Ko'mir qatlamidagi metan qazib olishni maksimal darajada oshirish uchun yorilish suyuqligini samarali boshqarish muhim ahamiyatga ega. Real vaqt rejimida yopishqoqlikni o'lchash operatsiyalar paytida yorilish suyuqligi reologiyasi bo'yicha darhol fikr-mulohazalarni taqdim etish orqali ushbu muammolarni hal qiladi. Past o'tkazuvchanlik va murakkab mikrotuzilmalar bilan tavsiflangan ko'mir qatlamidagi metan (CBM) rezervuarlari muvaffaqiyatli gidravlik yorilish va optimal metanni qayta tiklashga erishish uchun yorilish suyuqligi xususiyatlarini aniq nazorat qilishni talab qiladi.
Operatsion muammolar saqlanib qolmoqda, xususan, gelning to'liq parchalanmasligi, sinish suyuqligining samarasiz qaytishi va metanning optimal darajada emasligi. Gelning to'liq parchalanmasligi ko'mir qatlamlarida polimer qoldiqlarining saqlanib qolishiga olib keladi, bu metan oqimiga jiddiy to'sqinlik qiladi va qayta tiklanish tezligini pasaytiradi. Shlangi sinish suyuqliklarining samarasiz qaytishi o'tkazuvchanlikning buzilishini kuchaytiradi, ekstraksiya samaradorligini yanada pasaytiradi va quduqlarni tozalash vaqtini uzaytiradi. Bu to'siqlar birgalikda gaz ishlab chiqarishni cheklaydi va operatsion xarajatlarni oshiradi.
Ko'mir qatlamidan metan qazib olishni tushunish
Ko'mir qatlamidagi metan nima?
Ko'mir qatlamidagi metan (KQM) asosan ko'mirning ichki yuzalarida adsorbsiyalangan holda mavjud bo'lgan tabiiy gaz shakli bo'lib, uning bir qismi ko'mir qatlamining yoriqlar tarmog'ida mavjud. G'ovakli tog' jinslari shakllanishida to'planadigan an'anaviy tabiiy gazdan farqli o'laroq, KQM ko'mirning o'ziga xos mikrog'ovak xususiyatlari va katta ichki yuzasi tufayli ko'mir matritsasi ichida ushlanib qoladi. Metan adsorbsiya kuchlari tomonidan ushlab turiladi, bu uning ajralib chiqishini rezervuardagi bosim o'zgarishiga va ko'mir qatlamlaridagi desorbsiya jarayonlariga bog'liq qiladi.
CBM rezervuarlari an'anaviy gaz qazib olishga nisbatan o'ziga xos qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. Ko'mirning ikki tomonlama g'ovakli muhit tuzilishi - tabiiy yoriqlar (yorilishlar) va mikrog'ovaklar - o'tkazuvchanlik asosan yoriqlar ulanishi bilan belgilanadi, gazni saqlash esa ko'mir matritsasining sirt maydoni bilan belgilanadi degan ma'noni anglatadi. Ekstraksiya tezligi o'zgaruvchan kuchlanish maydonlari va geologik heterojenlik tufayli keng o'zgarishi mumkin. Ko'mir matritsasining shishishi, ayniqsa, qayta tiklashni kuchaytirish uchun CO₂ in'ektsiyasi paytida (CO₂-ECBM), yoriq kengligini kamaytirishi va o'tkazuvchanlikni pasaytirishi, gaz oqimini kamaytirishi, lekin ba'zan raqobatbardosh adsorbsiya mexanizmlari orqali desorbtsiyani kuchaytirishi mumkin. Ko'mirning stress ostida tez deformatsiyaga moyilligi va quduq qudug'ining beqarorligiga moyilligi ishlab chiqarish operatsiyalarini yanada murakkablashtiradi va rezervuarlarni rag'batlantirish va oqimni boshqarish uchun moslashtirilgan yondashuvlarni talab qiladi.
Og'ir yog'ni termal tiklashda bug' in'ektsiyasi
*
Ko'mir qatlami metani nima?
CBM operatsiyalarida sinish suyuqliklarining ahamiyati
Yorilish suyuqliklari CBM qazib olishda juda muhim, ayniqsa past o'tkazuvchanlikka ega ko'mir qatlamlarini ochish va adsorbsiyalangan metanning ajralib chiqishi va migratsiyasini osonlashtirish zarurati hisobga olinsa. Ushbu suyuqliklarning asosiy funktsiyalari quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- Ko'mir matritsasi va ishlab chiqarish qudug'i o'rtasidagi bog'liqlikni yaxshilash uchun yoriqlarni yaratish va kengaytirish.
- Bosim tushgandan so'ng gaz oqimi uchun yo'llarni ochiq ushlab turish uchun proppantlarni (qattiq zarrachalarni) chuqur yoriqlarga tashish.
- Yorilish geometriyasini optimallashtirish va metan hosilini maksimal darajada oshirish uchun mahalliy kuchlanish maydonlarini o'zgartirish.
Samarali CBM stimulyatsiyasi uchun sinish suyuqliklarining asosiy xususiyatlari quyidagilar:
- YopishqoqlikProppantni osib qo'yish va tashish uchun yetarlicha baland, ammo samarali oqimni qaytarish va gidravlik sinish suyuqligini tiklash uchun osongina parchalanishi kerak. Yopishqoqlik proppantlarning qanchalik yaxshi yetkazib berilishini boshqaradi va oqimni qaytarish suyuqligining yopishqoqligiga ta'sir qiladi, gelning parchalanish nuqtasini aniqlashga va umumiy tiklanish sikli vaqtiga ta'sir qiladi.
- Proppant transportiProppantlarni osib qo'yish va bir xil joylashuvni ta'minlash qobiliyati, ayniqsa mayda yoki notekis sinish shakllarini hosil qilishga moyil bo'lgan ko'mir qatlamlarida juda muhimdir. Yuqori yopishqoqlikdagi ishqalanishni kamaytiruvchi suyuqliklar (HVFR) va gidrofob polimer/sirt faol moddalar kompozitlari kabi yangi suyuqlik texnologiyalari turli rezervuar sharoitlarida proppant tashishni optimallashtirish va metan chiqishini yaxshilash uchun ishlab chiqilgan.
