Лекция №5. ұңғының түп аймақ зонасына әсер ету әдістері.

Ұңғының түп аймақ зонасы (ҰТЗ) ұңғы облысындағы барлық процесстер барынша қарқынды жүретін аймақ болып табылады. Бұл облыстан тоқ сызықтары сұйықты алғанда жиналып, ал айдағанда олар кері тарайды; сұйықтың қозғалу жылдамдығы; қысым горизонты; энергия шығымы; фильтрациялық кедергілермаксималды болады. Түп аймақ зонасының жағдайынан кен орынның игеру тиімділігі, ұңғылар өнімінің дебиті, айдау ұңғылары және қабат энергиясы тәуелді.

өндіру процесінде барлық өндірілетін өнім түп аймақ зонасымен өндіру ұңғылары арқылы өтеді, ал айдау ұңғыларында оның түп аймақ зонасымен айдау сулары өтеді.

Бұл процестерде қатысушы сұйықтар жерүстінде бастапқы болғандағыжәне қабаттағы температурасы мен қысымы өзгеше болады. Нәтижесінде ҰТЗ-та, фильтрада әртүрлі көмірсутек компоненттер тұнып қалады-смола, асфальтендер, парафин т.б., сонымен қоса әртүрлі тұздар, ол қоспалардың термодинамикалық теңдестігінің бұзылуынан пайда болады.

Фильтрациялық кедергілерді азайту үшін ҰТЗ-на әсер ету шараларын өткізу, олар өткізгіштікті жоғарылату, ұңғы бағанасының және сынықтар жүйесін немесе каналдарды кеңіту, энергетикалық шығындарды төмендету болып табылады.

Түп аймақ зонасына әсер ету әдістерін үш негізгі топқа бөлуге болады: химиялық, механикалық, жылулық химиялық әдіс-бұл тек қабатты немесе оның элементтерін еріту мақсатымен қолданылады. ҰТА зонасында тұз немесе темір ұқсас тұнбалар пайда болғанда, ұңғының жұмысында қиындықтарболғанда қолданылады. Мысалы: қышқылмен өңдеу әдістері.

Механикалық әдіс- қатты жыныстарға әсер етуге тиімді, бұл әдіске гидравликалық жолмен қабатты жару жұмысын жатқызуға болады.

Жылулық әдіс – ол тек ғана ҰТА зонасында қатты немесе тұтқырлығы өте жоғары көмірсутектер жиналғанда (парафин, смола, асфальтен, сонымен бірге тұтқырлығы көп мұнай фильтрациясында) қолданылады. Оған терең электрлік жылытқыш қолдану, бу немесе басқа жылубергіштер жатады. ҰТА зонасына әсер етудің бұл айтылған үшеуінен басқа да түрлері бар. Мысалы, ұңғыны жылу қышқылымен өңдеу; ол қабатқа химиялық әсерді де, сонымен бірге жылу берудің арқасында химиялық реакциямен бірге, арнайы қосылатын заттар арқылы іске асады.

Осындай жолмен әдісті таңдау ҰТА зонасының жағдайын және термодинамикалық зерттеуіне негізделеді, сонымен бірге жыныс және сұйық құрамы, кенорындағы өндірістік дамудың зерттеуіне негізделеді.

Қабаттың түп аймағын қышқылмен өңдеу.

Өңдеудегі қабатқа түскен қышқыл, оның материалдарымен, құмтас, доломит, құмтастармен реакцияға түсіп, оларды ерітеді. Нәтижесінде кеуекті орта көбейеді. Жыныстың химиялық құрамына байланысты өңдеу үшін әртүрлі қышқылдар қолданылады.

Тұз қышқылы HCl немесе Са Со₃ және доломитпен Ca Mg (CO₃)₂ жақсы әсерлеседі, оларды ерітеді:

2HCl+CaCO₃=CaCl₂+CO₂+H₂O;

4HCl+CaMg(CO₃)₂= CaCl₂+MgCl₂+2 CO₂+2H₂O

Хлорлы кальций CaCl₂ және хлорлы магний MgCl₂-бұл, суда жақсы еритін тұздар. CO₂-көмірқышқыл газы, бұлда ұңғыдан оңай алынады немесе 7,6 МПа дан жоғары қысымда суда ериді.

Қышқылда болатын кей бөлшектер оның әсерлесуінен ерімейтін, қышқылда тұнба болып табылады. Бұл тұнбалардың қабат аеуегіне тұруды ҚТА-ғының өткізгіштігін төмендетеді.

Өңдеу үшін тұз қышқыл қоспасы дайындалады, оның құрамында тұз қышқылы 10-15% болады, себебі кеуекті тесіктерінен шығуы қиындатылады.

Тұз қышқылы қоспасына келесі реагенттер қосылады:

1. Ингибиторлар – қышқылдың жабдықты коррозия процесін азайту үшін қолданылады, жабдықтар тұз қышқыл қоспасын транспорттайды, айдайды және оларды сақтайды. әдетте ингибиторлар 1% аумағында қосылады, ол ингибитор түрінен немесе шығу концентрациясымен байланысты.

2. Интенсификаторлар- жоғарғы активті заттар (ЖАЗ), мұнай шекарасындағы жоғары созылысты 3-5 есе азайтады- нейтралданған қышқыл, ол түп аймақты реакция өнімдерінен және реакцияланған қышқылдардан тазалауды жылдамдатып, оның жұмысын жеңілдетеді. ЖАЗ-ды қосу қышқылымен өңдеу тиімділігін арттырады. Тұз қышқылын айдау бөлігінің бастапқысында абсорбция нәтижесінде болған ЖАЗ-дың қабат үстіндегі жоғалуын есептей отырып, реагент концентрациясын шамамен 2-3 есе көбейтеді.

3. Стабилизаторлар-темірлер, цемент, құмтас сияқты жыныстармен реакцияланғанда қоспадағы керекті бөлшектерді еріген күйде ұстап тұру үшін, сонымен бірге тұз қышқыл қоспасындағы керексіз күкірт қышқылын жою және оны ерігіш тұз барийға айналдыру үшін қолданылатын заттар.

 

H₂SO₄+BaCl₂=BaSO₄+2HCl;

 

Бұл жағдайда HCl тұз қышқылын айдау алдында хлорлы барий BaCl₂ қоспасымен өңдейді. Алынған күкірт қышқылды барий BaSO₄ қоспада оңай ұсталып және құмтаспен қосылғанда кремний қышқыл гельін түзеді, олар тұнба болып түседі. Осыларды болдырмау үшін де стабилизаторлар қолданылады. СН₃ СООН – сірке (уксусты) және HF- фторлы сутекті қышқыл, сонымен бірге т.б., стабилизаторлар қосылады.

HF- ды 1-2% көлемінде қосу кремнилі қышқыл гелін болдырмауды алдын-алады, оның коллекторлар кеуегін бітемей, цементті қосылысты ерітуге жақсы көмектеседі. Сірке қышқылы –темір тұзы және алюминиді еріген күйде ұстап тұрады және тұзды қышқыл қоспасының жыныспен реакциясын біршама баяулатады, яғни ол концентрацияланған тұз қышқылы қоспасын біршама терең қабат бөліктеріне өтуді қамтамасыз етеді.

Қышқыл қоспаларын орталық өндірістің қышқыл дайындаушы базасында немесе сирек кездерде ұңғыда дайындайды. Қышқылды дайындаудың операцияларында қатаң тәртіптер қолданылады.

Қоспа дайындалғанда алдымен алынған су көлеміне ингибитор және стабилизатор қосылады, содан соң техникалық тұз қышқылы қосылады. Араластырылғаннан кейін хлорлы барий, араластырылып хлорлы барий ерігенше, еру проба анализі арқылы анықталып отырады. Сосын интенсификатор қосылады, тағы араластырылып оған ары қарай толық аағарып, күкірт қышқылды барий тұнғанша тұруға мүмкіндік беріледі.

Тұз қышқылды тұнбалар міндетті түрде техника қауіпсіздігі ережелерімен орындалады, онда арнайы киім, резенке қолғап және көз әйнек қарастырылған. Аса қауіпсіздік жолдарын HF-фторлы сутек қышқылын қосқанда қолданғанда жөн, себебі оның буы улы.

Тұз қышқылын теміржол цистерналарымен немесе автоцистерналармен тасиды. Кейде цистерна тот басудан, яғни коррозиядан сақтау үшін, оның ішкі қабырғаларын химиялық тұрақ эмальмен бірнеше рет сырлайды. Фторлы сутек қышқылын (HF) 20 литрлі эбонитті сосудпен транспорттайды.

Карбонатты коллекторлары ашылған ұңғыларды тұз қышқылымен өңдеудің бірнеше түрі бар: қышқылды ванналар, қарапайым қышқылды өңдеу, және түп ұңғының түп аймағын қысымды қышқылмен өңдеу, термо қышқылмен өңдеу, интервалды қышқылмен өңдеу, интервалды қышқылмен өңдеу.

Қышқылды ванналар барлық ұңғыларда бұрғылаудан кейін ашық түпте, меңгеру кезінде,түп жоғарысын цемент, саз, коррозия өнімдерінен, қабат суларынан бөлінген кальцитті қоспалардан тазалау үшін қолданады. Түп аймаққа шегендеу тізбегі және перфорацияланған ұңғылар үшін қышқылды ванна керек емес. Қышқылды қоспа көлемі өңделіп жатқан интервалдың кровлясынан түпке дейінгі ұңғы көлеміне тең болуы керек, ал қоспа айдалып жатқан НКТ башмагы қабаттың табанына дейін немесе ұңғы түбіне дейін түсіріледі. Бұған тұз қышқыл қоспасының жоғары концентрацияланған түрі қолданылады, себебі түп аймақта оны араластырмайды.

Қарапайым қышқылды өңдеу- кең қолданыста алған, тұз қышқыл қоспасын ұңғының түп аймағына айдау арқылы іске асады.

Қарапайым қышқылды өңдеу – жоғарылатылған температура және қысым көмегінсіз, арнайы жақсылап жуылған ұңғыда, бір агрегатты сорап көмегімен іске асады. НКТ- да ұңғы түбіндегі парафинді, смолалы тұнбаларды арылу үшін ұңғыны сәйкес еріткіштермен жуады, олар: керосин, пропанда-бутанды фракциялар және т.б. мұнай – химиялық өндірістердің өнімдерін айдау арқылы болады. Ашыл түптерде қышқылмен өңдеу тек ғана қышқылды ваннадан кейін болады. Есептелген көлемде қышқыл қоспасын айдағаннан кейін НКТ көлемімен бірдей етіп игеру сұйығын айдайды.

Игеру сұйығы ретінде әдетте өндіру ұңғыларына мұнай, ал айдау ұңғыларына ЖАЗ қосылған су қарастырылған.

Қысыммен қышқылды өңдеу. Қарапайым тұз қышқылды өңдеуде (ТҚО) қышқыл өткізгіштігі жақсы қабатшаларға, оның өткізгіштігі одан сайын жақсартып, соларға өтеді. Тимеген күйде қала береді. Сондықтан қышқылмен өңдеуді жоғарғықысыммен қолданады. Оның ішінде жоғары өткізгішті қабатшалар пакер немесе буферлер арқылы бітеледі. Осындай әдіспен қышқыл айдауда қабатты толығымен, оған қалыңдығы бойынша қышқылмен әсер ету біршама жоғарылайды.

Қысымды қышқылмен өңдеу әдітте ванна және қарапайым ТҚО операцияларынан кейін үшінші операция болып табылады.

Ұңғыда алдын-ала қарапайым шаралар өткізіледі: түп тығынды жою, парафинді тұнбадан арылу, суланған қабатшаларды бітеу, изоляциялау т.с.с. Әдетте қысымды ТҚӨ өткізер алдында қабат болатын жұтушы қабатшалар және олардың қалыңдығы зерттеледі. Шегендеу құбырын жоғары қысым әсерінен сақтау үшін қабат кровлясында НКТ-ға якорлы пакер орнатылады. өткізгіштігі жоғары қабатшаларды изоляциялау үшін немесе оның жұту қасиетін төмендету үшін қабатқа эмульсия айдалады.

Эмульсия 10-12%. ТҚ-қоспасын және мұнайды ортадан тепкіш сорап арқылы бір ыдыстан екіншісіне айдау арқылы бір ыдыстан екіншісіне айдау арқылы дайындалады. Эмульсия әдетте көлемі бойынша 70% ТҚК-нан, 30%- мұнйдан тұрады. Дайындау әдісі мен оны араластыру ұзақтығына байланысты тұтқырлығы әртүрлі эмульсия алуға болады. әдетте 1м қалыңдықты өткізгіштігі жоғары қабатша үшін 1,5-2,5м³ эмульсия қажет. Жұысшы қоспа қарапайым ТҚӨ сияқты сондай көлемде айдалады. Эмульсия НКТ көлемінде және пакерасты кеңістігінде ашық құбырлы кеңістік кезінде және геометризацияланбаған пакер кезінде айдалады.

Содан кейін НКТ мен түсірілген пакер сақиналы кеңістікті бітейді, қабатқа қалған эмульсия көлемі аз қысыммен айдалады. Эмульсиядан кейін жұмысшы қышқыл қоспасы НКТ-ң ішкі көлемімен бірдей айдалады, ол да аз қысыммен айдалады, ал қышқыл НКТ башмагына әкеткенде айдау жылдамдығы максималды өтеді, себебі түпте қажетті қысымды болдыру үшін. Одан кейін ұңғыға итергіш сұйығы айдалады. Толық нейтралдау үшін қоспаны ұстау уақыты қарапайым ТҚӨ-мен бірдей. Қоспа тұрып болғансоң якорлы пакер және НКТ алынып,ұңғы пайдалануға беріледі.

Термоқышқылды өңдеу. Тұз қышқылының магний немесе кей оның ертінділерімен арнайы НКТ соңында орналасқан реакциялатқыш құрылғы көмегімен, экзотермиялық реакция нәтижесінде ұңғының түп аймағында ыссы қышқыл пайда болады.

өңдеудің екі түрі бар:

ҰТА-н термохимиялық жолмен өңдеу – ыстық қышқылмен өңдеу, онда магниді еріту үшін қышқыл қогспасы көп беріледі, ол қабаттағы карбанат жыныстарын ерітіп, ондағы тұз қышқылының 10-12% концентрациясын сақтау үшін.

ҰТА термо қышқылдары өңдеу –термохимиялық және оның артынан үздіксіз ҰТА-ғын қышқылмен өңдеу процесстерін қосқан әдіс. Қышқылмен өңдеу мұнда қарапайым да, қысым көмегімен де болуы мүмкін.

ҰТА-ғын термохимиялық тұз қышқылмен өңдеу қабат температурасы төмен, түй аймақта қатты көмірсутек тұнбалары пайда болған (смола, парафин, асфальт) ұңғыларында тиімді. Бұл өңдеу әдісі корбанатты коллекторлар, сонымен бірге терригенді коллекторлар да да қолданылуы мүмкін.

Интервалды немесе сатылы тұз қышқылды өңдеу ортақ фильтірлі немесе ортақ түпті бірнеше қабатшаларды ашқанда, сонымен бірге қалық қабатты ашқанда, оның интервалында әр түрлі өткізгіштікті қабатшалар болса, онда осы әдіс қолданылады. Себебі сатылы ТҚО әрбір қабат немесе қабатша интервалын өңдейді. Ол үшін өңделетін интервал екі пакермен изоляцияланады, олар интервал шекарасында орналастырылады. Оның тиімділігі құбыр аралық цемент тасының герметикалық сапасына байланысты.