Iv-боб. Ер усти жихозлари. Бургилаш миноралари

74 –расм. Химоя кувурини остки кисмини тушириш учун ажратгич.
Кудукдаги катламларни ажратиш.


Катламларни ажратиш сифатига куйиладиган талаблар. Кудукда мавжуд булган яъни бургилаш натижасида очилган утказувчан катламларни ажратадиган бир катламдан бошка бир катламга ёки атмосферага катлам суюклигини чикиб кетишини олдини олиш, махсулдор катламларга бегона катлам сувларини кириб ифлослантиришини, уларни коллекторлик хоссасини ёмонлашувини, ер ости ва ер усти атроф мухитини ифлосланишини бартараф этишдир.
Катламларни ажратиш сифатига ута жиддий талаблар куйилади:
1. кудукларда очилган утказувчан катламлар орасида мавжуд ёки хосил буладиган босимлар фаркига ажратувчи мухит герметик холатда булиши керак.
2. Ажратувчи мухит, уз атрофини ураб турган тог жинслари ва химоя тизмасини ташки юзаси билан зич алокада булиши керак. Уни герметиклиги химоя кувурларида буладиган хар кандай деформацияларда хам (емирилмаслиги) бузилмаслиги керак.
3. Ажратувчи мухит куп йиллик булмоги яъни кудукни бургилаш ёки ишлатиш даврида кутиладиган харорат узгариши жраёнларида ва катлам сувларини, газларни, бактерияларни таъсири остида емирилмаслиги керак.
4. Ажратувчи мухитни герметиклиги, кудукда отиш ишларини ва бошка ишларни олиб бориш жараёнида хосил буладиган зарбли кучлар таъсиридан емирилмаслиги керак.
5. Ажратувчи мухит куп йиллик музли тог жинслари мавжуд кудукларда совукка чидамли яъни куп мартали юкори хароратдан паст хароратга, паст хароратдан юкори хароратга узгариши туфайли емирилмаслиги лозим.


Катламларни ажратиш сифатига таъсир килувчи омиллар. Кудукда очилган утказувчан катламларни мустахкам ажратишдан максад, цементланган халка оралигида бир –биридан ажралиб турган утказувчан горизонтларга катлам сувларини сизиб ута олмаслигини таъминлашдир.
Катламларни ажратиш сифати тампонаж эритмаси ва тошини хоссаси ва уни таркиби тугри танлаш даражасига боглик. Цемент тоши канча мустахкам булса, уни катлам сувлари билан ювилиш, катлам сувларини сизиб кириши шунча кичик булади. Икки кушни утказувчан горизонтлар орасида хосил буладиган юкори босимлар фарки жараёнида тошни говак каналли деворида уринма кучлар юкори булиши натижасида мустахкам булмаган тошларда бузилиш руй беради. Шу сабаларга кура махсулдор катламлар мавжуд зоналар хамда аномал коэффициенти юкори булган горизонтларни умумий утказмас юкори мустахкам тош хосил килувчи эритма билан цементлаш зарур.
Кудукни сифатли ажратиш ишларидан бири цемент эритмаси билан ювувчи суюкликни кудукдан тулик сикиб чикаришдир. Бунинг учун цементлаш жараёнида халка оралигида турбулент режимни хосил килиш, кудукда химоя тизмасини яхши марказлаштириш, цементлаш жараёнида тизмани харакатлантириб туриш, кудук стволи кенгайган ораликларда суюклик окимини хосил килиш, тампонаж эритмасини ювувчи суюклик билан аралашиб кетишини олдини олиш, кудук деворларидаги утказувчан катлам ораликларида мавжуд фильтрацион кобикларни ва химоя кувурлари юзасидаги ювувчи суюклик плёнкасини йукотиш лозим.
Демак, халка оралигидаги тампонаж эритмасини бошлангич сикиб чикариш тезлиги, критик тезликдан (тампонаж эритмаси учун хам, ювувчи суюклик учун хам) юкори булиши керак.
Чикувчи тампонаж эритмасининг окими ювувчи суюкликни, качонки кудукдаги химоя тизмаларини уки, кудукни уки билан мос булса бир текисда сикиб чикаради. Агар тизмалар кудук уки билан бир хилда жойлашмаган булса кудукдаги тампонаж эритмаси кайси ораликда кудукни кундаланг кесим юзаси катта булса, шу ораликдан харакатланиб чикишга интилади.
Агар тампонаж эритмаси бевосита ютувчи суюклик ортидан харакатланадиган булса, у холда тампонаж эритмаси билан ювувчи суюкликни аралашуви жараёнида купинча юкори ковушкокликка эга тиксотропик аралашма хосил булади. Натижада кудук деворларида ва насосларда гидравлик босим ошиши туфайли бундай аралашмани кудук ичидан тулик сикиб чикаришга эришиб булмайди. Бундай аралашмани тизма ичида хосил булишини олдини олиш учун остки ва устки ажратиш тикинларидан фойдаланилади. Кувур остидаги халка оралигида бу функцияни махсус суюклик яъни буфер суюклиги бажаради. Буфер суюклиги ювувчи суюклик билан хам, тампонаж эритмаси билан хам алокада булган вактида юкори ковушкок аралашмани хосил килмаслиги лозим. Юуфер ажратувчи сифатида ковушкок (масалан, сув, тузнинг сувдаги эритмалари) хамда ковушкок эгилувчан (масалан, поликриламиднинг сувдаги эритмаси, гексарезсинли смолалар ва нормалин) суюкликлардан фойдаланилади.
Кудук деворларида ювувчи суюкликни дисперс фаза парчаларидан ташкил топган фильтрацион кобикларининг булиши цементлаш жараёнида тампонаж эритмаси таркибидаги сувни тез йукотишини олдини олади. Лекин цементлаш тугаганидан кейин бундай кобикни сакланиб колиши, хосил буладиган йемент тоши билан тог жинсини орасидаги узаро богланиш мустахкамлигини камайтиради. Агарда бундай ораликларда юкори дисперция руй берса, герметиклик тезда бузилади.
Демак, цементлаш жараёнида кудук деворларида мавжуд фильтрацион кобикларни йукотиш зарур. Фильтрацион кобиклар мавжуд ораликларни кобиклардан тозалаш учун, химоя кувурларига махсус симли киргичлар урнатилади. Киргичлар, кобик мавжуд ораликларга урнатилиб, тизма туширилиши ёки айлантирилиши жараёнида кобикларни емиради ва ювувчи суюклик окими билан емирилган кобиклар кудукни юза кисмига чикиб кетади.
Фильтрацион кобикни емириш учун махсус юуфер суюкликлари хам ишлатилади. Бу суюкликлар кудук деворларидаги фильтрацион кобиклар билан кимёвий реакцияга киришиб, уларни кудук деворлари билан бирикишини кучсизлантиради ёки тулик емиради. Колган бир кисмини тампонаж эритмаси сикиб чикаради. Бундай буфер суюкликларига айрим кислоталар (хлорид, сулфаминли, уксус кислоталари), калций гидрооксиди, натрий фосфати ва бошкалар киради.
Хемоген ёткизикларида тузларни цементлаш жараёнида тампонаж эритмасининг дисперс мухитда эриши руй бериши мумкин. Натижада кудук девори билан тампонаж тоши орасида минерал сувли катламчаларни хосил булиши кутилади. Вакт утиши билан бу катламчалар катлам суюкликларини харакатланиши каналчалари булиб хизмат килиши мумкин. Демак кудукни герметиклиги бузилади. Геметикликни саклаш яъни хемоген тог жинслари билан тампонаж тоши орасида хосил буладиган минерал сувли катламчаларни йукотиш учун тампонаж эритмаси учун цементни тузга чидамлилигини тиклаш зарур. Бундай цементдан хосил булган тош, тузлар таъсири остида емирилишга учрамаслиги зарур. Химоя тизмасини ташки кисмига урнатилган пакер ёрдамида герметикликни саклаш ва емирилиш хавфини камайтиришга эришилади. Фавворага карши ускуналар урнатилган химоя тизмаларига пакер бошмокка якин масофада урнатилади. Ишлатиш химоя тизмаларида пакералар газли горизонтлар копламасидан юкори АЮКБ горизонтларидан юкорида урнатилади. Ишлатиш химоя кувурини цементланадиган остки кисмида цемент тошини мустахкамлигини ошириш учун, цементлаш жараёнида тампонаж эритмаси куюкланиш даврида ишлатиш химоя тизмаси ичида ортикча босим хосил килиб ушлаб туриш лозим.

