерді алады.

         Газконденсаттық кен орындарын қазу. Газконденсаттық кен орындарының сипаттамасы. Газконденсаттық кен орындары 1500 м-ден астам тереңдікте байқалады. Бұл кен орындары ауыр көмірсутектері болатын конденсаттың болуымен сипатталады. Осындай кен орындарының ерекшелігі сол, қысымдар мен температуралардың белгілі бір диапазонында олардағы көмірсутектер кері конденсация мен кері булану заңдарына бағынады.

Біздің булану мен конденсация (тіке булану мен конденсация) туралы кәдімгі түсініктеріміз қысым мен температураның белгілі бір аралықтарында ғана дұрыс. Осы шектен жоғары болғанда жеке компоненттердің де, олардың қоспаларының да кризистік параметрлері өзгереді.

Температураның изобаралық жоғарылауы жөне қысымның изотермиялық жоғарылауының әсерінен, газ сипаттамасындағы барлық өзгерістерді байқау үшін жеке газдың буларының серпімділігінің температураға байланысты өзгеруін сипаттайтын АС қисығын және газ қоспасы үшін ілмек тәрізді ВDС3С,С2Н қисығын қарастырайық. Бірінші жағдайда (АС қисығы) қысымның изотермиялық жоғарылауы заттың бу фазасынан сұйық фазаға көшуіне, ал температураның изобаралық жоғарылауы, керісінше, сұйық фазадан бу фазаға көшуіне өкеледі. Біртекті ғаздың шекарасы АС қисығы болады. АС қисы-ғының төменгі аймағының бәрі — бу фазасы, АС қисығынан жоғарғы аймақтың бәрі — сұйық фаза болады.

Температураны біртіндеп С нүктесіне дейін жоғарылату фазалардың айырмашылығын жоғалтады. Бұл күйге С нүктесі сәйкес келеді, ол кризистік нүкте деп аталады, оған кординат осінде кризистік қысым Ркр, ал абцисса осінде кризистік температура Ткр сәйкес келеді. Ткр-ға тең және одан жоғары температураларда (мысалы, С нүктесінде) және оларға сәйкес қысымдарда (яғни кризистік жағдайдан жоғары жағдайларда) заттың физикалық табиғатының өзгеруінен оны сұйықтық деп те, газ деп те айтуға болмайды. Мысалы, осындай жағдайларда газдың тұтқырлығы температура артқанда азаяды, яғни сұйықтықтардың тұтқырлығының өзгеру заңына бағынады, ал кризистіктен төмен жағдайларда температура артқан сайын газдардың тұтқырлығы артады. Жеке газдарда газ күйінен сұйық күйіне ауысу секірмелі түрде болады, зат екіфазалық күйінен өтіп кетеді. Сонымен, біртекті газдар үшін Р және t; өзгергенде байқалатын булану және конденсация құбылыстары біздің кәдімгі түсініктерімізге сәйкес жүреді екен. Газ қоспалары үшін Р мен t өзгеруіне байланысты олар ілгек тәрізді қисықпен сипатталатын басқаша көрініс байқалады. Бұл қисықта кризистік күйге қоспаның кризистік параметрлері Ткр кос және Ркр қос болатын С1 нүктесі сәйкес келеді.

Газконденсаттық кен орындарын қазу. Газконденсаттық кен орындарын қазу кезінде қысым төмендеген сайын газдан конденсат бөліне бастайды. Ең алдымен ең ауыр компоненттер, содан соң жеңіл компоненттер конденсацияланады. Газдан конденсат бөліне бастайтын қысым конденсацияның басталу қысымы деп аталады. Конденсат өндірілген газдан бетте де, қысым төмендегенде қатта да бөлінуі мүмкін. Соңғы жағдайда қаттың жынысы конденсатты жұтады да, оның айтарлықтай бөлігі қатта қайтымсыз болып қалады. Сондықтан газ-конденсаттық кен орындарын қазғанда ұңғымалар сағаларындағы қысымдар конденсация басталу қысымы-нан артық болуы керек жөне келесі айналымды үдеріс-тің сұлбасы бойынша жүргізіледі. Конденсаты бар газ ұңғымадан конденсаттық қондырғыға келеді, онда сөйкесті қысым мен температурада сұйық компоненттер бөлінеді. Содан соң, құрғақ газ қысымы ұңғымалардың қысымынан 15-20% көп болатын компрессорларда қысылады, осындай қысым астында айдама ұңғымалар арқылы қайтадан қатқа айдалады.

 

 

                                Пайдаланылған әдебиеттер

Аметов И.М., Байдиков Ю.Н, Рузин Л.М, Спиридинов Ю.А Недра 1985

http://kazorta.org/