Абатқа су айдау үшiн қолданылатын суға қойылатын талаптар
Өнiмдi қабаттарға (горизонттарға) айдалатын суларға келесідей негiзгi талаптар қойылады:
§ айдалатын судың химиялық үйлесiмдiлiгi және құрамының тұрақтылығы;
§ микроағзалардың болмауы;
§ коррозиялық (тоттану) пассивтiлiгi;
§ мұнай ығыстырушылық қабiлетi жоғары;
§ құрамындағы механикалық қоспалардың мөлшері
минимал болуы (ең аз болуы);
§ суды тазалау мен дайындауға кететiн шығындар минимал болуы (ең аз болуы).
Осы талаптарды тереңiнен қарастырайық.
Айдалатын судың химиялық үйлесiмдiлiгi мен құрамының тұрақтылығы. Көп жағдайда судың құрамында қатты бөлшектердің болуы оның тұрақтылығына әсер етеді. Әдетте, бұл аса қаныққан ерiтiндiлерден қатты тұздардың түсуiнің әсерінен болатын әр түрлi химиялық реакциялардың әсерi болып табылады. Мысалға, құрамында хлоркальцийлi немесе хлормагнийлi тұздары бар сульфаттық суларды қабатқа айдау барысында ерiмейтiн тұнбалар түзiледі:
SO4+Ca+H2O=(CaSO4 ·H2O)↓ (10.2)
Күкiртсутектi мұнайлармен қаныққан қабаттарға су айдау үшiн құрамында темiр мен оттегі бар суларды қолданған жағдайда, қуысты ортада темiрдiң гидроксиді Fe (OH)2 және темiрдiң тотығының Fe(OH)3, темiр сульфидiнiң FeS және элементар күкiрттiң қатты тұнбаларының түзiлуiмен сипатталатын тотығу жүруi мүмкін.
Кенiшке айдалатын тұщы су, кейде жыныс құрамына кiретiн сазды материалдардың iсiнуiне байланысты қабаттардың коллекторлық қасиеттерiнiң нашарлап кетуiнiң басты себепкері болып табылады. Минерализацияланған сулар сазды жыныстардың iсiнуiн туғызбайды.
Айдалатын судың құрамында микроағзалардың болуы өндірілетін мұнай мен мұнай газының сапасын төмендететін бактериялардың өнімді қабаттарға өтуіне жағдай жасауы мүмкін. Әсіресе, өнімді қабаттарға сульфатредуцирлеуші (сульфаттарды қалпына келтіргіш) бактериялардың түсуін және дамуын болдырмаған жөн, себебі мұнай қабаттарында қалыпты жағдайда айдалатын судың құрамында сульфат мөлшері көп болғанда бұл бактериялар кальций карбонатының шөгуіне және күкіртсутектің бөлінуіне (100 мг/л) әсер етеді:
(10.3)
Кальций карбонаты өнімді қабаттың коллекторлық қасиеттерін төмендетеді, ал күкіртсутек H2S қабат суларының коррозиялық әрекеттілігін арттырып, мұнаймен бірге жер бетіне көтерілген кезде шегендеуші және фонтанды құбырлардың, сондай-ақ жер бетіндегі мұнай, су және газды жинау жүйесінің тоттануына әкеліп, істен шығарады, өндірілетін мұнай мен газдың сапасын төмендетеді. Микроағзалармен күресу үшін айдалатын суды хлорлайды немесе формалинмен өңдейді.
Коррозиялық пассивтілік. Құрамында минералды тұздары көп қабаттық ағынды сулардың коррозиялық әрекеттілігі өте жоғары. Құбырлар коррозиясының өнімі ұңғының түп маңы аймағына түсіп, айдау ұңғысының өткізгіштігін төмендетеді. Коррозиялық әрекеттілікті төмендету үшін коррозия ингибиторларын (И-1-А, И-1-Е, ИКБ-4, Север, Волга, ИКСГ-1, т.б.) қолданады және құбырлардың ішкі бетін әртүрлі лактармен және эпоксоидты шайырлармен жабады).
Жоғары мұнай ығыстырушылық қабілеті. Мұнайды ығыстырушылық қабілетін көтеру үшін өнімді қабаттарға айдалатын суларға мұнаймен шекарадағы беттік керілуді азайтатын БӘЗ-тарды қосады, нәтижесінде өнімді қабаттар жыныстарының шайылуы жақсарады, яғни бұл сулар кеуекті каналдардың бетінде ұсталып тұратын мұнайды барынша толық ығыстырады. Соңғы кездерде мұнай бергіштік коэффициентін көтеру үшін сілтілі ертінділерді (NaOH-тың 5%-тік ерітіндісін) қолданады, себебі олардың жыныстарды шаю (гидрофилизация) қабілеті жоғары.
Механикалық қоспалардың минималды мөлшері. Айдау ұңғыларының қабылдағыштығын белгілі бір деңгейде ұстап тұру үшін өнімді қабатқа айдалатын тұщы сулардағы механикалық қоспалардың мөлшері және ағынды (қабаттық) сулардағы мұнайдың мөлшері әрбір кен орны үшін өнімді қабаттардың геолого-физикалық сипаттамаларын (негізінен өткізгіштік және жарықшақтық) ескере отырып сәйкестендірілуі қажет.
Суды тазалау мен дайындауға кететін минимал шығындар. Қабат қысымын ұстап тұру жүйесін салуға кететін күрделі қаржылар кәсіпшілікте салынатын құрылыстың жалпы көлемінің біраз бөлігін алады. Осы қаржылардың үштен бір бөлігі суды дайындау қондырғыларын (СДҚ-УПВ) тұрғызуға кетеді, өйткені олардың алып жатқан ауданы үлкен және металл сыйымдылығы жоғары болады.
Қабатқа айдалатын судың жарамдылығы, әдетте зертханалық жағдайда судың табиғи керннен сүзілуі бойынша анықталады. Егер табиғи керннің өткізгіштігі тұрақты болып қалса, су айдауға жарамды деп саналады. Бірақ бұл тәсіл әрқашан оң нәтиже бермейді, себебі бір ғана керн барлық өнімді қабатты модельдей (сипаттай) алмайды; сондықтан судың сапасы жөнінде нақты мағлұматтар алу үшін қабатқа сынамалы су мөлшерін айдап, өнімді қабаттың жеке-жеке қабатшаларының жұту қабілетін шығын өлшегішпен өлшейді. Суды тазарту мәселесін әр кен орнының қасиетіне байланысты жеке қарастыру керек және өнімді қабаттарының өткізгіштігі жоғары кен орындарында күрделі, әрі қымбат қондырғыларды салудың қажеті жоқ.
Қабатқа су айдау мақсатында қолданылатын суды тазарту мен дайындаудың негізгі критериі - айдау ұңғыларының қабылдағыштығы суды айдау процесі кезінде тұрақты сақталуы болып табылады.
Мұнай кен орындарын игеру барысында қабат қысымын ұстау жүйесінде қолданылатын судың негізігі көздеріне - өзен, көл, су қоймаларындағы тұщы сулар, артезиан ұңғыларының сулары, мұнай кен орындарының сулы қабаттары, теңіздер мен мұхиттардың сулары және мұнаймен бірге өндірілетін минерализацияланған сулар (ағынды сулар-ақаба су) жатады.
Әр түрлі кен орындары бойынша қабаттарға су айдаудың мол тәжірибесінде тұщы суларға қарағанда ағынды суларды айдау тиімдірек болып саналады [1].
Негізінен қабат суларынан тұратын ағынды сулардың құрамында деэмульгаторлар болады, ол сумен бірге қабатқа енген кезде мұнайдың жыныстардан қарқынды шайылып, шығуына әсер етеді. Сонымен қатар, өзінің химиялық құрамы бойынша да ағынды сулар қабат суларынан ерекшеленбейді, сондықтан олар химиялық тұнбалар түзбейді. Ағынды суларды пайдалану тұщы сулардың шығынын азайтуға және су қоймалары мен жерасты суларын ластанудан сақтауға, балықтардың бағалы түрлерін сақтап қалуға, сазды бөлшектері бар өнімді қабаттардың өткізгіштік қасиеттерін сақтап қалуға (олар тұщы сумен жанасқан кезде ісінеді) мүмкіндік береді. Бірақ, ағынды суларды утилизациялау қымбат тазарту қондырғыларын салумен және су айдауға арналған құбырлардың, сорапты жабдықтардың тез тоттануымен (коррозия) байланысты болады.