Қарашығанақ кен орнын тиімді пайдалану

         Теріс температураларда қысымды төмендету әдісін пайдалануға болмайды, өйткені гидраттар ыдырағанда түзілген су мұзға айналып, мұзды тығын түзеді. Бұл жағдайда қысымды азайту әдісін құбырға ингибиторларды еңгізумен комбинациялап пайдаланады. Ингибиторлардың мөлшері берілген температурада алынған ерінді (еңгізілген ингибитор және гидраттар ыдырағандағы түзілген су) қайнайтындай болуы керек.

        Гидраттардың қысымның азаюы мен ингибиторлар  еңгізуді комбинациялауынан ыдырауы осы әдістердің әрқайсысын жеке алғандағыдан жылдамырақ болады. 

      Газ құбырдағы гидраттық тығынды  қыздыру әдісімен кептіру 

        Бұл тәсілде температураны гидраттардың  түзілуінің тепе-теңдік температурасынан  жоғары арттырғанда, олардың ыдырауына әкеп соғады. Практикада құбырды ыстық сумен немесе бумен қыздырады.

        Зертханалық зерттеулер температураны гидрат пен металдың жанасу нүктесінде 30-40ºc-ге дейін арттыру гидраттардың жылдам ыдырауына жеткілікті екенін көрсетті. 

2.6. Құбырлардағы гидраттық тығындардың түзілуі орнын анықтау 

      Құбырдағы тығындардың орнын анықтау үшін тесіктер тесіп, монометрмен қамыт  қондырады да, қысымды өлшейді. Қысымның трассадағы өзгеруі бойынша тығындардыңорындарын табады. Құбырдағы лас заттар мен  гидраттық тығындардың жинақталуын анықтайтын жылдам және арзан тәсіл радиолакация әдісі. Ол үшін газ құбыр ішіне арнайы тармақ-лубрикатор арқылы антенналар кіргізіледі, олар стандартты қозғалмалы радиолакациялық станйияға қосылғанжәне газ құбыр ұзындығы бойынша 20-40км сайын орнатылған. Антенна мен гидраттық тығындардың түзілу орнына дейінгі анықталады. 

      2.6.1. Гидраттар түзілуімен күресуге арналған ингибиторлар 

      Практикада  гидраттардың түзілуімен күресуүшін метанол, диэтиленгликоль және кальций хлоридінің сулы ерітінділері кең қолданылады. Кей кезде сұйық көмірсутектер, БАЗ, кат суы, әр түрлі ингибиторлардың, мысалы, метанол мен кальйий хлоридінің ерітіндісінің қоспасы және т.с.с. пайдаланылады.

      Қазіргі кезде метанол кең қолданылады. Оның гидраттүзілуідің температурасын жоғары ыдырату қасиеті бар және кез-келген қатынаста  араласады. Оның тұтқұрлығы аз және қату температурасы төмен болады.

      Гликольдер (этиленгликоль, диэтиленгликоль, триэтиленгликоль) газды құрғату үшін және гидрат түзіледің  ингибиторы ретінде жиі қолданылады. Ингибитор ретіңде ең көп таралғаны- диэтиленгликоль,дегенмен де этиленгликольді қолдану тиімдірек: оның сулы ерітінділерінің қату температурасы төменірек,тұтқырлығы да аздау,сондай-ақ көмірсутектік газдардағы ерігіштігі де аз,мұның бәрі оның шығының азайтады.

