Мунайдын жаралу тегінін сатылары

Мұнайгаздың жаралу тегінің рифтогенді моделі бойынша басында континенттік, сонан-соң континент аралық теңіздерде қалың қабатты (10-12 км) шөгінділердің жиналуын жобалап түсінеді. Шөгінділердің жиналуының тоқырау режимі, тотықсыздану геохимиялық жағдайда органикалық заттарға мол сазды жыныстардың (мұнайгазды аналық свиталар) қалыптасуына қолайлы болады. Литосфераның табанына жақындаған ыстық мантиядан (астносфералық көмпиме) келетін жоғары жылу ағыны органикалық заттың тамшы-сұйық мұнайға өңделіп ауысу процесін белсендіреді.

Мұнайгаздың жаралу тегіне геодинамикалық көзқарастардың дамуы нәтижесінде Жер қабығында мұнай және газ кенорындарының таралу және орналасу заңдылықтарына түзету енгізу жөнді. Бірқатар ғалымдар (В.Е. Хаин, В.П. Гаврилов ж.б) мұнайгазды территорияларды белдеулер түрінде таралуын қарастырады. Мұнайгаз жиналу белдеуі ретінде мұнайгаздың жаралуы және жиналуы геодинамикалық режимнің әсерінен пайда болған мұнайгазды провинциялардың (бассейндердің), облыстардың, жиынтығы түрінде түсіндіріледі. Осымен байланысты мұнайгаздың жиналу белдеулерінің субдукциялық-обдукциялық, рифтогенді және депрессиялық типтері белгіленіп ұсынылады (Гаврилов В.П., 2006ж.). Мұнайгаздың субдукциялық-обдукциялық жиналу белдеуі платформалардың шеттерінде, бұрынғы литосфералардың соқтығысу зоналарында орналасады. Қазіргі тектоникалық жағдайда оларға платформалық жазықтар мен таулы жүйелер жапсарласы бойымен ұзыннан ұзақ созылған ойыстар сәйкес. Бұл белдеулерге Орал алды-Жаңажер алды (Баренц-Каспий), Кордильер алды, Верхоян алды, Шығыс Сібір ж.б. жатады. Пайда болу уақытына байланысты палеозой, мезозой, кайнозой, мұнайгаз жиналу белдеулері ажыратылады.

Жыныстардың мұнайгазды өндіретін қасиеттерін органикалық компоненттердің сипатын зерттеу, олардың таралуы, осы заттардың минералдық ортамен байланысын, олардың өзгеру сатыларын айқындау негізінде бағалау қажет. Практика жүзінде бағалау үшін Н.Б.Вассоевич ұсынған түсінікті қолдану қажет. Оның пікірі бойынша, мұнайгаз жаралу процестері тоқтаған кезде, мұнайгаз жиналымдары әрі қарай болмайды. Осыған байланысты, айта кету керек, таужыныстарды үлкен тереңдікке батып, жыныстар органикалық заттар өзінің көмірсутектерді шығаратын жоғары мүмкіншілігіне жететін, термодинамикалық жағдайда болады. Басқаша айтқанда, мұнай өндіру мүмкіншілігі біртіндеп әлсіреп белгілі бір тереңдікте мұнайгаз шығару қасиетін жоғалтады. Көптеген ғалымдардың пікірі бойынша көмірсутектердің ең жоғары жаралуы 1-5 км тереңдікте байқалады. Көмірсутектердің жаралуының басқаша сұлбасын В.А.Соколов ұсынды. Ол тік бағытталған қимада жоғарыдан төмен қарай биохимиялық және термокатализ зоналарын белгілейді. В.А.Соколов бойынша литосфераның қимасында мұнайгаздың пайда болуының тік бағытталған белдемдігі органикалық заттың құрамымен, температура және қысыммен анықталады. Н.Б.Вассоевич бойынша бұл процесс литогенез сатыларына тәуелді.

Мұнай онтогенезінің геохимиясы

Органикалық заттың тірі организмдер клеткалары тобынан мұнайға немесе көмірсутекті газға жүйелі түрде өзгеріп айналуын және олардың соңғы өнімдерге дейін табиғи ыдырауын мұнай онтогенезі деп аталған. Бұл циклде мұнай мен газ жекеленген, бірақ ең маңызды буын болады, және бұл органикалық заттан мұнай мен газдың қалыптасуы, адамзатқа керекті және құнды пайдалы қазбаның пайда болуы.

Органикалық заттың Диагенез жане Катагенез кезіндегі өзгерісі

Диагенез кезіндегі органикалық заттың өзгерісі. Диагенезде сусымалы борпылдақ тұнба тығыздалады және қатаяды. Кеуектілігі азаяды, судан айырылады, тұнбаның бір бөлігі ериді. Шөгіндінің минералды бөлігі мен ондағы органикалық зат химиялық өзгерістерге ұшырайды. Егер түптік су оттегімен байыған болса, шөгіндінің жоғарғы қабатшасы химиялық жолмен тотықтанады. Егер түптік су күкіртсутекпен жұқтырған болса, шөгіндіде тотықсыздану процестері басым түседі.

