Игеру процесін реттеу 6 страница

(9)

 

Онда ағымдағы мұнайбергіштік коэффициенті үшін:

 

(10)

мұндағы - қабаттың суланған бөлігінен мұнайды сумен ығыстыру коэффициенті: – сулану коэффициенті.

Мұнайбергіштік коэффициенті ығыстыру коэффициентінің қамту коэффициентіне көбейтіндісіне тең болғанда қабатты тұрақталған жүйе мен технологиялармен игерген кездегі олардың тәуелділігі 5 сур. көрсетілгендей ұлғаюымен артады, ал тұрақты болып қалады, себебі, әсермен қамтылған қорлар көлемі бұл жағдайларда уақытқа байланысты өзгермейді.

5 сур. – ның – ға тәуелділігі

– ды (10) формулаға сәйкес үш коэффициенттің көбейтіндісі ретінде анықтасақ, онда олардың – ға тәуелділігі қабаттарды тұрақталған жүйеде және технологияда игеру кезінде 6 сур. көрсетілгендей болады. Бір қабатшада суланған облыстан мұнайды сумен ығыстыру коэффициенті (1 қисық) ол арқылы судың өндіруші галереяға жетуіне дейін тұрақтыға жуық болады. Басқа қабатшаларда бұл коэффициент мұнайды сусыз өндіру кезінде өзгеріссіз қалады және тек сулы кезеңде ол мұнайдың қосымша «жуылуы» әсерінен артады. Сондықтан бұл коэффициент мұнайды сумен ығыстырудың бастапқы кезеңінде тұрақты болады, тек игерудің соңында артады. Сулану коэффициенті (6 сур. 2 қисық) анықтамаға сәйкес үздіксіз артады, себебі, қабатқа су айдау шамасы бойынша суланған облыс көлемі үздіксіз артады. Қамту коэффициенті (3 қисық) кен орынды игерудің тұрақты жүйесі мен технологиясында тұрақты болады. Жалпы жағдайда, яғни, су айдауды қолданып кенорынды игеру кезінде ғана емес коэффициенттерін шағын учаскелерде қабаттың физикалық – геологиялық қасиеттері мен құрылымы бойынша, яғни, қабаттың микроқұрылымы бойынша, сондай – ақ, одан мұнайды алу механизмі бойынша анықтайды. Ығыстыру коэффициентін көбінесе мұнайды керн – тау жыныстарының табиғи үлгілерінен ығыстырудың зерттеу эксперименттерінің мәліметтері, сондай-ақ кәсіпшілік зерттеулер негізінде анықтайды. Теориялық және эксперименталды мәліметтер көрсеткендей, кен орнын су айдау арқылы игергенде, яғни мұнайды қабаттардан мұнаймен араласпайтын сұйықтық – сумен ығыстыру кезінде ығыстыру коэффициенті келесі негізгі факторларға тәуелді:

1) мұнайдың коллектор – жыныстарының минералогиялық құрамы мен литологиялық микроқұрылымына, яғни, өлшемдері бойынша қуысты кеңістіктердің таралуына, абсолютті өткізгіштік деңгейіне, салыстырмалы өткізгіштікке, тау жыныстарының микрожарықшақтық параметрлеріне, яғни, блоктар мен жарықшақтар өлшемдеріне, олардың өткізгіштіктерінің ара – қатынасына және т.б.;

2) мұнайдың тұтқырлығының оны ығыстыратын судың тұтқырлығына қатынасына;

3) мұнайдың құрылымдық – механикалық (ньютондық емес) қасиеттеріне және олардың қабаттардың температуралық режимдеріне тәуелділігіне;

4) тау жыныстарының сулануына және микроқұрылымдары әртүрлі коллектор – тау жыныстарында капиллярлы күштердің пайда болу сипатына;

5) мұнайды сумен ығыстыру жылдамдығына.

6 сур. – ң – ға тәуелділігі .

Су айдау кезінде қабаттарды әсермен қамту коэффициенті негізінде мына факторларға тәуелді.η₁₁ η₂ η₁₂

1. Игеріліліп жатқан мұнай қабатының физикалық қасиеттері мен геологиялық әртектілігіне (қабаттың макроәртектілігіне). Бұл жерде мұнайға қаныққан зоналардың астына су төселетін газ телпектерінің болуы, яғни, суда жүретін зоналардың, қабаттың тік (өткізбейтін қабатшалардың болуы) және көлденең (қабатшалардың литологиялық жапсарлануының) бағытты үзілімдерінің болуы, дизъюнктивті қабаттардың болуы және т.б.

2. Кен орынды игеру жүйесінің параметрлеріне, яғни, қабатта ұңғымалардың орналасуына, өндіруші ұңғымалардың және өндіруші және айдаушы ұңғымалардың арасындағы ара қашықтыққа, айдау ұңғымаларының санының өндіру ұңғымаларының санына қатынасына тәуелді.

3. Айдау және өндіру ұңғымаларының түптеріндегі қысым, түптік аймаққа әсер ету әдістерін қолдану және қабаттарды ашу.

4. Ұңғымаларды пайдаланудың әдістері мен техникалық құралдарын пайдалану (өндірудің ұңғымадан сұйықты алудың қажетті жиынтығын қамтамасыз ететін механикалық әдістерді, бір уақытта – бөлек пайдалану әдістерін).

5. Кен орынды игеру процесін иегру жүйесін бөлшектеп өзгерте отырып (ошақтап және таңдап су айдау) немесе мүлдем өзгертпей (ұңғымалардың жұмыс режимін өзгерту, ұңғымаларды пайдалануды, циклдық су айдауды тоқтатудың оңтайлы жағдайларын орнату және т.б.) басқару әдісін қолдану.

Толығымен айта кету керек, ығыстыру коэффициенті қабаттың физикалық қасиеттеріне, оның микроәртектілігіне және кеуекті ортадан мұнайды ығыстыру процесінің сипаттарына тәуелді, ал қабатты әсермен қамту коэффициенті игерудің басқа әдістеріндегідей кенорынның макроәртектілік дәрежесімен, игеру жүйесімен және ұңғымаларды пайдалану жағдайларымен анықталады.

Мұнай кенорнын игеру көрсеткіштерін болжау үшін оған су айдауда мұнайды жер қойнауынан алғанда барлық әдістерде бірдей болатын қабаттың моделінен басқа қабатқа су айдау процесінің моделін және игерудің нақты бір жүйесіне қолданылатын – тұтас кенорнына және оның элементіне арналған есептік схеманы қолдану керек.

Коллектор – тау жыныстарының үлгілерінен мұнайды сумен ығыстыру зерттеулері көрсеткендей, су үлгінің соңына жеткеннен кейін одан сумен бірге мұнай шығады, яғни, игерудің сулы кезеңі жүреді. Кейбір жағдайларда бұл кезең басталғаннан кейін үлгіден аз мұнай (7 сур., 1 қисық) алынады, ал басқа жағдайда бұл кезеңде үлгілерден мұнайдың сусыз кезеңде алынатын мұнай көлемімен салыстыруға келетін айтарлықтай мөлшері (2 қисық) алынады.

 

7 сур. Ағымдағы мұнайбергіштіктің – ға тәуелділігі:

1 және 2– қисықтар, мұнайды сәйкесінше поршенді және поршенсіз ығыстыру мәліметтері бойынша салынған.

Сулы кезеңде үлгі жыныстардан мұнайды сумен ығыстырудың қисықтары арасындағы мұндай алшақтық кеуекті орталардың микроқұрылымдарының әртүрлілігімен, оларды капиллярлы күштердің пайда болу сипаттарымен, сығылатын және сығатын сұйықтардың тұтқырлықтарының әртүрлілігімен және т.б. түсіндіріледі. Кеуекті орталардан мұнайды сумен ығыстыру кезіндегі олардың фазалық және салыстырмалы өткізгіштіктерін зерттеулер көптеген қабаттар үшін кеуектерде бірдей қысымда олар арқылы шексіз мөлшерде су айдалса да, яғни, үздіксіз шаюда да мұнайдың ұсақталған, дисперсирленген ұсақ глобулары тән екендігін көрсетті. Сонымен, бұл қабаттарда қалдық мұнай тығырыққа тірелген зоналардағы, кеуекті ұстағыштардағы, яғни, мұнайдың қозғалысы тығыз тау жыныстармен шектелген орындардағы қозғалыссыз глобулалар түрінде болады. Мұнайдың кеуекті ортадан сумен ығыстырылуы кезінде ұсақталуына, қозғалыссыз глобулалардың пайда болуына мұнай мен судың тұтқырлықтарының әртүрлілігі және мұнайда ньютондық емес қасиеттердің болуы әсер етеді. Кеуекті орталарда мұнайдың дисперстелуі ығысу фронтына жақын жерде, мұнай мен су бар жерде жүреді, сондықтан қарастырылып отырған кеуекті орталар үлгілерінен мұнайдың аз мөлшерін өндіреді. Осы орталардан мұнайдың сумен ығыстырылу процесі 1 қисықпен сипатталады (7 сур. қараңыз). Егер кеуекті ортада бірлік көлемде тығырықты зоналар саны аз болса, тіпті сумен ығыстырылу фронтындағы мұнай бұл ортада қозғалуын жалғастырады және үлгіге айдалатын су мөлшері бойынша алына береді. Мұндай жағдайда кеуекті орта үлгісінен мұнайдың ығыстырылуы 2 қисықпен сипатталады (7 сур. қараңыз).

