9.3.Фонтанды ұңғыманың жұмысы кезінде кезінде болатын қиындықтар және олардың алдын-алу.

Әр-түрлі кен орындар және бір кен орындағы бөлек өнімді қабаттарды пайдалану жағдайлары бір-бірінен өзгеше болады. Осыған сәйкес фонтанды ұңғымалардың жұмысында болатын қиындықтар да әртүрлі. Бірақ, әдеттегі және жиі болатын, немесе салдары жағынан ең қауіпті қиындықтарға келесілер жатады:

-сағалық арматураның саңылау сызығы бұзылуы нәтижесінде болатын ашық реттелмейтін фонтандау;

-фонтандау кезінде бүлкілдеу, ол ұңғыманың уақыт бұрын тоқтатуына әкеледі;

-құм шығаруға бейім, тұрақты емес қабаттарды пайдалану кезінде, түпте және СКҚ өзінде құм тығынының пайда болуы;

-ұңғыма түбінде және СКҚ ішінде тұздың қабаттануы.

Ашық фонтандау

Мұнай және газды игеру кезінде ашық фонтандаудың және фонтанды ұңғымаларда күрделі ұзақ өрт болу кездері белгілі. Бұл кен орнының уақыт бұрын таусылуына және ұңғы сағасының айналасында пайда болатын шұңқырға, оның сұйық батпағына барлық бұрғылау қондырғысы түседі.

Мұндай фонтанды сөндіру және жою үшін екінші көлбеу ұңғымасын бұрғылау және онда атом зарядын жару қолданылады. Мұндай ашық фонтанның ауырлық дәрежесі, осы апатты шақыру себебі сияқты әртүрлі. Қабатты ашу және ұңғыманы игеру процесіндегі қиындықтар және ойда болмаған бұзулармен қатар, сағалық қондырғыда, соның ішінде, фонтанды арматурадағы бұзылыстар үлкен роль ойнайды, жалғасулардың тығыз еместігі немесе арматураның дірілдеуі салдарынан болатын бұзылыстар, ГСҚ ағынындағы абразивті қоспаның жеу қасиетінің нәтижесінде болатын үзілулер және «свищ» ауыр апаттың себебі болуы мүмкін. Оларды алдын-алу үшін, арматураны әрқашан екі есе сынау қысымымен (кейде біржарым есе) пресстейді,сонымен бірге, бөлек элементтер, және жиналған арматура процесстеледі.

Соңғы уақытта,ашық тасталуды алдын-алу үшін әртүрлі айырғыштар игеріліп, қолданыс тапқан, олар ұңғыманың біршама тереңдігіне түсіріліп немесе фонтанды құбыр бағанасының башмак астына да түсіріледі. Шегендеу бағанасының шлипасасында орнатылатын айырғыштар болады, ол автоматты түрде СКҚ қимасын немесе шегендеу бағанасы қимасын, сұйық шығыны, критикалықтан асып, күрт артқанда жабылады. Шетелде фонтанды құбырда орнатылатын айырғыштар белгілі. Мұндай айырғыштарда ГСҚ критикалық шығын кезінде, автоматты түрде ағынды жауып, ашық фонтандауды алдын-алады. Фонтанды құбыр қимасын мәжбүрлі жабатын айырғыштар белгілі. Олар шарлы кран түрінде жасалған, оны бұру гидравликалық жер бетінен іске асады. Мұндай шарлы кранның тартпалы механизмі фонтанды құбыр бағанасына жалғасқан кішкентай диаметрлі (12,18 мм) құбырша көмегімен жер бетіне шығып, қысым көзіне, әдетте, ұңғыма шығуына қосылады. Құбырша қысым болғанда, шарлы кран ашық болады. Құбыршады қысым түскен кезде, шарлы кран серппелі механизм көмегімен бұрылып, фонтанды құбырды жабады.

Жай беттік механикалық істейтін айырғыштар болады, олар манифольд желісіне орнатылады, және фонтанды ұңғыманы каррозиядан немесе механикалық зақымданудан лақтырынды желілеріндегі үзілулер кезінде жабады.

Парафинннің қабаттануын алдын-алу

Мұнай- жеңіл және ауыр көміртегілердің күрделі қоспасы және ол қабат жағдайларында термодиномикалық тепе-теңдікте болатыны белгілі. Мұнайды игеру термодинамикалық жағдайлардың өзгеруімен және мұнайдың қабат жағдайынан жер бетіндегі жағдайға өтуімен байланысты. Бұл кезде қысым және температура төмендейді. Қоспадағы бөлек көміртегілердің фазалық тепе-теңдігі бұзылып, бір жағынан белгілі құрамды көміртегі газы түрінде бөлінеді, ал екінші жағынан парафин, смола және асфальтен түрінде ауыр және майлы фракциялар бөлінеді.

Көтерілу кезінде мұнайдың сууы, қысымның төмендеуі кезінде газды фракциялардың бөлінуі, парафин және смола сияқты ауыр фракцияларға қатысты еру қабілетін азайтады, олар парафин кристаллы түрінде бөлініп, жаңа қатты фазаны құрады.

Мұнай өзінің көміртегілік құрамы бойынша әртүрлі. Сондықтан, кейбір кен орындарда мұнай игеру кезінде парафин бөлінбейді. Парафиннің ұсақ бөлшектері асулы күйде қалып, сұйық ағынымен айдалып кетеді. Белгілі шарттар кезінде, олар бірдей бөлінетін асфальтен және смоламен бірге жабысып, қатты жабысқақ көміртегі түйіршіктерін құрайды, олар құбырдың бұдырлы бетіне жабысып, қимасын азайтады.

Мұнайда парафиннің қатты бөлшектері пайда болатын температура, парафиннің кристалдану температурасы деп аталады. Ол әртүрлі мұнайға және парафин фракциясының құрамына байланысты әр түрлі.

Парафиннің балқу температурасы 27⁰С –дан 71⁰С дейін, ал оған жақын церезин (С₃₆-С₅₅) -65 тен 88⁰С дейін. Шығыс кен орнындағы парафинді мұнай үшін (Татария, Башкирия, Перм), СКҚ жапсарында парафиннің қабаттануы бастайтын температура 15-35⁰ құрайды, ал Манғышлақ түбегінде кейбір кен орындарда парафиннің шөгуі қабат жағдайларында да байқалады, себебі кристаллдану температурасы бастапқы қабат температурасына жақын. Суық суды айдау нәтижесінде қабаттың шамалы сууы, парафиннің жарым-шарты кристаллдануына әкеліп, оның фильтрациялық қабілетін нашарлатады. Оның салдары қиын.

Парафиннің қабаттану қалыңдығы-құбырдың ішкі бетінде температура төмендеген сайын және мұнайдың газсыздануы сайын ұңғыманың түбінен сағаға қарай өседі. Шығыс өңірлердегі кеніштерде, құбыр бетінде көміртегінің ауыр фракцияларының шөгуі 400-300м. тереңдікте белгіленеді. Бұл шөгулер –смола, церезин, асфальтен және парафин қоспаоарынан тұратын тұтқырлы масса түрінде болады. Әдетте, оның қалыңдығы 200-500м.тереңдікте максимумға жетеді, ал сағаға жақын шөгу қалыңдығы төмендейді.

Бұл газдың көбею нәтижесінде, газсұйық қоспаның қозғалыс жылдамдығының артуына байланысты, және парафинді қабаттарды сұйық ағынымен механикалық бұзуына байланысты. Парафиннің қабаттануына беттің бұдырлығы, ағынның кішкентай жылдамдығы, және бүлкілдеу нәтижесінде беттің периодты ашылуы себеп болады.

Парафиннің қабаттануын алдын-алу үшін және ұңғыманың жұмыс жағдайларын қамтамасыз ету үшін әртүрлі әдістерді қолданады.

