Конденсаттар сипаттамасы

.Газдыконденсатты көмірсутекті жүйелер. Жер қойнауына тән термодинамикалық жағдайларда газ немесе бу түрінде кездесетін мұнай көмірсутектерінің тез қайнайтын сұйық түрлері мен газ күйіндегі түрлерінің өзара астаса отырып еруі нәтижесінде түзілетін табиғи жүйе. Суынуы мен қысым мөлшерінің атмосфералық қысымға шейін төмендеуі нәтижесінде бұл жүйелер сұйықтарға яки конденсаттарға айналады. Шоғырдың өзінде конденсат болмайды, оның буы ғана бар, осыған қарамастан ғылыми әдебиетте жүйелердің осындай типтеріне «газдыконденсатты шоғыр», «газдыконденсатты көмірсутекті жүйе» атаулары беріліп қалған.

Газды- мұнай шоғырларынан газдыконденсатты шоғырлар сұйық пен газдың фазалық тепе-теңдігінің ерекше жағдайымен өзгешеленеді:

Газды-мұнай шоғырында газ мұнайда еріген,

газдыконденсатты шоғырда, керісінше мұнай газда еріген.

Температура мен қысым және газбен мұнайдың құрамына байланысты конденсаттың мөлшері кең шекте өзгеріп 1 м³ флюидте 1500 см³ жетеді. Шоғырлардың газды және газдыконденсатты типтерінің арасындағы шекара сауалы талқылауда. Көптеген жағдайда газды шоғырда аздаған мөлшерде конденсат (1 см³/м³) болады, мұндай шоғырларды газды деп атау қажет. Шартты түрде газды және газдыконденсатты шоғырлардың шегі ретінде 10 см³/м³ (г/м³) мөлшері алынған. Қарашығанақта шоғырдың пермь бөлігінде конденсаттың мөлшері – 486 г/м³, таскөмір бөлігінде 644 г/м³.

Әлем мұнайгазды бассейндері бойынша жиналған материал ғалымдарға газдыконденсатты шоғырлардың табиғи жағдайлары туралы бірқатар жалпы түсініктер шығаруға мүмкіндік берді, сонымен бірге газдыконденсатты жүйелердің физикалық және химиялық ерекшеліктері туралы:

газдыконденсатты жүйелердің тереңдік өрісі өте кең – 700-800м – 5000-5800м;

газдыконденсатты жүйелердің температура және қысым жағдайлары әр түрлі, ең аз қысым мен температура 7,5 мПа және 25ºС, ал ең жоғары қысым 62 мПа, температура 83ºС;

газдыконденсатты шоғырлардың көпшілігіне аномальді жоғары қабаттық қысым тән;

газдыконденсатты жүйелердің газдық құрамы – көмірсутекті газдар, кейде көмірқышқыл газы, күкірттісутек, азот, гелий.

Газдыконденсатты жүйелерде газ және мұнай буларынан басқа, қағида бойынша, су буы болады, оның мөлшері жер қойнауының температурасының жоғарылауымен көбееді. Коллектор газдыконденсатты шоғырдың көлемінде белгілі бір мөлшерде «байламды мұнайды» ұстайды, кейде ол кеуектер көлемінің 20-25% алады. Сонымен бірге, газдыконденсатты шоғырдың төменгі, табанды сумен жапсарлас бөлігінде мұнай қабаты болады, әдетте ол ауыр шайырлы мұнай.

12 Мұнайдын жаралу тегі

Мұнай мен газдың жаралу тегі мұнай геологиясының күрделі проблемасының бірі. Бұл мәселе қазіргі күні екі бағытта шешілу жолында, бейорганикалық болжамдар, органикалық теория. Мұнайдың жаралу тегінің органикалық теориясын дамытуда Ресей ғалымы И.М. Губкиннің ролі зор. Мұнайдың пайда болуы үшін бастапқы зат ретінде И.М. Губкин сопропель-битумды, лайды қарастырған. Бұл зат өсімдік-жәндікердің қалдықтары түрінде таяз теңіздердің түбінде жиналады. Органикалық лай қабаты одан жас шөгінділермен жабылады, сөйтіп органикалық зат тотықтану процесіне ұшырамайды. Оның ары қарай дамуы, өзгеруі, оттегі жоқ тотықсыздану жағдайда анаэробты бактериалардың әсерімен өтеді. Органикалық затпен толыққан қабат төмен шөгіп майысу кезінде температура мен қысым өседі, олар көмілген органикалық материалға өзінің әсерін тигізеді. Бұл процестер кейінерек катагенез деп аталған, бытыраңқы органикалық заттың тамшы мұнайға айналуына әкеледі. Мұнай мен газдың пайда болуының бейорганикалық болжамдары

