ІSBN 978-5-4468-3480-8Оқулық «Мұнай және газ ұңғымаларының операторы» кәсібі бойынша федералды мемлекеттік орта кәсіби білім беру стандартына сәйкес құрылған, ПМ.03 «Тақтай қысымын сүйемелдеу жұмыстарын орындау». Мұнай және газ кеніштерін, қойнауқатты су және тау жыныс сипаттарын қалыптастыру туралы мәліметтер баяндалған. Мұнайгаз және айдаушы ұңғымаларын зерттеу, игеру және пайдалану, қойнауқат қысымын сүйемелдеу және қойнауқаттардың мұнайды беруін жоғарылату әдістері жазылған. Айдаушы ұңғымаларының, су құбырларының, үйлестіру оқшауларының жүйелері туралы нақты сипаттама, сондай-ақ түптік сорап станциялары мен агентті қойнауқатқа қарай кіргізетін сорап агрегаттарын тағайындау мен техникалық – пайдалану туралы мәліметтер сипатталған. Құралдардың тотығу себептері және онымен күрес жолдары, сондай-ақ бір ұңғыма арқылы бірнеше қойнауқатқа суды бөлектеп айдау технологиясы бойынша мәліметтер берілген. Айдау ұңғымаларын зерттеу әдістері мен жаңа техникалық құралдар мен технологиялар туралы баяндалған. Кәсіби орта білім мекемесінің студенттеріне арналған. ӘОЖ 622(075.32) КБЖ 33.14я722 © Волохин А.В., Арсибеков Д.В., Волохин В.А., 2017 © «Академия» біліми-баспа орталығы, 2017ІSBN 978-5-4468-3480-8 © Ресімдеу. «Академия» баспа орталығы, 2017Құрметті оқырман! Бұл оқулық «Мұнай және газ ұңғымаларының операторы» кәсібі бойынша оқу-әдістемелік жиынтығының бір бөлігі болып табылады.«Қойнауқат қысымын сүйемелдеу бойынша жұмысты орындау» оқулығы ПМ.03 кәсіби модулді оқу үшін тағайындалған.Жаңа буынның оқу-әдістемелік жиынтықтары кәсіби үлгілердің және жалпы білім мен жалпы кәсіби пәндерді оқуды қамтамасыз етуге мүмкіндік беретін дәстүрлі және инновациялық материалдарды қамтыған. Әрбір жиынтықта жалпы және кәсіби біліктілікті меңгеруге қажетті, оның ішінде жұмыс берушінің талаптары көрсетілген кітап, оқулықтар, оқыту мен бақылау құралдары бар.Оқулық баспалары электрондық біліми ресурстарымен толықтырылған. Электрондық ресурстар интерактивті жаттығулар мен тренажерлері бар теориялық және практикалық модульдерді, мультимедиялық объектттерді, Интернеттегі қосымша материалдар мен ресурстарға сілтемелерін қамтыған. Бұған терминологиялық сөздік пен электрондық журнал енгізілген, оның ішінде оқу үрдісінің негізгі параметрлері көрсетілген: жұмыс уақыты, бақылау жұмысы мен практикалық тапсырмалардың орындау нәтижесі. Электрондық ресурстар оқу үрдісіне оңай кірістіріледі және кез келген оқу бағдарламасына бейімделеді. Алғы сөз Мұнай мен газды өңдеуді ұлғайту қарқыны негізінде мұнай мен газ кен орындары мен ұңғымаларының бұрғылау, игеру, зерттеу мен пайдаланудың қиындығы мен түрлі факторларды жеңу қиындықтарымен, қойнауқат қысымын сүйемелдеу әдістерін жетілдіруге байланысты болып отыр. Ең басты назар аударылатыны, ол мұнай мен газды жоғары деңгейде өндірудің технологиялық үрдістерін қолдау мен басқаруды қамтамасыз ететін орта буынның жоғары білікті мамандарын дайындау болып отыр. Саяси-экономикалық бәсекеге қабілеттілердің тарапынан тыйм салынғанына және мұнай бағасының күрт түсіп кеткеніне қарамастан, Ресейдің отын-энергетикалық кешенінің (ОЭК) жұмысы кем тартымды болып тұрған жоқ.Қазіргі уақытта ОЭК жұмысшылар мен мамандарын дайындау сапасына деген талап үнемі қатаңдап отырады, себебі мұнай мен газ өндіру құралдары мен технологияларының қазіргі заманғы жаңа кешендері енгізіліп тұрады. ОЭК жалпы құрылымына мұнай мен газ өнеркәсіптік-энергетикалық спектрінің мынадай бағыттары кіреді мұнай және газ кеніштерінің геологиясы мен барлауы, бұрғылау, зерттеу, пайдалану, отын-энергетикалық ресуртарды өндіру қамтамасыз ететін, мұнай мен газды өндіру, тұтыну, сақтау және өңдеу өнімін тұтынушыларға беру үшін сол орындарға тасымалдау.Ресей Федерациясының мұнай газ энергетикалық тиімділігінің саласында мұнай мен газды конденсанттарын өндіру мемлекеттік бағдарламасын іске асыру нәтижелері бойынша 2014 жылы 3,3 млн тоннаға көбейген бұл 2013 жылмен салыстырғанда 526,7 млн т. құрады. Табиғи және ілеспе газды өндіру 2014 жылы 27,9 млрд м3 азайған, 2013 жылмен салыстырған 640,3 млрд м3 құрады.Мұнай мен газ конденсатын өндіру көлемін салыстырмалы талдау, жылдар бойынша: 2011 ж. Өнім көлемі 511,4 млн т құраған, 2012 ж. — 518,1 млн т, 2013 ж. — 523,4 млн т, 2014 ж. — 526,7 млн т.Энергетика министрлігінің мәліметтері бойынша Ресей 2020 жылы мұнай мен газ конденсатын өндіру көлеміне шығуды жоспарлап, және оны 525 — 526 млн т. шегінде тұрақтандыруды көздеп отыр.Газды өндіру мен өңдеу динамикасын әлем бойынша Ресейдің жалпы үлесін ескере отырып, алатын болсақ, млрд м3: 2011 ж. — 670,7; 2012 ж. — 654,5; 2013 ж. — 668,2; 2014 ж. — 640,3.Ресей Энергоминстрлігінің мәліметтері бойынша 2014 жылы Ресей табиғи және жолшыбай газ өндіру бойынша әлемде АҚШ кейін екінші орынға ие болды (18,1 %). Газды өндіру бойынша жоспарланған көрсеткіші 2020 ж. — 730 млрд м3. Ресейдің энергетикалық стратегиясы 2035 жылға дейін мына қиыншылықтарға тап болып тұрады: Бәсекелестіктің өсуі мен әлемдік нарық жаһандануы Ресей Федерациясының нарықтық позициясын әлсірететін болады (тақта тастық газ, СПГ көтерме сауда газ нарығы, жаңартылатын энергетика); Дамып келе жатқан экономикаға (АТР, БРИКС) қарай Еуропадан энергоресурстарға деген сұраныстың ығысуы сату мен инфрақұрылым жүйелерінің міндетті түрде қайта жаңғыртуға әкеледі (экономикалық тоқырау, импорт өндірісін жан жақты дамыту, экологиялық талаптар мен энерготиімділікті арттыру); Геосаясат жағдайларының нашарлауы, ресейлік ЖЭК-ке қарсы тұру – технология, құрал-жабдық көздеріне, сату нарығына ықтималды қолжетімдікті шектеу; Көмірсутегінің бағасы күрт төмендеуі және олардың кейінгі динамикасының белгісіздігі.Аталған қиыншылықтар жағдайында құралдар мен технологиялардың импортынан ресей ЖЭК-тің тәелділігін төмендету мақсатында 2014 жылы РФ Үкіметі өнеркәсіпте испортты алмастыру жоспары бекітілген болатын. Ресей Энероминстрлігі мен Сауда-өнеркәсіп министрлігі шет елдің бағдарламалық қамтамасыз етуін пайдалануды және шетел компанияларының қызметтері, құралдары, техникалық құралдары, жиынтықтары импортынан ресей ЖЭК-тің тәуелділігін төмендету іс-шаралар жоспарын әзірлеп РФ Үкіметі бекіткен болатын.ЖЭК объектілерін тиімді және қауіпсіз қызмет ету үшін қажетті пайдалануға енгізілетін құралдар мен технологияны импорттық алмастыру іс-шаралары, Ресей Энергоминстрлігінің мұнай өндіру саласымен байланысты енгізілген тыймдардың ықпалын азайтуға бағытталған іс-шаралар зерттеу мақсатында, АҚШ пен Еуропа Одағының тыйым салынған тізімі боынша шетел технологиялары, материалдары мен жиынтықтарына қолжетімділікке тәуелді болуды төмендету үшін жұмыс тобы құрылған. Қажетті шетел құралдарына ұқсас құралдарды шығару үшін нақты техникалық тапсырмалар дайындалды.2015 жыл мен 2035 жыл аралығындағы кезеңде Ресей Энергоминистрліг алдында мынна перспективалық міндеттерді белгіледі:2035 жылға дейінгі кезеңде мұнай саласының басты даму кестесін түзету;мұнай саласындағы «үлкен салық орағытуын» іске асыруды мониторингілеу және оны жетілдіру үшін ұсыныстарды пысықтау;«сынамалы» жоба аясында мұнай саласында қаржы қорытындыларына қарай салық механизімін іске асыру заңын қабылдау;ішкі тұтынушыларын мотор отынымен тұрақты қамтамасыз ету;2015 жылғы 1 қаңтардан бастап РФ аумағындағы 4 және 5 экологиялық кластардың көлік отыны мен дизельді отынды қолдануына назар аударуға көшу;Ресей МӨЗ 27 технологиялық құрылғыны пайдалануға енгізу және қалпына келтіруді аяқтау;2015 жылғы қорытындылар бойынша мұнай өңдеу тереңділігін 73,5%-ға дейін арттыру;Мұнай өңдеу мен мұнай химиясы кәсіпорындарын катализаторлармен қамтамасыз ету саласында импортты алмастыруды төмендету жол картасын іске асыру;2035 жылға дейінгі кезеңде Шығыс газ бағдарламасын қоса, газ саласының бас даму кестесін түзету;Ямал түбегіндегі табиғи сұйық газды өндіруді дамыту кешенді жоспарын іске асыруды жалғастыру;«Сила Сибири» газды тасымалдау жүйесінің құрылысын қоса, газ өндіру Якуттық орталықты игеру;БЭК (Бірыңғай энергетикалық комиссия) Кеңесінің «Сұйық көмірсутек газдарын отын ретінде қолдану үшін талаптары» техникалық регламентін қабылдауға дайындық;ұйымдастырылған биржалық саудаларды табиғи газбен дамыту;РФ субъектілерінің газдандыру аймақтық бағдарламаларын іске асырылуын мониторингілеу;Автомобильді газға толтыру компрессорлы станциялар өндіретін сұйық табиғи газдың бағасының мемлекет тарапынан реттелуін тоқтату.Сонымен қатар кәсіби білім мен оқытудың қазіргі заман жүйесін дамытудың жаңа тармағын берді, ол «Ресей Федерациясындағы білім беру туралы» 2012 жылғы 29 желтоқсандағы № 273-ФЗ Федералды Заңы, «2013-2020 жылдары білімді дамыту» мемлекеттік бағдарламасы», «Ресей Федерациясында 2020 жылға дейінгі кезеңде жұмысшы кадрларын дайындау және қолданбалы біліктілікті қалыптастыру жүйесін дамыту стратегиясы» және «Мемлекеттік әлеуметтік саясатты іске асыру іс-шаралары туралы» № 597 және «Білім мен ғылым саласында мемлекеттік әлеуметтік саясатты іске асыру іс-шаралары туралы» № 599 РФ Президентінің 2012 ж. 7 мамырдағы Жарлықтары.Кәсіби білім жүйесін модернизациялау қорытындыларының маңыздысы: экономиканы жан-жақты дамытумен байланысты мамандарды дайындау құрылымын жаңарту және көлемін өзгерту; кәсіби білімнің жаңа федералды мемлекеттік білім стандарттарына ауысу негізіндегі білім бағдарламасының мазмұнын жетілдіру; мемлекеттік-жеке серіктестік пен көп арналы қаржыландыру механизмдерін дамыту; кәсіби білім мекемелері мен инфрақұрылым бірліктерінің жаңа аймақтық үлгілерін құру: (ресурстық орталықтар, кәсіптік біліктілік орталықтары және т.б.); қолданбалы бакалавриат бағдарламаларын іске асыру; халықаралық білім кеңістігіне интеграция және WorldSkіlls Іnternatіonal кәсіби шеберлік конкурстарының әлемдік қозғалысына кіру.Федералды мемлекеттік білім стандарты «Мұнай және газ ұңғымаларының операторы» кәсібі бойынша тиісті кәсіби модульдерінде көрсетілген қызмет түрлері студенттерді біліми дайындау үшін көзделген:мұнай, газ және газ конденсатын өндіру әдістері барысында технологиялық үрдістерді енгізу;ұңғыманы зерттеу бойынша жұмыстарды орындау;қойнауқат қысымын сүйемелдеу бойынша жұмыстарды орындау;қойнауқатты сумен бөлу және құм қоспасы бар сумен бұрғылау үрдістерін енгізу;Осы кітап «Мұнай және газ ұңғымаларының операторы» кәсібі бойынша кәсіби білімнің негізгі бағдарламасын игеру қорытындыларына талаптарды қамтамасыз ететін оқу-әдістемелік материалының жалпы көлемінің бір бөлігі болып табылады.Оқулық «Қойнауқат қысымын сүйемелдеу жұмыстарын орындау» ПМ. 03 кәсіби модулін зерделеу үшін тағайындалған.Алғы сөзден басқа кітап құрамына қойнауқат қысымын сүйемелдеу бойынша жұмысты орындау барысында кәсіби қызметтің түрлерін ашып көрсететін он тарау кіреді, оның ішінде, кәсіби (КБ) және жалпы (ЖБ) біліктіліктер енгізілген.Оқулықта осы кәсіптің жалпы және ерекше ғылыми заңдылықтары ескерілген, технологиялар мен тау ғылымдары ортасының заңдылықтары мен себеп-салдар байланыстарын ашу негізінде негізгі біліми бағдарлама құрылымндағы кәсіби модульді қалыптастыру барысында себеп-салдар байланыстары белгіленген, осының салдарынан техника мен қазірргі заман технологияларын жетілдіру, іргелі ғылымдар базасында тауды өндіруді ұйымдастыру болып табылады. Мысалы, қойнауқат қысымын ұстап тұру жұмыстарын орындауға, айдамалау ұңғымаларды дайындау, меңгеру және пайдалану әдістеріне, қойнауқаттан мұнай берілуін жетілдіру әдістеріне, айдамалау ұңғымалардың, құбыр желісніңі, үйлестіруші оқшаулардың жүйе ерекшеліктерінің сипаттамасына, сондай-ақ, қойнауқатқа агентті айдайтын шоқ сорап станциясы және сорап агрегаттарының қолдану мақсаттары мен техникалық пайдалану ерекшеліктері туралы мәліметтеріне қатысты кәсіби модульдің негізгі профильді мәселелерінен тыс оқулықта, мұнай және табиғи газ жатындарын қалыптастыру, сонымет бірге, ұңғыманы бұрғылау және мұнай мен газ кен орындарын дайындау секілді, мұнайғаз саласындағы мамандықты қалыптастырудың ғылыми заңдылықтарына қатысты жалпы және өте маңызды мәселелер айқындалған. Оқулықта, стунденттердің осы сала, жұмыс үрдістерін жүргізу әдістері мен құралдары және өндіріліп жатқан өнімнің ерекшеліктері туралы, мұнай және газ қалыптасуының және олардың химиялық және физикалық қасиеттерінің, қойнауқат су қасиеттерінің қысқаша талдамасы берілген, сондай-ақ, мұнай және газ ұңғымаларының құрылымы сипатталған, нәтижелі қойнауқатты ашу және жатындарды дайындау түзімдер туралы деректер ұсынылған. Оқулықтың 9-тарауында, мұнайгаз саласындағы кәсіпорын жұмыстарының аймақтық ерекшеліктерін есепке ала отырып, мұнай және газ кен орындарын өңдеуге және өңдіретін және айдамалы ұңғымаларды пайдалануға байланысты жаңа техникалық құралдар және технологиялар қарастырылады. Қойнауқат қысымын ұстап тұрудың қолданыстағы техникалық-технологиялық ерекшеліктерінен тыс оқулықта, заманауи өндірістер және кәсіпқой оқу орындарының мемлекеттік-жеке серіктестік жағдайындағы жұмыстарын көрсететін инновациялық материалдар берілген.Кітапты, еңбекті қорғау және өрт қауіпсіздігі мәселелері қарастырылатын, жарақат алу және т.б. жағдайлардың туындауына және оларды алдын алуға байланысты себептік-салдарлық байланыстар айқындалатын 10-тарау тәмамдайды.Оқулықта қолданылған әдебиеттер тізімі, қолданыстағы федерация заңдары және мемлекеттік стандарттардың тізбесі келтірілген. 1 ТАРАУ МҰНАЙ ЖӘНЕ ГАЗ ЖАТЫНДАРЫНЫҢ ҚАЛЫПТАСУЫ МҰНАЙ ЖӘНЕ ГАЗДЫҢ ПАЙДА БОЛУЫ ТУРАЛЫ МӘЛІМЕТ Мұнай — табиғи қоспа, ең бастысы ол көмірсутек қоспаларынан (КС) құралған, ережеге сәйкес, олар стандартты және қойнауқатты жағдайларда сұйық агрегат күйінде тұрады. Көмірсутектен басқа мұнайдың құрамында түрлі қоспалар бар азот, күкірт, оттегі қоспалары. Оны өңдеу барысында алынатын мұнай мен заттар ежелден ақ пайдаланылады.Мұнай мен газдың пайда болу мәселесіне келетін болсақ, осы күнге дейін ол ашық мәселе болып қалып отыр. Бұған мұнай мен газдың көшіп-қону жоғары қабілеті, яғни мұнай мен газ барлық кезде екінші орындарында жатып қалады, сондықтан, олардың пайда болған орындары тікелей бақылау арқылы белгіленуі мүмкін емес. Бұдан басқа, зертхана жағдайында мұнай қатарының КС алу үшін, бастапқы материалы болып органикалық та, бейорганикалық те қоспалар бола алады, бұл КС пайда болу сипаты туралы жорамалдау мүмкіндігі жоқ.Аталған мәселе боынша дискуссиялар өзінің дамуын XVІІІ ғасырда бастаған болатын. Бұл мәселені көптеген ғалымдар зерттеген, олар Д.И. Менделеев, М.В.Ломоносов, И.М.Губкин, В.И.Вернадский. бұл проблеманың маңыздылығын нақты көрсетіп берген И.М.Губкин болатын, бұл «Мұнай туралы оқулар» кітабы: «Табиғатта мұнайдың пайда болуын нақты табу біз үшін тек ғылыми-теориялық қызығушылық емес, алдымен тәжірибелік маңызы зор болып тұр. Қорытындысында мұнай пайда болатын үрдістер туралы дұрыс көзқарас болғанда ғана, біз жер қойнауқатында жатындар қалай пайда болатынын, оның барлық құрылымдық қалыбының, литологиялық ерекшеліктерін, мұнай жиналуға қолайлы қаттарды білетін боламыз, осы мәліметтер жиынтығы бойынша сенімді тапсырмалар алатын боламыз, мұнайды қа тұстан іздеу керек,және оны барлауды қалай дұрыс ұйымдастыру қажеттілігінің дұрыстығын білеміз.Қазіргі уақытта мұнайдың пайда болуының екі теориясы бар – органикалық және бейорганикалық.Мұнайдың бейорганикалық пайда болуының гипотезасы. КС синтезінің мүмкіндіктерін бейорганикалық заттардың ішінен бірінші болып француз химигі М.Бертело дәлелдеген болатын, осылайша 1860 жылы ол сілті металы, көмірқышқылы мен су реакциясы үшін пайдаланып, ацетиленді (С2Н2) синтездеген.Кешіктіріп барып, 1877 ж., Д.И.Менделеев «карбид гипотезасын» ұсынды, ол кейіннен өте танымал болды. Осы гипотезаға сәйкес, су, тереңдегі бұзылған жерлермен жүріп, темір карбидімен реакцияға түседі, ол шекті және шексіз КС қалыптастырады, ол мына қағида боынша қалыптасады: 2FeC + 3H2O = Fe2O3 + C2H6. Кейіннен қайта қалыптасқан КС тереңдікте бұзылған жерлермен тұқымдас-коллектор болып көтеріледі. Өзінің гипотезасын Д.И.Менделеев зертханалық зерттеулерімен карбид металдарының сумен әрекеттесу барысында сұйық КС алғанын дәлелдеген.Тағы бір айта кететін гипотезаны, ғарыштық - В. Д. Соколов 1889 ж., әзірлеген. КС-тің метеорит пен комета құрығында болуы туралы алынған мәліметтерге негізделе отырып, В. Д. Соколов Жердің қалыптасуы кезінде магманың жұтып қою мүмкндігін болжаған, олар салқындату кезінде тереңдегң бұзылған жерлерде қаныстап, тау кеніштерінің тұнбаланған қалың жерінде жинақталып сіңіп қалған, яғни В. Д. Соколов мұнайды Жерге басқа ғарыштық материялармен бірге түскен бастапқы КС синтездерінің қорытындысы деп санаған.ХХ ғасырдың 30 жылдары бейорганикалық пайда болған гипотездер мұнайдық органикалық пайда болуы теориясын негізін қалаушы академика И.М. Губкин тарапынан қатты сынға ұшыраған болатын. Бірақ, бұның барысында ол «үлкен емес, мұнайдың жиналуының тәжірибелік маңызы жоғы, бейорганикалық пайда болған деп атала алады, КС – ті магмадан бөліп шығару нәтижесінде пайда болады.Мұнайдың органикалық пайда болу гипотезасы. Мұнайдың органикалық пайда болу гипотезасы негізінде КС-тің органикалық заттардан (ОЗ) пайда болу қағидалары жатыр, мысалы ежелгі өсімдіктер қалдықтарынын. Кезінде М.В.Ломоносов өзінің ОЗ – дан мұнайдың пайда болу гипотезында жоғары температура мен қысымның әсер етуінен КС қалыптасуының негізгі қағидаларын калыптастырған. Болжанғаны, пайда болған КС мұнай мен газ жинақталған жерге көшіп барады. Мұнай мен газ қалыптасуының бастамасы шоғырланған ОЗ болып қабылданған болатын – кен көмірі (кейіннен белгіленгені көмір қалың заттар жанатын газды тудыра алады.КС-тің органикалық пайда болу теориясын қалыптастыру және оны түсіну үшін маңызды рөл атқарған В. И. Вернадский еңбектері — геохимия негізін қалаушы, оның ішінде мұнайдың биогеохимия негіздерін қалаушы. 1934 ж. ол көміртектің биосфераның тірі затымен әрекеттесуінің геохимикалық сызбасын әзірлеген, оның атауын «көміртектің өмір тіршілігінің циклы» деп атаған.И. М. Губкин «Мұнай туралы оқулар» деген өзінің жұмысында 1932ж. түрлі гипотезаларды және сол уақытта болған деректерді сынай отырып, қарастырған болатын. Ол мұнай мен газдың қалыптасуы үрдісі кезеңімен, сатылай, ұзақ және үзіліссіз дамып отыратынын, аймақты сипаты бар және Жердің тектогенезімен және литогенмен тікелей байланысты екенін көрсеткен.Мұнай мен газдың кеніштерінің қалыптасу теориясының қазіргі заман көзқарасы негізінде биогендік ОЗ – дан жасалған КС синтезі туралы ғылыми мәліметтері жатыр. Осы үрдіс тез өтпейді, және ұзақ уақыт жалғасады. КС-тің қалыптасуының мына сатысын атап көрсетеді:1)бастапқы ОЗ жиналуы;2)тұнбасына отырып қалған ОЗ биохимиялық трансформациясы;3)терможансыздану қалыптасулар;4)КС мұнайгаз өндіретін жыныстан КС-тің табиғи резервуарларға бөлініп шығуы;5)Мұнай мен газдың табиғи резервуарларда қақпандарға дейін көшуі;6)қақпандарда КС аккумуляциясы (жинақталуы) және кеніштерінің қалыптасуы;7)КС кеніштерінің қайта қалыптасу мен бұзылуы.Соңында айта кету керек, қазіргі уақытта мұнай мен газдың пайда болуының түрлі теорияларының жақтаушылары өздерінің оппоненттеріне шыдамдылықпен қарайтын болған. Осылайша, органикалық және органикалық емес гипотезалар мұнай мен газдың аздаған санын басқа жолмен қалыптасу мүмкіндігі бар екенін жоққа шығармайды. МҰНАЙ МЕН ГАЗДЫҢ ФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТТЕРІМұнай және газдың табиғи жатындарын қалыптастыратын КС құрамы мен қасиеттері алуан түрлі және құбылмалы. Бұған қоса құбылмалық жатынның терендігі ұлғаюмен ғана байқала қоймай, аймақтарда белгілі болады. Сонымен қатар мұнайдың құрамы мен қасиеті тіпті бір жатын шеңберінде (әдетте жатынның үлкен мөлшері болған жағдайда) әртүрлі болуы кезігеді. Коллектор-жыныстарының орналасқан орынының жағдайымен жиынтықта олар көп жағдайда жатындардың табиғи энергетикалық мүмкіндіктерін, қойнауқатқа және кен орнын дайындау жүйеге жасанды әсер ету әдісін таңдауды анықтайды.Мұнай мен газ химиялық құрамы бойынша КС қоспасына ұқсас, бөлігінің көбі метандық (СпН2п+2), нафтен (СпН2п) және аз мөлшерде иісті (СпН2п _ 6) қатары. КС жоғары бет жағында дұрыс температура мен атмосфералық қысымда СН4 дан С4Н10 дейін — газдар, С5Н12 дан С16Н34 дейін — сұйықтық, С17Н36 дан С35Н72 дейін және жоғары — қатты заттар, олар парафин және церезина деп аталады.Көмірсутек компоненттерінен басқа мұнай құрамына жоғарымолекулярлы қоспалар кіреді, олар оттегі, күкірт, азот, нафтен қышқылдарын, смолалар, асфальтендер, парафин және т.б.Қойнауқаттық жағдайында көмірсутек газдары тек газ тәрізді бола бермейлді, ерітілген және қатты күйде де бола алады. Өнеркәсіптік маңызы, ережеге сәйкес, бос күйдегі газдың жиналуы, газконденсатты жиналуы болады. Белгілі бір қойнауқат күйде газдар қатты күйге — газогидраттарға айнала алады.Газ кен орындарының газдарының құрамына басымдылықпен метан ( 98,8 %-ға дейін) оның гомолог қоспаларымен кіреді, сондай-ақ бейкөмірсутек компоненттер кіреді: көмірқышқыл газ, азот және күкірт сутек. 0,2 %-ға дейін қоспасы бар газды құрғақ деп атайды.Мұнайда еріген газды, ілеспе мұнай газдары деп атайды. Құрғақ газынан айырмасы метан, ілеспе газдарда этан, пропан, бутан, жоғары көмірсутектер қоспасында көп болады (50 %-ға дейін), сондықтан олардың атауы толық және бай газдар деген атау алған. Көмірсутек құрастырушыдан басқа газдың құрамында азот, көмірқышқыл газ, күкіртсутек және басқа компоненттер кездеседі. Мысалы, Удмуртия газы азоттың көп болуымен сипатталады, ол оның қарапайым дайындықсыз жануына қиындық тудырады.Мұнайдың негізгі қоспаларын және қоспа санына қарай мұнайдың классификациясын қарастырайық.Күкірт — бұл элемент мұнай құрамында күкіртсутек, күкірт қоспалары, сульфид ретінде, сондай-ақ бос қалпында да кездесе береді. Күкірті болған мұнайды аз күкіртті (күкірт 0,5%-дан кем емес), күкіртті (0,5 — 2,0%), жоғарыкүкіртті (2 %-дан жоғары) деп атайды.Мұнай парафины — бұл қатты КС қоспасы, екі топқа басымды — парафиндер С17Н36 — С35Н72 және церезиндер С36Н74 — С55Н122. Еріту температурасы диапазонда бірінші 27 — 71 °С, екінші — 65 — 88 °С. Аз парафинділерге құрамында салмағы 1,5% - дан парафин болса жатқызады, парафинділер деп — 1,5 — 6,0% салмағы барларды, жоғары парафинді деп — 6,0%-дан астамдарын атайды.Мұнайдың асфальт-шайырлы заттары — жоғарымолекулярлы қоысндылар, өздеріне оттегін, күкіртті және азотты енгізген, олар және де тұрақсыз құрамның бейтарап қоспаларының көп мөлшерінен де тұрады. Ережеге сәйкес, мұнайдағы асфальт-шайырлы заттарды қамту 1 ден 40 %-ға дейін толқып тұрады. Құрамына қарай мұнайдық асфальтсмола заттарын азсмолалы (смоланың18 %-дан төмен болуы), смолалы (18—35 %), жоғарысмолалы ( 35 %-дан жоғары).Мұнай қойнауқатының тығыздылығы — қойнауқат жай-күйін сақтай отырып, жер қойнауынан шығарылған мұнай салмағы көлем бірлігінде көрсетіледі. Ережеге сәйкес, қойнауқатты мұнай тығыздығы ерітілген газ есебінен көлемі ұлғаю салдарынан газдалған мұнай тығыздығынан 1,2—1,8 есе аз. Мұнай тығыздығы қойнауқат жағдайында ерітілген газ санынан басқа, температура мен қысымына да байланысты болады. Қысымы жоғарылаған сайын тығыздығы қосарлана түседі. Ал температурасы көтерілсе – азаяды. Мұнай тығыздығы тағы оның құрайтын көмірсутектерінің құрамына байланысты болады. Осылайша, жеңіл мұнайда тез қайнайтын (бензин, керосин), ал ауыр мұнайда – ауыр компоненттер (май, шайыр) басымды болады, сондықтан мұнай тығыздығы оның құрамы туралы бірінші сапалық көрсетілімін ұсынады.Қойнауқатты мұнайды тығыздылығы бойынша жеңіл түріне 0,850 г/см3 аз (мысалы, Татарстандағы девон кезіндегі кен) және ауыр түріне бөлінеді, оның тығыздығы 0,850 г/см3 артық болады (Татарстан мен Удмуртияның тасты көмір жинақталған жердегі мұнай кендері) аса жоғары мұнай да танымал, олардың тығыздығы қойнауқатты күйде 0,1—0,4 г/см3 аспайды.Газдың тығыздығы — газдың салмағы 1 м3 температурасы 0 °С және қысымы 0,1 МПа болған жағдайда. Газдардың тығыздығы олардың құрамына тікелей байланысты болады, осылайша құрғақ газ тығыздығы 0,716 г/см3.құрайды. Тәжірибеде көбіне газдың салыстырмалы тығыздығын пайдаланады (газ тығыздығының ауа тығыздығына қатысты).Көлемді коэффициент (b) — қойнауқатты жай-күйдегі ерітілген газ бар мұнай көлемі бірлігінің газсыздандырудан кейінгі оның жоғары бетіндегі көлеміне қатысы:Ъ = . (1.1) Бұл жерде — қойнауқат күіндегі мұнай көлемі, ; — газсыздандырудан кейінгі мұнай көлеміМұнайдың көлемдік коэффициентінің маңызы барлық кезде бірліктен жоғары болады және ережеге сәйкес, 1,2—1,8 шегінде, кей жағдайларда 2 — 3 жетуі ықтимал.Қойнауқатты мұнайдың көлемді коэффициенті мұнайдың геологиялық қорын анықтау үшін және мұна шығару коэффициент анықтау үшін ескереді.Жабысқақтық — сұйықтықтың сипаты (газдың) қозғалыс кезінде оның бөлшектерінің қимылдауына қарсылық білдіру. Мұнайдың жабысқақтығын мұнай қозғалысымен байланысты барлық гидродинамикалық есеп жүргізуде ескеріп отырады. Ерітілген газ, қатты қысым мен температура қойнауқатты мұнайдың жабысқақтығына қатты әсер етеді, оның жоғары бетіндегі мұнай жабысқақтығынан айырмашылығы көп болады.Газдардың жабысқақтығы өте аз және 1 • Па • с, аспайды, қысымы көтерілген сайын ол көбейіп отырады.Тәжірибеде мұнайдың динамикалық (абсолютті), кинематикалық және салыстырмалы жабысқақтығын көрсетіп отыру орынды тәртіп.Динамикалық жабысқақтық — жоғарғы беті 1 сұйықтықтың, екі сұйықтықтың аралары 1м қашықтық, тұрған екі қойнауқатының өзара ауысуы қарсыласу шамасы (Па • с) , салыстырмалы жылдамдық барысында ауысуы 1 м/с оған салынған күштің әсерінен 1 Н. Динамикалық жабысқақтығы бойынша ұғымалардың ұтымды дебиттерінің маңыздылығын анықтайды.Кинематикалық жабысқақтығы — аталған сұйықтықтың динамикалық жабысқақтығының оның сол температурадағы тығыздығына қатысы. Кинематикалық жабысқақтық бірлігі СИ — /с. Кинематикалық жабысқақтықты көптеген технологиялық есептерде падаланады.Салыстырмалы жабысқақтық — мұнайдың абсолюттік жабысқақтығының су жабысқақтығына қатысы. Саны бойынша салыстырмалы жабысқақтықты вискозиметр арқылы анықтайды (калибрлі құбырлар арқылы сұйықтықтың белгілі бір көлемінің ағу уақытын өлшеу жолымен). Салыстырмалы жабысқақтық мөлшері бойынша есептеу жолымен кинематикалықты есептейді.Аздаған жабысқақтығы бар қойнауқатты мұнайды былай ажыратады — 1 мПа кем • с; азжабысқақты — 1—5 мПа • с; жоғары жабысқақ — 5 — 25 мПа • с; өте жоғары жабысқақ — 25 мПа астам• с. Мысаслы,Солтүстік Кавказдың жоғары жағында бор жинақталған жердегі кеніштердің мұнайының жабысқақтығы — 0,2 — 0,3 мПа • с; Татарстан, Башкұртстан ның девон кезіндегі шөгінділері, Татарстан, Башқұртстан, Удмуртия мен Перм облыстарындағы тас көмір шөгінділері — 5 — 50 мПа • с.Қойнауқаттық мұнайдың жабысқақтық көліменен кеніштерді зерттеу жүйесін таңдау тәуелді болады, оның тиімділігі мен мұнай шығару бойынша жоспарланған коэффициентке қол жеткізу де жабысқақтық көлеміне тәуелді болады. Бұдан басқа, зерттеуді жобалау барсындағы маңызды көрсеткіштердің бірі мұнай жабысқақтығының қатысы мен оны қысып шығаратын су қатынасы болып табылады. Көлемінен көбіне қойнауқаттағы қысып шығару фронтының сипаты тәуелді болады, өз кезегінде ұңғымалардан мұнайды бұрындауды қолданумен шығару күйін және ұңғыманы бұрындау қарқынын анықтайды.Өздерінің электрлік сипаты бойынша мұнай диэлектрик болып табылады, электр тоғын өткізбейді. Бұл қасиеті ҰГЗ (КҚ, БК және т.б.) электрлік әдістері көмегімен ұңғымалар кескінінде мұнай қонауқаттарын сапалық және сандық түрде анықтау үшін кеңінен пайдаланады.Қойнауқаттық мұнайдың газ мөлшері— бұл 1 м3 қойнауқатты мұнайда сұйытылған газ көлемі. Қойнауқаттық мұнайдың газ мөлшері м3/м3 көрсетеді.Қойнауқаттық мұнайдың газ мөлшері 300 — 500 м3/м3 және одан жоғарыға жетуі мүмкін. Оның ең таралған шамасы — 30—100 м3/м3. Мысалы, Удмуртии кен орындары үшін қойнауқаттық мұнайдың газбен қамтамасыз етуінің шамасы 3 — 40 м3/м3.шегінде толқып тұрады.Кәсіптік газ факторы (Г) — өндірілген газ көлемінің газсыздандырылған мұнай көлеміне қатысы: (1.2) бұл жерде, — өндірілген газ көлемі, м3; — өндірілген газсыздандырылған мұнай көлеміне, .Бастапқы газ факторын танып білеміз, ол ұңғымаларды бірінші айлары пайдалану мәліметтері бойынша анықталатын, ағымдағы, бұл белгілі бір уақыт кескініндегі мәліметтер бойынша анықталады, және орта зерттеу бастамасынан бастап есептік күнге дейінгі кезеңде анықталатыны. Кәсіптік газ факторының мөлшері көбіне мұнайдың газды ұстау мен кеніштерді зерттеу күйіне байланысты болады. Егер зерттеу барысында қойнауқаттықта газ мұнайдан бөлініп шықпайтын болса, газ факторы қойнауқатты мұнайдың газ ұстаға жақын болады, немесе керісінше, газ факторының көлемі ұлғаюы қойнауқаттағы газысдану үрдістері туралы айта алады, ал мардымды артуы барысында газ тасымалдауыш қойнауқаттарының немесе газды қалпақтарынан атып шығуы туралы айтылады.Қойнауқаттық мұнайдың қанығу қысымы — қысы, оның ішіндегі сұйықталған газ одан бөлініп шыға бастайды. Қанығу қысымы көбіне мұнай көлемі мен кеніштегі газ, олардың химиялық құрамы мен қойнауқаттық температурасы қатынастарына байланысты болады.Қанығу қысымы табиғи қойнауқаттық қысымға тең болу керек, немесе одан аз болу керек, осыған сәйкес қойнауқаттық қысым мен қанығу қысымы арасындағы айырмашылығы МП нөлден онға дейін толқып тұруы мүмкін. Бұдан басқа, бір кешен шегінде де (бірақ оның әртүрлі жерінде) мұнайдың қанығу қысымының түрлі мәні болуы мүмкін. Бұл құбылыс геологиялық құрылым айырмашылығы сияқты аудан шегінде мұнай мен газдың қасиеттерінің өзгеріп тұратынымен байланысты. Көптеген мұнай кешендері үшін, мысалы, Удмуртиядағы қанығу қысымы шамамен 4—6 МПа деп сипатталады. КЕНІШТЕРДЕГІ МҰНАЙ, ГАЗ ЖӘНЕ СУДЫҢ ЖЫНЫСТАРЫНЫҢ ОРНЫНЫҢ ЖАЙ-КҮЙІ 1.3.1. Жыныстар-коллекторлар және қақпақтар Қойнауқаттықтағы мұнай мен газ қойнауқаттық қысымының ықпалында болады. Бастапқы қойнауқаттық қысым өнімділік қойнауқаттың жыныстыры орнының тереңдігіне байланысты болады. Табиғатта мұнай, газ және су орыны кеуек жыныстар — коллекторлар.Коллектор — жыныстар — таукен болып табылады, олар мұнай, газ және суды сыйғызып, оларды зерттеу барысында бере алады. Жыныс генезисі көзқарасы бойынша жыныс-коллекторлар абсолютті көбі шөгіп қалуы пайда болады, осыған сәйкес, кен орындары шөгіп қалатын коллекторларға ұштастырылған.Тәжірибеде мұнай мен газдың коллекторлары болып, терригенді сияқты (құмтас, алевролит және сазды жыныстың жекелеген түрлері), карбонатты жыныстарда бола алады (әк, бор, доломит).Шөгіп қалатын жыныстардың барлығының құрамына (карбонаттылардан басқа), түрлі минералдардың дәні жатады, цементтелген әк, сазды немесе басқа да минералды бөлшектермен (цемент). Осы дән арасындағы тесіктерге мұнай, газ және су тұрып қалады (1.1-сурет).1.4 бөлімінде қуыс пен коллектр қасиеттерін санымен сипаттайтын параметр түрлері қарастырылатын болады.Флюидтірегі-жынысы (қақпақ) — «ештеңе өтпейтін» таукены.Табиғитта, коллектор қанша жақсы болғанымен, жоғары шөгіп қалатын қақпақсыз мұнай мен газды жиынтығын сақтап қалу мүмкін емес. Сур. 1.1. Кеуек жинауыштың ыспасы:1 — минералды түйіршіктер; 2 — цемент; 3 — кеуектік кеңістігі; 4 — «жабық» кеуектік арна  Ережеге сәйкес, қақпақ орнына саз, (аргиллит), тұз, гипс, ангидриттер және карбонант жынысының тығыздалған түрлері, мысалы доломит болады.Ең кеңінен тараған қақпақ саздылары. Ең жақсы қақпақ тұз, қат-қабатты бұзбастан өзінің деформациялау қасиеті бар болғандықтан иілгіштігінің арқасында орындайды. . қақпақтардың ұстап қалу қабілеті көбіне оның қуаттылығымен, құрамының біртектілігімен, жарылған жерлерінің болуы мен немесе болмауымен анықталады.Бірақ, тағитта толығымен абсолюттті түрде мұнай мен газ үшін өткізбейтін қақпақтар болмайды. Белгілі бір жағдайда, мысалы, табиғи резервуарындағы ауытқитын қысым болғанда, қақпақтар КС көшіп-қонуына қарсы тұра алмайды. Бұдан басқа, саз жыныстары (қатты тереңдікте, су жоғалтқаннан кейін) кішкентай денеге айналады және жарыла бастайды, өз кезегінде ол мұнай мен газды шоғырландыра алады. 1.3.2. Табиғи резервуарлар. Қақпан. Кеніштер Бұрынырақ та айтылғандай, жер қабығында мұнай, газ, су сыйдырушысы болып жыныс-коллекторлар қызмет етеді, олар өте алмайтын жыныс-қақпақтарында орналасқан. И. О. Брод табиғи резервуарларды мұнай, газ, судың табиғи сыйдырушысы деп атауды ұсынған, олардың ішіндегі осы флюидтер паналып жүреді, және олардың нысаны коллектор мен оған толып тұратын өткізгіші жоқ жыныстарыдң қатынасымен негізделген.  Сурет 1.2. Саз балшықты денелер линзасы және ауыстыру аймағы қосылған қойнауқатты табиғи резервуардың мысалы:1 — саз; 2 — құмтас; 3 — линза; 4 — ауыстыру аймағыИ. О. Брод бойынша барлығы табиғи резервуарының негізгі үш түрін бөліп келеді: қойнауқаттық, шомбал және литологиялық ограникалық.Қойнауқаттық табиғи резервуарлары (1.2-сур.) ауданы бойынша кеңінен тарағандығымен сипатталады, бірақ аздаған қуатымен айырмашылығы бар, (ережеге сәйкес, он метрден артық емес). Қойнауқаттық резервуарлар литологиялық терригентті сияқты жыныстың карбонатты түрлерімен де көрсетіледі. Үлкен ұзақтығына байланысты, резервуардың осы түрлері құрылымы бойынша біртектес болмайды, және коллекторлардың тартып алу аймақтарымен немесе ауысу аймақтарымен күрделенген (өткізбейтін жыныстармен).Мұнай мен газ кеніштерінің басым бөлігі қойнауқатты табиғи резервуарларға шоғырланған.Шомбал табиғи резервуарлар (1.3-сур.) түрлі немесе бірдей литологиялық құрамның қойнауқатты-коллектор қуатты қабатын көрсетеді (1.3-сур., б). Шомбал резервуарлар литологиялық түрде терригентті сияқты, жыныстың карбонатты түрлерімен де көрсетіледі. Резервуарларының бұл түріне біртекті еместігінің 1.3-сур. Шомбал табиғи резервуарлардың мысалы:а — кедертас сілеміне; б — құмтас қалыңдығына, 1 — саз балшыққа; 2 — әктастарға; 3 — құмтасқа; 4 — линзаға; 5 — ауыстыру аймағына орайластырылғанӘр түрі де қасиетіне тән (мысалы, ауысу аймағы), сонымен қатар, өтіп кететін барлық жыныстың қойнауқаттары бірыңғай табиғи резервуарды көрсете отырып, хабарласады. Шомбал резервуарлары бірінің түрі жарлауыт қазба құрылыстары болып табылады (1.3, а-сур.), олар мықты жас шөккен жыныс астына (жарлауытқа қатысты) көмілген.Табиғи резервуарлардың жеке түрлері литологиялық ограникалық табиғи резервуарларға жатады, барлық жағынан өткізбейтін жыныстармен қапталған. Осындай табиғи резервуарлардың мысалы болып, сазды жыныс қабатындағы құм линзасы қызмет етеді (1.4-сур.).Ережеге сәйкес, табиғи резервуардың көп бөлігі суға толы. Мұнай мен табиғи газ табиғи резервуарда көшіп қонып жүреді (одан суды ығыстырып тастайды), ол бұл жерде ең жоғары дәрежені алуға тырысады. Табиғи гравитациялық күштер ықпалынан олар жоғарыға қарай ауысып, қойнауқат-коллекторы төбесіне дейін жетеді, қойнауқат-коллекторының аймақтың иілуі бар болса, одан кейін мұнай мен газ көшуі де мүмкін. Осы көшіп – қону үрдісінде түрлі қақпандар мен кедергілер кездесуі мүмкін, бұл жерде мұнай мен газдың шоғырлануы мүмкін. Осылайша, мұнай мен газ жинақталуы ықтималды болатын табиғи резервуар бөлігі қақпан деп аталады.Егер мұнай мен газдың көшу үрдісінде олардың қақпанға жинақталуы байқалса, мұнай мен газдың кеніштер бар деген сөз.Мұнай мен газдың кеніші — мұнай мен газдың жергілікті табиғи жинақталып қалуы (біржолғы). Ережеге сәйкес, табиғи резервуарда мұнай мен газдың ауысып жүруіне мәжбүр ететін күштер, осы қарсы келе алатын қабілетті күштермен өтелгенге дейін кеніш бар болып тұрады. Кеніштердің қалыптасуы оның ұзақ бар болуына жеткілікті жағдай болып табылмайды. Осылайша, түрлі геологиялық факторлар күшіне, мысалы тектондық бұзылулар, қақпандардың бұзылуы мүмкін  1.4. сур. Литологиялық шектеулі табиғи резервуарлардың мысалы:1 — саз балшық; 2 — құмтастар  1.5.-сур. Мұнай кен орынының мысалы – Юськинский кен орны, Удмуртия, орташа – және төменгі тас көмірлі шөгінділер: — суға қаныққан жинақтауыш;  — мұнайға қаныққан жинақтауыш; — өткізбейтін тау жыныстарыОған мұнай мен газ кірген болса, бұның салдарынан кеніштер де бұзылады.Мұнай мен газ кен орындары — бұл мұнай мен газдың кеніштерінің жинақталған жері, олар бірыңғай құрылымдық элементпен бақылауға алынған аудан мөлшері бойынша жер қойнауының шектелген бір немесе бірнеше табиғи қақпандарға шоғырланған (1.5-сур.).«Мұнай мен газ кен орындары” термині осы ұғымның шын мәніндегі мағынасына сәйкес келмейді, себебі кеніштердің жер қойнауында ағып жатқан күрделі көшіп қону үрдістері нәтижесінде пайда болады. Сондықтан, «мұнай мен газдың кеніштерінің шоғырланған орны» деп айту дұрыс, (терминді енгізген А.А.Бакиров), бірақ, осы жұмыста қарапайым қабылдану үшін «кен орны» термині қолданады.1.3.3. Кеніштер элементтері Қойнауқаттық флюидтер (газ, мұнай және су) олардың тығыздылығына қарай кеніштерге орналасқан. Ең жеңіл деген газ кеніштердің төбесіне қарай орналасады, астыңғы жақтарында мұнай, оның астында су орналасады.1.6-суретінде мұнайгазының кеніштерінің мысалы көрсетілген, ол қойнауқаттық табиғи резервуарға шоғырланған. 1.6. сур. Мұнайгаз кеніштерінің мысалы:а — геологиялық кесінді; б — құрылмыдық карта;  — су тасығыш бөлігі;  — мұнай бөлігі;  — газ бөлігі;  — қойнауқат шатыры бойынша изогипсалар; — мұнайлылықтың сыртқы пішіні;  — мұнайлылықтың ішкі пішіні;  — газдылықтың сыртқы пішіні; – газдылықтың ішкі пішіні Кеніштерді сипаттайтын негізгі параметрлерді қарастырайық.Газ бен мұнай, су мен мұнай бөліністерінің бетін (1.6-сур. қара) (сәйкесінше) газ-мұнай (ГМТ) және су-мұнай (СМТ) түйіспелері деп атайды. ГМТ (СМТ) бетіндегі қиылысу сызығын өнімділік қойнауқаттығымен қоса мұнай тасымалдау (газ тасымалдау) сыртқы контуры деп аталады. Сумұнай (газмұнай) бетіндегі қойнауқаттың табанымен қиылысқан сызықты мұнай тасымалдаудың (газ тасымалдау) ішкі контуры деп аталады.Кеніштердің ұзындығын, енін және ауданын оның кескінін көлденең кеңістігіне мұнай тасымалдау (газ тасымалдау) сыртқы контурында анықтайды (қойнауқат төбесіне құрылымдық карта мәліметтері бойынша). Кеніштердің биіктігі СМТ бетінен кеніштің ең жоғарғы нүктесіне дейінгі арақашықтығымен анықталады. Егер кеніштерде аз ғана мұнай (газ) болса, онда СМТ (ГМТ) ішкі контуры жоқ деген сөз. Бұндай кеніштер суда қалқыған деп аталады. Шомбал резервуарлардағы кеніштердің ішкі контурлары болмайды.ТАУКЕНДЕРІНІҢ ФИЗИКАЛЫҚ ҚАСИЕТІТабиғатты мұнай, газ, су қойнауқаттық-коллекторларда болады, бұл олардың тәжірибеде кәуәк, жарық немесе бұзылған болып көрінгенмен шартталған.Таукендерінің мұнай мен газды беру және алу қабілетін сипаттайтын негізгі қасиеттерін қарастырамыз.Кеуектік — бұл таукендерінің өзіне мұнай, су, газды араластыра алатын қасиеті. Толық кеуектік (абсолютті, ашық және тиімді (мұнай геологиясына қолданатын) деп ажыратады.Абсолютті кеуектік. Бұл кеуектік таукентерінің барлық таукендерінің кеуектерінің қалыптасады, ол өзара араласу не араласпауына байланысты болмайды.Сан жағынан толық кеуектік, толық кеуектік коэффициентімен сипатталады (m) — ол барлық кеуектің жиынтық көлемінің жыныс үлгісіндегі оның көрініп тұрған көлеміне қатысы: (1.3) бұл жерде, — үлгідегі барлық кеуектің жиынтық көлемі, м3; — үлгі көлемі, м3. Ашық кеуектік. Бұл кеуектік тікелей араласатын тесіктермен қалыптасады. Сандық жағынан ашық кеуектік ашық кеуектік коэффициентімен сипатталады (топ) — ашықтардың жиынтық көлемінің араласатын тесіктерінің көзге көрінетін жыныс үлгі көлеміне қатысы: (1.4) Бұл жерде, — араласатын тесіктердің ашықтарының жиынтық көлемінің, м3; — жыныс үлгі көлемі, м3.Ашық кеуектік коэффициенті көптеген факторларға байланысты: минералды дәндерді сұрыптау дәрежесі, қалыбы бойынша біркелілері, жатқызу тәсілі, «цемент» саны.Жыныс – коллекторларының ашық кеуектігінің коэффициент мәні тәжірибеде бірнеше пайыз аралығынды өзгеріп тұрады 36%-ға дейін, орташада оның мәні 11 — 23%-ды құрайды. Мысалы, Удмуртиядағы орташа тастыкөмір шөгінділеріне 11 —13 % кеуектілігімен сипатталады.Өзінің көлемі бойынша шарт бойынша үш топқа бөлінеді:жоғарыкапиллярлы — диаметрі 2,0 — 0,5 мм;капиллярлы — 0,5 — 0,0002 мм;субкапиллярлы — менее 0,0002 мм.Үлкен кеуектер мен арналар бойынша (жоғарыкапиллярлы) мұнай, су, газдың қозғалысы гравитациялық күштермен еркін жүреді, ал капиллярлық бойынша — капилляр күштерінің аздап қатысумен жүреді. Субкапиллярлы арналарда табиғи жағдайларда сұйықтықтар мүлдем аға алмайды. Негізгі кеуектігі субкапиллярлық кеуектікпен байланысқан таукендері қақпақ болып табылады (саз, тығыз әк, тақтатас). Осылайша, саз жыныстары абсолютті кеуектіктің мәнді өлшемдеріне ие бола алады, бірақ, жыныс- коллекторлары бола алмайды.Тиімді кеуектік. Мұнай геологиясының тәжірибесінде коллекторларды сандық бағалау үшін «тиімді кеуектік» деген ұғым қолданады ол мұнайды зерттеу барысында кеуектерден бөлініп шығуымен оның бар болуымен анықталады.Сандық тиімді кеуектік тиімді кеуектік коэффициентімен сипатталады (тэф), мұнай, су немесе газдың қысымның белгілі бір өте алатын кеуек көлемінің кен үлгісі көлеміне қатысы: (1.5) Бұл жерде Vn — кеуек көлемі, ол бойынша мұнай қозғала алады, м3; Vобр — кен үлгісінің көлемі, м3.Дән аралық кеңістікте пайда болған кеуектіктен басқа, мұнай мен газ жарылған жерлер мен бұзылған жерлерде де пайда бола алады.Бұзылған жер — көлемі таукендерінен құрылған минералды бөлшектердің дәнінен үлкен болатын қуыс. Бұзылған жерлер қойнауқат градиентінде Бұзылған жерлер карбонаты қойнауқат-коллекторларында кеңінен тараған. Ол жерлерде бұзылғандарының болуы қойнауқаттың қияңқы болуы болуына байланысты. Сандық жағынан қияңқылық қияңқылық коэффициентімен сипатталады, (ккав), ол кен үлгісі көлеміне қияңқылық көлемінің қатынасына тең болады Бұл жерде — қияңқы көлемі, м3; — кен үлгісі көлемі, м3.Тәжірибеде микроқияңқы және макроқияңқы (қияңқылықтың көлеміне қарай) бөліп көрсетеді. Микроқияңқыларына қияңқылығы диаметрі 2 мм дейін жыныстарын жатқызады, ал макроқияңқыларына – көлемі 2 мм артық жыныстарды жатқызады. Кейбір жағдайларда қияңқылық бірнеше сантиметрге немесе одан да жоғары болуы мүмкін. Микроқияңқы жыныстарының орташа қуыстары, ережеге сәйкес, 13— 15 %-дан аспайды бірақ үлкендеу болуы мүмкін.Макроқияңқы коллекторлары таза күйінде сирек кездеседі, және олардың қуыстығы 1 — 2 %-дан көп болмайды, бірақ шомбал қойнауқаттарында (жүздеген метр) болған жағдайда ғана; осы түрдегі коллекторларға шоғындырылған кеніштер маңызды өнеркәсіптік маңызды мәні болады. Таукендерінің жарықшақтығы — таукендеріндегі жарықтардың болуы, олар өзіне қойнауқатты флюидтерді сыйғыза алады. Ережеге сәйкес, мұнай кеніштері жарықшақтық коллекторларында тығыз карбонатты жыныстарына шоғырланған, кейде терригенді шөгінділерге де шоғырланады, олар өздерінен сұйықтық пен газды өткізбейді.Коллектор-кендерінің жарықты сыйымдылығы үлес пайызынан 1 —2 %-ға дейін құрайды және жарықты ашудың қалыңдығы мен дәрежесіне байланысты болады.Өткізгіштік — коллектордың маңызды көрсеткіштігі, кендердің сұықтық пен газдарды өткізу қасиетін сипаттайды. (1 мкм2) Өткізгіштік бірлігіне 1 м2 аудандағы және ұзындығы 1 м қысымы түскенде 0,1 МПа үлгісі арқылы сүзгілеу қорытындыларынан кейін сұйықтылығы 1 мПа • с 1 мПа • с жабысқақтығымен шығыны 1 м3/с құрады. Өткізгішітігі жоқ кендер коллекторларға жатпайды.Тау кендерінің өткізгіштігінің сандық сипаттамасы үшін өткізгіштің келесі түрлерін бөліп көрсеткен:абсолютті;фаздық (тиімді);салыстырмалы.Абсолютті өткізгіштік — таукендері толығымен флюидтерімен толған болса, химиялық инертті флюидке қатысы белгіленген таукен өткізгіштігі. Инертті флюид ретінде әдеттегідей ауаны, газды немесе инертті сұйықтықты пайдаланады, себебі, қойнауқаттық сұйықтықтар кендердің өткізгіштіктеріне ықпал етеді. Абсолютті өткізгіштіктің сандық мөлшері өткізгіш коэффициентімен сипатталады (kпр ).Өткізгіштіктің өлшем бірлігі — м2, бірақ тәжірибеде өткізгіштік жоқ болғаннан кейін м2 , онда туынды мөлшерін қолданады — мкм2. Сондай-ақ Дарси (1 Дарси = 1,02 мкм2) деп аталатын өткізгіштің өлшем бірлігі де бар.Өткізгіштік коэффициентін зертханалық жағдайларда анықтайды, бұл жағдайда Дарсидің желілік сүзгілеу заңын пайдалана отырып, дән үлгілерін зерттеу негізін қолданады. Табиғатта қойнауқаттық – коллекторларының абсолютті өткізгіштігі мыңдаған үлесінен 5 — 6 мкм2 дейінгі кең диапозонда өзгеріп отырады.Фазалық өткізгіштік— басқа фаза немесе көпфазалы жүйенің қуыстарында бір уақытта болған жағдайдағы бос кеңістіктегі сұйықтықтың немесе газдардың қозғалысы үшін таукендерінің өткізгіштігі (кпр.ф). Анықтамаға сүйенсек, фазалық өткізгіштік мөлшеріне кен-коллекторларының физикалық қасиеттері ғана емес әрбір фазаның бос кеңістігінің қаныққандық дәрежесі де ықпал етеді.Тәжірибеде көбіне салыстырмалы өткізгіштік мөлшерін қолданады, (кпр о), берілген фазаның абсолютке фазалық өткізгіштігінің қатынасы ретінде белгіленеді.Сараптама бойынша фазалардың әртүрлі қосындысы ағымының сипаты зерттелген. Айта кету керек, қойнауқаттардың суаландыруы артқан сайын мұнайдың фазасы төмендей береді (тәжірибеде аталған тәулділіктер әр кеніштерге жекеленген және жеке зерттеулерді талап етеді. Кен-коллекторларындағы мұнайдың (газдың ( сандық сақталуын сипаттайтын тағы бірнеше көрсеткіштерді қарастырамыз. Шарт бойынша табиғи резервуарларға кіретін бастапқы кен-коллекторлары суға толы болған. Мұнай мен газдың көшіп қону мен қақпандардағы шоғырлану үрдісінде қойнауқаттық сулары ығыстырылған, аталған қалдық деп аталады. Мұнайды (газды) сандық бағалау үшін мұнайқанығу коэффициенті түсінігін пайдаланды (SJ (газқанығу (Sj.)), ашық бос кеңстікте қамтылған мұнай (газ) көлеміне бос кеңістіктің жиынтық көлеміне қатысы ретінде анықталады. Сәйкесінше суқанығу коэффициенті () ретінде ашық бос кеңістікте сақталатын қалдық су көлемінің ашық қуыстардың қосынды көлеміне қатынасы аталады. Көрсетілген коэффициенттер мынна қатынастарымен баланысты:мұнайқаныққан коллекторлар үшін ; газқаныққан коллекторлар үшін .Тау ғылымдарына мыналар жатады: таукен қаттарында ұңғымалардағы бұрғылаумен байланысты болып жатқан физикалық құбылыстар (тау қазбалары); пайдалы қазбалардың кеніштегі геологиялық шарттарымен өзара тығыз қатынасын зерттеу үрдістері; жер қойнауы ресурстарын кешенді игерудің тау өндірісінің экономикасы тау ғылымдарына жатады; пайдалы қазбаларды технологиялық түрде өндіру және бастапқы өңдеу; тауда қазба жұмыстарын жүргізуге байланысты тау жыныстарының қалыңдығында орын алып жатқан физикалық құбылыстар мен үрдістер.Тау ғылымдарының мақсаты тау өндірісінің ғылым іргетасы базасында технологиялар мен ортаның себеп-салдар байланысы мен заңдылықтарын ашу техникасы мен технологиясы түбегейлі жетілдіру үшін негіз құру, сондай-ақ арнайы оқытылған кадр потенциалын құру болып табылады.Барлық тау ғылымдары математикамен (зерттеулердің аналитикалық әдістері, тау өндірісін автоматтандыру), физикамен (таукендерінің қасиеттері мен массивтердің технологиялық бұзылуы туралы оқуларды құру), биологиямен (жер қойнауынан микробиология тәсілімен пайдалы қазбаларды өндіру, қоршаған ортаны қорғау әдістер), химиямен (тиімді табиғи минералды кешендерін, пайдалы қазбалардың агрегатты күйіне өзгеріс негіздерін құру) геологиялық ғылымдармен, экономикамен және т.б. тығыз байланыста болады. Есептерді шешу мысалдарыМысал 1. Қойнауқаттағы күйдегі мұнай үлгісінің көлемі Упл = = 3,25-10-3 м1 2 3 4 5 6 7, ал оның газсызданудан кейінгі мұнайүлгісінің көлемі Упов = = 3,15-10-3 м3 болған кезде мұнайдың көлемдік коэффициентінің b мөлшерін анықтаңдар Шешімі. Мына формула бойынша көлемдік коэффициентінің b мөлшерін анықтаймыз Мысал 2. Кәсіптік газ факторының мөлшерін анықтаңдар, егер тең уақыт аралығында ұңғымадан өндірілген газ Уг =120,4 м3, мұнай (газсыздануын ескергенде) Ун = 3,2 м3 болғанда.Шешімі. Формула бойынша кәсіптік газ факторының мөлшерін анықтаймыз БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРПайда болудың қолданыстағы теориялары туралы айтыңыз.Мұнайдың негзгі физикалық қасиеттерді қысқаша сипаттаңыз.Кен-коллекторларының кеуектігі мен өткізгіштігі дегеніміз не?Табиғи резервуарлардың негізгі түрлері туралы айтыңыз.Тау ғылымдар қандай ғылымдармен әрекеттеседі?Тау ғылымдарының мақсаты не?Тау ғылымдарына қандай үрдістер жатады? 2 ТАРАУ МҰНАЙГАЗ КЕН ОРЫНДАРЫН ДАЙЫНДАУ  МҰНАЙГАЗ КЕНІШТЕРІН ЗЕРТТЕУ ТӘРТІБІ. СҰЙЫҚТЫҚТЫҢ ҰҢҒЫМАҒА АҒЫП КЕЛУІМұнайгаз кеніштеріндегі мұнай мен газ қозғалысы келесі негзгі күштер есебінен болады:Контурлық су салмағынан судың өктемдігі;Кен мен судың серпінді кеңейуі нәтижесіндегі контурлы су өктемдігі; Газ қалпағының газ қысы;Мұнайдан шығатын сұйытылған газ серпінділігі;Мұнайдың ауырлық күші (табиғи гравитациялық құраушы). Кеніштердің табиғи тәртібі — табиғи күштердің жиынтығы, ол өндірілетін ұңғымалардың қазба бөліміне мұнай мен газдың ауысуына негіз болып табылады.Энергияның жоғарыда аталған көздерінің бірі басымдырақ болса, мына кеніштерін атап көрсетеді:су өктемді;серпінді су өктемді;газ өктемді (газ қалағының тәртібі);сұйытылған газ;гравитациялық. Газ кеніштеріне келетін болсақ, энергияның негізгі көздері болып қысым болып табылады, қойнауқаттарындағы газ бен қойнауқаттарының суының өктемдігі де осы қысымда болады. Осыған сүйене отырып, газ кеніштеріне мына тәртіпті бөліп шығарады:газдық;серпіндісу газ өктемді.Кеніштердің табиғи түзімінің түрін белгілеу қажеттілігі өте маңызды, себебі оған дұрыс анықтама беру әзірлеме жүйесін дұрыс жобалауға мүмкіндік береді, атап атқанда:ұңғымаларының орналасу тығыздығы мен жүйесін;кеніштерге жасанды ықпал ету қажеттілін негіздеу (суландыру);жасанды ықпал етудің оңтайлы жүйесін таңдау; өнімдік аралықтарын ашудың төбесі мен астыңғы шекараларын негіздеу; дебиттерді жобалау және жалпы алғанда кеніштер мен қазба кендерінің негізгі техника-экономикалық сипаттамаларын негіздеу. Табиғи тәртіп түрлеріне негізінен геологиялықты енгізеді: кен-коллекторларының шөгу жағдайы, қойнауқат қысымы, контур артындағы саламен гидродинамикалық байланыстың болуы немесе болмауы, еркін қалыпта газдың болуы немесе болмауы сияқты. Мұнай кеніштерін зерттеу тәртібін егжей-тегжейлі қарастырайық. Суөктемді тәртібі. Бұл тәртіп бойынша негізгі қозғалушы күш бұл шет суларының өктемдігі, олар толығымен іріктелетін сұйықтықтың көлемін компенсациялайды. Зерттеу үрдісінде кеніш көлемі СМТ деңгейінің көтерілу есебінен үнемі қысқарып отырады (2.1-сур.). Бұл тәртіп қойнауқаттардың контур артындағы аймағы мен қоректену облысымен жақсы гидродинамикалық байланысы бар кеніштерінде өзін айқындайды. Бұдан басқа, осы тәртіпті айқындау үшін кеніштерде қанығу қысымынан жоғары етіп қойнауқаттық қысымды қолдау болып табылады (классикалық суөктемді тәртіпте газ факторының мөлшері тұрақты болып қала береді). Басқа жағдайда, мысалы, кеніштерден мұнайды іріктеу қарқынын арттыру және қойнауқаттық қысымды қанығу қысымына тең немесе азына дейін төмендету барысында суөктемдік тәртібі сұйытылған газ тәртібіне айналуы мүмкін. Бұл өз кезегінде мұнайды өндірудің соңғы коэффициентінде кері әсерін тигізеді. Бұған жол бермеу үшін, қойнауқатты қысымды жасанды қолдау әрекеттерін пайдаланады. СМТ бетінің қозғалысының шаралары бойынша зерттеу үрдісінде шеткі ұңғымаларының суландыруы және өндірілетін қордан шығарылуы жүреді. Пайдаланудың сусыз кезеңін ұзарту үшін, мұнай тасымалдау немесе сумұнайлық аймақтағы ішкі контурға жақын орналасқан ұңғымалардағы өнімділік қойнауқаттардың жоғарғы жағын ғана ашу керек. Суөктемдік тәртібінде мұнай өндірудің ең жоғарғы коэффициенті қамтамасыз етіледі — 0,6-ден — 0,7 дейін.  Сур. 2.1. Табиғи су айдауыш түзімі кезінде мұнай кенішін дайындау көрсеткіштерінің серпіні: — су;  – мұнай;  — су мен мұнай қозғалысының бағыты Серпінді суөктемдік түзім. Осы түзім бойынша мұнайды ысырап тастау шеткі су серпінінің күшімен орындалады, бірақ бұның барысында энергияның негізгі көздері кен-коллекторларының серпіндігі мен олардың сұйықтылығының қаныққандығы болып табылады. Серпінді суөктемді тәртібі бар кеніштерді зерттеу бастамасы барысында қойнауқат қысымының табиғи төмендейді, мұнайдың қозғалысы негізіген қойнауқат сұйықтығының кеңеюі мен өнімділік қойнауқаттарының кен-коллекторларының нығыздалуынан болады. Айта кету керек, бұл тәртіп сұйықтықты іріктеу толығымен қойнауқат сулаарымен компенсацияланбайды. Сур. 2.2. Серіппелі су айдауыш түзімі кезіндегі мұнай кенішін дайындау көрсеткіштерінің серпіні: Қорытындысы бойынша қысымның төмендеуі кеніш аймағына ғана таралмай, оның шегінен алыс жерлерге де әсерін тигізеді. Сумен кен серпінділігінің коэффициенті көп емес, бірақ қысымның төмендеу аймағының мөлшері көп болған жағдайда, егер ол кеніш көлемінен едәуір болған жағдайда, қоауқаттың серпіндік күштері энергияның мардымды көздері болып табылады. Суөктемдігінің тәртібі сияқты серпіндісуөктемдігінің тәртібіне міндетті түрдегі шарты қаныққандық қысымынан қойнауқат қысымын арттыру болып табылады. Жалпы алғанда, серпіндісу өктемдік тәртіп суөктемдігімен ұқсас, бірақ айырмашылықтары да бар. Негізгі айырмашылығы кеніш бойынша қойнауқат қысымының төмендеуі зерттеу кезеңі бойы жүреді, әсіресе төмендеуінің жоғары қарқыны зерттеу басталғанда жүреді, ол аяқталғанға дейін азая бастайды (2.2-сур). Қысымның қанығу қысымынан төмендеуіне жол бермеу үшін, зерттеудің бастапқы кезеңінде қысымды қолдап тұру жүйелерін қолданған дұрыс. Тағы бір айырмашылығы ұңғымаларды суландыру қарқынын жоғарылату болып табылады. Мұнайды өндірудің соңғы коэффициенті әдеттегідей 0,50 — 0,55 аспайды. Табиғи серпіндісу өктемдік тәртібі Удмуртия, Башқұрстан кен орындарына тиесілі. Газөктемді тәртіп. Бұл тәртіпте қозғалыстағы мұнайдың негізгі күші кеніштің мұнай бөлігіндегі қойнауқат қысымының төмендеуі салдарынан газ қалпақшаларының газы кеңею энергиясы болып табылады. Газ қалпақшаларының газы кеңеюі салдарынан ГМТ-ның астына қарай ауысуы байқалады. Мұнайды ысырып шығару үрдісі, ережеге сәйкес, гравитациялық тиімділікпен сүйемелденеді, оның салдарынан мұнай кеніштің астыңғы аймақтарына «ағып кетеді», одан бөлініп шыққан сұйықталған газ жоғары шығады, ол газ қалпавқшасын толтырып, қойнауқат қысымының төмендеу қарқынын азайтады. Кеніштің мұнай бөлігі оны зерттеу барысында көлемі қысқара бастайды, ол ГМТ-ны төмен түсіру салдарынан болады (2.3-сур.). Газөктемді тәртіп контурдан тыс аймағымен гидродинамикалық байланысы болмағандықтан кеніштерде байқалады. Сур. 2.3. Газ айдауыш кезіндегі мұнай кенішін дайындау көрсеткіштерінің серпіні: — су;  — мұнай;  — газ;  — қозғалыс бағыты Тәжірибеде мұнайды іріктеу қарқынын арттыру мен газөктемді тәртібінің сұйытылған газға ауысуын тоқтату үшін, газ қалпақшасына газ жіберу арқылы қысымды жасанды түрде ұстап тұру жүзеге асырылады. Ережеге сәйкес, бұл үшін жолаушы мұнай газын қолданады, оны мұнаймен бірге іріктейді. Газөктемдігі тәртібі барысында мұнайды шығару коэффициенті 0,4 — 0,6 құрайды. Мұнайды шығарудың төмен коэффициентінің мәні газ конустарының пайда болуымен, ысырып шығару мөлшерінің тұрақсыз болуымен түсіндіріледі (газдың атылып шығуы). Мұнай ұңғымаларында газдың алдын ала атылып шығуды тоқтату мақсатында мұнайқаныққан қойнауқаттардың астыңғы бөлігін ашу ұсынылады. Ерітілген газ түзімі. Бұл —мұнай кеніштері жұмысының тәртібі, бұл жерде зерттеу барысында қанығу қысымынан қойнауқат қысымының төмендеген. Қойнауқат қысымының төмендеуі нәтижесінде қойнауқатта еркін газдың шығарылады, ол кеңіле келе өндіретін ұңғымаларға мұнайды итеріп шығарады. Бұл тәртіп контурдан тыс аймағымен, газ қалпақшасымен гидродинамикалық байланысы жоқ және қойнауқаттық мұнайдың газды ұстауның жоғары болғандықтан кеніштерге тән болады. Ерітілген газ тәртібіне кеніштің бастапқы көлемінің өзгеруісіз қойнауқаттың ағымдағы мұнай қаныққандығының азайымен сипатталады. Сур. 2.4. Ерітілген газ түзімі кезіндегі мұнай кеніш дайындау көрсеткіштерінің серпіні. Айта кету керек, бұл тәртіпке қойнауқат қысымының жоғары қарқында төмендеуі тән, (2.4-сур), бұл ұңғымалар бойынша дебиттердің төмендеуімен сәйкесінше сүйемелденеді. Қойнауқат қысымының төмендеу қарқынын азайту мақсатында мұнайды өндіру бастамасында бір уақытта осы тәртіпті ұстап тұру жүйесін енгізу қажет. Табиғи түрде қойнауқаттағы мұннайды газсыздандыру оның жабысқақтығын арттыруға әкеп соқтырады, бұл кеніште зерттеуге теріс әсерін тигізеді. Өндірілетін ұңғымалар өнімі, ережеге сәйкес, құрамында аздап су болады. Мұнайды өндірудің соңғы коэффициенті 0,2 — 0,3 аспайды. Гравитациялық түзім. Бұл тәртіпте мұнай табиғи гравитациялық құраушы күшімен (ауырлық күші) жылжиды (2.5-сур.). Жасанды әсер ету күші жоқ болған жағдайда, ережеге сәйкес, ерітілген газ газ тәртібінінен кейін ғана байқалады (қойнауқат мұнайының табиғи түрде толығымен газсызданғаннан кейін). Бұр тәртіпті мұнай қойнауқаттың астыңғы жағына қарай «ағып кетеді». Қойнауқатта гравитациялық күштердің байқалуы ұзақ уақыт созылады, бірақ сонымен қатар, олардың есебінен мұнайды өндірудің жоғары коэффициентіне қолжеткізуге болады (алдыңғы тәртіпті ескере отырып)— до 0,5. Жасанды түрде ықпал етудің қазіргі заман әдістері барысында тек гравитациялық тәртіптің ғана байқалуы кездеспейді. Бұрынырақ ұсынылған тәртіптерді қарастырып, айта кету керек, тәжірибеде, ережеге сәйкес, кеніштерді дамыту бір тәртіпте емес. Сур. 2.5. Гравитациялық түзім кезіндегі мұнай кенішін дайындау көрсеткіштерінің серпіні: — су;  – мұнай;  — су мен мұнай қозғалыстарының бағыты Ысырып шығару деректері немесе олардың кезеңімен әрекет етуі көп кездеседі. Бұл жағдайда кеніштердің аралас тәртібі туралы айтуға болады. Мысалы, ерітілген газ тәртібінде кендер мен сұйықтықтың серпінді күштері маңызды рөл атқарады, ал газөктемдік тәртібінде – ерітілген газ тәртібі маңызды рөл атқарады. Осылайша Удмуртияның көптеген кеніштерінде серпіндісуөктемдік тәртібі, ережеге сәйке, мұнайдың өндірілетін қорының 10—15% бірінші іріктеуінде ақ өзін бақалтады, ал кейіннен қойнауқат қысымының қаныққан қымсымынан төмен түскен жағдайда, ерітілген газ тәртібі маңызды болып шыға келеді. Сұйықтықтың ұңғымаға ағып келуі. Қойнауқаттық флюидтер кеуек, бұзылған және жарықша жүйесімен қалыптасқан бос кеңстік бойынша өнімділік қойнауқаттарында жылжиды. Бұл қозғалысты сүзгілеу деп атайды. Мұнай, газ, суды қойнауқаттарында және олардың ұңғымаларға келіп ағуы сүзгілеу депрессия күшінің ықпалымен жүреді – қойнауқаттық және қазбабөлім қысымдарының айырмашылығы. Қазбабөлім қысым — қойнауқаттың белгілі бір нүктесіндегі нақты уақыт ішіндегі белгіленген қысым. Көрнекі құрал ретінде жұмыс істеп тұрған ұңғымалардағы қысымның үлестірілуі 2.6-суретте көрсетілген. Қойнауқаттағы сұйықтықтың ағыны күрделі үрдіс болып табылады, және оны барлық уақытта сипаттау мүмкін емес, математикалық есептеп шығару да қиындыққа соғады, ол көптеген факторларға байланысты әрине. Желілік сүзгілеу жағдайында Дарси заңын пайдаланады. Мысал ретінде біркелкі қойнауқаттағы жазық корадиалды сүзгілеу жағдайында дебитті есептеп көрейік. Бұл жағдайда ұңғымаға сұйықтықтың ағып келуінің сандық есебін Дюпюи формуласы жақын: 2.6-сур. Өндіруші ұңғымалардың жұмысы кезіндегі депрессия шұңқыры где k — қойнауқаттың өткізгіштігі, мкм2; h — қойнауқаттың қуаты, м; — динамикалық жабысқақтығы, Па • с; Рк — қоректену контурындағы қысымы, Па; Рзаб — қазбабөлім қысымы, Па; Rк — ұңғыма қоректенуінің контур радиусы, м; rc — қойнауыт радиусы, м. Сур. 2.7. Гидросерпінді орындалған (а) және орындалмаған ұңғымалардың типтік сызбасы, ашу деңгейі (б), ашу сипаттамасы, және ашудың деңгейі және сипаттамасы (г) бойынша:1 — шеген мұнарасы; 2 — цемент тасы; 3 — перфорациялық арна; 4 — перфорациялық тесік Ұңғыма бір емес бірнеше өндірімді қойнауқаттарын ашқан жағдайда, қойнауқат дебиті әр қойнауқаттың дебит қосындысына тең болады: (2.2) Бұл жерде, qі — қойнауқат дебиті і-й , м3/тәлікте. Бұл теңдеулер қойнауқаттардың гидродинамикалық жасалғандарына тән. Гидродинамикалық жасаулар деп бар қалындығына қарай өнімділік қойнауқатын ашатын ұңғыманы айтады және ол пайдаланатын бағаналармен, құйрықшамен және басқа да құралдармен отырғызылып тасталмаған (2.7-сур., а). Гидродинамикалық жасалған қойнауқаттарындағы сүзгілеу процесі қойнауқат-коллекторы сипаты мен қойнауқат флюиді қасиетіне байланысты болады. Бірақ ұңғымалардың көбі гидродинамикалық жасалмаған болып саналады. Гидродинамикалық жасалмаған ұңғымаларда сүзгілеу барысында қосымша сүзгілеу қарсылықтары пайда болады, оларды жасалмаған түрі деп белгілейді ( 2.7-сур., б, в, г). Ұңғымалардың жасалмағанын ескере отырып, теңдеуді мына түрінде жазуға болады: (2.3) Бұл жерде, С1, С2 — ашу сипаты мен дәрежесі бойынша жасалмағанын есепке алатын коэффициентер. Жасалмағандық коэффициенттері арнайы тәелділік бойынша өткізіп, немесе сараптама анықтамалары арқылы белгілейд.  МҰНАЙ КЕН ОРЫНДАРЫН ӘЗІРЛРЕУ Ресейде кен орындарын зерттеуге жобалық құжаттамаға сәйкес енгізеді, оны арнаулы мамандырылған ғылыми-зерттеу институттары әзірлейді. Жобалық құжаттаманың құрамына геологиялық құрылымына сүйене отырып, нақты әр кен орындарына арналған зерттеме жүйесін іске асырудың негізгі талаптары кіреді. Әзірлеу жүйесі — Кеніштерден мұнай мен газды шығаруға бағытталған іс-шаралар кешені. Барлық мүмкіндігі бар жүйелердің ішінен біреуі ғана таңдап алынады және ол негізделетін болады, ол ұңғымалардың саны аз болғанда мұнайды өндірудің соңғы жоғары коэффициентін қамтамасыз етеді. Кен орындарын зерттеу жүйесін жобалау мына негізгі аспекттерді іріктеу мен негіздемелерді көздейді: 1)пайдалану объектілерді бөлу; 2)кеніштердің табиғи тәртіптерін анықтау; 3)кеніштерге жасанды ықпал етуді қолданудың қажеттілігі; 4)ұңғымалар шелтірінің тығыздығы;5)ұңғымаларды орналастыру жүйесі; 6)өнімділік қойнауқаттарына депрессиялардың, іріктеулердің, толтырудың, қанығу қысымының ұсынылатын өлшемдері; 7)зерттемені бақылау бойынша іс-шаралар кешені. Пайдалану объекті — қойнауқатты бір шелтірмен ірлесіп зерттеу үшін бөлетін кен орындарының бір немесе бірнеше өнімділік қойнауқаты. Пайдалану объектілерін бөлу мен санын белгілеу көптеген геологиялық және технологиялық факторларға байланысты болады. Негізгі факторларға мыналар жатады: қойнауқат саны, олардың коллекторлық сипаттары, қойнауқаттардың шөгу тереңдігі, қойнауқат флюидтерінің физика-химиялық қасиеттері. Кен орындарында бір немесе бірнеше пайдалану кен орындары бөлініп шыға алады. Бірнеше пайдалану объектілері бөлінген жағдайда олардың әрқайсына өзінің зерттеме жүйесін әзірлеп негізедейді. XX ғасырдың 40 жылдарына дейін, ережеге сәйке, әрбір өнімділік қойнауқаты зерттеменің жеке объектісі ретінде қызмет көрсететін болған. Қазіргі жағдайда, объектілердің барлығы екі түрге бөлінетін болған: біреуі — базистік объект, екнішісі — қайтару объектісі. Мұндай көзқараспен кен орындары бір шілтермен бұрғыланатын болған (базистік объектте), ал ал басқа объектілер базистік объект пайдаланып болғаннан кеін кезеңімен пысықталып зерттелетін болған. Қазіргі уақытта кеніштерге жасанды түрде ықпал етудің алғы шептегі әдістерінің дамуымен байланысты екі-үш өнімділік қойнауқаттарын бірыңғай пайдалану объектісіне біріктіру қағида болып табылады, кейде одан көбін қосып біріктіреді бұл кен орындарының өңдеу уақытын қысқартып, қазбалардың максималды деңгейін алу мерзімдерін төмендетуге, бұрғылауға арналған ұңғымалар санын азайтуға, осыған сәйкесінше қаражатты салуды да азайтуға мүмкіндік береді. Бірақ мұндай көзқараспен ұңғымалардың өнімділігі төмендеуі де мүмкін. (бірдей пайдалананған үш қойнауқаттың дебиті, ережеге сәйкес, бөлініп тұрған үш қойнауқат дебитінің қосындысынан аз болады), бұдан басқа зерттеу үрдістерін басқару мен бақылауға алу қиындата түсетін болады. Қазіргі уақытта бірденнен бөлінген қойнауқаттарды пайдалану технологиясы кеңінен таралуда. Бұл технологиялар қойнауқаттардың бір мезгілде бір шілтермен бірнеше объектті пайдалануды жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Қорытындылай келе, пайдалану объектілерінің санын оңтайлы іріктеу ең маңызды міндеттердің бірі болып табылады, ол жалпы алғанда кен орындарын ұтымды зерттеуді белгілейді.Есептерді шығару мысалдарыМысал: Бірыңғай қойнауқаттағы жазықты корадиалды сүзгілеу жағдайында гидродинамикалық жасалған ұңғыманың сұйықтығының тәуліктік дебитін Отәул табыңдар: егер, ұңғымада қуаты h = 6,4 м өнімділік қойнауқаты ашылған, қойнауқат өткізгіштігі к = 4,1 • 10-14 м1 2 3, мұнайдың динамикалық жабысқақтығы ц = 4,5 • 10-3 Па-с, қоректенуконтурындағы қысым Рк = 13,3 • 106 Па, қазбабөлім есептік қысымы Рқазб = 5,2 • 106 Па, ұңғыманың қоректену контурының радиусы Rк = 250 м; ұңғыма радиусы гк = 0,108 м. Шешімі. Ұңғымаға ағып келетін сұйықтықтың сандық есебін табу үшін Дюпюи (2.2) формуласын пайдаланмыз. Ұңғыма бойындағы дебитті анықтау үшін алынған өлшемді тәуліктегі секунд санына көбейтеміз не умножим полученную — 86 400, алатынымыз: Qтәул = 3,83 • 10-4 • 86400 = 33,1 м3/тәул. БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫКеніштердің табиғи тәртіптері дегеніміз не?Ұңғымалардың гидродинамикалық жасалмағаан түрлерін ата?Кен орындарының зерттеме жүйесі деп нені айтады?Кен орындарының пайдалану объектілері дегеніміз не? 3 ТАРАУ МҰНАЙ ЖӘНЕ ГАЗ ҰҢҒЫМАЛАРЫН ПАЙДАЛАНУ  ҰҢҒЫМА ТУРАЛЫ ЖАЛПЫ МӘЛІМЕТ  Ұңғыма мұнай мен газ кен орындарының ең басты объектісі болып табылады. Ұңғыма — тік немесе қиғаш бағытталған тау қазбасы, оның ұзындығы оның диаметрінен әлде қайда ұзын болады, адам кірмей ақ ол соғыла береді. Ол жер бетіне қойнауқаттардың өнімдерін көтеру үшін арна жасайды. Өздерінің тағайындалуына қарай барлық қойнауқаттар келесі түрлеріне бөлінеді: тіреуіш, параметрлік, құрылымдық, ізденіс, барлаушы, пайдалану, бағалау және арнайы. Өздерінің тағайындалуына қарай барлық қойнауқаттар мынадайларға бөлінеді: тіреуіш, параметрлік, құрылымдық, ізденіс, барлаушы, пайдалану, бағалау және арнайы.1)дайындық жұмыстары;2) бұрғылау қондырғыларын монтаждау;3) ұңғымаларды бұрғылауға дайындау;4) ұңғыманы бұрғылау үрдісі;5) ұңғыманы бекіту;6) кенішті ашу және ұңғыманы мұнай мен газ келуін сынақтан өткізу. Сағасы деп ұңғыманың төбесінен бері қарай бастапқы жағын айтады, діңгегі деп жанындағы төбесін айтады, ал қойнауқаттың төменгі нүктесін қазбабөлім дейді. Ұңғыма ұзындығы — діңгегі бойымен сағасынан қазбабөліміне дейінгі ара қашықты айтады, ал тереңдігі – сағасынан бастап қазбабөліміне дейін ұңғыманың белағаш кесіні бойынша тігінен арақашықтығы. Ұңғыма құрылысы сатылай жүреді, интервалдан интервалға дейін диаметрі азайып отыру керек ( 3.1-сур.). Бұрғылау жұмыстары бұрғылау техникасы мен құралдар көмегімен жүргізіледі.  3.1-сур. Ұңғыма конструкциясы:1 — шеген мұнарасы; 2 — цементтік тастар; 3 — перфорация аралығы  Ұңғымаларды бұрғылағаннан кейін отырғызылған құбырларды оның қабырғалары түсіп қалмау үшін түсіреді. Түсірілген құбырлар мен тау кендері арасындағы кеңістік цемент ерітіндісімен толтырады. Бұрғыланған ұңғыма цементтелген бағанасы бар, перфорацияға ұшырайды. Егер бұрғылауды бастапқы ашу десе, онда екіншісіне перфорацияны қосады, яғни тесіктерді жасау (түрлі әдістермен) отырғызылған құбырлардың цилиндрлік төбесіне және өнімділік ұңғыма аймағындағы цементті таста. Одан кейінірек ұңғыманы пайдалану барысында осы тесіктер арқылы, перфорация үрдісінде жасалған, қойнауқаттық газдалған сұйықтық ұңғымаға қарай келеді. Жер қабығына қатысты кеңстікте орналасуы бойынша ұңғымалар тік, қиғаш-бағытты, көлденең учаскесі бар қиғаш-бағытты болып бөлінеді. МҰНАЙ ЖӘНЕ ГАЗ ҰҢҒЫМАЛАРЫН ПАЙДАЛАНУМұнай және газ ұңғымаларын пайдаланудың келесі негізгі әдістері:1)механизияланған емес:фонтандық;газлифтті;2)механизацияланған (сорғылық):шыбықты — шыбықты тереңдік сораптар (ШТС), шыбықты бұрандалы сораптары (ШБС);шыбықсыз – электр ортадан тепкіш сораптар (ЭОТС), электр бұрандалы сораптар (ЭБС), электр диафрагмалы сораптар (ЭДС), гидро-піспекті сораптар (ГПС). Әрекет ету қағидалары бойынша сораптар ауыспалы әрекет ету сораптарына бөлінеді (піспек, плунжерлі, диафрагмалық, бұрандалы) және динамикалық әрекеттерге бөлінеді (ортадан тепкіш сораптар).Пайдаланудың фонтандық әдісі Пайдаланудың бұл әдісі бойынша сұйықтық төбесіне табиғи қойнауқат энергиясы есебінен көтеріледі. Қойнауқаттың қысымы ның мөлшері қойнауқаттың ішіндегі сұйықтықтың гидростатикалық баған қысымына, сағасының қысымна және ішінде сұықтықтың қозғалу барысындағы қажалу күшінен қысым жоғалтуға қарсы тұра алатын болу керек. Фонтандаудың екі түрі болады:артезиандың фонтандау (сұйықтықтың көтерілуі ерітілген газдың әсерінен сұйықтық тығыздығының төмендеу факторысыз);Тығыздығын төмендететін және фонтандау процесін жеңілдететін сұйықтықтағы газдың ерітіндісі әсерінен сұйықтықты фонтандау.Фонтандық ұңғымалардың құралдары жерүсті және жерасты бөліктерінен тұрады (3.2-сур):Жерүсті бөлігіне бағана басын, айқышты немесе үшайыр сияқты сағалық фонтанды арматурадан тұрады;Жерасты бөлігі бағанадан сорапты-компрессорлық құбырлардан, шұқырдан, па-
Пікірлер (0)
Пікір жазу үшін аккаунтқа кіріңіз. Кіру