Жарықшақты коллекторлы кен орындарын игеру ерекшеліктері

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 09 Октября 2015 в 15:18, реферат

Краткое описание

Зерттеу нәтижелері мен мұнай кен орындарын игеру тәжірибесіне қарап мынандай қорытындыға келуге болады: тек қана корбонатты емес, сонымен қатар, терригенді жыныстан құралған, құмтасты немесе алевролитті, қабаттардың көбісі жарықшақты болып келеді.
Жыныс азкеуекті немесе төмен болған кезде, жарықшақ- бұл осындай жыныстарды игеру кезінде мұнайдың игеру ұңғысына қарай жүретін негізгі каналы болып табылады. Көбінесе негізгі өткізгіштік керн бойынша анықталған өткізгіштіктен жоғары болып келеді.
Жарықшақты- кеуекті қабатты серпімді режимде игеру кезінде қысымның өзгеруі жарықшақ жүйесімен тез таралады, нәтижесінде жыныс блоктары мен жарықшақ арасында сұйықтықтың жылжуы орын алады.

Прикрепленные файлы: 1 файл

18-вариант.docx

— 79.11 Кб (Скачать документ)

1. Жарықшақты коллекторлы кен орындарын игеру ерекшеліктері

Зерттеу нәтижелері мен мұнай кен орындарын игеру  тәжірибесіне қарап мынандай қорытындыға келуге болады: тек қана корбонатты емес, сонымен қатар, терригенді жыныстан құралған, құмтасты немесе алевролитті, қабаттардың көбісі жарықшақты болып келеді.

Жыныс азкеуекті немесе төмен болған кезде, жарықшақ- бұл осындай жыныстарды игеру кезінде мұнайдың игеру ұңғысына қарай жүретін негізгі каналы болып табылады. Көбінесе негізгі өткізгіштік керн бойынша анықталған өткізгіштіктен жоғары болып келеді.

Жарықшақты- кеуекті қабатты серпімді режимде игеру кезінде қысымның өзгеруі жарықшақ жүйесімен тез таралады, нәтижесінде жыныс блоктары мен жарықшақ арасында сұйықтықтың жылжуы орын алады.

Жарықшақты және жарықшақты-кеуекті қабатты игеруде тау жынысының деформациясы нәтижесінде болатын сұйықтықтың қысым өзгерісі әсерінен жарықшақтардың көлемінің тез өзгеруі үлкен әсер етеді.

Жарықшақты- кеуекті қабатты игеруде негізгі қиын сұрақтардың бірі оларға әртүрлі заттарды айдау, әсіресе қарапайым су айдау арқылы әсер етумен байланысты.

Осындай қабатқа айдалған су жыныс блоктарына мұнайды тыға отырып, жарықшақ жүйесі арқылы игеру ұңғымасына тез өтіп кете ме деген қауіп туындайды. Эксперименталды зерттеу нәтижелері мен мұнай кен орындарын игеру  тәжірибесі көрсеткендей жарықшақ жүйесінің өзінде мұнайдың ісіну коэффициенті 0,8-0,85 болады. Тәжірибенің тағы бір көрсеткені жарықшақты- кеуекті  қабат матрицасынан оларды суландыру кезінде мұнай ісінеді, ісіну коэффициенті жоғары болмағанымен,  0,20-0,30  болады. Себебі осындай күш әсерінен оның жарықшақты- кеуекті қабат матрицасынан мұнайдың сумен ісінуі орын алады. Бұл күшке соңғы кезге дейін игеру процесі есебінде аз мән беріліп келді.

Ал екінші күш мұнай және сумен қанығушы блоктағы тамшылық (капиллярный) қысымның өзгерісіне тең. Бұл күштің әсер етуі жынысқа тамшылы сіңуге алып келуі мүмкін, яғни көрсетілген тамшылық қысым өзгерісі әсерінен жыныста мұнай мен судың араласуы жүреді. Тамшылы сіңу жыныс су сіңіргіш болғанда ғана орын алады. Жарықшақты- кеуекті қабаттың блогы немесе матрицасындағы тамшылы сіңуі  тек тамшылық күштің әсерінен ғана емес, сонымен қатар, энергетикалық тұрғыдан да мүмкін болады.

Тәжірибе көрсеткендей, мұнаймен қаныққан жарықшақты- кеуекті қабат жынысының блогын ұзындықта алсақ, оны суға батырсақ (Бұл жағдай блок қабатта жарықшақтармен қоршалғанда және жарықшақтарда су болғанда кездеседі), онда блокқа судың тамшылы сіңу жылдамдығы ϕ(t), сәйкесінше, одан мұнайдың ісінуі тамшылық күшті есептегендегі мұнайдың сумен ісінуінің гидродинамикалық теориясына сәйкес уақытқа (t) тәуелді болады:

 

Бұдан тамшылы сіңу жылдамдығы мұнай мен су арасындағы беттің азаю жылдамдығына тура пропорционал деп білуге болады:

 

Мұндағы: β- кейбір коэффициент.

Жарықшақты- кеуекті қабаттан тамшылатып сіңіру әсерінен мұнай  шығуының шынайы процесін зерттесек, онда гидродинамикалық пен энергетикалық келуінің үйлесуі дұрысырақ болады. Бұл жағдайда тамшылатып сіңіру жылдамдығы үшін Э.В.Скварцов пен Э.А.Авакян ұсынған формуланы қолдануға болады:

                                                                                                               (3.23)                                                                                

мұндағы: ɑ- тәжірибелік коэффициент.

Сіңіру процесі өлшемі мен физикасын ескере отырып β коэффициентін былай есептеуге болады:

                                                                 (3.24)

мұндағы: - мұнай мен су үшін өткізгіштік; *- абсолютті өткізгіштік; σ- мұнай мен су шекарасы үшін беттік керілу; θ- қабат жынысының сулану бұрышы; -мұнай тұтқырлығы; A- тәжірибелік функция.

ɑ коеффициенті үшін шексіз уақытта ұзындығы кубты блок сіңірген  су көлемі одан шыққан мұнай көлеміне тең. Бұдан шығатыны:

                                                                                            (3.25)

мұндағы: -жыныс блогының бастапқы мұнайға қанығуы; -тамшылатып сіңіру кезіндегі блоктың соңғы мұнай бергіштігі. Бұл формулаға тамшылатып сіңіру жылдамдығын табу формуласын қою арқылы, формуланы былай түрлендіруге болады:

                                              (3.26)

 

                                                                             (3.27)

 


 

 

20-сурет. Жарықшақты- кеуекті  түзу сызықты қабаттың суландыру  сызбасы:

1-тамшылатып сіңіру жүргізілген  жыныстың блогы;

2- тамшылатып сіңіру жүргізілмеген  жыныстың блогы.

 

 

Көп  блокты жыныстан тұратын жарықшақты- кеуекті қабатта мұнайдың сумен ісіну процесін қарастырайық (20-сурет). Жоғарыдағы сияқты бұл блоктарды да ұзындығы болатын куб тәрізді  деп алайық. Мұнайдың сумен ісінуі қабат шекарасынан х=0 басталатындықтан қабаттың кірісіндегі блоктар басқаларына қарағанда сумен көп толығады. Түзу сызықты қабатқа айдалған судың барлық шығыны q жыныстың белгілі-бір блоктарына кетеді, демек уақыттың әрбір сәтінде сіңу (-тамшылатып сіңіру шебі (фронт)) аралығында жүреді. Бұл шеп қабатта мынандай жылдамдықпен орын ауыстырады:

                                                                                                                 (3.28)           

Қабаттың әрбір қимасында жыныс блогы уақыт моментінде λ сіңе бастайды, сондықтан судың сіңу жылдамдығын осы моментпен есептейміз. Уақыт ағымында ∆λ жыныстың бірнеше блогы сіңіруге қатынассын. Осы кездегі су шығыны ∆q:

                                                                                  (3.29)      

Судың сіңу жылдамдығы φ(t) тек бір блок үшін анықталған. Оны жарықшақты- кеуекті қабат көлемінің бірлігіндегі судың сіңу жылдамдығы деп  алсақ, онда φ(t)- ны - ге бөлу керек.

