Нефть ва газ кон геологияси

Қудуқ конструкцияси ва ишлатиш қувурлари бирикмасинин герметиклигини таъминлаш
Қудуқ конструкцияси. Қудуқларни лойиҳада кўрсатилган чуқурликкача этказиш, маҳсулдор қатламларни сифатли очиш, қатламларнинг табиий ўтказувчанлигини сақлаш, конларни ишлатиш чоғида қудуқлардан самарали усуллар ёрдамида фойдаланиш ва бошқа мақсадларда қудуқ конструкцияси танланади.
Қудуқ конструкциясига бурғилаш мақсади ва усули, синаладиган маҳсулдор горизонтлар сони, қатламни очиш усули ва бурғилашнинг геологик шароитлари: маҳсулдор қатламнинг ётиш чуқурлиги, уларнинг унумдорлиги ва коллекторлик хусусиятлари; қатлам ва ғовак босимлари ва жинсларнинг гидробузилиш босими, бурғиланаётган жинсларнинг физик-механик хоссалари ― тўкилма, қулаш, торайиш, ковак ҳосил бўлиш, мустаҳкамлаш қувурлари бирикмасига жинслардан тушадиган босим ва бошқалар таъсир этади.
Қудуқ конструкцияси коннинг геологик кесимини ҳисобга олган ҳолда танланади. Нефт қудуқларида ишлатиш қувурлари бирикмасининг ички диаметри 100 мм дан кам бўлмаслиги лозим. Агар газ уюмлари ер юзасига яқин жойлашган бўлса, газ қатламларининг жойлашиш чуқурлиги, маҳсулдор қатлам қалинлиги ва ўтказувчанлиги кам, қудуқ сарфи 50-60 минг м3/суткагача, қудуқ тубига суюқлик йиғилиб, уни фақат газ оқимининг юқори тезлиги билан ер юзасига чиқариладиган бўлса, бундай ҳолларда кичик диаметрли қудуқлар қазиш мумкин.
Қатламдан қудуққа нефт ва газ оқимининг кириб келишига қулай шароитларни юзага келтиришда қудуқ туби ускуналари конструкциясини тўғри танлаш муҳим аҳамиятга эга. Қудуқ туби конструкцияси маҳсулдор қатламнинг геологик-физик хусусиятларига ва уларнинг уюм чегарасига нисбатан жойлашишига боғлиқ ҳолда танланади.
Қатламни очиш, қувурларни перфорациялаш ва қудуқни ўзлаштириш
Қатламни очиш. Нефт ва газ қатламларини очиш (бурғилаш жараёнида қатламнинг қудуқ билан кесишуви) методикасини танлаш қудуқни ўзлаштириш ва кейинчалик ишлатишда муҳим аҳамиятга эга. Маҳсулдор қатламни муваффақиятли очиш қудуққа нефт ёки газ оқимининг кириб келишига қулай шароитлар яратувчи нефт-газли жинслар жойлашган интервалларни ва бурғилаш технологиясини тўғри танлашга ҳамда бурғилаш ишларини ишончли ва фалокатсиз бажаришни таъминловчи техник воситаларга боғлиқ. Қатламни очишда қўлланиладиган техник восита ва бурғилаш технологиясини танлашда флюидлар билан тўйинган қатламнинг физик-кимёвий хусусиятлари ва геологик-физик тавсифи ҳисобга олинади.
Қудуқлар билан очиладиган ҳамма маҳсулдор қатламлар икки асосий гуруҳга бўлинади: биринчисига ― юқори босимли, юқори даражада нефтга тўйинган, очилганда ва ўзлаштирилганда фаввораланадиган қатламлар; иккинчисига ― очилганда паст қатлам босимига эга бўлган, кўпгина ҳолларда аввалроқ ишлатилганда дренажланган ва заифлашган қатламлар мансуб.
Биринчи гуруҳга тегишли қатламлар мавжуд бўлганда қудуқ оғзининг мустаҳкамлигини ошириш ва маҳсулдор интервалларни қазишда ва қудуқни ўзлаштиришда бурғилаш ишларини фалокатсиз бажаришни таъминлайдиган ускуналар ўрнатиш зарур. Иккинчи гуруҳга мансуб қатламларни бурғилашда эса маҳсулдор горизонтдан нефт ва газ оқимининг қудуққа кириб келишини таъминлайдиган шароитларни юзага келтириш лозим бўлади.
Нефт ва газли жинсларни бурғилашда, одатда гил эритмасидан фойдаланилади. Эритмадаги сув қудуқ деворидаги қатламга сингийди (яъни гил эритмасидаги сувнинг қатламга инфилтрацияси кузатилади), натижада қудуқ деворида гилли қобиқ ҳосил бўлади. Маҳсулдор қатламга сингиган сув унинг коллекторлик хусусиятларига салбий таъсир этади, яъни жинсларнинг ғовакли муҳитида сув капилляр кучлар билан тутиб қолинади ва улар қудуқда босимлар кескин ўзгарганда ҳам ғоваклардан чиқиб кетаолмайди. Бундан ташқари, қатламга чучук техник сувнинг сингишидан жинслардаги кўп миқдордаги гил зарралар бўкиб, ҳажми катталашади, бу ҳодиса қудуқ туби зонасидаги қатламларнинг суюқлик ўтказиш қобилиятини кескин камайтиради ва қудуқни ўзлаштиришни қийинлаштиради.
Маҳсулдор қатлам ғовакларидаги бурғилаш эритмаси зардоби билан қатламдаги юқори даражада минераллашган қатлам сувларининг ўзаро таъсиридан эримайдиган чўкиндиларнинг тўпланиши қудуқ деворидаги жинсларнинг ўтказувчанлигини пасайтириб юборади.
Демак, маҳсулдор қатламларни очишдаги энг асосий масалалардан бири бурғилаш эритмасидаги чучук сувни қатламга сингишининг олдини олишдир. Бунинг учун қатламни очишда бурғилаш эритмасига сирт-фаол моддалар қўшиб, унинг сув берувчанлигини пасайтириш, нефт асосида тайёрланган ювувчи суюқликдан, газсимон омиллардан, икки ва уч фазали кўпиклардан фойдаланиш ва бошқа чора-тадбирлар ўтказишдир. Маҳсулдор қатламларни очишда қўлланиладиган гил эритмасининг сув берувчанлиги жуда паст бўлиши ва ўз навбатида юпқа ва мустаҳкам қобиқ ҳосил қилиши лозим. Бундай хусусиятларга турли реагентлар билан ишлов берилган ва бентонитли гил қўшиб тайёрланган юқори коллоидли эритмалар эгадир.
Бурғилаш корхоналаридаги геологик хизмат ходимларининг энг муҳим вазифаларига янги қудуқ қазилаётган участкаларда ҳамда ишланаётган конларда очиладиган маҳсулдор қатламлар босимини таҳлил қилиш ва назорат ўрнатиш киради. Юқори ва аномал юқори босимли қатламлар очиладиган бўлса, зичлиги юқори ювувчи суюқлик танланади, натижада у бурғилаш ишларининг мўътадил бажарилишини таъминлаши ва отқинларнинг олдини олиши лозим. Қатлам босими паст бўлганда асосий диққат гил эритмаси сифатига қаратилади, яъни маҳсулдор қатламга сув сингишига ва унинг гилланишига имкон бермаслик лозим.
Мустаҳкамлаш қувурларини перфорациялаш. Қудуққа мустаҳкамлаш қувурлари туширилгандан ва цементлангандан сўнг нефт ва газ оқимини вужудга келтириш учун маҳсулдор қатлам билан қудуқ орасидаги ўзаро боғлиқликни (агар қудуқ тубигача ишлатиш қувурлари бирикмаси туширилган ёки маҳсулдор қатлам қаршисига цементланган хвостовик ўрнатилган бўлса) тиклаш зарур. Сўнгра қатламдан қудуққа газ (ёки нефт) кириб келиши учун қудуқни тўлдириб турган ювувчи суюқлик устунидан бўладиган босим миқдорини қатлам босиминикидан камайтириш лозим.
Маҳсулдор қатлам билан қудуқ орасидаги алоқа унга туширилган мустаҳкамлаш қувурлари бирикмасини ва цемент ҳалқани тешиш орқали ўрнатилади. Бу жараён қувурлар бирикмасини перфорациялаш деб номланади.
Ҳозир қувурларни перфорациялашнинг турли усуллари мавжуд. Ўқли тешгич ёрдамида тешик ҳосил қилишда порохли зарядлар ёрдамида отиладиган пўлат ўқлар билан мустаҳкамловчи қувурлар бирикмаси ва цемент ҳалқа тешилади. Бу мақсадда махсус аппаратлар ― тешгич (АХП, ППЗ, ССП ва ТПК) лардан фойдаланилади.
Қувурларни перфорациялашнинг торпедали усулида йиғма йўналтирилган торпедалар ва портловчи умумий таъсирли торпедалардан фойдаланилади. Қатламдаги флюид оқимини жонлантириш мақсадида унга босим аккумулятори ва босим порохли генератори ёрдамида термогазкимёвий таъсир қилиш ҳам қувурни торпедалаш усулининг бир кўринишидир. Порохнинг ёнишидан ҳосил бўлган газлар қатлам ичига қудуқдаги суюқликни ҳайдайди, суюқлик жинслардаги табиий дарзликларни кенгайтиради (узунлиги 1 м га этади) ва янгиларини ҳосил қилади. Сувли ва нефтли горизонтлар оралиғига ўрнатилган цемент ҳалқа (сувтўсгич) қалинлиги кам бўлганда ҳосил бўлган дарзликлар орқали сув нефт қатламига ўтиши мумкин. Шу сабабли цемент ҳалқани дарзланишдан сақлаш мақсадида уни тешишни цементлаш тугагандан 6-10 соат кейин амалга ошириш мумкин. Қатламларни очишда, шунингдек, портловчи (фугас) торпедаларининг (ер юзаси ва сув остида портлайдиган портловчи моддалар заряди) ТШ ва ТШТ туридаги шашкали торпедаларидан ҳам фойдаланилади. Қатламни сифатли очишда заряд диаметрининг қувур диаметрига нисбати 0,3-0,34 бўлган зарядлар ишлатилади.
Ўқсиз перфорациялаш кумулятив (йўналтирилган) зарядлар ёки қумли суюқлик оқими (қум-сув оқимли перфорациялаш) ёрдамида амалга оширилади.
Йўналтирилган перфорациялашда қувурлар бирикмаси деворига ва цемент ҳалқага махсус зарядларнинг портлашидан ҳосил бўлган йўналтирилган газ оқими ва эриган металлар бориб урилади. Бу оқим катта тешувчи кучга эга бўлиб, мустаҳкамловчи қувурлар бирикмасида ва цемент ҳалқада тешиклар ҳосил қилади. Бундан ташқари, қизиган газ оқими қатламга кириб, қудуқ туби зонасидаги жинсларда узун каналлар ҳосил қилади ва уларнинг филтрация хусусиятларини яхшилайди.
Кейинги йилларда қувурларни қум-сув оқимли тешгич ёрдамида перфорациялаш кенг тарқалди. Айниқса кўп колоннали конструкцияга эга бўлган қудуқларни перфорациялашда ҳамда қатламни гидравлик ёришда ва қудуқ туби зонасига кислота билан ишлов беришда бу усулнинг имкониятлари кўплиги маълум бўлди. Қум-сув оқимли тешгич ён девори юзасида қаттиқ қотишмали учликлар жойлаштирилган қалин қувурдан иборат. Бундай учликлардан юқори тезликда чиқаётган қум ташувчи суюқлик оқими мустаҳкамловчи қувурда, цементли ҳалқада ва тоғ жинсида тешиклар очади.
Қувурни перфорациялашнинг ўқсиз усули ҳозирги вақтда амалиётда ўқли ва торпедали перфорациялаш усулларининг ўрнини тўлиқ эгаллади. Қувурнинг 1 м узунлигидаги тешиклар зичлиги (1 м интервалдаги тешиклар сони) қудуқ маҳсулдорлигига тўғри пропорционалдир. Қувурдаги тешиклар сонини танлашда маҳсулдор қатламни тузувчи жинсларнинг таркибига ва уларнинг коллекторлик хусусиятларига эътибор берилади. Бўш қумлардан таркиб топган ва яхши ўтказувчанлик хусусиятига эга бўлган қатламлар қаршисидаги тешиклар зичлиги кичик (1 м интервалда 4-6 та тешик) бўлади. Турли таркибли зич тузилган жинс-коллекторлар қаршисида тешиклар зичлиги ортади.