Парафиннің қабаттануын жоюдың негізгі әдістерінен келесіні айқындауға болады:

1.Механикалық әдістер, оған жатады:

а) серіппелі қырғышты пайдалану, оны периодты түрде СКҚ-ға болат сыммен түсіреді;

б) периодты түрде СКҚ бағанының парафинді бөлігін шығару және оның ішкі бетін механикалық қырғышпен жер бетінде тазарту;

в) автоматты, ұшатын деп аталатын қырғышты пайдалану.

2.Жылулық әдістер:

а) қыздырылған буды құбыр сыртқы кеңістікке айдау жолмен құбыр бағанасын жылыту;

б) ыстық мұнайды айдау жолымен құбырды жылыту.

3.Ішкі беті шыны, эмаль немесе эпоксидті смоладан жалатылған құбырды қолдану.

4.Парафинді қабаттанудың әртүрлі еріткіштерін қолдану.

5.Парафиннің құбырдың ішкі бетіне жабысуын алдын-алу үшін химиялық қоспаларды қолдану.

Парафинді қабаттанудың түзілу қарқындылығына, оның беріктігіне, құрамына және басқа ерекшеліктеріне байланысты әртүрлі әдістер және оның комбинациясы қолданылады.

Парафинді жылу әдістерімен жою үшін, қозғалмалы автомобильді немесе шынжырлы жүрісті бу генераторлы қондырғылар ППУ-3м қолданылады, оның бұл өнімділігі 1т/сағ., 310⁰С, ол қондырғыны қоректендіретін бу қазанынан, таза су қорынан тұрады. Мұндай қондырғы парафинді қабаттануды тек фонтанды құбырда ғана жою үшін емес, сонымен қатар монифольд және лақтырынды желілерде қолданылады.

Бұл үшін сорап агрегаты 1АДП-4-150 қолданылады, ол арқылы 4дм³/с беру кезінде, 20 МПа дейін қысымда 150⁰С дейін қыздырылған ыстық мұнай айдалады.

Фонтанды ұңғымадағы бүлкілдеуді алдын-алу үшін фонтанды құбыр бағанасының төменгі ұшында арнайы жұмыс саңлауы немесе клапан қолданылады.

Бүлкілдеу-СКҚ-ғы ағын бағанасы тығыздығының қысқа уақытқа артуы нәтижесінде уақыттан бұрын фонтандаудың бітуіне әкеледі, газсыздануына және түп қысымының артуына әкеледі. Құбыраралық кеңістіктің үлкен көлемі оның ішінде газдың үлкен көлемінің жиналуына әкеледі, ол Рс‹Рнас шарты кезінде периодты түрде СКҚбашмағы арқылы фонтанды құбырды толық үрлегенше өтеді. Түптік қысым төмендейді. Содан кейін, ұңғыма ұзақ уақыт бойы сұйықты жинау үшін істейді.

СКҚ-дың башмагынан біршама биіктікте (30-40м)кішкентай (бірнеше мм) саңылаудың болуы, СКҚ-ың құбыраралық кеңістігіне газдың салыстырмалы тұрақты енуін қамтамасыз етеді, және газдың башмак арқылы шығып кетуін болдырмайды. Жиналатын газ, сұйық деңгейін саңылаудан төмен ығыстырғаннан кейін, ол СКҚ-на еніп, бүлкілдеу сөнеді. Егер саңылаудағы қысым айырмасы ∆Р болса, онда сұйық деңгейі а=∆pqg тереңдікте сақинадан төмен сақталады. Соған ұқсас рольды жұмыс клапаны атқарады, онда қысым белгіленген шамадан артып асқан кезден, серппелі клапан іске келіп, газды құбыраралық кеңістіктен СКҚ-ға жібереді.

Құм тығынымен күрес

Шығатын ағынның аз жылдамдығы кезінде, әсіресе түп және СКҚ башмак арасында және тұрақты емес құм коллекторларын пайдалану кезінде, түпте құм жиналып-құм тығыны пайда болады, ол ағынды төмендетеді немесе фонтандауды тоқтатады. Бұл құбылыспен күрес СКҚ башмагын төменгі перфорациялық саңылауға дейін түсіру арқылы немесе ұңғыманы периодты жуу арқылы, бұл кезде құмды тығын жуылып, жер бетіне жуу сұйығы ағынымен ағып кетеді. Жуу-жуатын тереңдігі артқан сайын, терең және тығыз коллекторды ашқандай құм шығару сирек құбылыс болды, бірақ кейбір оңтүстік өңірлерде(Краснодар, Баку, Туркмения) ұңғымаларды пайдалану кезінде қиындықтар туғызады.

Тұздың шөгуі

Жер асты қондырғысының СКҚ бетінде тұздың шөгуі және түпмаңы аймақта тұздың шөгуі, кейбір мұнай кен орындарында, ҚҚҰ үшін қабатқа таза суды айдау кезінде байқалады.

Шөгетін тұздың негізгі толтырышы гипс. Тұздың шөгу себебі қабат суы және қабатқа айдалатын таза судың тұздық құрамының термодинамикалық тепе-теңдігінің бұзылуы. Айдалған су қабат бойымен қозғалған кезде, байланған қабат сумен араласып, қабаттың қатты қаңқасынан тұзды жуып шығады, және игеру ұңғымасының түбіне келген кезде, айдалған сумен әлі суланбаған, басқа қабатшалардың суымен араласады. Химиялық сыйыспаушылық шарты пайда болады, нәтижесінде тұз ерітіндісі шөгеді. Бірақ, таза суды айдағаннан кейін пайда болатын гипстүзілісті толық зерттелмеген. Шөгудің құрылысы, құрамы және түзілу шарты әр кен орында әртүрлі. Сондықтан, күресу шаралары да әртүрлі. Түзілген тұз қабаттарымен күресудің негізгі әдістеріне химиялық әдістер жатады, яғни, кейіннен, реакция өнімін жою үшін әртүрлі еріткіштер қолданылады. Тұзды қабаттар тек фонтанды құбырда ғана емес, сонымен қатар, жер бетінде мұнай мен газды жинау дайындау жүйесінде де қолданылады.Қабат суының тұз құрамына және тұздың шөгу қарқындылығына байланысты түрлі ингибиторлар, яғни фосфорорганикалық қосылыс негізігде алынатын химиялық қоспалар пайдаланады. Ингибиторды ағынға, 1м³ қабат сұйығына бірнеше грамм құрайтын мөлшерде қосады. Ингибиторлар ерітіндіде кальций шонын ұстайды, және оның шөгуін алдын алады. Тығыз шөгулерді гидроқышқыл (мысалы, каустикалық сода) ерітіндісімен жояды. Бұл кезде кальций гидроқышқылы борпылдақ масса түрінде болады, ол тұз қышқылы ерітіндісі әсерінен оңай жойылады. Қабатта тұздың шөгуін болдырмау үшін, айдалатын суды қабат суымен химиялық сәйкестігіне тексереді, және оны қабатқа айдаудың алдында сәйкес ингибитормен өңдейді.

Негізгі.: 1. [279-286], 3. [526-529], 1. [287-289], 3. [516-519], 1. [289-295], 3. [519-526]

Бақылау сұрақтары:

1. Колонна басы не үшін арналады?

2. Фонтанды арматураның пайдалануы?

3. Штуцерді не үшін пайдаланады?

4. Манифольд не үшін пайдаланады?

5. Ұңғыманың қалыптасқан режимінің белгілері қандай?

6. Фонтанды ұңғыманың жұмыс режимін қалай өзгертеді?

7. Реттеу қисықтары не үшін қажет?

8. Ашық лақтыруды алдын-алу үшін не қолданылады?

9. Парафиннің қабаттануын жоюдың негізгі әдістері қандай?

10. Құм тығынымен күрес қалай жүреді?

11. Тұз шөгудің күресу әдістері?

Лекция №10 Ұңғыманы газлифтілі пайдалану