Мұнай өндіру

Сурет 1- Атқылау кезіндегі ұңғымалардың сұлбасы 

а – забойдағы қысым қанығу қысымынан төмен болған жағдайда

ә - забойдағы қысым қанығу қысымынан  жоғары болған жағдайда.

Атқылау сұйықтың забойға әкелетін энергиясы сол сұйықты ұңғыманың  бетіне көтеру үшін қажеті болатын  энергияға тең немесе жоғары болатын  жағдайда, атқылау көтергіші оңтайлы режимде, б.а. ең жоғары ПӘК режимінде жұмыс істеген жағдайда мүмкін болады. Ұңғыманың забойындағы қысымның арқасында сұйық сол қысымға сәйкес келетін биіктікке көтерілуі мүмкін. 1м³ сұйықты көтеру кезінде орындалатын пайдалы жұмыс сұйық салмағының көтерілу биіктігіне көбейтіндісіне тең. Мұнаймен бірге забойға еркін түрдегі газ келіп түсуі мүмкін, сонымен қатар дәл сол мұнайдан қысымды сирету кезінде газ бөлініп шығады. 1м³ тауарлық мұнайға қатысты болатын және стандарттық жағдайларға келтірілген газдың жалпы мөлшері толық газдық фактор деп аталады. Алайда еркін газдың әртүрлі тереңдіктегі үлесі әртүрлі болады. Кеңейту жұмысын тек еркін газ ғана орындайды. Сол себептен газдың кеңейту жұмысын есептеу кезінде толық газдық факторды емес, газдың аз мөлшерін (еріген бөлігін шегерумен) ескеру қажет, оны тиімді газдық фактор деп атайық.Атқылағыш ұңғымалардың жұмысын реттеу. Реттеу қисықтары сол ұңғымадан өндірудің технологиялық нормаларын және оның тұрақты жұмыс режимін белгілеу негіздерінің бірі болып табылады:

• Рс забойлық қысымды Рнас қанығу қысымынан немесе оның  қайсыбір бөлігінен Рс > 0,75·Рнас төмен болатындай мөлшерге жеткізбеу;
• ең төмен газдық факторға немесе оның белгілі бір шамадан аспайтын мағынасына сәйкес келетін режимді орнату;
• ұңғыманың сүзгішінің артындағы қатта қуыстың пайда болуына жол бермеу үшін шығарылатын құм мөлшерінің күрт артуына жол бермеуге сәйкес келетін режимді белгілеу;
• ұңғыманың өнімінде судың пайыздық мөлшерінің күрт артуына жол бермеуге сәйкес келетін режимді белгілеу;
• ұңғыманың түбінде қоршаған бағанның майысып қалуы мүмкін болатындай қысымға жол бермеу;
• буфердегі немесе құбыарасындағы кеңістіктегі қысым арматураның және тұтастай құрал-жабдықтың беріктігі мен оның жұмысының сенімділігі тұрғысынан қауіпті мағыналарға жететін режимге жол бермеу;
• ұңғыманың буферіндегі қысым мұнай-газ жинақтау жүйесінің лақтырмалы манифоліндегі қысымнан төмен болып шығатындай режимге жол бермеу;
• белсенді құрғату процесімен қаттың барынша үлкен қалыңдығы немесе өнімді аралық қабаттардың ең үлкен саны қамтылатындай режимді орнату. Бұл ұңғыманың әртүрлі жұмыс режимдерінде құйылымның пішіндерін тереңдіктік өнімділікті өлшегіштермен түсіріп алу арқылы орнатылады.

Атқылағыш ұңғымалардың жұмысындағы  қиындықтар және олардың алдын алу 

• сағалық арматура қымтамасының бұзылуының нәтижесінде ашық түрдегі реттелмейтін атқылау;
• ССҚ-ның ішкі қабырғалары мен лақтырмалы желілерде асфальт-шайырлы және балауыздық шөгінділердің түзілу
• атқылау кезіндегі лүпілдеу, ол ұңғыманың мезгілінен бұрын тоқтап қалуына әкелуі мүмкін;
• құм шығаруға бейім келетін тұрақсыз қаттарды пайдалану кезіндегі забой мен ССҚ-ның өзінде құм тығындарының пайда болуы;
• ұңғыманың түбі мен ССҚ-ның ішінде тұздардың шөгіп қалуы.

Газлифтік ұңғыма дегеніміз – бұл  дәл жоғарыдағыдай атқылау ұңғымасы, онда сұйықты газдан арылтуға қажетті жетіспей жатқан газ бетінен арнайы арна арқылы әкелінеді. Құбырлардың қатары арқылы 1 ұңғыманың бетіндегі газ башмаққа 2 қарай беріледі, онда ол ГСҚ құрумен сұйықпен араласады, ол ГСҚ ұңғыманың бетіне көтергіш құбырлар арқылы 3 көтеріледі. Айдалып жатқан газ қаттық сұйықтан бөлініп жатқан газға қосылады. Газдың сұйықпен араласуының нәтижесінде ГСҚ түзіледі, оның тығыздығы ұңғыманың түбіндегі бар қысым сұйықты оның бетіне шығару үшін жеткілікті болатындай мөлшерде болып келеді.

Сурет 2- Газлифтінің түбегейлі  сұлбасы 

Қақпақтардың барлығын олардың  арналуына қарай үш топқа бөліге болады.

• Газлифтік ұңғымаларды іске қосу мен оларды игеруге арналған іске қосу қақпақтары.
• Жұмыстық қақпақшалар, олар газлифтік ұңғымалардың үздіксіз немесе мерзімді жұмысына, ұңғымадағы өзгеріп жатқан жағдайлардағы олардың жұмыс істеу режимін ССҚ-ға газды енгізу орнын сатылы түрде өзгерту арқылы оңтайландыруға арналған. Мерзімді түрде пайдаланған жағдайда қақпақтың үстінде белгілі биіктіктегі сұйық бағаны жинақталып осы қақпақтар арқылы газ ССҚ-ға ауысып жылыстайды және бұл қақпақтар ССҚ-дан сұйық ұңғыманың бетіне шығарылғаннан кейін газдың берілуін жабады.
• Құбыраралық кеңістіктегі сұйықтың деңгейін қақпақтан біршама тереңдікте ұстап тұруға арналған шеттік қақпақтар, бұл қақпақ арқылы газдың ССҚ-ға біркелкі келіп түсуін қамтамасыз етеді және лүпілді болдырмайды. Олар құбырлар қатарының башмағының жанына орнатылады.

Бұл газлифтік ұңғыманы зерттеу шарасын, оның жұмысын реттеу және оңтайлы режимді орнату ісін жеңілдетеді. Өзіне сұйықты көтеру үшін қуатын пайдалануға арнап газ айдалатын ұңғыма газлифтік деп аталады,  дәл сол мақсатқа арнап ауаны айдау кезінде — эрлифтік деп аталады.Ауаны қолдану ССҚ-да тұрақты эмульсияның құрылуына ықпал етеді, оны ыдырату оны беттік-белсенді заттармен арнайы өңдеуді, ысыту мен ұзақ уақыт тұндыруды қажет етеді. Айыру кезінде бетіне шығатын газ-ауа қоспасы өрт шығу мағынасында қауіпті болып табылады, себебі белгілі аралық қатынастар кезінде жарылғыш қоспаны құрайды. Бұл газ-ауа қоспасын өзін айырып алғаннан кейін атмосфераға шығарып жіберудің қажеттігін тудырады. Көмірсутегілік газды қолдану эмульсияның түзілуіне ықпал еткенімен, мұндай эмульсия тұрақсыз болып келеді және көбінеки таза кондициялық мұнайды алуға арналған бағасы қымбат өңдеуді қолданусыз-ақ қарапайым тұндыру әдісімен ыдыратылады. Бұл қолданыстағы көмірсутегілік газда оттегінің жоқтығымен немесе оның шамалы ғана мөлшерде болуымен және ортақ көмірсутегілік негізге ие газ бен мұнайдың химиялық тектестігімен түсіндіріледі. Ауадағы оттегі тотығу процестері мен судың глобулаларында судың бірігуіне кедергі болатын тұрақты қаптамалардың түзілуіне, глобулалардың іріленуі мен одан кейінгі тұндыру кезіндегі олардың шөгуіне ықпал етеді. Өзінің салыстырмалы түрдегі жарылу қауіпсіздігіне байланысты пайдаланылған газ айырудан кейін газ жинақтау жүйесіне жинақталып, кәдеге жаратылады. Оның үстіне газлифтік ұңғыманың айырылған газы оны ССҚ бойынша қозғалу кезінде мұнаймен қарқынды түрде араластырған кезде жанармайлық фракциялармен байытылады. Мұндай газды газ-жанармай зауыттарында физикалық өңдеуден өткізген кезде тұрақсыз жанармай мен басқа да құнды өнімдер алынады. Мұнайға келетін болсақ, ол тұрақтандырылады, бұл оны сақтау мен тасымалдау кезіндегі оның буланып кетуін төмендетеді.Газ-жанармай зауыттарында өңдеуден өткізілген (құрғатылған) газ оны кәсіптік сығымдағыш станцияларда қажетті қсымға дейін алдын-ала қысып алғаннан кейін қайтадан газлифтік ұңғымалардың жұмысына арнап қолданылады.Осылайша, газлифт газды пайдалануды жақсартып және кенішті эрлифтімен салыстырғанда оңтайлы пайдалануға мүмкіндік береді. Эрлифтің жалғыз ғана артықшылығы сол, ауа көзінің газ-сұйықтық көтергішке арналған жұмыстық агент ретіндегі шектеусіздігі.

Газлифтік ұңғымалардың жұмысына арнап 4—10 МПа қсымына дейін  қысылған көмірсутегілік газ қолданылады. Қысылған газ көздеріне әдетте арнайы сығымдағыш станциялар немесе газ өңдеу  зауыттарының қажетті қысымды дамытатын  және қажетті берілу мөлшерін қамтамасыз ететін сығымдағыш құрылғылары жатады. Газлифтік пайдаланудың мұндай жүйесін сығымдағыш газлифт деп атайды. Өздерінде газлифтіге арнап таза газ немесе газ конденсаттық кеніштердің табиғи газы қолданылатын жүйелер сығымдағышы жоқ газлифт деп аталады.Сығымдағышы жоқ газлифт кезінде табиғи газ газлифтік ұңғымалар орналасқан жерге дейін тасымалданады және

әдетте арнайы қондырғыларды адын-ала  даярлаудан өтеді, ол даярлау конденсат  пен ылғалды бір-бірінен айыруға, ал кейде тіпті сол газды оны  ұңғымалар бойынша үлестірудің алдында жылытуға негізделген. Артық қысым әдетте газды штуцерлердің бір немесе бірнеше сатылары арқылы дроссельдеумен азайтылады. Газлифтік пайдалану жүйесі бар, ол ұңғыма ішіндегі газлифт деп  аталады. Бұл жүйелерде қысылған газдың көзі ретінде мұнаймен қанықтырылған қаттан жоғары немесе төмен қарай орналасқан газдық қаттардың газы қызмет етеді. Қаттың екеуі де ортақ сүзгімен ашылады.Мұндай жағдайда газдық деңгейжиек мұнайлық деңгейжиектен бір немесе екі пакермен оқшауланады (үстінен және астынан), сөйтіп газ ССҚ-ға келіп түсетін газдың мөлшерін мөлшерлеп отыратын штуцерлік құрылғы арқылы құбырларға енгізіледі.Ұңғыманың ішіндегі газлифт газды алдын-ала әзірлеуді қажет етпейді, алайда ол газлифт жұмысын реттеуде қиындықтар тудырады. Бұл әдіс Тюмень облысының мұнай кеніштеріндегі өндіру ұңғымаларын пайдаланудың тиімді құралы болып шықты, оларда мұнай деңгейжиектерінің үстінде газлифтің тұрақты және ұзақ уақыт жұмыс істеуі үшін газы мен қысымының қоры жеткілікті болатындай газбен қанықтырылған қаттар орналасқан. Толқындық технология мұнайды өндірудің газлифтік әдісін жандандырудың жаңа жолдарын ашуда. Белгілі болғандай, толқындар көпіршіктердің ұсатылуына ықпал етеді. Бұл ретте көпіршіктердің қозғалу жылдамдығы төмендейді, ал олардың қалқып шығу уақыты созыла түседі. Бұл әсер газдың аздаған мөлшерін пайдалана отырып сұйықтың сол бір мөлшерін көтеріп отыруға мүмкіндік береді, басқаша айтқанда, ұңғымаларға газ айдайтын сығымдағыштар жұмсайтын энергетикалық шығындарды үнемдеуге қол жеткізуге мүмкіндік береді. Бұл идеяны тәжірибеде жүзеге асыру үшін стандарттық газлифтік қақпақ жетілдірілген қақпаққа ауыстырылады, ол қақпақтың аузында көпіршіктердің ұсатылуына қажетті толқындардың өндірілуін қамтамасыз етеді.

Сурет 3- Құрал-жабдықтың сұлбасы.    

Қарапайымдыланған технологиялық  сұлба 3 суретте келтірілген. Жетілдірілген  газлифтік қақпақ стандарттық қақпақтан  қосымша қондырманың болуымен өзгешеленетіндігін атап кетейік, соңғысы жүйедегі

шығындар мен қысымдар туралы мәліметтерге негізделумен есептеледі. Соған сәйкес өзіндік компьютерлік үлгілеу Ғылыми орталықта әзірленген. Құрылымдық тұрғыдан алғанда қондырманың  қозғалмалы бөліктері жоқ, ол өзінің қарапайымдылығымен ерекшеленеді, үлкен шығындарды қажет етпейді және аса берік құрылғы болып табылады.

Сурет 4-Кәсіптік сынақтардың нәтижелері (қызыл қисықтар жетілдірілген қақпақ) 

Ұңғыма бұрғыланып және игерілгеннен кейін одан мұнай ала бастау ^{қажет. Алайда айта кететін бір нәрсе, барлық, тіпті пайдаланудағы ұңғымалардың барлығынан бірдей мұнай алына бермейді. Былайша атағанда, тоғытқыш ұңғымалар болады. Оларға керісінше мұнай емес, су толтырылады. Бұл тұтастай кенішті пайдалану үшін қажет және бұл жөнінде біз кешірек сөз қозғайтын боламыз. Сіздердің барлығыңыздың жадыларыңызда Сібір мұнайын алғашқы өндірушілер туралы ескі кеңестік фильмдердегі кадрлар сақталып қалған болар: бұрғылау құрылғысы, үстінен мұнай атқылап жатыр, жан-жағында қуанышты адамдар жүгіріп және сол мұнаймен жуынып жүр. Айта кететін нәрсе, ол кезден бері талай нәрсе өзгерген. Және егер де қазір бұрғылау мұнарасының жанынан мұнай атқыласа, оның жанында көптеген адамар жүгіріп жүреді, алайда олар қуанудың орнына мұндай экологиялық зиянды шығарындыны қалай болдырмау керек деген мәселемен бас қатырумен болады.  Қалай болғанда да экранда көрсетілген нәрсе – бұл мұнай бұрқағы. Анықталған мұнайдың жер астында сондай күшті қысыммен жататындығы соғұрлым, ол оған ұңғыма түрінде жол ашқан кезде жердің бетіне қарай лап береді. Әдетте, ұңғымалар өзінің өмірлік циклының басында ғана, б.а. бұрғылаудан кейінгі уақытта атқылайды. Біршама уақыттан кейін қаттағы қысым азаяды және бұрқақ таусылады. Әрине, егер ұңғыманы пайдалану жұмысы осымен аяқталатын болса, онда жер астында мұнайдың 80%-нан артық бөлігі қалып қалған болар еді.Ұңғыманы игеру барысында оған сорғыш-сығымдағыш құбырлардың (ССҚ) қатары түсіріледі. Егер де ұңғыма атқылау әдісімен пайдаланылса, онда оның бетіне арнайы жабдық – атқылау арматурасы орнатылады.Бұл жабдықтың бүге-шігесін анықтап жатпай-ақ қояйық. Айта кететіні, бұл жабдық ұңғыманы басқару үшін қажет. Атқылау арматурасының көмегімен мұнайдың өндірісін реттеп отыруға болады – азайтып немесе мүлде тоқтатып қоюға.Мамандардың есептеуінше ұңғымадағы қысым азайғаннан кейін, және ұңғыма мүлде аз мұнай бере бастағаннан кейін ол пайдаланудың басқа әдісіне ауыстырылатын болады. Газды өндіру кезінде атқылау әдісі негізгі әдіс болып табылады. Мұнайды өндірудің газлифтік әдісі.}

^{Қаттық энергия  жетіспегендіктен, атқылау  тоқтағаннан кейін  ұңғымаларды пайдаланудың механикаландырылған  әдісіне ауысады, бұл жағдайда сырттан (бет жағынан) қосымша энергияны енгізеді. Энергия қысылған газ түрінде енгізілетін ондай әдістердің бірі болып газлифт әдісі табылады.Газлифт (эрлифт) — құбырлардың пайдалану (қоршағыш) қатарынан және ұңғымаған түсірілген ССҚ-лардан құралған жүйе, ондағы сұйық қысылған газбен (ауамен) көтеріледі. Кейде бұл жүйені газдық (ауалық}) көтергіш деп атайды. Бұл жағдайда ұңғыманы пайдалану әдісі газлифтік деп аталады.Беру сұлбасына қарай жұмыстық агент көзіне – газға (ауаға) байланысты сығымдағыш және сығымдағышы жоқ газлифтіні бөледі, ал әрекет ету сұлбасы бойынша – үздіксіз және мерзімді газлифт деп бөлінеді.Құбырдың сыртындағы кеңістікке жоғары қысымды газ тоғытылады, соның нәтижесінде ондағы сұйықтың деңгейі төмендеп, ал ССҚ-да көтеріліп отырады. Сұйықтың деңгейі ССҚ-ның төменгі шетіне дейін төмендеген жағдайда, қысылған газ ССҚ-ға түсіп сұйықпен араласа бастайды. Соның нәтижесінже мұндай газ-сұйықтық қоспаның тығыздығы қаттан келіп түсетін сұйықтың тығыздығынан төмен бола бастайды, ал ССҚ-дағы оның деңгейі арта бастайды. Газ неғұрлым көбірек енгізілсе, қоспаның тығыздығы соғұрлым төмен болады және ол соғұрлым үлкен биіктікке көтеріледі. Газды ұңғымаға үздіксіз түрде берген кезде сұйық (қоспа) ернеуіне дейін көтеріліп, бетіне құйылады, ал қаттан ұңғымаға үнемі түрде сұйықтың жаңа порциясы келіп түсіп отырады.Газлифтік ұңғыманың өнімділігі газдың мөлшері мен оны тоғыту қысымына, ССҚ-ларды сұйыққа батыру тереңдігіне, олардың диаметріне, сұйықтың тұтқырлығына және т.б. байланысты болады.Газлифтік көтергіштердің құрылымы ұңғымаға түсірілетін сорғыш-сығымдағыш құбырлардың санына және қысылған газдың қозғалу бағытына байланысты белгіленеді. Түсірілетін құбырлар қатарының санына қарай көтергіштер бір- және екіқатарлы болады, ал газды тоғыту бағыты бойынша — сақиналық және орталық болуы мүмкін.Бір қатарлы көтергіш кезінде ұңғымаға ССҚ-лардың бір қатары түсіріледі. Қысылған газ қоршағын баған мен сорғыш-сығымдағыш құбырлардың арасындағы кеңістікке тоғытылады, ал газ-сұйықтық қоспа ССҚ бойынша көтеріледі, немесе газ сорғыш-сығымдағыш құбырлар арқылы тоғытылады, ал газ-сұйықтық қоспа сақиналық кеңістік бойынш көтеріледі. Бірінші жағдайда сақиналық жүйедегі бір қатарлы көтергішке, ал екінші жағдайда – орталық жүйедегі бір қатарлы көтергішке ие боламыз.Екі қатарлық көтергіш кезінде ұңғымаға концентрлік түрде орналасқан екі құбыр түсіріледі. Егер де қысылған газ ССҚ-ның екі қатарының арасындағы шеңберлік кеңістікке бағытталып, ал газ-сұйықтық қоспа ішкі көтергіш құбырлар арқылы көтерілсе, онда мұндай көтергіш екі қатарлық шеңберлік жүйе деп аталады. Сорғыш-сығымдағы құбырлардың сыртқы қатары әдетте ұңғыманың сүзгісіне дейін түсіріледі.Шеңберлік жүйенің екі қатарлық сатылы көтергіші кезінде ұңғымаға сорғыш-сығымдағыш құбырлардың екі қатарын түсіреді, оның бірі (сыртқы қатар) сатылы; жоғарғы жағында — диаметрі үлкен құбырлар, ал төменгі жағында — кіші диаметрлі құбырлар. Қысылған газ ССҚ-ның ішкі және сыртқы қатарлардың арасындағы шеңберлік кеңістікке тоғытылады, ал газ-сұйықтық қоспа ішкі қатар бойынша көтеріледі.Егер де қысылған газ ішкі ССҚ-лар бойынша беріліп, ал газ-сұйықтық қоспа сорғыш-сығымдағыш құбырлардың екі қатарының арасындағы шеңберлік кеңістік бойынша көтерілсе, онда мұндай көтергіш екіқатарлы орталық жүйен деп аталады.Шеңберлік жүйенің кемшілігі – ұңғыманың өнімінде механикалық қоспалар (құм) болған жағдайда бағандардың жалғағыш құбырларының қажалып тозу мүмкіндігі.Екіқатарлық көтергіштің бір қатарлы көтергішке қарағандағы артықшылығы сол, оның жұмысы икемді және ұңғымадағы құм қарқынды түрде шығарылады. Екі қатарлы көтергіштің кемшілігі құбырлардың екі қатарын түсірудің қажеттігі, бұл өндіру процесінің металды қажет ету мөлшерін арттырады.