- Gel barqarorligiGel asosidagi suyuqliklar, jumladan, silika geli variantlari, odatdagi rezervuar harorati va sho'rlanish sharoitida barqarorlikni saqlab turishi, stimulyatsiya tugagunga qadar muddatidan oldin parchalanishga qarshi turishi kerak. Yorilish suyuqliklarida gel parchalanish jarayonini optimallashtirish va gel parchalanish samaradorligi ko'mir qatlami metanini ekstraktsiyasida oqimni boshqarish va suyuqlikning tiklanishiga to'sqinlik qilishi va rezervuar o'tkazuvchanligiga zarar etkazishi mumkin bo'lgan to'liq bo'lmagan gel parchalanishining oldini olish uchun juda muhimdir.
Gel parchalanish vaqti va hajmini aniq nazorat qilish uchun gel parchalovchi kimyoviy qo'shimchalar bilan innovatsiyalar amalga oshirilmoqda, bu operatorlarga gel parchalovchi dozasini optimallashtirish, gidravlik sinish suyuqligini qayta tiklashni yaxshilash va qatlam shikastlanishi xavfini kamaytirish imkonini beradi. Ko'mir qatlami metanining gidravlik sinish jarayonida optimal sinish suyuqligi samaradorligini ta'minlash uchun operatsion parametrlarni tezkor ravishda sozlash uchun real vaqt rejimida yopishqoqlikni baholash kabi monitoring yutuqlari standartga aylanmoqda.
Gidravlik sinish suyuqliklari CBM operatsiyalari uchun rivojlanishda davom etmoqda, bu esa samarali proppant joylashtirish, ishonchli gel parchalanishi va strukturaviy jihatdan murakkab ko'mir qatlamlaridan metanni maksimal darajada ajratib olish zarurati bilan bog'liq.
Gelni sindirish: tushunchalar va muhim nazorat nuqtalari
Gel sinishi va gel sinishining oxirgi nuqtasi nima?
Gel sinishi ko'mir qatlamidagi metanni qazib olish jarayonida yorilish suyuqliklarida ishlatiladigan polimer gellarining parchalanishini anglatadi. Proppantlarni to'xtatib turish va suyuqlikning yopishqoqligini boshqarish uchun zarur bo'lgan bu gellar samarali oqimni qaytarish uchun yuqori yopishqoqlikdagi geldan past yopishqoqlikdagi suyuqlikka o'tishi kerak.gel sinish nuqtasiyopishqoqlik belgilangan chegaradan pastga tushadigan moment bo'lib, bu gel endi rezervuardagi suyuqliklarning harakatiga to'sqinlik qilmayotganini va hosil bo'lish joyidan osongina ishlab chiqarilishi mumkinligini ko'rsatadi.
Shlangi sinish oqimining qaytishida to'g'ri gel sinish nuqtasiga erishish juda muhimdir. To'g'ri belgilangan oxirgi nuqta sinish suyuqligining tez va to'liq tiklanishini ta'minlaydi, hosil bo'lish shikastlanishini minimallashtiradi va metan hosilini maksimal darajada oshiradi. Masalan, mezoporozli SiO₂ nanopartikullari yoki bioferment sindirgichlari kabi ilg'or uzoq muddatli ajraladigan gel sindirish tizimlari operatorlarga gel sinish jarayonining vaqti va to'liqligini boshqarish, yopishqoqlik egri chizig'ini rezervuar sharoitlari va operatsion talablarga moslashtirish imkonini beradi. Dala sinovlari shuni ko'rsatadiki, real vaqt rejimida yopishqoqlikni monitoring qilish va aqlli sindirgichning chiqishi oqimning qaytish ko'rsatkichlari va metan ekstraksiya tezligining yaxshilanishi bilan bog'liq.
Gelning to'liq parchalanmaganligining oqibatlari
To'liq bo'lmagan gel parchalanishi ko'mir rezervuari va yorilish tarmog'ida qoldiq polimerlar yoki gel parchalarini qoldiradi. Bu qoldiqlar g'ovak bo'shliqlarini yopishi, rezervuar o'tkazuvchanligini pasaytirishi va metan desorbsiyasini buzishi mumkin. Natijada hosil bo'lgan shikastlanish gaz harakatini cheklaydi, bu esa past hosildorlikka olib keladi va gidravlik yorilish suyuqligining samarali tiklanishiga to'sqinlik qiladi.
Bundan tashqari, to'liq bo'lmagan parchalanish ko'mir qatlamida suvning saqlanishini oshiradi. Bu ortiqcha suv gaz oqimi kanallarini to'sib qo'yadi va oqimni qaytaruvchi gidravlik sinish samaradorligini pasaytiradi. Masalan, qiyosiy tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, yangi gidrofob polimer/sirt faol moddasi asosidagi suyuqliklar an'anaviy tizimlarga qaraganda to'liqroq gel parchalanishiga erishadi va kamroq qoldiq qoldiradi, natijada ko'mir qatlamida metanning yuqori darajada qayta tiklanishi kuzatiladi. Yorilishdan keyin kislota bilan ishlov berish kabi aralashuvlar o'tkazuvchanlikni tiklashi ko'rsatilgan, ammo gel parchalanish jarayonini to'g'ri optimallashtirish orqali oldini olish afzalroq bo'lib qolmoqda.
Gel Breaker dozasini optimallashtirish
Gel parchalagich konsentratsiyasini optimallashtirish sinish suyuqligi gel parchalanishi uchun juda muhimdir. Maqsad, rezervuarda ortiqcha kimyoviy moddalar qoldirmasdan gelni parchalash uchun yetarli miqdorda gel parchalagich kimyoviy qo'shimchalarini - masalan, biofermentlar, an'anaviy oksidlovchilar yoki nanozarrachalarga o'ralgan parchalagichlarni - qo'llashdir. Dozani oshirib yuborish proppant joylashtirish paytida yopishqoqlikning muddatidan oldin yo'qolishiga olib kelishi mumkin, dozani yetarlicha oshirmaslik esa gelning to'liq parchalanmasligiga va qoldiqlarning to'planishiga olib keladi.
Ilg'or dozalash strategiyalari gelni kamaytirish vaqtini muvozanatlash uchun kapsulalangan to'xtatuvchi tizimlar yoki haroratga asoslangan ferment formulalaridan foydalanadi. Masalan, karbamid-formaldegid qatronidagi kapsulalangan sulfamik kislota yuqori haroratli hosil bo'lish uchun mos keladigan to'xtatuvchini asta-sekin chiqarish imkonini beradi, bu esa faqat oqim qayta boshlanganda yopishqoqlikning pasayishini ta'minlaydi. Real vaqt rejimida yopishqoqlikni kuzatish asboblari yorilish suyuqliklarida gel to'xtatuvchining samaradorligini aniq sozlashga yordam beradigan geribildirim beradi va agar yopishqoqlik profili operatsion rejadan chetga chiqsa, darhol aralashuvni qo'llab-quvvatlaydi.
Yaqinda o'tkazilgan sinov tadqiqotlaridan olingan misollar foydalarni ta'kidlaydi: To'xtatuvchining dozasi sinish suyuqligining yopishqoqligi va rezervuar haroratiga moslashtirilganda, operatorlar sinish suyuqligining tezroq qaytishiga, qoldiq kimyoviy moddalarning kamayishiga va metan hosildorligining yaxshilanishiga erishdilar. Aksincha, umumiy dozalash protokollari ko'pincha kechikishlarga yoki to'liq bo'lmagan oqimga olib keladi, bu esa ko'mir qatlamidagi metan gidravlik sinish texnikasi uchun real vaqt rejimidagi ma'lumotlar va moslashtirilgan to'xtatuvchining konsentratsiyasining muhimligini ta'kidlaydi.
Yorilish suyuqligining yopishqoqligini monitoring qilish: yondashuvlar va texnologiyalar
Yorilish suyuqligining yopishqoqligini o'lchash usullari
Zamonaviy ko'mir qatlamidagi metan qazib olish aniq yorilish suyuqligining yopishqoqligini nazorat qilishga asoslangan.Onlayn viskozimetriyava real vaqt rejimida sensor texnologiyalari dala operatorlariga gidravlik sinish oqimining qaytishi paytida yopishqoqlikni doimiy ravishda kuzatib borish imkonini beradi. E'tiborga molik variantlar qatoriga quyidagilar kiradiLonnmeterIn-Line Viskozimetr, qiyin dala sharoitlari uchun ishlab chiqilgan va yopishqoqlikni sinash uchun API standartlariga javob beradi. Uning chidamliligi yuqori bosimli, yuqori oqimli CBM operatsiyalariga mos keladi va aralashtirish baklarida yoki in'ektsiya nasoslarida doimiy monitoring o'tkazish imkonini beradi.
Aylanma viskozimetrlar kabi an'anaviy laboratoriya usullari namunalarni to'plash va shpindelni doimiy tezlikda aylantirish uchun zarur bo'lgan moment bo'yicha yopishqoqlikni o'lchashni o'z ichiga oladi. UchunNyuton bo'lmagan suyuqliklarCBM gidravlik sinish texnikalarida keng tarqalgan laboratoriya aylanish usullari yuqori aniqlikni ta'minlaydi, ammo sekin, namunalarni olishda kechikishni keltirib chiqaradi va ko'pincha real vaqt rejimida dinamik yopishqoqlik o'zgarishlarini aniqlay olmaydi. Yuqori o'tkazuvchanlik tahlili uchun yopishqoqlikni baholashning ultrabinafsha va kompyuter ko'rishga asoslangan usullari paydo bo'ldi, ammo ular hali ham asosan laboratoriya sharoitlariga bog'liq.
Vibratsion viskozimetrlar, masalan, tebranuvchi tayoqcha turlari, vibratsiyali suspenziya yoki rezonans o'zgarishini aniqlash orqali dala sharoitida yopishqoqlikni to'g'ridan-to'g'ri o'lchaydi. Ushbu usullar oqimni qaytaruvchi gidravlik sinish paytida tez va uzluksiz baholash imkonini beradi.
Real vaqt rejimida monitoring va an'anaviy namunalar olish
Real vaqt rejimida yopishqoqlik monitoringi operatorlarga muhim jarayonni boshqarish qarorlari uchun darhol fikr-mulohaza bildiradi. Ichki viskozimetrlar va sensor tizimlari namunalarni yig'ish va laboratoriya tahlili bilan bog'liq kechikishlarsiz avtomatlashtirilgan, uzluksiz o'qishlarni ta'minlaydi. Ushbu sezgirlik ko'mir qatlami metanini qazib olishda oqimni boshqarish uchun juda muhimdir, chunki to'liq bo'lmagan gel parchalanishini erta aniqlash gel parchalanishining dozasini o'z vaqtida sozlash va jarayonni optimallashtirish imkonini beradi. Masalan, parafin bilan qoplangan kremniy nanopartikullari kabi uzoq muddatli ajralib chiqadigan gel parchalanishi qo'shimchalari ularning faollashuv vaqtini haqiqiy yopishqoqlikning pasayishi bilan belgilashni talab qiladi, bu faqat real vaqt rejimidagi ma'lumotlar bilan mumkin. Aksincha, laboratoriya namunalarini olish tez o'zgarishlarni aniqlay olmaydi, bu esa tuzatish harakatlarini kechiktiradi va samarasiz gidravlik sinish suyuqligini tiklash xavfini tug'diradi.
