Neftvermə əmsalının artırılması üsulları

Qazların istilik xassələri. Qazların istilik tutumu təzyiq və temperaturdan asılıdır. Termodinamikada qazların istilik tutumu sabit təzyiqdə c_p və sabit həcmdə c_v təyin edilir. Bu istilik tutumları arasında aşağıdakı asılılıq məlumdur:

C_p - C_v = R

Bu, Mayer tənliyi adlanır. Real qazların istilik tutumu təcrübədən tapılır. Müəyyən edilmişdir ki, real qazların istilik tutumu, təzyiqdən asılı olaraq az dəyişir. Bunu praktiki olaraq nəzərə almaq olar.
Çədvəl 2.

Komponentlər	Istilik tutumu, k Coul/kq∙K
	cp	cv
Metan	2,220	1,690
Etan	1,729	1,430
Propan	1,560	1,350
Izobutan	1,490	1,315
n-Butan	1,490	1,315
Azot	1,250	1,178
Kükürd qazı	1,323	1,192
Hava	1,241	1,172
Karbon qazı	1,200	1,156

T°C	0	100	200	500
cv, kCoul/kmol.dər	27,96	32,19	37,84	40,82

Cədvəl3

Qazların istilik tutumları haqqında məlumat cədvəl 2-də verilmişdir.

Karbon qazının istilik tutumunun temperaturundan asılı olaraq dəyişməsi cədvəl 3-də verilmişdir.

Temperatur artdıqca qazların sabit həcmdəki istilik tutumu artır.

Qazların istilik xassələrindən biri də onların istilikkeçirmə əmsalıdır - λ. Qazların istilikkeçirmə əmsalı təzyiqdən az asılıdır. Buna səbəb molekullarının sərbəst yürüş yolunun təzyiqlə tərs mütənasib olmasıdır. Qazların istilik keçirməsi, özlülükdə olduğu kimi, temperatur artdıqca çoxalır. Bundan başqa, qazın molekulyar kütləsi artdıqca λ kiçilir.


5. Neftin məsaməli mühitdən sıxışdırılması. Neftin sıxışdırılması zamanı layda baş verən fiziki-kimyəvi proseslər, onların mahiyyəti, maye və qazların sıxışdırma prosesinə təsiri. Lay süxurlarının xassələrinin süzülmə prosesinə təsiri.

Layda maye və qazın quyudibinə süzülməsi - lay enerjisinin ehtiyatından və növündən asılı olan qüvvələrin təsirindən baş verir. Layların quyular vasitəsilə istismarı zamanı, quyudibi zonada təzyiqin qiyməti, lay təzyiqinin orta qiymətindən kiçik olduğundan, bu iki zonada təzyiqlər fərqi yaranır. Təzyiqin lay üzrə düşməsi, yatağın həm neftli, həm də sulu hissəsini əhatə edir. Beləliklə, yatağa, ona qazılmış quyularla birlikdə vahid hidravlik sistem kimi baxmaq olar.

Bu nöqteyi-nəzərdən layda maye və qazın quyudibinə hərəkətini təmin edən təzyiqlər fərqi hidrodinamik amillərdən (maye və qazın sərfi, istismar quyularının konstruksiyaları və layda yerləşdirilməsi və s.), maye və qazın fiziki-kimyəvi xassələrindən (özlülük, maye və qazın tərkibi, sıxlığı və s.), layın litofiziki xassələrindən (keçiricilik, məsaməlilik və süxurların tərkibindən, elastiklik xüsusiyyətlərindən və s.) asılıdır.

Layda maye və qazın hərəkətini təmin edən əsas enerji mənbələri: layda olan ətraf suların və qaz papağının basqı enerjisi; neft və suda həll olmuş və təzyiqin azalması ilə onlardan ayrılan qazın enerjisi; sıxılmış süxur və mayenin elastik enerjisi; neftin ağırlıq qüvvəsindən yaranan qravitasiya enerjisidir.

Bu enerji mənbələrinin istismar zamanı aşkar olunma şəraitləri də müxtəlifdir. Bunun müəyyən olunma şəraitinə baxaq:

Yuxarıda göstərilən bu və ya digər enerji mənbəyinin üstünlüyünə görə yatağın iş rejimləri; su basqı, qaz basqı, həll olmuş qaz rejimi; elastik su basqı rejimi, ağırlıq və qarışıq rejim adlanır.

Su basqı rejiminə yer səthinə çıxışı olan yataqlarda rast gəlinir. Belə rejimdə maye və qazın quyudibinə sıxışdırılmasında əsas hərəkətetdirici qüvvə neftlilik konturunun arxasında olan suyun basqısından yaranan hidrostatik təzyiqdir. Bu rejimdə, adətən, istismar praktiki olaraq yüksək və sabit quyudibi təzyiqi altında aparıldığından, neftin və qazın quyudibinə sıxışdırılması prosesində neftin ağırlıq qüvvəsinin, həmçinin maye

və süxurun elastik xassələrinin rolu nəzərə alınmaya bilər. həmin rejimdə istismar zamanı qaz amilinin sabitliyi əsas göstəricidir.

Qaz basqı rejimi ilə işlənən yataqlarda nefti quyudibinə hərəkət etdirən qüvvə qaz papağında olan qazın elastik enerjisidir. Belə rejimin olması üçün yataq xaricdən qapalı olmalıdır (əgər neft-su konturu varsa o, istismar zamanı hərəkət etməlidir). Istismar zamanı qaz papağındakı təzyiq sabit qalmalı, quyudibi təzyiq qazın neftlə doyma təzyiqindən böyük olmalıdır.

Həll olmuş qazrejiminə-qaz papağına və kənar su basqısına malik olmayan qapalı laylarda rast gəlinir. Bu halda neftin quyudibinə axını təzyiqin düşməsi ilə əlaqədar olaraq neftdən ayrılan qazın elastik enerjisinin hesabına baş verir. Ayrılmış qaz, müəyyən həddə qədər quyudibinə neftlə birlikdə, müəyyən həddən sonra isə sərbəst hərəkət edir. Ayrılmış və quyudibinə hərəkət edən qaz kütləsi məsaməli mühitdə müəyyən həcm nefti quyudibinə sıxışdırır. Bu halda layın işlənməsində iki faza müşahidə edilir. birinci fazada lay üzrə təzyiq tədricən düşür və bundan asılı olaraq drenaj radiusu tədricən genişlənməyə başlayır. Birinci faza, təzyiqin düşməsi neftlilik konturunda hiss olunan vaxta qədər davam edir. Ikinci fazada isə, neftlilik konturunda təzyiq arasıkəsilmədən düşür və drenaj radiusu sabit qalaraq neftlilik konturuna bərabər olur.

Elastik su basqı rejimində neftin quyudibinə hərəkət etməsi, süxur və mayenin elastik qüvvəsinin təsiri nəticəsində yaranır. Sırf elastik su basqı rejiminin olması üçün, lay xaricdən qidalanmamalı və layın sulu hissəsinin həcmi, neftli hissəsinin həcminə nisbətən çox böyük olmalıdır. Lay təzyiqinin azalması və dağ təzyiqinin sabit qalması üzündən məsamələrin həcmi kiçiləcək, mayenin həcmi isə genişlənəcəkdir. Bunun nəticəsində də mayenin bir hissəsi quyudibinə sıxışdırılır və yer üzərinə çıxarılır.

Elastik su basqı rejimində də işlənmənin iki fəzası ola bilər.

Neftin ağırlıq qüvvəsindən yaranan qravitasiya rejimində əsas hərəkətetdirici qüvvə, layda olan neftin öz ağırlıq qüvvəsidir. Belə rejim, əsas etibarilə qaz papağı və konturu olmayan yüksək maili laylarda öz təsirini göstərir.

Neft yataqlarının işlənməsinin təbii halında ən çox su basqı rejimlərinə rast gəlinir. Bu rejim, həm laylarda təzyiqin saxlanması və həm də bərpa olunması hallarında süni sürətlə yaradılır. Su basqı rejimində neft ya kənar, ya da laya vurulan su ilə quyu dibinə sıxışdırılır. Sıxışdırma prosesində neftli hissə sulu hissə ilə əvəz olunur. Lakin sübut olunmuşdur ki, su, nefti tam sıxışdıra bilmir.

Neftin özlülüyünün suyun özlülüyündən böyük və məsaməli mühitin qeyri-bircinsli olması nəticəsində sıxışdırma prosesində su hissəcikləri qeyri-bərabər surətlə neftli sahəyə daxil olur. Bunun nəticəsində neft-su sərhədinin arxasında məsaməli mühitin neft və su ilə doyma dərəcəsi və neftin suya görə effektiv keçiriciliyi fasiləsiz olaraq dəyişir. Su ilə doyma əmsalı (50÷60)% qiymətinə çatdıqda maye qarışığında suyun miqdarı artır. Belə vəziyyətdə neft, su ilə sıxışdırıla bilmir; o, ancaq su axınına qoşulmaqla quyudibinə çatdırılır. Beləliklə, lay boyunca bir neçə müxtəlif neft və su ilə doyma zonaları yaranır. Şəkldə bircinsli layda sıxışdırmanın hər hansı vaxtına uyğun gələn suyun paylanma əyrisi göstərilmişdir.

Şəkil

Şəkildən göründüyü kimi, layın su ilə doyma əmsalı (s) qidalanma xəttində maksimal (s_max) qiymətdən başlayaraq əlaqəli su ilə doyma qiymətinədək (s₀) azalır. Beləliklə, layda üç zona nəzərə yaranır. I zonada su ilə doyma s_max-dan şərti qidalanma konturundakı su ilə doyma s_f qiymətinə qədər səlis əyri üzrə azalır. Bu zona neft- su qarışığından ibarətdir və neft tədricən su ilə yuyulur. II zona s₀ f keçid təşkil edir. Bu, stabilləşmiş zona adlanır. Həmin zonanın təbii şəraitdə uzunluğu bir neçə metrə çatır. III zonada əlaqəli lay suyu hərəkətsiz qaldığından ancaq neft hərəkət edir.

Istismar müddəti artdıqca, I zonanın təsir sahəhi böyüyür və bunun nəticəsində də III zonanın sahəsi azalır. I zonanın genişlənib, istismar quyularına çatması anından başlayaraq sulu neft verməsi başlanır. Işlənmənin müddəti artdıqca quyunun hasilatında suyun faizi artır və nəhayət, 100% sulaşma ilə yatağın istismarı sona çatır.

Neft yatağını təşkil edən süxurların maye və qazın hərəkət qanunlarına, nəhayət, layın neft verməsinə təsiri çox böyükdür.

Layın vahid kəsiyinə düşən böyük məsamələr artdıqca keçiricilik də artır və belə halda, adətən, neftvermə də çoxalır.

Neftvermənin keçiricilikdən asılılığını bilməklə, onun süxurun xüsusi səthindən də asılılığını təyin etmək olar. Keçiriciliyi az olan süxurlardan təşkil olunmuş məsaməli laylar böyük xüsusi səthə malikdir. Belə hallarda neftlə süxur böyük sahə üzrə təmasda olduqlarından neft süxuru hidrofoblaşdırır və nəticədə belə laylarda neft həm su, həm də qazla pis sıxışdırılır.

Gilli süxurlar yüksək xüsusi səthə malik olmaqla, laya qeyri- bircinslilik xassəsi verir; belə halda da layın neftverməsi azalır. Layda gil hissəciklərinin olması neftvermə prosesinin hidrodinamik əsaslarını dəyişdirir.

Karbonatlı süxurlarda, neftvemənin qiymətləri kiçik olur. Bu, karbonat süxurlarının neftlə yaxşı islanmaları ilə izah edilir.

Kvars dənələrindən təşkil olunmuş süxurlarda neft, çöl şpatı, fillit, gil və s. Minerallardan ibarət olan süxurlara nisbətən yaxşı sıxışdırılır.

Layın qeyri-bircinsli quruluşu neftvermənin azalmasına təsir edən ən mühüm amildir. Quruluşuna, xassəsinə və tərkibinə görə qeyri-bircinsli laylarda su ilə yuyulmayan və neftin hərəkəti pis olan ayrı-ayrı səhələrin meydana qəlməsi neft verməyə mənfi təsir göstərir.

Layda qapalı linzaların (keçiriciliyə malik olmayan ekranların) olması da neftvermə əmsalını xeyli azaldır. Bu, əsas etibarilə həmin zonalalardan neftin su və qazla sıxışdırıla bilməməsi ilə izah edilir.

Qeyri-bircinsli laylarda neftvermənin azalması, əsas etibarilə çoxqatlı yataqlarda daha çox özünü göstərir. Belə ki, keçiriciliyi müxtəlif olan belə laylarda, neftin sıxışdırılması prosesində su, keçiriciliyiyi böyük olan qatlarda nefti daha intensif sıxışdırır. Bunun nəticəsində yataqda neft-su sərhədi qeyri-bərabər hərəkət edir. Belə vəziyyətdə keçiriciliyi böyük olan laylarda su tez bir zamanda quyudibinə çatır-quyularda sulaşma hadisəsi baş verir. Kiçik keçiricilikli laylarda isə külli miqdarda neft ehtiyatının qalmasına baxmayaraq quyudibi zonada su ilə doyma o dərəcəyə çatır ki, neftə görə keçiricilik yox dərəcəsinə enir. Beləliklə, yatağın ehtiyatından olduqca az istifadə edilir.

Belə yataqlarda ehtiyatdan tam istifadə etmək üçün əsas məsələ neft-su konturunun yatağın qalınlığı boyunca bərabər harəkətini təmin etməkdir.

Yuxarıda qeyd edildiyi kimi, elə sənaye miqyaslı neft yataqları məlumdur ki, onların süxurları çatlardan təşkil olunmuşdur. Belə yataqlara misal Çeçenistanda Qroznı vilayətindəki neft laylarını göstərmək olar.

Qeyd etmək lazımdır ki, əgər çatlı yatağın sulu sahə ilə hidrodinamik əlaqəsi yoxdursa, onda kontur arxasından laya suyun vurulmasının əhəmiyyəti olmayacaqdır. Belə hallarda kontur daxilinə su vurduqda neftin su ilə sıxışdırılma prosesi baş verəcəkdir. Hər iki halda vurulan suyun sürətindən asılı olaraq, su çatlarla quyudibinə tez çataraq, məsaməli mühitdə neft ancaq kapillyar hopmanın hesabına sıxışdırıldığından, layın neftvermə əmsalı kiçik olacaqdır. Əgər layın neft ehtiyatı əsasən çatlarda yığılıbsa, o zaman neftvermə əmsalı yüksək olacaqdır.

Müəyyən edilmişdir ki, layın meyl bucağının da neftverməyə təsiri vardır. Yatağın enişinə doğru yuxarı və ya aşağı sıxışdırmada neftvermə əmsalları müxtəlif qiymətlərdə olur. Layın meyl bucağı artdıqca eniş xətti boyunca yuxarıya sıxışdırmada neftvermə, aşağıya doğru sıxışdırmada neftdermə, aşağıya doğru sıxışdırmadan çox olur.