ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
Қ.Сәтбаев атындағы Қазақ Ұлттық Техникалық
Университеті
«Мұнай және газ кен орындарын игеуру мен пайдалану»
кафедрасы
КУРСТЫҚ ЖҰМЫС
Тақырыбы: «1. Ұңғының түп аймағын тұз қышқылымен өңдеу».
«2. Ұңғының түп маңы аймағын құм тығынынан тазарту».
Алматы 2008 ж.
Мазмұны.
- Кіріспе………………………………………………………………………………………………………….3
- Теориялық бөлім
2.1. Ұңғының өнімділігін арттыру әдістері. Тұз қышқылмен өңдеу……………………4
2.2. Ұңғының түп аймағын тұз қышқылмен өңдеу есебі…………………………………….7
- Қорытынды……………………………………………………………………………………………….10
- Кіріспе………………………………………………………………………………………………………..11
- Теориялық бөлім
2.1. Ұңғы оқпанын құм тығынынан тазарту……………………………………………………..12
2.2. Ұңғыдағы құм тығынын жоюдың гидравликалық есебі……………………………..14
2.2.1. Тік жуу………………………………………………………………………………………………….15
2.2.2. Кері жуу………………………………………………………………………………………………..22
- Қорытынды……………………………………………………………………………………………….25
Қосымша 1
Қосымша 2
Пайдаланылған әдебиеттер………………………………………………………………………….26
- Кіріспе.
Көп жағдайларда скважинаға келетін сұйық пен газ ағыны жеткіліксіз. Мұндай ұңғымаларда ағынды немесе газ не сұйық жұтылуын арттыру үшін түп маңы аймағының жыныстарына олардың өткізгіштігін көтеру мақсатында жасанды әсер ету қолданылды. Түп маңы аймағының өткізгіштігін өнімді қабатта карбонаттар мен глинозем еритін жасанды арналарды тұзқышқылды, жылулық қышқылды және саз қышқылды өңдеумен жасау, кеуекті кеңістіктерді тұнба және шайырлы материалдардан тазарту жолымен; жыныстарда жасанды жарықтар жасау немесе табиғи жарықтарды қабатты гидравликалық жарғанда немесе түпте торпедо жарғанда ұлғайту; кеуек арналары қабырғаларында немесе ұңғыма оқпанында тұрған парафиндер, тұздар мен шайырларды жою, сондай-ақ мұнай тұтқырлығын ұңғымаларды жылулық химиялық өңдеу және түп маңы аймағына жылулық әсер ету жолымен төмендету арқылы көтеруге болады.
Ұңғыма шығымын көтеру үшін түпке әртүрлі әсер ету әдістері мен олардың қосындыларын қолданады.
2.1 Ұңғының өнімділігін арттыру әдістері. Тұз қышқылмен өңдеу.
Мұнай мен газ өнімділігі және айдау ұңғыларының жұту қабілеті негізінен өнімді қабатты құрайтын жыныстардың өткізгіштігіне байланысты.
Кез келген ұңғыманың жұмыс істеу аймағындағы жыныстардың өткізгіштігі жоғары болған сайын, соғырлым оның өнімділігі мен қабылдағыштығы жоғары, және керісінше. Бір қабаттың өткізгіштігі, оның әрбір аймағында күрт өзгеруі мүмкін.
Жыныстардың табиғи өткізгіштігі әртүрлі себептермен уақыт өтісімен өзгеруі мүмкін. Ұңғыны бұрғылаумен аяқтаған кезде түп аймағы сүзгіленген сазды ерітіндімен жиі ластанады. Мұнай және газ ұңғымаларын пайдалану кезінде түп аймағындағы жыныстардың өткізгіштігі күрт төмендеуі мүмкін. Себебі кеуектер парафинді және шайырлы тұнбалармен, сонымен бірге саз түйіршіктерімен де тығындалып қалады.
Айдау ұңғыларының түп аймағы айдалатын судың құрамында болатын әртүрлі механикалық қоспалармен (ылай, саз, темір тотығы және т.с.с.) ластанады. Ұңғылардың түп аймағындағы жыныстардың өткізгіштігін жасанды түрде дренажды каналдардың санын және өлшемдерін арттыру, жыныстардың жарылымын көбейту және кеуекті каналдар қабырғаларында отырып қалған парафин, шайыр және ылайлары жою арқылы арттырады.
Ұңғылардың өнімділігін арттыру тәсілдерін шартты түрде мынадай 4 түрге бөлеміз:
1) Химиялық тәсілдер
2) Механикалық тәсілдер
3) Жылыту тәсілдері
4) Комплексті (физика-химиялық)
Қай тәсілді қолдану, қабаттың жағдайына байланысты болады.
Химиялық тәсіл (қышқылмен өңдеу). Бұл тәсіл нашар өткізгіштігі карбонатты жыныстарда жақсы нәтижелер береді. Сонымен қатар бұл тәсіл құрамында карбонатты қосылыстар және карбонатты керіштейтін заттары бар керіштелген құмтастарда қолданылады. Бұл қышқылдың таужыныстардың кейбір түрлерін ерітуге негізделген. Ал бұл өз кезегінде кеуекті каналдарды тазалап кеңейтеді, соның арқасында өткізгіштік артып, ұңғылардың өнімділігі артады.
Механикалық тәсіл (қабатты гидравликалық жару және гидроқұм ағынды перфорация). Әдетте тығыз жыныстармен түзілген қабаттарда жарықшақтарды кеңейту мақсатымен қолданылады.
Жылыту тәсілдері. Кеуекті каналдар қабырғаларын парафиннен, ылайдан тазалауға және түп маңы аймағын химиялық тәсілмен өңдеуді қарқындату үшін қолданылады.
Тұз қышқылмен өңдеу.
Көп жағдайларда ұңғыны өндеуге тұз қышқылын (HCl) қолданылады.
Тұз қышқылымен өндегенде қышқыл мынадай карбонатты жыныстарды ерітеді: әктас, доломиттер әктас, ал бұлар мұнай және газ кен орындарының өнімді қабаттарын құрацшылар.
