Ішкі қабаттық жану 3 page

Термоқышқылды өңдеу. Ұңғының түп алдындағы аймағы ыстық қышқылмен өңделеді. Бұл қышқылды тұз қышқылы айдалатын СКҚ соңында орналасқан арнайы реакционды ұшында тұз қышқылының магниймен немесе оның кейбір қоспаларымен экзотермиялық реакциясы арқылы қыздырады.

Өңдеудің екі түрі бар.

Ұңғының түп алдындағы аймағын термохимиялық өңдеу – бұл ыстық қышқылмен өңдеу кезінде магнийді еріту үшін, тұз қышқылының концентрациясы 10-12% деңгейінде сақталатындай етіп қабат жынысының карбонаттарын ерітуге арналған қышқылдың мөлшерден тыс көлемі беріледі.

Ұңғының түп алдындағы аймағын термоқышқылдық әдіспен өңдеу - термохимиялық және одан кейін үздіксіз жүретін ҰТА-ның қышқылдық өңдеуі. Қышқылдық өңдеу жәй немесе қысым астында болуы мүмкін.

ҰТА термохимиялық тұзқышқылды өңдеулер түп алдындағы аймақтарында қатты көмірсутектердің шөгінділері (шәйір, парафин, асфальт) болатын қабат температуралары төмен болатын ұңғыларда қолдануға эффективті. Өңдеудің бұл түрі карбонатты коллекторларға және карбонаттағы жеткілікті болатын терригенді коллекторларда қолдануға болады.

Интервал бойынша немесе сатылы тұз-қышқылды өңдеу. Бірнеше тәуелсіз қабаттарды ортақ фильтрмен немесе ортақ түппен ашқан кезде, және де тілігінде өткізгіштігі әртүрлі болатын интервалдары бар қалыңдығы жоғары қабатты ашқан кезде бүкіл интервалды бір рет тұзқышқылды өңдеу өткізгіштігі ең жақсы қабатқа жақсы әсер етеді. Гидроөткізгіштігі нашар басқа қабаттар өңделмей қалады. Бұл жағдайларда интервал бойынша тұзқышқылды өңдеу қолданады, яғни қабаттың әрбір интервалы бөлек өңделеді. Бұл үшін белгіленген интервалды оның шекралары бойынша екі пакермен айырады. Өңдеудің эффективтілігі құбыраралық цементтік тастын саңылаусыздығына тәуелді, егер де саңылаусыздық нашар болса онда тұз қышқылы құбыраралық кеңістік арқылы басқа қабаттарға өтеді. Ашық түп болған жағдайларда ТҚӨ өңдеуге арналған интервалды да екі пакер арқылы айырады. Бір интервалды өңдеген соң оны алынған нәтижелерді тексеру үшін сынайды, осыдан кейін келесі интервалдың ТҚӨ өндеуіне көшеді.

Нег.:1.(137-148), 3.(242-256)

Бақылау сұрақтары:

1. ҰТА әсер етудің негізгі әдістері?

2. Тұз қышқылының ерітіндісіне қандай реагенттерді қосады?

Терригенді коллекторлардың қышқылдық өңдеуі.

Терригенді коллекторларды (құм тас, алевролит және т.б.) тұз-қышқылды өңдеу кезінде тұз қышқылы қабатқа біртекті енеді және оның ену нұсқасы шеңберге жақын. Бірақ та бұл ену нұсқаларының радиустары қабат қалыңдығына қарай кіші қабаттардың өткізгіштігіне және қуыс тесіктігіне тәуелді әр түрлі болады. Егер де қабаты біртекті емес қабаттағы бөлек кіші қабаттардың қалыңдығы, қуыс тесіктігі және өткізгіштігі белгілі болса онда ерітіндінің берілген көлемін айдаған кездегі қышқылдың ішкі қабаттармен қабатқа ену тереңдігін аңықтауға болады.

