МҰНАЙ –ГАЗ ІСІ НЕГІЗДЕРІ
МҰНАЙ - ГАЗ ІСІ НЕГІЗДЕРІ
Мамандығы: 5В070800 - Мұнай-газ ісі
ДӘРІС КЕШЕНІ
1-дәріс. Кіріспе. Мұнай және газ өнеркәсібін шолу. Мұнай және газ саласын талдау. Мұнай және газ ісінің даму кезеңдері
Мұнай мен табиғи туындылардың Жердің бетіне шығатыны туралы жергілікті халыққа ежелгі кезден белгілі болды. Бұған Майтөбе (масляный холм), Қараарна (черное русло), Майкөмген (место захоронения масла), Қарашүңгіл (черная впадина), Жақсымай (хорошее масло), Қарамай (черное масло), Қаратоң (черный затвердевший грунт), Мұнайлы (нефтяное) және басқалары сияқты көптеген орографиялық және гидрографиялық объектілер: шатқалдардың, бұлақтардың, құдықтардың және т.с.с. қазақша атаулары соған айғақ..
Атырау облысының аймағындағы мұнай туралы алғашқы мәліметтер 1717 жылы І Петрдың Жарлығымен Ембі өзенінің төменгі ағыны арқылы Хиуаға әскери-топографиялық экспедицияны ұйымдастырған Бекович-Черкасскийдің жазуларында, одан кейін 1869 жылы географ Н. Северцевтің жарияланған есебінде (Ш.Есенов және басқалары, 1968) анықталды.
1768 жылы ұйымдастырылған ғылыми экспедицияның есептерінде Батыс Қазақстанның геологиясы мен пайдалы қазбалары - көмір, мұнай, жанғыш жіктастар мен минералдық заттар туралы кейбір мәліметтер бар.
1874 жылы Қарашүңгілдегі, Доссор мен Иманқарадағы мұнайдың шығуын зерттеген Ресейдің Геологиялық комитетінің тау-кен инженері Д.Кирпичников: Мұнайдың қорлары бар екені сөзсіз, алайда, ауызсу, елді мекендермен қатынасу жолдары, пішендікке ыңғайлы шабындықтар мен дала болмағандықтан, бұл байлақты пайдалану өте қиын деп жазған.
Мұнай кәсіпшілігі Қазақстан Республикасының экономикасында алдыңғы қатарлы орында тұр. Елімізде өндірістің өсуі транспорт, ауыл шаруашылығының жеңіл және ауыр кәсіпшілігінің дамуына әрекеттеседі.
Қазақстан территориясында 214 мұнай және газ кен орындары бар. Олардың 81-і игерілуде.
Қазақстан Республикасы қазіргі таңда дүние жүзіндегі ірі мұнай өндіруші елдердің қатарына қосылды. Қазақстан дәлелденген қоры және мұнай өндіру көлемі бойынша ТМД елдерінің арасында екінші, ал газ бен конденсаттың қоры бойынша - төртінші орын алады.
Еліміздің территориясында 130 газ кен орындары бар, оның 113-і ұсақ кен орындары. Дәлелденген қорлары - 2,3 трлн. м3 (Қарашығанақ - 1,3 трлн. м3). Каспий теңізінде болжамды қорлары 6-8 ирлн. м3.
Табиғи газдың негізгі қоры екі облыста шоғырланған: Батыс Қазақстандағы (Қарашығанақ) және Ақтөбедегі (Жаңажол). Мұнай кен орындарындағы ілеспе мұнай газының потенциялы зор.
Қазақстан Республикасындағы шикізаттардың дәлелденген мол қорымен қатар болжамды ресурстар көлемі де баршылық.
Республикамыздағы мұнайдың құрлықтағы болжамды алынатын қоры 7,8 млрд. тонна және оның 23 бөлігі Батыс Қазақстанда шоғырланған, ал табиғи газдың болжамды қоры 7,1 трил.м3 болып табылады.
Каспий теңізінде мұнай-газ қоры да мол. Каспий теңізінің солтүстік-шығыс бөлігіндегі Шығыс Қашаған құрылымына бұрғыланған барлау ұңғыларның нәтижесінде мұнай мен газдың өнеркәсіптік мол қоры дәлелденген. Ал Каспий теңізінің Қазақстандық секторында болжамды қорлары 15 млрд. тонна мұнай эквивалентін құрайды.
Қазіргі кезде Каспий маңы ойпатында, Солтүстік Үстіртте, Маңғышлақ пен Оңтүстік Торғай ойпатында орналасқан 60-қа жуық кен орны игерілуде.
Мұнай өндірудің бүгінгі таңдағы әдістері мен технологиялары қабатта шоғырланган мұнайдың 70%-ке дәйінгі мөлшерін шығарып алуға мүмкіндік береді. Алайда мұна йалудың орташа коэффициенті әдетте 0,3-0,4 көрсеткіштерге сәйкес келеді, яғни мұнайдың өндірілмек қоры оның геологиялық қорының 30-40%-ін ғана құрайды.
Мұнай және газ кәсіпшілігінің дамуы өндіріске жаңа техника мен техгнологияны автоматтандыру және автоматтандырылған басқару жүйелерін енгізумен сипатталады.
Мұнай өнеркәсібінің қарқынды дамуына байланысты ұңғы өнімін кәсіпшілікте жинау, тасымалдау және дайындау жүйесін жетілдіру мәселесіне көп көңіл аудару қажет.
Қабаттардың қасиеттері мен ұңғының өнімділігін зерттеу үшін гидродинамикалық зерттеулердің əр түрлерін (əдістерін) қолданады, оларды екі топқа жіктеуге болады. Бірінші топқа қалыптасқан режимде ұңғы өнімін алып зерттеу əдісі жатады, екіншіге - қалыптаспаған режимде ұңғы өнімін алу əдісі.
Зерттеулерді жүзеге асырудын техникасы мен технологиясы мұнай мен газды өндірудің тəсіліне байланысты, олар кітаптың сəйкес тарауларында айтылады. Ұңғы жұмысын бақылаудың нəтижелері бойынша қабаттардың қасиетін зерттеудің жалпы теориялық негізін осы жерде қарастырып өтеміз.
Өткен ғасырдың 90-жылдары Қазақстанда мұнай корпорацияларының іс-әрекетін стандарттайтын процедуралар мен ережелерді қалыптастыруға емес, жер қойнауын пайдалануға құқық беруге бағытталған жер қойнауын пайдалану типі қалыптасты. Жер қойнауын пайдалану құқығын алған соң мұнай-газ корпорациялары өз шығындарын аса жылдам қайтаруға тырысты. Бұл мақсаттарына қол жеткізуде олар қорлардың ең жақсы бөліктерін қарқынды түрде өндіріске қолдануға кірісті. Қазіргі кезде мұнай-газ компанияларының қолында жер қойнауларының 90 пайызынан астамын қолдануға лицензиялары бар. Оның басым бөлігі ірі корпорациялардың қолында. Нәтижесінде көптеген шаруашылық жургізуші субъектілерінде инновациялық сипаттағы техникалық және технологиялық шешімдерді жүзеге асыруға ынталары жоқ. Бұл жағдайда мұнай өндірісінің оң динамикасы ең жақсы кен орындарының ең жақсы бөліктерін таңдамалы түрде өндіру негізінде қамтамасыз етіледі. Жағдайдың осылай қалыптасуына соңғы жылдардағы әлемдік мұнай бағасының жоғары болуы да өз ықпалын беріп отыр. Қарастырылып отырған контексте капиталды емес активтердің, яғни еңбек пен мұнай-газ компанияларының иелігіндегі мұнай-газ ресурстарын дайындау лицензияларының салыстырмалы арзан екенін айта кеткен жөн. Еңбектің салыстырмалы арзан бағасы жоғарыда аталған тенденцияның басты факторы десе болады. Екінші факторға тоқталатын болсақ, мысалы, соңғы он жылда көмірсутек қорларының бір тоннасын өндіру құқығын алу 2 доллардан астам тұрған екен, ал шығындарды көп қажет ететін, тәуекелі жоғары жаңа бөліктердегі іздеу және барлау жұмыстары, яғни қордың бір тоннасын өндіруге дайындау 4-6 доллар тұрған [2].
Аталған факторларға қарамастан, жер қойнауын өндіру саласындағы рационалдау үдерісі орын алуда. Рационалды жер қойнауын пайдаланудың дамуын сипаттайтын жалпы көрсеткіштердің бірі болып мұнай өндірудің дәстүрлі емес әдістерінің артуы табылады. Мұндай әдістерді ірі мұнай өндіруші компаниялардың біразы ғана қолданады. Соңғы 3-4 жылда "ТеңізШевройл", "Қазмұнайгаз" және тағы басқа ірі мұнай-газ компанияларында жаңа технологияларды, соның ішінде қабаттар қайтымдылығын жоғарылату әдістерін қолдану артқан. Мұның негізгі себебі ірі компаниялар бұл әдістерді қолдану арқылы қолында бар кен орындарын барлау және дайындау лицензиялары негізінде бақылауындағы қорлардағы өндіріс көлемін инновациялық әдістер арқылы арттыруға мүмкіндік алады. Көлденең бұрғылау, бүйір тұрықтарын бұрғылау, гидро-айырым операцияларын қолдану, қабаттағы қысымды арттырудың заманауи технологиялары дәстүрлі бұрғылаумен салыстырғанда капитал сыйымдылығын біршама төмендетеді. Бірақ жер қойнауын пайдаланудағы жаңа әдістердің үлесінің динамикасы жоғары емес.
Соңғы жылдардағы қазақстандық ірі мұнай өндіруші компаниялардың инновациялық өнім көлемі көрсеткендей, жалпы мұнай-газ компанияларына қатысты инновациялық өнім, өндіру мен өңдеудің жаңа әдістері үлесінің динамикасы жоғары емес. Статистика көрсетіп отырғандай, мұнай өндіру саласындағы мемлекеттік реттеу, соның ішінде салық салу да ірі мұнай өндіруші кәсіпорындарға өндірісті тұрақты түрде технологиялық жаңартуға сенімді мотивация тудырмайды. Осылайша, ірі мұнай өндіруші компаниялар кен орнын іздеу, барлау, дайындау жұмыстарын жүргізгенде заманауи техникалық шешімдерді қолданып отырғанына қарамастан, Қазақстанның мұнай өндіру комплексінде инновациялық процестердің тұрақты оң динамикасы мен оларды дамытудың үрдісі әзірше байқалмайды. Инновациялық жобаларды дайындау мен зерттеуге бөлінетін ішкі шығындар өсімі динамикасы соңғы жылдары әзірше тұрақты сипат алған жоқ. Мұнай саласы бойынша инновацияларға тиесілі табыс үлесін көрсету арқылы жоғарыда аталған тұжырымды растауға болады [3].
Жоғарыдағы мәліметтер мұнай өндіруші корпорациялар жаңа технологияларды, көмірсутек кен орындарын игеруде, дайындауда жаңа заманауи тәсілдерді өте аз қолданатынын, қорларды игерудің кешендік сипатының жоқ екенін көрсетеді.
Алдыңғы қатарлы корпорациялардың инновацияға бағытталған қызметі өндіруші өнеркәсіптің негізгі көрсеткіштер динамикасына, соның ішінде көмірсутек қорларын игеру тұрғысынан аса маңызды нәтижелік көрсеткіш - мұнай алу коэффициентіне де мардымсыз әсер етуде. Жоғарыда аталғандар Қазақстанның жер қойнауын рационалды пайдаланудың құқықтық-экономикалық режимі өзінің дамуын қажет ететінін дәлелдейді. Соның ішінде институтционалды реттеу механизмдерін жетілдіру мәселесі өзекті болып тұр. Мұнай өндірісінде орын алып жатқан оң инновациялық өзгерістер халық шаруашылығы мен жалпы қоғамды дамытуға жеткіліксіз. Шет елдің үздік тәжірибесін қарастырып, еліміздің мұнай өндіру саласындағы мемлекеттік реттеу механизмдерімен салыстыра отырып, жақсысын таңдау қажет.
НӘ: 1, 2
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Мұнай және газ ісінің даму кезеңдері
2. Мұнай және газдың халық шаруашылығындағы маңызы
3. Мұнай және газ қорлары.
Модуль 1. Мұнай және газ геологиясының негіздері
2-дәріс. Тау жыныстарының топтамасы, тау жыныстарының коллекторлық қасиеттері, кеніш және кен орны туралы түсінік
Минералдар - жер қабығындағы физика-химиялық табиғи процестерден пайда болған өзінің химиялық құрамы мен физикалық қасиеттері тұрақты болатын қосындыларды атайды.
Тау жыныстары - бір немесе бірнеше минералдардан құралған жер қабығындағы геологиялық денелерді атаймыз.
Жаратылу тегіне байланысты тау жыныстары магмалық, шөгінді және метаморфтық деп үш үлкен топқа жіктеледі.