Әктаспен әрекеті:
Доломитпен әрекеті:
Тұз қышқылымен карбонаттар әрекетінің өнімдері хлорлы кальций (CaCl) және хлорлы магний () жоғары ерігіштігіне байланысты тұнбаға түспейді. Өнделгеннен кейін олар ұңғыдан өнімімен бірге шығарылады. Әрекеттен түзілетін көмірқышқыл газы да жер бетіне оңай шығарылады.
Тұз қышқылымен өңдеуде ол ұңғы қабырғасындағы жыныстармен бірге кеуекті каналдардағылармен де әрекеттеседі және де ұңғы диаметрі үлкеймейді.
Тұз қышқылымен өңдеуді жүргізудің сұлбасы.
Гидропоршенді сораптарды өндіру сұйығының жұмыс сұйығымен бірігіп немесе бөлініп қозғалысына және т.б. байланысты дара өте үлкен тереңдіктен (4000-4500м) сұйықты көтеруді қамтамасыз етеді.
Гидропоршенді сораптардың артықшылығы – сорапты ауыстыру кезіндегі түсіндіріп – көтеру жұмыстарын автоматтандыру мен қашықтықтан басқару мүмкіндігінің болуы. Олардың кемшілігі гидравликалық қозғалтқыштың жақсы жұмыс істеуі үшін талап ететін ұңғыманы ұқыпты тазалап тұру үшін, оны жұмысшы сұйығымен жабдықтау жүйесін кәсіпшілікке орналастыру қажеттілігіне байланысты.
Тұз қышқылда кейде біраз мөлшерде темір тотығы болады, олар ұңғыны өңдеу кезінде рітіндіден мақта түрінде түсіп қабат кеуектерін тығындап тастауы мүмкін. Темір тотығын қышқылда ерітінді түрде сақтау үшін тұрақтандырғыштар қолданылады. Тұрақтандырғыш ретінде сірке қышқылын алады. Темір тотығының тұз қышқылындағы концентрациясына байланысты сірке қышқылы 0,8-1,6%-ті дайындалған тұз қышқылының көлеміндей қосылады.
Ұңғыдан әрекет өнімдерін жоюды жеңілдету мақсатымен қышқылды дайындау кезінде жеделдеткіштер қосады. Бұл беттік активті заттар әрекет өнімінің беттік керілуін төмендетеді. Кеуек каналдарының қабырғаларында адсорбцияланып, жеделдеткіштер жыныстан судың бөлуінен жеңілдетеді және жыныстардың мұнаймен ылғалдану жағдайын жақсартады. Жеделдеткіштер түрінде әртүрлі беттік-активті заттар – катапин-А,ДС,ОП-10 және басқалары қолданылады.
Тұз қышқылды ерітіндіні орталық қышқылдың базада немесе тікелей ұңғының басында дайындайды.
Ұңғыны тұз қышқылымен өңдеу технологиясы қабаттың физикалық қасиетіне, қуатына және басқа жағдайларға байланысты өзгеруі мүмкін. Қарапайым жағдайда қышқылды қабатқа айдау процесі сорап көмегімен немесе өздігінен ағу арқылы жүргізіледі. Кейде қышқылды айдау алдында сазды және керіш қабыршақтарын бұзу үшін қышқылдық ванна қолданылады. Бұл кезде өнделу интервалындағы оқпанды толтыратындай етіп 6-8%-к қышқыл ерітіндісін айдайды.
Өнімді қабаттары негізінен силикатты заттардан тұратын терригенді жыныстардан құралған қабаттарда, тұз және плавликовті-фторсутекті қышқыл пайдаланады. Бұлар сазқышқыл деп және ұңғыны өңдеудің бұл түрі сазқышқылмен өңдеу деп аталады.
Термоқышқылды өңдеу.
Ұңғының түп маңында парафинді және асфальтті-шайырлы заттарға толып өнімділігі түскен кезде, түпті тоздырып барып, осы заттарды еріткеннен кейін қышқыл мен өңдеу тиімдірек болады.
Алдымен қышқылмен және басқа бір заттың арасындағы әрекеттен түзілген экзотермиялық жылу арқылы қыздырылған тұз қышқылы ерітіндісімен ұңғы түбі өңделіп, кейін кәдімгі қышқылмен өңделеді.
Термоқышқылды өңдеуде магний қолданылады. Себебі ол қышқылмен әрекеттескенде үлкен жылу түзіледі және әрекет өнімі толығымен ериді.
кДж
1кг магнийді еріту үшін 15%-к 18,6л тұз қышқылы қажет. Ол кезде қышқыл хлорлы магнийлі бейтарап ерітіндіге айналады және 308°С-ге дейін қызады.
Парафинді және шайырды еріту үшін бұдан біраз төмен температура қажет. Сондықтан рационалды түрде магнийді қолданып, бөлінген жылудан ерітінді 75-80°С арасында болуы қамтамасыз етілуі керек.
Әдетте термоқышқылды өңдеу үшін пруткалы магний қолданылады (пруток диаметрі 2-4мм, ұзындығы 60мм). Пруткілерді арнайы наконечниктерге салып, сорапты-компрессорлы құбырлар арқылы ұңғыға белгіленген тереңдікке түсіреді.
2.2 ҰҢҒЫНЫҢ ТҮП АЙМАҒЫН ТҰЗ ҚЫШҚЫЛМЕН ӨҢДЕУ
Өткізгіштігі әлсіз болатын (тығыз ақтастар, сазды фракциялармен цементеллінген құмтастар, карбонаттар) жыныстардан құралған қабаттарда пайдаланылатын ұңғылар аз дебитті болып келеді. Олардың өнімділігін арттыру үшін тұзқышқылмен өңдеу жұмыстары жүргізіледі.
Келесі сипаттамаларға ие болатын мұнай ұңғыны өңдеу үшін қажетті тұзқышқылын және басқа химреагенттердің мөлшерін анықтау қажет:
- ұңғы тереңдігі L = 1310 м;
- қабат құмтастар және топырақты цементтен құралған;
- қабаттың өнімді қалыңдығы h = 7 м;
- жыныстардың өткізгіштігі R = 0,06*10-12 м2;
- қабат қысымы Pқаб = 15 МПа;
- тереңдігі l = 4 м зумпфы бар;
- пайдаланған тізбегінің ішкі диаметрі di = 0,076 м.
Шешімі:
Берілген шарттарда ұңғыны алғашқы өңдеуге қышқылдың концентрациясын 8÷14% аралықта алынады. 8% концентрацияны қабылдаймыз.
Құмтастан құралған 1 м қабат қалыңдығына кететін қышқылдың мөлшері 0,4÷0,6 м3 (0,59 м3 қабылдаймыз). Осы кезде қышқылдың жұмыс ерітіндісінің жалпы көлемі:
Vжұм =Vқыш ∙ h =0,59 ∙ 7=4,13 м3
Кестедегі берілген мәндерге сәйкес 8%-ды жұмыс тұзқышқылды ерітіндінің 4,13 м3 мөлшерін дайындау үшін 1840 кг 29,04 %-ды HCl және 4,38 м3 су қажет.
Кесте 5 – Тұзқышқылды ерітіндіні дайындауға қажетті қышқыл және су мөлшері
Араластырылған қышқылдың көлемі, м3 |
Араластырылған қышқылдың концентрациясы, % |
|||
8 |
10 |
12 |
14 |
|
6 8 10 |
1840/4,38 2460/5,84 3080/7,30 |
2330/3,96 3110/5,28 3890/6,60 |
2830/3,52 3770/4,64 4720/5,87 |
3320/3,40 4400/4,16 5560/5,14 |
Ескерту: алымында – концентрацияланған қышқылдың мөлшері, кг;
бөлімінде – судың көлемі, м3.
8%-ті жұмыс тұзқышқылды ерітіндіні дайындау үшін концентрацияланған тауарлы тұзқышқылының көлемін мына формуламен анықтаймыз:
(1)
мұндағы, А және В – төменде келтірілген санды коэффиценттері;
x және z – жұмыс тұзқышқыл ерітіндінің және тауарлы тұзқышқылының сәйкес концентрациялары;
W – жұмыс тұзқышқыл ерітіндінің көлемі.
A,B |
214 |
218 |
221.5 |
226 |
227.5 |
229.5 |
232 |
x, z |
5.15÷12.19 |
13.19÷18.11 |
19.06÷24.78 |
25.75÷29.57 |
29.95÷31.52 |
32.1÷33.4 |
34.42÷37.22 |
Біздің жағдайда 8%-ті тұзқышқылдың санды коэффиценттері А=214 және B=226; ал x=8%-ті тұзқышқылының концентрациясы, z=29,04 %-ті тауарлы тұзқышқылының концентрациясы; W=4,13 м3 – жұмыс тұзқышқылды ерітіндінің көлемі.
Онда (1) формула бойынша:
м3
Тотаннуға қарсы ингибитор ретінде жұмыс тұзқышқыл ерітіндісінің 0,01% көлемінде катионактивті реагентті (катион А) қабылдаймыз.
Qn=4,13∙0,01∙0,01=0,000413 м3
Темір тұздарының тұзқышқылды ерітіндіден түзілуіне қарсы ерітіндіге сірке қышқылын мына мөлшерде қосады:
(2)
мұндағы, by – сірке қышқылының мөлшері, %(by = f + 0.8, мұнда f – тұзқышқылында темірдің болуы f = 0.5%, онда by = 0.5 + 0.8 = 1.3%);
W – жұмыс тұзқышқылды ерітіндінің көлемі;
Су – сірке қышқылының концентрациясы(Су = 80%).
Берілген сандардық мәндерді (2) формулаға қойсақ, онда:
дм3
Цементтелетін жыныстың силикатты және топырақты материалдарын еріту үшін, түп бетін топырақты немесе цементті қабыршақтардан тазарту үшін жұмыс қышқыл ерітіндісіне плавиковты қышқылды мына мөлшерде қосады:
(3)
мұндағы, Bn – қосылатын плавиковты қышқылдың мөлшері, ол жұмыс тұзқышқылды ерітіндінің көлеміне 1÷2% аралығында алынады. 2%-ті деп қабылдаймыз;
Сn – плавиковты қышқылдың концентрациясы (негізінде 40% құрайды).
Онда (3) формула бойынша:
дм3
Беттік тартылыстарды төмендету үшін интенфикатор ретінде DC препаратын қолданады(детергент «Советский»). Ол ингибитор да бола алады және тұзқышқылының жыныспен болатын реакция жылдамдығының қарқынды төмендеткіші болып келеді.
4,13 м3 ерітіндісі үшін есептегенде жұмыс тұзқышқылды ерітіндінің 1÷1,5%-да DC-ның қажетті мөлшерін 1% деп аламыз, яғни 4,13∙0,01=0,0413 м3 немесе 41,3 дм3.
Келтірілген барлық қоспаларды ескеріп, жұмыс қышқыл ерітіндінің қабылданған көлеміне қажетті судың мөлшерін анықтаймыз:
(4)
мұндағы, W – жұмыс қышқыл ерітіндінің көлемі;
Wz – концентрацияланған тауарлы қышқылдың көлемі;
ΣQ – барлық қоспаларды қосқандағы көлемі(сірке, плавиковты қышқылдар, ДС).
дм3=0,305 м3
V =4,13 – 1,03 – 0,305 = 2,795 м3
Зумпфты оқшалау үшін салыстырмалы тығыздығы 1,2 хлорлы кальций ерітіндісін қолданады.
Ішкі диаметрі Di=0,173 м, 1 м ұңғы оқпанының көлемі V1м=0,023 м3:
м3
Салыстырмалы тығыздығы 1,2 болатын 1 м3 хлорлы кальцийге 540 кг CaCl2 және 4,38 м3 су қажет. Барлық зумпор көлемін оқшалау үшін CaCl2-нің мына мөлшері қажет:
м3
Ал судың мөлшері:
м3
Ұңғыны өңдеу алдында зумпфты хлорлы кальций ерітіндісімен толтырады. Ол үшін құбырларды түптен 1-2 м жоғары орналастырып, ұңғыдан айналымды қалыптастырады және құбыр сыртындағы кеңістік ашық жағдайда хлорлы кальций ерітіндісін айдап, оны зумпфқа құбыр арқылы лақтыру желісінің көлемінде мұнаймен ығыстырады(сорап агрегатынан ұңғы сағасына дейін ұзындығы 100 м диаметрі 0,059 м құбырлар көлемі) мынаны құрайды:
м3
Осыған жуу құбырлардың көлемін қосамыз:
м3
Осыдан кейін құбырларды көтеріп, құбыр соңын фильтр тесіктерінің төменгі жағына орнатып, ұңғыға қышқылды айдайды.