Кеуекті ортаның екі үлгісін алайық. 1 үлгіде мұнайдың сумен ығыстырылу процесіне 1 қисық, ал 2 үлгіде – 2 қисық сәйкес келеді (7 сур. қараңыз). Мұнайды алудың сулы кезеңі басталғанға дейін бірдей мөлшерде су айдалған делік. 7 сур. көріп отырғанымыздай 1 үлгіден кезінде мұнай алынбайды деуге болады, 2 үлгіден мұнайдың айтарлықтай мөлшері алынады. Айта кету керек, 2 үлгі үшін өндірудің сулы кезеңі маңызды, ол аралықта кеуекті ортада мұнай мен судың біріккен (екіфазалы) фильтрациясы жүреді.

1 қисықты екі түзумен көрсетуге болады, көлбеу - шартына сәйкес келеді және кезінде орындалатын абциссалар осіне параллель. Екі түзу де 7 сур. үзік сызықтармен көрсетілген. Бұл жуықтауға кеуекті ортадан мұнайды сумен ығыстырудың белгілі бір моделі – мұнайды сумен поршенді ығыстыру моделі сәйкес келеді.

2 типті қисықпен (7 сур. қараңыз) сипатталатын кеуекті ортадан мұнайды сумен ығыстыру процестерін сипаттау үшін мұнай мен судың біріккен (екіфазалы) фильтрациясының моделін пайдаланады.

Екі модель де кеуекті ортадан мұнайды сумен ығыстыру процесінің экспериментальді сипаттарына негізделген. Поршенді ығыстыруда экспериментальді түрде ығыстыру коэффициентін және кеуекті ортадан алынған мұнай көлеміне тең айдалған су көлемін анықтайды.

24. Қандай жағдайда аудандап су айдау қолданылады

Игерудің соңғы кезегінде қабат өзінің бөлігінде мұнайды ығыстырғыш затымен толып қалады (мысалы су). Бірақ, су айдаушы ұңғылардан өндіру ұңғыларына жылжығанда, кейбір аудандарда жоғары мұнайға қанығушылыққа ие болады.

9 суретте беснүктелі жүйе элементінің игерудің тоғызнүктелі жүйесіне ауысуы.

Бұлардан мұнайды шығару үшін резервті қатарлардағы ұңғыларды алып, бұрғылауға болады. Осының нәтижесінде, тоғызнүктелі жүйені алуға болады.

Қарастырылғандардан игеру жүйелерінің келесі түрлері белгілі: кейбір жағдайларда жоспарда дөңгелектенген шоғырларда қолдануға болатын ұңғылардың батарейлі орналасу жүйесі (10 сурет); мұнай-газды шоғырларды игеруде қолданатын барьерлі сулану кезіндегі жүйе; аралас жүйелер-суреттелген игеру жүйелер комбинациясы, кейде ұңғылардың арнайы орналасуымен, оларды ірі кен орындарын игеруде және қиын геолого-физикалық қасиетті кен орындарда қолданады.

Бұдан басқа бұрын болған жүйенің бөлікті өзгерісі бар, мұнайлы кен орындарын игеруді реттеу үшін ошақты және сайлауды сулануды қолданады.

25. Айдау ұңғыларының санын анықтау.

1-ші суреттегі қимада нұсқаның сыртынан су айдауды қолдану кезіндегі мұнай кен орынды игерудегі өндіру және айдау ұңғыларының орналасуы көрсетілген. Мұнда мұнайлылықтың ішкі контурының бойымен өндіру ұңғыларының екі қатары бұрғыланған. Бұдан басқа, өндіру ұңғылардың бір ортаңғы қатары бар.

