182540. lajstromszámú szabadalom • Furt kutak, főleg szénhidrogén- és/vagy víztároló telepek leművelését szolgáló kutak szilárdanyag beáramlásának megakadályozására szolgáló berendezés
182540 4 3 A találmány tárgya fúrt kutak, főleg szénhidrogén- és/vagy 1 víztároló telepek leművelését szolgáló kutak termelvényének szilárdanyag mentesítésére szolgáló berendezés. Ismeretes, hogy a szénhidrogén- és víztároló telepek döntő többségükben üledékes kőzetekben, ezen belül is túlnyomórészt a homokkő nagyszámú változatából felépült kőzetekben helyezkednek el. Az általában nem magasfokú cementáltság és a porózus struktúra következtében a telepbe a kútba áramló termelvény eróziós hatása csökkenti a tároló kőzet szemcséi között fennálló kohéziót, ezáltal fizikailag is bontja a tároló kőzetet. A termelés során levált szemcsék a kútba kerülnek. A kútban uralkodó áramlási viszonyok és a gravitáció kölcsönhatásának eredőjeként a szilárdanyag beáramlás fokozódó negatív következményei az alábbiak lehetnek: A szilárdanyag a kútból a termelvénnyel együtt a kútfejre jut, majd a gyűjtő- és előkészítő rendszer kialakításától függően annak különböző helyein leülepedve jelentkezik, hasznos tereket és felületeket kapcsolva ki a technológiai folyamatból, minthogy általában érinti a felszíni technológia egészét. Útja során kifejti legkárosabb hatását, az eróziós hatást. Ezen jelenségnek a termelés folyamatában beláthatatlan, súlyos anyagi, biztonságtechnikai, munkavédelmi következményei lehetnek. Példaként említjük a kútkitörések, vezetéklyukadások veszélyét, továbbá a rekonstrukciós építési tevékenység vonzataként jelentkező utólagos, időelőtti beruházások szükségességét. A szilárdanyag fajlagos mennyiségének, szemcseméretének és a függőleges többfázisú áramlás sebességének viszonya olyan is lehet, hogy a beáramló szilárdanyag mennyisége nem került teljes egészében kiemelésre. A kútáram feldúsul szilárdanyagban, az „in situ” keverék-, a fajsúly megnő, a kiemelés ezért megszűnik a termeltethetőség esélyével együtt. Szélső esetben a földtani készlet alapján a műrevaló készlet elveszti kitermelhetőségét. A fúrt kutak termelvényének szilárdanyag-mentesítésére szolgáló berendezések, eljárások kiemelt jelentőségét a fentiek indokolják. Ezért gyakorlatban olyan eljárások és berendezések ismeretesek, amelyek a szilárdanyag-mentesítés célját szolgálják. Az ismert eljárások és berendezések három fő csoportba sorolhatók: — szilárdanyagleválasztás a felszínen, szeparálással; — szilárdanyag megkötés a tároló rétegben mesterséges úton, általában műanyagokkal való cementálással; — szilárdanyag visszatartása a rétegben valamely szűrőberendezéssel. Az első csoportba tartozó eljárások hátránya, hogy a készülékek („homokszeparátorok”) számának csökkentése nagyban lecsökkenti a felszíni gyűjtő- és kezelő technológia védett létesítményeinek körét: ugyanakkor a készülékek számának a lehetséges felső határig (a kutak számáig) történő növelése, — annak ellenére, hogy a beruházási és üzemeltetési költségeket hallatlanul megnöveli - nem nyújt teljes védelmet. A kútfejen elhelyezett homokszeparátor nem védi ugyanis sem a kútszerel vényt, sem a mechanikus termelőberendezést a homok erodáló, koptató hatásától, nem beszélve arról, hogy a szeparált homok elszállítása, elhelyezése a lehetséges környezetszennyező hatás következtében igen súlyos üzemviteli gondot okozhat a jelentős szállítási költségek mellett. A második csoportba tartozó eljárások hátránya relatíve igen magas költségigényük mellett két fő problémából adódik. A tárolóréteg inhomogén felépítése miatt nem biztosítható minden esetben, hogy a cementáló anyag beáramlása a kúttalpról a tároló felé minden irányba meginduljon, ezért az el nem árasztott, vagy kevésbé elárasztott irányból való termelés esetén a belépő kútáram szilárdanyagtartalma nem csökken. További hiányosság, hogy az elárasztott irányokban a szilárdanyagmegkötéshez szükséges hatósugár létrehozását olyan nagymennyiségű kötőanyaggal és olyan technológiával lehet megkísérelni, amely egyben a kútközeli zónában levő tárolókőzet porozitásának és permeabilitásának igen kis értékre történő lecsökkenését okozhatja, azaz a kút megszűnik folyadéktermelő lenni. Az első és második csoportba tartozó eljárások egyfajta kombinációját alkotják a termelőcsővel kútba építhető homokszeparátorok. Hátrányuk, hogy a szeparált homok tárolására szolgáló tér a kútban véges, illetve a homok eltávolítása a tárolótérből költséges. Szeparálási hatásfokuk csak igen kis szüárdanyagtartalom és változatlan üzemviszonyok mellett kielégítő. A tapasztalatok szerint ezek a megoldások nem elégítik ki a fluidumtermelés üzemviszonyai és igényei által támasztott követelményeket, ezért nem is terjedtek el a gyakorlatban. A harmadik csoportba tartozó eljárások megoldásuk elvét tekintve korszerűek, főként azért, mert egyaránt védik a kút mélybeni szerelvényeit, a mechanikus termelőberendezést, a kútfejszerelvényt és a felszíni gyűjtő- előkészítő technológiai berendezések egészét. A szilárdanyagot az eljárás értelmében nem akarják sem kiemelni, sem a rétegben cementáltan megkötni. Céljuk a szilárd anyag tároló rétegben történő benntartása a homokszemcsék levált, cementálatlan állapota mellett, tudomásul véve és elfogadva a termelékenységi tényező csökkenését. Az ezen csoportba tartozó eljárások megfelelő készülék hiányában nem tudtak kellő fejlődésnek indulni. Az olajiparban lényegében két olyan készülékcsalád ismeretes, amelyeket általában alkalmaznak és amelynek a szilárdanyagmentesítő eljárások említett harmadik csoportjához tartoznak. Ezek főbb ismérvei az alábbiak: Általában különféle finomságú huzalból készült, különböző lyukméretű szitaszövetek, melyek egyszerű szűrőként vannak kútba beépítve. Hátrányuk a durva szűrés mellett az, hogy nagyobb nyomáskülönbség hatására átszakadnak. A szűrés hatásfoka rossz. Ismeretesek a finom résméretű mechanikus szűrők is, melyek működési mechanizmusuknál 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
