Қ азақстан республикасы ауыл шаруашылығы министрлігі
Қабатқа жылулық әсер ету әдістері
жүктеу/скачать 9,92 Mb.
|
Мұнайды өндірудің техникасы мен технологиясы оқу құралы (1)
| 9. Қабатқа жылулық әсер ету әдістері
Бұл әдістер неньютондық қасиеттері бар жоғары тұтқыр мұнай мен мұнай өндіру үшін перспективалы болып табылады. Алайда, әсер етудің жылу әдістері өнеркәсіптік игеруге жол беретін жалғыз болуы мүмкін мұнай жатқан және қасиеттері бар кен орындары бар. Егер қабаттық температура қабаттық жағдайларда парафинді кристалданудың басталу температурасына тең немесе жақын болса, онда мұнайды суық сумен ығыстыру қабаттың салқындауына, парафиннің түсуіне және қабаттың қатты қабаттылығы біркелкі емес кезде күшейе түседі. Айдалатын суық су ең өтетін қабатпен жылдам қозғала отырып, астыңғы қабаттардан жоғары және төмен суыту көзі болады. Суыту ең жақсы жағдайда мұнайдың қойылуына, ал ең нашар жағдайда - еріген парафиндердің қатты фазаға түсуіне және қабаттардағы мұнай қорларын консервациялауға әкеледі. Мұнай қасиеттерінің көрсетілген ерекшеліктері және қабаттың қатты қабаттық біртектілігі осындай қабатқа жылу тасымалдағышты айдау кезінде айтарлықтай әсер алуға әкелуі мүмкін. Бұл жағдайда ыстық су (немесе бу), жақсы өтетін қабатқа еніп, қабаттың жоғары және төмен жатқан қабаттары қызады, бұл мұнай тұтқырлығының төмендеуіне алып келеді және қорлардың толық бөлінуіне ықпал етеді. Қабатқа жылулық әсер ету әдістері қабаттардың мұнай беруін арттыру әдісі ретінде және жоғары тұтқыр мұнай мен битумдарды өндірудің жалғыз тәсілі емес пе. Жылу әдістерінің келесі негізгі түрлері бар. 1. Қабатқа ыстық жылу тасымалдағыштарды (су және бу) айдау. 2. Қабатішілік жылжымалы жану ошағын құру. 3. Циклдық жылулық өңдеу кенді аймағы қаттың. Егер алғашқы екі технологиялық процесс қабатқа әсер ету әдістеріне жататын болса, онда соңғысы қабаттың түб маңы аймағына әсер ету әдістеріне үлкен қатысы бар. Техникалық мүмкіндіктердің арасында ең жақсы жылу тасымалдағыштар-су және бу. Бұл олардың жоғары энтальпиясымен түсіндіріледі (салмақ бірлігіне жылу мөлшері). Жалпы будың жылу мөлшері суға қарағанда жоғары, бірақ қысымның ұлғаюымен олар бір-біріне жақындайды (сурет. 37). Сурет 37 - Будың жылу мөлшері Ст және меншікті көлемдік Соб қанығу күйінің қысымнан тәуелділігі Қысымның ұлғаюымен будың сумен салыстырғанда артықшылығы төменднйді, егер оларды тек қабатқа енгізілетін жылу мөлшері жағынан ғана бағалайтын болса, азаяды. Бұл сондай-ақ төмен қысым қажет болған кезде терең емес ұңғымаларға бу айдау кезінде ең жоғары тиімділікке қол жеткізетінін көрсетеді. Бу көлемі бірлігінің жылу мөлшері суға қарағанда аз, әсіресе төмен қысымда екенін ескеру керек. Алайда, будың аз тұтқырлығы салдарынан суды айдау ұңғымаларының қабылдағыштығы суды айдамағандағыдан жоғары. Ыстық су құбыржолдары мен қабаттар арқылы қозғалғанда оның температурасы төмендейді. Будың қозғалуы кезінде температураның мұндай төмендеуі бу түзудің жасырын жылуы және оның құрғақтығының өзгеруі арқасында болмайды. Жылу әсерінің процестері құбырларда, ұңғымада және қабаттың өзінде жабын мен табанның қызуына жылулықты жоғалтумен байланысты. Қолданылатын бу генераторлары шамамен 80%. Беттік бу құбырларындағы жылу шығыны әр 100 м құбырға шамамен 0,35-тен 3,5 млн.кДж/тәу-ге дейін бағаланады. Бұл салыстырмалы аз үлес, өйткені қазіргі бу генераторлары шамамен 250-650 млн. кДж / тәул өнімділігі бар. Ұңғымадағы жылу шығыны СКҚ ұзындығының әрбір 100 м-ге шамамен 1,7 млн. кДж / тәу құрайды. Жылу шығынын төмендету үшін сақиналы кеңістік газбен толтырады (газдың жылу өткізгіштігі сұйықтықтың жылу өткізгіштігінен аз). χ - қоршаған жыныстардың температуралық өткізгіштік коэффициенті, м2 /ч; t - жылу тасымалдағышты айдау уақыты, ч; h - қабаттың қалыңдығы, м Сурет 38 – Жылу пайдалану коэффициентінің өлшемсіз уақытқа тәуелділігі τ = 4χt / h2 ( Рубенштейн бойынша) Есептеулер көрсеткендей, ұңғымадағы жылудың шығынын төмендету бойынша шараларды жүзеге асыру кезінде оларды ыстық су айдау кезінде ұңғымаға енгізілетін жылудың жалпы санынан 2-3% - ға дейін және оқпанның әрбір 100 м ұзындығына бу айдау кезінде 3-5% - ға дейін жеткізуге болады. Ұңғыманың оқпанындағы шығындар жылу әсері үшін қабаттардың жатуының тиімді тереңдігін айтарлықтай шектейді: су үшін 1000 - 1200 м және бу үшін 700 - 1000 м.жылу тасымалдағышты барынша айдау қарқыны кезінде. Айдау жылдамдығының артуы жылу жоғалтудың абсолюттік шамасына әсер етпейді, сондықтан айдау қарқынының артуы қабатқа енгізілетін жылудың жалпы санынан жылу жоғалту үлесінің азаюына алып келеді. Қабатқа әсер етудің жылулық тиімділігі енгізілген жылудың жалпы санына qв жылу қабатының көлемінде жинақталған qп жылу қатынасының қатынасымен бағаланады. Бұл қатынас жылу пайдалану коэффициенті деп аталады. Жабынға және қабаттың табанына жылу шығыны айдау фронты және жылу тасығышпен қамтылған алаңның ұлғаюына қарай ұлғайтылады. Қабаттың қалыңдығы азайған кезде жабынды және табанды жылытуға жоғалтылған жылының үлесі артады - жылу пайдалану коэффициенті азаяды. Жылу шығынын бағалау белгілі бір уақыт өткеннен кейін шығындар енгізілетін жылудың санына тең болады және жылу пайдалану коэффициенті нөлге тең болады (сурет. 39). 1 - h = 30 м; 2 - h = 20 м; 3 - h = 10 м Сурет 39 – Жылу тасымалдағыштың айдау ұзақтығына α артта қалу коэффициентінің тәуелділігі Жылудың нақты шығынын бағалау (39 суретті қараңыз) 86,8 тәулік сайын қалыңдығы h = 5 м қабатқа айдағанда 0,003 м3/сағ жылу шығыны 42% жеткенін көрсетеді. Сонымен қатар, бұл интегралды шығындар жылу тасымалдағыштың қабат бойынша (радиалды немесе сызықтық) ағынының геометриясына тәуелді емес. Бұл бағалаулар сондай-ақ жылу тасымалдағышты қабатқа енгізу қарқыны барынша мүмкін болуы тиіс, өйткені бұл ретте жылу пайдалану коэффициенті артады. Қабаттағы жылу беру конвективті (ыстық су немесе бу ағыны) және диффузиялық (кеуекті ортаның жылу өткізгіштігі есебінен) тәсілдермен жүзеге асырылады. Нәтижесінде қабатта жылу тасымалдағышты сүзу бағытында қозғалатын температуралық фронт қалыптасады. Алайда теплоперенос, т. е. қозғалысы жылулық фронтының және массоперенос, т. е. қозғалысы өзі жылу қаттағы, болып жатқан әртүрлі жылдамдықпен салдарынан ағып жылу қыздыруға ғана емес, ең қыртысты жүргізілетін сүзу жылу емес, айналасындағы жыныстардың. Қабатта ыстық суды айдаған кезде екі аймақ қалыптасады: түсетін температурасы бар аймақ және бастапқы қабаттық температурасы бар жылу әсерімен қамтылмаған аймақ. Буды айдау кезінде үш аймақ қалыптасады: температурасы осы аймақтағы қысымға байланысты болатын бумен қаныққан температурасы шамамен бірдей болатын бірінші аймақ. Екінші аймақ-ыстық конденсат (су) аймағы, онда температура қаныққан бу температурасынан бастап бастапқы қабатқа дейін төмендейді. Үшінші аймақ-жылу әсерімен қамтылмаған, қабаттық температурамен аймақ. Жылутасымалдағыштағы жылу шығынының салдарынан қабаттың және қоршаған жыныстардың қызуына жылу фронты ығыстыру фронтынан (жылутасымалдағыштың) артта қалады, бұл ретте қабаттың қалыңдығы аз болған сайын, соғұрлым артта қалу басқа тең жағдайларда көп болады. Бұл қабаттың аз қалыңдығы кезінде қабаттың табаны мен төбесіндегі жылулықтың жоғалу үлесі көп және жылу тасымалдағыштың салқындауы тез жүреді. Алайда, жылу фронтының мұндай артта қалуы қабаттың және жылу тасымалдағыштың жылу физикалық және коллекторлық қасиеттеріне, сондай-ақ мұнайды сумен ығыстыру тиімділігіне байланысты (сурет. 39). Буды айдау кезінде температура фронты ығыстыру майданынан артта қалады. Алайда будың конденсациясы кезінде бу түзілуінің жасырын жылуы есебінен қабаттың қыздырылған аймағы ыстық суды айдаумен салыстырғанда 3 - 5 есеге (айдалатын будың құрғақтығына және қысымға байланысты) артады. Бұл буды пайдаланудың бір артықшылығы ыстық сумен салыстырғанда жылу жеткізуші ретінде. Жылу әсерімен қамтылмаған аймақта ыстық суды айдаған кезде мұнайды изотермиялық жағдайларда, ал температурасы қабаттан бастап ұңғыманың ұңғыма түбіндегі судың температурасына дейін өзгеретін қыздырылған аймақта - неотермиялық жағдайларда сумен ығыстыру жүргізіледі. Бұл ретте мұнайдың тұтқырлығы төмендейді, мұнай мен судың қозғалғыштарының арақатынасы жақсарады,мұнай көлемінің жылулық өсуі және молекулалық-жер үсті күштерінің әлсіреуі жүреді. Осының бәрі мұнай берудің ұлғаюына әкеледі. Конденсация аймағында буды айдау кезінде ығыстыру механизмі ыстық суды айдау кезіндегі ығыстыру механизміне ұқсас. Бірінші аймақта жоғары температураның арқасында мұнайдың жеңіл компоненттерін ішінара айдау және оларды бу аймағынан конденсация аймағына ауыстыру жүзеге асырылады,бұл сондай-ақ мұнай берудің одан әрі ұлғаюына әкеледі. Аталған факторлардың әрқайсысының рөлі қабаттағы температуралық жағдайға, сондай-ақ қабаттық мұнайдың физикалық-химиялық қасиеттеріне (тығыздығы, тұтқырлығы, жеңіл компоненттердің болуы және т.б.) байланысты. Сонымен қатар, практикада ыстық суды айдау кезінде айдау ұңғымаларының қабылдағыштығының артуы және одан кейінгі тұрақтылығы байқалады. Алайда, тұщы конденсаттың сазды компоненттеріне әсері нәтижесінде саздың ісінуіне әкелетін буды айдау кезінде қабылдағыштықтың төмендеуі де байқалуы мүмкін. Олардың мақсаты - парафиндi, шайырлар және тұздарды жою; жыныстардың сүзілу қасиеттерiнiң сақтау үшiн ұңғымадағы қабат жыныстарының мерзімді жылыту; бұрғылау ерiтiндiнiң фильтратының қабатқа кiруiнiң зардаптарын жою. Жыныстардың нашарлатылған өтiмдiлiгiмен аймақтың өлшемi және сүзілу қасиеттердiң төмендетуiнің себептерiн термогидродинамикалық зерттеулерi және ұңғыма қабат бөлiгiнiң қасиеттерiнiң нәтижелерi бойынша, сонымен бiрге бақылау ұңғымаларының түптерінің сынамалы өңдеулердің мәлiметтерінің негізінде орнатады. жүктеу/скачать 9,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|