Bundan tashqari, ferment asosidagi va CO2 ga sezgir gel parchalovchi kimyoviy qo'shimchalar yopishqoqlik tendentsiyalari haqida darhol fikr-mulohazalarga tayanadi. Doimiy yopishqoqlikni o'lchash dinamik dozalash va faollashtirishni qo'llab-quvvatlaydi, sinish suyuqliklarida gel parchalagichning samaradorligini oshiradi va ko'mir qatlami metanini gidravlik sinish texnikalarida foydalanishni optimallashtiradi.
Real vaqt rejimida monitoringning asosiy afzalliklari quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- Yorilish suyuqligining qaytish oqimi paytida yopishqoqlik o'zgarishiga tezroq javob berish.
- Mahsulot chiqindilarini kamaytirish va partiyalarning mustahkamligini yaxshilash.
- Jarayonlarni boshqarish va tartibga solishga muvofiqlik tizimlariga to'g'ridan-to'g'ri integratsiya.
Kuzatiladigan muhim parametrlar
Shlangi sinish suyuqligini monitoring qilishda eng muhim ko'rsatkich oqimning orqaga qaytish suyuqligining yopishqoqligidir. Ushbu parametrni real vaqt rejimida kuzatish gelning parchalanishi va to'xtatuvchining samaradorligining amaliy holatini ko'rsatadi. Oqimning orqaga qaytish suyuqligining yopishqoqligidagi sezilarli o'zgarishlar gelning parchalanishi tugaganligini bildiradi, bu esa oxirgi nuqtani aniqlashni va to'xtatuvchini qo'llashni talab qiladi. Mashinada o'rganish va empirik rejimni dekompozitsiya qilish kabi ilg'or signallarni qayta ishlash murakkab sanoat sharoitlarida ham ma'lumotlarning aniqligini oshiradi, bu esa sinish operatsiyalari paytida amaliy tushunchalarni ta'minlaydi.
Asosiy real vaqt parametrlari quyidagilarni o'z ichiga oladi:
- O'lchash nuqtalarida suyuqlik harorati va bosimi.
- Oqim chiziqlari ichidagi siljish tezligi.
- Qovushqoqlik ko'rsatkichlariga ta'sir qiluvchi ifloslantiruvchi moddalar va zarrachalarning mavjudligi.
- To'sar qo'shilgandan keyin yopishqoqlikning pasayishi tezligi va mustahkamligi.
Qovushqoqlik keskin pasayganda, operatorlar gelning samarali parchalanishini tasdiqlashlari va keraksiz parchalanish dozasini minimallashtirishlari mumkin. Aksincha, gelning to'liq parchalanmasligi doimiy yuqori yopishqoqlikka olib keladi, bu esa darhol tuzatish choralarini talab qiladi.
Xulosa qilib aytganda, oqim suyuqligining yopishqoqligini doimiy ravishda kuzatib borish gel parchalanish jarayonini optimallashtirish uchun real vaqt rejimida fikr-mulohazalarni taqdim etadi, empirik gel parchalanish nuqtasini aniqlashni qo'llab-quvvatlaydi va ko'mir qatlamidagi metan qazib olishda gidravlik yorilish suyuqligini samarali qayta tiklash uchun moslashuvchan boshqaruvni qo'llab-quvvatlaydi.
Ko'mir qatlamidan metan qazib olishda qo'llanilishi va integratsiyasi
Gel sinish nuqtasini aniqlash uchun real vaqt rejimida yopishqoqlik ma'lumotlari
Quduq joyidagi darhol yopishqoqlik bo'yicha fikr-mulohaza operatorlarga sinish suyuqliklarida gel parchalanishining aniq yakuniy nuqtasini aniqlash imkonini beradi. Ichki viskozimetrlar gidravlik sinish jarayoni davomida suyuqlik xususiyatlarining uzluksiz o'zgarishini qayd etadi, bu esa gellangan suyuqlikdan sinish suyuqlikka o'tishni aniq kuzatib borishini ta'minlaydi. Ushbu yondashuv gel parchalagichni muddatidan oldin kiritish bilan bog'liq xavflarning oldini oladi, bu esa proppantning to'liq bo'lmagan tashishiga va sinish o'tkazuvchanligining pasayishiga olib kelishi mumkin. Aksincha, real vaqt rejimida monitoring qilish oqimning qaytishiga to'sqinlik qilishi, hosil bo'lish shikastlanishiga olib kelishi yoki kimyoviy xarajatlarni oshirishi mumkin bo'lgan gel parchalanishidagi kechikishlarni ham minimallashtiradi.
Ko'mir qatlamidagi metan (CBM) quduqlarida foydalanish uchun ilg'or optik sensorga asoslangan pufakcha shakli detektorlari tasdiqlangan bo'lib, ular yorilish suyuqligining yopishqoqligidan bevosita ta'sirlanadigan gaz-suyuqlik oqim rejimlarini tezkor aniqlash imkonini beradi. Ushbu vositalar quduq infratuzilmasi bilan uzluksiz integratsiyalashadi va ayniqsa CBM ekstraktsiyasiga xos bo'lgan ko'p fazali oqim sharoitlarida gel parchalanish dinamikasini boshqarish uchun muhim bo'lgan operatsion ma'lumotlarni taqdim etadi. Statik kesish qiymatlari o'rniga dinamik yopishqoqlik profillaridan foydalanish orqali operatorlar gel parchalanishning so'nggi nuqtasi ustidan ustun nazoratga erishadilar, bu esa to'liq bo'lmagan gel parchalanishi va unga bog'liq ishlab chiqarish samarasizligi xavfini kamaytiradi.
Gel Breaker dozasini avtomatlashtirilgan sozlash
Yopishqoqlik bo'yicha teskari aloqa gel sindirish moslamasining dozasini joyida avtomatlashtirilgan kalibrlash imkonini beradi. Avtomatlashtirilgan loy sinov qurilmalari va sensorga integratsiyalashgan teskari aloqa halqalari bilan jihozlangan aqlli boshqaruv tizimlari jonli suyuqlik xususiyatlari ma'lumotlariga to'g'ridan-to'g'ri javoban sindirish kimyoviy moddalarining in'ektsiya tezligini sozlaydi. Ushbu ma'lumotlarga asoslangan yondashuv ko'mir qatlami metanining gidravlik sinish texnikasida gel sindirish jarayonini optimallashtirish uchun juda muhimdir.
Kapsulalangan gel to'xtatuvchilari, jumladan, karbamid-formaldegid qatroni va sulfamik kislota variantlari, yuqori haroratli rezervuar sharoitida ham yopishqoqlikning muddatidan oldin pasayishining oldini olish uchun nazorat ostida chiqarish uchun ishlab chiqilgan. Laboratoriya sinovlari ularning barqaror faolligi va ishonchli ishlashini tasdiqlaydi, dala sharoitida avtomatlashtirilgan sozlash strategiyalarini qo'llab-quvvatlaydi. Bioferment bilan takomillashtirilgan to'xtatuvchilar, ayniqsa, sinish suyuqligining qaytish oqimi paytida harorat va siljish profillari o'zgarib turganda, dozaning selektivligi va samaradorligini yanada yaxshilaydi. Ushbu aqlli to'xtatuvchilar tarkibi 100 s⁻¹ siljish tezligida yopishqoqlikni 10 cP dan pastga tushiradi, bu esa gelni sindirishning so'nggi nuqtasini aniqlash va kimyoviy qo'shimchalarni optimallashtirishga bevosita yordam beradi.
Foydalari orasida ko'mir qatlamlaridan metanning ajralib chiqishini kuchaytirish, yorilish suyuqligini samaraliroq qayta tiklash va umumiy kimyoviy iste'molni kamaytirish kiradi. Avtomatlashtirilgan to'xtatuvchi dozalash tizimlari ham yetarli darajada, ham ortiqcha ishlov berish xavfini kamaytiradi, kamroq chiqindilar bilan gelni parchalovchi kimyoviy qo'shimchalarni kompleks boshqarishni osonlashtiradi.
Shlangi sinish oqimining qaytish samaradorligiga ta'siri
Oqimning gidravlik sinishi paytida yopishqoqlik profilini monitoring qilish CBM qazib olishda oqimning qaytish vaqtini bashorat qilish va qisqartirish uchun ajralmas hisoblanadi. Real vaqt rejimidagi yopishqoqlik ma'lumotlari va material balansi tenglamalaridan foydalangan holda analitik modellar sinish suyuqligining tiklanishi yaxshilanganligini ko'rsatdi, bu esa gaz ishlab chiqarishga tezroq qaytishga olib keldi. Operatorlar ushbu ma'lumotlardan gel parchalanishining aniq so'nggi nuqtasini dinamik ravishda nishonga olish va oqimning qaytishini tezlashtirish, uzoq muddatli hosil bo'lish shikastlanishi xavfini kamaytirish va rezervuar unumdorligini maksimal darajada oshirish uchun foydalanadilar.
Fraktal sinish tarmog'i simulyatsiyalari va kuzatuvchi tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, yopishqoqlikka javob beradigan boshqaruv sinish hajmini ushlab turishni kuchaytiradi va muddatidan oldin yopilishni oldini oladi. Boshlang'ich va ikkilamchi oqimning qaytish davrlarini qiyosiy tahlil qilish yuqori ishlab chiqarish sur'atlarini saqlab qolish va ko'mir matritsasi ichida suyuqlikning tiqilib qolishini kamaytirishda yopishqoqlikni nazorat qilishning rolini ta'kidlaydi. Kuzatuvchi geribildirimni real vaqt rejimida yopishqoqlik monitoringi bilan integratsiya qilish orqali operatorlar CBM quduqlarida sinish suyuqligi oqimini optimallashtirishni doimiy ravishda yaxshilash uchun amaliy ma'lumotlarga ega bo'ladilar.
Ko'mir qatlami metanini CO₂ sinishi bilan integratsiya
CO₂ yorilishi bilan ko'mir qatlamidagi metan operatsiyalari oqimning qaytish suyuqligining yopishqoqligini boshqarish uchun noyob qiyinchiliklarni keltirib chiqaradi. CO₂ ga sezgir sirt faol moddalarining kiritilishi suyuqlik tarkibi va rezervuar haroratidagi o'zgarishlarni rag'batlantirish paytida tez, real vaqt rejimida yopishqoqlikni sozlash imkonini beradi. Eksperimental tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, sirt faol moddalarning yuqori konsentratsiyasi va ilg'or CO₂ quyuqlashtiruvchilari yopishqoqlikda tezroq muvozanatni ta'minlaydi, bu esa yorilishning samaraliroq tarqalishi va gazning ajralib chiqishini qo'llab-quvvatlaydi.
Yangi elektron simli liniyalar va telemetriya tizimlari yorilish suyuqligi komponentlari va ularning CO2 bilan o'zaro ta'siri haqida darhol fikr-mulohazalarni taqdim etadi, bu esa yakunlash oralig'ida suyuqlik tarkibiga dinamik ravishda tezkor sozlash imkonini beradi. Bu gel parchalanish kinetikasini nazorat qilishni kuchaytiradi va to'liq bo'lmagan gel parchalanishini kamaytiradi, quduq stimulyatsiyasi optimal natijalarga erishishini ta'minlaydi.
CO₂ ko'pikli gel sinish stsenariylarida formulalar yopishqoqlikni 50 mPa·s dan yuqori darajada ushlab turadi va yadro shikastlanishini 19% dan past darajada kamaytiradi. Gel parchalovchi qo'shimchalarning vaqtini va dozasini aniq sozlash juda muhim, chunki CO₂ fraktsiyalarining, haroratning va siljish tezligining ortishi reologik xatti-harakatlarni tezda o'zgartiradi. Smart-javob beruvchi qo'shimchalar bilan birgalikda real vaqt rejimida ma'lumotlarni integratsiyalash gidravlik sinish suyuqligini tiklashni optimallashtirish va hosil bo'lish shikastlanishini minimallashtirish orqali ham jarayonni boshqarishni, ham atrof-muhitni muhofaza qilishni qo'llab-quvvatlaydi.