Карбонатты коллекторларда қышқыл пайда болатын каналдың бүкіл тереңдігі бойынша карбонаттың шексіз массасымен әсерлеседі, ал териггенді коллекторларда карбонаттар жыныстың жалпы көлемінің бірнеше процентін ғана құрайды. Сондықтан айдалатын қышқылдың жану бағыты бұл карбонаттарды ерітіп бейтарапталанады, ал келесі порциялар карбонаттары ерітілген қуыс тесіктері арқылы ағып өзінің бастапқы қасиеттерін сақтап қалады. Сондықтан дренаждаған (құрғатқан) кезде ұңғыдан бірінші тұз қышқылы концентрацияланған ерітінді ал одан кейін бейтарапталған қышқыл шығады. Тұз қышқылы тәжірибе жүзінде тек карбонатты заттармен әсерлеседі, ол терригенді коллектордың силикатты заттардан (кварц) және каолиндардан (элюмосиликат) тұратын негізгі массасымен әсерлеспейді. Бұл заттар фторсутекті (плавикті) HF қышқылмен әсерлеседі.

Фторсутекті қышқылдың кварцпен әсерлесуі келесі түрде болады:

SiO₂+4HF=2H₂O+SiF₄.

Пайда болатын фторлы кремний SiF₄ әрі қарай сумен әрекеттеседі

2SiF₄+4H₂O=Si(OH)₄+2H₂SiF₆.

Кремнийфторсутекті қышқыл H₂SiF₆ ерітіндіде қалады, ал кремний қышқылы ерітінді қышқылдығы төмендеген сайын қабат қуыс тесіктерін жауып тастайтын гель пайда болу мүмкін. Осыны болдырмау үшін фтор қышқылы ерітіндісі кремний қышқылын ұстап қалу үшін тұз қышқылымен бірге қолданады. Қышқылдың жұмысшы ерітіндісіні терригенді коллекторларман әсерлесуі үшін оның құрамында 8-10% тұз қышқылы және 3-5% фторсутекті қышқылы болады. Фторсутекті қышқылы алюмосиликаттарды келесі реакция бойынша ерітеді:

H₄Al₂Si₂O₉+14HF=2AlF₃+2SiF₄+9H₂O.

Пайда болатын фторлы алюминий AlF₃ ерітіндіде қалады, ал фторлы кремний SiF₄ әрі қарай сумен әрекеттесіп, кремний қышқылын құрайды.

Реакция келесі түрде жүреді:

H4Al2Si2O9+14HF=2AlF3+2SiF4+9H2O.

(4+2^.27+2^.28+9^.16)+14(1+19) =2(27+3^.19) +2(28+4^.19) +9(2+16).

Осыдан 1 кг алюмосиликаттың ерітілуіне қажетті HF табамыз

г HF

Ерітіндінің 1 литрінде 4% фторсутекті қышқылдың HF ерітіндісінде 40 г таза HF бар екені белгілі. Онда 1 кг алюмосиликатты ерітуге қажетті 4% фторсутекті қышқылдың мөлшері

л/кг.

Фторсутекті қышқылдың HF түйіршікті кварцпен әсерлесуі баяу жүреді, ал алюмосиликатпен әсерлесуі H₄Al₂Si9 жылдамырақ болады, бірақ тұз қышқылының HCl карбонаттармен әсерлесуіне қарағанда баяу болады. Сондықтан терригенді коллекторларды тұз қышқылы және фторсутекті қышқылы қоспасымен өңдеу карбонатты цементтеуші заттарды және сазды материалды еріту үшін қолдану тиімді. Осы себептен тұз қышқылымен HCl HF фторсутекті қышқылы қоспасын сазқышқылды деп атайды.

Сазқышқылы құрамында 0,5%-тен жоғары жыныстарды өңдеу үшін қолданады. Ол терригенді коллекторлардың цементтеуші заттарын ерітетіндіктен, оның өңдеуге керекті мөлшері, ұңғының түп алдындағы аймағында жыныстың тұрақтылығы бұзылмауы үшін, тәжірибе жүзінде аңықталады. Сондықтан бастапқы өңдеу кезінде 1м қабат қалыңдығына сазқышқылдың 0,3-0,4 м³ мөлшерімен шектеледі.

Жарықшақты жыныстардың бастапқы өңдеуі кезінде 1 м қабат қалыңдығына 0,75-1,0 м³ мөлшеріндегі сазқышқылын қолдану керек. Айдалған сазқышқылы қабатта 8-12 сағат аралығында ұсталады. Бастыру сұйығының көлемі әдетте СКҚ және ұңғының түп аймағының көлеміне тең болады.

Терригенді жыныстардың құрамында аз карбонаттар болады, сондықтан екісатылы қышқылды өңдеу қолданады. Алдымен ҰТА жәй тұз қышқылымен өңделеді, ал осыдан кейін сазқышқылы айдалады. Тұз қышқылы ҰТА-дағы карбонаттарды ерітеді, бұл фторсутекті қышқылдың келесі айдауы кезінде қабаттың қуыс тесіктерінде процессті күрделендіретін фторлы калцийдің және фторидтер шөгінділерінің пайда болуына жол бермейді. Сонымен бірге ол фторсутектің HF саздарды, аргилиттарды және басқа жынысқұрастырушы силикатты құраушыларды ерітуге жеткілікті мөлшерін сақтайды. Одан басқа ҰТА-дан карбонаттарды алып тастау, әсерлесіп біткен HF ерітіндінің қышқылдығын жеткілікті деңгейде ұстап тұруға мүмкіндік береді. Бұл қабатты жауып тастайтын кремний қышқылының гелінің пайда болуына жол бермейді.

Бейтараптарандырылған тұз қышқылының оның артынан жүретін сазқышқылымен араласуын және шөгінділердің пайда болуын болдырмау үшін тұз қышқылының мөлшері есептелген мөлшерден 0,2-0,8 м³ көлеміне ерітіндінің қышқылдығын сақтау үшін артық беріледі.

Карбонаттардың және силикатты құраушылардың жақсы сілтілеуі (выщелачивания) үшін қышқылдар қабаттарға баяу айдалады. Бастыру сұйығы ретінде әдетте БӘЗ қосылған тұщы су қолданады.

Ұңғыларды қышқылды өңдеуге арналған жабдықтар.

Қышқылды өңдеулер үшін «Азинмаш-30» агрегаты қолданады. Агрегат автомашина шассисында қондырылған. Оның гуммирленген, яғни ішінен резеңкемен қапталған көлемі 8 м³ цистернасы болады, бұл цистерна деңгейөлшегіші бар екі бөлікке бөлінген. Үлкен көлемдерді айдау үшін агрегат көлемі 6 м³ прицепте қондырылған қосымша цистернамен жабдықталады.

Ерітіндіні айдау үшін агрегаттарда сорап болады, ол автомобиль кабинасының артында қондырылған және де қозғалысқа осы автомобильдің қозғалтқышымен жіберіледі. Сорап 2НК-500- үшплунжерлі, горизонтальді, бір әрекетті. Сораптың ең жоғары қысымы 50 МПа ал ең үлкен өнімділігі 12,2 л/сек.

Қышқылды айдау үшін ЦА-300, ЦА-320М, 3ЦА-400 цементтеуші агрегаттары және АН-500, 2АН-500 және АН-700 сораптары қолданады.

Қышқылды тасымалдау үшін 4ЦР немесе ЦР-20 автоцистерналары қолданылады. Қышқылдарды дайындау үшін ұңғылардың қасында көлемі 14м³ қозғалмалы металл өлшегіштер бар, олардың ішкі жақтары қорғаушы қабатпен қапталған.

Нег.: 1(148-154), 3(256-258)

Бақылау сұрақтары:

1. Терригенді коллекторлардың ТҚӨ ерекшелігі неде?

2. Сазқышқылы деп нені атайды?

Дәріс 6. Ұңғының түп алдындағы аймағына әсер етудің әдістері. Қабатты сұйықпен жару (Гидравлический разрыв пласта).

Қабатты сұйықпен жару (ҚСЖ) – түп алдындағы аймақта қабатқа жоғары қысым астында сұйықты айдау арқылы жаңа немесе бұрын болған жыныстардағы жарықшақтарды кеңейтудің және жасаудың жасанды әдісі. Жарықшақтар жағаларының операция біткен соң қайта түйісуін болдырмау үшін және қысымды бастапқыға келтіру үшін сұйықпен бірге түйіршікті металл (кварцты құм) айдалады. Жарудың жарықшақтары қабаттың ішіне өтіп ұңғы оқпаның түптен алыс жатқан қабаттың өнімді бөліктерімен қосады.

Қабатты сұйықпен жару келесі операциялардан тұрады:

1) қабатта жарықшақтардың пайда болуы үшін қабатқа сұйықты айдау;

2) жарықшақтарды толтыру үшін арналған құммен бірге құмтасушы сұйықты айдау;

3) құмды жарықшақтарға бастыру үшін бастыру сұйығын айдау.

Жару кезіндегі жарықшақтардың пайда болу механизмі келесі түрде өтеді. Шөгінді тау жыныстарында табиғи микрожарықшақтар болады, олар тау қысымы әсерінен қысылған. Бұл жарықшақтардың өткізгіштігі аз ғана болады. Сораптармен жасалынатын қысым астында ұңғыға айдалатын сұйық ең біріншіден өткізгіштігі жақсы аймақтармен фильтрацияланады. Сонымен бірге кіші қабаттар арасында қысымдар айырмашылығы пайда болады, себебі өткізгіштігі жақсы кіші қабаттармен жарықшақтардағы қысым өткізгіштігі нашар немесе мүлдем өткізгіштігі жоқ кіші қабаттарға қарағанда жоғары болады. Нәтижесінде өткізгіштік қабаттың табанына және төбешегіне әсер ететін күш пайда болады; жоғары жатқан қабаттар деформацияға ұшырап кіші қабаттар шекараларында жаңа жарықшақтар пайда болады немесе ескілері ұлғаяды.

Қабатты сұйықпен жарудың ең маңызды параметрлерінің бірі жыныс материалында жарықшақтар пайда бола алатын қысым болып табылады. Идеалды жағдайларда жарықшақтарды ауш қысым р_р тау қысымынан р_г төмен болмауы керек. Бірақ та нақты жағдайларда жару қысымы тау қысымынан төмен болады. Себебі ұңғыны бұрғылағаннан кейін мұнай қабатының өзінде немесе қабат төбешегінде жатқан тау жыныстарының кернеулік-деформационды күйі өзгереді. Саздың және саз жыныстарының пластикалық деформациясы пайда болады. Бұл пластикалық деформация әсер ететін қабаттар аймағында бұзушы төбелерінің пайда болуына әкеледі, осының нәтижесінде ұңғы қасындағы тау қысым төмен болып, қабатты сұйықпен жару қысымы төмендейді.

Тәжірибе ұңғы түбіндегі жару қысымы р_р 1,5-2,5rgh деңгейінде болатының көрсетті. Бұл жердеші r – жыныстың тығыздығы, h - ұңғының тереңдігі.

Қабатты сұйықпен жарудың жұмысшы сұйықтары ретінде әр түрлі сұйықтарды қолданады. Оларды физика-химиялық қасиеттері бойынша екі топқа бөлуге болады: көмірсутекті негізіндегі сұйықтар және су негізіндегі сұйықтар. Өзінің қызметтеріне қарай сұйықтар үш топқа бөлінеді: жару сұйығы, құмтасушы-сұйық және бастыру сұйығы.

Көмірсутекті сұйықтар мұнай ұңғыларында қолданады, оларға жататындар: тұтқырлығы жоғары мұнай, мазут, дизельді отын немесе мұнай сабындарымен қоюланған керосин. Су ерітінділері айдаушы ұңғыларда қолданады, олар: сульфит-спиртінің су ерітіндісі, тұщы немесе тұздалған су, қоюландырушы-реагенттермен қоюландырылған тұз және фторсутек қышқылы. Қабатты сұйықпен жару сұйықтары ретінде эмульсиялар көп қолданады: мұнайқышқылдық (гидрофобты), сумұнайлы (гидрофильді) және қышқылды-керосинді.

Эмульсиялар компоненттерді ортадан тепкіш немесе шестеренкалы сораптармен керекті химиялық реагенттерді қосып араластыру арқылы дайындалады. Эмульсияларды дайындау үшін бірі фаза ретінде керосин, дизельді отын, әр түрлі мұнайлар қолданады, екінші фаза ретінде су немесе тұз қышқылы.

Қабатты сумен жарған кезде қолданатын барлық сұйықтар келесі талаптарға сай болу керек.

1. Жұмысшы сұйықтар қабат жынысының не фазалық не абсолютті өткізгіштігін төмендетпеу керек. Сұйықтарды негізі көмірсутекті болатын суқанықтырылған жыныстар арқылы фильтрацияған кезде олардың суға фазалық өткізгіштігіні қатты төмендейді. Сонымен бірге мұнайқанықтырылған жыныстардан сунегізді сұйықтарды фильтрациялағаннан кейін олардың көмірсутекті сұйықтарға фазалық өткізгіштігі төмендейді. Осы себептен мұнай ұңғыларында негізі көмірсутекті болатын сұйықтар қолданады, ал айдаушы ұңғыларда негізі су болатын сұйықтар қолданады. Жұмысшы сұйықтардың құрамында механикалық қоспалар болмауы керек.

2. Жұмысшы сұйықтар қабаттар өткізгіштігінің сақталуын қамтамасыз ету керек. Қабат сұйықтарында толығымен еритін сұйықтар ең жақсы сұйықтар деп саналады.

3. Тұтқыр сұйықтарды қолданған кезде олардың тұтқырлығы өңделетін қабат жағдайларында және қабатты жару процесі кезінде тұрақты болу керек.

4. Процесс қысқы жағдайларда жүрсе, жұмысшы сұйықтың қату температурасы төмен болу керек.

5. Жұмысшы сұйықтар арзан болу керек.

6. Жару сұйығы белгіленген тұтқырлыққа ие болу керек. Сұйықтың тұтқырлығы аз болса жару қысымына дейін жету үшін қабатқа сұйықтың көп көлемдерін айдау керек, сәйкесінше бір уақытта жұмыс істейтін сораптардың саны көбеюі керек. Сұйықтың тұтқырлығы жоғары болса жарықшақтардың пайда болуы үшін үлкен қысымдар қажет.

Табиғи жарықшақтығы жоқ бұзылмаған қабаттарды жарған кезде сұйық қуыстық орта арқылы жақсы фильтрлеуі керек. Табиғи жарықшақтығы өте жақсы дамыған қабаттарды жарған кезде фильтрлмейтін немесе тез арада фильтрленетін сұйықтар қолдану керек.

Құмтасығыш-сұйығына келесі талаптар қойылады: ол минималды көлемде фильтрлену керек және оның тұтқырлығы құмды ілінген күйде ұстай алатын мөлшерде болу керек. Құмтасығыш-сұйықтың жоғары ұстаушы қасиеттері сұйықтың тұнбалануын болдырмау керек.

Сұйықтардың тұтқырлығының жоғарлауын және фильтрлеуші қасиеттерінің төмендеуін арнайы қоспаларды қосу арқылы алады. Көмірсутекті сұйықтар үшін мұндай қоспалар болып органикалық қышқылдар, мұнайдың жоғарымолекулярды және коллоидты қосындылары болып табылады.

Бастыру сұйықтарын ұңғыға құматасығыш-сұйықты ұңғы түбіне дейін жеткізу үшін айдайды. Сонымен бастыру сұйығының көлемі құмтасығыш-сұйық айдалатын СКҚ көлеміне тең болады. СКҚ есепті көлеміне СКҚ башмағымен фильтрдің жоғары тесіктері арасындағы құбыраралық кеңістіктің көлем қосылады. Барлық жағдайларда да бастыру сұйығының тұтқырлығы айдау кезінде арын шығындарын азайту үшін төмен болу керек. Бастыру сұйықтығы ретінде кез-келген арзан сұйық қолданады, көп жағдайларда жай су.

Толтырғыш пайда болған жарықшақтарды толтырады және қысым түскен соң олардың түйісуін болдырмайды, ол келесі талаптарға сай болу керек:

- жыныс салмақтары әсерінен жарықшақтарда бұзылмауы үшін ол жеткілікті механикалық беріктікке ие болу керек;

- жоғары өткізгіштікті сақтау керек.