Қабат қыртысынан оның табанына дейін ұңғы бөлігінің көлемі:
м3
Айдаудың жалпы көлемі
W0=0,161 + 0,45 + 5,91= 6,52 м3
Сағаны саңылаусыздандырып (сақиналы кеңістікті жабады) және қалған қышқылды түп аймаққа айдайды. Оны құбырдан ығыстыру үшін 6,52 м3 мұнай қажет.
Қорытынды.
Қабатқа тұз қышқылымен әсер ету қышқылдық жыныстар өткізгіштігінің өсуіне ықпал туғызатындай және ұңғыма түбін газ немесе мұнайды аз беретін қабат бөліктерімен байланыстыратындай арналар қалыптастыратын карбонатты жыныстарды еріту қабілетіне негізделген. Алынатын өнімдер суда жақсы еритіндіктен оларды қабаттан шығару жеңіл.
Әрбір ұңғыманы қышқылмен өңдеу технологиясын қабат жағдайларын ескере отырып таңдау керек. Еруі қиын жыныстарда реакция жылдамдығын арттыру керек, ал жақсы еритін карбонатты жыныстарда қабат қысымының реакциясын төмендететін фактор екендігіне қарамастан кейбір жағдайларда қышқыл әрекетті күйде қабатқа терең бойлауы үшін оның әсерін төмендеткен дұрыс.
Қышқылмен өңдеу ұңғыманы пайдаланудың бастапқы кезеңінде тиімді, өйткені бұл кезенде реакцияны баяулататын қабат қысымы жоғары және реакция өнімдерін айдап шығару үшін қабат пен түп арасындағы қысым айырмасын үлкен етіп жасауға жағдай бар.
Қышқылдар мен жыныстардың өзара әсерінін өнімдері ұңғыманы меңгеру процесінде қабаттан шығарылуы керек. Бұл процесті жеңілдету үшін қышқылды дайындау кезінде оған жеделдеткіш деп аталатын зат қосылады. Бұл реакция өнімдерінің беттік керілуін төмендететін беттік әрекеттік заттар.
Газды, газоконденсатты, мұнай-газды дәне мұнай-газоконденсатты кенорындардың пайдалану және өңдеу негізгі проблемалары.
Мұнай кенорынның өңдеу қиындықтары анықтау дәреже факторлары және шарттары, ықпал жасау астында бақыланатын параметрлердің кешені қалыптасады, шартты түрде екі топқа бөлуге болады:
- геологиялық және гидрогеологиялық
- техникалық
Бірінші топқа қабаттың мөлшерін және оның бастапқы параметрлерін (өнімділік қабаттың мекен тереңдігі, қабаттың қысымы және температурасы, газ және газоконденсат қоры), өнімділік горизонтының геологиялық тұрғызуы (көпқабаттылық, бір текті емес, коллекторлық құрамы, жарылатын бұзулар және т.б.), залеж үлгісі (қабатты, массивті, сужүзгіш). Қабаттық флюидтердің физико-химиялық құрамы және т.б. Бұл топ өзіне залеж контакті мінез-құлығы қоршаған су айдайтын бассейнді қосады. Осы бассейіннің ерекшелігі – бойлық, өткізгіштік және гидростатикалық напоры.
Екінші топқа кіреді: қабатты өңдеу әдістері (қысымды ұстаумен, залеждің газ бөлігін консервациялау немесе мұнайды әдіптеу және т.б.); өңдеу сатысы (бастапқы, негізгі және т.б.); көмірсутектердің залежден сұрыптау екпіні және бөлек ұңғымалардың дебиттері, олардың жұмыс қысымы және қазіргі күй-жайы; өнімділік горизонттың ашу жүйесі және ұңғымаларды құрылымда жайғастыру; аралық қабаттың немесе ішкі қабаттың газ ағымдары бар болуы және т.б.
Кіріспе
Ұңғыны пайдалану, сонымен қатар кен орындарды игеру кезінде негізгі және аса жиі кездесетін қиындық, құм бөліну 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 эксперименттерді қосатын мұқият және жан – жақты зерттеледі. Бірақ құм тығынымен күресудің әмбебап тәсілі табылмады. Бұл ұңғымаларды әрбір нақты жағдайда тиімді шешім іздеу керек, яғни құм тығынымен күресудің тиімді тәсілі қазіргі уақытқа дейін ондаған тәсілдері игерілген және қолданылады және түп маңы ауданында үгілгіш коллекторларды бекітуге бағытталған олардың модификациясы.
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 айтарлықтай шығынын әкеледі; түп маңы ауданындағы жыныстардың құлауына, соның нәтижесі ретінде пайдаланушы тізбектің майысуына әкеледі.
Ұңғы оқпанын құм тығынынан тазарту.
Ұңғыны жуудың мәні тығынды жуу сұйығымен (мұнай, су) шайып, оның шығарылуында. Ұңғыны жууда келесідей жуу тәсілдері қолданылады:
тік жуу, кері жуу және аралас жуу.
Тік жуу кезінде сұйықтықты жуу құбырлары арқылы айдайды, ал шайылған құм сыртқа жуу құбырлары мен пайдалану тізбегі арасындағы сақиналы кеңістік арқылы шығарылады; ал кері жуу кезінде жуу сұйықтығын сақиналы кеңістікке айдап, ал шайылған құм болса, жуу құбырлары арқылы жылжиды. Аралас жуу осы екі тәсілдің үйлесімі десе де болады. Тығынның шайылуы тура тік шаюдағыдай болады, ал шайылған құм сыртқа кері жуудағыдай шығарылады.
Жуудың жылдамдығы мен тиімділігі жуу сұйығының сапасына, таңдалған жуу тәсіліне, пайдалану тізбегінің және жуу құбырларының диаметріне, тығынның сипатына байланысты болады.