Магмалық тау жыныстары - жер қойнауындағы болатын силикатты балқыма-ерітіндінің (магма) жер бетіне жетіп (лава ) қатаюынан немесе жер қойнауында кептеліп кристалдануынан пайда болатын тау жыныстарын атайды. Магмалық жыныстар көбіне кристалды құрылымды болып, нығыз қатты біркелкі массивтер түзеді. Олардың үлгісі ретінде тереңде кристалданған гранитті, немесе жер бетінде төгілген базальтты айта аламыз.
Шөгінді тау жыныстары - жер бетіндегі су бассейндерінің түбінде органикалық және органикалық емес заттардың шөгуінен пайда болады. Байырғы жыныстардың экзогендік процестер әсерінен бұзылған түйіршіктері мен жануарлардың, өсімдіктердің қалдықтары біртіндеп шөге келе қабаттар түзу арқылы шөгінді тау жыныстарын қалыптастырады. Шөгінді тау жыныстары жаралу тегінде байланысты үгінді (механикалық шөгінділер), химиялық (хемогенді), органогенді және аралас топтарға жіктеледі.
Метаморфтық тау жыныстары - шөгінді және магмалық типті тау жыныстарының тереңге батып өзгеруінен жаралған жыныстарды атайды. Өскен температура мен қысым әсерінен бұрынғы нығыз, сом магмалық жыныстар тақталанып, ал шөгінді жыныстар кристалл құрылымды жынысқа көшуімен тау жыныстары әжептеуір өзгерістерге ұшырап, жаңа қасиеттерге ие болады. Көптеген метаморфтық жыныстардан кварциттерді, мәрмәрді, әртүрлі тақтастарды, гнейстерді атаған жөн.
Шөгінді тау жыныстарының ең басты көрінісі олардың бір-бірімен үнемі параллел, немесе параллелге жақын орналасуы. Оны жыныстың қаттасуы дейді. Жыныс қабаттары бір-бірінен құрамы, құрылысы, түзілімі және түсі арқылы ажыратылады.
Шөгінділердің жеке қабаттары (тастары) бір-бірінен қаттасу шектерімен ажыратылады. Қабаттың төменгі межесін оның т а б а н ы дейді, үстіңгі шегін оның ж а б у ы дейді. Ендеше, астыңғы қабаттың жабуы үстіңгі қабаттың табаны болғады.
Шөгінді жыныстардың әуелгі пішіні біркелкі жыныстардан түзіліп горизонталь қабаттарда жатады. Дегенмен кейіннен жер қабығында дүркін-дүркін өтетін қозғалыстар әсерінен шөгінді жыныстардың горизонталь жатуы бұзылады да, қабат әртүрлі еңкіш бағытта құлайды. Көлбеу құлаған қабаттың қалыңдықтарын нақтылы, горизонталь және тік бағытта өлшейді.
Қабаттың н а қ т ы л ы қ а л ы ң д ы ғ ы деп кез-келген нүктеден оның жабуынан табанына түсірілген перпендикулярдың ұзындығын атайды (1 сурет, АС).
Қабаттың г о р и з о н т а ль қ а л ы ң д ы ғ ы осы бағыттағы жабуы мен табаны арасындағы сызықтың ұзындығымен өлшенеді (1 сурет, АБ).
Қабаттың ті к қ а л ы ң д ы ғ ы - кез-келген нүктеден тік бағыттағы жүргізілген табан мен жабу арасындағы сызықтың өлшемі (1 сурет, АД).
Жер астында болатын процестер әсерінен жер қабығындағы қозғалыстар үш түрге бөлінеді: тербеліс, қатпар құрушы және жарылыс. Алдыңғы екі қозғалыстардан тау жыныстарының қабаттары иіліп, майысады, ал үшіншісінен жыныс қабаттары сынып, жарықшақтанады.
Т е р б е л і с қ о з ғ а л ыс т а р д а н жер қабығының жеке аймақтары тік бағытта төмен құлдырайды немесе жоғары көтеріледі. Тербеліс қозғалыстары қай заманда болсын ұдайы өтіп тұрады. Бұлардың нәтижесінде шөгінді қабаттар аздап майысып, горизонталь жатқан қабаттар өздерінің горизонталь жатысын жоғалтып, өте жатық ойыстар (синеклизалар) мен көтерілімдер (антеклизалар) құрайды. Олар ішінара тағы да кішігірім ойыстар мен көтерілімдерге тап болады.
1 сурет. Еңкіш жатқан қабат.
Қ а т п а р л ы (пликативті) қ о з ғ а л ы с т а р нәтижесінен қатпарлар түзіледі, яғни қабаттар толқын тәрізді иілімдер құрайды (1 сурет).
Осы иілімдердердегі тау жыныстарының жасына қарай қатпарларды екі түрлі атайды. Егер өзегінде жас жыныстар, қанатында көне жыныстар жатса қатпарды с и н к л и н а л дейді. Оның майысуы төмен қарайды да, қанаттарындағы қабаттар бір-біріне қарай беттеседі. Ал егер өзегі көне қабаттармен толып, қанаттарында жас қабаттар жатса ондай қатпарларды а н т и к л и н а л деп атайды. Оның майысу доғасы жоғары қарайды да, қанаттарындағы қабаттар кері жақтарға құлайды. Жапсарлас антиклинал мен синклинал бірігіп т о л ы қ қатпар құрайды.
Жарықтар (дизъюнктивтік) деформациялар кезінде жердің ішкі күштерінің салдарынан қабат жарылып кетеді. Содан пайда болған жарықты бойлап қабаттың екі қабаты бір біріне жылжиды. Жарықтың өзімен қоса бұл жерде лықсыма, ығыспа, жылыспа, бастырма түрлері болады.
Жоғарыда айтылған деформациялар бірігіп жер қыртысының алғашқы құрылымы мен жер бетінің бедерінің өзгертуіне әкеледі. Жер қыртысында әлденеше геологиялық құрылымдар пайда болады, олардың ішінде ең ірілері платформалар мен геосинклиналдар (қатпарлы құрылымдар).
П л а т ф о р м а л а р - жер қабығының негізгі тектоникалық құрылымы. Оларға негізінде шамалы амплитудадағы тербеліс қозғалыстары тән, себебінен өзінің байырғы құрылымын кілт өзгерте алмайды. Платформалар екі үлкен қабаттан құрылады. Төменгі қабаты күшті метаморфталған, бұзылған өте көне (докембрий) жыныстардан құралады, ал үстіңгісі одан жас фанерозойдың жыныстарынан түзіледі.
Г е о с и н к л и н а л - жер қабатының ең қозғалысты аймақтары. Сондықтан олар қалың (бірнеше мың метр) әртекті жыныстар қабаттарынан құралады. Геосинклиналдар даму жолында екі сатыдан өтеді. Алғашқы сатысында ол өркенді төмен майысқан теңіз бассейнінің табаны болады да онда әртүрлі шөгінді және вулканды жыныстар үймелейді. Екінші сатысында геосинклиналдар қатпарланып, жоғары көтеріліп таулы қатпарлы жүйеге айналады. Мысалы - Орал, Сарыарқа, Кавказ, Қырым, Копет-Даг. Геосинклиналдар қазіргі кезде де дамуда. Осындай даму үстіндегі ретінде Жапонның Камчатка-Курил аралдарын және олармен жапсарлас теңіздің терең науаларын айтамыз.
Кеуектілік. Тау жыныстарының арасындағы барлық қуыстардың аумағын ақиқаттық немесе теориялық кеуектілік деп атайды. Жыныс арасындағы қуыстарды қосқандағы қосынды көлемін алынған жыныстың сыртқы аумағына қатынасы кеуектілік коэффициенті деп аталады. Ол былай табылады:
(1)
Kк - жыныстың кеуектілік коэффициенті; Vк - жыныстың (үлгінің) қуыс көлемі; V - сол жыныстың (үлгінің) аумағы.
Кеуектіліктің проценттік мағынасын табу үшін 1 формула арқылы табылған мағынаны 100-ге көбейту керек:
(2)
мұндағы: kк - жыныстың кеуектілік проценті.
Қуыс-кеуектердің мұнайға, суға, газға қанығуы және олардың қуыс қаналдарымен жылжуы қуыстың аумағына байланысты. Көлденеңі ірілеу қуысқа сұйық оңай кіреді де ол тартылыс күшінің әсерінен кеуектің саңлауларымен әжептеуір жылжиды. Майда кеуектерге (капилляр кеуектер) сұйықтың енуі үшін күшті қысым керек болғандықтан сұйықтың кеуектік қаналдармен жылжуы қиынға түседі.
Өткізгіштік. Шөгінді тау жыныстарының өз бойынан қысыммен сұйық (мұнай, су) пен газ өткізу қасиетін өткізгіштік деп атайды. Өткізгіштік - тау жыныстарының коллекторлық сипаттамаларының негізгі көрсеткіштерінің бірі. Өткізгіштік жыныс ішіндегі сұйықтың көлемін сипаттамайды; ол тек қана сұйық пен газдың кеуектік саңлауын бойлап жылжу қабілетін көрсетеді.
Мұнай мен газ орналасқан қабаттардың өзінен сұйық пен газды өткізу қабілетін өткізгіштік коэффициенті арқылы білуге болады:
(3)
мұнда, kө - өткізгіштік коэффициентті; Q - үлгіден өтетін сұйықтың шығымы см3сек; - сұйықтықтың тұтқырлығы, спз; L - үлгі тастың ұзындығы, см; F - үлгі тастың кесін ауданы, см2; (P1 - P2) - үлгінің басы мен аяғындағы қысым айырмашылығы, атм.
Шөгінді тау жыныстарының өткізгіштігін өлшеу үшін Дарси (д) немесе оның мыңнан бір бөлігі миллидарси (мд) өлшем бірлігі қолданылады.
Коллекторлар - сұйық пен газды өзінен өткізе алатын және олар үшін қойма бола алатын кеуекті және жарықшақты тау жыныстарын айтады.
Табиғи резервуарлар - деп жер қойнауында мұнай, газ және су орналасқан коллекторлардың үстіңгі және астыңғы жағы сұйықтық пен газды өткізбейтін (немесе нашар өткізетін) жыныстармен қоршалған табиғи қоймаларды айтады.
Жер қойнауында табиғи резервуарлардың бірнеше түрлері кездеседі.
Массивтік резервуарлар - қалыңдығы едәуір кеуекті жыныстардан құралған бірнеше қабаттан тұратын, асты мен үстіңгі жақтары сұйықтық пен газды өткізбейтін жыныстардан құралған табиғи қоймаларды атайды. Көп жағдайларда мұндай резервуарлардың астыңғы жағында тек қана ортақ - мұнай-су шекаралығы болады. Осындай резервуарлардың қатарына жабыны мен табаны сазбен қоршалған жарықшақ қалың әктастан тұратын қабаттар жатады.
Литологиялық шектеулі резервуарлар - деп жер қойнауында жан-жағы литологиялық өткізбейтін тау жыныстарымен қоршалған кеуекті және өткізгіш резервуарларды айтады.
Табиғи резервуарлар көбінесе суға қаныққан болады. Жер қойнауында пайда болған мұнай мен газ алғашқы қонысынан көшу (миграция) арқылы коллекторлы резервуарларға кездескеннен кейін, өздерінің тығыздығына сәйкес судан өтіп, жоғары - су бетіне көтерілуге тырысады. Осыған байланысты резервуар ішінде су (астында), мұнай (ортасында), газ (жоғарыда) орналасады.
Ұстағышы (тұтқыш) - деп мұнай-газ шоғырларын өз бойына жинап, қоршап сақтауға қабілеті бар тау жыныстарының жиынтығын айтады.
Мұнай-газ ұстағыштары резервуардың бөлімшесі іспетті.Табиғатта мұнай-газ ұстағыштарының бірнеше түрлері кездеседі. Олардың негізгілерінің қатарына дөңбек күмбезді және литологиялық шектелген ұстағыштар жатады (2 сурет).
Дөңбек күмбез ұстағыштар - антиклиналдық иілімдерде пайда болып, жабыны мен табаны өз бойынан сұйықтық пен газды өткізбейтін тау жыныстарынан құралады. Бұл жағдайда мұнай мен газ дөңбек күмбез құрылымының жоғарғы жағындағы ұстағышқа тап болып, сол жерге жиналып, кұрылымның тұлғасына сай орнығады (2, а-сурет).
Литологиялық экрандалған ұстағыштар. Мұнай мен газдың шоғырлануына ұстағыштың пішіні тек қана антиклинал болуы шарт емес, кей жағдайларға мұнай мен газға қаныққан қабаттар өткізгіштік қабілеті жоқ тау жыныстарымен қоршалуы да мүмкін мұндай ұстағыштарды литологиялық экрандалған деп атайды (2, б-сурет).
Тектоникалық кедергілі ұстағыштар. Ұстағыштардың кейбір түрлері жердің тектоникалық жарықтарымен байланысты болуы да мүмкін. Мұндай мұнай-газ жатақтарын тектоникалық кедергілі ұстағыштар деп атайды (2, в-сурет).
Стратиграфиялық кедергілі ұстағыштар. Бұл жағдайда құламалы мұнай-газ қабаттары горизонтал орналасқан нашар тау жыныстарынан құралған қабаттар құнарлы горизонттарға кедергі келтіріп, қорды сақтауға көмек келтіреді(2, г-сурет).