Мұнай мен газ туралы қазіргі түсініктер мұнай мен газдың негізін барлық табиғи органикалық заттардың геохимиялық өзгеріп алмасуын талдауға негізделген. Ғалымдар зерттеулерді кері ретте дамытып – мұнайдан шашыранды органикалық затқа қарай, тау жынысынан шөгінді, тұнбаға қарай, тірі затты зерттеу қажеттілігіне келді. Көміртегінің өзгерістерінің геологиялық циклінің бастауында геохимия биохимиямен тығыз тұтастыра түседі.

Биохимия – тірі тканнің химиялық құрамы және молекулярлық құрылысы туралы ғылым. Тірі зат көптеген әр түрлі биохимиялық қосындылардан тұрады, олар төрт топ құрастырады: көмірсулар, белоктар, майлар (липидтер) және нуклеинді қышқылдар.

Көмірсулар, белоктармен және липидтермен бірге тірі организмдер құрамында маңызды роль атқаратын органикалық қосындылардың үлкен тобы; әсіресе өсімдіктер құрамында мол ұшырасады; жалпылама құрамын Сn(H2O)m формуласымен кескіндеуге болады, терминнің атауы да осы формуладан туындайды. Көмірсу клеткаға құрылыс материал және организмге тіршілік әрекеті үшін энергия көзі болып табылады.

Көмірсулардың құрылымдық бірліктері ретінде моносахаридтер болады, олардың ішінде гексаздар (көміртектің алты атомды қосындылары) басымдық етеді: фруктоза, глюкоза, галактоза, олардың химиялық формуласы бірыңғай (C6H12O6), бірақ құрылысы әр түрлі.

Көптеген моносахаридтер бірігіп полисахаридтерді құрастырады. Маңызды полисахаридтер крахмал және целлюлоза. Целлюлоза жоғары дәрежелі полисахаридтерге жататын көмірсу, көптеген өсімдіктердің тозаңдық жақтауларының негізін құрайды. Целлюлозадан тұратын тканьдар жұмсақ және осал болады, қаңқаны нығайту қызметін лигнин атқарады. Лигнин ағаштың қабық астындағы қатты бөлігінің басты (30% дейін) бөлігін құрып, көмірдің негізін салушы болады. Көмірлену кезінде көмірге тиесілі органикалық заттардың бірте-бірте тығыздала түсуі және төмен молекулалы заттарды жоғалту салдарынан көмір массасының азая түсуі жүзеге асады. Көмірлену процесімен ұштаса өтетін химиялық өзгерістердің жалпы бағдары – көміртек мөлшерінің молая, ал оттек пен ұшпа заттар мөлшерінің азая түсуі.

Белок – кез келген тірі клетканың негізгі және өте күрделі заты. Белок молекуласы мөлшері жағынан бейорганикалық қосылыстар молекуласынан жүздеген және мыңдаған есе үлкен болып келеді. Белоктың өте күрделі молекуласының ең басты құрылымдық элементі аминоқышқылдар болып табылады. Олар екі түрлі функцияны, бір жағынан карбоксил тобын кіріктіруіне байланысты, қышқылдық функцияны, екінші жағынан, құрамына әдетте гетероциклдерге кіретін аминотоптар (NH2), сирегірек иминотоптар (NH) болуына байланысты, негіздік функцияны атқаратын органикалық қосындылар. Тірі табиғатта ғалымдар 25 аминоқышқылдарды белгілейді, олардың 20 белоктың құрамында тұрақты болады. Кейбір ғалымдар әр түрлі процестер нәтижесінде аминоқышқылдардың көмірсутектерге ауысуы мүмкін деп есептейді, сондықтан сол аминоқышқылдар есебінен мұнай қалыптасу мүмкіндігін де жоққа шығармайды. Жоғары температура және минералдық катализаторлардың әрекетінен қышқылдардың карбоксил тобынан көмірқышқыл газы бөлініп шығады.

Майлар (липидтер) органикалық қосындылардың үлкен және күрделі тобын құрады. Суда ерімейді, органикалық еріткіштерде (хлороформ, спирт, бензол, петролейлі спирт, ацетон, толуол) жақсы еритіндігімен анық дараланатын, тірі табиғатты құруда өзіндік ролі бар органикалық қосындылардың ішіндегі ең бастыларының бірі.