Құм тығындарын жою сұйықтықтары ретінде мұнай, су және сазды ерітінділер қолданылады. Мұнай – таза мұнай ұңғыларын жуу үшін, су – таза мұнай (егер қабат сіңірмейтін болса) соған қоса мұнаймен бірге су беретін ұңғылар үшін қолданылады. Сазды ерітінділерді қабат қысымы гидростатикалықтан жоғары болғандағы фонтанды ұңғыларға айдайды. Жуу сұйығы ретінде мұнай мен сазды ерітіндіні қолданса, онда осы сұйықтарды ұңғыдан шығарылатын құмнан тазарту үшін арнайы науалық жүйемен тұндырғыш қажет.
Тік жуу кезінде сұйықты сораппен тік баған, жуу шлангісі және құбырдың вертлюгі арқылы айдайды. Шайылған құм тығынымен көтерілетін ағын, құбыраралық кеңістік арқылы сыртқа шығады.
Шайылу мен тығынның шығарылу шамасына қарай жуу құбырларын вертлюг сағаға жеткенге дейін баяу түсіреді. Бұдан кейін шайылған тығын ұңғы сағасына көтерілгенше, яғни таза су шыққанға дейін сұйықты айдайды. Кейін жаңа құбырды өсіріп, жууды жалғастырады.
Тік жуудың тиімділігін арттыру үшін, жуу сұйығы ағысының бұзу күшін күшейту құрылғылары қолданылады (мундштук – перо, фреза, фрезер мельникова, карандашный, мундштук, бросовый наконечник және т.б.).
Тік жуудың негізгі артықшылығы:
- жуу құбырының башмагынан шығатын сұйықтықпен тығынның жақсы шайылуы;
- сұйықтың ағынының шаю қабілетін күшейту үшін жуу құбырының аяғына әртүрлі саптарды қолдану мүмкіндігі.
Осы жуу тәсілінің негізгі кемшілігі болып:
- көтерілетін сұйық ағыны жылдамдығының төмендігі, осының нәтижесінде шайылған құм жоғарыға баяу көтеріледі;
- пайдалану тізбегінің үлкен диаметрі кезінде, көтерілетін сұйықтың жылдамдығы құмның ірі бөлшектерін шығаруға жеткіліксізболуы мүмкін;
- құбырларды әрбір шығару кезінде, ұңғыны таза суға дейін жуу қажеттігі (құмның тұнуы нәтижесінде олардың ұсталуын болдырмау үшін);
- әрбір құбырларды көтеру алдында ұңғыны жуу үрдісінің үзілістеріне көп уақыттың кетуі (кері жуу кезіндегі үзіліс уақыттарынан ұзағырақ).
Кері жуу кезінде шайылған құммен сұйықтық, жуу құбыры арқылы көтеріледі. Осыған байланысты көтерілетін сұйықтың жылдамдығы ұлғаяды, ірі фракциялардың сыртқа шығарылуын қатамасыз етеді (ал бұның әсерінен жуудың жылдамдығы жеделдейді).
Кері жуу кезінде ұңғының сағасын герметизациялау үшін кері жууға арналған сальник қолданылады. Ол металл патрубкадан жасалған корпустан, ал оған жуу агрегатының шығару сызығын қосу үшін бұрғыш (отвод) дәнекерленген. Корпустың ішінде резиналы тығыздауышты ұстағыш конус пісірілген. Резиналы тығыздауышты қысу және келесі құбырларды шығарғанда оған элеватормен жуу құбырының тізбегін тұрғызу үшін қажет тұтқалары бар гайка корпустың жоғарғы жағына бұралған. Шпилька, шайба және сақина резиналы тығыздауышпен бірге арнайы пресс – формада дайындалады. Корпустың төменгі жағында фланец бар. Соның көмегімен сальник ұңғы сағасына бекітіледі.
Ұңғыны кері жууда сальник өзін — өзі тығыздағыш поршенге ұқсас жұмыс жасайды. Жуу сұйығының қысымы резиналы тығыздағышты керіп, сол себепті сақиналы кеңістікті герметизациялайды.
Жұмыс орнының ластануынан сақтау үшін және жұмысшылардың сыртқа шыққан жуу сұйығымен майланбауы үшін сұйықты шығаратын головка қолдану.
Кері жуудың негізгі артықшылығы болып саналады:
- құбырдың қысып қалуын толығымен болдырмайтын жоғары шығатын сұйықтық ағынының жоғарғы жылдамдығы;
- әрбір құбыр шығару алдында үзіліс – уақытының аз болуы.
Бұл жуу тәсілінің кемшіліктері:
- тығын шайылуының аз қарқындылығы;
- жоғары шығатын сұйық ағынының құбырдағы үлкен жылдамдығына қатысты, ұңғы түбінде жоғарғы артық қысымның, ал ол өз кезегінде төмен қабат қысымында, қабатқа жуу сұйығының көп мөлшері еніп кетуіне әкеледі;
- ұңғылардағы фильтрдің толығымен жабуға саптаманы қолданудың мүмкін еместігінде (яғни ұңғыны тығыз құм тығындарынан жуудың қиындығы).
Жоғарыда аталған қиыншылықтар туындаған кезде аралас жуу тәсілін қолдану ұсынылады. Құмды шығарғаннан кейін, ұңғыны тығыннан толығымен жою үшін жуады.
2.2 Ұңғыдағы құм тығынын жоюдың гидравликалық есебі.
Есеп. Ұңғыдағы құм тығынын жоюдың гидравликалық есебін жүргізу керек. Осы кезде келесі мәндерді анықтау қажет:
а) сораптың шығатын жеріндегі қысым;
б) ұңғы түбіндегі қысым;
в) қозғалтқыштың қажетті қуаты;
г) жууға кететін уақыт;
д) жуу кезіндегі ағыстың бұзу әсері;
Берілгендері:
Ұңғы тереңдігі H=2950 м; Пайдалану тізбектің диаметрі D=127 мм; Жуу құбырдың диаметрі d=73 мм; Құм түйіршіктерінің үлкен диаметрі δ=0,90 мм; Ұңғыдағы фильтр тереңдігі 2933 – 2945 м; Құм тығынының деңгейі 2830 м.
Жуу үшін сорапты қондырғы УН 1Т – 100*200 қолданылады.
Қозғалтқыш білігінің айналу жиілігі 1070 айн/мин. Пайдалы әсер коэффициенті η=0,8 және плунжер диаметрі 125 мм. Сорап НП — 100*11 сипаттамасы 1 – кестеде көрсетілген.
Кесте 1. Сорап НП – 100 ХЛ1 – дің беруі мен қысымы.
Беру қорабының жылдамдығы |
Плунжердің минутына екі жүріс саны |
Беру, дм3/с |
Қысым, МПа |
1 2 3 4 |
49,8 72,8 110,0 168,0 |
3,8 5,6 8,4 12,9 |
20,0 17,1 11,3 7,4 |
Кесте 2. Жуу құбырларында сұйықтың төмен бағытталатын арынның жылдамдығы (м/с)
Сұйық шығыны, дм3/с |
Құбырлар диаметрі, мм |
|||||
48 |
60 |
73 |
89 |
102 |
114 |
|
1 |
0,78 |
0,50 |
0,33 |
0,22 |
0,16 |
0,13 |
2 |
1,57 |
1,01 |
0,66 |
0,44 |
0,32 |
0,25 |
3 |
2,35 |
1,51 |
0,99 |
0,66 |
0,49 |
0,38 |
4 |
3,14 |
2,01 |
1,32 |
0,88 |
0,65 |
0,51 |
5 |
3,92 |
2,52 |
1,66 |
1,10 |
0,81 |
0,63 |
6 |
4,71 |
3,02 |
1,99 |
1,32 |
0,97 |
0,76 |
7 |
5,49 |
3,52 |
2,32 |
1,54 |
1,14 |
0,89 |
8 |
6,27 |
4,03 |
2,65 |
1,78 |
1,30 |
1,01 |
9 |
7,06 |
4,53 |
2,98 |
1,98 |
1,46 |
1,14 |
10 |
7,84 |
5,03 |
3,31 |
2,21 |
1,62 |
1,27 |
12 |
9,41 |
6,04 |
3,97 |
2,65 |
1,95 |
1,52 |
15 |
11,76 |
7,55 |
4,97 |
3,31 |
2,43 |
1,90 |
17 |
13,33 |
8,56 |
5,63 |
3,57 |
2,76 |
2,15 |
20 |
15,69 |
10,01 |
6,62 |
4,41 |
3,25 |
2,53 |
2.2.1. Сумен тік жуу
Шешімі:
- Диаметрі 73 мм жуу құбырларында сұйықтың қозғалысында гидравликалық қарсыласу кезіндегі арынның жоғалуын мына формула бойынша анықтаймыз:
(1)
Мұндағы, — судың құбырда қозғалысындағы үйкеліс коэффициенті.
Құбырлар диаметрі, мм |
48 |
60 |
73 |
89 |
102 |
0,040 |
0,037 |
0,035 |
0,034 |
0,033 |
di – жуу құбырлардың ішкі диаметрі, м;
Vm – сұйықтың төмен бағыттағы арын жылдамдығы, м/с (кесте 2 немесе 1 график)
График 1 немесе кесте 2 бойынша интерполирлеу арқылы сораптың сәйкес беруінде (кесте 1) судың төмен бағытындағы арын жылдамдығын табамыз.
Жылдамдық |
Беруі (дм3/с) |
Vm (м/с) |
1 |
3,8 |
1.25 |
2 |
5,6 |
1.85 |
3 |
8,4 |
2.78 |
4 |
12,9 |
4.27 |
Мәндерін орнына қойып, 4 жылдамдықтардағы арынның шығымын аламыз [(1) формула бойынша]
м
м
м
м
- Құбыр сыртындағы кеңістікте сұйық пен құм қоспасының қозғалысында гидравликалық кедергілердегі арын шығымын анықтаймыз:
(2)
Мұнда, φ- құмның сұйықта болу нәтижесінде арынның гидравликалық шығынының жоғарылауын ескеретін коэффициент ( ол 1,1 – 1,2 шектерінде болады, φ=1,2 қабылдаймыз)
— судың құбыр сыртындағы қозғалысындағы үйкеліс коэффициенті. Ол диаметрлердің айырымымен анықталады 146 мм (Di=109 мм) және 73 мм (dc=73 мм): 109 – 73=36 мм
Бұл 36 мм 48 мм құбырлардың ішкі диаметріне дәл сәйкес келеді, сондықтан =0,040;
dc – жуу құбырлардың сыртқы диаметрі
Vk – құбыр сыртындағы кеңістікке сұйықтың көтерілу бағытындағы арын жылдамдығы, м/с (2 кесте)
Бұл мәндерді 3 кесте бойынша табуға болады.
Кесте 3. Сұйықтың құбыр сыртындағы кеңістікте қозғалу жылдамдығы (м/с)
Сұйық шығымы q, дм3/с |
Пайдалану тізбегінің диаметрі, мм |
||||||
114 |
127 |
140 |
|||||
СКҚ диаметрі, мм |
|||||||
48 |
60 |
48 |
60 |
73 |
60 |
73 |
|
1 |
0,16 |
0,20 |
0,13 |
0,15 |
0,19 |
0,11 |
0,14 |
2 |
0,33 |
0,40 |
0,27 |
0,31 |
0,39 |
0,23 |
0,27 |
3 |
0,49 |
0,60 |
0,40 |
0,46 |
0,59 |
0,34 |
0,41 |
4 |
0,66 |
0,80 |
0,53 |
0,62 |
0,78 |
0,45 |
0,54 |
5 |
0,82 |
1,00 |
0,67 |
0,77 |
0,98 |
0,57 |
0,68 |
6 |
0,98 |
1,20 |
0,80 |
0,92 |
1,18 |
0,68 |
0,81 |
7 |
1,15 |
1,40 |
0,93 |
1,08 |
1,37 |
0,79 |
0,95 |
8 |
1,51 |
1,60 |
1,07 |
1,23 |
1,57 |
0,91 |
1,08 |
9 |
1,48 |
1,80 |
1,20 |
1,38 |
1,76 |
1,02 |
`1,22 |
10 |
1,64 |
2,00 |
1,33 |
1,54 |
1,96 |
1,14 |
1,35 |
12 |
1,97 |
2,40 |
1,60 |
1,85 |
2,35 |
1,36 |
1,62 |
15 |
2,46 |
3,00 |
2,00 |
2,31 |
2,94 |
1,70 |
2,03 |
17 |
2,79 |
3,40 |
2,27 |
2,62 |
3,33 |
1,93 |
2,30 |
20 |
3,28 |
4,00 |
267 |
3,08 |
3,92 |
2,27 |
2,70 |
Сұйық шығымы q, дм3/с |
Пайдалану тізбегінің диаметрі, мм |
|||||||
146 |
168 |
|||||||
СКҚ диаметрі, мм |
||||||||
60 |
73 |
89 |
60 |
73 |
89 |
102 |
114 |
|
1 |
0,10 |
0,11 |
0,14 |
0,06 |
0,07 |
0,09 |
0,10 |
0,13 |
2 |
0,19 |
0,22 |
0,28 |
0,13 |
0,15 |
0,17 |
0,21 |
0,27 |
3 |
0,29 |
0,33 |
0,42 |
0,20 |
0,22 |
0,27 |
0,31 |
0,40 |
4 |
0,38 |
0,44 |
0,56 |
0,27 |
0,30 |
0,34 |
0,41 |
0,54 |
5 |
0,48 |
0,55 |
0,70 |
0,34 |
0,37 |
0,43 |
0,52 |
0,67 |
6 |
0,57 |
0,66 |
0,85 |
0,40 |
0,44 |
0,52 |
0,62 |
0,81 |
7 |
0,67 |
0,77 |
0,99 |
0,47 |
0,52 |
0,61 |
0,73 |
0,95 |
8 |
0,77 |
0,88 |
1,13 |
0,54 |
0,60 |
0,70 |
0,83 |
1,08 |
9 |
0,86 |
0,99 |
1,27 |
0,60 |
0,66 |
0,78 |
0,93 |
1,21 |
10 |
0,96 |
1,10 |
1,41 |
0,67 |
0,74 |
0,87 |
1,04 |
1,35 |
12 |
1,15 |
1,32 |
1,69 |
0,81 |
0,88 |
1,04 |
1,25 |
1,62 |
15 |
1,44 |
1,65 |
2,11 |
1,01 |
1,11 |
1,36 |
1,56 |
2,02 |
17 |
1,63 |
1,87 |
2,39 |
1,15 |
1,25 |
1,48 |
1,77 |
2,30 |
20 |
1,92 |
2,20 |
2,82 |
1,35 |
1,49 |
1,74 |
2,08 |
2,70 |
127 мм тізбекке түсірілген 48мм құбырларына арналған көтерілу бағытындағы арын жылдамдықтары мыналарға тең (2 график бойынша немесе 3 кесте):
Жылдамдық |
Беруі (дм3/с) |
Vk (м/с) |
1 |
3,8 |
0,418 |
2 |
5,6 |
0,616 |
3 |
8,4 |
0,968 |
4 |
12,9 |
1,419 |
Бұл мәндерді (2) формулаға қойып, құбыр сыртындағы сұйықтың құммен қозғалысындағы арын шығымын h2 – ні анықтаймыз:
м
м
м
м
- К.А.Апресовтың формуласы бойынша көтергіш құбырлар және құбыр сыртындағы кеңістікте тығыздықтары әртүрлі сұйық бағаналарын теңестіру кезіндегі арын шығымын анықтаймыз:
(3)
Мұнда, m – құм тығынының кеуектілігі m=0,3;
F – 93 мм пайдалану тізбегінің көлденең қима ауданы F=93 см2;
l – бір реттегі жуылған тығынның биіктігі (екі құбырдың ұзындығы 14 м)
f – 127 мм және 73 мм құбырлар арасындағы сақиналы кеңістіктің көлденең қима ауданы f=51 см2;
ρк – құм тығыздығы ρк=2660 кг/м3;
ρс – жуатын сұйықтың тығыздығы ρс – 1000 кг/м3;
Vкр – түйіршік өлшемі =0,90 мм үшін, түйіршіктің суға еркін түсу жылдамдығы.
Vкр=8,7 см/c (4 – ші кесте)
Кесте 4. Түйіршіктің суға еркін түсу жылдамдығы.
Түйіршік өлшемі, мм |
Еркін түсу жылдамдығы, см/c |
Түйіршік өлшемі мм |
Еркін түсу жылдамдығы, см/c |
Түйіршік өлшемі, мм |
Еркін түсу жылдамдығы, см/с |
0,01 |
0,01 |
0,17 |
2,14 |
0,45 |
4,9 |
0,03 |
0,07 |
0,19 |
2,39 |
0,5 |
5,35 |
0,05 |
0,19 |
0,21 |
2,6 |
0,6 |
6,25 |
0,07 |
0,36 |
0,23 |
2,8 |
0,7 |
7,07 |
0.09 |
0,6 |
0,25 |
3 |
0,8 |
7,89 |
0,11 |
0,9 |
0,3 |
3,5 |
0,9 |
8,7 |
0,13 |
1,26 |
0,35 |
3,97 |
1,0 |
9,5 |
0,15 |
1,67 |
0,4 |
4,44 |
1,2 |
11,02 |
Мәндерді (3) формулаға қойып, арын шығымын h3 – табамыз:
м
м
м
м
- Судың қозғалысында вертлюг және шлангадағы гидравликалық кедергілердегі арын шығынын анықтаймыз:
Судың шығыны, дм3/с |
Арынның шығыны, м |
Судың шығыны, дм3/с |
Арынның шығыны, м |
3 |
4 |
8 |
29 |
4 |
8 |
9 |
36 |
5 |
12 |
10 |
50 |
6 |
17 |
12 |
104 |
7 |
22 |
15 |
186 |
1 жылдамдық (h4+h5)1=7,2 м
2 жылдамдық (h4+h5)2=15 м
3 жылдамдық (h4+h5)3=31,8 м
4 жылдамдық (h4+h5)4=128 м
5) 73 мм айдау желісіндегі сорап агрегатынан шлангаға дейін гидравликалық кедергілерде арын шығынын h6 анықтаймыз. Бұл желінің ұзындығы l=50 м деп қабылдаймыз (1) формула бойынша:
м
м
м
м
- Сораптың шығатын жеріндегі қысым (МПа);
(4)
Мәндерін қойып, мынаны аламыз:
МПа
МПа
МПа
МПа
7) Қондырғының жұмыс кезінде түптегі қысымды есептейміз:
(5)
Мұнда H – ұңғы тереңдігі, м
(5) формула бойынша:
МПа
МПа
МПа
МПа
8) Құм тығынын жууға қажетті қуатты анықтаймыз:
(6)
Мұнда — сорапты қондырғының п.ә.к.
