Газ айдау арқылы қабат қысымын көтеру жүйесі

Қабат суымен араласқан кезде құрамында саз - балшықты материалдар кездесетін өнімді коллекторларға қабат қысымын ұстау мақсатында су айдаған тиімсіз. Су айдау ұңғымаларын пайдалану кезінде қабылдау қасиетінің төмендігіне байланысты суды арнайы өңдеуден өткізіп, үлкен қысыммен айдау керек болады. Бірақ та, бұл шартта коллектор жыныстарымен әсерлеспейтін құрғақ көмірсутегі газын айдау тиімді болуы мүмкін, себебі бұл процесс сәйкесті техникалық параметрлерді (қысым және тұтымдылық) қамтамасыз етеді.

Энергетикалық жағынан қарастыратын болсақ газ айдап қабат қысымын ұстау процесінде – су айдаумен салыстырғанда энергия сыйымдылығы жоғары болады. Ал басқа жағынан қарастыратын болсақ, газ айдап бірлік көлемдегі мұнайды ығыстыруға кететін шығын, су айдап мұнайды ығыстыруға кететін шығыннан көп жұмсалады. Бұл басты екі себеппен түсіндіріледі:

1) Су айдау кезінде керекті түптік қысым - су айдау ұңғымасының сағасындағы қысымның және ұңғымадағы су бағанының үлкен гидростатикалық қысымының есебінен туындайды. Сумен салыстырғанда тығыздығы аз газды ұңғымаға айдағанда газ бағанының гидростатикалық қысымы аз болады (шамамен 7-15 есе аз), сол себептен қажетті түптік қысымды айдау ұңғымасы сағасындағы қысымды көтеру нәтижесінде аламыз, осының нәтижесінде қабатқа газ айдауға кететін шығын өседі.

2) Газ айдау кезінде, керекті газ көлемін алдын-ала түптік қысымға дейін сығып алуымыз қажет (шығынның көп бөлігі осы жұмыстарға жұмсалады). Сонда газдың қаттылығына байланысты су айдау процесіндегідей сығуға кететін энергия нольге тең болады.

Осыдан бөлек, айдалатын көмірсутегі газының аздаған бөлігі қабаттағы мұнайда ериді, ал жалпы айдалатын газ көлемі ненің әсерінен еритіні белгісіз. Сол себептен газ айдап қабат қысымын ұстау кеңінен қолданылмайды және мұнайы таусылған, қабат қысымы аз немесе терең емес кен орындарында қолданылады. Қабат қысымын ұстау мақсатында ғана керекті газ көлемі өндірілген мұнай, су, газдың қабат жағдайына (рТ) келтірілген көлемдерінің қосындысына тең деп аламыз.

Сонда V=V_н+V_в+V_г (6.11)

Мұндағы: V – айдалатын газдың шығыны,

V_н – тәулігіне өндірілген мұнай көлемі,

V_в– тәулігіне өндірілген су көлемі,

V_г– тәулігіне өндірілген газ көлемі.

V_н және V_в шамалары мұнай үшін және су үшін нақты берілген көлемдік коэффициентіне сәйкес анықталады:

,

мұндағы V_но , V_во - стандартты жағдайдағы мұнай мен судың тәуліктегі өнімі.

Дегенмен өндірілген газ құрамында мұнайдан бөлінген газдың бір бөлігі болады, онда V_г қабат қысымы мен температурасы жағдайында мұнайда газдың еруін есептегенде анықталады:

, (6.12)

мұндағы: - газдың ерігіштік коэффициенті; -абсолюттік қабат қысымы; V_по – стандартты жағдайдағы мұнайдың тәуліктегі өнімі; Р_о - абсолюттік атмосфералық қысым; Z - қабат температурасы мен қысымы үшін газдың сығылу коэффициенті; Т_п ,Т_о – абсолютті қабаттық және стандартты температуралар; V_го - стандартты жағдайға келтірілген тәуліктегі газ өнімі.

Осыдан басқа әртүрлі газдың шығуы және қабатшалардың немесе қабат аймағында жұтылудың әсерінен мұнай алуға болмайтын жағдайлар болуы мүмкін. Бұл дұрыстау коэффициентімен n есептеледі.

Осыған байланысты қабат жағдайына келтірілген айдалатын газ көлемі келесіге тең болуы керек:

V_наг=nV ; (6.13)

Қарапайым жағдайда n=1,15 ÷ 1,20 деп аламыз.

Егер, V_наг > nV - өндіруге қарағанда айдау көп болса, онда қабат қысымының өсуі баяулайды.

Егер, V_наг < nV - өндіруге қарағанда айдау көлемі аз болса, онда қабат қысымы баяу төмендейді.

Егер, V_наг = nV - қабат қысымы ағымдағы қалыпта тұрақталып қалады.

Стандартты жағдайға келтірілген айдалатын газдың тәуліктегі шығыны V_наг келесі теңдеумен анықталады:

; (6.14)

Қабат қысымын ұстауға арналған компрессорлар сағадағы қысымға және жалпы айдалатын газдың шығынына байланысты таңдалады. Берілген кен орнында немесе жақын маңда көп мөлшерде газ кеніші орналасқан болса, онда оның газын қабат қысымын көтеруге тиімді пайдалануға болады. Бұл дегеніміз, капиталдық салымды көп мөлшерде қысқартады, яғни қосымша компрессорлық станциялар салуды және қосымша энергия жұмсауды қажет етпейді. Жұмыс агенті ретінде тек қана құрғақ газдан бөлек, ауаны және көмірқышқыл газын қолдануға болады, егер олардың кен орындары болса.

Бірақта мұнай қабатына ауаны айдаған өте қауіпті болып келеді, себебі ауа көмірсутегімен қосылған кезде жарылыс пайда болуы мүмкін, ал көмірқышқыл газын айдаған қауіпсіз.

Ұңғымаға газды айдау тізбектің сүзгішінің жоғарғы жағына дейін түсірілген сорапты компрессорлық құбырдың ішімен жүргізіледі. Шегендеу құбыры мен сорапты компрессорлық құбырдың аралығының кеңістігі пакермен саңылаусыздандырылады. Бұл жоғарғы айдау қысымын ұстау үшін қолданылады.