5-bob. Neft- gaz konlarining zahiralari va ularning energetik sharoitlari

10.3.2. Neft-gaz chiqarishda qatlam va quduq bosimlari orasidagi farq

Neft konlarini qazib chiqarish jarayonida qatlamda va uning har xil qisimlarida hamda umuman uyum ustida bosim chuqurligi hosil bg’lishi, haydovchi quduqlar atrofida esa yuqori bosim zonalari hosil bg’lishi kg’rsatilgan edi. Oluvchi quduqlar tubidagi bosim bilan qatlam g’rtasidagi bosim farqini - bosim depressiyasi, haydovchi quduqlar tubidagi bosim bilan qatlam bosimi g’rtasidagi farqini - bosim repressiyasi deb yuritiladi. Umuman qatlam bosimi bilan quduqlar tubidagi bosim farqi (perepad davleniya) qatlamlar-dagi suyuqlikni yurituvchi asosiy kuchdir. Barqaror ishlash rejimida quduqlarning mahsuldorligi shu bosim farqi bilan bevosita bog’langan. Oluvchi yoki haydovchi quduqdar uchun bunday bog’liqlik quyidagicha ifodalaniladi:

q_c=K¹ (P_k.j.-R_k.o.)

w=K¹¹(R_k.x1-R_k.j.)

bu erda: R_ko-oluvchi quduqlar tubidagi bosim;

R_k.j-qatlamdagi joriy bosim;
R_k.x.-haydovchi quduqlar tubidagi bosim;
K¹ va K¹¹-munosiblik koeffitsienti (koeffitsient proportsionalnosti), (t/sut) /0,1 MPa yoki (m³/sut) /0,1 MPa deb ataladi va oluvchi quduqlar uchun mahsuldorlik koeffi-tsienti (koeffitsient priyomistosti) deb yurititladi.
SHuni qayd etish lozimki, bir xil sharoitdagi oluvchi quduq bilan haydovchi quduqlarning mahsuldorligi va qabul qiluvchanligi har xil bg’lishi mumkin, chunki qabul sharoiti bilan qatlamdan olish sharoitlari albatta birxil bg’lolmaydi, chunki biz qatlamdan oladigan suyuqlik suv va neftdan iborat hamda uning qovusho’qoqligi qatlamga hydaluvchi suvnikidan ortiqroq.
Barqaror ish rejimida quduqning debiti quyidagacha sharhlanadi:
q_S=2PKh R/ _s*In

bu erda: K -qatlamning g’tkazuvchanlik koeffitsienti;

h -qatlamning qalinligi (effektiv qalinlik);
R- qatlam bosimi bilan quduq tubi bosimi g’rtasidagi farq (perepad);
_j-qatlamdan olinadigan suyuqlikning qovushqoqligi;
R_k-quduq ta’minoti chegarasi radiusi, qatlam sharoi-
tida oluvchi quduqlar orasidagi masofaning yarmi olinadi;
r_k-quduqning keltirilgan radiusi. Bunda quduqning keltirilgan radiusi haqiqiy quduqdagi sharoitni hisobga olgan holda, ya’ni unda quduq tg’la ochiq bg’lganligini hamda quduq qatlamni tg’la ochmagan holatini inobatga olishi taqozo etiladi.
YUqoridagi ifoda bilan quduq mahsuldorligi (qabul qiluvchanligi) orasidagi bog’liqlikni kuzatadigan bg’lsak:

q_c=K^’ R, W=K^’’ R, yoki

K^’ = 2P Kh/ _s*I_n R_k/ch_k, K"=2PKh / _s*I_n R_k/ch_k

SHundan ma’lumki, quduqning mahsuldorligi (uning qabul qiluvchanligi) qatlamning g’tkazuvchanligiga, uning qalinligiga bevosita bog’liq ekan. Olinadigan (haydaladigan) suyuqlik qovushqoqligi hamda ta’minot chegarasi radiusi quduqning keltirilgan radiusi kg’rsatkichi nisbatiga teskari munosiblik kuztiladi. Demak, quduqlarning zichligi hamda ularning tubining qanchalik ochiqligi darajasi ularning mahsuldorligi va qabul qiluvchanligiga ta’sir etar ekan.
Amalda quduqlarning mahsuldorligi (qabul qiluvchan-ligi) ularni barqaror olish usulida tadqiq qilish natijasida aniqlanadi. Buni amalga oishrish uchun quduqlar bir qancha ish rejimida tadqiq qilinadi, buning uchun quduq tubining bosimi bilan uning debiti orasvdagi munosabat aniqlanadi. Bularning indikator diagrammasi deb ataladi (18-Rasm). Bu fazali suyuqlik filtratsiyasi holatida bu chiziqlar aksariyat to’g’ri chiziqdan iboratdir, lekin quduqlarda bu chiziqlarning ma’lum joyidan egrilanishi kuzatiladi. Bunga sabab asosan g’sha vaqtdan boshlab quduq atrofidagi suyuqlik harakati laminar holatidan turbulent holatga g’tganligidir. Ba’zan indikator egri chizig’ining xususiyatini, ya’ni egrilanish holatini, agar u debit chizishga qarab yg’nalgan (bukilgan) bg’lsa, tadqiq natija-lari notg’g’ri g’tkazilgan degan xulosaga kelinar edi. Lekin qatlam xar xil g’tkazuvchanlikka ega bg’lgan bir nechta qatlamcha-lardan tashkil topgan bg’lsa, ma’lum bosim farqida faqat eng yuqori kg’rsatkichga ega bg’lgan qatlamcha ishlagan va bosim farqi oshgan sari keyinchalik qolgan qatlamchalar ishga tushishi mumkinligi amalda isbot qilingan.
SHuni qayd etmoq lozimki, indikator chiziqlarining egrilangan joydaridan holat filtratsion xususiyatlarining g’zgarishidan dalolatdir. Leknn bu g’zgarishlarni hisobga olish juda murakkab jarayondir. SHuning uchun amalda bosimlar farqi kg’rsatkichiga tg’g’ri keladigan debitni olib mahsuldorlik koeffitsienti chiqarilaveradi.
Ba’zan mahsuldorlik koeffitsientini debitlarning bosimga qarab kelgusida sodir bg’lishi mumkin bg’lgan g’zgarishlarni chamalashda ham ishlatish mumkin. Kon geologiyasi tajribasida solishtirma mahsuldorlik koeffitsienti degan tushuncha mavjud. Bunda har bir qalinlikka tg’g’ri keladigan mahsuldorlik tushuniladi. Bu kg’rsatkich asosan xar xil qalinlikka ega bg’lgan qatlamlarning xususiyatlarini solishti-rishda ishlatiladi.

18-rasm. Oluvchi (a) va haydovchi quduqlar (b) indikator diagrammalari.

q_n-neft oluvchi quduqlar, w-quduqlarning qabul qiluvchanligi, p-bosim.

Gaz quduqlaridagi debit barqaror harakat holatida qatlam va quduq tubi bosimlari ko’rsatkichlari kvadratlari farqiga bevosita bog’liqdir:

q_g= {2P Kh T_st / [R_{at t} Z I_n (R_k/ch_k) Tp ]}* (R²_k-R²_k.t ),

bu erda: q_g-quduqning debiti;

K-qatlamning o’tkazuvchanligi;
h-qatlamning samarali qalinligi;
T_st-293 K-haroratning standart kg’rsatkichi;
T= 273+t_k-qatlam harorati;
K-Kelvin harorat darajasi;
R_at=0,1 MPa;
_t=gazning qatlam sharoitidagi qovushqoqligi;
Z=gazning siqiluvchanlik koeffitsienti (o’ta siqiluv-chanlik).
Neft quduqlaridagi kabi, bunda proportsionallik koeffitsienti mahruldorlik koeffitsientini ifoda etmaydi, chunki gaz quduqlari atrofida nomuntazam filtratsiya holati mavjud. SHuning uchun gaz debiti bunda depressiyaga proportsional emas, balki bosimning qandaydir nomuntazam funktsiyasiga proportsionaldir. Bunday holatda proportsional-lik koeffitsientini q_G-(R²_k-R²_k)q_G koordinatida tuzilgan indikator diagrammasi yordamida aniqlanadi (19-rasm). Bunda hosil qilingan indikator chizig’i quyidagicha ifodalanadi:

(R²_k-R²_k.t) / q_G =a+v q_G ,

bu erda: A va V-filtratsion qarshilik koeffitsientlaridir;
A-qatlamning va quduq tubi atrofining ko’rsatkich-lariga bog’liq;
V-quduqning tuzilishiga ko’proq bog’liq kg’rsatkichdir.
A koeffitsienti indikator chizig’ining ordinata bilan tutashgan nuqtasiga teng, yoki yuqoridagi formuladan hosil qiladigan bo’lsak:

A=R_at* _G 2In R_k/ch_k* T_k/2PKh T_st

V koeffitsienti esa indikator chizig’ining ordinata bilan hosil qilgan burchagining ( ) tangensiga teng (rasmga qarang).

V=tg

SHuni qayd etishimiz lozimki, neft quduqlarida quduqning mahsuldorlik koeffitsietiga qarab, qatlamning g’tkazuvchanlik xususiyatini aniqlash mumkin, undan tashqari qatlamning foydali qalinligini ham shu usul bilan baholash imkoniyatiga egamiz. SHu usul bilan topilgan qatlamning kg’rsatkichlari quduqlardan kg’tarilgai namuna va geofizik usullar bilan aniqlangan ma’lumotlar bilan solishtirganda, qatlamning g’ziga xos xususiyatlari namoyon bg’lganligini

19-rasm. Gaz qudug’ining indikator diagrammasi.

q_r-gaz qudug’i debiti, R_q.j-qatlamning joriy bosimi, R_q-quduq tubidagi bosim.

rg’yobga chiqarish mumkin, chunonchi karbonat tog’ jinslarida keng rivojlangan yorug’lik xususiyati namunalarda g’z aksini yaxshi topmagan holda bunday usulda uning ahamiyati yaqqol kg’zga tashlanishi mumkin.

Gaz quduqlarida ham A va V koeffitsientlari orqali qatlamga taaluqli g’tkazuvchanlik koeffitsienti, foydali qalinligi va shu kabilarni baholash mumkin. Bunday holatlarda aniqlangan kg’rsatkichlarning mohiyati shundaki, ular qandaydir bir namunadan olingan natija bg’lmay, kattagina maydonni g’z ichiga olgan joydagi mahsuldor qatlam kg’rsatkichlarini va xususiyatlarini ifodalaydi.
Quyida mahsuldor qatlam xususiyatlarini ifodalash keng qg’llaniladigan usullar xususida sg’z boradi:

1. 
   Gidrog’tkazuvchanlik koeffitsienti
   

K-qatlamning g’tkazuvchanlik koeffitsienti, h-qatlamning ishlab turgan qalinligi, -qatlamdagi neft(gaz)ning qovushqoqligi.
Bu koeffitsientning g’lchami (m³/ns), u qatlamning barcha kg’rsatkichlarini ifodalab berishi mumkin.
2. G’tkazuvchanlik koeffitsienti =K/ , g’lchami m⁴/n.s bu qalam sharoitidagi flyuidning quduqqa yaqin kelgan vaqtidagi harakatchanligini ifodalaydi.
3. Pezog’tkazuvchanlik koeffitsienti =K/ (m _c+ _J), bu m-qatlamning g’ovaklik koeffitsienti, _c-suyuqlikning siqiluvchanlik koeffitsienti _j-tog’ jinsining siqiluvchan-lik koeffitsienti. Elastiklik sig’im koeffitsienti =m _c+ _J. Pezog’tkazuvchanlik koeffitsientining g’lchami m²/s. Bu koeffitsient qatlam bg’yicha bosimining ma’lum vaqt ichida taqsimlanishi va qayta taqsimlanishi tezligini ifodalaydi. Qatlamning kg’pgina xususiyatlarini yana boshqa mavjud usullar bilan aniqlash imkoniyatlari bor. Bular gidrodinamik usullar bg’lib, ularning mufassal yoritilishiga boshqa fanlarda tg’liq tg’xtaladi.
Uyumda kg’p miqdorda quduq ishlanganligi tufayli hosil bg’lgan depressiyaning umumiy chuqurligi qatlamning ta’minot qismida bosim va mahsulot olinayotgan zona bosimi g’rtasidagi farq bilan belgilanadi.


R₃-R_q-Ro_O.q..,
bu erda: R_k-qatlamning ta’minot qismidagi bosim;
R_o.q-olinuvchi zonadagi ishlayotgan quduqlar tubidagi g’rtacha bosim kg’rsatkichi.
Suv siquvi bosimi tarzida R_q kg’rsatkich qatlamning dastlabki bosimiga teng deb qabul qilinadi. Agar qatlamga sun’iy ta’sir g’tkazish usuli qg’llanayotgan bg’lsa, ta’minot chegarasi sifatida haydovchi quduqlar qatori qabul qilinadi. Demak, bunday holat qatlamni bg’laklar bg’linganda (haydovchi quduqlar qatori bilan) g’shalardagi bosim kg’rsatkichi ta’minot chegarasidagi bosim sifatida qabul qilinadi. Aksariyat bu bosim qatlamning dastlabki bosimidan 10-15% ortiqroq ko’rsatkichga ega bo’ladi. Qatlam bosimi va quduq tubi bosimi orasidagi farqni boshqarish tabiiy suv siquvi rejimida quduq tubidagi bosimni kamaytirish evaziga erishiladi. Qatlamga sun’iy ta’sir etish usuli qg’llangan hollarda esa bu farqni haydovchi quduqdarda bosimni oshirish va oluvchi quduqlar tubidagi bosimni kamaytirish evaziga (ya’ni ikki yoqlama ta’sir qilish) hosil qilish mumkin. Demak, bunda ikki tomondan foydali ta’sir g’tkazish imkoni mavjud.
SHuni qayd etish lozimki, quduq tubidagi bosimni kamaytirish qatlam bosimining kamayishiga olib keladi. Suv haydash chizig’idagi bosimni oshirish uyumning kundalik bosimini oshiradi. Unda ham, bunda ham kundalik qatlam bosimning g’zgarishi, quduq tubi bosimi yoki qatlamni ta’minlash chegarasidagi bosimni g’zgarishidan kamroq, ta’sir kg’rsatadi. Xuddi shunday oluvchi quduqlar tubidagi bosimni ortirish uning mahsuldorligini kamaytiradi. Bunda qatlam bosimi ortadi, lekin quduq tubi bosimidan bosimidan u ancha kam bg’ladi.
Qatlamning bosimida ishlab turgan quduqlar sonini oshirish (quduqlar tg’rini qalinllashtirish) agar quduqlar tubidagi bosim g’zgarmasa ham, umuman olganda quduqlarning debyati kamayishiga olib keladi. Bu qatlam bosimining ma’lum miqdorda kamayishi bilan bog’liq, quduqlarning soniga nisbatan qatlamdan olingan mahsulotning ortishi ancha kam bg’ladi. Bunga sabab quduqlarni g’zaro bog’langanligidadir (vzaimodeystvie skvajin). Buning oldini olish uchun haydovchi quduqlardagi bosimni oshirish taqozo etiladi. Quduqlarning g’zaro bog’liqligini haydovchi quduqlar chizig’ini ularga yaqinlashtirish yg’li bilan ham kamaytirish mumkin. SHu holatlarni qatlamni qazib chiqarish jarayonida inobatga olgan holda, bu hodisalarning texnika-iqtisodiy tomonlarni ham tahlil qilish taqozo etiladi.
Tabiiy sharoitlarda ishlagan konlarda qatlam bosimining pasayishi uyum chegarasidan chiqib, ancha joyga borishi mumkin. SHuning uchun eski konlar yonida ochilgan yangi konlardagi dastlabki bosim, avvalgi konlar dastlabki bosimidan biroz kam bg’lishi turgan gap. Agar qatlamga suv haydalayotgan bg’lsa, uning ta’siri uyum chegarasidan chiqib haligia holatning aksi kuzatilishi mumkin, ya’ni yangi ochilgan konlarinng dastlabki bosimi eski kondagi dastlabki bosimdan yuqoriroq bg’lishi tabiiy.