Реттеуші қисық сызықтар ұңғыдан өндірудің технологиялық мөлшері

Реттеуші қисық сызықтар ұңғыдан өндірудің технологиялық мөлшерін және оның тұрақты жұмыс режимін бекіту негізгі болып табылады, мысалы:

• түп қысымы Р_т қанығу қысымынан Р_қан түсірмеу немесе Р_т>0,75 Р_қан шартын орындау;
• ең кіші газ факторына немесе оның белгілі мөлшерін аспайтын мәнге сәйкес режимді орнату;
• ұңғы фильтріның маңындағы қабатта каверна пайда болмау үшін,  шығатын құмның мөлшері күрт өсіп кетпейтін режимге  орнату;
• ұңғы өнімінде судың мөлшері күртартып кетуін болдырмайтын, сәйкес режимге орнату;
• шегендеу тізбектің майысуына жеткізетін  ұңғы түбіндегі қысымы болдыртпау;
• арматура және жер бетіндегі жабдықтардың жұмыс сенімділігімен беріктігі үшін буфердегі және құбырсыртындағы кеңістіктегі қысым  мәндерін қауіпті мәндерге жеткізбейтін режимге орнату;
• ұңғы буферіндегі қысым мұнай газ жинау жүйесінің лақтыру манифольдіндағы қысымнан төмен болатын режимге жеткізбеу;
• үздіксіз фонтандау үрдісін бұзатын дірілдеу (пульсация) пайда болатын ұңғы режимін болдырмау;
• қабаттың үлкен қалыңдығын немесе қабатшалардың көп санын алатындай белсенді дренаждалу режимін орнату. Ол тереңдік дебитомерлер арқылы ұңғының әртүрлі жұмыс режимінде  ағынның профилін түсірумен орнатылады.

 

   Сур.19  — Фонтанды ұңғының реттеу қисықтары:    d – штуцер диаметрі;

1 — Рc – түп қысымы, МПа; 2 — Гo – газды фактор, м³/м³ ; 3 — Q – ұңғы дебиті, м³/тәу;

4 -ΔР — депрессия, МПа; 5 — П – сұйықта құмның болуы, кг/м³ ; 6 — n – ұңғы өнімінде судың болуы, %

  Ұңғы жұмысының режимі негізделіп, орнатылғаннан кейін, оны ары қарай ұстау мақсатында бақылайды.

Әсіресе жоғары  дебитті ұңғыларды мұқият бақылау  жүргізіледі. Арматураны кезеңмен тексеру кезінде қосылыстарда саңылаусыздықтың бұзылуы, жабдық элементтерінің вибрациясы, манометрлердің көрсетулері байқалады. Ұңғының қалыпты жұмысының бұзылуын буферлік және құбырсыртындағы қысымдардың аномалды өзгеруі, мұнай дебиті және сулануының өзгеруі, құмның мөлшері  және т.б. бойынша біледі.

  Мысалы, бірмезгілде құбыраралық қысымның жоғарлауы кезінде буферлік қысымның түсуі СКҚ ішкі қабырғасының бойында парафин немесе минерал тұздардың түзілу қауіптілігін көрсетеді. Бірмезгілде буферлік және құбыраралық қысымдардың түсуі ұңғының түбінде құм тығынының  немесе СКҚ табаны мен түп арасында минералданған ауыр судың жиналуын білдіреді. Осы аймақта көтерілу ағынның аз жылдамдығы түпте қысымның артуына әкеледі. Буфердегі қысымның түсуі кезінде дебиттің жоғарлауы штуцердің қажалып кетуін білдіріп,  оны айырбастауын қажет етеді. Штуцердің толып қалуы немесе манифольд пен лақтыру шлейффінде парафиннің түзілуі кезінде дебиттің төмендеуі буферлік және құбыр аралық қысымның артуына әкеледі.

  Фонтанды ұңғылар жұмысында кездесетін қиындықтар және олардың алдын алу.