Липидтердің арасында жануар – жәндіктер майлары және өсімдіктер майлары кең тараған – майлы қышқылдар мен глицериннің қосындылары. Хайуанаттар майы қалыпты жағдайда қатты, тұтқырлы қою зат, өсімдіктер майы – сұйық зат. Себебі хайуанаттар майының майлы қышқылдары қаныққан, шектелген тізбектер құрады, ал өсімдіктердің майлы қышқылдары қанықпаған тізбектер құрады. Майлардан басқа липидтерге балауыз жатады. Балауыз май тектес органикалық қосындылардың бір түрі.химиялық құрамы біратомды спирттер мен жоғары дәрежелі май қышқылдарынан тұрады. Тірі организмдердің, әсіресе өсімдіктердің қабықтарында ұшырасады. Биохимиялық тұрғыдан мейлінше салғырт, шөгінділер құрамында ұзақ уақытқа сақтала алады. Қарапайым липидтермен бірге күрделілері бар – фосфолипидтер және липоидтар. Олар диагенез және катагенез жағдайларында салыстырмалы тұрақты, сөйтіп нашар өзгерістерге шалдыққан түрінде мұнай құрамына өтеді. Осымен байланысты, өсімдіктер мен хайуанаттардан жинақталған (синтезделген), нашар өзгерістерге ұшыраған қосындылар үшін ғалымдар мұнай геохимиясына «хемофоссилия» (қазынды химиялық молекула) түсінігін енгізген. Мұнайда хемофоссилияның болуы, олардың биогенді жаралу тегінің дәлелі болып саналады. Биохимиялық қосындылардың төртінші тобы – нуклеинді қышқылдар, аз мөлшерде жинақталады, тұнбада оларды тез арада бактериялар пайдаға асырып қоректенеді. Мұнай жаралу тегіне қатысы жоқ деуге болады. Мұнайдың жаралу тегінің органикалық теориясы Органикалық заттың мұнайға айналуының маңызды кезеңін Н.Б. Вассоевич мұнай-газ жаралуынның басты фазасы, ал осыған сәйкес тереңдікті басты зона деп қарастырады.Бұл қажетті геологиялық-тектоникалық және геохимиялық жағдайларға келесілер жатады:- органикалық заттың тау жынысында бытыраңқы түрде біркелкі таралуы;- органикалық зат су бассейінде шөгінділермен бірге тез арада көмілуі керек, сол себепті су айдынының табаны үнемі төмен майысуы жағдайында болып, бұл жерде қалың қабатты мұнай жарату қабілеті бар шөгінділердің жиналуы;- органикалық зат шөгіндіге тотықсызданбаған түрінде түсуі керек, оның кейінгі мұнайға өзгеруі геологиялық ұзақ уақыт аралығында оттегісіз ортада жүруі қажет.

Осы кезге дейін мұнайдың жаралу тегінің органикалық теориясын қолдайтын зерттеушілердің арасында органикалық заттың көмірсутектерге айналу процесінің механизмі және факторлары жөнінде қызу дискуссия жүргізілуде.

Бұл факторларға температура, қабат қысымы, микробиологиялық әрекеттер, тау жыныстарының радиоактивтілігі, катализаторлар және геологиялық уақыт жатады.

Органикалық заттың көмірсутектерге ауысу процесіне температураның анықтаушы ролі тәжірибе түрінде дәлелденген, бұл мәселені шешуде температураның төменгі және жоғары шегі нақтылы айқындалған жоқ. зерттеушілердің көпшілігі бұл процесс 100⁰С-тан 250⁰С аралығында белсенді түрде байқалады деп санайды (150-180⁰С аралығында).

Мұнай жоғары температура жағдайында пайда болуын қолдайтын зерттеушілер температураның жоғарғы шегін 300-400⁰С дейін көтереді, дәлел ретінде олар парафин және күкірт қоспалары мұнай құрамында 300⁰С температураға дейін байқалатынын келтіреді.

Бірқатар зерттеушілер шешуші маңызды мәнді қысымға береді. Бұл фактор бойынша да зерттеушілердің пікірі екі бағытта дамыған – төменгі және жоғарғы қысым. Төменгі қысымды қолдайтын зертеушілердің пікірі бойынша, шөгінді 700-800 м жеткен жағдайда органикалық заттар қарқынды түрде мұнайға ауысады. Зерттеушілердің көпшілігі органикалық заттың мұнайға толық ауысуы үшін шөгінділер 2-5 км тереңдікте (жоғарғы қысым) болуы қажет деп санайды.

