Neft va gaz fakultteti

1 масала
Махсулдор қатламларни очиш, синаш ва
узлаштириш

РЕЖА

1. Махсулдор қатламларни очиш, синаш ва узлаштиришга тайёрлаш.
2. Маҳсулдор қатламларни очиш усуллари.
3. Махсулдор қатламларни очишда ишлатиладиган қурилмалар, уларнинг турлари ва вазифалари.
Қудуқларни ўзлаштиришга тайёрлаш

Бурғилаш ишлари тугатилганидан кейин қудуқ қатламдаги суюқлик оқимини чиқаришга ва синашга тайёрланади. Бунинг учун эксплуатацион қувурлар бирикмасининг юқори қисмига фонтан арматураси ўрнатилади. Кейин қудуқ яқинига бу арматура билан бирга суюқликларни йиғиш учун сиғим (идиш)лар, суюқлик ва газсимон фазаларнинг дебитларини ўлчаш учун сепараторлар, факел ясамаси, ўлчагичлар, аппаратуралар ўрнатилади.

Қудуқни ювиш ва қатлам суюқлигини чақириш учун қудуқ оғзига вақтинча насос-компрессор агрегатлари жойлаштирилади. Фонтан арматурасини – қувурли каллак ва фонтан ёлкаси каби қисмларга ажратиш мумкин. Қувурли каллак НКТни осишга, фонтан ёлкаси эса қудуқдан чиқаётган суюқликни ер ости сиғимига йўналтиришга ва қудуқ оғзини герметиклашга хизмат қилади. Қувур каллаги ва фонтан ёлкаси оралигида юқори босимли марказий сурилма (задвижка) жойлашган. Қувурли каллак ва фонтан ёлкаси ён тармоқлар билан таъминланган. Уларнинг ҳар қайсиси иккита юқори босимли сурилма (задвижка)лар, манометрлар билан ёлка тармоқлари ҳам термометр ва штуцерли ҳужра (камера)лар билан жиҳозланган.
Айрим ҳолларда қувурли каллакнинг ён тармоқларига компрессор ва насос агрегатлари уланади. Фонтан арматурасининг ишчи босими қудуқ оғзида содир бўладиган энг юқори босимидан кам бўлмаслиги керак. Арматурани қудуқга ўрнатишдан олдин паспортда кўрсатилган синаш босими билан текширилади. Қудуқ оғзига арматурани йиғгандан кейин қувур каллагининг ва фонтан ёлкасининг герметиклиги текширилади. Қудуқда синаш ишларини бошлашдан олдин ҳамма сиғим (идиш)лар ифлосликлардан тозланади ва ювилади.

Қудуқларни синаш

Қудуқларни синашнинг асосий мақсади – ўрганилаётган объектнинг коллекторлик хоссаларини маҳсулдорлигини, улардаги нефт ва газ заҳираларини, уларнинг эксплуатация қилиш усулларини танлашни, оптимал режимини баҳолаш учун аниқ ва тўлиқ маълумот йиғишдан иборат.

Одатда, қудуқлар ўзлаштирилгандан кейин дарҳол синашга ўтилади. Разведка қилинадиган ҳар қайси маҳсулдор қатлам алоҳида-алоҳида синалади. Синаш пастки қатламдан бошлаб кетма-кет ўтказилади. Кейинги объектни синашдан олдин юқорида жойлашган объектни синалган объектдан герметик цемент кўприги (мост) ёрдамида чегараланади.
Маҳсулдор қатламларни очиш усуллари

Нефт ва газ конларининг геологик кесимида ғовакли қумлар, қумтошлар, оҳактошлар, гиллар, мергеллар учрайди. Бу тоғ жинслар нефтли, газли ва сувли бўлиши мумкин.