2- сурет. Ұстағыштардың (тұтқыш) түрлері
Мұнай және газ кен орындары
Кеніштер. Мұнай-газ бар ұстағыш құрылымдарды кеніш деп атайды.
Мұнайгаз кен орындары. Жер қойнауында бір тектес құрылымдағы мұнай мен газ кеніштерінің жиынтығын мұнай және газ кен орындары деп атайды. Мұнай газ кен орындары көмірсутектерінің алғаш пайда болған жері емес, олардың көшіп-қону (миграция) арқылы әр түрлі құрылымдарға шоғырланып жиналған орны.
Кен орындары қор мөлшеріне байланысты ірі, орташа және ұсақ болып бөлінеді. Қоры көп мұнай алаңдарын игеру мәселесі экономикалық тиімдіболып келеді.
Қор мөлшеріне және сапасына байланысты баланстық және баланстан тыс қорлар болып екі топқа бөлінеді. Баланстық қор өндіруге пайда келтіретін, ал баланстан тыс қорлар таяу мезгілдерде игеруге пайда келтірмейтін қорлар.
Кен орындарының тілмесінде бір немесе бірнеше мұнай-газ кеніштері кездеседі. Тілмеде тек қана бір кеніш (горизонт) кездесіп, оның қорын игергенде экономикалық пайда келетін болса, ондай шоғырды - кен орны деп те атауға болады.
Кен орындары тек табиғи бір текті құрылымдар арқылы ғана бөлінбейді. Кей жағдайларда көлем пішіні созылыңқы моноклиналдарда кен орындары шұбатылып, түрлі кедергілерге тіреліп орналасуы мүмкін. Кен орнында бірнеше түр бойынша топтасқан әр типті кеніштер кездесуі де мүмкін.
Жер қойнауындағы геосинклиналдық және платформалық құрылымдармен байланысты екі түрлі кен орындары кездесетін жағдайлар бар. Оның екі түрі бар:
І сынап - геосинклиналдық облыстарда пайда болған кен орындары;
ІІ сынап - платформалық облыстарда пайда болған кен орындары.
І сыныпқа жататын кен орындары Кавказда, Кырымда, Шығыс Карпат, Түркмения, Ферғана, Өзбекстан, Тәжікстан, Сахалинде т. б. аймақтарда кездеседі. Қалған кен орындары ІІ сынапқа жатады, олар Еділ мен Орал аралығында, Батыс Сібір аймақтарында т. б. аудандарда кездеседі.
НӘ: 1, 2, 4; ҚӘ: 2
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
4. Қандай тау жыныстарында көмірсутектер болуы мүмкін?
5. Кеуектіліктің өткізгіштіктен қандай айырмашылығы бар?
6. Коллектордың резервуардан айырмашылығы не де?
7. Табиғатта резервуардың қандай түрлері кездеседі?
8. Ұстағыш дегеніміз не?
9. Табиғатта ұстағыштың қандай түрлері кездеседі?
10. Мұнай және газ кен орындары дегеніміз не?
3 - дәріс. Мұнай мен газдың физикалық қасиеттері. Мұнай, оның құрылымы және негізгі қасиеттері
Мұнай - деп құрамы күрделі көмірсутектерінен тұратын, жаңғыш табиғи сұйық затты айтамыз. Генетикалық тұрғыдан алғанда мұнай шөгінді тау жыныстары орталығында пайда болған, басқаша айтқанда мұнай тектерінің өзгерістерге ұшырауынан пайда болған органикалық заттардың қалдығынан өз алдына көшу (миграция) арқылы шоғырланып жиылған табиғи концентрат болып саналады. Мұнайдың түсі ашық сары, жасыл және қоңыр қошқыл, кейде қара түсті де болып келеді, оның түсі құрамындағы элементтерге байланысты болады. Кей жағдайларда түсі ақшыл мұнай да кездеседі, мысалы, Азербайжан мемлекетіндегі Сурахана кен орнынан ақтүсті мұнай өндіріліп келеді.
Химиялық жағынан мұнай сұйық көмірсутектерінің метандық (СnH2n+2), нафтендік (CnH2n), ароматтық (CnH2n-6) қатарларының күкіртті, азотты және оттекті қосылыстардың қоспаларынан тұрады. Мұнай құрамындағы шекті көмірсутектері (парафиндер); метаннан (CH4), этаннан (C2H6), пропаннан (C3H8), бутаннан (C4H10) бастап гексакантанға (C60H122) дейінгі көмірсутектерінен тұрады. Ароматтық көмірсутектері ретінде, бензолды (C6H6) мен дефелиннді (C6H5) атаймыз. Бұларда нафталин (C10H8) сияқты қоюланған жүйелер де ұшырайды. Нафтендер шекті және ароматтық көмірсутектер аралығынан орын алады. Мұнайда 82,5-87%-ке дейін көміртек, 11,5-14,5% сутек кездеседі.
Мұнайдың физикалық қасиеттеріне оның тығыздығы жатады. Бұл көрсеткіш тұщы судың тығыздығымен 1 гсм3 салыстырылады. Салмағына қарай мұнай ауыр және жеңіл мұнай деп екіге бөлінеді. Жеңіл мұнай қатарына тығыздығы 0,9 гсм3-ге дейінгі, ал ауыр мұнай қатарына тығыздығы 0,9 гсм3-ден жоғарғы мұнайлар жатады. Мұнайдың тығыздығы жоғарлаған сайын қайнау температурасы артады. Мұнай құрамында 0,001-5,3%, кейде одан да жоғарылау мөлшерде күкірт, 0,001-1,8% азот, оттегі 0,7%, 10%-тен көбірек парафин, 35%-ке дейін (әдетте 5-10%) асфальт-шайырлы заттар болады.
Мұнайың құрамын зерттеу мақсатында элементтк және фракциялық анализдер қолданылады. Фракциялық құрамына байланысты мұнай бензинді-керосинді және бензинсіз болып ажыратылады. Табиғатта метанды, метан-нафтинді, аз күкіртті және құрамында 2%-ке дейін күкірті бар мұнайлар көбірек тараған. Негізінде мұнай өз денесінен электр тогын нашар өткізеді, көбінесе өткізбейді. Мұнай суда ерімейді, бірақ тұрақты эмульсия құрауы мүмкін. Мұнайдың жылу бөлгіштік қабілеті 10400-11000 ккалкг шамасында, бұл ең жоғарғы жылу беретін отын қатарына жатады.
Жер қойнауындағы мұнайдың физикалық жағдайын оны жер бетіне шығарғандағы қасиетімен салыстыруға болмайды. Себебі, жер астында мұнай шығаруға температура және қабат қысымымен байланысты сақталады. Ал, оны жер үстіне шығарғанда температура төмендейді, қысым жоғалады және мұнайдан газ бөлініп шығады, осының салдарынан мұнайдың көлемі кішірейеді.
Жер қойнауындағы мұнай көлемінің жер бетіне шығарғандағы көлеміне қатынасы - мұнайдың көлемдік коэффициенті деп аталады. Ол былай жазылады:
(4)
мұндағы: b - мұнайдың көлемдік коэффициенті; Vқа - мұнайдың қабат бойындағы көлемі, м3; Vшығ - мұнайдың жер бетіне шығарылғандағы көлемі, м3.
Бұл коэффициент арқылы жер бетіне шығарылған 1 м3 мұнай жер астында қандай орын алатынын білуге болады. Көп жағдайларда бұл коэффициенттің мазмұны 1-ден артық болып, 3-ке дейін жетуі де мүмкін.
Мұнайдың негізгі қасиеттерінің бірі - тұтқырлық. Мұнай тұтқырлығының өндіріс саласындағы маңызы өте зор. Ол арқылы мұнай өндіру үрдісімен, оны құбыр арқылы айдағанда жұмыс қарқынына көптеген әсер келтіретіні белгілі. Тұтқырлығы төмен, жеңіл, сұйық мұнайлар құбыр арқылы тез өтеді, ал тұтқырлығы басым, қою мұнайды өндіру, жинақтау, құбыр арқылы жүргізу жұмыстары көптеген қосымша еңбекті керек етеді.
Негізінде мұнайдың тұтқырлығына әсер ететін жағдайлар оның құрамындағы парафин, шайыр қосымшалары және температура болып келеді.
Газ. Мұнай тектес табиғи жанар газдар жер қойнауындағы өз алдына жеке-жеке таза газ кендерін, болмаса мұнай ішінде еріп, тұтас мұнай-газ горизонттарын құрастырып немесе тікелей мұнай бетінде шоғырланып орналасады. Мұнай кеніштерін игеру, өндіру процесінде мұнаймен араласып, сыртқа шығатын газды - ілеспе газ деп атайды.
Жалпы алғанда мұнай қабаттарында, қандай мөлшерде болмасын, еріген газ кездеседі.
Жанар газдардың құрамы (СН) көмірсутектерінен тұрады, олардың ішінде метан, этан, пропан, бутан, пентан т. б. газдар кездеседі. Таза газдан тұратын горизонттардың құрамында метанның көлемі басымырақ келіп, аумағы 98%-ке дейін жетеді.
Газ құрамында жеңіл газдар (метан және этан) көп болған сайын оның салмағы жеңіл келуімен қатар тез қызу бөледі, ал ауыр газдардың құрамында метан мен этан аз мөлшерде болады.
Атмосфералық жағдайда (және 00С температурада) метан мен этан газ күйінде кездеседі. Пропан мен бутан газ күйінде кездессе де шамалы қысым арқылы сұйық көмірсутегіне тез айналады.
Газ - көлеміндегі жеңіл және ауыр (пропаннан жоғары) көмірсутектерінің құрамына байланысты - құрғақ және майлы газдар болып екі топқа бөлінеді.
Құрғақ газдар - қатарына ауыр көмірсутектерінен арылған, тек қана метаннан тұратын газдар жатады.
Майлы газдарға - ауыр көмірсутектеріне қанық, айыру процесінде олардан сұйық газбен бензинді газдар алуға болатын газдар жатады.
Тәжірибе-өндірісте 1 м3 құрғақ газ құрамында мөлшері 60 г.-ға дейін газды бензин болса, ал 1 м3 майлы газ құрамында 70 г.-нан артығырақ газды бензин кездеседі.
Майлы газдар көбінесе жеңіл мұнаймен, ал құрғақ газдар ауыр мұнаймен аралас келеді.
Газ құрамында аздаған көмірқышқыл газы, азот, күкіртсутегі, гелий т. б. кездеседі.
Газдың физикалық қасиеттерінің қатарына оның тығыздығы жатады. Ауамен салыстырғанда метанның тығыздығы 0,72 кгм3 болса, ал пентанның тығыздығы 3,2 кгм3-ге дейін жетеді.
НӘ: 1, 2, 3; ҚӘ: 2, 3
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Мұнай және газ дегеніміз не?
2. Мұнай құрамына қандай заттар кіреді?
3. Мұнайдың негізгі қасиеттері қандай?
4. Қайда, мұнайдың тұтқырлығы көп, қабатта әлде жердің бетінде?
5. Мұнайдың тұтқырлық коэффициенті дегеніміз не?
6. Мұнайдың тұтқырлық коэффициенті не үшін керек?
7. Қайда мұнайдың тығыздығы көп, қабатта әлде жердің бетінде?
8. Құрғақ пен майлы газдардың айырмашылығы не де?
9. Табиғатта қандай газ кең таралған?
4 - дәріс. Геологиялық барлау жұмыстарының кезеңдері және түрлері
Іздеу және барлау жұмыстары - жер қойнауында мұнай-газ кендерінің барлығын анықтау, ашу, олардың қорларының санын есептеу және кен орындарының игеру жобаларын жасау мақсатында жүргізіледі.
Кешенді іздестіру-барлау жұмыстарына алаңды геологиялық, геофизикалық және геохимиялық тұрғыдан зерттеу жатады, одан әрі кен орындарын түгелдей барлап, ұңғыларды қазу әдістері белгіленеді.
Іздеу жұмыстары бірнеше кезеңнен тұрады.
Бірінші кезеңде - жер бетінің жалпы геологиялық көрініс картасы жасалады. Осымен байланысты табиғи қалыптасқан тау жыныстарының ашылуына дейін жер беттері тазартылады да оның геологиялық бетбедерлерінің мүсіндері көрсетіледі.
Екінші кезеңде - зерттелетін алаңның геологиялық құрылысын, негізгі қабаттардың тұрпаты мен пішінін көрсету мақсатында тереңдігі 20 м-ден 300 м-ге дейін картировтық және құрылымдық ұңғылар қазылады. Алынған мағлұматтар бойынша шартты белгілерді пайдалана отырып, жер қабаттарының көнелігі мен аумағы көрсетілген геологиялық карта сызылады. Бұл карта ұңғылардың тілмесі, геологиялық пішіндер арқылы толықтырылып жазылады.
Құрастырылған стратиграфиялық тілмеде жер қойнауының қазылып өтілген тау жыныстарының сипаттамалары колонка арқылы көрсетіледі.
Геологиялық пішіндер қабаттың көтеріңкі бағытына қарама-қарсы бағытта масштаб бойынша тік жазықтыққа түсіріледі.
Табылған кен орнының пішінін толық дәлелдеу мақсатында геологиялық картаға қосымша материал ретінде, қазылған ұңғылардың көрсеткіштері бойынша, құрылымдық картасы жасалады. Құрылымдық картасында зерттелетін қабаттың бет-бедері (ойлықырлылығы) жарма сызықтар арқылы көрсетіледі.
Мұнай-газ кендерінің құрылымдарын жете көрсету, ондағы қордың мөлшері, ұңғыларды қазу керектігін дәлелдеп көрсету мақсатында іздестірудің екінші кезеңінде геофизикалық және геохимиялық зерттеулер жасалады.
Жоспарланған жұмыстар орындалып болғаннан кейін үшінші кезендік - ұңғыларды тереңдеп қазу басталады. Алғашқы қазылған ұңғы тілмесінде мұнай-газ белгісі пайда болып, өнім алынған жағдайда кен орындарын нақтылы барлау әдісі жүргізіледі. Құнарлы алаңдарда кемерлеу ұңғылары қазылып, кен орнының аумағы, қалыңдығы, мұнай-су шекаралары анықталады. Одан кейін бағалау, егжей-тегжейлі тексеру мақсатында т. б. категориялы ұнғылар тағайындалып, қазыла бастайды.
Кен орнының көлемі мен қоры сияқты қажетті мағлұматтар анықталып біткеннен кейін барлау жұмыстары аяқталып, енді мұнай мен газды игеру жұмыстары басталады, яғни бұл өндіру ұнғыларын қазуға ұштасады. Мұндай ұңғыларды арнайы, рет бойынша кен орындарына орналастырып қазып, олардан өнім алу мақсатында ғылыми-зерттеу институттарында немесе жергілікті ғылыми зертханаларда игеру жобалары жасалады.
Мұнай-газ кен орындарын іздеу-барлау жұмыстарының табысты болуы бастапқы кезеңде геофизикалық және геохимиялық зерттеу әдістерінің ең нәтижелі бағыттарын іріктеп, таңдап алып, оларды іске асырумен тығыз байланысты.
Геофизикалық барлау әдістерінің бірнеше түрі бар, олардың негізгілері сейсмикалық және электрлік әдіс.
Сейсмикалық барлау әдісі. Мұндай барлау тау жыныстарының, қабаттардың жарылған оқ дәрілер арқылы пайда болатын серпінді толқындарды өз бойларынан өткізуі, я болмаса кейін серпуі арқылы алынатын көрсеткіштер арқылы зерттеледі.
Жер қойнауындағы қабаттардың қайсыбірінде серпінді толқындар жылдам, ал қайсыбіріне жәй тарайтыны белгілі. Сейсмикалық барлау жұмысын жүргізу үшін белгілі бір қашықтықта шұңқырлар қазылып, олардың ішіне токтың әсерімен жарылатын дәрі салынады.
Оқ дәрінің жарылуына байланысты жер қыртыстарына тараған толқындар тау жыныстарының әр қабаттарынан түрліше жылдамдықпен өтеді. Толқындардың қандай жылдамдықпен өткенін жер үстіндегі сейсмограф таспаға жазып тұрады. Қатты тау жыныстарынан құралған қабаттардан толқын жылдамырақ өтеді де ол жұмсақ жыныстардан тұратын қабаттардан толқын баяулау өтеді. Алынған көрсеткіштер арқылы жер қабаттарының тереңдігі өлшеніп, карталары тұрғызылады.
Бұл әдіс мұнай және газ кендерін барлау жұмыстарында кеңінен пайдаланылады. Сейсмикалық барлау әдістерін алғашқы рет Г. А. Гамбурцев ойлап шығарған.
Электрлік барлау әдісі. Тау жыныстарының өз бойынан электр тогын өткізуіне байланысты жүргізіледі. Мысалы, кейбір тау жыныстары (гранит, әктас, бойына тұзды су сіңген құмтастар) өз бойларынан электр тоғын жақсы, ал басқалары (саз, мұнай сіңген құм, құмтастар) нашар өткізетіні белгілі. Осымен байланысты бойынан электр тогын өткізбейтін тау жыныстарының электрлік кедергісінің мағынасы көп болады. Әр түрлі тау жыныстарының электрлік кедергісінің өзгеруі олардың табиғи орналасу тәртіптерін зерттей білуге мүмкіндік туады.
Геохимиялық барлау жұмыстарының қатарына газ барлау әдісі жатады. Газдар тереңдікте орналасқанмен сезгіш аспаптар арқылы олардың аз да болса жер бетіне шығып жататынын байқауға болады. Әрине газдың қабаттардан өту мөлшері өте нашар мыңнан бір процент болуы мүмкін. Бірақ та осы нәзік көрсеткіштер арқылы жер қойнауында газ кенінің барлығын байқауға болады.
1934 ж. инженер М. М. Бальзамов геохимиялық газ каратажын ойлап шығарды. Газ каратажы төмендегі жағдайы негізделген: ұнғыда қазу процесі жүріп жатқан кезде бұрғы ерітіндісін зерттеу арқылы оның құрамында жер қабаттарынан бөлініп шыққан газдарды жікке бөліп шығуын зерттеп, олардың мөлшерін диаграмма ретінде таспаға жазып тұрады. Осы диаграммалар арқылы жер қойнауындағы мұнай, газ кендерінің қандай тереңдіктерде кездесетінін болжайды. Ол барлау жұмысын жүргізуде ойдағыдай пайда келтіреді.
Өндірісте ұңғылар бойын геофизикалық әдістермен зерттеудің гамма-каратаж, нейрондық гамма-каратаж, термокаратаж т.б. түрлері кездеседі. Олардың барлығы да ұңғы тілмесін өндіріс-геофизикалық зерттеу әдістерінің қатарына жатады.
НӘ: 1, 2, 4; ҚӘ: 2
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Іздеу жұмыстары қанша кезеңге бөлінеді?
2. Барлаудың геофизикалық әдістеріне қандай барлау әдістері кіреді?
3. Барлаудың геохимиялық әдістеріне қандай зерттеу әдістері кіреді?
Модуль 2. Мұнай және газ ұңғыларың бұрғылау
5-6 - дәрістер. Мұнай және газ ұңғыларың бұрғылау. Ұңғыма туралы түсінік. Мұнай және газ ұңғыларын бұрғылау әдістері. Бұрғылау қашауы
Ұңғы - дегеніміз жер қыртысында арнайы бұрғылау аспаптарының көмегімен қазылатын диаметрі тереңдігінен бірнеше есе кіші цилиндр пішінді тау-кен құрылыс орны.
Ұңғының басталатын жері сағасы, цилиндрлі беті қабырғасы немесе оқпаны, ең төменгі шеті түбі деп аталады. Сағасынан түбіне дейінгі оқпан бойынша ара қашықтық ұңғы ұзындығы, ал ұңғы өсі проекциясының тіке аралығы тереңдігі деп аталады.
Ұңғыларды тіке және көлбеу бұрғылайды. Олардың диаметрі аралықтан аралыққа кішірейіп отырады.
Мұнай және газ ұңғыларының бастапқы диаметрі 900 мм-ден аспаса, ал соңғының диаметрі 165 мм-ден кем болмайды.
Ұңғыларды тау жыныстарын тұтастай (кернсіз) немесе оның шет жағын ғана талқандау (керн алу) арқылы тереңдетеді.
Ұңғының құрлысы 3-суретте көрсетілгендей төменгі түп жағында - (6,8), ол мұнай не газ шығатын жиектердің тұсында болады, ал жоғарғы жағы - саға - (1). Бүйір қабырғасын-оқпан - (5) дейміз. Ұңғының ішіне мұнай мен газ құйылу үшін, қабаттағы қысым - Pқаб - (9) түп жағындағы Рт - (6) қысымнан көп болу керек, яғни Рқаб Рт ұңғының бүйір қабырғалары - (5) пайдалану кезінде құлап қалмауы үшін темір құбырлармен бекітеміз - (4). Оны тізбектелген шеген құбыр дейді. Оның диаметрі жоғарыдан төмен қарай азая береді.
3- сурет. Ұңғы үлгісі
Ең жоғарғы шеген құбырды - (2) бағыттаушы шахталы құбыр дейміз. Оның тереңдігі - 5-10 м, диаметрі - 200-500 мм. Негізгі міндеті-жердің жоғарғы жағындағы топырақты бекіту және саз балшық ерітіндісінің айналымын қамтамасыз ету. Оның ішінен, жоғары су қабаттарының ағымынан сақтау мақсатымен сағалық құбыр - (3) кондуктор жібереді.
Тереңдігі жоғарғы су қабаттардың орналасуына байланысты 40-400 м.-ге дейін жетеді. Кондуктордың ішінен ұңғының тереңдігіне және қазу (бұрғылау) қабаттарының орналасу ерекшеліктеріне байланысты бір немесе екі қосымша шеген құбырларын жібереді. Егер де кондуктордан кейін қанша тізбекті құбырлар жіберсе, сонша тізбекті құбырлар деп атаймыз. Ең соңында пайдалану (өндіру) құбырын - (4) жібереді. Әлбетте, оның диаметрі - 146-168 мм, тереңдігі - 4500-5000 м. шамасында болады. Мұнай мен газ өндіру үшін оның сағасына, фонтанды қондырғы арқылы, кіші диаметрлі мұнай мен газ көтергіш құбырлары жіберіледі. Оның диаметрі - 40-70 мм. аралығында болады.
Бұрғылау тәсілдерін пайдалана отырып ұңғыны бұрғылау кезінде аспаптардың тау жыныстарына тигізетін әсеріне қарай механикалық, термиялық, физико-химиялық, электр жалындық деп бөлуге болады.
Механикалық бұрғылау тәсілінде тау жыныстарын бұзу қол күшін немесе қозғалтқыштарды қолдану арқылы іске асырылады. Механикалық бұрғылау тәсілі соққылау және айналдыру тәсілдерімен іске асырылады.
Соққылама бұрғылау. Бұл тәсіл 70 жылдан астам уақыттан бері мұнай-газ өнеркәсіп саласында қолданылмайды. Дегенмен пайдалы қазбаларды барлау инженерлік-геологиялық іздеу жұмыстарында қолдау тауып жүр. Ол тек арқанды-соққылама бұрғылау тәсілінде қолданылады.
Айналмалы бұрғылау. Мұнай, газ ұңғыларын бұрғылауда қолданылады. Бұл тәсіл бойынша ұңғы оқпаны үздіксіз айналатын қашаумен бұрғыланады. Тау жыныстарының ұсақталған бөлшектері жер бетіне жуу сұйығының ағынымен көтеріледі. Айналмалы бұрғылау тәсілінің өзі роторлық және түптік қозғалтқыштармен бұрғылау тәсілдері болып бөлінді.
Роторлық бұрғылау тәсілінде қозғалтқыш жер бетіне орналасады да, қашау бұрғылау тізбегі арқылы айналдырылады.
Түптік қозғалтқыштармен (гидравликалық турбобұрғы немесе электробұрғы) бұрғылау тәсілінде қозғалтқыш тікелей қашаудан жоғары орналастырылады.
Енді мұнай және газ ұңғыларын айналмалы бұрғылау тәсіліндегі жұмысына тоқталық.
Роторлық бұрғылау тәсілінде (4- сурет) 9-қозғалтқыштың қуатымен шығыр (8) арқылы ұңғының сағасында қондырылған мұнараның ортасында орналасқан арнайы айналмалы (16) механизм роторға беріледі. Ол қашау (1) жалғанған бұрғыдау тізбегін айналдырады. Бұрғылау тізбегі жетекші құбырдан (15) және оған арнайы аударғыш (6) арқылы бұралған бұрғылау құбырларынан (5) тұрады. Түптік қозғалтқышпен бұрғылау тәсілінде қашау (1) түптік қозғалтқыштың ішіндегі білгіне бұралады, ал бұрғылау тізбегі қозғалтқыштың корпусына (2) жалғанған. Қозғалтқышты жұмысқа қосқанда оның білігі оған жалғанған қашаумен бірге айналады. Бірақ, бұрғылау тізбегі ротормен бірге айналмайды, ол тек қана түптік қозғалтқыштың қуатымен айналады.
Яғни, роторлы бұрғылау тәсіленде қашаудың жыныс ішіне енуі ұңғының өс бойымен бұрғылау тізбегінің айналып қозғалуынан болады, ал түптік қозғалтқышпен бұрғыланғанда - бұрғылау тізбегі айналмайды. Айналмалы бұрғылаудың роторлы немесе турбобұрғы өзіндік ерекшілігінің бірі, ұңғы сумен немесе арнайы дайындалған сұйықпен қашау тесігі арқылы түпте барлық жұмыс жасаған уақытында үзілмей үнемі жуумен болады. Бұл қозғалтқыш-21 арқылы жұмысқа қосылатын екі (кейде бір немесе үш) бұрғылау сорабы-20-дан, құбыр-19бен бағана құбыр-17ге жуу сұйықтарын айдайды. Бағана мұнараның оң бұрышында жапсырылған. Әрі иілмелі шланг-14 арқылы ұршық -10ға түсіп, бұрғылау тізбегі арқылы түптегі қашауға қарай бағытталады. ... жалғасы
Мамандығы: 5В070800 - Мұнай-газ ісі
ДӘРІС КЕШЕНІ
1-дәріс. Кіріспе. Мұнай және газ өнеркәсібін шолу. Мұнай және газ саласын талдау. Мұнай және газ ісінің даму кезеңдері
Мұнай мен табиғи туындылардың Жердің бетіне шығатыны туралы жергілікті халыққа ежелгі кезден белгілі болды. Бұған Майтөбе (масляный холм), Қараарна (черное русло), Майкөмген (место захоронения масла), Қарашүңгіл (черная впадина), Жақсымай (хорошее масло), Қарамай (черное масло), Қаратоң (черный затвердевший грунт), Мұнайлы (нефтяное) және басқалары сияқты көптеген орографиялық және гидрографиялық объектілер: шатқалдардың, бұлақтардың, құдықтардың және т.с.с. қазақша атаулары соған айғақ..
Атырау облысының аймағындағы мұнай туралы алғашқы мәліметтер 1717 жылы І Петрдың Жарлығымен Ембі өзенінің төменгі ағыны арқылы Хиуаға әскери-топографиялық экспедицияны ұйымдастырған Бекович-Черкасскийдің жазуларында, одан кейін 1869 жылы географ Н. Северцевтің жарияланған есебінде (Ш.Есенов және басқалары, 1968) анықталды.
1768 жылы ұйымдастырылған ғылыми экспедицияның есептерінде Батыс Қазақстанның геологиясы мен пайдалы қазбалары - көмір, мұнай, жанғыш жіктастар мен минералдық заттар туралы кейбір мәліметтер бар.
1874 жылы Қарашүңгілдегі, Доссор мен Иманқарадағы мұнайдың шығуын зерттеген Ресейдің Геологиялық комитетінің тау-кен инженері Д.Кирпичников: Мұнайдың қорлары бар екені сөзсіз, алайда, ауызсу, елді мекендермен қатынасу жолдары, пішендікке ыңғайлы шабындықтар мен дала болмағандықтан, бұл байлақты пайдалану өте қиын деп жазған.
Мұнай кәсіпшілігі Қазақстан Республикасының экономикасында алдыңғы қатарлы орында тұр. Елімізде өндірістің өсуі транспорт, ауыл шаруашылығының жеңіл және ауыр кәсіпшілігінің дамуына әрекеттеседі.
Қазақстан территориясында 214 мұнай және газ кен орындары бар. Олардың 81-і игерілуде.
Қазақстан Республикасы қазіргі таңда дүние жүзіндегі ірі мұнай өндіруші елдердің қатарына қосылды. Қазақстан дәлелденген қоры және мұнай өндіру көлемі бойынша ТМД елдерінің арасында екінші, ал газ бен конденсаттың қоры бойынша - төртінші орын алады.
Еліміздің территориясында 130 газ кен орындары бар, оның 113-і ұсақ кен орындары. Дәлелденген қорлары - 2,3 трлн. м3 (Қарашығанақ - 1,3 трлн. м3). Каспий теңізінде болжамды қорлары 6-8 ирлн. м3.
Табиғи газдың негізгі қоры екі облыста шоғырланған: Батыс Қазақстандағы (Қарашығанақ) және Ақтөбедегі (Жаңажол). Мұнай кен орындарындағы ілеспе мұнай газының потенциялы зор.
Қазақстан Республикасындағы шикізаттардың дәлелденген мол қорымен қатар болжамды ресурстар көлемі де баршылық.
Республикамыздағы мұнайдың құрлықтағы болжамды алынатын қоры 7,8 млрд. тонна және оның 23 бөлігі Батыс Қазақстанда шоғырланған, ал табиғи газдың болжамды қоры 7,1 трил.м3 болып табылады.
Каспий теңізінде мұнай-газ қоры да мол. Каспий теңізінің солтүстік-шығыс бөлігіндегі Шығыс Қашаған құрылымына бұрғыланған барлау ұңғыларның нәтижесінде мұнай мен газдың өнеркәсіптік мол қоры дәлелденген. Ал Каспий теңізінің Қазақстандық секторында болжамды қорлары 15 млрд. тонна мұнай эквивалентін құрайды.
Қазіргі кезде Каспий маңы ойпатында, Солтүстік Үстіртте, Маңғышлақ пен Оңтүстік Торғай ойпатында орналасқан 60-қа жуық кен орны игерілуде.
Мұнай өндірудің бүгінгі таңдағы әдістері мен технологиялары қабатта шоғырланган мұнайдың 70%-ке дәйінгі мөлшерін шығарып алуға мүмкіндік береді. Алайда мұна йалудың орташа коэффициенті әдетте 0,3-0,4 көрсеткіштерге сәйкес келеді, яғни мұнайдың өндірілмек қоры оның геологиялық қорының 30-40%-ін ғана құрайды.
Мұнай және газ кәсіпшілігінің дамуы өндіріске жаңа техника мен техгнологияны автоматтандыру және автоматтандырылған басқару жүйелерін енгізумен сипатталады.
Мұнай өнеркәсібінің қарқынды дамуына байланысты ұңғы өнімін кәсіпшілікте жинау, тасымалдау және дайындау жүйесін жетілдіру мәселесіне көп көңіл аудару қажет.
Қабаттардың қасиеттері мен ұңғының өнімділігін зерттеу үшін гидродинамикалық зерттеулердің əр түрлерін (əдістерін) қолданады, оларды екі топқа жіктеуге болады. Бірінші топқа қалыптасқан режимде ұңғы өнімін алып зерттеу əдісі жатады, екіншіге - қалыптаспаған режимде ұңғы өнімін алу əдісі.
Зерттеулерді жүзеге асырудын техникасы мен технологиясы мұнай мен газды өндірудің тəсіліне байланысты, олар кітаптың сəйкес тарауларында айтылады. Ұңғы жұмысын бақылаудың нəтижелері бойынша қабаттардың қасиетін зерттеудің жалпы теориялық негізін осы жерде қарастырып өтеміз.
Өткен ғасырдың 90-жылдары Қазақстанда мұнай корпорацияларының іс-әрекетін стандарттайтын процедуралар мен ережелерді қалыптастыруға емес, жер қойнауын пайдалануға құқық беруге бағытталған жер қойнауын пайдалану типі қалыптасты. Жер қойнауын пайдалану құқығын алған соң мұнай-газ корпорациялары өз шығындарын аса жылдам қайтаруға тырысты. Бұл мақсаттарына қол жеткізуде олар қорлардың ең жақсы бөліктерін қарқынды түрде өндіріске қолдануға кірісті. Қазіргі кезде мұнай-газ компанияларының қолында жер қойнауларының 90 пайызынан астамын қолдануға лицензиялары бар. Оның басым бөлігі ірі корпорациялардың қолында. Нәтижесінде көптеген шаруашылық жургізуші субъектілерінде инновациялық сипаттағы техникалық және технологиялық шешімдерді жүзеге асыруға ынталары жоқ. Бұл жағдайда мұнай өндірісінің оң динамикасы ең жақсы кен орындарының ең жақсы бөліктерін таңдамалы түрде өндіру негізінде қамтамасыз етіледі. Жағдайдың осылай қалыптасуына соңғы жылдардағы әлемдік мұнай бағасының жоғары болуы да өз ықпалын беріп отыр. Қарастырылып отырған контексте капиталды емес активтердің, яғни еңбек пен мұнай-газ компанияларының иелігіндегі мұнай-газ ресурстарын дайындау лицензияларының салыстырмалы арзан екенін айта кеткен жөн. Еңбектің салыстырмалы арзан бағасы жоғарыда аталған тенденцияның басты факторы десе болады. Екінші факторға тоқталатын болсақ, мысалы, соңғы он жылда көмірсутек қорларының бір тоннасын өндіру құқығын алу 2 доллардан астам тұрған екен, ал шығындарды көп қажет ететін, тәуекелі жоғары жаңа бөліктердегі іздеу және барлау жұмыстары, яғни қордың бір тоннасын өндіруге дайындау 4-6 доллар тұрған [2].
Аталған факторларға қарамастан, жер қойнауын өндіру саласындағы рационалдау үдерісі орын алуда. Рационалды жер қойнауын пайдаланудың дамуын сипаттайтын жалпы көрсеткіштердің бірі болып мұнай өндірудің дәстүрлі емес әдістерінің артуы табылады. Мұндай әдістерді ірі мұнай өндіруші компаниялардың біразы ғана қолданады. Соңғы 3-4 жылда "ТеңізШевройл", "Қазмұнайгаз" және тағы басқа ірі мұнай-газ компанияларында жаңа технологияларды, соның ішінде қабаттар қайтымдылығын жоғарылату әдістерін қолдану артқан. Мұның негізгі себебі ірі компаниялар бұл әдістерді қолдану арқылы қолында бар кен орындарын барлау және дайындау лицензиялары негізінде бақылауындағы қорлардағы өндіріс көлемін инновациялық әдістер арқылы арттыруға мүмкіндік алады. Көлденең бұрғылау, бүйір тұрықтарын бұрғылау, гидро-айырым операцияларын қолдану, қабаттағы қысымды арттырудың заманауи технологиялары дәстүрлі бұрғылаумен салыстырғанда капитал сыйымдылығын біршама төмендетеді. Бірақ жер қойнауын пайдаланудағы жаңа әдістердің үлесінің динамикасы жоғары емес.
Соңғы жылдардағы қазақстандық ірі мұнай өндіруші компаниялардың инновациялық өнім көлемі көрсеткендей, жалпы мұнай-газ компанияларына қатысты инновациялық өнім, өндіру мен өңдеудің жаңа әдістері үлесінің динамикасы жоғары емес. Статистика көрсетіп отырғандай, мұнай өндіру саласындағы мемлекеттік реттеу, соның ішінде салық салу да ірі мұнай өндіруші кәсіпорындарға өндірісті тұрақты түрде технологиялық жаңартуға сенімді мотивация тудырмайды. Осылайша, ірі мұнай өндіруші компаниялар кен орнын іздеу, барлау, дайындау жұмыстарын жүргізгенде заманауи техникалық шешімдерді қолданып отырғанына қарамастан, Қазақстанның мұнай өндіру комплексінде инновациялық процестердің тұрақты оң динамикасы мен оларды дамытудың үрдісі әзірше байқалмайды. Инновациялық жобаларды дайындау мен зерттеуге бөлінетін ішкі шығындар өсімі динамикасы соңғы жылдары әзірше тұрақты сипат алған жоқ. Мұнай саласы бойынша инновацияларға тиесілі табыс үлесін көрсету арқылы жоғарыда аталған тұжырымды растауға болады [3].
Жоғарыдағы мәліметтер мұнай өндіруші корпорациялар жаңа технологияларды, көмірсутек кен орындарын игеруде, дайындауда жаңа заманауи тәсілдерді өте аз қолданатынын, қорларды игерудің кешендік сипатының жоқ екенін көрсетеді.
Алдыңғы қатарлы корпорациялардың инновацияға бағытталған қызметі өндіруші өнеркәсіптің негізгі көрсеткіштер динамикасына, соның ішінде көмірсутек қорларын игеру тұрғысынан аса маңызды нәтижелік көрсеткіш - мұнай алу коэффициентіне де мардымсыз әсер етуде. Жоғарыда аталғандар Қазақстанның жер қойнауын рационалды пайдаланудың құқықтық-экономикалық режимі өзінің дамуын қажет ететінін дәлелдейді. Соның ішінде институтционалды реттеу механизмдерін жетілдіру мәселесі өзекті болып тұр. Мұнай өндірісінде орын алып жатқан оң инновациялық өзгерістер халық шаруашылығы мен жалпы қоғамды дамытуға жеткіліксіз. Шет елдің үздік тәжірибесін қарастырып, еліміздің мұнай өндіру саласындағы мемлекеттік реттеу механизмдерімен салыстыра отырып, жақсысын таңдау қажет.
НӘ: 1, 2
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Мұнай және газ ісінің даму кезеңдері
2. Мұнай және газдың халық шаруашылығындағы маңызы
3. Мұнай және газ қорлары.
Модуль 1. Мұнай және газ геологиясының негіздері
2-дәріс. Тау жыныстарының топтамасы, тау жыныстарының коллекторлық қасиеттері, кеніш және кен орны туралы түсінік
Минералдар - жер қабығындағы физика-химиялық табиғи процестерден пайда болған өзінің химиялық құрамы мен физикалық қасиеттері тұрақты болатын қосындыларды атайды.
Тау жыныстары - бір немесе бірнеше минералдардан құралған жер қабығындағы геологиялық денелерді атаймыз.
Жаратылу тегіне байланысты тау жыныстары магмалық, шөгінді және метаморфтық деп үш үлкен топқа жіктеледі.
Магмалық тау жыныстары - жер қойнауындағы болатын силикатты балқыма-ерітіндінің (магма) жер бетіне жетіп (лава ) қатаюынан немесе жер қойнауында кептеліп кристалдануынан пайда болатын тау жыныстарын атайды. Магмалық жыныстар көбіне кристалды құрылымды болып, нығыз қатты біркелкі массивтер түзеді. Олардың үлгісі ретінде тереңде кристалданған гранитті, немесе жер бетінде төгілген базальтты айта аламыз.
Шөгінді тау жыныстары - жер бетіндегі су бассейндерінің түбінде органикалық және органикалық емес заттардың шөгуінен пайда болады. Байырғы жыныстардың экзогендік процестер әсерінен бұзылған түйіршіктері мен жануарлардың, өсімдіктердің қалдықтары біртіндеп шөге келе қабаттар түзу арқылы шөгінді тау жыныстарын қалыптастырады. Шөгінді тау жыныстары жаралу тегінде байланысты үгінді (механикалық шөгінділер), химиялық (хемогенді), органогенді және аралас топтарға жіктеледі.
Метаморфтық тау жыныстары - шөгінді және магмалық типті тау жыныстарының тереңге батып өзгеруінен жаралған жыныстарды атайды. Өскен температура мен қысым әсерінен бұрынғы нығыз, сом магмалық жыныстар тақталанып, ал шөгінді жыныстар кристалл құрылымды жынысқа көшуімен тау жыныстары әжептеуір өзгерістерге ұшырап, жаңа қасиеттерге ие болады. Көптеген метаморфтық жыныстардан кварциттерді, мәрмәрді, әртүрлі тақтастарды, гнейстерді атаған жөн.
Шөгінді тау жыныстарының ең басты көрінісі олардың бір-бірімен үнемі параллел, немесе параллелге жақын орналасуы. Оны жыныстың қаттасуы дейді. Жыныс қабаттары бір-бірінен құрамы, құрылысы, түзілімі және түсі арқылы ажыратылады.
Шөгінділердің жеке қабаттары (тастары) бір-бірінен қаттасу шектерімен ажыратылады. Қабаттың төменгі межесін оның т а б а н ы дейді, үстіңгі шегін оның ж а б у ы дейді. Ендеше, астыңғы қабаттың жабуы үстіңгі қабаттың табаны болғады.
Шөгінді жыныстардың әуелгі пішіні біркелкі жыныстардан түзіліп горизонталь қабаттарда жатады. Дегенмен кейіннен жер қабығында дүркін-дүркін өтетін қозғалыстар әсерінен шөгінді жыныстардың горизонталь жатуы бұзылады да, қабат әртүрлі еңкіш бағытта құлайды. Көлбеу құлаған қабаттың қалыңдықтарын нақтылы, горизонталь және тік бағытта өлшейді.
Қабаттың н а қ т ы л ы қ а л ы ң д ы ғ ы деп кез-келген нүктеден оның жабуынан табанына түсірілген перпендикулярдың ұзындығын атайды (1 сурет, АС).
Қабаттың г о р и з о н т а ль қ а л ы ң д ы ғ ы осы бағыттағы жабуы мен табаны арасындағы сызықтың ұзындығымен өлшенеді (1 сурет, АБ).
Қабаттың ті к қ а л ы ң д ы ғ ы - кез-келген нүктеден тік бағыттағы жүргізілген табан мен жабу арасындағы сызықтың өлшемі (1 сурет, АД).
Жер астында болатын процестер әсерінен жер қабығындағы қозғалыстар үш түрге бөлінеді: тербеліс, қатпар құрушы және жарылыс. Алдыңғы екі қозғалыстардан тау жыныстарының қабаттары иіліп, майысады, ал үшіншісінен жыныс қабаттары сынып, жарықшақтанады.
Т е р б е л і с қ о з ғ а л ыс т а р д а н жер қабығының жеке аймақтары тік бағытта төмен құлдырайды немесе жоғары көтеріледі. Тербеліс қозғалыстары қай заманда болсын ұдайы өтіп тұрады. Бұлардың нәтижесінде шөгінді қабаттар аздап майысып, горизонталь жатқан қабаттар өздерінің горизонталь жатысын жоғалтып, өте жатық ойыстар (синеклизалар) мен көтерілімдер (антеклизалар) құрайды. Олар ішінара тағы да кішігірім ойыстар мен көтерілімдерге тап болады.
1 сурет. Еңкіш жатқан қабат.
Қ а т п а р л ы (пликативті) қ о з ғ а л ы с т а р нәтижесінен қатпарлар түзіледі, яғни қабаттар толқын тәрізді иілімдер құрайды (1 сурет).
Осы иілімдердердегі тау жыныстарының жасына қарай қатпарларды екі түрлі атайды. Егер өзегінде жас жыныстар, қанатында көне жыныстар жатса қатпарды с и н к л и н а л дейді. Оның майысуы төмен қарайды да, қанаттарындағы қабаттар бір-біріне қарай беттеседі. Ал егер өзегі көне қабаттармен толып, қанаттарында жас қабаттар жатса ондай қатпарларды а н т и к л и н а л деп атайды. Оның майысу доғасы жоғары қарайды да, қанаттарындағы қабаттар кері жақтарға құлайды. Жапсарлас антиклинал мен синклинал бірігіп т о л ы қ қатпар құрайды.
Жарықтар (дизъюнктивтік) деформациялар кезінде жердің ішкі күштерінің салдарынан қабат жарылып кетеді. Содан пайда болған жарықты бойлап қабаттың екі қабаты бір біріне жылжиды. Жарықтың өзімен қоса бұл жерде лықсыма, ығыспа, жылыспа, бастырма түрлері болады.
Жоғарыда айтылған деформациялар бірігіп жер қыртысының алғашқы құрылымы мен жер бетінің бедерінің өзгертуіне әкеледі. Жер қыртысында әлденеше геологиялық құрылымдар пайда болады, олардың ішінде ең ірілері платформалар мен геосинклиналдар (қатпарлы құрылымдар).
П л а т ф о р м а л а р - жер қабығының негізгі тектоникалық құрылымы. Оларға негізінде шамалы амплитудадағы тербеліс қозғалыстары тән, себебінен өзінің байырғы құрылымын кілт өзгерте алмайды. Платформалар екі үлкен қабаттан құрылады. Төменгі қабаты күшті метаморфталған, бұзылған өте көне (докембрий) жыныстардан құралады, ал үстіңгісі одан жас фанерозойдың жыныстарынан түзіледі.
Г е о с и н к л и н а л - жер қабатының ең қозғалысты аймақтары. Сондықтан олар қалың (бірнеше мың метр) әртекті жыныстар қабаттарынан құралады. Геосинклиналдар даму жолында екі сатыдан өтеді. Алғашқы сатысында ол өркенді төмен майысқан теңіз бассейнінің табаны болады да онда әртүрлі шөгінді және вулканды жыныстар үймелейді. Екінші сатысында геосинклиналдар қатпарланып, жоғары көтеріліп таулы қатпарлы жүйеге айналады. Мысалы - Орал, Сарыарқа, Кавказ, Қырым, Копет-Даг. Геосинклиналдар қазіргі кезде де дамуда. Осындай даму үстіндегі ретінде Жапонның Камчатка-Курил аралдарын және олармен жапсарлас теңіздің терең науаларын айтамыз.
Кеуектілік. Тау жыныстарының арасындағы барлық қуыстардың аумағын ақиқаттық немесе теориялық кеуектілік деп атайды. Жыныс арасындағы қуыстарды қосқандағы қосынды көлемін алынған жыныстың сыртқы аумағына қатынасы кеуектілік коэффициенті деп аталады. Ол былай табылады:
(1)
Kк - жыныстың кеуектілік коэффициенті; Vк - жыныстың (үлгінің) қуыс көлемі; V - сол жыныстың (үлгінің) аумағы.
Кеуектіліктің проценттік мағынасын табу үшін 1 формула арқылы табылған мағынаны 100-ге көбейту керек:
(2)
мұндағы: kк - жыныстың кеуектілік проценті.
Қуыс-кеуектердің мұнайға, суға, газға қанығуы және олардың қуыс қаналдарымен жылжуы қуыстың аумағына байланысты. Көлденеңі ірілеу қуысқа сұйық оңай кіреді де ол тартылыс күшінің әсерінен кеуектің саңлауларымен әжептеуір жылжиды. Майда кеуектерге (капилляр кеуектер) сұйықтың енуі үшін күшті қысым керек болғандықтан сұйықтың кеуектік қаналдармен жылжуы қиынға түседі.
Өткізгіштік. Шөгінді тау жыныстарының өз бойынан қысыммен сұйық (мұнай, су) пен газ өткізу қасиетін өткізгіштік деп атайды. Өткізгіштік - тау жыныстарының коллекторлық сипаттамаларының негізгі көрсеткіштерінің бірі. Өткізгіштік жыныс ішіндегі сұйықтың көлемін сипаттамайды; ол тек қана сұйық пен газдың кеуектік саңлауын бойлап жылжу қабілетін көрсетеді.
Мұнай мен газ орналасқан қабаттардың өзінен сұйық пен газды өткізу қабілетін өткізгіштік коэффициенті арқылы білуге болады:
(3)
мұнда, kө - өткізгіштік коэффициентті; Q - үлгіден өтетін сұйықтың шығымы см3сек; - сұйықтықтың тұтқырлығы, спз; L - үлгі тастың ұзындығы, см; F - үлгі тастың кесін ауданы, см2; (P1 - P2) - үлгінің басы мен аяғындағы қысым айырмашылығы, атм.
Шөгінді тау жыныстарының өткізгіштігін өлшеу үшін Дарси (д) немесе оның мыңнан бір бөлігі миллидарси (мд) өлшем бірлігі қолданылады.
Коллекторлар - сұйық пен газды өзінен өткізе алатын және олар үшін қойма бола алатын кеуекті және жарықшақты тау жыныстарын айтады.
Табиғи резервуарлар - деп жер қойнауында мұнай, газ және су орналасқан коллекторлардың үстіңгі және астыңғы жағы сұйықтық пен газды өткізбейтін (немесе нашар өткізетін) жыныстармен қоршалған табиғи қоймаларды айтады.
Жер қойнауында табиғи резервуарлардың бірнеше түрлері кездеседі.
Массивтік резервуарлар - қалыңдығы едәуір кеуекті жыныстардан құралған бірнеше қабаттан тұратын, асты мен үстіңгі жақтары сұйықтық пен газды өткізбейтін жыныстардан құралған табиғи қоймаларды атайды. Көп жағдайларда мұндай резервуарлардың астыңғы жағында тек қана ортақ - мұнай-су шекаралығы болады. Осындай резервуарлардың қатарына жабыны мен табаны сазбен қоршалған жарықшақ қалың әктастан тұратын қабаттар жатады.
Литологиялық шектеулі резервуарлар - деп жер қойнауында жан-жағы литологиялық өткізбейтін тау жыныстарымен қоршалған кеуекті және өткізгіш резервуарларды айтады.
Табиғи резервуарлар көбінесе суға қаныққан болады. Жер қойнауында пайда болған мұнай мен газ алғашқы қонысынан көшу (миграция) арқылы коллекторлы резервуарларға кездескеннен кейін, өздерінің тығыздығына сәйкес судан өтіп, жоғары - су бетіне көтерілуге тырысады. Осыған байланысты резервуар ішінде су (астында), мұнай (ортасында), газ (жоғарыда) орналасады.
Ұстағышы (тұтқыш) - деп мұнай-газ шоғырларын өз бойына жинап, қоршап сақтауға қабілеті бар тау жыныстарының жиынтығын айтады.
Мұнай-газ ұстағыштары резервуардың бөлімшесі іспетті.Табиғатта мұнай-газ ұстағыштарының бірнеше түрлері кездеседі. Олардың негізгілерінің қатарына дөңбек күмбезді және литологиялық шектелген ұстағыштар жатады (2 сурет).
Дөңбек күмбез ұстағыштар - антиклиналдық иілімдерде пайда болып, жабыны мен табаны өз бойынан сұйықтық пен газды өткізбейтін тау жыныстарынан құралады. Бұл жағдайда мұнай мен газ дөңбек күмбез құрылымының жоғарғы жағындағы ұстағышқа тап болып, сол жерге жиналып, кұрылымның тұлғасына сай орнығады (2, а-сурет).
Литологиялық экрандалған ұстағыштар. Мұнай мен газдың шоғырлануына ұстағыштың пішіні тек қана антиклинал болуы шарт емес, кей жағдайларға мұнай мен газға қаныққан қабаттар өткізгіштік қабілеті жоқ тау жыныстарымен қоршалуы да мүмкін мұндай ұстағыштарды литологиялық экрандалған деп атайды (2, б-сурет).
Тектоникалық кедергілі ұстағыштар. Ұстағыштардың кейбір түрлері жердің тектоникалық жарықтарымен байланысты болуы да мүмкін. Мұндай мұнай-газ жатақтарын тектоникалық кедергілі ұстағыштар деп атайды (2, в-сурет).
Стратиграфиялық кедергілі ұстағыштар. Бұл жағдайда құламалы мұнай-газ қабаттары горизонтал орналасқан нашар тау жыныстарынан құралған қабаттар құнарлы горизонттарға кедергі келтіріп, қорды сақтауға көмек келтіреді(2, г-сурет).
2- сурет. Ұстағыштардың (тұтқыш) түрлері
Мұнай және газ кен орындары
Кеніштер. Мұнай-газ бар ұстағыш құрылымдарды кеніш деп атайды.
Мұнайгаз кен орындары. Жер қойнауында бір тектес құрылымдағы мұнай мен газ кеніштерінің жиынтығын мұнай және газ кен орындары деп атайды. Мұнай газ кен орындары көмірсутектерінің алғаш пайда болған жері емес, олардың көшіп-қону (миграция) арқылы әр түрлі құрылымдарға шоғырланып жиналған орны.
Кен орындары қор мөлшеріне байланысты ірі, орташа және ұсақ болып бөлінеді. Қоры көп мұнай алаңдарын игеру мәселесі экономикалық тиімдіболып келеді.
Қор мөлшеріне және сапасына байланысты баланстық және баланстан тыс қорлар болып екі топқа бөлінеді. Баланстық қор өндіруге пайда келтіретін, ал баланстан тыс қорлар таяу мезгілдерде игеруге пайда келтірмейтін қорлар.
Кен орындарының тілмесінде бір немесе бірнеше мұнай-газ кеніштері кездеседі. Тілмеде тек қана бір кеніш (горизонт) кездесіп, оның қорын игергенде экономикалық пайда келетін болса, ондай шоғырды - кен орны деп те атауға болады.
Кен орындары тек табиғи бір текті құрылымдар арқылы ғана бөлінбейді. Кей жағдайларда көлем пішіні созылыңқы моноклиналдарда кен орындары шұбатылып, түрлі кедергілерге тіреліп орналасуы мүмкін. Кен орнында бірнеше түр бойынша топтасқан әр типті кеніштер кездесуі де мүмкін.
Жер қойнауындағы геосинклиналдық және платформалық құрылымдармен байланысты екі түрлі кен орындары кездесетін жағдайлар бар. Оның екі түрі бар:
І сынап - геосинклиналдық облыстарда пайда болған кен орындары;
ІІ сынап - платформалық облыстарда пайда болған кен орындары.
І сыныпқа жататын кен орындары Кавказда, Кырымда, Шығыс Карпат, Түркмения, Ферғана, Өзбекстан, Тәжікстан, Сахалинде т. б. аймақтарда кездеседі. Қалған кен орындары ІІ сынапқа жатады, олар Еділ мен Орал аралығында, Батыс Сібір аймақтарында т. б. аудандарда кездеседі.
НӘ: 1, 2, 4; ҚӘ: 2
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
4. Қандай тау жыныстарында көмірсутектер болуы мүмкін?
5. Кеуектіліктің өткізгіштіктен қандай айырмашылығы бар?
6. Коллектордың резервуардан айырмашылығы не де?
7. Табиғатта резервуардың қандай түрлері кездеседі?
8. Ұстағыш дегеніміз не?
9. Табиғатта ұстағыштың қандай түрлері кездеседі?
10. Мұнай және газ кен орындары дегеніміз не?
3 - дәріс. Мұнай мен газдың физикалық қасиеттері. Мұнай, оның құрылымы және негізгі қасиеттері
Мұнай - деп құрамы күрделі көмірсутектерінен тұратын, жаңғыш табиғи сұйық затты айтамыз. Генетикалық тұрғыдан алғанда мұнай шөгінді тау жыныстары орталығында пайда болған, басқаша айтқанда мұнай тектерінің өзгерістерге ұшырауынан пайда болған органикалық заттардың қалдығынан өз алдына көшу (миграция) арқылы шоғырланып жиылған табиғи концентрат болып саналады. Мұнайдың түсі ашық сары, жасыл және қоңыр қошқыл, кейде қара түсті де болып келеді, оның түсі құрамындағы элементтерге байланысты болады. Кей жағдайларда түсі ақшыл мұнай да кездеседі, мысалы, Азербайжан мемлекетіндегі Сурахана кен орнынан ақтүсті мұнай өндіріліп келеді.
Химиялық жағынан мұнай сұйық көмірсутектерінің метандық (СnH2n+2), нафтендік (CnH2n), ароматтық (CnH2n-6) қатарларының күкіртті, азотты және оттекті қосылыстардың қоспаларынан тұрады. Мұнай құрамындағы шекті көмірсутектері (парафиндер); метаннан (CH4), этаннан (C2H6), пропаннан (C3H8), бутаннан (C4H10) бастап гексакантанға (C60H122) дейінгі көмірсутектерінен тұрады. Ароматтық көмірсутектері ретінде, бензолды (C6H6) мен дефелиннді (C6H5) атаймыз. Бұларда нафталин (C10H8) сияқты қоюланған жүйелер де ұшырайды. Нафтендер шекті және ароматтық көмірсутектер аралығынан орын алады. Мұнайда 82,5-87%-ке дейін көміртек, 11,5-14,5% сутек кездеседі.
Мұнайдың физикалық қасиеттеріне оның тығыздығы жатады. Бұл көрсеткіш тұщы судың тығыздығымен 1 гсм3 салыстырылады. Салмағына қарай мұнай ауыр және жеңіл мұнай деп екіге бөлінеді. Жеңіл мұнай қатарына тығыздығы 0,9 гсм3-ге дейінгі, ал ауыр мұнай қатарына тығыздығы 0,9 гсм3-ден жоғарғы мұнайлар жатады. Мұнайдың тығыздығы жоғарлаған сайын қайнау температурасы артады. Мұнай құрамында 0,001-5,3%, кейде одан да жоғарылау мөлшерде күкірт, 0,001-1,8% азот, оттегі 0,7%, 10%-тен көбірек парафин, 35%-ке дейін (әдетте 5-10%) асфальт-шайырлы заттар болады.
Мұнайың құрамын зерттеу мақсатында элементтк және фракциялық анализдер қолданылады. Фракциялық құрамына байланысты мұнай бензинді-керосинді және бензинсіз болып ажыратылады. Табиғатта метанды, метан-нафтинді, аз күкіртті және құрамында 2%-ке дейін күкірті бар мұнайлар көбірек тараған. Негізінде мұнай өз денесінен электр тогын нашар өткізеді, көбінесе өткізбейді. Мұнай суда ерімейді, бірақ тұрақты эмульсия құрауы мүмкін. Мұнайдың жылу бөлгіштік қабілеті 10400-11000 ккалкг шамасында, бұл ең жоғарғы жылу беретін отын қатарына жатады.
Жер қойнауындағы мұнайдың физикалық жағдайын оны жер бетіне шығарғандағы қасиетімен салыстыруға болмайды. Себебі, жер астында мұнай шығаруға температура және қабат қысымымен байланысты сақталады. Ал, оны жер үстіне шығарғанда температура төмендейді, қысым жоғалады және мұнайдан газ бөлініп шығады, осының салдарынан мұнайдың көлемі кішірейеді.
Жер қойнауындағы мұнай көлемінің жер бетіне шығарғандағы көлеміне қатынасы - мұнайдың көлемдік коэффициенті деп аталады. Ол былай жазылады:
(4)
мұндағы: b - мұнайдың көлемдік коэффициенті; Vқа - мұнайдың қабат бойындағы көлемі, м3; Vшығ - мұнайдың жер бетіне шығарылғандағы көлемі, м3.
Бұл коэффициент арқылы жер бетіне шығарылған 1 м3 мұнай жер астында қандай орын алатынын білуге болады. Көп жағдайларда бұл коэффициенттің мазмұны 1-ден артық болып, 3-ке дейін жетуі де мүмкін.
Мұнайдың негізгі қасиеттерінің бірі - тұтқырлық. Мұнай тұтқырлығының өндіріс саласындағы маңызы өте зор. Ол арқылы мұнай өндіру үрдісімен, оны құбыр арқылы айдағанда жұмыс қарқынына көптеген әсер келтіретіні белгілі. Тұтқырлығы төмен, жеңіл, сұйық мұнайлар құбыр арқылы тез өтеді, ал тұтқырлығы басым, қою мұнайды өндіру, жинақтау, құбыр арқылы жүргізу жұмыстары көптеген қосымша еңбекті керек етеді.
Негізінде мұнайдың тұтқырлығына әсер ететін жағдайлар оның құрамындағы парафин, шайыр қосымшалары және температура болып келеді.
Газ. Мұнай тектес табиғи жанар газдар жер қойнауындағы өз алдына жеке-жеке таза газ кендерін, болмаса мұнай ішінде еріп, тұтас мұнай-газ горизонттарын құрастырып немесе тікелей мұнай бетінде шоғырланып орналасады. Мұнай кеніштерін игеру, өндіру процесінде мұнаймен араласып, сыртқа шығатын газды - ілеспе газ деп атайды.
Жалпы алғанда мұнай қабаттарында, қандай мөлшерде болмасын, еріген газ кездеседі.
Жанар газдардың құрамы (СН) көмірсутектерінен тұрады, олардың ішінде метан, этан, пропан, бутан, пентан т. б. газдар кездеседі. Таза газдан тұратын горизонттардың құрамында метанның көлемі басымырақ келіп, аумағы 98%-ке дейін жетеді.
Газ құрамында жеңіл газдар (метан және этан) көп болған сайын оның салмағы жеңіл келуімен қатар тез қызу бөледі, ал ауыр газдардың құрамында метан мен этан аз мөлшерде болады.
Атмосфералық жағдайда (және 00С температурада) метан мен этан газ күйінде кездеседі. Пропан мен бутан газ күйінде кездессе де шамалы қысым арқылы сұйық көмірсутегіне тез айналады.
Газ - көлеміндегі жеңіл және ауыр (пропаннан жоғары) көмірсутектерінің құрамына байланысты - құрғақ және майлы газдар болып екі топқа бөлінеді.
Құрғақ газдар - қатарына ауыр көмірсутектерінен арылған, тек қана метаннан тұратын газдар жатады.
Майлы газдарға - ауыр көмірсутектеріне қанық, айыру процесінде олардан сұйық газбен бензинді газдар алуға болатын газдар жатады.
Тәжірибе-өндірісте 1 м3 құрғақ газ құрамында мөлшері 60 г.-ға дейін газды бензин болса, ал 1 м3 майлы газ құрамында 70 г.-нан артығырақ газды бензин кездеседі.
Майлы газдар көбінесе жеңіл мұнаймен, ал құрғақ газдар ауыр мұнаймен аралас келеді.
Газ құрамында аздаған көмірқышқыл газы, азот, күкіртсутегі, гелий т. б. кездеседі.
Газдың физикалық қасиеттерінің қатарына оның тығыздығы жатады. Ауамен салыстырғанда метанның тығыздығы 0,72 кгм3 болса, ал пентанның тығыздығы 3,2 кгм3-ге дейін жетеді.
НӘ: 1, 2, 3; ҚӘ: 2, 3
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Мұнай және газ дегеніміз не?
2. Мұнай құрамына қандай заттар кіреді?
3. Мұнайдың негізгі қасиеттері қандай?
4. Қайда, мұнайдың тұтқырлығы көп, қабатта әлде жердің бетінде?
5. Мұнайдың тұтқырлық коэффициенті дегеніміз не?
6. Мұнайдың тұтқырлық коэффициенті не үшін керек?
7. Қайда мұнайдың тығыздығы көп, қабатта әлде жердің бетінде?
8. Құрғақ пен майлы газдардың айырмашылығы не де?
9. Табиғатта қандай газ кең таралған?
4 - дәріс. Геологиялық барлау жұмыстарының кезеңдері және түрлері
Іздеу және барлау жұмыстары - жер қойнауында мұнай-газ кендерінің барлығын анықтау, ашу, олардың қорларының санын есептеу және кен орындарының игеру жобаларын жасау мақсатында жүргізіледі.
Кешенді іздестіру-барлау жұмыстарына алаңды геологиялық, геофизикалық және геохимиялық тұрғыдан зерттеу жатады, одан әрі кен орындарын түгелдей барлап, ұңғыларды қазу әдістері белгіленеді.
Іздеу жұмыстары бірнеше кезеңнен тұрады.
Бірінші кезеңде - жер бетінің жалпы геологиялық көрініс картасы жасалады. Осымен байланысты табиғи қалыптасқан тау жыныстарының ашылуына дейін жер беттері тазартылады да оның геологиялық бетбедерлерінің мүсіндері көрсетіледі.
Екінші кезеңде - зерттелетін алаңның геологиялық құрылысын, негізгі қабаттардың тұрпаты мен пішінін көрсету мақсатында тереңдігі 20 м-ден 300 м-ге дейін картировтық және құрылымдық ұңғылар қазылады. Алынған мағлұматтар бойынша шартты белгілерді пайдалана отырып, жер қабаттарының көнелігі мен аумағы көрсетілген геологиялық карта сызылады. Бұл карта ұңғылардың тілмесі, геологиялық пішіндер арқылы толықтырылып жазылады.
Құрастырылған стратиграфиялық тілмеде жер қойнауының қазылып өтілген тау жыныстарының сипаттамалары колонка арқылы көрсетіледі.
Геологиялық пішіндер қабаттың көтеріңкі бағытына қарама-қарсы бағытта масштаб бойынша тік жазықтыққа түсіріледі.
Табылған кен орнының пішінін толық дәлелдеу мақсатында геологиялық картаға қосымша материал ретінде, қазылған ұңғылардың көрсеткіштері бойынша, құрылымдық картасы жасалады. Құрылымдық картасында зерттелетін қабаттың бет-бедері (ойлықырлылығы) жарма сызықтар арқылы көрсетіледі.
Мұнай-газ кендерінің құрылымдарын жете көрсету, ондағы қордың мөлшері, ұңғыларды қазу керектігін дәлелдеп көрсету мақсатында іздестірудің екінші кезеңінде геофизикалық және геохимиялық зерттеулер жасалады.
Жоспарланған жұмыстар орындалып болғаннан кейін үшінші кезендік - ұңғыларды тереңдеп қазу басталады. Алғашқы қазылған ұңғы тілмесінде мұнай-газ белгісі пайда болып, өнім алынған жағдайда кен орындарын нақтылы барлау әдісі жүргізіледі. Құнарлы алаңдарда кемерлеу ұңғылары қазылып, кен орнының аумағы, қалыңдығы, мұнай-су шекаралары анықталады. Одан кейін бағалау, егжей-тегжейлі тексеру мақсатында т. б. категориялы ұнғылар тағайындалып, қазыла бастайды.
Кен орнының көлемі мен қоры сияқты қажетті мағлұматтар анықталып біткеннен кейін барлау жұмыстары аяқталып, енді мұнай мен газды игеру жұмыстары басталады, яғни бұл өндіру ұнғыларын қазуға ұштасады. Мұндай ұңғыларды арнайы, рет бойынша кен орындарына орналастырып қазып, олардан өнім алу мақсатында ғылыми-зерттеу институттарында немесе жергілікті ғылыми зертханаларда игеру жобалары жасалады.
Мұнай-газ кен орындарын іздеу-барлау жұмыстарының табысты болуы бастапқы кезеңде геофизикалық және геохимиялық зерттеу әдістерінің ең нәтижелі бағыттарын іріктеп, таңдап алып, оларды іске асырумен тығыз байланысты.
Геофизикалық барлау әдістерінің бірнеше түрі бар, олардың негізгілері сейсмикалық және электрлік әдіс.
Сейсмикалық барлау әдісі. Мұндай барлау тау жыныстарының, қабаттардың жарылған оқ дәрілер арқылы пайда болатын серпінді толқындарды өз бойларынан өткізуі, я болмаса кейін серпуі арқылы алынатын көрсеткіштер арқылы зерттеледі.
Жер қойнауындағы қабаттардың қайсыбірінде серпінді толқындар жылдам, ал қайсыбіріне жәй тарайтыны белгілі. Сейсмикалық барлау жұмысын жүргізу үшін белгілі бір қашықтықта шұңқырлар қазылып, олардың ішіне токтың әсерімен жарылатын дәрі салынады.
Оқ дәрінің жарылуына байланысты жер қыртыстарына тараған толқындар тау жыныстарының әр қабаттарынан түрліше жылдамдықпен өтеді. Толқындардың қандай жылдамдықпен өткенін жер үстіндегі сейсмограф таспаға жазып тұрады. Қатты тау жыныстарынан құралған қабаттардан толқын жылдамырақ өтеді де ол жұмсақ жыныстардан тұратын қабаттардан толқын баяулау өтеді. Алынған көрсеткіштер арқылы жер қабаттарының тереңдігі өлшеніп, карталары тұрғызылады.
Бұл әдіс мұнай және газ кендерін барлау жұмыстарында кеңінен пайдаланылады. Сейсмикалық барлау әдістерін алғашқы рет Г. А. Гамбурцев ойлап шығарған.
Электрлік барлау әдісі. Тау жыныстарының өз бойынан электр тогын өткізуіне байланысты жүргізіледі. Мысалы, кейбір тау жыныстары (гранит, әктас, бойына тұзды су сіңген құмтастар) өз бойларынан электр тоғын жақсы, ал басқалары (саз, мұнай сіңген құм, құмтастар) нашар өткізетіні белгілі. Осымен байланысты бойынан электр тогын өткізбейтін тау жыныстарының электрлік кедергісінің мағынасы көп болады. Әр түрлі тау жыныстарының электрлік кедергісінің өзгеруі олардың табиғи орналасу тәртіптерін зерттей білуге мүмкіндік туады.
Геохимиялық барлау жұмыстарының қатарына газ барлау әдісі жатады. Газдар тереңдікте орналасқанмен сезгіш аспаптар арқылы олардың аз да болса жер бетіне шығып жататынын байқауға болады. Әрине газдың қабаттардан өту мөлшері өте нашар мыңнан бір процент болуы мүмкін. Бірақ та осы нәзік көрсеткіштер арқылы жер қойнауында газ кенінің барлығын байқауға болады.
1934 ж. инженер М. М. Бальзамов геохимиялық газ каратажын ойлап шығарды. Газ каратажы төмендегі жағдайы негізделген: ұнғыда қазу процесі жүріп жатқан кезде бұрғы ерітіндісін зерттеу арқылы оның құрамында жер қабаттарынан бөлініп шыққан газдарды жікке бөліп шығуын зерттеп, олардың мөлшерін диаграмма ретінде таспаға жазып тұрады. Осы диаграммалар арқылы жер қойнауындағы мұнай, газ кендерінің қандай тереңдіктерде кездесетінін болжайды. Ол барлау жұмысын жүргізуде ойдағыдай пайда келтіреді.
Өндірісте ұңғылар бойын геофизикалық әдістермен зерттеудің гамма-каратаж, нейрондық гамма-каратаж, термокаратаж т.б. түрлері кездеседі. Олардың барлығы да ұңғы тілмесін өндіріс-геофизикалық зерттеу әдістерінің қатарына жатады.
НӘ: 1, 2, 4; ҚӘ: 2
Өзін-өзі тексеру сұрақтары:
1. Іздеу жұмыстары қанша кезеңге бөлінеді?
2. Барлаудың геофизикалық әдістеріне қандай барлау әдістері кіреді?
3. Барлаудың геохимиялық әдістеріне қандай зерттеу әдістері кіреді?
Модуль 2. Мұнай және газ ұңғыларың бұрғылау
5-6 - дәрістер. Мұнай және газ ұңғыларың бұрғылау. Ұңғыма туралы түсінік. Мұнай және газ ұңғыларын бұрғылау әдістері. Бұрғылау қашауы
Ұңғы - дегеніміз жер қыртысында арнайы бұрғылау аспаптарының көмегімен қазылатын диаметрі тереңдігінен бірнеше есе кіші цилиндр пішінді тау-кен құрылыс орны.
Ұңғының басталатын жері сағасы, цилиндрлі беті қабырғасы немесе оқпаны, ең төменгі шеті түбі деп аталады. Сағасынан түбіне дейінгі оқпан бойынша ара қашықтық ұңғы ұзындығы, ал ұңғы өсі проекциясының тіке аралығы тереңдігі деп аталады.
Ұңғыларды тіке және көлбеу бұрғылайды. Олардың диаметрі аралықтан аралыққа кішірейіп отырады.
Мұнай және газ ұңғыларының бастапқы диаметрі 900 мм-ден аспаса, ал соңғының диаметрі 165 мм-ден кем болмайды.
Ұңғыларды тау жыныстарын тұтастай (кернсіз) немесе оның шет жағын ғана талқандау (керн алу) арқылы тереңдетеді.
Ұңғының құрлысы 3-суретте көрсетілгендей төменгі түп жағында - (6,8), ол мұнай не газ шығатын жиектердің тұсында болады, ал жоғарғы жағы - саға - (1). Бүйір қабырғасын-оқпан - (5) дейміз. Ұңғының ішіне мұнай мен газ құйылу үшін, қабаттағы қысым - Pқаб - (9) түп жағындағы Рт - (6) қысымнан көп болу керек, яғни Рқаб Рт ұңғының бүйір қабырғалары - (5) пайдалану кезінде құлап қалмауы үшін темір құбырлармен бекітеміз - (4). Оны тізбектелген шеген құбыр дейді. Оның диаметрі жоғарыдан төмен қарай азая береді.
3- сурет. Ұңғы үлгісі
Ең жоғарғы шеген құбырды - (2) бағыттаушы шахталы құбыр дейміз. Оның тереңдігі - 5-10 м, диаметрі - 200-500 мм. Негізгі міндеті-жердің жоғарғы жағындағы топырақты бекіту және саз балшық ерітіндісінің айналымын қамтамасыз ету. Оның ішінен, жоғары су қабаттарының ағымынан сақтау мақсатымен сағалық құбыр - (3) кондуктор жібереді.
Тереңдігі жоғарғы су қабаттардың орналасуына байланысты 40-400 м.-ге дейін жетеді. Кондуктордың ішінен ұңғының тереңдігіне және қазу (бұрғылау) қабаттарының орналасу ерекшеліктеріне байланысты бір немесе екі қосымша шеген құбырларын жібереді. Егер де кондуктордан кейін қанша тізбекті құбырлар жіберсе, сонша тізбекті құбырлар деп атаймыз. Ең соңында пайдалану (өндіру) құбырын - (4) жібереді. Әлбетте, оның диаметрі - 146-168 мм, тереңдігі - 4500-5000 м. шамасында болады. Мұнай мен газ өндіру үшін оның сағасына, фонтанды қондырғы арқылы, кіші диаметрлі мұнай мен газ көтергіш құбырлары жіберіледі. Оның диаметрі - 40-70 мм. аралығында болады.
Бұрғылау тәсілдерін пайдалана отырып ұңғыны бұрғылау кезінде аспаптардың тау жыныстарына тигізетін әсеріне қарай механикалық, термиялық, физико-химиялық, электр жалындық деп бөлуге болады.
Механикалық бұрғылау тәсілінде тау жыныстарын бұзу қол күшін немесе қозғалтқыштарды қолдану арқылы іске асырылады. Механикалық бұрғылау тәсілі соққылау және айналдыру тәсілдерімен іске асырылады.
Соққылама бұрғылау. Бұл тәсіл 70 жылдан астам уақыттан бері мұнай-газ өнеркәсіп саласында қолданылмайды. Дегенмен пайдалы қазбаларды барлау инженерлік-геологиялық іздеу жұмыстарында қолдау тауып жүр. Ол тек арқанды-соққылама бұрғылау тәсілінде қолданылады.
Айналмалы бұрғылау. Мұнай, газ ұңғыларын бұрғылауда қолданылады. Бұл тәсіл бойынша ұңғы оқпаны үздіксіз айналатын қашаумен бұрғыланады. Тау жыныстарының ұсақталған бөлшектері жер бетіне жуу сұйығының ағынымен көтеріледі. Айналмалы бұрғылау тәсілінің өзі роторлық және түптік қозғалтқыштармен бұрғылау тәсілдері болып бөлінді.
Роторлық бұрғылау тәсілінде қозғалтқыш жер бетіне орналасады да, қашау бұрғылау тізбегі арқылы айналдырылады.
Түптік қозғалтқыштармен (гидравликалық турбобұрғы немесе электробұрғы) бұрғылау тәсілінде қозғалтқыш тікелей қашаудан жоғары орналастырылады.
Енді мұнай және газ ұңғыларын айналмалы бұрғылау тәсіліндегі жұмысына тоқталық.
Роторлық бұрғылау тәсілінде (4- сурет) 9-қозғалтқыштың қуатымен шығыр (8) арқылы ұңғының сағасында қондырылған мұнараның ортасында орналасқан арнайы айналмалы (16) механизм роторға беріледі. Ол қашау (1) жалғанған бұрғыдау тізбегін айналдырады. Бұрғылау тізбегі жетекші құбырдан (15) және оған арнайы аударғыш (6) арқылы бұралған бұрғылау құбырларынан (5) тұрады. Түптік қозғалтқышпен бұрғылау тәсілінде қашау (1) түптік қозғалтқыштың ішіндегі білгіне бұралады, ал бұрғылау тізбегі қозғалтқыштың корпусына (2) жалғанған. Қозғалтқышты жұмысқа қосқанда оның білігі оған жалғанған қашаумен бірге айналады. Бірақ, бұрғылау тізбегі ротормен бірге айналмайды, ол тек қана түптік қозғалтқыштың қуатымен айналады.
Яғни, роторлы бұрғылау тәсіленде қашаудың жыныс ішіне енуі ұңғының өс бойымен бұрғылау тізбегінің айналып қозғалуынан болады, ал түптік қозғалтқышпен бұрғыланғанда - бұрғылау тізбегі айналмайды. Айналмалы бұрғылаудың роторлы немесе турбобұрғы өзіндік ерекшілігінің бірі, ұңғы сумен немесе арнайы дайындалған сұйықпен қашау тесігі арқылы түпте барлық жұмыс жасаған уақытында үзілмей үнемі жуумен болады. Бұл қозғалтқыш-21 арқылы жұмысқа қосылатын екі (кейде бір немесе үш) бұрғылау сорабы-20-дан, құбыр-19бен бағана құбыр-17ге жуу сұйықтарын айдайды. Бағана мұнараның оң бұрышында жапсырылған. Әрі иілмелі шланг-14 арқылы ұршық -10ға түсіп, бұрғылау тізбегі арқылы түптегі қашауға қарай бағытталады. ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz