Қабатқа айдалатын су құрамына полимерлер мен БАЗ-ды қосу арқылы скважиналар өнімділігін арттыру

Арысқұм кен орнын игеру қабатқа су мен газ айдау арқылы жүргізілетіндіктен, қабаттың мұнай бергіштігін көтеру әдістері берілген мұнай кеніштерін игеру технологиясы мен жүйесі негізінде қолдану қажет. Сондықтан қабатқа су айдау кезінде олардың мұнай бергіштігін арттырудың қарапайым әдістері ретінде судың белгілі бағыттағы ығыстыру қасиетін жақсартатын, су мен мұнайдың арасындағы фазааралық керілуін азайтып олардың тұтқырлықтары арасындағы айырмашылықты мейлінше азайтуға бағытталған әдістерді негізге ала отырып кен орынды тиімді игеру болады. Құрамында еритін беттік активтік заттар (БАЗ), полимерлер мен сілтілер қосылған суды жер астына айдау - судың қабатты қамту мүмкіндігін күшейтуге, әрі мұндағы өндірілмей қалған мұнай қорын азайтуға бағытталған.

Қазіргі уақытта мұнай бергіштікті көтеру мақсатымен қабатқа әсер ету әдістерін негізгі 6 топқа топтаймыз:

1)   Пайдалану және қабатқа су мен газ айдайтын скважиналарды рациональды орналастыру;

2)   Қабат қысымын ұстап тұруға немесе көтеру үшін көп көлемде су айдау негізінде гидродинамикалық әсер ету

3)   Қабатқа жылулық әдіспен әсер ету;

4)   БАЗ, полимер, қышқылдар және т.б. химиялық реагенттерді қолдануға негізделген физика-химиялық әдістер;

5)   Азот, метан, табиғи газ, көміртегі диоксиді және т.б. газдарды қолдануға негізделген газ әдістері;

6)   Әртүрлі әсер ету әдістерін қамтитын құрама әдістер тобы.

XX ғасырдың 50 жылдарынан бастап елімізде қабатқа айдалынатын су құрамына аз мөлшерде БАЗ қосып оның ығыстырып шығару мүмкіншілігін  арттыру арқылы су айдау тиімділігін жақсарту мақсатымен зерттеу жұмыстары жүргізіле бастады.

Көптеген зерттеушілердің пайымдауы бойынша қабатқа айдалатын суға БАЗ қосу технологиясы кен орынды игерудің бастапқы немесе 2-ші кезеңінде, яғни скважина өнімінің сулануы 50%-60%  аспаған уақытта, тиімді. Мұнайды қабаттан ығыстырып шығару процессінің механизмі аз концентрациялы БАЗ қосылған су ерітіндісі мұнай мен су арасындағы беттік керілуді 35-45 тен 7-8,5 мН/м –ге дейін, яғни бастапқы шаманы 8-10 есеге азайтуға негізделген. Өткен ғасырдың 70 жылдары Ресейдің ғылыми зерттеу орталықтарында бұл технологияны терең зерттелініп, ионогенді емес ОП-10 атты БАЗ су құрамындағы массалық концентрациясы 0,05-0,1% болғанда қолдану тиімділігі жоғарлайтындығы анықталды [1, с. 9].

ТатНИПИнефть пен СибНИИНП ғылыми зерттеу институттарында өткізілген қалдық мұнайды су арқылы қабаттан ығыстыру тәжірибелері көрсеткендей, бұл іске ионогенді беттік активті заттардың (БАЗ) судағы ерітіндісін  мұнайды ығыстырып шығару коэффициентін орташа алғанда 2,5-3%-ке көбейтеді. Бірақ БашНИПИ институтына аталмыш зерттеу жұмыстары құрамында суы жоқ мұнайға толық қаныққан жасанды кеуекті орта үшін жүргізіліп, оның қорытындысы бойынша мұнайды ығыстырып шығару коэффициенті 10-15%-ға жоғарлады.

Кейбір зерттеушілердің пікірінше БАЗ қабат бойында жоғары соратындыққа ие болғандықтан оның қолдану аймағын тез азайтады. Ресейде қолданып жатқан БАЗ су-мұнай қабатындағы фазаарлық керілуді (1 мН/м дейін) түсіруді қамтамасыз етпейді. Бұл әдісті дамыту - тиімділігі жоғары, тұздарға берікті және соратындығы шектеулі, әртүрлі геология-физикалық шарттарында қолдануға арналған БАЗ синтездеу арқылы қол жеткізуге болады [2, с. 4].

Әртекті қабаттардан мұнайды ығыстыру процесін сумен ерітетін жеткілікті жоғары молекулярлы полимерін қолдану арқылы жақсартуға болады. Оларды шамалы қоссақ судың қозғалғыштығын күрт төмендетеді. Тәжірибелер көрсеткендей суланған қабаттардан мұнайдың қалдықтарын полимердің судағы ерітінділерімен жуу, ығыстыру коэффициенті шамамен орташа 2,5-3 пайызға жетеді. Мұнай кен орындарын игеру процесі кезінде полимердің судағы ерітінділерін айдайтын болсақ, скважиналарды орналастыру жүйесі және технологиялары аз өзгертілуі арқылы іске асырылады. Айдалатын судың құрамында 0,05-0,1 пайыз және айдалатын судың көлеміне қажетті өзгерістер енгізбейді, скважиналар торының тығыздығына ешқандай шек қойылмайды. Бірақта су айдау скважиналардың тек мұнайлылық нұсқасының ішіне орналасады, ал ерітінді қабаттың таза мұнай бөлігіне айналады. Полимерлі су айдаудың жоғары тиімділігі қуысты ортада өзін вискозиметрге өлшенген тұтқырлығы жоғары тұтқырлықта сияқты сезіне алатын ПАА ерітінділердің спецификалық қасиеттермен анықталады. Сол үшін судың қозғалғыштығын төмендету үшін ерітіндідегі полимердің шамалы концентрациясы қажет болады. Бұл құбылыс ерітінділер ағымының ньютондық емес сипатымен және қуысты ортада полимердің адсорбциясымен қамтамасыз етіледі. Полимердің ерітінділердің және қуысты ортаның қасиеттеріне байланысты әртүрлі типтегі ағымдардың пайда болуы мүмкін: ньютондық, пластикалық немесе олардың комбинациясы. Полимерлік жүйенің реологиялық қасиеттері полимерлі су айдаудың елеулі әсерін тигізеді. ПАА қолданып су айдаудың басқа бір қажет ерекшелігі полимерлердің ізімен айдалатын судың қозғалғыштығын төмендету болып табылады. Қарсыласу факторының қалдық мөлшері әртекті қабаттан мұнайды толығымен ығыстыруға шешуші ықпалын тигізеді және қуысты ортада полимерлердің адсорбцияның ізділігі болып табылады. Адсорбцияның мөлшері салыстырмалы көп емес кезінде судың қозғалғыштығын төмендеуі анағұрлым болуы мүмкін. Полимерлі су айдауды қолдану үшін альбсеномен қабатының суын пайдалану ұсынылды. Альб суының құрамында темірдің көп болуы және ол ауамен түйіскен кезде тотықтану формасына өтуі, оның фильтрлеуіне ықпалын тигізеді. Бұдан бөлек альб суының минерализациясының жоғары болуы, полимер ерітінділерінің реологиялық қасиеттерін біршама төмендетеді, осылай ерітіндідегі полимердің концентрациясын арттыруға қажеттіліктерін болдырады. Полимерлі ерітіндінің модификациясы үшін ең маңызды технологиялық қосылғыш болып хром ацетаты табылады.

Геология-фильтрациялық қасиеттері бойынша Арысқұм кен орнына ұқсас (мысалы: эффективті кеуектілік коэффициенті – 22%) қабат моделінде мұнайды су және оған арнайы ингибиторлар қосу арқылы ығыстыру коэффициенттері тәжірибе жүргізу арқылы анықталды. Төмендегі кестеде осы тәжірибенің нәтижелері көрсетілген.

Кесте 1. Сумен және оған арнайы ингибиторлар қосу арқылы мұнайды ығыстыру

1-кестеде берілген зерттеу жұмыстарының нәтижесі бойынша сумен бірге алдымен полимерлік қоспалар, одан кейін БАЗ ерітіндісі арқылы қабат моделінен мұнайды ығыстыру тиімді нәтиже береді. Яғни осы әдісті қолдану арқылы қабаттағы мұнайды ығыстыру коэффициентін - 55,292% дейін көтеруге болады. [3]

Өнімді қабатқа ерітіндіні айдау қабылданған технологиялық игеру жүйесіне сәйкес жүргізілуі тиіс, ал оған қажет орналастыруды іске асыру үшін көрсетілген тәртіп бойынша игерілген және келісілген сәйкес жоба бойынша орындалуы тиіс. Полимерлі су айдауды қолдану үшін кәсіпшілікті орналастыру кезінде кәдімгі су айдауды қолдануды қажет жабдықтарға қосымша полимер ерітіндісін дайындайтын қондырғы және дайын болған кезде оны су айдау скважиналарына айдау қажет. Бұл қондырғы блокты шоғырланған сорапты станцияның жанында жасақталады. Полимерлерді еріту үшін әртүрлі қондырғылар қолданылады. Олардың құрылысы реагенттің товарлы түріне байланысты болады. Қазіргі уақытта өндірістік тәжірибе жұмыстарын жүргізу кезінде 8 пайыздық ПАА гелі қолданылу жоспарлануда.

Су айдау скважиналардың қабылдағыштығын пайдалану скважиналардың шығымын және сулануын қабат қысымын және динамикалық деңгейді мұқият бақылауды іске асыру керек. Қазіргі уақытта полимерлі су айдау Қаламқас кен орнының экспериментальды учаскелерінде іске асырылуда. Олардың игеру нәтижелері Құмкөл кеніші бойынша жобалау үшін негіз бола алады. Әртүрлі геолого-кәсіпшілік шарттарда рентабельді екенін өндірістік тәжірибе жұмыстарының мәліметтерін негізге ала отырып қорытынды жасалады. Сол үшін ондай игеру қатаң бақылау және реттеу жасалып жүргізіледі. Осы кезде кеніштің гидродинамикалық алаңы игеру учаскесіне ешқандай өзгертулер жасамауы керек. Бір мағыналы интерпретация үшін кәсіпшілік зерттеу нәтижелері барынша мықты болуы керек.

Әдебиет:

1.    Гафаров Ш.А.  Экспериментально-лабораторное обоснование и оценка результатов закачки “ПДС+ПАВ” в поровых пластах терригенного коллектора // Нефтегазовое дело. - 2007.

2.    Грунвальд А.В. Использование метанола в газовой промышленности в качестве ингибитора гидратообразования и прогноз его потребления в период до 2030 г., ВНИИГАЗ/ГАЗПРОМ // Нефтегазовое дело». - 2007.

3.    Арысқұм кен орнын игеру жобаларының құжаттама материалдары.