Маҳсулдор қатлмларни очиш бир неча усулларда амалга оширилади.
1. Бурғилаш қудуғи маҳсулдор қатламнинг шипигача ковланиб, оралиқ қувурлар ёрдамида цементланади. Кейин маҳсулдор қатламлар очилиб, бурғилаш қудуғига сизгич туширилади. Бу ҳолда оралиқ қувурлар бирикмаси ишлатиш (эксплуатацион) қувури вазифасини бажаради.
2. Бурғилаш қудуғи маҳсулдор қатламнинг бутун қалинлиги бўйича ковланади ва сизгичли фойдаланиш (эксплуатацион) қувурлар бирикмаси туширилади. Кейин манжет усули ёрдамида нефт қатлами шипининг устки қисми цементланади. Бундай усуллар паст босимли қатламларда фойдалинади.
3. Бурғилаш қудуғи маҳсулдор қатламнинг бутун қалинлиги бўйича ковланади. Бундан сўнг фойдаланиш (эксплуатацион) қувурлар бирикмаси туширилиб, қудуқ тубидан бошлаб цементланади.
Кейин мустаҳкамловчи қувурлар бирикмасининг маҳсулдор қатламлари қаршисидан нефт ва газларни қудуқга тушиши учун тешик очилади. Бундай усуллар юқори босимли қатламларда фойдаланилади.
Қатламларни очиш усули қатлам босимига қатламнинг нефтга тўйинганлигига ва дренаж даражасига қараб ҳар хил бўлади. Лекин уларнинг ҳаммаси қуйидаги талабларни қониқтириши лозим.
1. Юқори босимли қатламларни очишда қудуқларда содир бўлиши мумкин бўлган очиқ фаввораларни бартарафлаш;
2. Қатламларни очишда қудуқ туби зонасидаги тоғ жинсларнинг табиий сизилиш хоссаларини сақлаш. Агар қудуқ туби зонасида тоғ жинсларининг ўтказувчанлиги кам бўлса, уларнинг сизилиш хоссаларини ошириш чораларини кўриш ҳамда паст в юқори босимли қатламларни очишда ювиш эритмаларини тўғри танлаш талаб қилинади.

Маҳсулдор қатламларни иккиламчи очиш

Бирламчи маҳсулдор қатламлар очилгандан кейин бурғилаш қудуқлари мустаҳкамловчи қувурлар бирикмаси ёрдамида мустҳакамланади ва айрим бўшлиқлар цементланади. Кейин қудуқдаги маҳсулдор қатламлардан нефт, газ ва бошқа суюқликларни олиш учун мустаҳкамловчи қувурлар бирикмаси, тампонаж тоши ва кольматацион қатламларидан кўплаб тешиклар очилади. Бундай тешикларни очиш жараёни «маҳсулдор қатламларнинг иккиламчи очилиши» деб аталади. Бундай тешикларни перфорация тешиклари деб айтилади.

Қувурларнинг 1 м узунлигидаги тешиклар сонига унинг зичлиги дейилади. Перфорация тешиклар зичлиги 1 м қувур узунлигида 10-20 тешик бœлиши мумкин. Маҳсулдор қатламларнинг перфорация қилиниши керак бœлган қисми геологик ва геофизик маълумотларга қараб аниқланади. Агар перфорация депрессияда бажарилса, забойга бœлган босим қатлам босимидан кам, перфорация репрессияда œтказилаётган бœлса забой босими қатлам босимидан юқори бœлади. Депрессияда перфорация ишлари ПНКТ, ПР, ПРК каби перфораторлар ёрдамида бажарилади.
ПНКТ перфоратор қудуқга насос-компрессор қувурларига боғлаб туширилади. Туширилиб бœлгандан кейин қудуқ оғзига фонтан арматураси œрнатилади. Қудуқдаги суюқликни енгил суюқликга алмаштирилиб, босим пасайтирилади. Қатламга бериладиган депрессия 20-25 кг/см² дан ошмаслиги лозим.
ПК, ПРК турли перфораторлар наосо-компрессор қувурлари ичидан махсулдор қатлам рœпарасига кабелда туширилади. Фонтан арматураси устига рубрикатор œрнатилади. Қудуқдаги суюқлик енгилига алмаштирилади. Аксари перфорация репрессия шароитида œтказилади. Перфорацияни бошлашдан олдин қатламни ифлослантирмаслик учун, перфорация қилинадиган интервал маҳсус суюқлик билан тœлдирилади. Кейин НКТни кœтариб кабелда перфоратор туширилади. Қудуқ оғзида кабелни сиқи турадиган превенторлар бœлади. Перфорация ишлари тамом бœлгандан кейин қудуқга НКТ туширилиб, фонтан арматураси œрнатилади.

Қатламлардан суюқлик оқимини чақириш усуллари

Маҳсулдор қатламлардан суюқлик оқимини чақириш, ствол олди зоналарини ифлосликлардан тозалаш ва қудуқдан юқори маҳсулот олиш учун шароит яратиш каби комплекс ишлар қудуқни синаш билан боғлиқ.

Маҳсулдор горизонтлардан суюқлик оқимини чақириш учун қудуқдаги босимни қатлам босимига нисбатан анча пасайтириш лозим. Босимни пасайтиришнинг бир неча усуллари мавжуд:
а) Оғир ювиш суюқликларини анча енгилига алмаштириш;
б) эксплуатацион қувурлар бирикмасидаги суюқлик сатҳини бир текис ёки кескин пасайтириш.
Мураккаб кам мустаҳкам тоғ жинсларидан тузилган қатламлардан суюқлик оқимини чақириш учун босимини бир текис пасайтириш усули, маҳсулдор қатламлар жуда мустаҳкам тоғ жинсларидан тузилганда эса босимни кескин пасайтириш усули қўлланади.
Суюқлик оқимини чақириш усулларини танлашда коллектор тоғ жинсларининг мустаҳкамлиги, структураси, уларни тўлдирувчи суюқликларнинг таркиби ва хоссаси, маҳсулдор қатламларни очишда содир бўладиган ифлосликларнинг даражаси, сувли қатламларнинг мавжудлиги, мустаҳкамловчи қувурлар бирикмасининг чидамлилиги ҳисобга олинади.

а) Оғир суюқликларни енгилига алмаштириш.

Агар маҳсулдор қатламлар мустаҳкам тоғ жинсларидан тузилган бўлса, НКТ қувурлар бирикмаси қудуқ забойигача, тоғ жинслари унча мустаҳкам бўлмаса, перфорациялаш тешигининг юқорисигача туширилади.
Суюқликларни алмаштириш тескари айланиш усулида амалга оширилади. Бунда зичлиги эксплуатацион қувурлар бирикмасидаги ювиш суюқлиги зичлигидан кам суюқлик кўчма поршенли насос ёрдамида қувурлараро бўшлиғига ҳайдалади.
Анча енгил суюқликлар қувурлараро бўшлиқларини тўлдириб, оғир суюқликларни НКТга сиқади, натижада насоснинг босими ошади. Енгил суюқлик НКТ бошмағига етганда босим максимумга кўтарилади. (12.1 расм).

Р_умт=(Р_пр-Р_ож)gZ_НКТ+Р_НКТ+Р_мт (12.1)

Бунда Р_пр – Р_ож – оғир ва енгиллаштирилган суюқликларнинг зичлиги, кг/м³.

Z_НКТ - НКТ- қувурлар бирикмасининг тушиш чуқурлиги, м;
Р_нкт ва Р_мт – НКТ – қувурлар бирикмасида ва қувурлараро бўшлиғида босимнинг гидравлик ўзгариши, Па.
Бу босимлар эксплуатацион қувурлар бирикмасининг опрессовка босимидан ошмаслиги керак.
Р_умт ≤ _оп (12.2)
Агар маҳсулдор қатлам қаттиқ, мустаҳкам тоғ жинсларидан тузилган бўлса, 12.1 ва 12.2 тенгламаларини биргаликда ечиш йўли билан бир цикл айланишда қувурлар бирикмасидаги (Р_пр - Р_ож) суюқлик зичлигининг энг пасайиш даражасини аниқлаш мумкин.
Агар маҳсулдор тоғ жинси кам мустаҳкам бўлса, бир цикл айланишда зичликнинг пасайиш миқдори Р_пр – Р_ож = 150200 кг/м³ гача камаяди.
Суюқлик оқимини чақириш ишлари режалаштирилганда олдиндан махсус идишда талаб қилинадиган зичликдаги суюқлик заҳираси ҳамда зичликларни тартибга солувчи асбоблар тайёрлаб қўйилади.
Енгил суюқликларни ҳайдаганда қудуқлар ҳолати манометр кўрсаткичлари ёрдамида кузатилади. Агар чиқаётган суюқликнинг сарфи кўпайса, қатламдан суюқлик чиқиши бошланганлигидан далолат беради.
НКТнинг чиқишида сарф тез кўпайганда ва қувурлараро бўшлиғида босим камайганда чиқаётган оқим штуцер чизиғи орқали йўналтирилади.
Оғир ювиш суюқлигини сувга ёки дегазацияланган нефтга алмаштириш, қатламдан барқарор суюқлик оқимини олишга етарли эмас. Шунинг учун депрессияни кўпайтириш ёки стимул бериш усулидан фойдаланилади.
Агар коллектор кам мустаҳкам тоғ жинсларидан тузилганда босимнинг кейинги пасайишига суюқликларни сув ёки нефт-газ суюқлик қоришмаси билан алмаштирилишига боғлиқ.
Бунинг учун қудуқнинг қувурлараро бўшлиғига поршенли насос ва кўчма компрессор уланади. Қудуқ тоза ювилгандан кейин насоснинг узатиши тартибга солинади. Ундаги босим компрессорга берилиши керак бўлган босимдан анча паст бўлади. Кейин пасаювчи оқимнинг тезлиги 0,8-1 м/с бўлганда компрессор ишга туширилади.
Компрессор ҳайдаган ҳаво оқими аэраторда насос узатган сув билан аралашади, қувурлараро бўшлиғига газ суюқлик қоришмаси киради. Натижада компрессор ва насосда босим оша бошлайди. Бунда қоришма НКТ башмоғига етганда босимнинг ошиши максимумга етади.
Газсуюқлик қоришмаси НКТ қувурлар бирикмаси бўйича ҳаракатланганда ва газсизлантирилган сув сиқилганда компрессор ва насосдаги босим камаяди.
б) Қудуқдаги босимни компрессор ёрдамида пасайтириш.
Жуда қаттиқ, мустаҳкам тоғ жинсларидан тузилган қатламлардан суюқлик оқимини чақириш, қудуқдаги суюқлик сатҳини пасайтириш учун компрессор усули кенг қўлланилади.
Бу усулнинг ишлаш моҳияти қуйидагича:
Кўчма компрессор ёрдамида ҳаво қувурлараро бўшлиғига ҳайдалади. Натижада ундаги суюқлик сатҳи чуқурроққа сиқилади, НКТдаги суюқлик ҳаволашади, маҳсулдор қатламдан керак бўлган суюқлик оқимини олиш учун депрессия ташкил қилинади.
Агар иш бошланишидан олдин қудуқдаги суюқликнинг статистик сатҳи қудуқ оғзида бўлганда қувурлараро бўшлиғидаги суюқлик сатҳини ҳаво билан ҳайдалганда қандай чуқурликгача сиқиш мумкинлигини босим мувозанати тенгламаси орқали енгил аниқлаш мумкин.
Р_ожgz_СП=Р_комп e^S, (12.3)
Бунда z_сп – сатҳнинг пасайиш чуқурлиги, м;
Р_комп – компрессор ҳосил қилган энг юқори босим, Па;
, (12.4)
Агар статистик сатҳ z_ст чуқурликда, яъни қудуқ оғзидан анча пастда жойлашганда, қувурлараро бўшлиғидаги суюқлик сатҳи h_мтқz_сн–z_ст миқдорда z_сн чуқурликгача пасайтирилганда НКТдаги суюқлик сатҳи h_НКТ=(h_мтF_мт)F_НКТ ва тенглама мувозанати қуйидаги кўринишга эга бўлади.
, (12.5)

бунда F_НКТ ва F_мт – НКТга ўтиш каналининг ва қувурлараро бўшлиғи кесимининг майдони, м².

(12.5) – тенгламаси орқали қувурлараро бўшлиғидаги суюқлик сатҳининг сиқилиш чуқурлигини аниқлаш мумкин.
Агар z_сп>z_НКТ бўлганда компрессор ҳайдаган ҳаво НКТга отилиб киради ва қувурлараро бўшлиғидаги суюқлик сатҳи НКТ башмоғигача тушганда, улардаги суюқлик ҳаволашади.
Агар z_спНКТ бўлганда, қудуқга НКТни туширишда, уларга махсус тушириш клапанлари ўрнатилади.
Компрессор орқали ҳаво ҳайдалганда тушириш клапани ўрнатилган чуқурликда НКТ ва қувурлараро бўшлиғидаги босимлар тенглашади ва тушиш клапани очилади. Натижада, ҳаво НКТга клапан орқали ўтади, суюқлик эса ҳаволашади. Кейин қувурлараро бўшлиғидаги ва НКТдаги босимлар пасая бошлайди.
Агар қудуқда босим пасайгандан кейин қатламдан суюқлик оқими келмаса, клапан юқорисидаги НКТнинг ҳамма суюқлиги ҳаво билан сиқилади, клапан ёпилади, қувурлараро бўшлиғидаги босим яна ошади, суюқлик сатҳи кейинги клапангача тушади. Кейинги клапаннинг z”_пуск чуқурлигини 12.5 тенгламасига, z_сн= z”_пуск+20 ва z_ст=z’_сн ни қўйиб аниқлаш мумкин.
Агар иш бошланишидан олдин қудуқдаги суюқликнинг статистик сатҳи қудуқ оғзидан анча пастда жойлашган бўлса, унда ҳавони қувурлараро бўшлиғига ҳайдаб, суюқлик сатҳини z_сп чуқурликгача сиқилганда маҳсулдор қатламнинг босими ошади, натижада, суюқликнинг бир қисми ютилиши мумкин.
Қатламларга суюқлик ютилишининг олдини олиш учун НКТ қувурлар бирикмасининг оҳирги қисмига пакер ва НКТ ичига махсус клапан ўрнатилади. Бу мосламалар ёрдамида маҳсулдор қатламлар зонаси қудуқнинг бошқа қисмларидан ажратилади.
Бундай ҳолларда, ҳавони қувурлараро бўшлиқларига ҳайдалганда қатламдаги босим ўзгаришсиз қолади. Бу ҳолат клапан устидаги НКТ қувурлар бирикмасининг босими қатлам босимидан пастроқ бўлгунча давом этади. Қатлам суюқлиги оқими учун депрессия етарли бўлганда, кўтарилади, қатлам суюқлиги НКТ бўйича кўтарила бошлайди.
Нефт ва газ оқими олингандан кейин қудуқ маълум вақт давомида ствол олди зонасига кириб қолган ювиш суюқлигини ва унинг фильтратини ва бошқа гил заррачаларини йўқотиш учун катта дебитда ишлатилади. Бундай ҳолларда коллектор емирилишнинг олдини олиш учун дебит тартибга солиниб турилади. Қудуқдан чиқаётган суюқликлардан ҳар хил таҳлиллар учун намуналар олинади


перфораторлар

Махсулдор қатламларни иккиламчи очишда икки хил перфораторлар қœлланилади:

а) портловчи перфораторлар;
б) қум аралаш оқим билан перфорациялаш (гидропескоструйный)
Портловчи перфораторлар кумулятив, торпетали ва œқли тоифаларга бœлинади. Уларнинг ичида энг кœп қœлланиладигани кумулятив перфораторлари (95-98%) хисобланади. Хозир œқли перфораторлардан деярли қœлланилмайди, чунки у қувурларни, цемент халқаларни ёриб юбориб, бошқа қатламлардан сув келиб қолишига сабаб бœлмоқда.
Торпедали перфораторлар ҳам жуда кам ишлатилади. Ҳар хил қатламлар учун тавсия қилинадиган перфорациялашнинг оптимал зичлиги 12.1 жадвалда берилган.

12.1 жадвал

Ҳар хил қатламлар учун тавсия қилинадиган перфорациялаш зичлиги

Тоғ жинсларининг тоифаси	Ўтказувчанлиги, мкм^2	Перфорациялашнинг зичлиги, 1 м даги тешиклар
		Депрессияда	Репрессияда
Гил цементли кам зичланган қумтош алевролитли тоғ жинслар	>0,1	-6	12
	<0,1	10-12	12-18
Кварц ва карбонатгил цементли зичланган қумтош-алевролитли тоғ жинслар	>0,01	18-20	12-20
Дарзсиз карбонатли, аргиллитли ва бошқа тоғ жинслар	<0,001	18-20	20-24
Кучли дарзли зичланган қумтошлар, алевролитлар, оҳактошлар, доломитлар, мергеллар ва бошқа тоғ жинслар	>0,01	10-12	18-20
	<0,01	12	18-24
Юпқа қатламли тоғ жинслар	Ҳар хил	20	20-24

Кумулятив перфораторлар

Кумулятив перфораторларнинг корпусли ва корпуссиз турлари мавжуд. Корпусли перфораторларнинг мустаҳкамловчи қувурга ва цемент ҳалқасига салбий таъсири корпуссиз перфораторга нисбатан кам бўлади. Корпусли перфораторлар œз навбатида кўп марта - ПК ва бир марта - ПКО фойдаланадиган турларга бœлинади.

Кўп марта фойдаланиладиган перфораторларнинг корпуси зарядларнинг кўп марта портлаш таъсирига мўлжалланган. Шунинг учун улар қалин деворга эга ва юқори чидамли белгили пўлатлардан тайёрланади.
Бир марта фойдаланиладиган перфораторларнинг корпус деворлари нисбатан юпқа, у фақат ташқи гидростатик босим таъсирига мўлжалланган.
Корпуссиз кумулятив перфораторларнинг герметик пардаларида жойлашган зарядлари каркасларга маҳкамланган.
ПК турли перфораторлардан энг ишлатиладиган ПК 105ДУ, ПК 85ДУ, ПК 95Н. ПКОнинг – ПКО98, ПКО73 шифрли перфораторлари, корпуссиз перфораторлардан ПКС 80, ПКС 105 ва КПРУ 65, ПР54 турлари ишлатилади. Улар ташқи диаметри 89-168 мм ли қувурлар бирикмасидан фойдаланишга мўлжалланган.
Юқорида қайд қилинган уч ўлчамли перфораторларнинг тузилиши бир хил. Каллак, корпус ва пойнак ўзаро резба билан бириктирилган. Ҳар қайси корпуснинг узунлиги ўнлаб зарядларни ўрнатишга мўлжалланган. Кумулятив перфораторларда қœлланиладиган зарядларнинг асосий элементлари қуйидагилардан иборат.
Айрим корпусларни ўзаро бириктириб 20 ёки 30 заряд жойлашадиган битта чўзилган корпус ҳосил қилиш мумкин. Резбали уланишлар билан каллак, корпус ва пойнак орасидаги герметикланиш ҳалқасимон резинали зичлагич ёрдамида амалга оширилади.
ПК-перфораторнинг герметикланиш воситаси 200⁰С температурагача ва 1000 кгс/см² босимга мўлжалланган.
Перфораторларнинг корпуси юқори чидамли ОХНЗМ белгили хромникел молибденли пўлатдан, каллак ва пойнаклар эса 40Х белгили чидамли хромитли пўлатдан тайёрланган.
Каллакнинг ўқида электр сими учун чуқурча мавжуд. Унинг юқори қисмидан кабел пойнагига улаш учун ташқи резба очилган. Перфоратор пойнагида портлатувчи патрон жойлашиши ва ундан суюқлик оқиши учун бўшлиқ мавжуд. Бу суюқлик герметикланиш бузилган ҳолларда перфораторга кириши, шунингдек, бу бўшлиқга заряд қолдиқлари, портлатиш патрони ҳамда резинали тиқин қолдиқлари тушиши мумкин. Пойнак силлиқ шаклларга эга. Унда юкни перфораторга бириктириш учун тешиклар бурғиланган. Жиҳозланган ПК-перфоратор (кабел пойнаги билан)нинг умумий оғирлиги ўртача 4,5 кг/дм³ га тенг.
ПК-перфораторининг кумулятив заряди – 150, 180 ва 200⁰С температурага мўлжалланган (12.2 жадвал).

12.2 жадвал

Асосий шашкаларни ва кумулятив зарядларнинг оралиқ
детонаторларини тайёрлашда қўлланиладиган
портлатиш моддалари

Қўлланиш температураси, ^0С	Шашкалар		Детонаторлар
	ВВ (пм)	Зичлиги, г/см^3	ВВ (пм)	Ўртача зичлиги, г/см^3