2.2 Дәрістік сабақ конспектілері

№1 дәріс. Негізгі ұғымдар мен анықтамалар

Қабатты ашу – оның барлық қалындығын қазумен байланысты жүргізілетін жұмыстар (комплексі) жинағы. Өнімді қабатты ашудың негізгі мақсаты – қабаттың табиғи параметрлерін сақтау және басқа сұйықтардың қабатқа өтіп кету мүмкіндігін алдын ала ескерту. Бұл мақсатты орындау үшін қабатты ашуға барынша аз, қабаттың табиғи өткізгіштігін сақтайтын материалдармен өңделген жуу сұйығын пайдаланды. Бекітілген және цементтелген ұңғыдағы ашуды – қабатты екінші ашу немесе қабатты жан-жағынан тесу (перфорациялау) арқылы ашу деп атайды. Өндіріс практикасында қазу және перфорациялау арқылы қабаттарды ашу үшін әдістердің бірнеше варианттары қолданылады.

Соңғы кездерде қабатты ашуға пайдаланылатын – құрамына ауа қосылған және көбіктелген ерітінділердің көлемі ұлғаюда. Шетелдер практикасында бұл жағдайда, құрамында қатты фаза барынша аз және полимерлі ерітінділер кеңінен қолданылады.

Қабатты қазу кезіндегі сынау – бұл шекті жұмыстар (комплексі) жинағы. Бұл жұмыстардың мақсаты өнімді қабаттан ұңғыға сұйық құйылысын қамтамасыз ету (шақыру), сынау кезінде бұрғылау құбырына енген қабат сұйығынан (лабораториялық талдауға) сынама алу, қабаттың қанғандығын бағалау, оның қысымы мен температурасын, сонымен қатар дебиттің шамамен мөлшерін анықтау. Сынау–қазу кезінде бұрғылау құбырлары немесе каротаждық кабель арқылы түсірілетін сынағыштармен жүргізіледі.

Қабатты сынау – бұл ұлғайтылған жұмыстар (комплексі) жинағы. Қабатты сынау – қазу кезінде, сонымен қатар, ұңғыға шегендеуші пайдалану құбырын түсіріп цементтегеннен кейін де жүргізіледі. Сынау жұмыстарының мақсаты қабаттан – ұңғыға сұйықпен газ құйылысын қамтамасыз ету, қабат сұйықтары мен газдан терең сынама алу, қабаттағы мұнай мен газдың гидродинамикалық параметрлерін анықтау арқылы олардың өндірістік маңызын айқындау. Сынаудың нәтижелері мұнай мен газдың қорын есептеуге және кен орындарының пайдалану жобаларын жасауға қолданылады.Қабатты сынау – қазу кезінде құбырлар арқылы түсірілген сынағыштармен жүргізіліп, оның нәтижесінде шегендеуші пайдалану құбырын түсіру қажеттігін анықтайды және алаңсыз зерттеуге объектілер белгіленеді.

Ұңғыны бекіту – кен орнын қазу кезінде бұрғылауды әрі жалғастыруда және ұңғының ұзақ пайдалану мүмкіншілігін қамтамасыз ету үшін ұңғының оқпанын (құрылмасына сәйкес) бекіту қажет. Ұңғыны бекітудің негізгі мақсаты – «қабат пен ұңғы сағасын» берік байланыстыратын және ашылған (барлық) мұнай, газ, су қабаттарын өзара ойдағыдай ажыратуын қамтамасыз ететін канал жасау. Өнімді қабаттарды өзара қатынастырмау үшін ұңғыға шегендеуші құбырлар тізбегін түсіріп бекітеді де тізбектің сыртын тиісті биіктікке цементтеп тастайды.

Ұңғыны игеру - бұған қабаттан құйылыстың қарқынын өршіту, өндірістік дебит (құйылыс) алу және ұңғыны пайдалануға тапсыруда не консервацияға қойғанда зерттеу тәртібін белгілеу жұмыстар комплексі (жинағы) кіреді.

Ұңғыны игеру – (бір не бірнеше) қабатты сынағанда қажетті жұмыстар копмплексі орындалып, мұнай мен газдан өндірістік өнім алғаннан кейін жүргізіледі. Пәнді өткенде төмендегі терминдерді білу қажет:

Пайдалану түбі-бекітілмеген оқпан немесе шегендеуші құбырлармен цемент сақинасының тесіктері арқылы ұңғымен байланысатын – ашылған қабат қалыңдығының беті.

Қабаттың түптік зонасы – ұңғының пайдалану түбінің айналасындағы коллектор көлемі, қабатты ашу кезіндегі жуу сұйығы фильтратының ену зонасын немесе қабатқа әртүрлі әдістермен құйылысты күшейту мақсатында ықпал жасау зонасын қамтиды.

Сұйықтың құйылысын күшейту (интенсивтендіру) - ұңғыны пайдалану кезінде дебит шамасын қуаттау немесе өсіру үшін қабаттың түптік зонасына әдістердің бірімен (физикалық, химиялық, механикалық немесе олардың комбинациясы) ықпал жасау.

Кеуектік қысым - өткізбейтін жыныстың кеуектеріндегі сұйықтың (газдың) қысымы.

Қабаттық қысым - өткізгіш жыныстың кеуектеріндегі сұйықтың (газдың) қысымы.

Гидростатикалық қысым - қабатта шеттік немесе контурлық сулардың әсерінен пайда болған қысым.

(1.1)

мұнда - қабаттық судың тығыздығы, минералдану дәрежесіне байланысты аралығында өзгереді;

- еркін түсу үдеуі;

- белгілі тереңдік, м

Шартты гидростатикалық қысым - тұщы су бағанасының, ұңғының сағасынан қабат қалыңдығының ортасына дейінгі қысым.

Геостатикалық қысым - жоғары орналасқан тау жыныстарының массасы арқылы төменгі қабатқа берілетін қысым.

(1.2)

мұнда - жоғары орналасқан жыныс қабатының көлемдік тығыздығы.

Геотектоникалық қысым - тектоникалық процестер мен қосымша кернеулердің нәтижесінде қабаттарда пайда болған кернеу мен қысым.

Тау-кен қысымы - қабатқа жиынтық қысым – геостатикалық және геотектоникалық қысымдардың қосындысы:

(1.3)

Қабат қысымының аномальді коэффициенті . Қабат қысымының гидростатикалық қысымға қатынасы:

(1.4)

мұнда: - Z тереңдіктегі қабат қысымы, Па;

- тұшы су тығыздығы.

Егер болса, онда қысым қанағаттынарлық болып есептеледі;

- артық қысым;

- аномальді жоғары қабат қысымы (АЖҚҚ);

- аномальді төмен қабат қысымы (АТҚҚ).

Нег: 1[5-70].

Бақылау сұрақтары:

1. Негізгі ұғымдар мен анықтамалар.

2. Қабаттық қысым.

3. Гидростатикалық қысым.

4. Геостатикалық қысым.

№ 2 дәріс. Өнімді қабаттарды алғаш (қазумен) ашу

Мұнай, газ кен орындары көп қабатты болып келеді. Жер қойнауында литологиялық құрамы әр қилы, әр қалыңдықты газды, газоконденсатты және су қабаттары кездеседі. Жыныс коллекторлардың бұл кен орындарында орналасу жағдайлары да әр түрлі. Қабаттық қысымдар мөлшеріне байланысты гидростатикалық қысымды немесе аномалды жоғары және төмен қысымды болып бөлінеді. Өнімді қабаттардың тереңдіктері кең диапазонда өзгереді (200 метрден 5000 – 7000 м және онан да терең). Аз мөлшерде мұнай қорлары 6800-8300 м кездеседі. Мұнай, газ кен орындарының әр түрлі табиғи жағдайларда кездесуімен байланысты олардың әр қайсысын ашу үшін, өндірісте сыналған озық әдістерді қолдану қажет.

Өнімді қабаттарды ашу және ұңғыларды аяқтау әдістері

Өнімді қабаттарды ашу және ұңғыларды аяқтау кезінде үш вариантты түптік жабдықтар қолданылады.

Бірінші вариант. Ұңғы өнімді қабат төбесіне дейін қазылғаннан кейін, оған пайдалану құбырлар тізбегін түсіріп, цементтейді (1.1) сурет.

2.1 – Сурет. Ұңғыманың төменгі бөлігін жабдықтау сұлбасы: 1 — шегендеуші тізбек; 2 — сүзгі; 3 — цемент тасы; 4 — пакер және аспалы құрылғы; 5 — перфора-циялы тесіктер; 6 — өнімді қор; 7 — жасырын шегендеуші тізбек; 8— сулы қабат.

Содан кейін кіші диаметрлі қашаумен өнімді қабатты қазып ашады. Егер а) коллектор құрамы тұрақты, цементтелген жыныстардан құралған және біртекті сұйықпен қаныққан болса, ұңғы оқпанын ашық қалдырады; б) егер коллектор құрамы орташа цементтелген жыныстардан құралған болса, өнімді қабат оқпанына жер бетінде жасалған құбыр-сүзгі түсіріледі; в) егер коллектор құрамы осал цементтелген жыныстардан және су қабаттарынан тұрса - өнімді қабат оқпанына кіші диаметрлі құбырлар тізбегінің төменгі бөлігі жіберіліп, цементтелінеді, оны сынау үшін арнаулы аралықтар перфорацияланады.

Бұл бірінші варианттың құнды жағы - өнімді қабаттарды ашудан бұрын жуу сұйығының түрін таңдауға немесе қабат қысымының мөлшеріне байланысты, оның тығыздығын төмендетуге болады.

Екінші вариант. Ұңғының өнімді қабаттың барлық қалыңдығын қазумен ашады. Содан кейін, ұңғыға, төменгі жағында алдын-ала даярланған сүзгісі бар, пайдалану құбырлар тізбегін түсіріп, оны өнімді қабаттың төбесінен жоғары (манжет не пакер арқылы) цементтейді (1.1 г сурет).

Бұл жағдайда, жоғары бірінші вариантқа тән құнды жағы жоқ. Бірақ бұл вариант цементтеу кезінде өнімді қабат аралығында қосымша блокада қолданылуы мүмкін.

Үшінші вариант. Ұңғыға, өнімді қабаттың барлық қалыңдығын қазумен ашқаннан кейін, пайдалану құбырлар тізбегі түбіне дейін түсіріліп, тізбектің тыянағы арқылы цементтелінеді. Содан кейін әр горизонт тұсынан перфорация жасалып, барлық объектілер төменнен – жоғары сыналады (1.1 д суретт).

Үшінші вариант бойынша пайдалану түбінің жабдығы қабаттарды сапалы ашуды қамтамасыз ете алмайды, себебі бұл жағдайда бұрғылау кезінде қолданылған жуу сұйықтарын арнаулы сұйыққа ауыстыру мүмкіншілігі қиын немесе мүлдем жоқ. Әр өнімді қабаттың К_а әр түрлі, сондықтан қазу кезінде ең жоғары К_а байланысты жуу сұйығының тығыздығын таңдайды.

Бірақ бұл кемшіліктеріне қарамастан, бұл вариант бойынша қабаттарды ашу, көп қабатты мұнай газ кен орындарын игергенде кеңінен қолданылады.

Бұл жағдайларда өнімді қабаттардың жуу және цемент ерітінділерінің әсерінен өткізгіштігін төмендетпеу үшін қазу кезінде, сынауды сынағыштар арқылы жоғарыдан төмен әдісімен жүргізген жөн.

Жуу сұйықтарының коллекторларды ашу сапасына тигізетін әсері.

Жыныс – коллекторлардың сипаты мен ашу ерекшеліктерін ескеріп, оларды ашу кезінде өнімді қабат оқпаны аймағының (ӨҚОА) өткізгіштігінің төмендеуінің бірнеше схемасын келтіруге болады.

ӨҚОА өткізгіштігінің төмендеуі – коллектордың түріне, жуу сұйығының сапасына, сонымен қатар жыныс-коллекторларлдың литологиялық-петрографиялық қасиеттеріне (құрамында саз минералының барлығы), коллекторлардағы кеуектік каналдардың құрылымы мен өлшемдеріне байланысты.

Коллекторлардың өткізгіштігіне әсер етуші факторларды түсіну үшін түйіршікті коллекторларды ашу процесін қараған жөн. Бұл коллектордың өткізгіштігіне төменгі факторлар әсер етеді:

1. Су негізіндегі жуу сұйығы сүзіндісінің қабат капилярына енуі.

2. Қабат каналдарының қатты фаза бөлшектерімен кольматациялануы (жабылуы).

3. Өнімді қабат құрамындағы сазды заттардың ісінуі.

4. Қабаттың капилярларында жоғары тұтқырлы эмульсиясының пайда болуы.

5. Қабаттың кеуектік ортасындағы капилярлық күштердің әсері.

6. Қабат капилярында ерімейтін шөгінділердің өсуі және қоюланған сұйықтардың пайда болуы.