Органикалық заттың мұнайға ауысуы жолында микробиологиялық әрекеттердің маңызы айтарлықтай екені тәжірибе түрінде дәлелденген. Лабораториялық жағдайда майлы қышқылдардан көмірсутектер алынған. Бактериялардың әсері 1 км тереңдікке дейін жүреді, одан тереңдеген сайын бұл процестер тоқтайды. мунайдын жаралу тегінін шогінді миграциялык моделі

Жер қабығында мұнай мен газдың орын ауыстырып жылжуын мұнай және газ миграциясы деп атайды. Миграция жолы ретінде кеуек-қуыстар, жарықшақтар, қабат беттері, жарылу-бұзылыстары, стратиграфиялық үйлесімсіздік беттері болады. Бірінші және екінші миграция ажыратылады. Бірінші миграция деп көмірсутектердің аналық тау жыныстарынан кеуек-қуысты - коллектор тау жыныстарына ығысып жылжуын айтады. Екінші миграция – мұнай мен газдың қабат бойымен (латериалды, қабат ішіндегі миграция) және бір қабаттан басқа қабатқа (тік бағытталған, қабат аралық миграция) орын ауыстырып қозғалуы. Мұнай мен газдың тұтқыштырда жиналуы көбінесе екінші миграциямен байланысты.

Бірінші миграция барысында тау жыныстардың тығыздалуы кезінде седиментациялық сумен бірге көмірсутектер коллекторға ығысады. Екінші миграция гравитациялық күштер, гидравликалық фактор әсерінен жүреді.

Көмірсутектердің миграциясының нақтылы механизмі, ғалымдардың көпшілігінің мойындауы бойынша келесі түрде бейнеленеді:

1) мұнай мен газдың ерітінді түрінде жерасты седиментациялық судың құрамында сығылып ығысуы;

2) мұнайдың газда еріп көмірсутектердің бірфазалы қоспасының миграциясы;

3) мұнай мен газдың еркін жағдайда миграциясы (ағындық миграция).

Миграция факторларының сипаттамасын толығырақ қарастырайық.

Көмірсутектердің миграциясыц үшін шешуші маңызы жыныстардың әртүрлі күштердің әсерінен тығыздалуы және седиментациялық сулардың еріген көмірсутектермен бірге сығылып ығысуы. Негізгі рольді, жоғары жатқан жыныстардың ауырлық салмағының әсерінен тығыздалу атқарады.

Жер қойнауына шамасы миграцияның ең кең тараған түрі көмірсутектердің жерасты суларында ерітінді түріндегі таралуы.

Бірінші миграцияға аналық мұнайгаз тау жыныстарындағы газдың қысымының көбеюі де мүмкіндік туғызады. Газдың қысымының көбеюі мұнайдың газда еру қабілетін күшейтеді және тау жыныстардың жарылып жарықшақтануына әкеледі, салдарынан сазды жыныстардын газмұнайлы қоспа коллектор – жаныстарына шағын жарықшақтар бойымен сығылып ығысады.

Жоғарыда айтылғандай, екінші миграцияны тау жыныстардың тығыздалуымен бірге гравитациялық күштер, гидравликалық фактор, капиллярлық күштер және еріген газбен еркін газдың энергиясы қамтамасыз етеді.

Гравитациялық фактор (ауырлық күштің әрекеті) миграция процесінде ірі кеуекті (кеуек – қуыстардың мөлшері 0,5 мм және одан астам) жыныстарда айтарлықтай роль атқарады. Гравитациялық фактордың әрекетімен флюидтердің тығыздығына қарай жіктелуі (газ, мұнай, су) және шоғырлардың қалыптасуы жүреді. Коллектор – жыныстар бойынша флюидтер миграциясы үлкен масштабта қабаттың еңкіштігі мен қысымның айырмасына тәуелді. Қабаттың еңкіштігі 1-2 м/км болса, гравитациялық күштің әсерінен мұнай мен газдың орын ауыстырып қозғалуына мүмкіндік туғызады. Мұнай мен газдың миграциясы жергілікті тұтқыштар шегінде бір құрылымнан басқаларына байқалады, сонымен бірге айтарлықтай қашықтыққа мұнайгаз пайда болған беделдерден мұнайгаз жиналу белдемдеріне шейін жүреді.

13 Мұнайдың жаралу процесінің басты фазасы және басты белдемі

Поиск по сайту: