ДРІС. Жуу сйытыын олдану арылы мзды таужыныстарда ыманы брылау

 

Цементтік материалы мз болып келетін мгілік мзды таужыныстарды бзылуы жуу сйытыыны жылулы жне эрозиялы рекетінен мзды еруімен жне бзылуымен аныталады.

Кптеген эксперименталды зерттеулер негізінде А. В. Марамзин таужыныстарды ерімеуін амтамасыз ету шін ымаа айдалатын жуу сйытыыны температурасы шамамен 0 ден - 2,5 °С аралыында жне ммкіндігінше оршаан таужыныстарды температурасына жаын болу ажеттігін крсеткен. Роторлы жне турбиналы дістермен мнайлы жне газ ымаларын брылау кезінде брылау рдісінде иындытарды алдын ала ескеру шін жуу сйытыыны температурасы 0°С шамасында боланы жн деп есептеледі.

Тюмен облысында опырылымдарды тзілуіне бейім мгілік мзды таужыныстарда ымаларды тщы сазды ерітінділермен брылауды лкен тжірибесі жиналан. Бл жадайларда ымаа сйытыты параметрлері жне бергіштігі сйыты пен таужыныстар арасында жылу алмасу арындылыын тмендету шін быраралы кеістікте сйыты аысты рылымды режимін амтамасыз ету есебінен алынан. Бл жадайда +3 +5°С температурасы бар жуу сйытыымен ыма абырасыны 25-35 саат ішінде еруі 0,03-0,04 м аспаан.

О температурасы бар ерітінділермен жуу арылы ыманы брылау ыма конструкциясын біршама крделендіреді.

Прадхо-Бей (АШ) кенорында ымаларды брылау мліметтері бойынша ыма абырасында таужыныстарды шамалы еруі уыстарды тзілуіне себеп боланын крсетеді. Колонкалы ашаулармен роторлы брылау кезінде мзды бзылуын алдын-ала ескеру шін ымадан шыу блігінде атпайтын жуу сйытыыны температурасы -3,3 °С болуы ажет. ыманы тередігі 570 м дейін болан жадайда инвертті эмульсияны мысалы, 6,7 4,4 °С дейін суытатын. Бл жадайда ерімеген керн ктерілетін.

Геокриобелдем алындыы жоары болан жадайды ыманы брылау біршама уаыт кетеді, рылысы бзылмаан кернді ктеру ажет болатын болса, о температурасы бар жуу сйытыын олдануа болмайды.

Жуу сйытыыны тиімді алашы температурасын баалау шін Б.Б. Кудряшов дісі олданан. Барлы есептеулер геокриобелдемні алындыы 300 м дейінгі сипатталатын геологиялы жадайлар шін жасалан. Жер бетінде таужыныстарды табии температурасы Т₀= -8,8 °С, ал герметикалы градиенті = 0,023 °С/м те.

 

5.3 сурет. Брылау бырлар мен саиналы арнада температураны таралу графигі: 1, 2 – тменге тсетін жне ктерілу аысыны температуралары; 3 – таужыныстарды температурасы

 

Техникалы жадайлар: коронка диаметрі 76 мм, брылау бырлар диаметрі 50 мм, 1,17 10^-3 м³/с шыыны бар тзды сумен жне сазды ерітіндімен жуу, забойдан шыарылатын уаттылы N=1,5 кВт [7].

ыманы циркуляциялы жйесіндегі (5.3, а-д сурет) температураны таралуы алашы температурасы t_1н кезінде жне брылау бырлара кірісінде сйкесінше 15, 5, 0 -2, -4 °С кезінде сазды ерітіндімен брылау шін крсетілген. Ерітінді келесі параметрлермен сипатталан _р =1,2 10³ кг/м³; =0,03 Па с. Циркуляция затыы =2 ч, ыманы соы тередігі Н= 100, 200 жне 300 м. барлы графиктерде исытар 1 брылау бырлардаы тменге тсетін аыса, ал исытар 2 – саиналы кеістіктегі ктеру аысына, исытар 3 таужыныстарды табии температурасымен сипатталады. Абцисса осіне паралелді тзулер кескіндері ыма забой белдеміндегі сйытыты температурасыны жоарлауын крсетеді.

Графиктер (5.3, а, б сурет) алашы температурада 15 жне 5 °С быраралы кеістіктегі сйытыты температурасы барлы тередіктерде шектік темеператураны мнінен біршама жоары. Осыан байланысты, забойдан блінетін жне ерітінді аысымен келінетін жылуды серінен мзды таужыныстарды біршама еруі жреді.

t_1н=0°С (5.3, в сурет) кезінде таужыныстарды еруі забой маы белдемінде де басталуы ммкін жне оны температурасы 0 °С жоары болады. ыманы тередігі забойдаы ерітінді температурасына сер етпейді, біра жылуды таужыныстара берілетіндіктен шыан ерітіндіні температурасы t_2н тмсендейді. t_1н= °С кезіндектерілетін сйыты аысыны есетелген температурасы барлы тередіктерде 0 °С тмен болып шыты. Сондытан да алашы температурасы -1 2 °С те болатын ерітінділерді олданан кезінде таужыныстарды ерімейді жне ерітіндіні температурасын тмендету ажет емес (5.3, г сурет).

5.4, а, б суретте циркуляция затыы =0,5 жне 7 саат болатын t_1н =-2 °С те ерітінді температурасыны таралуы крсетілген. 5.4, а, б суреттерінен кріп отыранымыздай сйыты циркуляциясыны затыы жоарлаан сайын саиналы кеістіктегі ерітіндіні температурасы таужыныстармен жылу алмасу нтижесінде жоарлайды. Біра, забойда блінетін жылуа арамастан ктерілетін аысты температурасы нлден тмен болады. жуу сйытыы циркуляциясыны затыы жоарлаан сайын алашы температура , -1,5 °С аспауы ажет екенін айтып кетейік.

затыы 0,5 са те циркуляция кезінде (5.4, в сурет) ерітіндіні алашы температурасы 0 °С дейін жоарлатуа болады, біра ыманы тередігі 100 м жоары болуы ажет. H=100 м тередікке дейін забой маы белдеміндегі жылуды серінен таужыныстарды еруі ммкін жне ыма забойындаы уаттылы жоары болан сайын, еру клемі де жоары болады.

5.3 жне 5.5 суреттерде келесі параметрлермен сипатталатын сазды ерітінді температурасыны есептелген таралуы крсетілген: =0,03 Па с (5.4.г суретті ара); 0,05 жне 0,09 Па с (5.5,а, б сурет); _р= (1,2; 1,27; 1,32) 10³ кг/м³; t_1н= -2°С. Циркуляция затылыы 2 саат деп алынан.

 

5.4 сурет. Брылау бырлар мен саиналы арнада температураны таралу графигі. исытарды белгіленуі 5.3 суретте берілген.

Берілген графиктерді талдай отырып, ттырлыты 0,03 тен 0,05 Па с дейін жоарлауы кезінде температураны таралуы исытар сипаттамасы шамалы згереді. ыманы забойынан саасына дейін аысты салындайы баяу жреді. Ерітінді ттырлыыны = 0,09 Па с (5.5, б сурет) дейін жоарлауы быраралы кеістікте температураны таралу сипаттамасын згермейді. Есептеулер крсеткендей, мнін 0,5 са дейін ысартан кезінде тередігі 200 м те ыманы забой маы блігіндегі ерітінді температурасы 0 °С жоары болады. бл мзды таужыныстар бтіндігін бзуы ммкін. Таужыныстарды еру ауіптілігі тек 300 м тередіктерде жойылады. Осыан байланысты, жуу сйытыы ттырлыыны 0,05 Па с дейін, циркуляцияны затылыы 0,5 са дейін жоарлаан кезінде температураны -1 ден -2 °С аралыында стап тру ажет.

 

5.5 сурет. Циркуляция затылыы 2 са, забойлы уаттылыы 3 кВт жне t_1н =-2 °С кезінде брылау бырлар жне саина арнасында температураны таралу графиктері. исытарды белгіленуі 5.3 суретте берілген

 

Сазды ерітіндіден =0,03 Па с (5.3, г сурет) суда NaCl рамы 106 кг/м³ те тзды ерітіндімен жууа ткенде (5.5, в сурет) жне t_1н=-2 °С жне =2 са кезінде забойдан ктеру аысыны озалысы кезінде сйытыты суытылып, оны ыма саасына жеткен кезінде жылуы байалады. быраралы кеістікте тзды ерітіндлі температурасыны таралу исытары тмен температуралар жаына дес болып келеді.

 

5.6 сурет. _р= 1067 кг/м³, t_1н = 2 °С кезінде брылау бырлар жне саина арнасында температураны таралу графиктері. исытарды белгіленуі 5.3 суретте берілген

 

Температурасы t_1н = 0 °C те тзды ерітіндімен жуу арылы брылау рдісінде 0,5 са циркуляция затыында тередігі 100 м дейінгі забой маы белдемінде ыма абырасындаы таужыныстарды еруі орын алуы ммкін (5.6, а сурет), жоары тередіктерде ктеру аысыны температурасы теріс болады.

Циркуля затылыы 2 са жне одан да за болан кезінде таужыныстарды еруі 300 м тередікке дейін жетуі ммкін, сондытан да жуу сйытыыны алдын ала салындауы 0 °С тмен болуы ажет. циркуляция затыы 7 саат болан кезінде (5.6, б сурет) тзды ерітіндіні -2 °С дейін суытылуы 300 м тередік шін жеткіліксіз болады. бл жадайда тзды ерітіндіні алашы температурасы (суды рамында NaCl бар ) -2,5 -3 °С арасында болуы ажет.

Сйытыты ттырлыына, циркуляция затылыына ж»не ыманы тередігіне байланысты сйыты температурасыны реттеу иындытарын ескере отырып, ыма абырасында таужыныстарды ерімеуіне кепілдік беретін алашы температураны тадау ажет. Бл жадай t_1н=-2 °С те сазды ерітінділерді немесе t_1н =-2,5 3 °С те тзды ерітінділерді олдану кезінде амтамасыз етіледі жне бл А.В. Марамзин алан тжірибелік мліметтермен сйкес келеді.

Брыланып жатан ыманы температуралы режимінде біршама маыза забойа апарылатын уаттылы ие болады. ЭЕМ-де келесі жадайлар шін есептеулер жргізілген: геокриобелдем тередігі 150 жне 360 м, геотермиялы градиенті 0,009 °С/м кезінде жер бетіндегі таужыныстарды табии температурасы–3,4 °С (КСРО Солтстік-Батыстаы бір кенорын мысалында), коронка диаметрі 59 мм, брылау бырлар диаметрі 50 мм, жуу сйытыы ретінде атуа арсы оспасы (NaCl) бар су олданан, циркуляция затыы 2 жне 7 саат, забойлы уаттылыы 1,5 жне 4,5 кВт берілген [7]. Забойлы уаттылыты N, мза сйытыты сер ету уаыты жне t 0 °С жадайы амтамасыз етілетін ыма тередігіне Я геокрибелдем алындыыны L сер ету туралы мліметтері 5.3 кестеде берілген. Есептеулер алашы температурасы t_1н=-2 °С, сорышты сйытыты беру млшері 8,3 10^-4 м³/с жадайларында жргізілген.

 

5.3 кесте