Жоғарыдағы формуладағы шығын ∆q өсімшелерін (приращения) қосып, ∆λ- ны нөлге бағыттап, келесі шешімге келеміз:

                                                                             (3.30)

Әдетте шығын q беріледі де, сіңу шебінің қозғалыс жылдамдығын (λ) табу керек. Егер сіңу жылдамдығы жоғарыдағы формуламен табылытын болса, онда формуланы түрлендіре отырып, мынаған келуге болады:

                                                            (3.31)           

Интегралдық теңдеудің жауабын Лапластың түрлендіруін қолдана отырып табамыз:

                                       (3.32)

 

Бұдан ісіну шебінің орнын анықтау үшін келесі формуланы шығарамыз:

                                                     (3.33)

Бұл формула бізге кезіндегі қабатты сусыз игеру уақытын анықтауға көмек береді.

Суланған өнімді өндіру кезінде жарықшақты- кеуекті қабатты игеру көрсеткіштерін есептеу үшін келесі әдістерді орындамыз. Бұл қабат жайылып жатыр деп есептейік және болғанда қабаттың сіңу бөлігіне жұмсалған су шығыны тең:

                                                            (3.34)

Жоғарыдағы формуланы түрлендіріп, t-ның орнына λ-ны қоя отырып:

                                         (3.35)

Сәйкесінше, болған кездегі жарықшақты- кеуекті қабатқа сіңген судың шығыны немесе осы уақытта алынған мұнай шығымы (дебит):

                                                                                                           (3.36)

Ал су шығымы, сәйкесінше, . Жоғарыдағы келтірілген формулалардан өнімнің ағымдағы (текущий) сулануын немесе мұнай бергіштігін анықтауға болады.

Бұл формулаларды жарықшақты- кеуекті қабаттан, тек қана тамшылық күш әсерінен емес, сонымен қатар жарықшақ жүйесіндегі қысым градиенті әсерінен де блоктың сіңіру кезіндегі мұнайдың ісіну есебіне қолдануға болады. Сонымен, осы формулаларға сәйкес жыныс блоктарынан мұнайдың ісінуі күші ) әсерінен болатыны белгілі  болды. Жыныс блогынан мұнайдың гидродинамикалық ісінуі кезінде су осы блокқа келіп түседі, ал мұнай одан қысым градиенті әсерінен ісініп шығады. Қысым градиентінің өлшем бірлігі Па/м. Егер -нің орнына -ды  қолданар болсақ, онда гидродинамикалық пен тамшылы күш өлшем бірліктері бірдей болады. Онда:

 

                                                                             (3.37)

 

Соңғы формулада жыныс блогы ісінуінің жарықшақ жүйесіндегі тек қана тамшылық күштің әсерінен ғана емес, сонымен қатар, қысым градиенті әсерінен де жүруі есептеледі.

 

2. Мұнай қабаттарының полимерлі және мицеллярлі-полимерлі ерітінділері

 

Cілтілі су  айдау

Мұнай қабаттарына сілтілі су айдау әдісі сілтініңң қабаттағы мұнаймен және жыныстармен өзара әрекетіне негізделген.Сілтілер мұнаймен әрекеттескен кезде, олар мұнайдың құрылысындағы органикалық қышқылдармен өзара байланысқа түсіп, нәтижесінде беттік әрекеттік компонеттер болып табылатын суда еритін тұздар түзеді. Бұл әдісті қолдану барысында мұнай сілті ерітіндісі фазаларының бөлігінде шекарада фазааралық керіліс азайтып және жыныстардың сумен шайылуы жақсарады. БЭЗ-ң ертіндісін айдау үрдісінен сілтілі су айдау үрдісінің айырмашылығы мынада, яғни сілтілі су айдау кезінде БЭЗ-тар мұнай мен сілті ерітіндісінің байланысқан жерінде түзіледі.

Беттік керілістің мәні өте аз болған кезде кейбір мұнайлар өздігінен тұтқырлығы жоғары болып келетін мұнайдың судағы эмульсиясын түзеді. Алғашқы кезде олар жылжымай аздаған филтрациялық кедергілермен жүре отырып кеуектерді бітейді, осылайша фильтрациялық ағындардың өрістердің біртексіздігін теңестіреді, бұл қабаттың сумен қамтылу коэффициентін арттырады. Сілті ерітіндісін мұнайға қаныққан кеуекті ортаға айдау үрдісі кезінде мұнайдың қышқылдың компоненттерімен және кейбір минералдармен өзара байланысының әсерінен ығыстыру шебіндегі сілтінің концентрациясы азаяды.

Сілті ерітіндісінің жоғары әрекеттілігін сақтау үшін скв-ға жоғары құрамдағы NaOH-ң шоғырын айдайды, одан соң оны таза судың әсерімен қабат бойына ығыстырады. Лабораториялық мәліметтер бойынша сілтілі су айдау нәтижесінде мұнайбергіштік 5-15%-ке өседі.

Сілтілі ерітін-ді дайындау үшін: күйдіргіш натр(каустикалық сода) NaOH; көмірқышқыл натрийін(кальциленген сода) Na2CO3; аммиак тотығының гидраты NaH4OH; натрий силикаты Na2SiO3  қолдануға болады.

Осылардың ішіндегі ең әрекеттісі күйдіргіш натрий мен натрий силикаты.

Әдістің  негізгі кемшілігіне мұнайдың әрекеттілігі бойынша оны қолданудың өте қатал критериін жатқызуға болады. Қабат суының және айдалатын судың минерализацияланған және  жыныстардағы саз құрамының жоғары болуы өзісті қолдану мүмкіндігін шектейді. Мұнайдың жеткіліксіз әрекеттілігі, судағы тұздарды және жыныстардағы саздың құрамы сілті шығын ұлғайтып, мұнайды ығыстыру тиімділігін азайтады. 

Полимерлі су айдау

Біртексіз коллектор-дан мұанйды ығыстырып шығару үшін тұтқырлығы жоғары суды қолдансақ, онда өз тиімділігін беруі мүмкін. Бұл жағдайда су мұнай байланысының  неғұрлым тепе-тең қозғалысына және қабаттың соңғы мұнайбергіштігін көтеруге жағдай жасалады.

Суды қоюландыру үшін әртүрлі суда еритін полимерлер қолд, олардың ішінде неғұрлым жақсы нәтижеге полиакриламидтердің (ПАА) судағы ерітіндісін пайдалану кезінде қол жеткізеді. Бұл полимер суда жақсы ериді жән оның судағы аз концентрациясы тұтқыр ерітінділер түзеді.

Мұнайды ығыстыру үрдісін практикалық тұрғыдан жүзеге асыру барысында, алғашқы кезде  қабатта тұтқыр ерітіндінің  шоғырын тудыру үшін аздаған мөлшердегі қоюланған суды айдайды. Одан әрі пайда болған шоғырды қабат боайына итеру үшін қарапайым су айдайды.

Тұтқырлығы жоғары жұмыс агенті ретінде көбіктерді қолдануға болады. Оны арнайы ауаланған газдалған суға  көбірек түзгіш заттардың 0.2-1.0% қосу арқылы дайындайды. Көбіктердің тұтқырлығы судың тұтқырлығынан 5-10 есе көп. Көбіктердің шоғыры қабат бойына сумен игеріледі.

Полимерлі ерітінділер-бұл жоғары молекулярлы химиялық реагент- полимер. Оның аздаған концентрациясының өзә судың тұтқырлығын едәуір ұлғайтады. Судың жылжымалылығы  төмендейді, осының әсерінен қабаттың сумен қамтылуы артады. Полимер-ң  концентрациясы 0.01-0.1%-ды құраған кезде оның тұтқырлығы 3-4 мПа*с  дейін артады. Бұл мұнай мен су тұтқыр-ң ара қатынасын азайтады. Осыған байл-ты судың өндіру ұңғ-на қарай жарып өтуін шектейді, қажетті игеру қарқынымен қамтамасыз ету үшін полимерлі ерітінділерді айдау қысымы қарапайым су айдау қысымынан әруақытта едәуір жоғары болуы керек. Өткізгіштігі нашар қабаттарға полимерлі су айдау техникалық тұрғыдан жүзеге аспайды. Полимерлі су айдау кезінде ұңғ-ды орн-у жүйесі қарапайым су айдау кезіндегі ұңғ-ды орн-у жүйесінен ерекшелейді, егер де қажетті айдау қысымы, қысымдар градиенті және мұнай өндіру қарқыны қамтамасыз етіледі.

Полимер ретінде полиакриламид(ПАА)  қолд. ПАА-ты гел түрінде, қатты түйіршік н/е порошок түрінде дайындап шығарады. Әдетте келесідей ПАА-ң судағы концентрациясын қолд: гел бойнша 1-5% аралығында, қатты гел бойынша 0.08-0.4%.

Информация о работе Жарықшақты коллекторлы кен орындарын игеру ерекшеліктері