Тұрақталған режимдегі ұңғыманы зерттеу

Тұрақталған режимдегі зерттеу жұмыстарын ұңғыманы пайдалануға байланысты тұрақталған режимді зерттеуді немесе тұрақталған айдаудағы зерттеуді (айдау ұңғымаларына байланысты) айтады.

Әдістің негізгі жұмысы кезінде, пайдалану ұңғымаларында жұмыс режимі мен бірге ұңғыма өнімдері де өзгереді. Режим тұрақталғаннан кейін ұңғыма өнімі және түп қысымы өлшенеді. Айдау ұңғымалары мен фонтанды ұңғымаларында да осы процесс жүреді. Зерттеу жұмыстарын дұрыс жүргізу үшін ұңғыманың әрбір депрессиясында орныққан режим шығу керек.

Сұйықтың ұңғымаға радиалды ағым формуласы:

(17.1)

Ұңғымада радиалды ағым жағдайында болса:

(17.2)

(17.1) және (17.2) формулалар тұрақталған ұңғымалар үшін арналған, бірақ олар тұрақталмаған ұңғымалар үшінде қолданылады, егер ұңғыма радиусының орнына келтірілген радиус қойылса

(17.3)

немесе (17.4)

(17.1) және (17.2) формулалар орнына

(17.5)

(17.5) формула сұйық шығымын қабат жағдайларында анықтайды. Практикада ұңғыма шығымы стандартты жағдайларда өлшенеді, оның өлшем бірлігі т/тәулік. көлем коэффицентін және мұнай тығыздығын стандартты жағдайда енгізсек, секундты тәулікке ауыстыра отырып (17.6) формуланы аламыз.

(17.6)

(17.7)

(17.7) енгізе отырып (17.8) аламыз

(17.8)

Мұндағы к - өнімділік коэффиценті т/(тәулік∙Па). (17.8) формуладан

(17.9)

Тұрақталған ұңғыма шығымы мен қабат депрессиясының арасы немесе ұңғыма түбіндегі қысым мен шығым арасындағы гидравликалық кескін индикаторлық сызық деп аталады.

Индикаторлық сызықты теңдеу арқылы аппроксимациялауға болады.

(17.10)

Бұл ағымның ортақ теңдеуі деп те аталады.

болғанда (17.10) теңдеуі тік сызықты индикатор сызығына ие болады. кезінде индикатор сызығы р осі жаққа қарай майысады, ал болғанда индикатор сызығы осіне қарай майысады.

Тік сызықты индикаторда өнімділік коэффиценті кез-келген екі нақты нүктеден табыла алады.

(5.11)

(17.3) пен (17.7) ала отырып, табылған к арқылы (17.12) формула келесі түрде болады

(17.12)

мұндағы: - өткізгіштікті, һ - қабат қалыңдығын, - динамикалық кеуектілікті, анықтауға болады. Әдетте өнімді контур көзінің ( ) орнына, көршілес ұңғымалардың ара-қашықтығының ортасы алынады. Бір өзі жұмыс жасап тұрған ұңғымаларда ( ) 250÷400 метр аралығында алынады.

Билет № 12

1. Бұрғылау қашаулары

Тау жыныстарын бұзушы аспаптардың топталынуы

Тау жыныстарын бұзушы аспаптар негізгі атқаратын міндеттеріне қарай үш топқа бөлінеді:

1) скважина түбін тұтастай бұрғылауға арналған қашаулар;

2)скважина түбін айналдыра бұрғылап, тау жыныстары үлгісін керн алу үшін қолданылатын бұрғы ұштары, коронкалар;

3) қосалқы аспаптар, найза тәрізді қашаулар, фрезерлер, калибраторлар, кеңейткіштер.

Бірінші және екінші топ аспаптары жасақтарының ауа жыныстарына әсер ету өзгешеліктеріне қарай төрт шағын топқа бөледі: кесіп-уатушы (РС), қажап-кесуші (ИР), үгіп- уатушы және үгу арқылы әсер етуші.

Кесіп-уатушы, қажап-кесуші аспаптар түрлерінің құрал- жабдыктары берік материалдардан кескіш немесе секторлар түрінде жасалады. Үгіп-уату арқылы әсер етуші аспаптардың құрал-жабдықтары шарошкалары индикатор түрінде орнал астырылған.

Бірінші, екінші және үшінші топ аспаптары мұнай және газ скважиналарын бұрғылауда кеңінен қолданылады.

Бұл аталған аспаптар түрлерінің мүмкіндіктері тау жыныстарының механикалық қасиеттеріне, ең алдымен қаттылығына байланысты. Әр топ аспаптары тау жыныстарының қаттылық көрсеткішіне байланысты төмендегідей түрлерге бөлінеді:

штампылық қаттылығы

бойынша категориясы

Тау жыныстарының 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,10,11,12

Аспап тобы 1, 2, 32, 32, 33 3

Аспап түрі М С Т К ОК

Кесу-жару және кажау-кесу арқылы әсер етуші қашаулар конструкциясының ерешеліктері мен қолданылатын жерлері

Кесу-жару арқылы әсер етуші қашаулар (РС) екі түрде (М, МС) жасалады. Олар жұмсақ және бос байланысқан тау жыныстарын бұрғылауға арналған. Қажау-кесу арқылы әсер етуші қашаулар да (ИР) екі түрде (МСЗ_?С) шығарылады. Бұл қашаулар түрпілі жұмсақ және қаттылығы орташа тау жыныстарын бұрғылауға арналған.Бұл қашаулардың құрал-жабдықтары тұтас қалақ түрінде (РС) және кесетін жиектері бар ирек тісті етіп жасалады. Мұны қалақшалы қашаулар деп атайды.

4 сурет. Үшқалақшалықашау

РС қашаулары қос қалақтан (2Л) диаметрі 76-дан 161,1 мм-ге дейін он төрт өлшемде және үш қалақты диаметрі 120,6-дан 469,9 мм-ге дейін дайындау қарастырылған.

Бұл қашаулар (11-4 сурет) корпустан 3, қалақтардан 1 (қос қалақты тұтас күйылған да, үш қалақты қашау пісіріліп қосылған) және ішкі қуыс 4 пен жуу тесіктері 2 кіретін скважина түбін жуу жүйесінен тұрады. Қашау корпусының жоғарғы шеті бұрғылау құбырларымен жалғастыратын бұрандамен бітеді.

Төзімділігін арттыру үшін қалақтар қатты қорытпамен ұстатылады (армирленеді). Қалақтардың алдыңғы қырларына ойық ойылған. М түрлі қашауларда бұл ойықтар түйіршікті релитпен толтырылады.

Ал МС қашауларында қатты қорытпа пластинка 5 иісіріліп ұсталады. Содан кейін қала артын алдыңғы қырлары қатты қорытпамен (релитпен) ерітіліп дәнекерленеді. 8

Скважина қабырғасын калибрлеуші әр калақтың бүйір қырлары ВК8-В маркалы болаттан дайындалған қатты қорытпа штырлармен 6 престелініп отырғызылыи, үстінен релитті балқытып кұю арқылы ұсақталынады (4сурет).

Алмас қашаулар

Алмас — полиморфты түрлендірілген минерал. Алмас кристалдары октаэдр, ромбододекаэдр пішінді. Кристалдар массасы 3000 каратқа дейін (Ікарат —• 0,2г) өлшемдері әр түрлі. Кристалдық құрылымы атомдық болғандықтан да тығыздығы және қаттылығы өте жоғары. Алмастың микроқаттылығы кварцтікінен — 10, қатты қорытпанікінен — 6 есе артық. Юнг модулі — 88*10 Мпа, яғни қатты қорытпанікінен — екі, ал болаттікінен — төрт есе артық. Осы қасиеттеріне қарай оның үйкелу, сырғанау кезіндегі төзімділігі өте жоғары болады.

Алмас зергерлік және техникалық болып бөлінеді. Скважиналарды бұрғылау түрғысынан біздерге тек техникалық алмас қажет. Ол борт, баллас және карбонды болып үш топка бөлінеді.

Бұрғы қашауларында негізінен тек борт тобының алмастары қолданылады. Бұрғы қашауларының жұмыстық беттеріне алмастарды отырғызғанда әр түрлі тәсілдер қолданылады. Соңғы кезде ұнтақ металлургия тәсілі кең қолдау тапты.

Бұл тәсіл бойынша алмас түйіршіктерін белгілі схема бойынша пресс-қалыпқа орналастырып, желіммен ұстатады. Калыпқа ұнтақ шихта (мысалы 90-95% вольфрам карбиді және 10-15% кобальт) себеді де , престейді. Пуансон ретінде қашау корпусы қолданылады. Содан кейін қоғаушы ортада (сутек пешінде) 1300 градус температураға дейін пісіреді. Алмас түйіршіктерін ашу үшін қашаудың жұмыстық бетін кұм ағынымен өңдейді. Алмас түйіршіктері матрицадан оның 1/5- 1/4-дей шығып тұруы қажет.

Бұл жағдайда алмас түйіршіктері матрицаның үстіңгі бетіне тең орналастырылады. Түйіршік өлшемдері 2-3 мм. (бір каратта 3-тен 12-ге дейін түйіршік болады) алмастар қолданылады. Үсақ түйіршіктер қолданылған жағдайда (бір каратта 1000 түйірге дейін) оларды матрицаның үстіңгі қатпарына тереңдігі 5-6 мм. етіп орналастырады (олар осы қатпарды құрайтын шахта құрамына кіреді). Мұндай қашауларды импрегнирленген қашаулар деп атайды

Алмас қашау (ІІ-5, а-сурет) жалғастырушы бұранда ойылған корпустан 1 және шихтадан құралған қатты қорытпа матрицадан 2 тұрады. Корпус пен матрица шихтаны пісіру кезінде қосылады. Алмас түйіршіктерінен тұратын элементтер жуу сүйығы өтетін каналдармен бөлінген секторлар түрінде дайындалған. Жуу каналдары шиыршықты (ІІ-5, а сурет) және радиалды (ІІ-5, б сурет) етіліп жасалады.

Шарошкалы қашаулар

Мұнай, газ скважиналарын бұрғылауда негізінен шарошкалы кашаулар қолданылады. Олар шарошка санына карай бір, екі, үш, төрт және көп шарошкалы болып бөлінеді. Жарты шарошкалы тау жыныстарының механикалық және түрпілік касиетгеріне байланысты он үш түрге топталады (11-1 кесге).

МЕСТ 20692-75 "Шарошкалы қашаулар" бойынша шарошкалы қашаулар диаметрі 46мм-ден 508мм-ге дейінгі өлшемде шығарылады.

Үш шарошкалы қашаулардың кескін-келбеті, құрылысы (конструкциялары) ІІ-6 суретте көрсетілген. Қашау пісіріліп қосылған үш секциядан (3), секция аяғына (5) подшипниктер (6) арқылы отырғызылған шарошкалардан (4) тұрады. Шарошка беттерінде тау жыныстарын бұзушы жасақтар (тістер) ойылады немесе орнатылады. Жуу сұйығы өту үшін алынып-салынбалы сүғындамалар орнатылған үш тесігі (2) бар.' Қашау бұрғылау тізбегіне ұзартылған құлыптық бұранда (1) арқылы жалғанады. Шарошка подшипниктері кейбір 86

қашауларда жуу сұйығымен майланады (ІІ-6, а сурет). Соңғы кезде шарошка тіректері май толтырып бекітілген қашаулар шығарылады. (И-6, б сурет). Бұл қашауларда май шарошка подшипниктеріне лубрикатордағы сауыттан (8) қашау аяғы мен цапфадағы каналдар арқылы келеді. Манжета (9) подшипниктерге сырттан жуу сүйығын өткізбейді.

МЕСТ20692-75 бойынша бұрғы қашауларының диаметрлері 46мм-ден 508мм-ге дейін 39 түрі шығарылады. Бұл қашаулар ертеректе шығарылған қашаулардан нақтылы диаметрі, жалғаушы бұрандалар өлшемдері және дайындау дәлдігімен ерекшеленеді.

Төменде кейбір бұрғы қашауларының ескі нормал және осы кездегі МЕСТ бойынша диаметрлері көрсетілген:

Үш шарошкалы қашау түрлері II-1 кесте

Қашау түрлері	Бұрғыланатын тау жыныстары
М	Өте жұмсақ, бос тау жыныстары, жумсақ және түтқыр саз балшықтар, сланецтер, жүмсақ әк тастар
мз	Жүмсақ бос байланыскдн түрпілі тау жыныстары, аралас бор, тас түзы, ангидрид аралас саз балшық сланецтері
мс	Жүмсақ және қаттылығы орташа тау жыныстары, аралас бор, тас түзы, ангидрид аралас саз балшық сланецтері
мсз	Жүмсақ нашар байланысқан, түрпілі қаттылығы орташа тау жыныстары, аралас қүм-саз балшық сланецтері, қүмдақ кездесетін шымыр саз балшықтар
с	Пластикалы және морт пластикалы, қаттылығы орташа тау жыныстары, тығыз саз балшық, саз балшық сланецтері, қаттылығы орташа әк тастар
сз	Қаттылығы орташа түрпілі қүмдақ, қүмды сланецтер
ст	Қаттылығы орташа, қатты мортпластикалы тау жыныстары, ғипс аралас қүмдақ, әк тастар, анғидриттер
т	Қатты әк тастар, доломиттер, доломиттелінғен әк тастар
тк	Қатты берік тау жыныстары, қабаты аралас ұсақ кристалды әк тастар мен доломиттер кездесетін қатты әк тастар
ткз	Түрпілі қатты, берік тау жыныстар қабаттары аралас
к	Берік кремниленген үсақ кристалды әк тастар
ок	Өте берік граниттер, кварциттер

