Абатты гидравликалық жарудың жүзеге асырылуы. Қабаттың өткізгіштігін және мұнайдың ұңғымаға ағуын жоғарылатуға тек

Қ абаттың ө ткізгіштігін жә не мұ найдың ұ ң ғ ымағ а ағ уын жоғ арылатуғ а тек ұ ң ғ ыманың тү п аймағ ын шайырдан жә не парафиннен тазалау немесе сұ йық тұ тқ ырлығ ын тө мендету ғ ана емес, сонымен қ атар қ абат коллекторының қ ұ рылымын ө згерту арқ ылы да қ ол жеткізуге болады. Ол ү шін қ абат коллекторына механикалық ә діспен ә сер ету ә дістерін қ олданамыз.

Механикалық ә діске қ абатты сұ йық пен жару ә дісі жатады.

Қ абатты сұ йық пен жару мұ най қ абаттарының біркелкісіз қ ұ рылымдарына жә не оларды қ абатқ а айдалатын сұ йық қ ысымы ә серімен бө луге негізделген.

Қ абатты гидравликалық жарудың технологиясы:

Гидравликалық жару ә дісі келесі ұ ң ғ ымаларда қ олданылады:

- ө німділігі аз ұ ң ғ ымаларда;

- қ абат қ ысымы жоғ ары, ө ткізгіштігі тө мен коллектордағ ы ұ ң ғ ымаларда;

- тү п аймағ ы ластанғ ан ұ ң ғ ымаларда;

- аз айдайтын айдау ұ ң ғ ымаларда;

- жұ тылу аралығ ын кең ейтуші айдау ұ ң ғ ымаларда.

Гидравликалық жарудың мақ саты мен міндеттері:

Қ абатты сұ йық пен жару кезінде тө мендегі тапсырмалар орындалуы керек:

а) Жарық шалар салу: жарық шалардың тү зілуі қ абат қ ұ рамына сә йкес келетін сұ йық ты қ абаттың жұ тылу жылдамдығ ына айдау арқ ылы жү зеге асады. Сұ йық тың жылдамдығ ы тау жыныстарында ішкі кернеуі жоғ арылағ анша жү реді. Содан қ абатта жарық шалар тү зіледі.

б) Жарық шаларды ашық кү йде сақ тау: қ абатта жарық шалар тү зіле бастағ ан уақ ытта, сұ йық тың қ ұ рамына жарық ты айыратын материалдар (проппант – қ арапайым қ ұ м) қ осамыз, жарық шағ а сұ йық ты тасымалдауғ а арналғ ан. Сұ йық пен жару процесінен кейін қ ысым азайып проппант жарық шаларды ашық кү йде сақ тап қ алып, қ абатта сұ йық тың ө ткізгіштігін жақ сартады.

в) Жару сұ йығ ын тазарту: ұ ң ғ ымада ө ндіру процессін бастамас бұ рын, ұ ң ғ ымалардағ ы жару сұ йығ ын тазалауымыз қ ажет. Оны жоюдың қ иындығ ы, қ олданылатын сұ йық тың сипаттамасына, қ абат қ ысымына жә не сұ йық ты жару бойынша қ абаттың салыстырмалы ө ткізгіштігіне байланысты болады. Жару сұ йығ ын жоюдың маң ыздылығ ы, салыстырмалы ө ткізгіштікті тө мендету кезінде, ол сұ йық тың ағ у жолында кедергі жасауы мү мкін.

г) Қ абаттың ө німділігін жоғ арылату: процесті жобалауды бастамас бұ рын оның экономикалық тиімділігіне толық талдау жү ргізу керек.

Гидрожаруды техникалық жарамсыз ұ ң ғ ымаларда жә не сулы нұ сқ а немесе газ шапкасына жақ ын орналасқ ан ұ ң ғ ымаларында қ олданбағ ан дұ рыс. Жұ мысты бастар алдында ұ ң ғ ыма тү бін жуып, тазалап алады. Басқ а жағ дайларда қ абаттағ ы сұ йық тың сү зілу қ асиетін жақ сарту мақ сатында ұ ң ғ ымада тұ зқ ышқ ылды ө ң деу жә не қ осымша перфорациялау операциялары жү ргізіледі. Бұ л шаралар жару қ ысымын тө мендетіп, оның тиімділігін жоғ арылатады. Аса тиімді нә тижені гидроқ ұ мағ ынды перфорациясы береді.

Тазалудан кейін, игеру кезінде қ ысымды жоғ алтудан сақ тау ү шін ұ ң ғ ымағ а СКҚ -лар тү сіріледі. Шегендеу қ ұ бырларын берілген жоғ арғ ы қ ысымдардан сақ тау ү шін кейде пакерлер орнатылады. Жоғ ары қ ысымды гидрожару кезінде пакерге астынан ө те кө п кү штер ә сер етеді. Пакердің ығ ысып кетпеуі ү шін тізбекте пакерден сә л жоғ арырақ гидравликалық якорлар орнатылады.

Қ ұ быр, пакер, якорь тү сіріліп болғ аннан соң ұ ң ғ ыма сағ асында тізбек басы орнатылып, оғ ан айдау ү шін сорапты агрегат жалғ анады.

Алғ ашқ ыда жару сұ йығ ын сорапты агрегат арқ ылы айдайды. Айдау барысында қ ысым жайлап жоғ арылай береді. Тү п аймағ ында қ ысым арнайы бір шамағ а ие болғ ан сә тінде қ абат жарылып, ойық тар пайда болады. Жарылу моменті манометрлердегі қ ысым кө рсеткіштерінің кү рт қ ұ лауынан анық талады. Жару қ ысымы ә серінен кейбір ұ ң ғ ымалардың сағ асында айдау сұ йығ ы біршама ө седі. Қ абатты сұ йық пен жарудан кейін қ ұ м тасушы сұ йығ ын айдау басталады.

Аса тиімді нә тиже жоғ ары жылдамдық пен айдағ анда болады. Содан кейін қ абатқ а сұ йық ты игеру сұ йығ ымен айдайды. Оның қ ысымы да, жылдамдығ ы да ең жоғ арғ ы мә нде болады. Игеру сұ йығ ы мұ най ұ ң ғ ымасында мұ най, ал айдау ұ ң ғ ымасында су болып табылады. Игеру процесінен кейін сағ аны жауып, ұ ң ғ ыманы тоқ татады. Осыдан кейін ұ ң ғ ыманы жауып, топырақ тардан тазалап оны мең геруге кіріседі.

Қ абатты гидравликалық жару, осы облыста жү ргізілген эксперименталды зерттеулері, кен орынды игеру жә не пайдалануда ә ртү рлі технологиялық жә не оның кең теориялық жү йелерін тапты.

Мұ най қ абатының геомеханикалық жә не пайдалану сипаттамасына байланысты, немесе бө лек ө німді қ абаттар ү шін, одан басқ а ө німді қ абаттың рентабельді технологиялық жү йесіне байланысты қ абатты гидравликалық жару ә дісінің бір тү рі таң далады. Қ абатты гидравликалық жару тү рлері бағ ытымен жә не оның санымен анық талады. Бағ ыты – ол ойық тардың кө лденең немесе тік болуы, ал ойық саны ө те кө п.

Бұ дан басқ а гидрожарудың келесі тү рлері бар: магниймен гидравликалық жару, қ ұ мағ ынды перфорация мен біріктірілген гидравликалық жару, қ ышқ ылды пайдаланып ойық қ а қ ұ м айдамай кө п сатылы жару.

Бұ л технологиялық процестерді Оң тү стік Торғ ай ойпатында орналасқ ан Арысқ ұ м, Қ ұ мкө л жә не т.б. кеніштерінде «ТРАЙКАН УЭЛ СЕРВИС КАЗАХСТАН ЛИМИТЕД» компаниясы жү зеге асырғ ан. Ә рқ айсысының қ уаты 1500ат кү шіне тең болатын жоғ ары арында сораптар трейлерге бекітілген. Қ уаты 2000 ат кү шіне тең сорап резервте сақ талып отырады (сурет 7.4).

Қ абатты сұ йық пен жару қ ондырғ ысының араластырғ ышы 50 баррельге (шамамен 8 тонна) есептелген. Проппанттарды сақ тау ыдыстары жылжымалы жетекке орнық тырылғ ан. Бұ л кезде ү лкен кө лемдегі проппантты тү сіріп алу оң айлайды. Оның кө лемі 60 тонна. Кө лемі 80 м³ болатын резервуарлар қ озғ алмалы жә не бір жерден екінші жерге кө шуі тез, ә рі оң ай. Қ абатты сұ йық пен жаруда қ ажетті су кө лемін қ амтамасыз ету ү шін ү шін 3 резервуар қ олданылады.

Қ абатты сұ йық пен жару процесін бақ ылайтын орталық қ озғ алмалы прицепке орнатылғ ан.

7.4-сурет. Қ абатты сұ йық пен жару процесінің технологиялық сұ лбасы

Фонтанды арматурағ а арналғ ан саң ылаусыздандыру жұ мыстары арнайы жабдық тар кө мегімен жү зеге асырылып, одан 800 тонна жұ мыс агенті айдалып ө теді. Ұ ң ғ ыма бойын байқ ап кө ру, ө ң деу жә не қ ысыммен цементтеу ү шін 146мм жә не 168 мм – лік пакерлер қ олданылады.

Мысал ретінде қ арастыратын болсақ, Арысқ ұ м кен орнында 29 ө ндіруші ұ ң ғ ымасының 12-де қ абатты сұ йық пен жару іс-шарасы жү зеге асырылғ ан. Осы ұ ң ғ ымалар бойынша тү пкі аймақ қ а ә сер етуге дейін жә не кейін мұ най ө ндірісі айырмашылығ ына талдау жасалғ ан. Бұ л талдау ө ң делген ұ ң ғ ымалардың жалпы мұ най ө ндірісіне қ абатты сұ йық пен жару ә дісінен келетін тиімділікті анық тау ү шін орындалады.

Ә рбір ұ ң ғ ыма ү шін ө ң деуге дейін бірнеше ай бойынша орташа ө німділігі анық талып, сұ йық пен жару процесінен кейін 4 апталық ө ндіру кө лемі шамасымен салыстырылады. Осығ ан қ оса ә рбір ұ ң ғ ыманың ө німділік коэффиценттері ө ң деуден кейін біршамағ а кө бейіп, анық талғ ан қ ысым айырмашылығ ымен бірге жалпы ө ндірісті болжау есептемелері жү ргізілді (7.3-кесте). Ұ ң ғ ымалар бойынша статикалық жә не тү пкі қ ысымдар ә ртү рлі кө здерден алынды жә не олардың дұ рыстығ ы анық талды. Терең дік манометрлер кө мегімен ө лшей алмайтын ұ ң ғ ымалардың тү птік қ ысымдары мен динамикалық сұ йық дең гейін эхолотпен ө лшеу арқ ылы анық талды.

7.4 – кесте. Мұ найдың ө сімінің ө згеруі

Мұ ндай салыстырудың тағ ы бір тү рі ө ң делген ұ ң ғ ымаларда жалпы сұ йық ө ндірісі жә не сулану кө рсеткіштері параметрлерімен байланысты жү зеге асырылады. Бұ л салыстыру жұ мысы қ абатты сұ йық пен жару іс-ә рекеті сулану кө рсеткішіне ә серін анық тау ү шін жү зеге асырылады. Салыстыру нә тижелері 7.5- кестеде келтірілген.

7.5 - кесте. Жалпы сұ йық ө ндірісі жә не сулану кө рсеткіштерінің ө згерісі

Жү ргізілген іс-шаралардың нә тижесінде қ абатты сұ йық пен жару (ГРП) ә дісін қ олданудың тиімділігі ө зінің оң нә тижесін бергендігі анық талды. Кейбір ө ндіруші ұ ң ғ ымалардың ө німділігі 38 т/тә уліктен 66 т/тә улікке дейін ө нім беріп, қ абатты сұ йық пен жару ә дісін қ олданудың нә тижесінде тиімділік 66%-ғ а жоғ арылағ андығ ы байқ алады.

2010 жылы Арысқ ұ м кен орнына қ арасты АК-150 ұ ң ғ ымасына сұ йық пен жару (мини ГРП) процесі қ олданылды. Процестің жү ру барысы тө менде кө рсетілген:

Ұ ң ғ ымағ а 3, 5 м³ кө лемінде тұ тқ ырлығ ы жоғ ары сұ йық айдалады да, ұ ң ғ ыма сағ асы жабылады да, 0, 482 тн 16/30 керамикалық проппантпен 9, 3 м³ сұ йық, 4, 1м³ кө лемде гелий 1, 6м³/мин жылдамдық пен айдалады. Таза қ ысымды есептеу ү шін қ ысымның тө мендеуіне, жарық тың бітелу қ ысымына, перфорация аралығ ына талдау жасалынды.

Осыдан кейін қ абатты сұ йық пен жарудың (ГРП) негізгі процесі жү ргізіледі.

Ұ ң ғ ымағ а концентрациясы 3, 0 кг/м³ кө лемі 2, 9м³, 1, 6м³/мин жылдамдық та қ абаттағ ы жарық шаларды ұ стап тұ ру ү шін арнайы бекіткіш сұ йық зат (сшитая подушка) айдалды. Ә рі қ арай М-II горизонтына (1030÷ 1034м) аралығ ында Fores Fore Prop компаниясы ө ндірген 16, 6 м³ кө лемде – 7, 53 тонн 16/30 проппант айдалып, Fores RCP ө ндірген 2 тонн 12/18 проппант 3, 5 м³ кө лемде гелиймен бастырылып айдалады. Проппанттың концентрациясы 1240кг/м³ перфорация аралығ ында 1230 кг/м³ қ ұ рады.

Айдалғ ан таза сұ йық тың жалпы кө лемі 36 м³.

Бү лінген сұ йық қ ұ рамы 39, 5м³.

Жалпы айдалғ ан проппант кө лемі 8000 кг.

Бақ ылау сұ рақ тары:

1. Гидравликалық жару ә дісі қ андай ұ ң ғ ымаларда қ олданылады?

2. Гидравликалық жарудың мақ саты мен міндеттері?

3. Қ абатты гидравликалық жару процесін қ алай бақ ылайды?

7.3.2. Қ абатты гидравликалық жаруғ а арналғ ан техникалар

Қ абатты гидравликалық жаруғ а арналғ ан жабдық тар: автоцистерналар, ү ш сұ йық қ а арналғ ан (жару сұ йығ ы, қ ұ м тасығ ыш, буферлік жару сұ йығ ын айдауғ а арналғ ан) ү лкен қ ысымды сорапты агрегаттар, қ ұ м араластырғ ыштар, сұ йық ты айдауғ а арналғ ан сорапты агрегаттар, манифольд, ұ ң ғ ыма сағ асының жабдығ ы, ұ ң ғ ыма ішіндегі жабдық тар жиынтығ ы – СКҚ, пакер, якорь.

Автоцистерналар. Сұ йық пен жаруғ а арналғ ан автоцистерналарғ а қ ойылатын талаптар: берілген кө лемдегі ыдыс (емкость), сұ йық температурасын қ алыпты ұ стауғ а арналғ ан қ ұ рылғ ы, сұ йық ты айдау сорабы болуы қ ажет. Автоцистерна жақ сы жү к кө тергіштікке ие болуы қ ажет жә не ө зі жү ретін немесе жетекте орналасады.

Қ азіргі таң да келесі маркалы цистерналар қ олданады:

ППЦ-23-5524П, АЦН-11-257, АЦН-7, 5-5334, ЦР-7АП, Ап-15-5320/8350.

Ең ү лкен сыйымдылық ты болып ППЦ-23-5524П цистернасы табылады, ол КрАЗ-257 автокө лігінде жә не жарты жетекте жабдық талғ ан цистернадан, трансмиссия мен сорапты блоктан, манифольдтан, ө зіндік сору жү йесінен жә не басқ ада жабдық тардан тұ рады. Бұ л цистерна зиянсыз сұ йық тарды тасымалдауғ а, сұ йық пен жаруда, гидроқ ұ мағ ынды перфорацияда, тү п аймағ ын қ ышқ ылмен ө ндегенде сорапты агрегаттарғ а беруге арналғ ан.

7.6-кесте. ППЦ-23-5524П цистернасының техникалық сипаттамасы

Сорапты агрегаттар. Сорапты агрегаттарғ а қ ойылатын талаптар: жару жә не буферлік сұ йық автономды жетекті бір агрегатпен айдалуы қ ажет. Агрегат сорабы ү лкен беріліске ие болуы керек жә не пайдалану ауданы шартында сұ йық пен жару ү шін жеткілікті қ ысым тудыру қ ажет.

Қ ысым тудыру ү шін КрАЗ-257 автокө лігінде жабдық талғ ан 4АН-700 сорапты агрегат қ олданылады. Агрегат жабдығ ы 4АН-700 кү штік қ ондырғ ыдан, 4КПм беріліс қ орабынан, 4АН-700 горизонтальды ү ш плунжерлі сораптан, манифольдтан жә не басқ ару жү йесінен тұ рады.

7.5 – сурет. ГРП 4АН-700 сорапты агрегаты:

1 - КрАЗ-257 автокө лігі; 2 – басқ ару кабинасы; 3 - кү штік агрегат; 4 – жылдамдық коробкасы; 5 - сцепления муфтасы; 6 - сорапты агрегат; 7 - шығ у манифольды; 8 – жоғ ары қ ысымды жалғ ау қ ұ бырлары.

4СУ-800 кү штік қ одырғ ысы кө п дискалы фракциялы муфталы дизельден, ортадан тепкіш желдеткіштен, қ оректену, салқ ындату, майлау жү йелерінен жә не басқ ада тү йіндерден тұ рады. Қ озғ алтқ ыш ретінде V-тә різді, 12 цилиндрлі тө рт тактылы дизель қ олданады. Қ озғ алтқ ыштың ең ү лкен қ уаты 588 кВт.

3КПм беріліс қ орабы тө рт сатылы, келесі беріліс қ атынастарын қ амтамасыздандырады: 4, 67; 3, 43; 2, 43; 1, 94.

4Р-700 сорабы ү ш плунжерлі, горизонтальды, бір жақ ты қ озғ алады. Оның қ ұ рылысы, диаметрі 100мм немесе 200мм плунжермен жұ мыс жасауда қ арастырылғ ан. Сонда ең ү лкен беріліс 22 л/с, қ ысымы 21 МПа, ал ең кіші берілісі 6, 3 л/с, қ ысымы 70 МПа.

Қ ұ мараластырғ ыш. Агрегат қ ұ мды тасымалдауды жә не қ ұ м-сұ йық қ оспасын дайындауды қ амтамасыздандыру қ ажет. Агрегатта екі фракциялы – майда жә не ү лкен қ ұ м толтыратын екі ыдыс болады. Гидрожетек автомашинаның жү ргіш қ озғ алтқ ышы арқ ылы жұ мыс жасайды.

7.6 – сурет. ЗПА қ ұ м араластырғ ыш агрегаты:

1 – ортадан тепкіш сорап 4ПС; 2 – ГАЗ-51 қ озғ алтқ ыштың кү штік блогы; 3 – араластырғ ыш қ ондырғ ы; 4 - иілген шнек; 5 – қ ұ мғ а арналғ ан бункер; 6 – қ абылдаушы қ ұ быр; 7 – таратушы қ ұ быр; 8 - КрАЗ-257 автокө лігі.

Қ ұ м тығ ындарын жә не ыдыс қ абырғ асына қ ұ мның жағ ылуын болдырмайтын дірілдеткіштер жабдық талғ ан. Дірілдеткіш жетегі пневматикалы компрессор арқ ылы жұ мыс жасайды.

Гидрожетекті жұ мыс шнегімен жабдық талғ ан гидрожү йеде қ ұ м-сұ йық қ оспасы араласады. Ө німділігі 50÷ 75 т/сағ. қ оспа қ алақ шалы араластырғ ышты аккумуляторда жә не қ ұ мның тұ нуын болдыру ү шін гидромоторларда жиналады. Аккумулятор сыйымдылығ ы 1÷ 1, 5 м³. Аккумулятордан сорапты агрегатқ а қ оспа қ ұ м сорабымен беріледі.

4ПА агрегаты КрАЗ-257 автомашинасында жабдық талғ ан жә не басқ ару қ ұ рылғ ысынан, аккумулятордан, араластырғ ыштан, қ ұ м берілісін реттегіштен, жұ мыс шнегінен, бункерден, пневмо дірілдеткіштен, май жә не қ ұ м сораптарынан, қ ұ растыру базасынан тұ рады.

Манифольд агрегаттардың барлығ ынбір жү йеге қ осуғ а, сұ йық пен жару процесін басқ аруғ а, бақ ылауғ а жә не қ орғ ауғ а арналғ ан. Манифольд блогы екі топты байланыстан тұ рады – тө мен жә не жоғ ары қ ысымды жә не сораптардың бірі апаттық тоқ тағ анда тө мен қ ысымды желіге сұ йық тың кері ағ уын болдырмайтын кері клапандармен жабдық талғ ан.

Қ азіргі кезде 1БМ-700 манифольд блогы қ олданылады. Ол 70 МПа-ғ а дейін қ ысымда жұ мыс жасауғ а мү мкіндік береді.

Ұ ң ғ ыма ішіндегі жабдық тар. Ұ ң ғ ымада СКҚ тізбегіне пакер жә не якорь тү сіреді. Пакер, ұ ң ғ ыманың тү п аймағ ын ұ ң ғ ыма бағ анасының басқ а бө лігінен бө ліп тұ рады. Сонымен қ атар пакер шегендеуші қ ұ бырлардың негізгі бө лігі жоғ ары қ ысымнан сақ талады. Ұ ң ғ ымада ү лкен қ ысым болғ андық тан пакерге ә сер ететін ө стік кү ш оны жылжытады. Пакердің шлипсін ұ стау орнында ұ стап тұ руғ а жеткіліксіз болады. Сондық тан пакер ү стіне якорь қ ояды.

Ұ ң ғ ыма сағ асының жабдығ ы жер бетіндегі жабдық тарды СКҚ ішімен жә не қ ұ быр сыртындағ ы кең істікпен қ осуғ а арналғ ан. Сағ алық арматура диаметрі 73 мм жә не 89 мм қ ұ бырларды қ осуғ а мү мкіндік береді жә не 70 МПа-ғ а дейінгі қ ысымғ а арналғ ан. Арматура шифры 2АУ-700.