      Соңғы кезде(әсіресе барлау ұңғымаларын  сынағанда) метанол және гликольдермен  қатар,гидраттар ингибиторлары ретінде  әр түрлі түздардың сулы ерітінділерін, оның ішінде ең алдымен СаСІ₂ қолдана бастады. Алайда мұндай ерітінділерді ұзақ пайдалану нәтижесінде криогидраттардың(мұз+СаСІ₂- 6H₂O+CaCI₂ cулы ерітіндісі) түзілуіне байланысты қиыншылықтар пайда болуы мүмкін. Соңғылар ерітіндінің белгілі бір концентрациясында және сәйкес температурада түзілетін қатты заттар болып табылады. Температура неғұрлым жоғары болса, бөлінген түз солғұрлым суды азырақ байланыстырады.Қаныққан сулы ерітінділерден302,8К температурасынан төмен температурада СаСІ₂ кристалданғандаСаСІ₂ -6H₂O,ал 302,8 K жоғары температурада-СаСІ₂ –H₂O бөлінеді. СаСІ₂-2H₂O мен СаСІ₂-H₂O түзілуі оларға сәйкес 318 және 448 Кжоғары температураларда болады. Криогидраттардыкетіру гидраттарға қарағанда қиынырақ. Тұзхдардың ерітінділерінің белгілі бір концентрациялары үшін гидраттардың түзілу процесі кез-келген жоғары қысымдарда және төменгі температураларда тоқтатылады. СаСІ₂, MgCI₂,Ca(NO₃)₂, LiCI, NaCI үшін оларға сәйкес массалық үлесі (% бойынша) : 26,23,34,17 және 22 құрайды.

      Соңғы жылдары кқмірсутектік суықтарды  антигидраттық ингибиторлар ретінде  қолдану мүмкіндігін көрсететін жұмыстар пайда болды, 1м³ мұнайда 1650 м³ газ болғанда, мұнайдың болуы іс жүзінде гидраттардың түзілу температурасына әсер етпейтіндігі байқалады. Криогидраттарды кетіру гидраттарға қарағанда қиынырақ. Тұзхдардың ерітінділерінің белгілі бір концентрациялары үшін гидраттардың түзілу процесі кез-келген жоғары қысымдарда және төменгі температураларда тоқтатылады.СаСІ₂, MgCI₂,Ca(NO₃)₂, LiCI, NaCI үшін оларға сәйкес массалық үлесі (% бойынша) : 26,23,34,17 және 22 құрайды.Соңғы жылдары кқмірсутектік суықтарды антигидраттық ингибиторлар ретінде қолдану мүмкіндігін көрсететін жұмыстар пайда болды, 1м³ мұнайда1650 м³ газ болғанда, мұнайдың болуы іс жүзінде гидраттардың түзілу температурасына әсер етпейтіндігі байқалады. Одан төмен ара қатынастарда ол температураның айтарлықтай төмендейтіні де байқалады. Газдағы мұнай мөлшерінің артуы гидраттардың түзілу температурасын белгілі бір шекке дейін төмендетеді және белгілі бір мұнай мөлшерінің одаң әрі артуы тепе-теңдік температураға әсер етпейді.  

      2.6.2. Табиғи газды өндіру мен тасымалдау кеніндегі гидрат түзілумен күрес 

      Газ кен орын су булары мен қаныққан газдың газ-су екі фазалық жүйесі деп қарастыруға болады.Ылғалдық газдағы абсолюттік мөлшері газдың құрамымен, қолданыстағы температура  және қысыммен анықталынады .Газда  ылғал болса, белгілі бір жағдайларда гидраттар түзілуі мүмкін,олар өндіру мен тасымалдау кезінде кқп қиындықтар тудырады (ұнғыма арматурасының сағасын,тәсіптік және магистральдік газ құбырларды тығындау).

        Гидраттар түзуіндегі негізгі және шешуші фактор қысым мен температура.Газда неғұрлым ауыр көмірсутектер көп болса,солғұрлым гидраттар түзілетін қысым төмен болады.Жалпы айтқанданеғұрлым қысым жоғары,ал температура төмен болса, гидраттар түзілу үшін соғұрлым жақсы жағдайлар жасалынады.Гидраттардың құрамы мен құрылымы. Табиғи газ гидраттары-су мен көмірсутектердің физика-химиялық қосылысының өнімі.

Қазіргі түсініктер бойынша гидраттүзгіш молекулалар  гидраттық тордағы ассоцияланған  су молекуларының торларының арасындағы куыстарда Ван-дер-Ваальс тартылыс күштерімен ұсталыптұрады. Гидраттар Ι және ІІ құрылымдармен сипатталады,олардың кустары ішінара немесе толығымен гидраттүзгіштердіңмолекулаларымен толып тұрады. І құрылымда судың 46молекуласы ішкі диаметрі 0,52 нм екі кіші құыстар және ішкі диаметрі 0,59 нм алты үлкен құыс түзеді, ал ІІ құрылымда судың 136молекуласы ішкі диаметрі 0,69 нм сегіз үлкен құыс және ішкі диаметрі 0,48 нм он алты кіші құыстар түзізеді.

      І құрылымды гидраттардың құрамы  молекулалардың шамасы 0,52 нм-ден болғанда, 8M-46H₂О немесе М-5,75Н₂О формуласымен өрнектеледі, мұндағы М-гидраттүзгіштің молекула саны.Егер молекуланың шамасы 0,52 нм-ден асса, онда гидраттың үлкен құуыстары ғана толады да, формула мынадай, түрде 6M-46H₂O немесе М-7,67H₂O болады. Гидраттық тордың сегіз қуысын толтырғандаІІ құрылымды гидраттың құрамы мынадай формуламен 8M-136H₂O немесе М-17Н₂О өрнектеледі.Табиғи газдың жеке компоненттерінің гидраттарының формулалары:CH₄-6H₂O; C₂H₆ -8H₂O; C₃H₈-17H₂O; j-C₄H₁₀-17H₂O; H₂S-6H₂O; CO₂-6H₂O.Бұл формулалар газдардың идеалдық жағдайларына,яғни гидраттық тордың барлық үлкен және кіші қуыстары 100% толған жағдайда сәйкес келеді. Ұңғымаларда гидраттардың түзілуін алдын-алаескерту.Ұңғымалардың оқпанында гидраттардың түзілуін бірнеше тәсілдермен адлын-ала сақтандыруға болады (забойға ингибиторларды енгізу, фонтандық немесе шеген бағаналарды жылулық оқшауландыру, оқпандағы газ температурасын қыздырғыштар комегімен жоғарылату). Ең көп тараған тәсіл-антигидраттық ингибиторларды (метанолды,гликольды, түздар ерітінділердің және т.б.) газ ағынына жіберу. Ингибиторды тандау көп факторларға тәуелді болады.Кей кезде ингибиторды жіберу газды алу кезінде сорғы-компрессорлық құбырлар бойымен түтіктен тыс кеністік арқылы жузеге асады. Бұл жағдайда метанол ұңғыманың қабырғаларымен сорғы-компрессорлық құбырлар башмағына дейін ағады,ол жерде газбен араласып, бетке қабатқа шығарылады. Ингибитордың шығынын азайту үшін газдың жылдамдығы ағынға еңгізілген метанолды шығаруға жеткілікті болуы қажет. Сорғы-компрессорлық құбырларды пакермен бірге түсіреді, оны гидраттар түзілуі мүмкін болатын жерден бірнеше ондаған метр төменірек қондырады. Фонтандық құбырларда пакердің үстіне клапан орнатады,ол арқылы ингибитор сорғы  -компрессорлық құбырларға түседі,газ ағынымен араласып,гидраттардың түзілуін алдын- ала сақтандырып,жоғары

котеріледі. Егер гидраттар ұңғыма қимасын толық жаппаса,олардың бұзу ингибиторлар көмегімен оңай жүзеге асыруға болады. Сорғы-компрессорлық құбырлардың қимасын толық жапқан және тұтас түзген гидраттардың түзілімдерімен күресу айтарлықтай қиынырақ болады. Тығынның ұзындығы аз болса, оңы ұңғыманы үрлеу арқылы кетіруге болады. Егер оның ұзындығы үлкен болса,гидраттарды шығаруға біраз уақыт керек,олкезде қысымның төмендеуімен тығын ішінара ыдырайды. Гидраттардың ыдырау периодының ұзақтығы гидраттардың құрамына, газдың және қоршаған тау жынысының температурасына тәуелді болады.Қатты бөлшектер (құм,шлам,отқабыршықтар, сазды ерітінділердің бөлшектері және т.б.) тығынныңыдырауын баяулатады. Ингибиторларды тығынды кетіруге қолданудың қиындығы сол,гидраттық тығында болатын және оның бетінде жинақталатын механикалық коспалардың аз мөлшерінің өзінде-ақ, ингибитор мен гидраттардың жанасуы қиындайды, демек гидраттардың ыдырауы да қиындайды.Егер гидраттар фонтандық құбырлар бағаның ішінде түзілсе ал құбырдан тыс кеңістік олардан бос болса (немесе керісінше болса),онда құбырдаң тыс кеңістіктен газды алғанда гидраттарды ыдыратуға болады. Бұл кезде газдың ең жоғарғы температурасын қамтамасыз ететін режимі ұстаптұру керек. Фонтандық құбырларды жылы газбен қыздырудың нәтижесінде гидраттар балқиды(ішінара болса да)және оларды фонтандық құбырларменұңғыманы үрлеу арқылы кетіруге болады. Егер тығын ұңғыманың барлыққимасы бойынша түзілсе,онда оны тығын үстінде ингибитордың тұйықталған циркуляциясының қолданып кетіруге болады. Ингибиторды газ ағынына ұңғыманың да,шлейфтің де гидратсыз режимде жұмыс істеуін қамтамасыз ететіндей есеппен кіргізеді.Бірқатар жағдайларда оны ұңғымаға және шлейфке кіргізеді. Қазіргі кезде бұл агентті жинағыш пунктерінде қондырылған дозалайтын сорғылар және ингибитор құбырлармен газды жинау және дайындау жүйесінің берілген нүктелеріне күштеп кіргізу қолданылады.  

7. . Өнімдерді жинауы

      Шығыс бөлігіндегі кәсібінде орналасқан конденсатты ұңғымалардың жүйесінде  бар шлейфтер УКГП – 3 – те   манифольдаға кіруде түзу салынған. Шығар ауыздан газ ағымының көлемі күніне орташа есеппен жоғары өнімді ұңғымалар үшін  400 – 450 мың м³ және абсолютті максимум күніне 900 мың м³.  Ұңғымалардың (ТФУС) атқылаушы саға температурасы әдетте 40°С құрайды. Құбырлар жылу өткізбеушіліктері бар және жұмысшы қысым 130 бар құрайды. Газ құрылуға 25°С температура кезінде ғана түседі, гидраттың температурасы жоғарылаған сайын, лайлану нүктесі де не жоғарылайды.  Шығар ауыздың жабық кезіндегі ұңғыманың статистикалық қысымы 350 бар құрайды, сондықтан барлық шлейфтер және пайдаланым манифольдер осы жасалуымен шартты. Батыс және шығыс бөлімдеріндегі кәсіптік ұңғымалардан шығару ҚӨЗ (Қарашығанақ Өңдеу Зауыты) даорналасқан жаңа бөлгіш  құруларға бағыттайды. Бұл учаскелер өңделмеген сондықтан осы ұңғымалардан өнім жинауына жаңа әдісті қолданылады. Манифольдар жойылған станциялар (МЖС) кәсіптік ұңғымалардың стратегиялық учаскелерінде орналастырылатын болады. Әрбір МЖС 10 ұңғымалардан және сынақтағы манифольдпен көп фазалы өлшеуімен өнім жинауына арналған манифольд құрастырылған болады. Манифольдтер екі 10 дюймдік шлейфтерге  10 және бір  6 дюймдік сынақ байланыс бойына байланыстырылады, яғни 2 фазалық ұңғыма ағымын жықын маңдағы өнім жинайтын орталығына тасиды немесе ҚӨЗ немесе ерте мұнай шығарудың серігі (қосағы). Бұл әрбір орталықтардың барлығы бақылау сепаратормен және әдетте тұрақты қызмет етушінің қызметін қажет етпейтін факельді жүйемен қамтамасыз етілген.

      Ұңғымалардан  газ шығарудың орташа деңгейі  күніне 400 мың м³ (0,13 Гм³ /жылына). Және сондақтан да 10 дюймдік магистральді  байланыс бойдың номинал газдың шығыны күніне 2000 мың м³ (0,65 Гм³ /жылына). УКГП – 3 ұңғымасындағы фонтандалушы шығар ауыздың қысымын 130 бар асыру керектігін қамтамасыз ету керек, яғни осыдағы механикалы салқындатусыз Джоули Томпсонның шық нүктесін басқару процесін қамтамасыз ету үшін қажет. Ұңғыманың шығар аузындағы атқылауыштағы қысым көп мөлшерде ҚӨЗ және УКГП – 2 учаскелеріндегі бастапқы өнім 80 – 130 бар құрайтын болады және бұл орташа қысым ретінде топтастырылады. Өйткені (ҰШААҚ)  ұңғымалардағы шығар ауыздағы атқылаушы қысым уақыты келе төмендеп, тозығы жеткен ұңғымаларды манифольді төменгі қысымға қарай бұру қажет етіледі. Бұл өз кезінде төменгі қысымды арнайыландырылған магистральді байланыс бойдың, төменгі қысымдағы өнімді ҚӨЗ – ге жіберілуін  қамтамасыз ету үшін. ҰШААҚ төменгі қысымдағы өнім 60-80 бар екендігін білдіреді.  Ұңғымалардағы шығар ауыздағы атқылаушы байланыс бойына әр түрлі мағыналы қысымды кездестіруге болады, сондықтан манифольдары жойылған станциядан манифольді құрылымды участкеге дейін әрбір шлейфте жалғасы болуы тиіс. 

      Кен орындағы барлық ұңғымаларға қарағанда, солтүстік және батысындағы ұңғымаларда  неғұрлым төменгі дебитті болуы  тұжырымдалған,  осыдан барып олардың  қысымы ұңғымалардың шығар аузының  ағынының кысымы да төмен болады. Сонымен қатар конденсатқа қарағанда, мұнайлы жиек ұңғымалардан өнімлайлану нүктесі жоғары болады, себебі 1997 жылға мәліметке қарай отыра ұңғымалыр ұшін бір ұңғымалардың мұнайлық жиектері жобаға келімейтіндейлігі болып табылады. Сонымен қатар осы уақытта кәсіпте парафин ингибиттарының байқылануы өткізіледі. Белгісіз жағдайларда парафин құлауларының тәуекелділігімен байланысты назар аударылып, барлық магистральды ұңғыма байланыс бойындағы мұнай жиектері термоизоляциялармен жабдықталған. Әдетте ұңғымалар аралық өнім жинауы жүйесінде бөлінудің әдеттегі болмайды мұнай және ұңғымаларынан құрғақ конденсант табылады және құрамында суы бар мұнай. ҚӨЗ – ға барлық флюидтар өңдеуге арналған қоспа түрінде жеткізіледі. Құрамында конденсантпен суы бар мұнай өңдеуінде құбырларда және сепараторлардың құрылуларында  болатын тұздардың құлауы мәселесінен құтылуына мүмкік болуын тұжырымсдайды. Бірақ УКГП -2- де мұнай және конденсант шығаруда  ішінара бөлінулер болуы мүмкін. Бұл бөлінулерді жүзеге асыруға болады, егер манифольді кіріс блогы арқылы, екі кіріс сепараторына бағыттаса. Кіріс сепараторлардан сұйықтық УКГП – 3 бар 14 дюймдік байланыс бойы арқылы құйылады, немесе осыдан ол Орынборға сорғы арқылы берілу үшін газсыздандырғышқа, сонымен қатар ҚӨЗ –да  салынған жаңа 14 дюймдік мұнай құбырына  бағыталуы мүмкін. Себебі жинаудың жаңа жүйесі төменгі температурада жұмыс жасайды және де манифольдар жойылған станциялардағы (МЖС) жалғамаларындағы температуралардың тез арада болатын әркелкілігіне (80 барға дейін қысым төмендеуінде болатын) шыдамды,   парафин құрылуының тәуекелділігі де  бар. Осы себептермен конденсатты ұңғымалардағы барлық жаңа жалғамалар термоизоляцияланатын болады. Жылу жоғалту мен химикаттарды пайдалану төмендейді, парафин немесе гидрат  құрылуына байланысты потенциалды технологиялық шиеленісу салыстырмалы тұрде аз болады.