Кудукни цементлаш усуллари.

Хозирги даврда катламларни ажаратишни асосий усулларидан бири цементлашдир. Нефт ва газ саноатида бир нечта цементлаш усуллари мавжуд булиб, бу усулларни бажариш вазифаларига кура куйтдаги гурухларга булинади:

а) бирламчи цементлаш усуллари;
б) таъмирловчи цементлаш усуллари;
в) ютувчи зоналарни (изоляция) беркитиш усуллари;
г) цемент куприкларини урнатиш усуллари.

Бирламчи цементлаш химоя кувурлари кудукка тушириб булингач амалга оширилади. Цементлашдан максад утказувчан катламларни бир- бирдан ажратиш ва химоя кувурларини ташки кисмини катлам сувлари каррозиясидан саклаш хамда кудук девори ва химоя кувурларини мустахкамлигини оширишдир. Бирламчи цементлашни бир нечта усуллари мавжуд: бир погонали, куп погонали, манжетли ва тескари цементлаш.

Бир погонали цементлаш усули –бирламчи цементлаш усулини энг кенг таркалган усулларидан бири хисобланади.

75- расм. Цементлаш ускуна учи.

1-корпус; 2-остки ажратувчи тикин; 3 – ёнлама утказиш тармоги; 4 –салникли тухтатгич; 5- юкоирги ажратувичи тикин; 6-корпус копкоги; 7- крестовина; 8-богловчи.
Кудукни ювиш ишлари тугаши билан химоя тизмасига цементлаш ускуна учи (75-расм) котирилади. Ускуна учининг ички кисмида иккита остки ва устки ажратувчи тикинлар жойлаштирилади. (76-расм). Тикинлар тушиб кетмаслиги учун тикин остида тухтатиш мосламалари мажвжуд. Ускуна учида 4 та утказиш тармоги булиб, бу тармокка блок манифольд ёки цементлаш насосларини юкори босимли кувурлари туташтирилади.

76-расм. Цементлаш тикинлари.

а-остки; б-юкориги; в- юкоирги кисмининг секцияли тикини; г- шу тикинни остки кисми; д- погонали цементлаш жараёнида остки погона учун юкориги тикин; е-цементлаш муфтасини очиш тикини.

1-резина манжетлар; 2-металл узак; 3-мембрана; 5-пичок; 6-тухтатиш штифтлар халкаси; 7-жойлашиш урни; 8-калибрланган штифтлар; 9-жойлашиш бошчаси.

Цементлаш куйидагича амалга оширилади: Остки тикинни ушлаб турган тухтатиш мосламаси ечилади. Остки тикинни юкорисидан цементлаш насослари билан махсус цемент аралаштириш машиналари тайёрланган тампонаж эритмаси хайдалади. Тампонаж эритмаси (3) остки ажратувчи тикинини (4) суриб химоя тизмаси (5) буйлаб харакатлантиради. Кудукдаги кувур орти оралиги учун зарур булган хажмли тампонаж эритмасини хайдаб булгандан кейин ускуна учи (1) нинг остки ёнланма утказиш тармоги (2) ни зулфинлари бушатилади ва уни юкоирсидан босувчи суюклик (12) ускуна учининг юкориги тармоги (10) оркали хайдалади. Босувчи суюклик сифатида ювувчи суюклик ёки сув ишлатилади. Юкориги тикин (11) химоя кувурига тушгандан кейин ускуна учидаги остки ёнлама утказиш тармокларининг зулфинлари очилади ва улар оркали босувчи суюклик хайдалади.
Остки ажратувчи тикин тизма ичидаги тухташ халкаси (6) га бориб тухтайди ва суюкликни хайдаб туриш натижасида босим тез ошади. Босимни ошиши туфайли тикиндаги мембрана ёрилади ва тампонаж эритмаси тикинни утиш тешиклари ва бошмок оркали тизма орти оралигига харакатланиб чикади.
Тампонаж эритмасининг зичлиги куп холларда ювувчи суюкликларни зичлигидан юкори булганлиги туфайли кувур орти оралигига тампонаж эритмаси чикиши билан химоя кувури ва цементлаш ускуна учида хамда цементлаш насосларида босим кутарилади. Тикинни остки томон харакатланиш даврида босининг аста-секин кутарилиши кузатилади. Юкориги тикин остки тикинга бориб жойлашиши билан тизма ичида босим тезда ошади. Босимни тезда ошиши «сакраши» химоя тизмаси ичига хайдалаётган босувчи суюкликни тухтатиш белгиси булиб хизмат килади. Бу тухтатиш сигнали буйича насослар тухтатилади ва ускуна учидаги 8 ва 9 зулфинлар ёпилади. Кудук эса тампонаж эритмасини котиш даврида тинч холатда колдирилади.
Агар химоя тизмаси мустахкам ва герметик тескари клапан 7 билан жихозланган булса, насослар тухтатилгач ортикча босим ускуна учидаги бирорта зулфинни бир текисда очиш оркали атмосфера босимига тенглаштирилади. Босимни тушириш жараёнида кам микдорда суюклик окиб чикади. Сунгра зулфинлар ёпилади ва эритмани котиш даври назоратга олинади. Ортикча босим кувурни рухсат этилган босимдан юкори булиб кетмаслиги учун вакти-вакти билан босим зулфинларни очиш йули билан тенглаштириб турилади. Агарда тизмада тескари герметик клапан булмаса, цементлаш тугаши билан ускуна учидаги ортикча босимни атмосфера босимига тенглаштириш мумкин эмас. Бундай холларда цементлаш ускуна учида саклагич клапанларни булиши максадга мувофикдир. Маълум бир тартибга мослаштирилган клапанда босим меъёридан ортиши билан саклагич клапан ишлаб кетади ва химоя тизмасини ишдан чикишини олдини олади.
Тикинлар ва тухташ халкаси осон бургиланадиган материаллардан тайёрланади. Остки тикин тампонаж эритмаси билан ювувчи суюкликни химоя тизмаси ичида аралашиб кетмаслиги учун хамда кувур ичида ювувчи суюкликдан хосил булган плёнка кобикни тозалаш вазифасини аралашиб кетиши олдини олади.
Амалда остки тикин купинча ишлатилмайди. Остки тикинни ишлатилмаслик натижасида цементлашнинг сифати ёмонлашади.
Икки погонали цементлаш. Икки погонали цементлашда кудукни цементланиш оралиги иккита участкага булинади. Бундай химоя тизмалари таркибига махсус йементлаш муфтаси кушилади (76 -расм). Тизмани ташки муфтадан юкори ва остки кисмида марказлаштирувчи фонарлар жойлаштирилади. Икки погонали цементлашни иккита тури мавжуд.
76-расм. Погоналаб цементлаш муфтаси.

1-корпус; 2- зичловчи халка; 3-юкориги втулка; 4 –калибрланган штифтлар; 5- беркитувчи втулка; 6-суюклик утиш учун тешик; 7-остки втулка; 8- остки втулкани силжишини чегараловчи мослама.

Вактни узиб погонали цементлаш жараёнида дастлаб тизма 4 ичига биринчи микдор 3 тампонаж эритмаси кувур орти бушликни кудук тубидан цементлаш муфтасигача ва тизма ичидаги тухташ халкаси 9 остки участкаси, сунгра биринчи ажратиш тикини 2 –босувчи суюклик (77-расм) юзасигача булган хажмли тампонаж эритмаси зарур булади. Биринчи ажратувчи тикинда химоя кувуралрига сиклиб турувчи резина манжет ва асосни ташкил этувчи каттик марказий узак мавжуд. Манжетни эластиклиги ва узакни диаметри шундай мослаштирилганки, тикин цементлаш муфтаси оркали эркин утади ва остки тухташ халкасига бориб жойлашади. Кудукни ички хажмига тенг микдордаги муфтаси орасидаги иккинчи ажратиш тикини 11 куйиб юборилиб уни юкорисидан яна босувчи суюклик 10 хайдалади. Тикин 11 химоя тизмаси буйича остки томонга харакатланиб муфтанинг остки втулкаси 6 га жойлашади ва ундаги утказиш каналларини ёпади.

77-расм. Икки погонали цементлаш схемаси.

а) остки погона учун тампонаж эритмасини хайдаш; б) остки погонани цеменлаш тугаши олдидан куриниши; в) остки погонани цементлангандан кейин уни ювиш; г) иккинчи погонани цементлаш; д) иккинчи погонани цементлаш якуни.

Суюкликни хайдаш давом этар экан тизмада босим тезда усади. Босим 3-4 Мпа усиши билан втулка 6 ни ушлаб турган шпилка 1 лар кесилади, сунгра тикин билан биргаликда пастга томон харакатланиб таянч 8 гача бориб муфтадаги ёнлама тешик 7 ларни очади. Бу тешиклар оркали тизма орти мухитига босувчи суюклик чикади. Кудукни очилган тешикдан юкори кисми, остки кисмидаги тампонаж эритмаси котгунча (бир неча соатдан бир суткагача) ювиб турилади.

Шундан кейин тизма ичига иккинчи тизма орти юкори участкаси хажмга тенг хажмли тампонаж эритмаси хайдалади. Тампонаж эритмасини хайдашдан олдин цементлаш ускунасидаги юкориги тикин 12 куйиб юборилади. Тампонаж эритмаси муфтани ёнлама чикиш тешиклари оркали босувчи суюкликни янги 13 микдори билан босиб чикарилади. Бу босувчи суюкликнинг хажми тизмани ички хажми яъни махсус муфтадан цементлаш ускуна учигача булган масофа хажмига тенгдир. Юкори тикин 12 цементлаш муфтаси корпусида босим остида кесилувчи шпилкалар ёрдамида котирилган втулка 5 га етиб боради. Втулкани ости 6 ни торецига таянади, натижада втулка 5 муфта тешик 7 ларини ва тизманинг ичини тизма орти мухитидан ажратади.
Тампонаж эритмаси котиб булганидан кейин ва химоя тизмасини юкори участкасининг герметиклиги текширилади, сунгра тизма ичидаги тикин, махсус муфта ва тухташ халкаси бургиланади.

Вактни узиб погонали цементлаш усули куйидаги холларда кулланилади:

а) бир погонали цементлашда бургилаш эритмасини ютилиши мукаррар булса;
б) аномал юкори босимли катлам очилган булиб, бир погонали цементлашдан кейин тампонаж эритмасини котиш даврида оким ёки газ хосил булиши кутилса;
в) бир погонали цементлаш учун бир вактни узида (цементлаш операциясини бажариш учун) куплаб цементлаш насослари ва цемент аралаштириш машиналари зарур булса.

Бу усулни асосий камчилиги- остки кисмни ва устки кисмини цементлаш вактини узоклигидир.

Айрим холларда бир кудук уч хатто турт погоналаб цементланади. Бунинг учун химоя тизмалари таркибига цементлаш сонига мувофик икки ёки учта цементлаш муфтаси урнатилади. Цементлаш ишларини кетма-кетлиги икки погонали цементлашдаги каби амалга оширилади.

Манжетли цементлаш. Бу усул махсулдор катламга киришни бешинчи усулида кулланилади. Химоя тизмасини фильтрдан юкори кисмида цементлаш муфтаси урнатилиб, тизманинг ташки фильтр билан муфта оралигига эгилувчан метал каркасли брезент воронка куринишидаги манжет урнатилади (78-расм). Манжетдан кудук юзасигача булган тизма орти мухити хажмига тенг хажмли тампонаж эритмаси кувур ичига хайдалишидан аввал тампонаж эритмасидан олдин ювувчи суюкликдан ажратиш максадида остки тикин ташланади. Тампонаж эритмасини босувчи суюкликдан ажратиш максадида устки ажратувчи тикиндан фойдаланилади. Босувчи суюкликни хажми тизма ичида жойлашган цементлаш муфтасидан кудук юзасигача булган масофага тенг.

Биринчи тикин цементлаш муфтасининг остки втулкасига бориб утиради ва босимнинг ортиши хисобига муфта корпусидаги ёнлама тешикларни очади. Бу тешиклар оркали тизма ортига тампонаж эритмаси суриб чикарилади. Иккинчи тикин юкориги втулкага келиб жойлашади. Иккинчи тикин биринчи тикинга келиб жойлашганидан кейин муфтадаги тешиклар ёпилади. Цементлаш ускуна учида ва насосларда босимни бирдан сакраши босувчи суюкликни хайдашни тухтатиш ва зулфинларни ёпиш сигнали булиб хизмат килади.

78-расм. Цементлаш мажети.

Агар тизма герметик тескари клапан ва цементлаш муфтаси билан жихозланган булса, насослар тухтатилганидан кейин ортикча босим цементлаш ускуна учи оркали аста-секин атмосфера босимига тенглаштирилади. Манжет тампонаж эритмасини химоя тизмаиснинг фильтрли кисмига чукишини олдини олади. Газли кудукларда манжет урнига тизма орти ташки пакерни ишлатиш максадга мувофикдир.

Тескари цементлаш. Агар кудукни тескари цементлаш режалаштирилган булса, кудукка химоя тизмаси тескари клапансиз ва тухташ халкасисиз туширилади. Кудукни ювиб булгандан кейин химоя тизмасига цементлаш ускуна учи юкори босимли зулфинлар хамда лубрикатор билан бирга котирилади. Ускуна учи циркуляцион системасига кувур ёрдамида туташтирилади. Тизма орти мухити привентор билан герметикланади.
Цемент эритмаси тугридан –тугри тизма орти бушлигига хайдалади. Цемент эритмаси суриб чикарадиган ювувчи суюклик тизма ортидан химоя тизмасининг ичига утади. Химоя тизмаси ичидан ускуна учига, ускуна учи оркали харакатланиб кувурлардан циркуляцион системага чикади. Тампонаж эритмасининг биринчи микдори тизманинг бошмогига кириши билан насослар тухталиби кудук юзасидаги ускуна учининг зулфинлари ёпилади ва кудук тампонаж эритмаси котгунича тинч холатда колдирилади.
Агар тампонаж эритмаси билан ювувчи суюклик зичлиги катта фарк килса ва тампонаж эритмаси хажми куп булганда, кувур ортига хайдалаётган тампонаж эритмасини тезлиги юкори булиб кетиши окибатида кувурнинг юкори оралигидаги босим атмосфера босимидан пасайиб кетиши мумкин. Натижада герметик булмаган кувурлар уланган ораликларда хаво ютилиши ёки катламлардан суюкликни окиб кириши руй бера бошлайди. Бу холатларни олдини олиш учун ускуна ичидаги зулфинларни кисман шундай ёпиш лозимки, ускуна учидаги босим хар доим атмосфера босимидан юкори булиб турсин.
Тескари цементлашда энг огир холат, бу тампонаж эритмасининг биринчи микдори химоя тизмасини бошмогига кириб келганлигини билишдир. Буни ишончли амалга ошириш учун гамма-каратаждан фойдаланилади. Бу прибор кудукка каюел билан ускуна учидаги лубрикатор оркали туширилади ва бошмокдан 100-200 метр юкорида жойлаштирилади. Тампонаж эритмасини биринчи микдори тезда емирувчи изотоп билан фаоллаштирилади. Тизма ичида урнатилган приборнинг чукурлигини ва шу прибор урнатилган чукурликдан химоя тизмаси бошмогигача булган кувур орти мухити хажмини тампонаж эритмаси билан тулиш вакти насосларни жами хайдаш сарфи буйича осон хисоблаш.
Тескари цементлашда кудук деворларига босим кам таъсир этади (бир погонага нисбатан). Насосларни куввати юкори булиши шарт эмас. Бошка цементлаш усулларига нисбатан кувур ортини тампонаж эритмаси тулик эгаллайди. Шу билан биргаликда, бу усулда тампонаж эритмасини сифати кудукни остки кисмида бир погонали цементлаш усулига нисбатан паст булади. Чунки ажратувчи тикинни ишлатиб булмаслиги сабабли тампонаж эритмаси билан ювувчи суюкликни аралашиб кетиши кузатилади.

Тескари цементлаш усулини куйидаги холларда куллаш мумкин:

а) ютилиш хавфи булган ораликларда бир погонали цементлашни ишлатиш имконияти булмаса; б) бургилаш майдончасига кудукни бошка усуллар билан цементлашга кучли насосларни етарли даражада туплаш имконияти булмаса.