Ең жақсы толтырғыш деп біртекті кварцты құм саналады. Бірақ та құмның тығыздығы сұйық тығыздығынан жоғары болады, бұл оның сұйық ағынында тұнбалануына әкеледі. Осыған орай дүние жүзінде қазіргі кезде толтырғыш ретінде шыны шариктерін, боксит түйіршіктерін және гректі жаңғақтың ұнтатылған қабығын қолданады. Одан басқа тығыздығы құмтасығыш сұйықтардың тығыздығына жақын өте қатты жасанды синтетикалық полимерлі заттар қолданады.

Қабатты сумен жарудың технологиясы.

Қабатт сумен жару технологиясын келесі ұңғыларда қолданады;

- өнімділігі төмен;

- жоғары қабат қысымымен бірақ коллектордың жаман өткізгіштігімен;

- ластанған түп алдындағы аймақ болған жағдайда;

- жоғары газды факторы болған кезде;

- сыйымдылығы төмен айдаушы ұңғыларда;

- айдаушы ұңғыларда жұту интервалын ұлғайту үшін.

Ұңғыларда қабаттың сумен жаруын техникалық бұзылған және субергіш нұсқасына немесе газды шапкасына жақын орналасқан ұңғыларда қолдануға болмайды.

Ұңғының сыйымдылығын және күтілетін жару қысым аңықтау үшін ұңғыны алдын-ала әр түрлі қысымдардағы жұтуға тексеру керек және тәжірибе арқылы жару қысымын және жарудың сұйық шығының аңықтау керек. Бұл тәжірибе ұңғыға тұтқырлығы төмен сұйықты айдау арқылы жүргізіледі.

Жұмысты бастау алдында ұңғы түбін тазартып алу керек. Кейбір жағдайларда қабаттардың фильтрационды қасиеттерін жақсарту үшін тұз-қышқылды немесе балшық өңделуін және қосымша перфорацияны жүргізу дұрыс деп саналады. Бұл шаралар жару қысымын төмендетеді және оның пайдалылығын жоғарлатады. Ең тиімдісі жаруға көзделген интервалды гидроқұмағысты перфорациялау.

Тазарту жұмыстарынан кейін бастыру кезінде қысымның шығындарын азайту үшін ұңғыға сорапты-компрессорлы құбырлар түсіріледі. Шегендеуші тізбекті үлкен қысым әсерінен қорғау үшін кейбір жағдайларда жарылатын қабат үстінен пакер қондырылады. Сумен жару кезіндегі жоғары қысымдарда пакерге астынан өте қатты күштер әсер етеді. Пакердің тізбек бойынша жылжып кетуін болдырмау үшін пакерден жоғары құбырларда гидравликалық якорь қондырылады.

Пакері және якорі бар құбырды ұңғы сағасына түсіргеннен кейін айдау үшін арналған сорапты агрегаттарды қосатын ұңғы басын орнатады.

Басында жару сұйығын сорапты агрегаттармег айдайды. Айдау жүрген сайын қысым біртіндеп жоғарылайды. Түптегі қысым белгілі мөлшерге жеткен кезде қабат жарылып жарықшақ пайда болады. Жару мезеті манометрдегі қысымның тез арада түсуі арқылы аңықталады, бұл манометр шығарушы желіде орнатылған. Жарудан кейін сағадағы қысым төмендейді, ал айдалатын сұйықтың шығыны қатты жоғарылайды, яғни жарықшақ өз жұмысын бастап ұңғы жару алдында қабылдаған сұйыққа қарағанда көбірек сұйық жұта бастайды.

Қабатты жарғаннан кейін құмтасығыш-сұйықты айдай бастайды. Құмтасығыш-сұйықты жоғары жылдамдықпен және жоғары айдау қысымдары болған кезде айдау дұрыс деп саналады.

Осыдан кейін құмы бар сұйықты қабатқа максималды жылдамдықпен және максималды қысыммен бастыру сұйығын айдау арқылы бастырады. Осы мақсатпен сорапты агрегаттардың ең үлкен санын қосады. Бастыру сұйығының көлемі құбырлар тізбегінің көлеміне тең болу керек. Бастыру сұйығының шамадан тыс көлемін айдаған кезде ол құмды қабат ішіне ығыстырады да қысым түскен соң ұңғы түбіне жақын орналасқан жарықшақтық түйісіп жабылып кете алады. Онда жарудың эффектісі нөлге тең болады.