CO2 ni olib tashlash uchun gidravlik sinish oqimi va ishlab chiqarilgan suv
*
Atrof-muhit va iqtisodiy natijalarni yaxshilash
Oqimli suvni tozalash yuklarini kamaytirish
Real vaqt rejimida yopishqoqlikni o'lchash va gelni aniq dozalash orqali optimallashtirilgan sinish suyuqligi gelini parchalash oqim suyuqliklaridagi qoldiq polimer konsentratsiyasini sezilarli darajada kamaytiradi. Bu suvni qayta ishlashni soddalashtiradi, chunki kamroq gel qoldiqlari filtrlash muhitida kamroq tiqilib qolishga va kimyoviy tozalash vositalariga talabning pasayishiga olib keladi. Masalan, kavitatsiyaga asoslangan jarayonlar ifloslantiruvchi moddalar va qoldiq gellarni samarali ravishda yo'q qilish uchun mikropufakchalarning qulashidan foydalanadi, bu esa tozalash inshootlarida ko'proq o'tkazuvchanlikni ta'minlaydi va teskari osmoz va oldinga osmoz tizimlarida kuzatiladigan membrana ifloslanishini minimallashtiradi.
Toza oqim suyuqliklari atrof-muhit xavfini ham kamaytiradi, chunki qoldiq gellar va kimyoviy moddalarning kamayishi chiqindilarni yo'q qilish yoki qayta ishlatish joylarida tuproq va suvning ifloslanish ehtimolini kamaytiradi. Tadqiqotlar shuni tasdiqlaydiki, gelning to'liq parchalanishi, ayniqsa bioferment gel parchalagichlari bilan, past toksiklikka, minimal qoldiqqa va sinish o'tkazuvchanligining oshishiga olib keladi, bu esa metanni muvaffaqiyatli qayta tiklash va xarajatlarni sezilarli darajada oshirmasdan suvni soddalashtirilgan qayta ishlashni qo'llab-quvvatlaydi. Ordos havzasidagi dala sinovlari ushbu ekologik va operatsion foydalarni namoyish etadi, gelning to'liq parchalanishini to'g'ridan-to'g'ri suv sifatini yaxshilash va operatorlar uchun tartibga solish yukini kamaytirish bilan bog'laydi.
Operatsion xarajatlarni tejash va resurslarni optimallashtirish
Samarali sinish suyuqligi gelining parchalanishi ko'mir qatlami metanini qazib olishda gidravlik sinish oqimining qaytishi uchun zarur bo'lgan vaqtni qisqartiradi. Gel parchalanishning oxirgi nuqtasini aniq aniqlash va gel parchalagich dozasini optimallashtirish orqali operatorlar qayta ishlashga muhtoj bo'lgan qayta ishlash suyuqligi hajmini ham, quduqning sinishdan keyingi qayta ishlash rejimida qolishi kerak bo'lgan umumiy vaqtni ham kamaytiradi. Qaytish davrining bu qisqarishi suvni sezilarli darajada tejashga olib keladi va qayta ishlash uchun kimyoviy moddalardan foydalanishni kamaytiradi, bu esa umumiy operatsion xarajatlarni kamaytiradi.
Ilg'or yondashuvlar — masalan, uzoq muddatli ajralib chiqadigan mezoporozli SiO₂ nanopartikulyar gel parchalagichlari va bioferment eritmalari — gelni turli harorat profillarida parchalash samaradorligini oshiradi, qoldiqlarning tez va to'liq parchalanishini ta'minlaydi. Natijada, suyuqlikni qayta tiklash ham tezroq, ham toza bo'ladi, bu esa ishlamay qolish vaqtini kamaytiradi va resurslarni joylashtirishni yaxshilaydi. Ko'mirdan metan desorbsiyasining kuchayishi minimal g'ovaklarning tiqilib qolishi tufayli kuzatiladi, bu esa dastlabki gaz ishlab chiqarish sur'atlarining oshishiga olib keladi. Illinoys ko'mir tadqiqotlari gel qoldig'i metan va CO₂ so'rilishini buzishi mumkinligini tasdiqlaydi, bu esa optimallashtirilgan ishlab chiqarish uchun to'liq gel parchalanishining muhimligini ta'kidlaydi.
Real vaqt rejimida yopishqoqlik monitoringidan foydalanadigan operatorlar sinish suyuqligini boshqarishning yaxshilanganligini namoyish etdilar, bu esa resurslarni optimallashtirishni to'g'ridan-to'g'ri yaxshilashga olib keldi. Ilg'or gel sindirish texnikalari va real vaqt rejimida monitoring qilish texnologiyalariga dastlabki investitsiyalar tozalash xarajatlarini kamaytirish, hosil bo'lishdagi zararni minimallashtirish va barqaror gaz hosildorligini oshirish orqali hayot aylanishini iqtisodiy tejash imkonini beradi. Ushbu yangiliklar endi ko'mir qatlami metanini gidravlik sinish operatsiyalarida atrof-muhitga ta'sirni minimallashtirish va iqtisodiy daromadni maksimal darajada oshirishga intilayotgan operatorlar uchun muhim ahamiyatga ega.
Real vaqt rejimida yopishqoqlik monitoringini amalga oshirishning asosiy strategiyalari
Asboblarni tanlash va joylashtirish
Ko'mir qatlamidagi metanni qazib olish uchun tegishli yopishqoqlik sensorlarini tanlash bir nechta mezonlarni diqqat bilan ko'rib chiqishni talab qiladi:
- O'lchov diapazoni:Sensorlar yorilish suyuqligining yopishqoqliklarining to'liq spektrini, shu jumladan gel parchalanishi va oqimning qaytishi paytidagi o'tishlarni hisobga olishi kerak.
- Javob vaqti:Tezkor javob beruvchi sensorlar, ayniqsa kimyoviy qo'shimchalar in'ektsiyalari va oqimning qaytish hodisalari paytida sinish suyuqligi reologiyasidagi tez o'zgarishlarni kuzatish uchun zarur. Real vaqt rejimida fikr-mulohaza gel sindirgich dozasini optimallashtirish bo'yicha qarorlarni qo'llab-quvvatlaydi va gel sindirishning so'nggi nuqtalarini aniq belgilaydi.
- Moslik:Sensorlar gel parchalovchi kimyoviy qo'shimchalar, CO2 asosidagi suyuqliklar va abraziv proppant aralashmalarining kimyoviy hujumiga chidamli bo'lishi kerak. Materiallar CBM sinish sxemalarida uchraydigan qattiq, o'zgaruvchan gidravlik sharoitlarga bardosh berishi kerak.
Ma'lumotlarning aniqligi va ishonchliligi uchun yopishqoqlik sensorlarining optimal joylashuvi juda muhimdir:
- Yuqori gidravlik faollik zonalari:Jel to'sar in'ektsiya nuqtalarining yuqori va pastki qismida - sinish suyuqligi yetkazib berish liniyalari yaqinida yoki ichida o'rnatilgan sensorlar operatsion boshqaruv uchun bevosita tegishli yopishqoqlik o'zgarishlarini qayd etadi.
- Oqimni kuzatish stansiyalari:Sensorlarni birlamchi oqimni qaytarish va tushirish nuqtalariga joylashtirish gidravlik sinish suyuqligini qayta tiklash uchun gelni parchalash samaradorligini, to'liq bo'lmagan gelni parchalash muammolarini va oqimni qaytarish suyuqligining yopishqoqligini real vaqt rejimida baholash imkonini beradi.
- Ma'lumotlarga asoslangan joylashuvni tanlash:Bayes eksperimental dizayni va sezgirlikni tahlil qilish usullari sensorlarni eng yuqori kutilgan ma'lumot ortishiga ega sohalarga qaratadi, noaniqlikni kamaytiradi va yopishqoqlik monitoringining vakilligini maksimal darajada oshiradi.
Misollar:Ichki viskozimetrlarSinish sxemasining asosiy segmentlariga to'g'ridan-to'g'ri integratsiyalangan holda, jarayonni uzluksiz nazorat qilish mumkin, QR faktorizatsiyasi yordamida ishlab chiqilgan siyrak sensor massivlari esa kamroq qurilmalar bilan mustahkamlikni saqlaydi.
Mavjud CBM infratuzilmasi bilan integratsiya
Real vaqt rejimida yopishqoqlik monitoringini modernizatsiya qilish texnik yangilanishlarni ham, ish jarayonini sozlashni ham o'z ichiga oladi:
- Qayta jihozlash usullari:Mavjud sinish tizimlari ko'pincha flanesli yoki tishli ulanishlar orqali quvur viskozimetrlari kabi ichki sensorlarni joylashtiradi. Standart tarmoq aloqa protokollariga (Modbus, OPC) ega sensorlarni tanlash uzluksiz integratsiyani ta'minlaydi.
- SCADA integratsiyasi:Qovushqoqlik sensorlarini butun maydon bo'ylab nazorat nazorati va ma'lumotlarni yig'ish (SCADA) tizimlariga ulash avtomatlashtirilgan ma'lumotlarni to'plashni, spetsifikatsiyadan tashqari yopishqoqlik uchun signallarni va sinish suyuqligi reologiyasini moslashuvchan boshqarishni osonlashtiradi.
- Dala texniklari uchun trening:Texniklar nafaqat sensorlarning ishlashini, balki ma'lumotlarni sharhlash usullarini ham o'rganishlari kerak. O'quv dasturlari kalibrlash tartiblari, ma'lumotlarni tasdiqlash, muammolarni bartaraf etish va real vaqt rejimida yopishqoqlik natijalariga ko'ra gelni parchalovchi kimyoviy qo'shimchalarning moslashuvchan dozasini o'z ichiga oladi.
- Yopishqoqlik ma'lumotlaridan foydalanish:Real vaqt rejimida boshqaruv panellari yorilish suyuqligining yopishqoqligidagi tendentsiyalarni vizualizatsiya qiladi, gel sindirish moslamasining dozasini darhol sozlashni qo'llab-quvvatlaydi va ko'mir qatlamidagi metanni qazib olishda oqimni boshqaradi. Misol: Avtomatlashtirilgan dozalash tizimlari gel sindirish jarayonini optimallashtirish va gelning to'liq bo'lmagan sindirilishining oldini olish uchun sensorli aloqadan foydalanadi.
Sensorni tanlash, optimal joylashtirish, infratuzilma integratsiyasi va doimiy operatsion qo'llab-quvvatlashni o'z ichiga olgan har bir strategiya real vaqt rejimida yopishqoqlik monitoringi ko'mir qatlamidagi metan gidravlik yorilish jarayonlarini optimallashtirish va quduqlarning ish faoliyatini maksimal darajada oshirish uchun amaliy ma'lumotlarni taqdim etishini ta'minlaydi.
Tez-tez so'raladigan savollar
1. Ko'mir qatlamidagi metan nima va u an'anaviy tabiiy gazdan nimasi bilan farq qiladi?
Ko'mir qatlamidagi metan (KQM) ko'mir qatlamlarida, asosan ko'mir yuzasiga adsorbsiyalangan gaz sifatida saqlanadigan tabiiy gazdir. Qumtoshlar va karbonatlar kabi g'ovakli tog' jinslari rezervuarlarida erkin gaz sifatida topiladigan an'anaviy tabiiy gazdan farqli o'laroq, KQM past g'ovaklilik va o'tkazuvchanlikka ega. Bu shuni anglatadiki, gaz mahkam bog'langan va qazib olish ko'mir matritsasidan metanni chiqarish uchun suvsizlantirish va bosimni pasaytirishga asoslangan. KQM rezervuarlari ham heterojenroq bo'lib, ko'pincha biogen yoki termogen metanni o'z ichiga oladi. KQM ishlab chiqarish uchun gidravlik sinish juda muhim bo'lib, gazni qayta tiklashni maksimal darajada oshirish va hosil bo'lishdagi zararni minimallashtirish uchun oqimni qaytarish va gel parchalanishini ehtiyotkorlik bilan boshqarishni talab qiladi.
2. Sindirish suyuqligini qayta ishlashda gel sinishi nima?
Gel sinishi gidravlik sinish paytida ishlatiladigan yuqori yopishqoqlikdagi sinish suyuqliklarining kimyoviy parchalanish jarayonini anglatadi. Odatda polimerlar bilan quyuqlashtirilgan bu suyuqliklar yoriqlar hosil qilish va qum yoki proppantni tashish uchun rezervuarga yuboriladi. Sinishdan so'ng, polimer zanjirlarini parchalash orqali yopishqoqlikni kamaytirish uchun gel sinish vositalari - asosan ferment asosidagi, nanopartikullar yoki kimyoviy moddalar - qo'shiladi. Gel sinishi natijasida suyuqlik past yopishqoqlikka o'tadi, bu esa samarali oqimni qaytaradi, qoldiqni kamaytiradi va metan ishlab chiqarishni yaxshilaydi.
3. Real vaqt rejimida yopishqoqlikni monitoring qilish yorilish suyuqligi gelining parchalanishiga qanday yordam beradi?
Real vaqt rejimida yopishqoqlik monitoringi gel parchalanishi sodir bo'lganda yorilish suyuqliklarining yopishqoqligi haqida darhol va uzluksiz ma'lumotlarni taqdim etadi. Bu operatorlarga quyidagilarga imkon beradi:
- Jelning parchalanish nuqtasini aniq aniqlang va to'liq parchalanmasligini oldini oling.
- Gel to'sarlarning dozalarini dinamik ravishda sozlang, to'sarlardan haddan tashqari ko'p foydalanish yoki yetarli darajada ishlov bermaslikdan saqlaning.
- Noqulay o'zgarishlarni (yuqori yopishqoqlik, ifloslanish) aniqlang va tezda javob bering.
- Tezroq, toza tiklanish va CBM ekstraksiya samaradorligini oshirish uchun sinish suyuqligi oqimini optimallashtiring.
Masalan, CBM quduqlarida elektron telemetriya va quduq osti sensorlari gel to'sarni in'ektsiya qilish vaqti va dozasini boshqaradi, bu esa operatsion xavflar va sikl vaqtlarini kamaytiradi.
4. Nima uchun ko'mir qatlamidagi metan qazib olishda gel sindirgich dozasini optimallashtirish muhim?
Gel polimerlarining rezervuarga zarar yetkazmasdan to'liq parchalanishini ta'minlash uchun gel to'sarining to'g'ri dozasi juda muhimdir. Agar doza juda past bo'lsa, gel qoldiqlari teshik bo'shliqlarini to'sib qo'yishi, o'tkazuvchanlik va metan ishlab chiqarishni kamaytirishi mumkin. To'sarni haddan tashqari ishlatish yopishqoqlikning tez pasayishi yoki kimyoviy shikastlanish xavfini tug'diradi. Optimallashtirilgan dozalar - ko'pincha uzoq muddatli ajralib chiqadigan nanopartikullar yoki biofermentlar yordamida erishiladi - quyidagilarga olib keladi:
- Minimal shakllanish shikastlanishi va qoldiqlarni ushlab turish
- Samarali sinish suyuqligi oqimi
- Oqimdan keyingi suvni tozalash xarajatlarining pasayishi
- Metan desorbsiyasi va umumiy unumdorlikning yaxshilanishi.
5. CBM ekstraktsiyasida gelning to'liq parchalanmasligining keng tarqalgan sabablari va xavflari qanday?
Gelning to'liq parchalanishi quyidagilarga olib kelishi mumkin:
- Gel to'sarning yetarli konsentratsiyasi yoki noto'g'ri vaqt
- Quduqda suyuqlikning yomon aralashishi va taqsimlanishi
- Noqulay suv ombori sharoitlari (harorat, pH, suv kimyosi)
Xavflarga quyidagilar kiradi:
- Yuqori oqimli suyuqlik yopishqoqligi, tozalashga xalaqit beradi
- Qoldiq polimerlar g'ovak kanallarini to'sib qo'yadi va hosil bo'lishga zarar yetkazadi
- Cheklangan desorbsiya yo'llari tufayli metanni qayta tiklash darajasining pastligi
- Suvni tozalash va quduqlarni ta'mirlash xarajatlarining oshishi
Masalan, real vaqt rejimida monitoringsiz an'anaviy kimyoviy to'xtatuvchilardan foydalanish hazm bo'lmagan polimer parchalarini qoldirishi, CBM ishlab chiqarish va samaradorligini pasaytirishi mumkin.
6. CO₂ sinishi ko'mir qatlamidagi metan operatsiyalarida sinish suyuqligining yopishqoqligiga qanday ta'sir qiladi?
CO₂ sinishi CO₂ ni sinish suyuqligi aralashmasiga ko'pik yoki o'ta kritik suyuqlik sifatida kiritadi. Bu gelning kimyoviy o'zaro ta'sirini va reologik xususiyatlarini o'zgartiradi va quyidagilarga olib keladi:
- CO₂ hajm ulushi, siljish tezligi va haroratning oshishi bilan yopishqoqlik tez pasayadi
- Agar yopishqoqlik juda tez pasayib ketsa yoki qoldiqlar saqlanib qolsa, matritsa shikastlanishi mumkin
- Samarali proppant tashish va gelni samarali parchalash uchun yopishqoqlikni barqarorlashtirish uchun ixtisoslashgan CO₂ quyuqlashtiruvchilari va sirt faol moddalariga ehtiyoj
Operatorlar ushbu dinamikaga javoban to'xtatuvchining dozasini sozlash uchun real vaqt rejimida yopishqoqlik monitoringidan foydalanishlari kerak, bu esa gelning to'liq parchalanishini ta'minlaydi va ko'mir qatlamini himoya qiladi.
Joylashtirilgan vaqt: 2025-yil 6-noyabr
