УДК 622.323

А.А. Кабдушев

Магистр, аға оқытушы

М.Х. Дулати атындағы Тараз мемлекеттік университеті, Тараз қаласы

ПЛАЗМАЛЫҚ-ИМПУЛЬСТІ ӘСЕР ЕТУ ТЕХНОЛОГИЯСЫНЫҢ ҚОЛДАНЫЛУ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ МЕН МҮМКІНДІКТЕРІ

Мақалада шығымы төмен мұнай ұңғымаларын игерудегі мәселелері, аталмыш ұңғымаларда плазмалық-импульстік әдістің қолданылу ерекшеліктері көрсетіліп, әртүрлі кенорындардағы технологияның нәтижелеріне талдау жасалған.

Түйін сөздер:

Қазіргі кезде біздің елде және басқа шет елдердегі мұнай саласындағы басты мәселе - осы шығымы аз ұңғымалардың артуы. Қазақстанда мұнай бойынша орташа шығым біртіндеп төмендеуде және мұнай қорларының құрлымдарының нашарлауы жаңа ұңғымалардың орташа тәуліктік шығымына кері әсерін тигізуде. Мысалы «Эмбамұнайгаз» өндірістік филиалына қатысты кен орын бойынша шығымы төмен ұңғымалар 25% құрайды. Ал С.Қотыртас кен орны бойынша жалпы тереңдік сораптық ұңғымалар қоры 22 ұңғыма – осының 68,2% ті яғни 15 ұңғыма шығымы төмен ұңғыма болып саналады. [1]

Мұның басты себептерінің бірі игерудің соңғы сатысындағы шектік төмен қысым және мұнай қорының жоғары дәрежеде пайдаланылуы, екіншісі коллектормен байланыстың нашарлауы. Осының нәтижесінде өндіруші ұңғымаларды шығымы аз ұңғымалар санатына ауыстыруға тура келеді. Сонымен бірге сұйықтығы жоғары дәрежеде суланған аз шығымды ұңғымалар қорының жұмысы ұңғымаларды жөндеу аралығының кезеңін қысқартады да мұнайдың өзіндік құны артады.

Шығымы аз ұңғымалар деген ұғымды алғаш рет А.Н.Адонин өндіруші ұңғымаларды шығымы бойынша үш топқа жіктеуде пайдаланып, өзінің еңбектерінде ұсынған еді. Ұңғымалар үлкен, орташа, және шығымы төмен ұңғымалар болып бөлінеді. А.Н.Адонин осы ұңғымалардың арасындағы шекараны табу үшін төмендегі гиперболалық тәуелділікке сүйенген. [2]

мұндағы H- сұйықтықтың көтерілу биіктігі, Q- ұңғыма шығымы, м³/тәул.

1 сурет. Сораптың ұңғымаға түсірілу тереңдігі мен шығымы бойынша ұңғымалардың (А.Н.Адонин бойынша) жіктелуі [2]

Графикалық түрде, жоғарыда көрсетілген формула бойынша шығымы орташа ұңғымалардың шекарасы 10 нан 100 м³/тәул дейін, 100 м³/тәулік -тен жоғары болса сұйықтықты көтеру биіктігіне тәуелсіз - шығымы үлкен ұңғыма деп, ал 5 м³/тәулік- ке дейінгіні шығымы аз ұңғыма деп есептеледі.

Мәселені шешудің әртүрлі жолдары бар, маханикалық, химиялық әдістер т.б., бірақ бұл мақалада салыстырмалы түрде жаңа әдіс болып саналатын плазмалық-импульсті әсер ету технологиясын қарастырамыз.

2008 жылдың желтоқсан айында ООО НПЦ «ГеоМИР» пен MND а.s. акционерлік қоғамы Чехияның Оңтүстік Моравия облысында орналасқан Жданицаның тұтқырлығы жоғары мұнай кенорнында плазмалық-импульсті әсер ету технологиясын қолданып мұнай бергішті арттыру бойынша жобаны орындады. Аталған жоба электрогидравликалық резонанстық әсер етуге негізделген, плазмалық-импульстік әсер етуге арналған аппаратураның көмегімен жүзеге асырылған. [3]

Технология Санкт-Петербург мемлекеттік тау институтының профессоры А.А.Молчанов басқаратын ресейлік ғалымдар тобымен орындалған. Ғалымдар тобының құрамына электрофизикалық аппаратураның ғылыми зерттеу институтының (НИИЭФА) ғалымдары және «»НОВАС» ресей компаниясының мамандары кірді. [4]

Бұл аппаратура, яғни плазмалық-резонанстық әсер ету аппаратурасы пайдалану ұңғымаларының шығымын жоғарлату мақсатында ашылған мұнай коллекторының жұмысын қарқындатумен байланысты мәселелерді шешу үшін сұйықтыққа толтырылған терең ұңғымаларда қуатты гидроакустикалық соққыларды туындатуға арналған. Аппаратура жұмысы ұңғыманың қабырғасына және тау жыныстарына сығылудың қуатты толқынының эффектісіне негізделген. Бұл толқын жоғары вольтті конденсаторлар батареяларын зарядсыздандыру кезінде, ұңғымалық аспаптың арнайы электродтары арасында түзілетін плазмалық каналдың қарқынды түрде кеңеюінің нәтижесінде пайда болады.