  Әртүрлі кен орындардың және бір кен орнының жеке өнімді қабаттарының  пайдалану шарттары бір бірінен өте өзгеше болуы мүмкін. Осыған сәйкес фонтанды ұңғылар жұмыстарында да қиындықтар әртүрлі болады. Бірақ өте жиі кездесетін және жиі қауіпті болатын қиындықтар, келесілер:

• саға арматурасының бұзылу себебінен немесе грифондардың болуынан ашық (реттелмейтін) фонтандаудың болуы;
• құбырлар мен лақтыру желілерінде тұздар немесе парафиндердің шөгінділерінің пайда болуы;
• ұңғының тоқтауына әкелетін фонтанды ұңғының жұмысында бүлкілдеулердің болуы;
• әлсіз қабаттарды пайдалану кезінде құм тығындарының ұңғы түбінде және көтергіш құбырларында түзілуі;
• ұңғы түбінде және СКҚ ішінде тұздардың түзілуі.

Ашық фонтандау

Фонтандаудың бұл түрі апаттық жағдайларға әкеледі және  қазіргі уақытта ол сирек кездеседі. Бұл фонтандаулар үлкен өрттің болыуна, сонымен қатар  кен орынның төз төзуына және ұңғы сағасында үлкен воронкалардың пайда болып оған барлық бұрғылау жабдықтарының құлап жиналыу болады.

Осындай  фонтандарды тоқтату және өшіру үшін   екінші өөлбеу ұңғының бұрғылап, онда атомды зарядтарды жару арқылы орындайды. Ашық фонтандаудың қауіптілік дәрежесі әртүрлі болады. Қабаттарды ашу  және ұңғыларды меңгеру кезінде кенеттен болатын қиындықтардан басқа фонтанды арматураның, саға жабдығының бұзылуы да үлкен қиындыққа әкеліп соқтырады.  Қосылыстардың тығыз жабылмауы немесе олардың вибрация әсерінен бұзылуы, ағындағы абразивті заттар әсерінен қажалуы үлкен ауыр апаттардың себептері болып табылады. Осындай жағдайлардың алдын алу үшін  арматура екі еселік немесе жарты еселік қысымға толығымен және жеке элементтері тексеріледі.  

Саға арматурасының күтпеген жағдайда апаттық бұзылуынан ашық фонтандауды тоқтату үшін  ұңғыда орналасқан отсекательді (қысып қалатын аспап) қолданады, олар ұңғының технологиялық режимінің бұзылуы кезінде қабат өнімін көтергішке келтірмейді. Осы отсекательдер  ұңғыға бірнеше тереңдікке немесе фонтанды  құбырлардың табанына орналастырып түсіреді. Шегендеу тізбектің шлипсаларында қондырылатын отсекательдер, СКҚ-ның немесе шегендеу тізбектің көлденең қимасын сұйық шығымы критикалық  көлемінен асатын кезінде автоматты түрде жабады. Шет елдерде  фонтанды құбырларда орналасатын отсекательдер бар.  Бұндай отсекателдер де ағынның болыун тоқтатып, қиманы жабады.  Шарды кран түрінде орындалып, бұралып жабылуы гидравликалық түрде жер бетінде орындалатын отсекательдер де бар.  Осындай шарлы кранның жетек механизмі аз диаметрлі (12,18 мм) құбырша арқылы фонтанды құбырға жалғанып жер бетіне шығады, ал ол әдетте ұңғының шығу жеріне, яғни қысым көзіне қосылады.

Құбырша ішінде қысым болғанда шарлы кран ашық болады. Құбыршада қысым түскен жағдайда серіппелі механизм арқылы шарлы кран бұралып, фонтанды құбырларды жабады.

Коррозия немесе механикалық бұзылыстардан лақтыру желілерінің үзілуі кезінде фонтанды ұңғыны жалғайтын  манмфольдтті желілерде орналасатын механикалық әсері бар қарапайып жер бетіне орналасатын отсекательдер түрі болады.

Солтүстік теңізде «Экофис» фирмасының теңіз ұңғысында 1677 жылы сәуір айында  ашық фонтандау жағдайынан  теңізге 30 000 м³ мұнай жайылған.

Бұл фонтандау ұңғыдағы фонтанды құбырлар тізбегі автоматты отсекателмен жабдықталған болсада, арнайы муфтаға отырғызуы мен бекітуі дұрыс болмағандықтан фонтанды арматураның саңылаусыздығы бұзылу нәтижесінде  отсекатель жұмыс істей алмады.  Үлкен қиындықпен осы ашық фонтандау тоқтатылып, ұңғы бақылауға алынды.

 Өте күрделі апат –ол грифонның пайда болуы. Грифон ұңғының қабырғасымен  шегендеу тізбегінің арасында саңылаудың болуынан  пайда болады.

Бұл жағдайда қабат өнімі жер бетіне осы канал арқылы көтерілуінен, өрт жағдайлары болып, ұңғының жоғалуына әкеледі. Бұндай жағдайларды болдырмау үшін ұңғылардың саңылаусыздығын уақытлы тексеріп отыру қажет.

Парафин түзілуімен күресу.

Парафин түзілуінің алдын алу және ұңғының қалыпты жұмысын қамтамасыз ету  үшін әртүрлі әдістер қолданылады. Парафинді жоюдың  келесі негізгі  әдістерін білген жөн:

1. Механикалық әдістер, оларға:

а) СКҚ-ға болатты сыммен түсірілетін серіппелі қырғыштарды қолдану;

б) СКҚ-дың парафинделген бөлігін шығару  және оларды жер бетінде механикалық қырғыштармен ішкі бетін тазалау;

в)  автоматты ұшатын  қырғыштарды қолдану.

2. Жылу әдістері:

а) құбыр сыртындағы кеңістікке қыздырылған буды айдау арқылы  құбырлар тізбегін қыздыру;

б) ыстық мұнайды айдау арқылы құбырды қыздыру.

3.  Ішкі беттері әйнек, эмаль немесе эпоксидті шайырмен жабылған құбырларды қолдану.

4. Парафинді түзілімдерді ерітетін әртүрлі еріткіштерді қолдану.

5. Парафиннің құбырлар қабырғасына жабысуын болдырмайтын химиялық қоспаларды қолдану.

Пар+афин түзілімдердің  пайда болу қарқындылығына, олардың қаттылығына және басқа да ерекшеліктеріне қарай әртүрлі  әдістер, оларды біріктіріп қолданады.

Бір кезде парафинмен күрес үшін  автоматты депарафинизациялау қондырғысын  (АДҚ) арқылы тазарту кеңінен  қолданылған.   СКҚ-да бірнеше қырғыштар, яғни дөңғалақ пышақтар болатты сым арқылы парафиннің түзілу жеріне дейін түсіріледі. Содан кейін автоматты басқарылатын лебедка арқылы  ұңғы сағасына дейін көтеріледі.  Түсіру және көтеру уақыт интервалдары лебедка электромоторын  басқаратын жұмысшымен қойылатын автоматты уақыт реле арқылы қондырылады. Қырғыштар фонтанды ұңғыға тереңдік манометр түсірілетін сияқты лубрикатор арқылы түсіріледі. Қырғыш диаметрін құбырдан бірнеше есе кіші етіп таңдайды. Құбыр қабырғасындағы үлкен қабық болса, тазартуды диаметрі үлкен емес қырғышпен бастап, біртіндеп оны үлкейтеді.

АДҚ қондырғылары Татарияның кәсіпшілігінде өңделген әйнекті және эмальданған құбырларды  кеңіне қолдануынан ауыстырылды. Әйнектелген құбырларды  қолдану  ұңғының жанына лебедканы орнату, оның жұмысы үшін электрэнергиясын жұмсау және қосымша персоналды қажет етпейді. Бірақ әйнектелген құбырлар арқылы  толығымен парафин түзілімін болдырмауға мүмкін емес. Құбырлардың муфталық қосылыстарында әйнектелмеген  жерлері болуынан, онда түзілімдер болады. Осындай құбырларды тасымалдау және оларды ұңғыға түсіру кезінде әйнектелген беттердің бұзылуы байқалады.