кВт
кВт
кВт
кВт
Сорапты қондырғының УН 1Т – 100 200 номинал пайдалы қуаты 83 кВт болғандықтан, оның 4 жұмыс жасай алмайды. Сондықтан есепті тек қана 2 жылдамдықта жүргіземіз.
9) Сорапты қондырғының максимал қуатында пайдалану коэффициентін есептейік:
(7)
%
%
10) Жылдамдықтардың айырымы ретінде анықталатын, жуылған құмды көтеру жылдамдығын анықтаймыз:
(8)
Нақты берілгендерді орнына қоямыз.
м/с
м/с
11) Таза судың пайда болғанға дейін, жуылған тығынды көтеру ұзақтылығы мына формула бойынша есептеледі:
(9)
12) Сұйықты жуу күшін мына формула бойынша есептейміз:
(10)
кПа
кПа
2.2.2. Сумен кері жуу
- 109 мм және 73 мм құбырлар арасындағы кеңістікке сұйық қозғалысындағы гидравликалық кедергілерде арынның шығынын анықтаймыз:
м
м
м
м
- 48 мм құбырларда сұйықтың құммен бірге қозғалысында гидравликалық кедергілерде арын шығындары:
(2)
Мұнда Vк – сұйықтың көтерілу арынының жылдамдығы (тік жуу кезіндегі сұйықтың төмен бағыттағы арын жылдамдығына тең). Есепте алдында 2 кесте және 1 график бойынша анықталған мәндерді қолданамыз:
м
м
м
м
- Апресов К.А. – тың формуласы бойынша жуу құбырлары мен сақиналы кеңістіктегі сұйықтар тығыздығы айырымының теңестіруінде болатын арын шығынын анықтаймыз. Бұл формулада сақиналы кеңістік қимасының ауданы орнына 36 мм құбырдың ішкі қима ауданын 30 см2 қолданамыз, h3:
м
м
м
м
Кері жуу кезінде шланга және вертлюгтегі арынның гидравликалық шығыны болмайды (h4+h5=0)
- Айдау желісіндегі гидравликалық кедергілердегі арын шығынын h6 анықтаймыз. Олар тік жуу кезіндегідей болады.
1 жылдамдық h6.1=1,9 м
2 жылдамдық h6.2 =4,22 м
3 жылдамдық h6.3=9,98 м
4 жылдамдық h6.4=22,3 м
- Тік жуу кезіндегі (4) – ші формула бойынша сораптың шығатын жеріндегі қысымды есептейміз:
МПа
МПа
МПа
МПа
- (5) – ші формула бойынша ұңғының түп қысымын анықтаймыз:
МПа
МПа
МПа
МПа
- (6) – шы формула бойынша құм тығынынан ұңғыны жууға қажетті қуатты анықтайды:
кВт
кВт
кВт
кВт
4 жылдамдықта жұмыс жасауға сораптың қуаты жеткіліксіз. Осы қуаттар есебінен көріп отырғандай кері жуудағы қуаттар тік жууға қарағанда жоғары.
- Қондырғының максимал қуатындағы пайдалы коэффициенті:
%
%
- Жуылған құмды көтеру жылдамдығын (8) формула арқылы анықтаймыз:
м/с
м/с
- Жуылған құмды көтеру ұзақтылығы,
- Сұйық ағынының жуу күшін (10) формула бойынша есептейміз. Бірақ f – тің орнына сақиналы кеңістіктің ауданын f=51см2 қоямыз:
кПа
кПа
- Қорытынды.
Мұнай – газ кәсіпшілігінде құм тығындарымен күресу, әсіресе өнімді қабаттары терригенді тау жыныстарында орналасқан кен орында басты проблемалардың бірі болып табылады. Ұңғы түбіне жиналған құм тығынын жою үшін кәсіпшілікте тік, кері және аралас жуу әдістерін қолданады. Бұл есепте негізінен 2 түрлі әдіс – тік және кері жуу қарастырылған. 2 жуу әдісінде белгілі – бір жағдайларда өзіндік артықшылықтары бар.
Тік және кері жуу әдістерін есептеу кезінде алынған негізгі параметрлер төмендегі 1 және 2 кестеде көрсетілген.
1 кесте (тік жуу)
Рс(МПа) |
Рт(МПа) |
N(кВт) |
к(%) |
t(мин) |
2,1 |
29,6 |
9,975 |
12 |
119 |
4,4 |
30,27 |
30,8 |
37,1 |
74 |
9,56 |
31,65 |
100,38 |
# |
# |
22,74 |
35 |
366,68 |
# |
# |
2 кесте (кері жуу)
Рс(МПа) |
Рт(МПа) |
N(кВт) |
к(%) |
t(мин) |
2,34 |
30,85 |
11,11 |
13,38 |
42,3 |
4,82 |
32,79 |
33,74 |
40,65 |
27,73 |
10,3 |
37 |
108,15 |
# |
# |
23,74 |
47,61 |
382,8 |
# |
# |
Кестеден көріп отырғанымыздай тік жуу кезінде, кері жууға қарағанда көп уақыт кетеді. Сол себепті берілген ұңғыдағы құм тығынын жоюға кері жуу әдісін таңдаймыз.
- Әдебиеттер тізімі.
- Ысқақ А.С. «Ремонт скважин» Метод. указание. Алматы .КазНТУ, 2003 ж.
- Амиров А.Д. «Капитальный ремонт нефтяных и газовых скважин» М: Недра, 1984 ж.
- Сулейманов А.Б., Карапетов К.А., Ящин А.С. «Практические расчеты при текущем и капитальном ремонте скважин». М. Недра, 1984 ж.
- Аскеров М.М., Сулейманов А.Б., «Ремонт скважин». М.Недра, 1993 ж.
- Ящин А.С., Авилов С.В., и др., «Справочник по капитальному ремонту нефтяных и газовых скважин». М. Недра, 1973 ж.