Қ азақстан республикасы ауыл шаруашылығы министрлігі
Қабаттарды суландыру кезіндегі циклдік әсер
жүктеу/скачать 9,92 Mb.
|
Мұнайды өндірудің техникасы мен технологиясы оқу құралы (1)
- Бұл бет үшін навигация:
- Атқару механизмі.
- 8. Қабаттық қысымды газ айдау арқылы ұстап тұру
| 7.6 Қабаттарды суландыру кезіндегі циклдік әсер
Қабаттарды сумен қамту және мұнай беру толықтығы қабаттардың геологиялық біртектілігі кезінде күрт төмендейді. Айдалатын су аз өткізбейтін аймақтарда ығыстырылмаған мұнайды қалдыра отырып, өндіру ұңғымаларына жоғары өткізбейтін қабаттар бойынша қазылады. Мұнай беруін төмен дренажда арттыру үшін 50 жылдары циклдық су айдау ұсынылды, ол сүзгілеу ағынының бағытын өзгертуге мүмкіндік береді. Атқару механизмі. Суды айдау көлемін өзгерту арқылы қысым жасанды түрде жасалады, яғни айдалатын судың көлемін өзгерту арқылы қысымды арттыруға немесе төмендетуге болады. Қабаттағы қысым өзгергенде, судың айдалу көлемі ұлғайған кезде немесе сұйықтықты алу төмендеген кезде қысымның ауытқуы пайда болады. Қатта айдау шегін ауыстырған кезде көлемі мен бағыты бойынша өзгеретін гидродинамикалық қысымның градиенттері жасалады, айдалатын су іркілген аз өткізбейтін аймақтарға енгізіледі және олардан мұнайды судың қарқынды қозғалысы аймақтарына ығыстырады. Сүзгілеу ағынының бағытын өзгертуге шоғырды блоктарға қосымша кесу, ошақты су басу, өндіруді қайта бөлу және ұңғымалар арасында айдау, циклді су басу есебінен қол жеткізіледі. Әдіс технологиялық, сорғы станцияларының аз ғана резервін және қуатын және белсенді су басу жүйесінің болуын (көлденең кесетін қатарлар, контур маңындағы және құрлықішілік суланған комбинация және т.б.) талап етеді. Ол мұнай өндіру деңгейін қолдауға, ағымдағы суландыруды төмендетуге және қабаттарды сулаумен қамтуды арттыруға мүмкіндік береді. Әдіс қабаттардың, аса тұтқыр мұнай мен игерудің негізгі кезеңінің бірінші үштен бір бөлігін қолданған жағдайда неғұрлым тиімді. Қысымның ауытқуының пайда болуы су басқан аймақтан мұнай қанықпаған аймақтарға суды енгізуге ықпал етеді. Әдіс қабаттардың біртекті емес кезінде тиімді. Әдісті әзірлеудің кеш сатысында қолдану орынсыз. 8. Қабаттық қысымды газ айдау арқылы ұстап тұру Құрамында тұщы сумен суланған кезде ісінетін сазды материалдар көп болатын өнімді коллекторларда ҚҚҰ үшін су айдау әдетте тиімсіз. Айдау ұңғымалары өте төмен сіңіру қабілетіне ие, ол суды арнайы өңдеуді және жоғары айдау қысымын талап етеді. Алайда, осы жағдайларда коллектордың жыныстарымен өзара іс-қимыл жасамайтын құрғақ көмірсутекті газды айдау жеткілікті тиімді болуы мүмкін, өйткені бұл ретте процестің қабылдағыштығы мен қысымы сияқты техникалық қолайлы параметрлері қамтамасыз етіледі. Газ айдау ҚҚҰ энергетикалық жағынан-суды айдаумен салыстырғанда энергияны көп қажет ететін процесс. Басқаша айтқанда, газды айдау кезінде мұнай көлемінің бірлігін ығыстыруға мұнайды сумен ығыстыруға қарағанда энергия көп жұмсалады. Бұл екі басты себеппен түсіндіріледі. 1. Суды айдау кезінде қажетті түп қысымы айдау ұңғымасының сағасындағы су қысымымен қатар ұңғымадағы су бағанасының үлкен гидростатикалық қысымымен құрылады. Тығыздығы су тығыздығынан едәуір аз газды айдау кезінде газ бағанасының гидростатикалық қысымы аз (сумен салыстырғанда шамамен 7-15 есе аз). Сондықтан қажетті забой қысымын сағаға қысымның ұлғаюы есебінен (айдау қысымы) жасауға тура келеді, соның салдарынан газ қабатқа айдауға жұмсалатын энергия шығыны артады. 2. Газ айдау кезінде, оның үлкен сығылуы салдарынан газдың қажетті көлемін алдын ала забой қысымына дейін сығу керек, оған энергияның көп мөлшері жұмсалады. Су айдау кезінде, оның "қаттылығы" салдарынан қысу энергиясы нөлге тең. Бұдан басқа, айдалатын көмірсутекті газдың кейбір мөлшері қабаттық мұнайда ериді, сондықтан айдалатын газдың жалпы саны артады. Сондықтан газ айдайтын ӨҚЕ кең таралған жоқ және негізінен қабаттық қысымы аз немесе таяз кен орындарында, сарқылған мұнай кен орындарында қолданылады. Қабат қысымын қолданыстағы деңгейде ұстап тұру үшін ғана қабатқа айдау үшін қажетті газ мөлшері қабат жағдайына келтірілген өндірілген мұнай, су және газ көлемдерінің жиынтығына (Р, Т) тең. ПҚТ жүзеге асыру үшін қажетті компрессорлар сағадағы қысымға және айдалатын газдың жалпы шығынына сәйкес іріктеледі. Осы кен орнында немесе жақын жерде табиғи газдың қуатты көзі болған кезде оны ҚҚҰ үшін тиімді пайдалануға болады. Бұл күрделі салымдардың көп қысқаруына алып келеді, себебі компрессорлық станцияларды салу қажеттілігі жойылып, газ айдауға жұмсалатын энергетикалық шығындардың азаюына алып келеді. Жұмыс агенті ретінде құрғақ көмірсутек газы ғана емес, сонымен қатар ауа да, егер оның көздері болса, көмірқышқыл газы - СО2 да пайдаланылуы мүмкін. Көмірсутекті және көмірқышқыл газдарын пайдалану неғұрлым жақсырақ, өйткені олардың мұнайдағы жоғары ерігіштігі қабаттағы газбен жанасудағы мұнайдың тұтқырлығының төмендеуіне және ығыстыру коэффициентінің артуына алып келеді. Бұдан басқа, таза көмірсутегі газын айдау, сонымен қатар көмірқышқылдары көмірсутегі бар жарылыс қауіпті қоспалардың пайда болуы мүмкін ауаны айдауға қарағанда қауіпсіз. Айдау ұңғымаларындағы газды әдетте колонна сүзгісінің жоғарғы бөлігіне дейін түсірілетін СКҚ арқылы айдайды. СКҚ пен шегендеу бағанасының арасындағы сақиналы кеңістік СКҚ төменгі бөлігіне орнатылатын пакермен жабылады. Бұл колонналарды оқшаулау үшін жасалады, ол үнемі жоғары қысымға төтеп бере алмайды, ал сарқылған кен орындарында шегендеу колонналары коррозияға байланысты герметикалық емес болады. Сурет 34 – Қабаттық қысымды газ айдау арқылы ұстау Жеке өндіру ұңғымаларына айдалатын газдың жарып өтуі, оның үлес шығынын және процеске энергетикалық шығындарды ұлғайтады. Сондықтан оларды дер кезінде анықтау және жою маңызды. Жарып өткен газ өндіруші ұңғымаларына жоғары өткізгіш қабаттар бойынша өтеді, оның ішінде сұйықтық (мұнай мен су) ығысып болғаннан кейін. Оларды анықтау үшін өндіруші ұңғымалардағы газ факторының көлемін және газдың химиялық құрамын бақылайды. Әсіресе ауаны айдау кезінде, алынатын газда газ факторының ұлғаюымен ілесе жүретін азот мөлшері күрт ұлғайған кезде ғана пайда болады. Айдалатын газдың жарып өтуімен күресу үшін ұңғымаларда өнімді, сұйықтықты өндіруді азайтумен жүргізіледі. Нәтижесінде ұңғымадағы түп қысымы өседі және газдың түсуі төмендейді немесе толық тоқтатылады. Кейде газ жарылып кеткен ұңғыманы толығымен жабу керек болады. Кейбір жағдайларда жарылыстарға қарсы күрес айдау ұңғымасы жағынан жүргізіледі, оған газбен бірге су, мұнай немесе басқа да тұтқыр сұйықтық айдалады, ол тұндырғыш қабатпен толтырылатын және осылайша осындай қабаттар бойынша газды сүзуді қиындатады. Соңғы жылдар ішінде мұнай өнеркәсібінде мұнай қорлары құрылымының нашарлауының тұрақты үрдісі байқалады, бұл күрделі геологиялық-физикалық жағдайлары бар іске қосылатын кен орындары санының ұлғаюынан, мұнайдың тұтқырлығы жоғары карбонатты коллекторлар үлесінің артуынан көрінеді. Бұл қабаттық қысымды ұстап тұрудың ең тиімді және үнемді әдістерін іздеу, құру және өнеркәсіптік енгізу қажеттілігін негіздейді. Қабаттық қысымды ұстап тұру — мұнай өндірудің жоғары қарқынына қол жеткізу және оны алу дәрежесін арттыру мақсатында бастапқы немесе жобаланған шамада мұнай шоғырларының өнімді қабаттарындағы қысымды табиғи немесе жасанды сақтау процесі. Мұнай шоғырын игеру кезінде қабаттық қысымды ұстап тұру табиғи белсенді су арынды немесе серпінді су арынды режим, су арынды немесе контур маңындағы, сондай-ақ құрлықішілік суландыру кезінде коллектор-қабаттарға суды айдау нәтижесінде пайда болатын жасанды су арынды режим есебінен жүзеге асырылуы мүмкін. Игерудің геологиялық жағдайлары мен экономикалық көрсеткіштеріне байланысты қабаттық қысымды ұстап тұрудың қандай да бір тәсілін немесе олардың комбинациясын таңдайды [1, 2]. Құрлықішілік суландыру тәсілімен қабаттық қысымды ұстап тұру неғұрлым тиімді және үнемді болып табылады, әсіресе ауданы бойынша үлкен мұнай шоғырлары үшін. Оны блоктық, сатылы осьтік, тосқауылдық (мұнай-газ шоғырлары үшін) алаңдық, ошақтық немесе су басудың сайлау тәсілдері арқылы жасайды. Кен шоғырлардың мұнай бөлігіндегі қабаттық қысымды ұстап тұру кезінде айдау ұңғымалары арқылы суды немесе қоспасыз немесе оның ығыстыратын қасиеттерін жақсартуға ықпал ететін әр түрлі қоспалармен су-газ қоспасын айдайды. Егер мұнай шоғырында ашық айқын жиынтық болса, онда оған қабаттық қысымды ұстап тұру үшін газды немесе ауаны айдайды,соның салдарынан жасанды газ қақпағының арыны жасалады. Айдау процестерін есептеу кезінде айдау ұңғымаларын орналастыру сызбасын, айдау жиынтық көлемін, айдау ұңғымаларының қабылдағыштығын, олардың саны мен айдау қысымын анықтайды. Айдау ұңғымаларының орналасу схемасы іріктеледі,ол айдау және өндіру аймақтары арасындағы ең тиімді байланысты және сумен біркелкі ығыстырып шығаруды қамтамасыз етеді. Практикада қабатқа құрғақ (бензинсіз) газды айдау жолымен қабаттық қысымды ұстай отырып, газконденсатты кен орындарын игеру әдісі қолданылады. Бұл әдіс газды қабатқа кері айдау әдісі деп аталады (сайклинг-процесс)[2, 10]. Газ конденсаты кен орнын игеру сарқылу режимінде немесе қабаттық қысымды ұстаумен жүзеге асырылуы мүмкін. Газконденсатты кен орындары газдағы конденсаттың аз мөлшері кезінде (құрамында 200 - 300 г/м3 дейін конденсаты бар) қабаттық энергияның сарқылу режимінде әзірленеді, конденсатты қосымша алу үшін кен орнындағы қысымды ұстап тұру қажет емес, яғни рентабельді емес. Сурет 35 – Қабатқа газды айдау процесінің схемасы Екінші әдіс қабат қысымын конденсацияның басталу қысымына жақын немесе одан жоғары ұстап тұруға негізделген. Бұл жағдайда конденсатты шығару коэффициенті газ беру коэффициентіне (75-90%) ұмтылады. Газконденсатты кен орындарының конденсат беруін арттырудың ең көп таралған тәсілі сайклинг-процесс [10,13,15] болып табылады, оның мәні "құрғақ" айырылған газды айдау ұңғымалары арқылы өнімді қабатқа айдау болып табылады, оның көмегімен қабаттағы қысым артады. Бұл өндіру ұңғымаларының дебиттерінің өсуіне, конденсаттың ретроградтық ысыраптарының төмендеуіне әкеледі, сондай-ақ қабатта түскен сұйық конденсаттың бөлігін газ тәрізді күйге ауыстыруға және оны өндіру ұңғымаларына ауыстыруға ықпал етеді (сурет. 35). Осылайша, кен орындарының айдау ұңғымаларының әсер ету аймақтарында конденсат беру коэффициенті артады. Сурет 36 – Сайклинг-үрдістің схемасы Сайклинг - үрдіс - "құрғақ газды" өнімді горизонтқа кері айдаудың арқасында қабаттық қысымды ұстап тұратын газконденсатты кен орындарын игеру тәсілі. Сайклинг- үрдіс өнімді қабатта жоғары қысымды сақтау есебінен конденсат бергіштік коэффициентінің өте жоғары көрсеткіштеріне қол жеткізуге мүмкіндік береді. Оның артықшылықтарына табиғи газдан ауыр көмірсутектерді шығару коэффициентінің ұлғаюын және ілеспе мұнай газын кәдеге жаратуды жатқызуға болады. Осы процестің пайдасына атмосфераға парниктік газдар шығарындыларын азайтудың экологиялық міндетін шешу маңызды фактор болып табылады. Процесс болашақта оны одан әрі пайдалану үшін жер қойнауында метанды сақтай отырып, табиғатты ұтымды пайдаланудың үлгісі болып табылады. Шетелдік мұнай компаниялары толық сайклинг-үдерістерден басқа, қабаттан өндірілген барлық газ, осы үдерістің модификациясы кен орнына қайтып оралады. Олардың бірі-ішінара сайклинг-процесс. Мәні-қабатқа қайтарылатын газ көлемі газ көлемінен аз. Сайклинг-процесс АҚШ пен Канадада кеңінен қолданылады. Мұнда алғашқылардың бірі болып жаңа әдіс енгізілді - бұл АҚШ-тың Техас штатының Джим Велс округіндегі Ла Глория газконденсатты кен орны. Өткен ғасырдың 1970-ші жылдарында бүкіл әлем бойынша тауарлық газға деген қажеттілік арта бастады, және "құрғақ" газдың қатысуымен сайклинг өзінің өзектілігін біртіндеп жоғалтты. Азотты, түтін және қышқыл газдарды айдау ең танымал болды. Каспий маңы ойпатының аумағында газ құрамында бір мезгілде бағалы жоғары молекулалы көмірсутекті компоненттер мен көміртегі емес компоненттер (күкіртті сутегі, көмірқышқыл газы) бар қорлары бойынша бірегей газконденсатты кен орындарының ашылуы өндірілетін шикізаттың бір бөлігін қабатқа кері айдау жолымен қабаттық қысымды ұстап тұру арқылы ГКМ әзірлеу проблемасына қайтадан жүгінуге түрткі болды. Мысал ретінде Қазақстанның ірі карбонатты мұнай – газ конденсатты кен орындары (Теңіз, Қарашығанақ, Қашаған), өнімді шоғырдың біркелкі құрылысымен, қабаттық шикізатта қышқыл қоспалардың-СО2 және H2S болуымен, сондай-ақ азоттың және басқа да элементтердің болуымен ерекшеленетін, қазіргі таңда сайклинг-процесті қолдану арқылы игеру жүйесі сыналған және іске асырылып жатқан кен орындары (Теңіз, Қарашығанақ, Қашаған) қызмет ете алады. Кен орнының толық симуляциялық үлгісінде игерудің бір нұсқасын модельдеу айтарлықтай уақыт алады. Қабатқа әсер ету жүйесін таңдау және технологияны оңтайландыру мақсатында көптеген нұсқаларды есептеу қажеттілігі туындайды. Бұл үшін игеру объектісін модельдеуді біршама жеткілікті дәрежеде оңайлату кезінде бір нұсқаның есептеу уақытын бірнеше сағатқа дейін қысқартуға және кен орнын игерудің әр түрлі мүмкіндіктерін бағалауға мүмкіндік беретін секторлық модель пайдаланылады. Алынған есептеулер нәтижелері сапалы деңгейде салыстырылады, бұл саналған нұсқаларды ранжирлеуге және ең оңтайлы шешімдерді таңдауға мүмкіндік береді. Секторлық модельде есептеулер нәтижесінде алынған көмірсутектерді алу коэффициенттері кен орнында нақты қол жеткізілген ретінде қарастырылмайды, өйткені геологиялық құрылыстың идеалдануына және жорамалдар болуына байланысты тым оптимистік болып табылады. Атап айтқанда, мұнай айырғыштарының секторлық моделі газ бөлігінен оқшауланған. Сондықтан, кен орнын игерудің ең жақсы технологиялық көрсеткіштері бар нұсқалары толық симуляциялық модельге салынып, көмірсутектерді алу коэффициенттері бойынша нұсқалардың тиімділігін түпкілікті бағалау үшін салынады[3, 17]. Әлемдік тәжірибеде құрамында 25 см3/м3 астам конденсаты бар газконденсатты кен орындарын пайдалану кезінде оларды сарқылу режимінде пайдаланумен қатар, конденсат беру коэффициентін айтарлықтай арттыруға мүмкіндік беретін сайклинг — процесс қолданылады. Сондай-ақ, бұл әдістің әртүрлі комбинациялары да қолданылады — толық сайклинг, толық сайклинг, канадалық сайклинг, газ жаз мезгілінде айдалып, қыста газдың ең көп сұранысы кезеңінде алынады. Қаныққан кен орындарда қысым түскен кезде қабатта конденсат бірден бөлінеді. Қысымның бастапқы қысымнан қанығу қысымына дейін төмендеуімен қанықпаған қабатта конденсаттың түсуі болмайды. Қызып кеткен кендерде қабаттың температурасы кезінде қысымның кез келген төмендеуі кезінде конденсат бөлінбейді. Осылайша, ішінара қанықпаған кен шоғырларын да, толық қызған газконденсатты кен шоғырлары оларды игеру процесінде қабаттық қысымды ұстап тұруды талап етпейді, ал сарқылуға әзірленуі мүмкін. Сайклинг-процесс 100 см3/м3 астам конденсаты бар кен орындарында және газ қоры 10 млрд. бастапқы қабат қысымы мен конденсацияның басталу қысымы жақындығы кезінде м3 және одан жоғары. Сайклинг-үрдісті қолданудың кемшіліктері кеңінен белгілі, олардың ішінде негізгілеріне мыналар жатады: - үлкен күрделі салымдар және жоғары қабатты қысымдағы кен орындарын пайдалану кезінде арнайы жабдықтар құру қажеттілігі; - үлкен пайдалану шығындары; – пайдалану мерзімінің ұлғаюына байланысты, әсіресе өндірілетін өнімде агрессивті компоненттер болған жағдайда, кәсіптік жабдықтардың (ұңғымалық және жер үсті) сенімділігін төмендету[3, 10]. Жоғары қысымды газ айдау технологиялық схемасының негізгі элементтері: газбен жабдықтау көзі; төмен қысымды газ құбыры; газды айдау компрессорлық станциясы (КСНГ); тоңазытқыш; сепаратор (май бөлгіш); айдау манифольды; жоғары қысымды газ құбыры (коллекторлық желілер); шығару желілері; айдау ұңғымалары болып табылады. Бұл ретте мынадай технологиялық процестер жүзеге асырылады: - сығу алдында газды кептіру; - компримерлеу; - сығымдау газын салқындату; - ұңғымалар бойынша газды бөлу. жүктеу/скачать 9,92 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|