6 сурет. Үшшарошкалықашаулара-шарошкатіректеріашык, гидромониторлары; б-шарошка тіректерібекітілген; А-А-сүғымдамаорнатылғанжуутесігі

ОН26-02-128-69 161 190 214 243 269 295 МЕСТ20692-75 161,5 190,5 215,9 244,5 269,5 295,3

Қазіргі кезде шығарылатын бұрғы қашаулары цифрына мынадай мәліметтер жазылады:

1) Қашаулардың шарошка саны бойынша түрі: бір шарошкалы (1), екі шарошкалы (II), үш шарошкалы (III);

2) Қашау диаметрі;

3) Шарошка диаметрінің дайындалуы бойынша (мысалы М, МЗ, С т.с.с.) қашау түрлері;

4) Жуу немесе үрлеу каналдарының орналасуы бойынша жуу тесігі ортасында (Ц), гидромониторлы (Г), үрлеу каналдары ортасында (П), үрлеу каналдары бүйіріне бағытталған (ПГ);

5)Шарошка тіректерінің конструкциялық ерекшеліктері: тербеліс подшипниктері (В түрлі тірек), екеуі тербеліс, қалғандары сырғанау подшипниктері (тірек түрі Н), құлыптық подшипниктерден баскаларының бәрі сырғанау подшипниктері (тірек түрі А). Егер шарошка тіректері саңылаусыздандырылып бекітілсе, У әрпі қойылмайды.

Колонкалыққашаулар

Скважина түбін айналдыра бұрғылау тау жыныстары үлгісін (керн) алу мақсатымен жүргізіледі. Алынған керн кен орнын кұраушы тау жыныстарының кұрамы, құрылымын және механикалық қасиеттерін зерттеу, геологиялық құрылымын, мұнай және газ қорын анықтау, игеру жобаларын жасау үшін қолданылады. Сондықтан да алынған керн сапасын көтеру барлама скважиналардағы басты міндет.

Керн материалдарының сапалық көрсеткіштері: керн диаметрі, жуу сүйығымен шайылу және ластану дәрежесі, керннің тұтастығы. Механикалық тәжірибе және басқа да зерттеу жұмыстарын жүргізу үшін керн диаметрі бОмм-ден кем болмауы қажет.

Керн материалдарының жуу сүйығымен шайылуы және ластануы тау жыныстарының және қабат сүйықтарының қасиеттерін бұзады. Керн материалдарының тұтастығы (бұзылмауы) — тау жыныстарының механикалық және басқа қасиетгерін анықтау тәжірибелерің жүргізуде ең басты шарттардың бірі. Керн диаметрі өскен сайын оның сыртқы күштерге төзімділігі арта түсті. Керн материалдарының тұтастығын сақтау үшін, оның бұрғылау және көтеру кезінде динамикалық күштер әсерінен қорғау қажет.

Керн құрылу схемасы және колонкалы қашаулардың негізгі схемалары ІІ-ба суретте көсетілген. Барлық колонкалы қашаулар тау жыныстарын бұзуға, керн құруға арналған бұрғы ұшынан және кернді қабылдау, сақтау, жұлу, көтеру қызметін аткаратын колонкалық снарядтан (керн қабылдауыш құрылғы) тұрады.

Кернді сағаға шығару үшін колонкалы қашаулар қолданады. Қарапайым колонкалы қашау (ІІ-6 ,а сурет) бұрғы ұшынан және бұрғы ұшына 1, оюмен жалғанған колонкалы жасақтардан(4). Жыныстың қасиетіне байланысты, керн алу үшін бұрғылайтын ұшы ретінде алмас және қатты қорытпалардан жасалады.

Шарошканың бұрғы ұшы скважина түбінің ортасында жыныстар бұзылмайтындай қылып, тұтас керн (2) жиналуын қамтамамыз етеді.

Әр түрлі жыныстардан керн алу үшін қолданатын бұрғы ұшы төрт-алты және керек болса, сегіз шарошкалы болып жасалады.

Бұрғы ұшындағы алмас және катты қорытпа элементтері тау жынысының ортасын бұзып қомайды, сонымен катар шарошканың жан-жағындағы жыныстарды да бүзып отырады.

Бұзудың әсерінен жиналған жыныстың коронкасы скважинаны терендеткенде колонкалы жасаққа келіп түседі. Ол корпус (4) және колонкалы құбырдан (3), (жыныс алып жүруші) тұрады.

Колонкалық жасақтың корпусы бұрғы ұшын бұрғылау тізбегімен жалғастыру үшін және колонкалы құбырды механикалық зақымдалудан сақтау мен жуу сүйығы керн мен колонкалық құбыр арасындағы саңылау арқылы өтіп, кұрал- жабдық элементтері арқылы скважина қабырғасы мен колонкалы құбыр арасындағы кеңістікке көтерілу үшін қолданады.

6, А сурет. Колонкалы қашаудың қурылысының схемасы І-бұрғы үшы; 2-керн; 3-жыныс тасыгыш (колонкалык Құбыр); 4-колонкалы жасакгпың корпусы; 5-шарлы клапан

Керн скважина түбіненбұрғылауаспабынкөтерукезіндежұлынады да, колонкалыққұбырішінде коронка конусыменұстатылады. Жұмсақ тау жыныстарындакерндікөтерералдында скважина оқпанын 1 м-дейжуусұйықсызбұрғылаптығындайды. Қаттылығыорташажәнеқатты тау жыныстарындажуусұйықсызбұрғылауғаболмайды.

2.Теңіз ұңғыларын барлау және пайдалануға бұрғылаудың техникасы.

Барлау ұңғысының негізгі нәтижесі – жаңа мұнай және газ кен орындарын ашу болып табылады, сондықтанда Каспийдің терең акваторияларында м олардың қорының өсуін тездету үшін бұрғылау бір мезгілде жүзеге асатын аудандарды немесе әртүрлі аудандардағы бұрғылау қондырғылардың бір мезгілде жұмыс жасауын қамтамасыз ету қажет. Бұрғылау жұмыстарының жоспарында ЖББҚ-да жүргізілетін бұрғылау жұмыстарын 9—10 есе көбейту, ал стационарлық платформалардан іздеу ұңғыларының өтімін 2—2,5 есеге қысқарту қарастырылған, бұл болашақта стационарлық қалқымалы бұрғылау қондырғыларының (СҚБҚ), жартылай батпалы бұрғылау қондырғыларының (ЖББҚ) паркінің өсуіне мүмкіндік береді.

Алайда СҚБҚ-дан, және ЖББҚ-нан барлау-іздеуге бұрғылаудың масшабының өсуіне қарамастан жақын болашақта стационарлық платформаларда барлау ұңғыларын бұрғылау көлемінің өсуі төмен болады. Ұңғыларды бұрғылау мақсаты болып жоғарыда бір немесе бірнеше қабаттарды қосатын каналды жасау болып табылады. Бұл канал кен орнын барлау және меңгеру кезінде кен орындарының қорын бағалау үшін және кен орындарын игеру кезеңінде көмірсутектерді өндіру үшін пайдаланылады. Кен орындарын барлау кезінде қажетті мәліметтерді жинақтаған соң жауып тасталынады. Бағалау ұңғылары ұңғыларды пайдалану кезінде өндіру ұңғысы ретінде кейін қолдану үшін уақытша жабылуы мүмкін. Кеніштерді бұрғылау кезеңінде өндіру, су айдау, газды айдау және барлау ұңғылары, сондай-ақ жоғарғы су горизонттарынан мұнайды өндіру кезінде қосымша су алу үшін қажет айдау ұңғылары бұрғыланады. Бұрғылау ұңғыларының түрлері мен саны кеніштің түрі мен оның құрылысына, қабаттағы көмірсутектердің көлеміне, кеніштердің орналасуына, қоршаған ортаны қорғау мақсатында кен орындарын игеру процесіндегі жағдайларға байланысты таңдалады. Бұрғылаудың негізгі мақсаты өнімді қабатқа дейінгі барлық қабаттардан дұрыс өту болып табылады. Көп жағдайда бұрғылау кезінде жоғарыда жатқан қабаттарды бұрғылау көп қиындықтарға толы болады.

Бұрғылау қондырғылары және олардың түрлері әртүрлі елдердегі теңіздер мен құрлықтағы бұрғылау жағдайларына байланысты жақсарыла түсуде. Қазіргі уақытта келесідей бұрғылау қондырғылары қолданылады:

— Құрлықтағы бұрғылау қондырғылары;

— теңіз платформасындағы бұрғылау қондырғылары;

— бұрғылау баржалары;

— қосымша кемелер;

— жартылай батпалы бұрғылау қондырғылары;

— өздігінен көтерілетін бұрғылау қондырғылары;

— бұрғылау кемелері.

(10 сұрак)