Пайдалану ұңғымаларын өңдеу «Приток-1М» аппаратурасының көмегімен жүргізіледі. Энергия көзі стандартты үш тінді желі арқылы ұңғымаға каротаждық көтергіштің геофизикалық шығырының көмегімен түсіріледі. Геофизикалық желінің көмегімен ұңғымалық аппаратураның электр тогымен қоректенуі, тереңдегі блоктың жұмысын басқару, аппаратураның жұмыс режимін және ұңғыманы өңдеу параметрлерін бақылау жүзеге асырылады. [3]

2 сурет. Плазмалық импульсті әсер ету технологиясын сұлбасы [4]

Генератордың жұмыс істеу принципі металлдан жасалған плазманың энергиясын сұйықтықтағы импульстік қысымға түрлендіруге негізделген. Импульстік қысым мынандай жағдайда пайда болады. Ұңғымалық генераторға металдан жасалған, диаметрі миллиметрдің үлесін құрайтын өткізгіш (проводник) орнатылады. Осы өткізгішке қуатты (3000-5000 В) импульстік ток беріледі. Нәтижесінде өткізгіш жоғары температурамен, балқып, өткізгіштің буланған бөлшектерінің көптігімен және жоғары қысыммен сипатталатын плазмаға айналады [6].

Заттың бір күйден екінші бір қысымы мен температурасы жоғары күйге күрт өтуі дыбыс жылдамдығынан жоғары жылдамдықпен таралатын қуатты толқын тудырады (1 сурет).

3 сурет. а -разрядының оссилограммасы, b -қысым осцилограммасы, қысымның максимумы 10⁸ Па-ға тең. [7].

Канал қимасы бойынша қыздырылу әркелкілігі оның кеңею әркелкілігіне алып келеді және суретте көрсетілгендей уақыт бойынша қысымның таралуы «ара» тәрізді толқындармен өрнектеледі. Плазмалық импульсті әсер ету технологиясындағы пайда болатын қысым пульсациясы сығылу кеңею толқындары түрінде перфорация тесіктері арқылы қабатқа таралады. Бұл нүктеге қатысты импульстардың берілген саны бірдей уақыт аралығында қайталанады. Депрессия – репрессия циклдері перфорацияны тазалайды, кольматантты жояды да депрессия – репрессия толқындары қабатта акустикалық кавитация эффектісін тудырады. Осының нәтижесінде табиғи жарықшақтар мен капиллярлар тазарады және сонымен бірге микрожарықшақтылық дамып, түпмаңы аймағының өткізгіштігі жоғарылайды.

Барлық операция бір рет көтеріп түсіргенде орындалады. Металлдан жасалған өткізгіш автоматты түрде құрылғыны жер бетіне көтерместен қалпына келтіріледі.

Терригендік коллекторлардың импульсті әсермен қамтылу радиусы 250-300 м-ді құрайды, ал карбонантты тау жыныстардағы әсері 700-1500 м дейін жетеді. Плазмалық импульсті әсер ету технологиясындағы генераторы жер бетіне көтерілмей бірден 1000 импульсқа дейін жасай алады.

Ұңғыманы өңдеу уақытысы мен қабатқа әсер ету импульстарының саны, мөлшері өнімді қабат интервалының қалыңдығы мен параметрлеріне тәуелді. Ұңғыманы өңдеу жұмыстары күрделі немесе алдын алу мақсатында жөндеу жұмыстары кезінде жүргізіледі. Ұңғыманы плазмалық –резонанстық әсер ету аппаратурасымен өңдеу орташа алғанда шамамен 8-10 сағат уақыт алады.

Сонымен қабатта мынандай процесстер жүреді:

- ұңғыманың түп маңы аймағының температурасы жоғарлайды (разряд кезінде температура 25000-28000С ге дейін жетеді, ұзақтығы 50-53 микросекунд.) [4]

- суға қарағанда мұнайға қатысты салыстырмалы фазалық өткізгіштік жоғарлайды;

- судың мұнайды капилярлық деңгейде ығыстырылу тығыздығы мен жылдамдығы жоғарлайды;

- коллектордың тау жыныстарының қатаңдық күйі және сонымен байланысты кеуекті кеңістіктің құрлымы өзгереді.

Аталмыш технология өндіруші ұңғымалардың шығымын қалпына келтіріп, немесе бірнеше есе жоғарлатқаннан бөлек, ұңғыма өнімінің құрамындағы су мөлшерін төмендетуге, өнімді қабаттың мұнайбергіштігін жоғарлатуға бағытталған.

Плазмалық импульсті әсер ету технологиясымен өңделген ұңғыманың мәліметтері 2008 жылдың желтоқсан айынан 2009 жылдың қараша айына дейінгі аралықтағы өлшенген шығымы бойынша мәліметтер төмендегі суретте келтірілген.

4 сурет. Плазмалық импульстік әсер ету технологиясымен өңделген ұңғыма шығымының нәтижелері Чехия, Жданица мұнай кенорны [3].

Аталған технологиямен өңдегеннен кейін мұнай шығымы алғашқымен салыстырғанда 39%-ке өсті және орташа алғанда 5,0 м³/тәулік, ал өнімнің сулануы 50% ға төмендеді де шамамен орташа 6%-ті құрады. Ары қарай қарастырылған уақыт аралығында ұңғыма шығымы 4,5м³/тәул құрады. Ұңғыма шығымының тұрақтануы 4 айдан кейін байқалды. Шығымның орташа мәннен ауытқулары ұңғыма жұмысының технологиялық режимін өзгертумен байланысты. Суретте көрсетілгендей технологияның тиімділігінің ұзақтылығы 1 жылға жуық, өзін өзі ақтау мерзімі 122 күн. [3].

Плазмалық-импульсті әсер ету технологиясының қолданылуын шектейтін шарттарға мыналар кіреді:

- қабат қысымы болуы қажет.

- ұңғымадағы температура 120 С ден аспайды.

- ұңғыманың тереңдігі 4000 м дейін [4].

Бұл технология Батыс Сібірде тәжірибиелік өндірістік және өндірістік жұмыстарды жүргізгенде мұнай бойынша ұңғымалардың орташа шығымы 67% ке өсті. Сонымен бірге сәтті өткен ұңғымалар саны 82% ен жоғары. Өңдеу жұмыстары жүргізілген ұңғымалардың көбісінде қабатты гидравликалық жарылыс жасалып, әдістің тиімділігі аяқталған кезеңде болғанын ескерген жөн[5].

Тиімділігін дәлелдейтін тағы бір мысал ретінде АҚШ-та Лузиана, Охлахома, Канзас штаттарында 2013 жылы басталған тәжірибиелік-өндірістік жұмыстарды атаса болады. Жұмыстар негізінен, аяқталған өткен ғасырдың 50-ші жылдардағы кенорындарда жүргізілді. Ұңғымалық операциялар 100%-ке орындалып, мұнай бойынша артық өнім 150%-ке шыққан. Қазіргі кезде бұл әдіске АҚШ та сұраныс көп[5].

Технологияның апробациясы 2007 жылы Қазақстанда да қолданылған, және тәжірибе барысында технология өткізгіштігі төмен терригенді коллекторларда да тиімділігін көрсетті (Мәліметтер құпиялық шарттқа байланысты жарияланбаған)[4].

Жалпы плазмалық-импульсті әсер ету технологиясының басты ерекшеліктері экологиялық тазалығы, кез-келген суланған ұңғымада қолданылу мүмкіндігі,технологияның әсер ету аймағының үлкендігі, пайдаланылу қауіпсіздігі және бастысы: өткізгіштікті, мұнайбергіштікті арттырады.

Іздеу ( мақаланың негізгі) сөздері: Плазма. Ток импульсі. Мұнайбергіштікті арттыру әдісі. Шығымы төмен ұңғымалар. Экологиялық таза технология. Импульстік толқындар.

ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ

1. Ермеков М.М., Автореферат диссертации. Научные основы создания гибких тяговых органов длинноходовых насосных установок для эксплуатации скважин в осложненных условиях Атырау, 2007. РГКП Атырауский институт нефти и газа

2. А.Н.Адонин. Добыча нефти штанговыми насосами. Москва. Недра. 1979 г 83-84 стр.

3. Молчанов А.А., Максютин А.В., Хусаинов Р.Р., Результаты применения технологии плазменно-импульсного воздействия на нефтегазовом месторождении жданице.

4. Oil&Gas Journal #9(22) 2008, Рубрика «Акцент номера», «Плазменно-импульсное воздействие» (стр. 42)

5. Никита Агеев. Плазменно-импульсное воздействие на пласт: сделано при поддержке фонда Сколково. Нефтегазовая вертикаль #13-14/2013 58-60 стр.

6. Э.Р.Эргинбаева Н.И. Идрисов. Технология плазменно-импульсного воздействия с целью повышения нефтеотдачи пластов. ҚазҰТУ ХАБАРШЫСЫ

7. П.Г. Агеев., А.В. Колдоба, И.В. Гасилова, Н.Ю. Повещенко, М.В. Якобовский, С.И. Ткаченко Комплексная модель отклика пласта на плазменно-импульсное воздействие MATHEMATICA MONTISNIGRI Vol XXVIII (2013) 5-121

А.А. Кабдушев

Магистр, аға оқытушы

М.Х. Дулати атындағы Тараз мемлекеттік университеті, Тараз қаласы

ПЛАЗМАЛЫҚ-ИМПУЛЬСТІ ӘСЕР ЕТУ ТЕХНОЛОГИЯСЫНЫҢ ҚОЛДАНЫЛУ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ МЕН МҮМКІНДІКТЕРІ

Мақалада шығымы төмен мұнай ұңғымаларын игерудегі мәселелері, аталмыш ұңғымаларда плазмалық-импульстік әдістің қолданылу ерекшеліктері көрсетіліп, әртүрлі кенорындардағы технологияның нәтижелеріне талдау жасалған.

Түйін сөздер: