Дебиеттер 2 страница

БКНС – блоктық түптік сораптық станция

КВД - қысымның қалыптасу қисығы

КРД - қысымның таралу қисығы

R_к – қанығу қысымының радиусы

ΔР – перепад давления

Р_с – түптік қысым

Р_н – айдау қысымы

ПАА - полиакраламид

ПАВ – беттік- әсерлік заттар

ВГ – ылғалдық жану

Т_пл - қабат қысымы

4 БӨЛІМ.

Дәрістердің қысқаша конспекті

Тақырып 1: «Мұнай кенорындарын игеру - ғылым ретінде. Мұнай және газ кенорындарын игерудің қазіргі кездегі проблемалары және теориялық зерттеуледің даму перспективалары»

Дәрістің мақсаты: Студенттерді «Мұнай кенорнын игеру» түсінігімен және МКИ ғылым ретінде даму тарихымен таныстыру.

Маңызды сөздер: игеру, мұнай, кенорын, көмірсутектер, ұңғы.

Мұнай кенорындарын игеру дегеніміз жер қойнауынан көмірсутекті және олармен бірге шығатын пайдалы қазбаларды шығару процессі.Бұл процесске кенорынды бұрғылау мен мұнай және газ қорын өндіру жатады.

Мұнай кенорындарын игеру ғылымы тау ғылымдарына жатады. Тау ісі — адамзаттың ежелгі шаруасы. Пайдалы қазбаларды тауып, оны қолдануды адамдар тас және қола дәуірлерінде бастаған. Бұл дәуірлердің атауы да адамзаттың таспен қоланы өндіріп, құрал-жабдықтарды жасаумен, яғни тау ісімен байланысты. Ертеректе мұнай өндіру (XIX ғасырдың соңы) үшін ұңғылар құрастырыла бастады. ТМД шекарасында бірінші ұңғы соққылау әдісімен 1864 ж. орыстың жеке кәсіпкері А.Н. Новосильцев күшімен Кубаньның Кудако жазықтығында бұрғыланды. 1871 ж. механикалық әдіспен Баку аймағында бұрғыланды. Ресейде XIX ғасырдың 70 — 80 жж. XX ғасырдың басында ұңғыны механикалық бұрғылау мен мұнай өндіру өсе бастады. Бірақ, бұған қарамастан барлау және мұнай өндіру ұңғылары мен мұнай өндірудің өсуі XX ғасырдың басында кенорынды табиғи режимде игеруге байланысты болды. Сол кезеңдерде мұнай өндірудің негізі болмаған, бірақ мұнай өндірудің проблемалары, яғни мұнайдың шығу тегі, барлау мен геологиясы, тасымалдау, өңдеу және пайдаланумен Ресейдің ірі ғалымдары мен инженерлері, соның ішінде Д.И. Менделеев, А.М. Бутлеров, И.М. Губкин, В.Г. Шухов айналысқан.

ХХ ғасырдың 20 ж. физика мен мұнайлы қабаттардың механикасы мұнай мен газ өндіру процессінде қолданылмаған. 1856 ж. француз инженері Анри Дарси фильтрацияның негізгі заңы су тазартқыш қондырғылардың фильтрлерінде су ағынын зерттеу арқылы ашылған. Соңдығымен, мұнайдың қалыптасқан және қалыптаспаған фильтрациясы XIX ғасырда ашылған физикалық математиканың Лаплас пен Фурье теңдеулерімен ұқсастығы анықталды. Мұнай кенорындарын игеруде бұл теңдеулер ХХ ғасырдың 30 жылдарынан бастап қолданылды.

Теорияның ең басты жетістігі болып мұнай және газ кенорындарын игеруде мұнай мен газдың ұңғы түбіне ағуы, яғни, мұнай және газ кенорындарының режимдері туралы ұғым. Бұл ұғымның қалыптасуына үлкен үлес қосқан ғалымдар И.М. Губкин, Л.С. Лейбензон, И.Н. Стрижов, А.П. Крылов, С.А. Христианович, Ф.А. Требин, Б.Б. Лапук, И.А. Чарный, В.Н. Щелкачев, Маскет, Виков, Ботсет, Леверетт.

30 жылдардың ортасында мұнай кенорындары режимдерінің теориясының маңызды дамуы болды. Мұнай қабаттарының серпімді және еріген газ режимдері теорисының негізі қаланды. ХХ ғасырдың 20 жылдарында Л. С. Лейбензонның газ кенорындарын игеру теориясына бастама болған гадың фильтрациясының дифференциалды теңдеуі ашылды.

Осы ғасырдың 20 ж. және 30 ж. басында игерудің бастапқы кезеңінде алынған игеру көрсеткішінің уақытқа тәуелділігін статикалық өңдеп, болашаққа экстрополяция жасау арқылы мұнай кенорындарын игеруді жобалаған.

Мұнай кенорындарын игерудің жеке ғылым және оқу пәні болып қалыптасуына А. П. Крылов, М. М. Глоговский, М. Ф. Мирчинк, Н. М. Николаевский және И. А. Чарный жұмыстарының әсері тиді. Мұай кенорнын игерудің ғылыми негізі 1948 жылы жарық көрді. Бұл жұмыста игерудің бастапқы принципі, мұнай кенорнын игеруді жобалаудың негізі қаланып, жерасты гидромеханикасының маңызды мәселелері, ал мұнай кенорындарын игеру ғылымы мұнай геологиясы мен геофизикасының, жерасты гидродинамикасы, ұңғыны пайдалану және қолданбалы экономикалық білім берудің комплексіне айналды.

Мүмкіндік-статистикалық моделді қолданып, мұнай кенорнын игеруді есептеудің негізгі әдістері қалыптасы. Сонымен қатар, мұнай ағысын есептеуде қабаттың әртектілігін ескеру әдістері қалыптасты.

50 жылдары мұнайлы қабаттардың жаңа моделдері пайда болды (жарықшалы және жарықшалы-қуысты), сонымен қатар, мұнай кенорнын игеруді реттеу мен сараптау әдістері қалыптасты. Игерудің жүйелері де маңызды дами бастады. 50 жылдардың аяғы 60 жылдардың басында жоғары тереңдікте орналасқан мұнай қабаттарын тау жыныстарының қиын деформациялануы жағдайында игеруді зерттеу басталды. Жобалау, мұнай кенорындарын игеруді реттеу және сараптауда қиын математикалық әдістер мен моделдер қолданылды. 30 – 50 жылдары есптеулерде негізінен жерасты гидродинамикасының дәл және жақындатылған есептеу әдістері қолданып, ал 50 жылдардың соңында 60 жылдары фильтрацияны есептеудің сандық әдістері қолданылды.

Мұнай кенорындарын игеру – ғылымның қарқынды дамып келе жатқан обласы. Оның әрі қарай дамуы жер қойнауынан мұнай алудың жаңа технологияларын пайдаланып, қабат ішіндегі процесстерін танудың жаңа бағыттары, барлаудың жаңа жобаларымен, жер қойнауынан мұнайды алуда автоматтандырылған жүйелерді қолданып, қабаттың дәл құрылымы мен онда жүріп жатқан процесстерді ЭЕМ-де детерминациялық моделді қолдану арқылы кенорынды игеруді басқару болып табылады.

Мұнай кенорнын игеру адамның табиғи жаратылыстарға араласуы арқылы жүзеге асатындықтан, қоршаған ортамен жер қойнауын қорғаудың бекітілген шамаларын сақтау арқылы орындалады.

Кенорыннан мұнай, газ және конденсатты толығымен өндіру – жер қойнауын тиімді пайдаланудың маңызды бағыты болып табылады.

Мұнай кенорнын игеру оқытылу пән ретінде – инженерлік пән қатарына жатады. Бұл пәнге тек қана сапалық емес, сонымен қатар, мұнай кенорнында жүріп жатқан процесстердің сандық аны0талуы,

Өзін - өзі бақылау сұрақтары:

1. Мұнай кенорындарын игеру дегеніміз не?

2. МКИ қандай ғылымға жатады?

Ұсынылатын әдебиет:

1. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. -М.: Недра, 1986.

Тақырып 2: «Игеру объекті. Пайдалану объектілерін бөлу

критерийлері мен принциптері»

Дәрістің мақсаты: студенттерді пайдалану объектін бөлуге үйрету.

Маңызды сөздер: пайдалану объекті,қабат, ұңғы торы.

Мұнай, мұнай-газ кенорындары – бұл географиялық пунктте немесе оған жақын орналасқан бір немесе бірнеше геологиялық құрылымға бекітілген жер қойнауындағы көмірсутектердің жиынтығы.

Кенорынға жататын көмірсутекті кеніш, әдетте жерастында әркелкі таралған, геологиялық- физикалық қасиеттері әртүрлі қабаттарда немесе таужынысының массивтерінде орналасады. Көп жағдайда мұнай-газды қабат өткізгіштігі төмен қабаттармен бөлінеді немесе кенорынның жеке бөліктерінде орналасады.Мұндай қабат қасиеттерімен ерекшеленетін қабаттарды әртүрлі ұңғылар тобымен игереді, кейде әртүрлі технология қолданылады.

Пайдалану объекті – бұл ауданы және қалыңдығы жағынан еркін ұңғы торымен пайдалануға арналған мұнай кенішінің бөлігі (объект – бұл бір топпен пайдаланылатын, бір немесе бірнеше қабаттардан тұрады).

Ұңғы торын берілген игеру объектіндегі ұңғы саны мен оның аудан бойынша орналасуы анықтайды.

Игерушілер, мұнайшыларда кең таралған терминді қолданып, әр объект өзінің жеке ұңғы торымен игеріледі деп есептейді. Айта кететін жай, табиғат игеру объектін жасамайды, оны кенорынды игеруде адамдар бөледі. Игеру объектіне бір, бірнеше немесе кенорынның барлық қабаттары қосулуы мүмкін.

Игеру объектін толық меңгеру үшін мысалдар қарастырамыз. 1 суретте кенорынның қимасы көрсетілген. Бұл кенорын үш қабатты, көмірсутекпен қаныққан облысы, қалыңдығы, физикалық қасиеттері әртүрлі. Кенорын қамтитын 1, 2 және 3 қабаттардың негізгі қасиеттері таблицада көрсетілген. Берілген кенорында 2 игеру объектін бекітуге болады, яғни 1 және 2 қабаттарды бір игеру объектіне (объект І), ал қабат 3 жеке объект ретінде игеріледі (объект II).

1 және 2 қабаттардың бір объект ретінде іске қосылуы, мұнайының өткізгіштігі мен тұтқырлығының мәнінің жақын болуы және тігінен алғанда бір-біріне жақын орналасқан. Және де 2 қабатта жатқан мұнайдың алыну қоры салыстырмалы алғанда, соншалықты көп емес. 3 қабаттың мұнайының алыну қоры 1 қабатқа қарағанда аз болғанымен, ондағы мұнайдың тұтқырлығы төмен және өткізгіштігі өте жоғары. Сондықтан бұл қабаттағы ұңғылар жоғары өнімділікті болады. Егер қабат 3 мұнайының тұтқырлығы төмен болса, онда әдеттегі суландыруды қолдануға болады, мұнайының тұтқырлығы жоғары 1 және 2 қабаттарды игергенде, бастапқыда өзге технология қолданылады, мысалы, мұнайды бумен ығыстыру, полиакриламид ерітіндісі (су қоюландырғыш) немесе қабат ішінде жануды қолдану.

Сурет 1- Кенорынның геологиялық қимасы.

А, В- ұңғылар; 1, 2, 3- қабаттар.

Таблица 1- Қабаттың негізгі қасиеттері

Геолого-физикалық қасиеттері	Қабат
Алу қоры (млн.т.)
Қалаңдығы, (м)
Өткізгішіті, (10^-3 мкм^2)
Мұнай тұтқырлығы, (10^-3 Па∙с)

1 мкм = 10^-12м²

Өткізгіштік – бұл қабаттың бойымен сұйықтық өткізу қабілеті.

[Д] = [мкм²] = 10^-12м²

Объектті игерудің негізгі қасиеттеріне – бұл онда мұнай мен газдың өнеркәсіптік қорының және белгілі бір ұңғы тобы жатады.

Көп қабатты кенорындардың игеру тиімділігін көтеру үшін біріктіріп пайдалану мақсатында қабаттарды рационалды біріктіру қажет. Объектті таңдаудың дұрыстығының негізгі критериі – игеру көрсеткіштерінің тиімділігі.

Объектті бөлу принциптері:

1. Біріктірілетін қабаттардың мұнайының сапасы бірдей болу керек.

2. Литолого-физикалық қасиеттері ұқсас болуы керек.

3. Қабаттың энергетикалық қасиеттері, олардың режимдері, қабат қысымдары ұқсас болуы керек.

4. Біріктірілетін қабаттардың геологиялық-өнеркәсіптік, өнімділік көрсеткіштері бірдей болуы қажет.

Осылайша, объектті таңдауға мұнай мен газдың физикалық, физико-химиялық қасиеттері, коллекторлік қасиеттері, мұнайдың парафинмен күкіртті байланысы әсер етеді.

Игеру объектін бөлуде негізгі шешім технологиялық көрсеткіштерімен қабатты біріктірудің әртүрлі варианттарының анализімен қабылданады.

Игеру объектісінің келесі екі түрі бар:

1. Өзіндік

2. Қайтып келу

Өзіндік объект – бұл қазір игеріліп жатқан объект.

Қайтып келу объекті – бұл қазір басқа объектті игеріп жатқан ұңғы тобымен болашақта игерілетін.

Өзін - өзі бақылау сұрақтары:

1. Игеру объектісі дегеніміз не?

2. Пайдалану объектін бөліну принциптері қандай?

3. Объекттердің қандай түрлері бар?

4. Өзіндік объект дегеніміз не?

5. Қайтып келу объекті?

Ұсынылатын әдебиеттер:

1. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. -М.: Недра, 1986.

2. Абдулин Ф.С. Добыча нефти и газа. –М.: Недра, 1983.

Тақырып 3: «Мұнай кенорнын игерудің жүйесі. Игеру жүйесінің түрлері»

Дәрістің мақсаты: студенттерді игеру жүйесімен таныстыру.

Маңызды сөздер: игеру жүйесі,параметр, ұңғылар тобының тығыздығы, Крылов параметрі, өндіру ұңғысы, айдау ұңғысы, резервтегі ұңғылар, әсер ету.

Мұнай және газ кенорнын игеру жүйесі дегеніміз игеру объектін анықтау, олардың бұрғылану темпін және орналасуын, қабаттан мұнай мен газды алуды көбейту үшін әсер етудің қажеттігін, ұңғы санын, айдау және өндіру ұңғыларының қатынасы мен ара қашықтығын, резервтегі ұңғы санын, кенорынды игеруді басқару, жер қойнауы мен қоршаған ортаны қорғауға бағытталғанөзара байланысты инженерлік шешімдер жиынтығы. Игеру жүйесін тұрғызу дегеніміз жоғарыда айтылған инженерлік шешімдер жиынтығын жүзеге асыру. Мұндай жүйені іске асырудың маңызды бөлігі – игеру объектін бөлу болып табылады. Бір қарағанда бір объектке бірнеше қабаттарды біріктіру тиімді болып көрінеді, өйткені мұндай жағдайда жалпы кенорынды игеруге аз ұңғы керек. Бірақ, бір объектіге өте көп қабаттар біріктірілсе, мұнайбергіштік төмендеп, технико-экономикалық көрсеткіштер нашарлайды. Игеру жүйесінің анықтамасы ортақ, ол мұнай мен газды жер қойнауынынан тиімді өндіруге бағытталған жалпы инженерлік шешімдер жиынтығы.

Игеру жүйесін сипаттайтын негізгі көрсеткіштер.

1. мұнайлылықтың ауданының ұңғы санына қатынасына тең ұңғы торының тығыздығының параметрі Sc

Sc= S/n [м²/ұңғы] (1)

2. мұнай алу қорының кенорындағы ұңғының жалпы санының қатынасына тең Крылов параметрі

N_кр= N/n [т/ұңғы] (2)

3. айдау ұңғыларының өндіру ұңғыларының санына қатынасына тең ω параметрі

ω= ω _р / ω _н (3)

4. қосымша бұрғыланған резервтегі ұңғы санының негізгі ұңғы қорына қатынасына тең ω_р параметрі

ω_р=n_p/n (4)

ω және ω_р параметрлері – өлшемсіз.

Игерумен қамтылмаған қабат бөліктерін игеруге қосу үшін резервті ұңғылар бұрғыланады.

Игеру жүйесінің түрлері.

Игеру жүйесі келесі екі белгісімен сипатталады:

1- қабатқа әсер ету арқылы және әсерсіз.

2- кенорында ұңғының орналасуымен

Игеру жүйесі

1.Әсер етусіз игеру жүйесі 2. Әсер ету арқылы иегру жүйесі

1.Контур сыртымен әсер 2. Контур ішімен әсер ету

ету игеру жүйесі игеру жүйесі

1. Қатарлық 2. Аудандық

Өзін - өзі бақылау сұрақтары:

1. Игеру жүйесі дегеніміз не?

2. Игеру жүйесін таңдау үшін қандай параметрлерді ескеру керек?

3. Қандай белгілеріне байланысты игеру жүйесін топтайды?

Ұсынылатын әдебиеттер:

1. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1986.

2. Абдулин Ф.С. Добыча нефти и газа. –М.: Недра, 1983.

Тақырып 4: «Қабатқа әсер етусіз игеру жүйесінің топталуы»

Дәрістің мақсаты: С туденттерді әсер етусіз игеру жүйесімен таныстыру.

Маңызды сөздер: контур сыртындағы сулар, төрт нүктелік тор, үш нүктелік тор.

Егер мұнай кенорыны негізгі кезеңде еріген газ редимінде игерілетін болса, яғни су-мұнай бөлігінің аз қозғалуы, контур сырты суларының әсері төмен болса, тегіс, ұңғылардың геометриялық дұрыс төртнүктелік (сурет 2) немесе үшнүктелік (сурет 3) орналасуын қолданады.

Су-мұнай және газ - мұнай бөліктері анықталғанда, ұңғылар осы бөліктерді ескере отырып орналастырылады. (сурет 4).

Сурет 2 –Төрт нүктелік торда Сурет 3-Үш нүктелік торда ұңғының

ұңғының орналасуы орналасуы

1- Мұнайлылық контурының белгіленуі; 2- өндіру ұңғылары.

Сурет 4 – Су-мұнай және газ-мұнай бөліктерін ескере отырып ұңғыларды орналастыру

1- мұнайлылықтың сыртқы контуры; 2 – мұнайлылықтың ішкі контуры;

3 — өндіру ұңғылары; 4 — газдылықтың сыртқы контуры;

5 — газдылықтың ішкі контуры.

Ұңғы торының тығыздық параметрі S_c қабатқа әсер етусіз игеру жүйесінде әртүрлі шамаларға өзгереді. Жоғары тұтқырлықты мұнай кенорындарында (тұтқырлығы бірнеше мыңдаған 10^-3 Па*с) ол 1-2*10⁴ м²/ұңғы. Коллектор өткізгіштігі аз кенорындарды (сотые доли мкм²) игергенде S_с=10-20*10⁴ м²/ұңғы. Мұнай тұтқырлығы жоғары кенорындарды игеру, өткізгіштігі төмен коллекторлар сияқты берілген S_с шамасы қабаттың белгілі қалыңдығында экономикалық тиімді болуы мүмкін, яғни А.П.Крылов параметрі жоғары болғанда немесе игеріліп жатқан қабаттар аз тереңдікте орналасса, яғни ұңғының бағасы аз болғанда. Жәй коллекторларда S_с= 25-64*10⁴ м²/ұңғы. Жоғары өнімді жарықшалы коллекторлі кенорындарда S_с 70-100*10⁴ м²ұңғыға тең немесе одан да көп болуы мүмкін.

N_кр параметрі де жоғарғы шамаларда өзгереді. Кей кездерде 1 ұңғыға бір не бірнеше онмыңдаған тонна мұнай болуы да мүмкін. Кей кездерде 1 ұңғыға бір миллион тонна мұнай да болады.

Бір бағытты ұңғы торында ұңғылардың орташа ара қашықтығы L келесі формуламен анықталады:

l =a *S_c½, (5)

мұнда l- м; а - пропорционалдық коэфициенті; S_c – м²/ұңғы.

(5) формуланы ұңғының орташа шартты ара қашықтығын кез келген орналасу схемасында анықтауда қолдануға болады.

Қабатқа әсер етусіз мұнай кенорнын игеру жүйесінде ω параметрі нөлге тең, ал ω_р параметрі 0,1-0,2 тең, бірақ резервті ұңғылар мұнай қабаттарына әсер ету арқылы жүйеде қолданылады.

Қабатқа әсер етусіз мұнай кенорнын игеру жүйесі кейбір жағдайларда қолданылады:

1) негізінен, ұзақ пайдаланылып жатқан, өте кенорындарда, суландыру әдісі қолданылудан едәуір ертеректен игерілген кенорындарда (50-жж дейін);

2) кішігірім, контур сырты сулары әсерлі, жоғары тұтқырлықты, мұнайы орташа тереңдікте орналасқан кенорындарды игергенде;

3) төмен өткізгіштікті сазды коллекторларда орналасқан кенорынды игеруде.

Шетелдерде мұнайлы қабатқа әсер етусіз кенорынды игеру кең масштабпен қолданыста, контур сыртқы сулары жоғары арынды жарықшалы коллекторларда.

Өзін - өзі бақылау сұрақтары:

1. Еріген газ режимінде ұңғының орналасуының қандай схемасы қолданылады?

2. СМТ және ГМТ орын ауыстыруы кезінде ұңғыларды қалай орналастырады?

3. Әсер етусіз игеру жүйесіндегі негізгі шамалардың маңыздылығы? (Sc, N_кр, ω, ω_р)

Ұсынылатын әдебиеттер:

1. Желтов Ю.П. Разработка нефтяных месторождений. - М.: Недра, 1986.

Тақырып 5: «Қабатқа әсер ету арқылы игеру жүйесі»

Дәрістің мақсаты: С туденттерді қабатқа әсер ету арқылы игеру жүйесінің түрлерімен таныстыру.

Маңызды сөздер: суландыру, мұнайлылықтың сыртқы контуры, мұнайлылықтың ішкі контуры, контур сыртымен әсер ету, контур ішімен әсер ету, қатарлық жүйе, аудандық жүйе.

1. Контур сыртымен әсер ету жүйесі (суландыру)

Сурет 5- Контур сыртымен суландырғандығы ұңғылардың орналасуы

1 - айдау ұңғылары; 2 - өндіру ұңғылары; 3 - мұнайлы қабат;

4 - мұнайлылықтың сыртқы контуры; 5 - мұнайлылықтың ішкі контуры

Суреттегі (5) планда және кескінінде контур сыртымен суландыруды қолдану арқылы игеру жүйесінде өндіру және айдау ұңғыларының орналасуы көрсетілген. Мұнда екі қатар өндіру ұңғылары мұнайлылықтың ішкі контурында бұрғыланған. Және, ортасында бір қатар өндіру ұңғылары орналасқан. Айдау ұңғылары өнімді горизонттың мұнайлы бөлігінің сыртқы бөлігінде орналасқан. Контур сыртымен суландыру жүйесінің сипаттамасында қосымша параметрлер қолдануға болады:

Дата добавления: 2014-12-16