Қазіргі кезде парафинмен күрестің химиялық әдістерін қолдану бойынша қарқынды түрде зерттеулер жүргізілуде.  Химиялық реагенттердің адсорбциясының арқасында құбырлардың ішкі бетіне және парафин кристаллдарында жұқа гидрофильді қабықша пайда болып, ол кристаллдардың өсуіне және оның құбырларда жабысуына кедергі бола алады.Химиялық реагенттер ретінде еритін және ерімейтін  БӘЗ қолданылады.Суда еритін БӘЗ-дер мұнайда болатын судың құбырларды майлауын жақсартады. Суда ерімейтін БӘз парафин кристаллдану орталарының санын арттырып, яғни оның сұйық ағынымен жер бетіне шығуын жақсартатын дисперстілігін көбейтеді. Кейбір БӘЗ (ГИПХ-180, катапин –А ) беттің гидрофильдігін күрт арттырады. Ол құбырдың сумен сулануын жақсартып, парафин түзілуінің қарқындылығын түсіреді. Бірақ осындай жоғары тиімді  химиялық реагенттердің құны, олардың мөлшері,  мөлшерлеу сенімсіздігі оларды тәжірибеде кеңінен қолдануды төмендетеді.

Жылу әдістері арқылы парафинді жою үшін  бу өнімділігі 1 т/сағ (310 ⁰С температурасында)  автокөліктік жылжымалы бугенераторлы қондырғылар ППУ-3М қолданылады. Ол тік ағысты бу қазанына,  қосымша су қоры болатын, қоректендіретін  құралдардан тұрады. Осындай құралдармен тек ғана фонтанды құбырларда емес, сондай-ақ манифольдтар мен лақтыру желілерде  қолданады. Ол үшін 150 ⁰С температурасына дейін ысытылған мұнай 20МПа қысыммен және 4 дм³/ с беруімен 1АДП-4-150 сорапты агрегат арқылы айдайды.

Құм шөгінділерімен күресу.Ұңғыманы пайдалану кезінде сұйықпен бірге ұңғыға құм түседі. Егер құм толығымен жер бетіне шығарылу үшін жағдай жасалмаса, ол ұңғы түбіне жиналып, құм тығындарын түзеді. Мұндай тығын сүзгіні жабады, оның нәтижесінде қабаттан ұңғыға сұйықтың келуі тоқтайды. Кейде құм тығындары көтергіш құбырларда түзіледі немесе екіқатарлы көтергіште – сыртқы қатар құбырларын тұтастай жабады.

Ұңғымада құм тығынының түзілуін бақылау-өлшегіш аспаптарының және ұңғы шығымының көрсеткіштері бойынша анықтауға болады. Одан басқа, құм тығындарының түзілуін келесі белгілері бойынша анықтауға болады. Мысалы: ұңғыны пайдалану үрдісінде сұйық беру тоқтады және төмендеген қысым кезінде ұңғыдан тек ауа келеді, бұл ұңғы түбінде немесе бірінші қатардағы құбырларда башмактан төмен тереңдікте құм тығындарының түзілгенін көрсетеді.

Бірқатарлы лифт ұңғыдан құмды айтарлықтай шығаруды қамтамасыз етпейді. Бұл сұйық ағыны түптен құбыр табанына дейін ұңғы қимасымен қозғалатынымен түсіндіріледі, ол көтергіш құбырлардың қимасынан бірнеше есе көп және ағынның қозғалуы көбінесе құмның ірі фракцияларын шығаруға жеткіліксіз болады. Соңғысы түпте шөгеді де, құм тығынын түзеді.

Құм тығынын болдырмау үшін көтергіштің төменгі жағына сорапты-компрессорлы құбырлардың диаметрінен кіші болатын арнайы хвостовик орнатып,  төменгі перфорациялық тесіктерге дейін түсіріп орнатады.

Хвостовикте өнімнің қозғалу жылдамдығы құмның түзілу жылдамдығынан үлкен болуы керек. Құм тығыны пайда болған жағдайда оны жою үшін гидромониторлы (насадка) қолдану арқылы жуады. Осы мақсатта арнайы арынды сораптарды қолдану да тиімді болады.

Көтергіш құбырлардағы тұз шөгінділерімен күресу. Қатты суланған ұңғыларды пайдалану кезінде қабаттағы қысым мен температураның ұңғыдағымен салыстырғанда өзгеруіне байланысты көтері құбырлары және арматурада тұздар түзіледі. Тұздар көтергіш құбырлардың жоғарғы жағында 150-300м  сағадан төмен түзіледі, соның нәтижесінде жұмысшы агент қысымы артып, және  ұңғының дебиті азайып, толығымен оның тоқтауына дейін әкеледі.

Кейбір кен орындарда қабат қысымын ұстау мақсатында  қабатқа су айдау кезінде жер асты жабдығында, СКҚ-дың қабырғаларында, ұңғының түп аймағында тұздың түзілімдері болады.

Түзілетін тұздардың негізгі толықтырушысы –ол гипс болып келеді. Тұздың бөліну себебі  қабат суы және оған айдалатын судың тұзды құрамдарының термодинамикалық тепе-теңдіктерінің  бұзылуынан  болады. Химиялық бірікпеу шартарының болуынан нәтижесінде ерітіндіден тұз бөлінеді.  Бірақ айдалатын судан болатын гипс түзілулері толығымен зерттелмеген. Оның құрамы, құрылымы  пайда болу шарты  әртүрлі кен орындарда өзгеше болады. Сондықтан олармен күрес әдістері де өзгеше.  Тұздарды болдырмау әдістерінің бірі, ол-  химиялық әдістер, яғни әртүрлі еріткіштерді қолдану. Олар тек ғана фонтанды құбырларда емес, сонымен қатар мұнай мен газды жер бетінде жинау және дайындау жүйелерінде де болады. Қабат суларының тұзды құрамына және тұздардың түзілу қарқындылығына  байланысты  фосфорорганикалық қосылыстары негізіндегі химиялық реагенттер ингибиторлардың  бірқатар түрлері қолданылады. Олар 1м³ қабат суына бірнеше граммымен қосылып ағынға айдалады. Ингибиторлар ерітіндіде  кальций иондарын  ұстап, оны түзілуін болдырмайды.  Тығыз тұнбалар  гидроокись  ерітінділерімен жояды. Пайда болған кальций гидроокисі кеуекті массаны құрып,  тұз қышқылы әсерінен тез бұзылады. Тұздың түзілуін болдырмау үшін қабатқа айдалатын су  қабат суымен химиялық бірігуіне  тексеріліп, тексеріледі.

Фонтанды ұңғы жұмысындағы бүлкілдеулер (пульсаций)

Фонтанды ұңғы жұмысындағы бүлкілдеулердің болуы энергияның рационалды емес шығымына, өнімді  көтерудің П.Ә.К-ін  төмендеуіне, ал кейде фонтандаудың тоқтауына әкеледі, өйткені ұңғы кезеңді режимде жұмыс істей бастайды. Фонтанды ұңғылардың бүлкілдеуін болдырмау үшін фонтанды құбырлар тізбегінің соңына  арнайы жұмыс қуыстары  мен клапандарын орнатады.

СКҚ-да сұйық  бағанасының тығыздығының  аз уақыт ішінде өсуі, оның дагазациясы және түпте қысымының өсу нәтижесінде  бүлкілдеу уақыттан бұрын фонтандауды қысқартады.

СКҚ-дың табанынан 30-40м биіктігінде аз кішкене диаметрлі қуыстардың болуы газдың құбырсыртындағы кеңістіктен үнемі өтуін  қамтамасыз етіп, оның құбырлар табанына өтуін болдырмайды.  Жаналған газ  қуыстан төмен орналасқан сұйық бағанасын ығыстырып, оның СКҚ-ға өтуі арқылы бүлкілдеу тоқтайды. Қуыстар алдында қысымдар айырымы болса, онда сұйықтың деңгейі  қуыстардан  төмен жерінде a = ΔР·ρ·g тереңдігінде болады. Жұмыс клапаны да осындай жұмысты атқарады, ол газдың құбырсыртындағы кеңістіктен газды СКҚ-ға өткізуге мүмкіндік береді.

Бүлкілдеу құбылысын болдырмаудың нақты жолы, ол құбыр табанындағы қысым қанығу қысымына тең немесе үлкен,  ал ондағы  еркін газды  сепарациялау (айыру) коэффициенті нолге тең болатындай фонтанды ұңғының жұмысына  режим орнату.

Фонтанды ұңғыларды осындай режимде пайдалану техникалық жағынан мүмкін болмаса, онда құбыр сыртындағы кеңістікте сұйық деңгейі  көтергіш табанына  дейін түсіп кетпейтіндей, кезеңмен бұл кеңістіктен СКҚ-ға газды жіберіп отыратын есеппен көтергіштің белгілі бір тереңдігіне  жіберу клапанын орнату тиімді болады.