Neft-gazli qatlamlarning energetik xususiyatlari reja: qatlam bosimi

NEFT-GAZLI QATLAMLARNING ENERGETIK
XUSUSIYATLARI
Reja:
1. QATLAM BOSIMI.
2. QATLAMNING BOSIMINI O’LCHAB TUTASH YUZA-LARNI ANIQLASH.
3. NEFT-GAZ-SUVLI QATLAMLARNING REJIMLARI (Suv bosimli (qattiq-suv bosimli) rejim; Tarang-suv bosimli (tarang) rejim; Gaz bosimli rejim (yoki gaz qalpog’i rejimi); Erigan gaz rejimi; Gravitatsion rejim).
4. NEFTLI QATLAM REJIMINI O’RGANISH UCHUN MAJMUAVIY TADQIQOTLAR TAFSILOTLARI.
5. GAZLI QATLAMLARNI ISHLATISH REJIMLARI.
Qatlam energiyasining asosiy manbalariga quyidagilar kiradi: chekka suvlar, qatlam osti suvlari, gaz va gaz qalpog’i bosimi; eritmadan gaz ajralib chiqishi paytida neftda erigan gaz bosimi; og’irlik kuchi; qatlam va uni to’yintiruvchi neft, suv va gaz tarangligi va b. Bu kuchlar alohida-alohida yoki birgalikda namoyon bo’lishi mumkin.
QATLAMNING BOSIMI
Neftli qatlamning energetika resurslari undagi mavjud bosim bilan tavsiflanadi. Bosim qancha yuqori bo’lsa, boshqa bir xil sharoitlarda energiya zaxirasi ko’p va neft zaxirasidan shunchalik to’liq foydalanish mumkin bo’ladi.
Neft uyumini ishlatish jarayonida energetika resurslarining talaygina qismining kamayishi kuzatiladi, neftning hali katta qoldiq zaxirasi bo’lishiga qaramay, uning qatlam bo’ylab quduq tubi tomon harakatlanishi sekinlashadi va oqibatda uyumdagi mavjud neft zaxirasini to’liq chiqarib olishning iloji bo’lmaydi.
Neft va gazni qatlam bo’ylab, quduq tomon harakatlantiruvchi kuch  bu quduq tubi bosimi hamda qatlam bosimlari orasidagi farqdan hosil bo’lgan kuchdir.
Bir uyumning turli nuqtalaridagi qatlam bosimi qiymatlari har xil bo’ladi. Ular konni ishlatish jarayonida vaqt o’tishi bilan o’zgarib turadi. Neft va gaz uyumlarining zaxiralarini hisoblash, loyihalash, shuningdek, ishlatish va nazorat qilish uchun quyidagi bosim turlari o’rganiladi:
1) qatlam bosimi  qatlamning ishlayotgan qo’shni burg’ quduqlarining depressiya voronkasi ta’siridan holi bo’lgan ma’lum bir nuqtasidagi bosim.
2) qatlamning boshlang’ich bosimi  qatlamdagi statik muvozanat buzulgunga qadar, ya’ni quduqning ushbu qatlamni ochib, undan sezilarli miqdorda qatlam flyuidini chiqarib olgunga qadar mavjud bo’lgan bosimi.
3) qatlamning joriy statik bosimi, yoinki quduqda nisbiy statik muvozanat o’rnatilgandan so’ng, quduq tubidagi u yoki bu vaqt holatiga ko’ra o’lchangan statik bosim.
4) quduqning dinamik bosimi  ishlayotgan quduqning tubidagi o’lchangan bosim.
5) qatlamning dinamik bosimi  ishlayotgan qatlam bosimi yoki ishlayotgan quduq tubida statik muvozanat yo’q sharoitdagi bosim.
Haqiqiy qatlam bosimini aniqlash murakkabligi bois quduq tubi bosimi o’lchami qiymatini odatda qatlam bosimi deb yuritiladi.
Yonma-yon ishlayotgan quduqlardan biri to’xtatilgandan so’ng, unda o’lchangan quduq tubi statik bosimi aslida qatlamning dinamik bosimi hisoblanadi. Bu boshqa quduqlar ishlashini davom ettirayotgani va qatlamda mutlaq statik muvozanat o’rnatilmaganligi bilan izohlanadi. Qatlamning odatdagi statik bosimini aniqlash uchun uyumda ishlatilayotgan barcha quduqlarni to’xtatish lozim bo’ladi. Lekin bu vazifa amalda deyarli bajarilmaydi. SHuning uchun ham nisbiy statik muvozanat o’rnatilgan va ishlashi to’xtatilgan quduqlarda o’lchangan bosimni bundan buyon shartli ravishda qatlamning statik bosimi, ishlayotgan quduqlarda o’lchangan bosimni esa - qatlamning dinamik (quduq tubi) bosimi deb ataymiz. Ayrim quduqlarda o’lchangan qatlamning boshlang’ich yoki joriy bosim qiymati butun uyum bo’yicha qatlamning boshlang’ich yoki joriy bosimining o’rtacha qiymatini ifoda eta olmaydi.
Qatlamning o’rtacha boshlang’ich yoki o’rtacha joriy bosimi aniqlanayotgan maydon chegarasi sifatida ko’pincha ishlatish quduqlarining tashqi qatoridan quduqlar oralig’idagi masofaga teng uzoqlikdan o’tgan chiziq qabul qilinadi. Bu maydon konni ishlatish amaliyotida tanlash zonasi nomi bilan yuritiladi.
Shunday qilib, ushbu maydon chegarasida o’lchangan qatlam bosimi o’rtacha bosimni faqat tanlash zonasidagina ifodalaydi. Bu bosim neft va gaz zaxirasini hisoblashdan ko’ra konni ishlatishni tahlil qilishda muhim ahamiyatga ega. Neft va gaz xususiyatlarini e’tiborga olgan holda ularning zaxiralarini hisoblashda asosan hajmiy va moddiy balans metodlaridan foydalanilanganda, neftlilikning boshlang’ich tashqi chegarasi bilan cheklangan maydondagi neftli qatlamning boshlang’ich va joriy bosimining o’rtacha qiymatlari ma’lum bo’lishi zarur. Qatlam energiyasidan samaraliroq foydalanish maqsadida konni ishlatishning oqilona tizimini amalga oshirish uchun bosim va uning tartibga solinishini muntazam nazorat qilib turish lozim. Bu esa katta amaliy ahamiyatga ega. CHunki qatlam va uning tarkibidagi suyuqlik va gazlarning ishlatish hamda gidrodinamik xususiyatlari qatlam bosimining o’zgarishi bilan chambarchas bog’liq.
Sobiq Ittifoq va chet ellardagi neft konlarida o’lchangan ko’pdan-ko’p qatlamlarning boshlang’ich bosimi qiymati shuni ko’rsatdiki, chuqurlik ortishi bilan qatlam bosimi ham ma’lum qonuniyatga bo’ysungan holda ko’tarilib boradi. Qatlam bosimi har 10 m chuqurlikda 0,08-0,12 MPa ga o’zgarib boradi va o’rta hisobda har 10 m da 0,1 Mpa ga ortadi. Bu suvning gidrostatik bosimiga mos keladi.
Shunday qilib, ko’pchilik neft konlarida qatlam bosimi qiymati qatlamning yotish chuqurligi bilan uzviy bog’liq va u odatda qatlamning ochilgan chuqurligiga mos keluvchi suv ustuni bosimidan yuqori bo’lmaydi.
Lekin sobiq Ittifoq tarkibiga kirgan Rossiya Federatsiyasi, Ozarbayjon, Turkmaniston, G’arbiy Ukraina, SHimoliy Kavkazda hamda xorijiy mamlakatlarning bir qator hududlarida shunday neft konlari borki, ularda qatlam bosimi gidrostatik bosim qiymatidan ancha yuqoriligi aniqlangan. CHunonchi, Karadaga (G’arbiy Apsheron) quduqlarining birida bosim gradienti 0,15 MPa/10 m ni tashkil etgan, Baba-Zanan (Kuraoldi pasttekisligi) maydonida  0,146 MPa/10 m, Ventura-Avenyu (AQSh) konida  0,24 MPa/10 m, Lak (Frantsiya) konida  qariyb 0,18 MPa/10 m va h.k.
Ozarbayjon konlarida qatlamning me’yoridan ortiq darajada yuqori bosimga ega bo’lishiga asosiy sabab, V.S. Melik-Pashaev aniqlagan ma’lumotlar bo’yicha, balchiqli vulkan strukturalarining o’ziga xos tuzilishi va burmaning o’q qismidan o’tgan bo’ylama buzilishlarda zichligi qariyb 2,0 g/sm3 bo’lgan suyuq balchiq sopkasi ulkan massasining mavjudligidir.
Ba’zan qatlam bosimining gidrostatik bosimga nisbatan ortishi tektonik kuchlar bilan bog’liq bo’lishi mumkin. Bunda tektonik kuchlar hosil bo’lgan uyum burmasining o’sishiga va shu sababli, qatlamning boshlang’ich bosimi saqlangan holda, neftli qatlamning yotish chuqurligining kamayishiga olib keladi. SHuningdek, anomal yuqori bosim ushbu qatlamni pastda joylashgan yuqori bosimli gaz qatlami bilan tektonik yoriqlar orqali bog’langanligi natijasida ham hosil bo’lishi mumkin.
Nihoyat, gaz uyumi balandligining yuqoriligi anomal qatlam bosimini keltirib chiqarishi mumkin. Chunki, butun uyum bo’yicha bosim asosan gaz-suv tutash zonasidagi qatlam bosimi qiymati bilan aniqlanadi. Masalan, agar gaz-suv tutash zonasi 1500 m chuqurlikda joylashgan va gazli katlamning eng yuqori nuqtasi 1000 m chuqurlikda bo’lsa, uyumning qubba qismidagi qatlam bosimi gidrostatik bosimdan 1,5 marta ortiq bo’ladi.
Neftgazlilik qavati baland bo’lgan neft-gaz uyumidagi bosimning taqsimlanishi 8.1-rasmda aks ettirilgan. Bu yerda 2000 m chuqurlikda (SNTYU - suv-neft tutash yuzasi) bosim SNTYU=20 Mpa (normal gidrostatik) va bosim gradienti 0,1 MPa/10 m; neft uyumi balandligi 200 m va neft zichligi 0,8 g/sm3 bo’lgandagi gaz-neft tutash yuzasida qatlam bosimi
MPa va bosim gradienti (1800 m chuqurlikda) 0,102 MPa/10 m ni tashkil etadi.
Chuqurlik 1500 m bo’lganda bosim gradienti 0,119 MPa/10 m ga teng. Buni qatlam bosimining taqsimlanishini tahlil qilishda, ayniqsa neftlilik (va gazlilik) qavati yuqori bo’lgan neft va gaz uyumlarida inobatga olish zarur.
Burg’ilashda qatlamning yuqori anomal bosimining namoyon bo’lishi murakkabliklar keltirib chiqaradi. Buning oqibatida neft va gaz konlarini razvedka qilish qiyinlashadi. Burg’ilash paytida yuqori bosimli gorizontlarning yuzaga kelishining oldini olish uchun shunga o’xshash strukturalarda og’irlashtirilgan eritmalar ishlatish talab etiladi. Bu quvurorti bo’shlig’ida yaxlit sement halqasi hosil bo’lishiga to’sqinlik qilib, suvning yorib chiqishiga imkon yaratib beradi. SHuningdek, og’irlashtirilgan gil eritma qatlam g’ovaklariga singib, neftli va gazli qatlamlarni sinashda juda noqulay sharoitlarni yuzaga keltiradi. Chunki bunday sharoitda quduqlarda katta depressiya hosil qilishga to’g’ri keladi va bu ishlatish quvurlari birikmasining sinishiga olib kelishi mumkin. SHuning uchun qatlam bosimi normadan ortiqcha konlarda quduqlarni bosim ostida burg’ilash kerak. Ammo quduq qazishning bu ilg’or usuli, afsuski, hozirgi vaqtda etarli qo’llanilmayapti. Razvedka jarayonida qatlamning anomal yuqori bosimi bilan bog’liq bo’lgan qiyinchiliklarni muvaffaqiyatli bartaraf etish uchun uning kelib chiqish sabablarini o’rganish kerak. Bu nazariy va katta amaliy ahamiyatga ega.
Neftgazlilik qavati yuqori bo’lgan gaz-neft uyumidagi bosim: GNTYU – gaz-neft tutash yuzasi; SNTYU – suv-neft tutash yuzasi
Qatlamning bosimlarini o’lchash
Qatlamning ishlatish jarayonini kuzatish uchun ishlatish quduqlarida qatlam bosimini muntazam o’lchab turish lozim. O’lchash ishlari chuqurlik monometrlarida amalga oshiriladi. Chuqurlik monometrlarining ikki xili mavjud: 1) maksimal monometr; 2) ko’rsatkichlarni uzluksiz yozuvini qayd qiluvchi monometr.
Rossiya Federatsiyasi va O’zbekistondagi konlarda turli konstruktsiyadagi monometrlardan keng foydalaniladi. Qatlam bosimini quduq tanasi bo’ylab monometrda o’lchash orqali suyuqlik va gazning haqiqiy zichligini, bosimi va temperaturasini, suv-neftli aralashmada erigan gazning mavjudligini aniqlash mumkin. Olingan ma’lumotlar izobara xaritasini tuzishda qo’l keladi.
Quduqlarni ishlatishning favvorali yoki kompressorli usulida ba’zi hollarda chuqurlik monometrlarini qo’llashning iloji bo’lmaydi. Bunday sharoitda qatlam (quduq tubi) bosimi formulalardan foydalanib hisoblash yo’li bilan aniqlanadi. Bu formulalar qatlam bosimining haqiqiysiga yaqin keladigan miqdorini aniqlash imkonini beradi.
Quduqlarni chuqur nasosli ishlatish usulida quduq tubidagi bosimni hisoblash yo’li bilan aniqlashda quduqdagi suyuqlikning statik sathi ma’lumotlaridan foydalaniladi. Quduqlarda suyuqlik sathi (quvurorti bo’shlig’ida) YAkovlev lebedkasi yordamida tushirilgan maxsus jelonka yoki exolotda o’lchanadi. Quduqdagi neft va suv sathlari ma’lum bo’lsa, quduq tubi bosimini (rqt) quyidagi formula orqali hisoblash mumkin:
bunda hn, hs - quduqdagi neft va suvning mos ravishda ustuni balandligi, m; n, s - nef va suvning mos ravishda zichligi.
Nasos bilan ishlayotgan quduqning statik quduq tubi bosimini taqribiy qiymatini tajriba ma’lumotlaridan foydalanib, empirik formula yordamida aniqlasa bo’ladi:
bu yerda, Q - quduqdagi suyuqlik debiti, t/sut; K - quduqning mahsuldorlik koeffisienti, (t/sut) MPa; pqat-o’rganilayotgan quduqni ishlatish to’xtatilgandan so’ng o’lchangan qatlam bosimi, MPa; pqt - berilgan ish rejimidagi quduq tubi bosimi, MPa; pq - pqt - quduq tubi depressiyasi (R), MPa; n - filtratsiyaning chiziqli qonunida birga teng deb olinadigan daraja ko’rsatkichi. Tajriba suyuqlik chiqarish chog’ida quduq tubida yuzaga kelgan ikki xil depressiyalar qiymati mos holda quydagicha aniqlanadi:
Q1=K(rqat-r1qt) va Q2=K(rqat-r2qt)
bunda Q1 va Q2  mos ravishda birinchi va ikkinchi depressiyadagi debit, t/sut; p1qt va r2qt  mos ravishda birinchi va ikkinchi depressiyadagi quduq tubi (dinamik) bosimi, MPa.
Ushbu nisbatlarning birini ikkinchisiga bo’lib va ularni soddalashtirib quyidagi ifodaga erishamiz:
Gazli quduqda quduq tubi bosimini hisoblash yo’li bilan yanada aniqroq natijaga erishish mumkin. Gazli quduqdagi statik quduq tubi bosimini og’zi yopilgan quduqqa o’rnatilgan monometr ma’lumotlaridan foydalanib, hisoblash formulasining soddalashtirilgan ko’rinishi quyidagicha bo’ladi:
bunda pqt - yopiq quduqning tubining statik bosimi, MPa; pm - yopiq quduqning og’zidagi monometrda o’lchangan bosim, MPa; H - quduq chuqurligi, m; g - gazning havo bo’yicha zichligi.
Bu formulada chuqurlik ortishi bilan gazning o’z og’irlik kuchi ta’sirida zichligining o’zgarishi hisobga olinmagan. Gaz zichligining qayd qilingan o’zgarishini hisobga olgan holda statik quduq tubi bosimini yanada aniqroq quyidagi formula orqali topsa bo’ladi:
bunda H - gaz qudug’i chuqurligi, m.
O’z-o’zidan ma’lumki, bosimni o’lchashda gazning sirqib chiqib ketishining oldini olish va xatoliklarga yo’l qo’ymaslik uchun quduq og’zi tegishli ravishda zich yopilgan bo’lishi kerak.