 

 

1-суретте. Нұсқаның сыртынан су айдау кезіндегі ұңғымалардың орналасуы: 1-айдау ұңғымалары; 2-өндіру ұңғымалары; 3-мұнай қабаты; 4-мұнайлылықтың сыртқы нұсқасы; 5-мұнайлылықтың ішкі нұсқасы.

Мұнайлылықтың контуры мен өндіру ұңғыларының бірінші қатары арасындағы арақашықтық , бірінші және екінші қатар арасындағы арақашықтық және сондай-ақ өндіру ұңғылардың арасындағы арақашықтық сияқты қосымша параметрлерді пайдалануға болады. Айдау ұңғылары мұнайлылықтың сыртқы нұсқасының артында орналасқан. 1-ші суреттегі өндіру ұңғыларының үш қатарының орналасуы ені бойынша салыстырмалы кішігірім кен орындарға тән. Егер кен орынның ені үлкен болған жағдайда, оның мұнайлылық ауданында өндіру ұңғыларының бес қатарын орналастыруға болар еді. Бірақ, қатарлар санын одан әрі көбейту, теория мен мұнайлы кен орындарын игеру кезіндегі тәжірибе көрсеткендей, орынсыз.

Егер өндіру ұңғыларының саны бестен көп болса, кен орынның ортаңғы бөлігі сыртқы сулану әсеріне дұшар болады, қабат қысымы мұнда төмендейді де, бұл бөлік ерітілген газ режимінде, ал бұрын болмаған газ шапкасы пайда болғаннан кейін газ арынды режимінде игеріледі. Әрине, бұл жағдайда нұсқаның сыртынан су айдау қабатқа тиімсіз әсер болып саналады .

Мұнайлы кен орындарының нұсқаның сыртынан су айдау арқылы игеру жүйелері, қабатқа әсер ететін басқа да жүйелер сияқты, қабатқа әсер етпейтін жүйелермен, параметрлерінің үлкен мәндерімен S_c және N_кр, яғни ұңғылардың сирек торларымен ерекшеленеді.

ω параметрі, нұсқаның сыртынан су айдау жүйесі үшін 1-ден 1/5-ке аралыққа дейін толқиды.

ω_р параметрі, қабатқа әсер ету арқылы мұнайлы кен орындарын игеру жүйелері 0,1-0,3 аралықта қамтиды.

Нұсқа ішінде әсер ету жүйесі

Алдыңғы уақытта мұнайлы кен орындарын игеру кезіндегі өрлеген ішкі контур әсері жүйесін, қабатқа сулану әсермен ғана қолданбаған, одан басқа қабаттардың мұнай бергіштікті ұлғайту мақсатында басқа әдістерін де қолданған. Бұл жүйелер қатарлы және аралас болып жіктеледі.

Игерудің қатарлы жүйелері.

Олардың әр түрлілігі – жандылық (блоктық) жүйелер. Кен орындарда бұл жүйелер кезінде, әдетте олардың созылып жатуына көлденең бағытта өндіру және айдау ұңғылары орын алады. Тәжірибеде бірқатарлы, үшқатарлы және бесқатарлы, өзімен өндіру ұңғылардың бір қатарының айдау ұңғылардың қатарымен, өндіру ұңғыларының үш қатарының және айдау ұңғылардың бір қатарының, өндіру ұңғыларының бес қатарының айдау ұңғыларының бір қатарының кезектесуін ұсынатын ұңғылардың орналасу құрылымы қолданылады.

Игерудің бірқатарлы жүйесі. Бұндай жүйеге сәйкес ұңғылардың орналасуы 2 суретте көрсетілген. Игерудің қатарлы жүйелерін енді басқа параметрлермен мінездеу қажет (көрсетілген ң негізгісінен басқа). Айдау ұңғыларымен өндіру ұңғылары арасындағы ара қашықтықтан басқа блоктың немесе түзудің енін ескеру қажет. (2 суретті қара)

 

2-суретте Игерудің бірқатарлы жүйесі көрсетілген: 1- мұнайлылықтың шартты нұсқасы; 2-айдау ұңғымалары; 3-өндіру ұңғымалары.

3-суретте Игерудің бірқатарлы жүйесінің элементі көрсетілген: 1-¼ ұңғымалардың шахматты түрде орналасу кезіндегі айдау ұңғымалары; 2-бір сызық бойында орналасқан ұңғымалардың орналасу кезіндегі айдау ұңғымалары жартысы; 3-4-өндіру ұңғымаларының ¼ бөлігімен жартысы.

Ұңғы торының тығыздығының параметрі және бірқатарлы, үшқатарлы және бесқатарлы жүйелер үшін параметрі, сыртқы сулану жүйелері үшін тәрізді, үлкен мәндер қабылдайды. параметрінің өлшемі жөнінде алдында айтылған болатын. ω параметрі, сыртқы сулану жүйелерге қарағанда, қатарлы жүйелер үшін нақты көрсетілген. Бірақ, ол шектер арасында толқу мүмкін. Мысалы, қарастырылып жатқан бірқаттарлы жүйе үшін ω≈1. Демек, тығыздаушы ұңғылардың саны шамамен (бірақ, дәл емес) өндіру ұңғылардың санына тең, себебі қатарларда осы ұңғылардың саны және , арақашықтықтары әр түрлі болуы мүмкін. Сулануды қолдану кезде түзуінің ені 1-1.5км-ді құрау мүмкін, ал мұнай беруді көбейту әдістерді қолдану кезінде одан төмен мәндер болады.

Бірқатарлы жүйеде өндіру ұңғыларының саны тығыздаушы ұңғыларының санына тең болғандықтан, бұл жүйе өте интенсивті. Қатты суарынды режимі кезінде өндіру ұңғыларының сұйықтық шығыны айдау ұңғыларға бітіп жатқан агенттің шығынына тең.

Қатарлы жүйелерде өндіру және өндіру қатарларда ұңғылар саны әр түрлі болғандықтан, ұңғылардың орналасуын шартты геометриялық реттелген деп есептеуге болады.

Кен орынды игерудің техникалық көрсеткіштерін болжауда, бір элементтің мәліметтерін есептеу жеткілікті, кейін оларды жүйенің барлық элементтері бойынша қосуға жеткілікті.

Игерудің үшқатарлы және бесқатарлы жүйелері үшін түзудің ені ғана емес, айдау және өндіру ұңғыларының бірінші қатармен арасындағы арақашықтық (8 сурет), бесқатарлы жүйе үшін өндіру ұңғыларының екінші және үшінші қатарлар арасындағы арақашықтықтарға мән беріледі. түзуінің ені өндіру ұңғыларының қатар саны мен олардың арасындағы арақашықтыққа байланысты. Мысалы. l_{0 1}= l_{1 2} = l_{2 3} =700 м, то L_п = 4,2 км

 

4 суретте ұңғымалардың үшқатарлы жүйе кезіндегі орналасуы: 1-мұнайлылықтың шартты нұсқасы; 2-өндіру ұңғымалары; 3-айдау ұңғымалары.

 

 

5 суретте ұңғымалардың үшқатарлы жүйе кезіндегі орналасуы: 1 - мұнайлылықтың шартты нұсқасы; 2-өндіру ұңғымалары; 3-айдау ұңғымалары.

ω параметрі үшқатарлы жүйе үшін шамамен 1/3, ал бесқатарлы жүйе үшін 1/5-ке тең.

Үшқатарлы және бесқатарлы жүйелерді қолдану кезінде кен орын бойынша жоғары шығымға ие болады. Әрине, үшқатарлы жүйе, бесқатарлы жүйеге қарағанда интенсивтілеу болады.

Ұңғылардың аудандық орналасу жүйелері.

Тәжірибеде кеңінен қолданылатын мұнайлы кен орындарын игеру жүйелерін қарастырайық: беснүктелі, жетінүктелі және тоғызнүктелі.

Бұл жүйе элементі, бұрыштарында өндіруші ұңғысы бар, ал ортасында айдау ұңғысы бар квадратты сомдайды. Бұл жүйе үшін айдаушы және өндіруші ұңғылардың қатынасы 1:1-ді құрайды, ω=1.

 

 

6-шы сурет беснүктелі жүйе кезіндегі ұңғымалардың орналасуы көрсетілген: 1-мұнайлылықтың шартты нұсқасы; 2-өндіру ұңғымалары; 3-айдау ұңғымалары.

Жетінүктелі жүйе (6 сурет). Жүйе элементі өзімен бұрыштарында өндіруші ұңғылар, ортасында – айдау ұңғылары бар алтыбұрышты ұсынады. Өндіруші ұңғылар алтыбұрыштың бұрыштарында, ал айдау ұңғылар ортасында орналасқан. ω=1/2, яғни бір айдау ұңғыға екі өндіруші ұңғы келеді.