Диагенездің алғашқы сатысында органикалық затты өзгеріске шалдығуда белсенді рольді микроорганизмдер – бактериялар, саңырауқұлақтар (бір клеткалы немесе көп клеткалы өте қарапайым өсімдіктер тобы), балдырлар ойнайды. Бактериялар көп мөлшерде тұнбаның жоғарғы 3 см қабатшасында болады, тереңдеген сайын оның мөлшері кемиді, себебі тұнбаның бетінде қоректену заттары және оттегі тараған, бұл жерде дербес оттегіні пайдаланатын аэробты бактериялар үстемдік көрсетеді. Тереңдеген сайын органикалық заттың және дербес оттегінің мөлшері кемиді, бұл жерде бактериялар азайып олардың анаэробты түрлері болады.

Жалпы алғанда химиялық және биохимиялық реакциялар органикалық заттарды күрделі өзгерістерге әкеледі. Органикалық заттың тотықтануы басым болады, оттегі мол болғанда ол көмірқышқыл газы мен суға дейін «жанып» кетеді. Бастапқы полимерлі органикалық заттар (көмірсу, белок, лигнин, липидтер) бактериялармен мономерлерге ыдыратылады, оларды жарым–жартылай микроорганизмдер сіңіреді, сонымен бірге оргаминералды кешендер пайда болады.

Органикалық заттың ұзақ өзгерістерінің нәтижесінде биополимерлер геополимерлерге ауысады, яғни ірі құрылысы полимерлі күрделі мегамолекулалар. Органикалық заттың өзгеріп алмасулары барысында оттегі, күкірт, азоттан айырылып, геополимерлер көміртекпен байиды.

Органикалық заттың өзгерістерінің диагенетикалық сатысы миллиондаған жылға созылып, жүздеген метр шөгінділерді қамтиды. Органикалық заттың шөгінділердің жоғарғы қабатшаларындағы жылдам өзгерістер заттың баяу қайта құрылуымен алмасады, оның барысында құрамы қарапайымдаланады, құрылысы орнықтылады, тұрақты жағдайға келеді.

Органикалық заттың катагенез кезінде өзгерісі. Катагенез шөгінді тау жыныстырдың түзілуіне сабақтаса өтетін олардағы өзгерістердің бірі. Шөгінділердің катагенездегі өзгеріс сатысы олардың күрт тығыздалуымен және кейбір өнімді терригендік және аутигендік құрамбөліктердің өзгере бастауымен сипатталады; мұндай өзгерістер қысым мен температура мөлшерінің бірте-бірте арта түсуімен туындайды, алайда катагенді өзгерістер метаморфты өзгерістер санатына жатпайды. Сатылар арасында қатаң шектер болмайды, себебі тау жыныстардың және олардағы органикалық заттың өзгерістері біртіндеп жүреді.

Катагенез сатысына мұнайдың жаралу тегінің басты фазасы және газдың пайда болуының соңғы фазасы (термокатализ) ұштасып, сонымен бірге қоңыр және тас көмірлердің эволюциясы байқалады. Жанғыш пайдалы қазбалар саласында ғалымдар катагенез сатыларының градацияларының нақтылы шкаласын белгілеген. Оның негізіне көмірдің әр түрлі маркаларының петрофизикалық көрсеткіштері салынған, яғни өзгерістердің әр түрлі деңгейлері.

14 Коллектор және флюидтіректі таужыныстар

Коллектор дегеніміз – мұнай, газ, суды өз бойына сіңіріп, игеру кезінде қайта беру қабілеті бар тау жыныстары. Көпшілік жағдайда олар терригенді (құмды-алевролитті) және карбонатты тау жыныстары. Коллекторлардың әртүрлі жіктемелері белгіленген. Литологиялық құрамы бойынша терригенді, карбонатты және аралас тау жыныстары болып ажыратылады. Құрылымы және қуыс кеңістігінің генезисі бойынша түйіршікаралық (кеуекті), жарықшақтық және каверналық болады.

Коллекторлардың литологиялық құрамы бойынша сипаттамасы.

1. Терригенді тау жыныстарының коллекторлары, басқалармен салыстырғанда айтарлықтай жақсы зерттелген, оның бір себебі олар мұнайгазды аймақтарда жиі кездеседі. Бұл коллекторларда бірінші (түйіршік аралық) кеуектілік басым болады, екіншісі бағынышты роль атқарады. Литологиялық құрамына қарай терригенді коллекторларға құмдар, құмтастар, алевриттер және өте сирек ерекшеленген саз-балшықтар жатады. Соңғылары кремнийлі, жапырақшақтанған, күшті битумдалған, жарықшақтануға қабілеті бар жыныстар.

2. Карбонатты коллекторлардан мұнайгазды өндіру терригенді коллекторлармен қарағанда айтарлықтай кейінірек басталды. Карбонатты жыныстардың көпшілігінде екінші кезектілік (жарықшақтар, каверналар) тараған, бұларды зерттеу қиынырақ, себебі қуыс – кеңістіктердің пішіні өте күрделі келеді. Оолитті және органогенді ізбестастардың кейбір түрлерінді бірінші кезектілік жақсы дамыған (оолитті, көралды ізбестастар, қабыршақтастар). Хемогенді ізбестастар және доломиттерге негізінде екінші кезектілік тән. Доломиттердің қарқынды түрде каверналық-қуыстардың пайда болуына бейімділігі бар, сөйтіп олар сапалы коллекторлар бола алады.

3. Аралас және басқа тау жыныстар коллекторлары. Мұнайгаз коллекторлары ретінде метаморфтық және магмалық тау жыныстары болу мүмкін. Бұл жыныстар – іргетастың үгілу қабығындағы метаморфтық тақтатастар, граниттер, вулканогенді туфтар, вулканогенді – гиогенді туфты – құмтастар, туфты – алевролиттер. Бұларда ашық кезектілік және өткізгіштік қабілеті болу керек.

Құрылымы және қуыс кеңістігінің жаралу тегіне қарай коллекторлардың негізгі үш түрі белгіленеді.

1. Гранулярлы (кеуекті) коллекторлар – бірінші түйіршік аралық кеуектілікпен сипатталатын терригенді жыныстар: құмдар, құмтастар, алевриттер, алевролиттер және оолитті ізбестастар;

2. Жарықшақты коллекторларға көбінесе жарықшақтанған карбонатты жыныстар жатады, сирегірек бұл топқа жарықшақтанған құмтастар, алевролиттер, аргилиттер, ангидриттер, метаморфтық және магмалық жыныстар кіреді;

3. Каверналық коллекторларға доломиттер және ізбестастар кейбір түрлері жатады.

Сонымен бірге аралас коллекторлар белгіленеді – кезекті – жарықшақты, жарықшақты – каверналы, кезекті – жарықшақты – каверналы.

Қазіргі уақытта үлкен тереңдіктерді игеру қажеттілігімен 4-5 км тереңдіктегі тау жыныстардың коллекторлық қасиеттерінің өзгерістерінің заңдылықтарын зерттеуге арнайы көңіл аударады. Коллектор - жыныстардың жатыс жағдайы тереңдеген сайын, геостатистикалық қысымның әсерінен олардың тығыздығы өседі, олай болса кезектілігі азаяды және сыйымдылық – сүзілу қасиеттері төмендейді. Бұл жағдай көбінесе гранулярлы коллекторларда байқалады. Карбонатты және өте нығыздалған сынғыш тау жыныстарында тектоникалық күштену және катагенездік өзгеру процестердің әсерінен (температура, қысым, ыстық сулардың еріту әрекеті) үлкен тереңдікте коллектор - жыныстардың кейпі қалыптасады.

Бірқатар терең және өте терең ұңғымаларда (Каспий маңы ойпаңындағы Аралсор және Биікжал ұңғымалары) карбонатты жарықшақтық – коллекторлармен бірге терригенді – гранулярлы кеуекті коллекторлар белгіленген.

Үлкен тереңдікте тау жыныстардың жарықшақтануы өседі, сонымен бірге терригенді жыныстардың карбонатты және карбонатты – сазды цементінің ыстық судың еріту қабілетінің әсерінен тау жыныстарында екінші кеуектілік пайда болады.

Сөйтіп үлкен тереңдікте коллектор – жыныстардың тығыздану салдарынан сыйымдылық қабілетінің төмендеуін, шамасы, белгілі дәрежеде жарықшақтардың, екінші кеуектіліктің (каверналардың) пайда болуымен есесін қайтарады.

Флюидтіректі (жапқыш) тау жыныстары өткізгіштік қабілеті нашар және флиюдтерді өткізбейтін жыныстар. Жапқыш тау жыныстарына саздар, аргиллиттер, сазды алевролиттер, сазды әктастар, гипс, ангидрит, тұздар жатады. Жапқыштар таралу ауданы, қалыңдығы, тұтастығы, тығыздығы және басқа ерекшеліктеріне қарай ажыратылады.

Таралу ауданына қарай жапқыштар аймақтық, зоналық (белдемдік) және жергілікті болып бөлінеді.

Аймақтық жапқыштарға алабты түгел қамтитын немесе оның айтарлықтай бөлігін қамтитын өткізгіштік қабілеті жоқ тау жыныстардың қалың қабаттары жатады. Мысалы, Туран плитасында кең тараған саз – балшықты алаб шөгінділері.

Зоналдық жапқыштар – зона аумағында жайылған қалыңдығы айтарлықтай флюидтерді өткізбейтін жыныстар.

Жергілікті флюидтіректер – бір немесе жақсы орналасқан бірнеше мұнайгаз жыйналымдарын қамтитын, жергілікті құрылымға бағынышты өткізгіштік қабілеті төмен жыныстар.

Литологиялық құрамына байланысты ең көп тараған жапқыштар сазды – балшықты және тұзды - ангидритті жыныстар.

Сазды жапқыштар. Саздардың және сазды жыныстардың физикалық – химиялық, минерологиялық, гранулометриялық сипаттамаларына байланысты олардың экрандау қасиеті әртүрлі болады. Монтморилонитті саздардың экрандау қабілеті жоғары, каолинді саздарда нашарлау болады.

Тау жыныстардың грануламетриялық құрамы, мөлшері, кезектік кеңістігінің құрылысын және мөлшерін анықтай, ал олар, өз ретінде жыныстың кезектілігі мен өткізгіштік қабілетін қамтамасыз етеді. Саздардың тығыздығы көбейсе, олардың өткізгіштігі азаяды.

Сазды жапқыштардың өткізгіштік қабілетіне тигізетін факторлардың ішінде шешуші ролді олардың қалыңдығы атқарады. Жапқыштардың қалыңдығының көбеюі, олардың сапасын жақсартады және биіктігі үлкен шоғырларды ұстап қалуға мүмкіндік туғызады. Мысалы, Уренгай кен орнында биіктігі 176 м шоғыр қалыңдығы 600 м жапқышпен экрандалған. Газли кен орнында биіктігі 215 м газды шоғыр қалыңдығы 104 м жапқышпен жабылған.

Тұзды – ангидритты жапқыштар мұнайгазды провинциялар мен облыстарда кең жайылған. Тұз асты шөгінділерінде Қарашығанақ, Орынбор, Астрахань газды – конденсатты, Теңіз, Жаңажол мұнайлы кен орындарында ашылған. Тұзды қабаттар Каспий маңы ойпаңында Шу – Сарысу ойпаңында кең тараған. Орал алды ойысының төменгі пермь (кунгур) тұзды қабаты Орал тауы бойымен созылған, ауданы 100 000 км², қалыңдығы 200 ден 1000 м-ге дейін. Тұз қабаттары тараған аймақтар өнеркәсіптік мұнайгаз жыйналымдарымен сипатталады.

Тұзды шөгінділермен бірге, әдетте ангидриттер кездеседі. Ангидриттер тұзбен салыстырғанда сынғыш келеді, сондықтан экрандау қабілеті төменірек. Бірақ олар да, қалыңдығы 10-30 м болғанда мұнайдың кішігірім шоғырларын экрандайды.

15 Таужыныстардың коллекторлық қасиеттері

Мұнай мен газды сыйғызушы тау жыныстарының коллекторлық (жинауыштық) қасиеттері.Жер қойнауында мұнай мен газ тау жыныстардың кеуек-қуыстарын, жарықшақтарын және каверналарын толтырып орын алады. Көпшілік жағдайда мұнайгаздың кәсіптік жиналымдары шөгінді тау жыныстарында орналасқан, нақтылы айтқанда терригенді және карбонатты жыныстармен байланысты.

Мұнай мен газды өзіне сыйғызу қабілеті бар тау жыныстары кеуекті болу қажет. Кеуектілік дегеніміз тау жыныстарының жалпы көлемінің кеуек-қуысты бөлігі. Кеуектілік процент мөлшерімен немесе бірліктің бөлігімен белгіленеді. Кеуектілік пайда болу жағдайымен байланысты бірінші (бастапқы) және екінші (соңғы) болып бөлінеді. Бірінші кеуектілік тау жынысы шоғырланып, қалыптасу кезінде пайда болып, құмдарға, құмтастарға, алевролиттерге, оолитті әктас, коралл әктастарына тән.

Екінші кеуектілік тау жынысы қалыптасқаннан кейін жарықшақтар және каверналар түрінде пайда болады. Олар доломиттерде, әктастарда, сирегірек құмтастар және алевролиттерде байқалады.

Кеуектілік жалпы және ашық түріне бөлінеді. Жалпы кеуектілік - барлық кеуек-қуыстардың, жарықшақтардың, каверналардың жиынтық көлемі. Бірімен бірі байланысы бар кеуек-қуыстардың, жарықшақтардың, каверналардың көлемін ашық кеуектілік дейді. Практикада кеуектілік коэфициенті кең қолданылады. Жалпы кеуектіліктің коэфициенті (К_ж) – барлық кеуек-қуыстың көлемінің (V_жк) тау жынысының көлемінің V_жк қатынасы К_ж = V_жк/V_тж Ашық кеуектіліктің көлемінің (V_ак) тау жынысының көлеміне (V_тж) қатынасы – ашық кеуектіліктің коэфициенті Vак/V_тж.

Кеуектілік кеңістіктегі мұнай көлеміннің (V_м) мұнай қабатындағы барлық кеуек-қуыстардың (V_жк) көлеміне қатынасы - мұнайқанығу коэфициенті К_мқ= V_м/ V_жк.

Жалпы кеуектіліктің коэфициенті 0,45 (45%), ашық кеуектіліктің коэфициенті 0,35 (35%) дейін өзгереді. Ашық кеуектіліктің орташа мөлшері құмдарда 20-35, құмтастарда 5-25, әктастарда 1-15, доломиттерде 3-2

Тиімді кеуектілік-қозғалмалы флюидтердің орын алған көлемі, яғни жыныспен байланған судың алып жатқан кеуек-қуыстардың кеңістігісіз, бір-бірінен байланысты, кеуек-қуыстар жүйесінің көлемін сипатайды. Ол мұнай мен газ үшін жыныстық сыйымдылығын анықтайды, яғни шөгінделердің мұнайгазбен қанығуын бейнелейді.

Өткізгіштік (өтімділік) –тау жыныстардың, қысым ауытқуы бар жағдайда өзінің бойымен сұйық және газ тәрізді флюидтерді өткізу қасиеті. Өткізгіштік ортаның сүзбелену өлшемі болып, коллектордың ең маңызды параметріне жатады. Оның мөлшері жыныстық кеуек-қуыс каналдарының және жарықшақтарының мөлшеріне, иреңділігіне тәуелді болып, қысым ауытқуы мен флюид тұтқырларына тәуелсіз болады.

Өткізкіштік абсолюттік (физикалық), тиімді (фазалық) және салыстырмалы түріне бөлінеді. Абсолюттік-біркелкі инертті сұйық немесе газ үшін, олардың кеуекті ортамен физикалық-химиялық қарым-қатынасы жоқ жағдайда және осы флюидпен жыныстық кеуек-қуыстары толық қаныққан кездегі тау жынысының өткізгіштігі. Абсалюттік өткізгіштікті инертті газбен өлшеу дұрыс (ауа немесе азот қолданады), оны газ өткізгіштік деп атайды.

Тиімді (фазалық)- нақтылы бір сұйықтық немесе газ үшін бірге басқа флюгедтер бар болған жағдайдағы тау жынынысының өткізгіштігі. Мысалы, сумен қанықан жыныстың бойымен газ өткізеді. Бұл табиғи жағдайды бейнелейді, себебі жер қойнауы қабаттарында екі флюид (газ-су, су-мұнай) жиі кездеседі, ал кейде флюид (газ-мұнай-су) болады. Жыныстың қасиеттерін бағалау үшін тиімді өткізкіштіктің маңызы зор.

Тиімді өткізгіштіктің абсолюттік өткізгіштікке қатынасы салыстырмалы өткізкіштіктің мөлшерін көрсетеді.

Абсолюттік және тиімді өткізгіштікті Дарси заңымен анықтайды. Дарси - XIX ғасырдың ортасындағы француз ғалымы флюидтердің фильтрация заңын (Дарси заңы) шығарып ұсынды. Бұл заң бойынша кеуек-қуысты ортада сұйық сүзбеленуінің жылдамдығы сұйықтың динамикалық тұтқырлығына тікелей байланысты: V=Q/F=R(P₁-P₂)/µL, мұнда V-сүзбелену жылдамғы, Q-жыныс арқылы өткен флюидтің көлемі, F-жыныстың флюид өтетін бетінің ауданы, К-сәйкестік коэффициенті, ол жыныстың өткізгіштік коэффиценті түрінде қарастырылады, Р₁және Р₂ үлгітасқа кіру және шығу қысымы, µ-динамикалық тұтқырлық, L-үлгітас ұзындығы.

Өткізгіштік коэфициенті K=QLµ/F▲P, мұнда Q-флюидтің көлемі, L-флюидтің жол жүру ұзындығы (үлгітастың ұзындығы, қысым ауытқуы, Р₁-үлгітастың алдыңдағы қысым, Р₂-үлгітастан кейінгі қысым.

Халықаралық жүйеде Q-м³/с, L-м, µ-Па с F-м², Р-Па, сонда өткізгіштіr м² өлшенеді. Нақтылы жыныстарда бұл өлшем өте жоғары, әдетте өткізгіштік микрометрмен (мкм) өлшенеді. Метрлік жүйеде өткізкіштік Дарси (D) белгімен өлшенеді. Дарсидің мыңнан бір бөлігі миллидарси (мD). Бірліктердің өзара байланысы 1D=1,02*10^-12м²=1мкм

Жарықшақтық өткізгіштік тау жыныстарындағы жарықшақтармен байланысты, коллекторларда олардың жарықшақтық өткізкіштігі түйіршікаралық өткізгіштіктен көбірек болады. Дала жұмыстарында өткізгіштікті шамалап бағалауға болады: 0,5мD-нашар, 5-10 мD-орташа, 10-100 мD жақсы, 100-1000 мD -өте жақсы. Құмдар мен құмтастарда абсолюттік газ өткізгішті 2-3 Дарсиге жетеді.

Мұнай мен газды өзіне сыйғызу қабілеті бар тау жыныстары кеуекті болу қажет. Кеуектілік дегеніміз тау жыныстарының жалпы көлемінің кеуек-қуысты бөлігі. Кеуектілік процент мөлшерімен немесе бірліктің бөлігімен белгіленеді. Кеуектілік пайда болу жағдайымен байланысты бірінші (бастапқы) және екінші (соңғы) болып бөлінеді. Бірінші кеуектілік тау жынысы шоғырланып, қалыптасу кезінде пайда болып, құмдарға, құмтастарға, алевролиттерге, оолитті әктас, коралл әктастарына тән.

Екінші кеуектілік тау жынысы қалыптасқаннан кейін жарықшақтар және каверналар түрінде пайда болады. Олар доломиттерде, әктастарда, сирегірек құмтастар және алевролиттерде байқалады.

Кеуектілік жалпы және ашық түріне бөлінеді. Жалпы кеуектілік - барлық кеуек-қуыстардың, жарықшақтардың, каверналардың жиынтық көлемі. Бірімен бірі байланысы бар кеуек-қуыстардың, жарықшақтардың, каверналардың көлемін ашық кеуектілік дейді. Практикада кеуектілік коэфициенті кең қолданылады. Жалпы кеуектіліктің коэфициенті (К_ж) – барлық кеуек-қуыстың көлемінің (V_жк) тау жынысының көлемінің V_жк қатынасы К_ж = V_жк/V_тж Ашық кеуектіліктің көлемінің (V_ак) тау жынысының көлеміне (V_тж) қатынасы – ашық кеуектіліктің коэфициенті Vак/V_тж.

Кеуектілік кеңістіктегі мұнай көлеміннің (V_м) мұнай қабатындағы барлық кеуек-қуыстардың (V_жк) көлеміне қатынасы - мұнайқанығу коэфициенті К_мқ= V_м/ V_жк.

Жалпы кеуектіліктің коэфициенті 0,45 (45%), ашық кеуектіліктің коэфициенті 0,35 (35%) дейін өзгереді. Ашық кеуектіліктің орташа мөлшері құмдарда 20-35, құмтастарда 5-25, әктастарда 1-15, доломиттерде 3-2

Тиімді кеуектілік-қозғалмалы флюидтердің орын алған көлемі, яғни жыныспен байланған судың алып жатқан кеуек-қуыстардың кеңістігісіз, бір-бірінен байланысты, кеуек-қуыстар жүйесінің көлемін сипатайды. Ол мұнай мен газ үшін жыныстық сыйымдылығын анықтайды, яғни шөгінделердің мұнайгазбен қанығуын бейнелейді.

Өткізгіштік (өтімділік) –тау жыныстардың, қысым ауытқуы бар жағдайда өзінің бойымен сұйық және газ тәрізді флюидтерді өткізу қасиеті. Өткізгіштік ортаның сүзбелену өлшемі болып, коллектордың ең маңызды параметріне жатады. Оның мөлшері жыныстық кеуек-қуыс каналдарының және жарықшақтарының мөлшеріне, иреңділігіне тәуелді болып, қысым ауытқуы мен флюид тұтқырларына тәуелсіз болады.

Өткізкіштік абсолюттік (физикалық), тиімді (фазалық) және салыстырмалы түріне бөлінеді. Абсолюттік-біркелкі инертті сұйық немесе газ үшін, олардың кеуекті ортамен физикалық-химиялық қарым-қатынасы жоқ жағдайда және осы флюидпен жыныстық кеуек-қуыстары толық қаныққан кездегі тау жынысының өткізгіштігі. Абсалюттік өткізгіштікті инертті газбен өлшеу дұрыс (ауа немесе азот қолданады), оны газ өткізгіштік деп атайды.

Тиімді (фазалық)- нақтылы бір сұйықтық немесе газ үшін бірге басқа флюгедтер бар болған жағдайдағы тау жынынысының өткізгіштігі. Мысалы, сумен қанықан жыныстың бойымен газ өткізеді. Бұл табиғи жағдайды бейнелейді, себебі жер қойнауы қабаттарында екі флюид (газ-су, су-мұнай) жиі кездеседі, ал кейде флюид (газ-мұнай-су) болады. Жыныстың қасиеттерін бағалау үшін тиімді өткізкіштіктің маңызы зор.

Тиімді өткізгіштіктің абсолюттік өткізгіштікке қатынасы салыстырмалы өткізкіштіктің мөлшерін көрсетеді.

Абсолюттік және тиімді өткізгіштікті Дарси заңымен анықтайды. Дарси - XIX ғасырдың ортасындағы француз ғалымы флюидтердің фильтрация заңын (Дарси заңы) шығарып ұсынды. Бұл заң бойынша кеуек-қуысты ортада сұйық сүзбеленуінің жылдамдығы сұйықтың динамикалық тұтқырлығына тікелей байланысты: V=Q/F=R(P₁-P₂)/µL, мұнда V-сүзбелену жылдамғы, Q-жыныс арқылы өткен флюидтің көлемі, F-жыныстың флюид өтетін бетінің ауданы, К-сәйкестік коэффициенті, ол жыныстың өткізгіштік коэффиценті түрінде қарастырылады, Р₁және Р₂ үлгітасқа кіру және шығу қысымы, µ-динамикалық тұтқырлық, L-үлгітас ұзындығы.

Өткізгіштік коэфициенті K=QLµ/F▲P, мұнда Q-флюидтің көлемі, L-флюидтің жол жүру ұзындығы (үлгітастың ұзындығы, қысым ауытқуы, Р₁-үлгітастың алдыңдағы қысым, Р₂-үлгітастан кейінгі қысым.

Халықаралық жүйеде Q-м³/с, L-м, µ-Па с F-м², Р-Па, сонда өткізгіштіr м² өлшенеді. Нақтылы жыныстарда бұл өлшем өте жоғары, әдетте өткізгіштік микрометрмен (мкм) өлшенеді. Метрлік жүйеде өткізкіштік Дарси (D) белгімен өлшенеді. Дарсидің мыңнан бір бөлігі миллидарси (мD). Бірліктердің өзара байланысы 1D=1,02*10^-12м²=1мкм

Жарықшақтық өткізгіштік тау жыныстарындағы жарықшақтармен байланысты, коллекторларда олардың жарықшақтық өткізкіштігі түйіршікаралық өткізгіштіктен көбірек болады. Дала жұмыстарында өткізгіштікті шамалап бағалауға болады: 0,5мD-нашар, 5-10 мD-орташа, 10-100 мD жақсы, 100-1000 мD -өте жақсы. Құмдар мен құмтастарда абсолюттік газ өткізгішті 2-3 Дарсиге жетеді.

16 Коллекторлардың жіктелуі

Коллекторлардың литологиялық құрамы бойынша сипаттамасы.

1. Терригенді тау жыныстарының коллекторлары, басқалармен салыстырғанда айтарлықтай жақсы зерттелген, оның бір себебі олар мұнайгазды аймақтарда жиі кездеседі. Бұл коллекторларда бірінші (түйіршік аралық) кеуектілік басым болады, екіншісі бағынышты роль атқарады. Литологиялық құрамына қарай терригенді коллекторларға құмдар, құмтастар, алевриттер және өте сирек ерекшеленген саз-балшықтар жатады. Соңғылары кремнийлі, жапырақшақтанған, күшті битумдалған, жарықшақтануға қабілеті бар жыныстар.

2. Карбонатты коллекторлардан мұнайгазды өндіру терригенді коллекторлармен қарағанда айтарлықтай кейінірек басталды. Карбонатты жыныстардың көпшілігінде екінші кезектілік (жарықшақтар, каверналар) тараған, бұларды зерттеу қиынырақ, себебі қуыс – кеңістіктердің пішіні өте күрделі келеді. Оолитті және органогенді ізбестастардың кейбір түрлерінді бірінші кезектілік жақсы дамыған (оолитті, көралды ізбестастар, қабыршақтастар). Хемогенді ізбестастар және доломиттерге негізінде екінші кезектілік тән. Доломиттердің қарқынды түрде каверналық-қуыстардың пайда болуына бейімділігі бар, сөйтіп олар сапалы коллекторлар бола алады.

3. Аралас және басқа тау жыныстар коллекторлары. Мұнайгаз коллекторлары ретінде метаморфтық және магмалық тау жыныстары болу мүмкін. Бұл жыныстар – іргетастың үгілу қабығындағы метаморфтық тақтатастар, граниттер, вулканогенді туфтар, вулканогенді – гиогенді туфты – құмтастар, туфты – алевролиттер. Бұларда ашық кезектілік және өткізгіштік қабілеті болу керек.

Құрылымы және қуыс кеңістігінің жаралу тегіне қарай коллекторлардың негізгі үш түрі белгіленеді.

1. Гранулярлы (кеуекті) коллекторлар – бірінші түйіршік аралық кеуектілікпен сипатталатын терригенді жыныстар: құмдар, құмтастар, алевриттер, алевролиттер және оолитті ізбестастар;

2. Жарықшақты коллекторларға көбінесе жарықшақтанған карбонатты жыныстар жатады, сирегірек бұл топқа жарықшақтанған құмтастар, алевролиттер, аргилиттер, ангидриттер, метаморфтық және магмалық жыныстар кіреді;

3. Каверналық коллекторларға доломиттер және ізбестастар кейбір түрлері жатады.

Сонымен бірге аралас коллекторлар белгіленеді – кезекті – жарықшақты, жарықшақты – каверналы, кезекті – жарықшақты – каверналы.

Қазіргі уақытта үлкен тереңдіктерді игеру қажеттілігімен 4-5 км тереңдіктегі тау жыныстардың коллекторлық қасиеттерінің өзгерістерінің заңдылықтарын зерттеуге арнайы көңіл аударады. Коллектор - жыныстардың жатыс жағдайы тереңдеген сайын, геостатистикалық қысымның әсерінен олардың тығыздығы өседі, олай болса кезектілігі азаяды және сыйымдылық – сүзілу қасиеттері төмендейді. Бұл жағдай көбінесе гранулярлы коллекторларда байқалады. Карбонатты және өте нығыздалған сынғыш тау жыныстарында тектоникалық күштену және катагенездік өзгеру процестердің әсерінен (температура, қысым, ыстық сулардың еріту әрекеті) үлкен тереңдікте коллектор - жыныстардың кейпі қалыптасады.

Бірқатар терең және өте терең ұңғымаларда (Каспий маңы ойпаңындағы Аралсор және Биікжал ұңғымалары) карбонатты жарықшақтық – коллекторлармен бірге терригенді – гранулярлы кеуекті коллекторлар белгіленген.

Үлкен тереңдікте тау жыныстардың жарықшақтануы өседі, сонымен бірге терригенді жыныстардың карбонатты және карбонатты – сазды цементінің ыстық судың еріту қабілетінің әсерінен тау жыныстарында екінші кеуектілік пайда болады.

Сөйтіп үлкен тереңдікте коллектор – жыныстардың тығыздану салдарынан сыйымдылық қабілетінің төмендеуін, шамасы, белгілі дәрежеде жарықшақтардың, екінші кеуектіліктің (каверналардың) пайда болуымен есесін қайтарады. Флюидтіректі (жапқыш) тау жыныстары

Флюидтіректі (жапқыш) тау жыныстары өткізгіштік қабілеті нашар және флиюдтерді өткізбейтін жыныстар. Жапқыш тау жыныстарына саздар, аргиллиттер, сазды алевролиттер, сазды әктастар, гипс, ангидрит, тұздар жатады. Жапқыштар таралу ауданы, қалыңдығы, тұтастығы, тығыздығы және басқа ерекшеліктеріне қарай ажыратылады.

Таралу ауданына қарай жапқыштар аймақтық, зоналық (белдемдік) және жергілікті болып бөлінеді.

Аймақтық жапқыштарға алабты түгел қамтитын немесе оның айтарлықтай бөлігін қамтитын өткізгіштік қабілеті жоқ тау жыныстардың қалың қабаттары жатады. Мысалы, Туран плитасында кең тараған саз – балшықты алаб шөгінділері.

Зоналдық жапқыштар – зона аумағында жайылған қалыңдығы айтарлықтай флюидтерді өткізбейтін жыныстар.

Жергілікті флюидтіректер – бір немесе жақсы орналасқан бірнеше мұнайгаз жыйналымдарын қамтитын, жергілікті құрылымға бағынышты өткізгіштік қабілеті төмен жыныстар.

Литологиялық құрамына байланысты ең көп тараған жапқыштар сазды – балшықты және тұзды - ангидритті жыныстар.

Сазды жапқыштар. Саздардың және сазды жыныстардың физикалық – химиялық, минерологиялық, гранулометриялық сипаттамаларына байланысты олардың экрандау қасиеті әртүрлі болады. Монтморилонитті саздардың экрандау қабілеті жоғары, каолинді саздарда нашарлау болады.

Тау жыныстардың грануламетриялық құрамы, мөлшері, кезектік кеңістігінің құрылысын және мөлшерін анықтай, ал олар, өз ретінде жыныстың кезектілігі мен өткізгіштік қабілетін қамтамасыз етеді. Саздардың тығыздығы көбейсе, олардың өткізгіштігі азаяды.

Сазды жапқыштардың өткізгіштік қабілетіне тигізетін факторлардың ішінде шешуші ролді олардың қалыңдығы атқарады. Жапқыштардың қалыңдығының көбеюі, олардың сапасын жақсартады және биіктігі үлкен шоғырларды ұстап қалуға мүмкіндік туғызады. Мысалы, Уренгай кен орнында биіктігі 176 м шоғыр қалыңдығы 600 м жапқышпен экрандалған. Газли кен орнында биіктігі 215 м газды шоғыр қалыңдығы 104 м жапқышпен жабылған.

Тұзды – ангидритты жапқыштар мұнайгазды провинциялар мен облыстарда кең жайылған. Тұз асты шөгінділерінде Қарашығанақ, Орынбор, Астрахань газды – конденсатты, Теңіз, Жаңажол мұнайлы кен орындарында ашылған. Тұзды қабаттар Каспий маңы ойпаңында Шу – Сарысу ойпаңында кең тараған. Орал алды ойысының төменгі пермь (кунгур) тұзды қабаты Орал тауы бойымен созылған, ауданы 100 000 км², қалыңдығы 200 ден 1000 м-ге дейін. Тұз қабаттары тараған аймақтар өнеркәсіптік мұнайгаз жыйналымдарымен сипатталады.

Тұзды шөгінділермен бірге, әдетте ангидриттер кездеседі. Ангидриттер тұзбен салыстырғанда сынғыш келеді, сондықтан экрандау қабілеті төменірек. Бірақ олар да, қалыңдығы 10-30 м болғанда мұнайдың кішігірім шоғырларын экрандайды.

17 Мұнай және газ миграциясы

Жер қабығында мұнай мен газдың орын ауыстырып жылжуын мұнай мен газ миграциясы деп атайды. Миграция жолы ретінде кеуек қуыстар жарықшақтар қабат бетіндегі жарылу бұзылыстары, стратиграфиялық үйлесімсіздік беттері болады. Миграциянын 2 түрі болады. Бірінші миграция деп көмірсутектердің мұнай түзуші тау жыныстарынан кеуе қуысты коллектор таужыныстарын айтады.

Екінші миграция – мұнай мен газдың қабат бойымен және бір қабаттан басқа қабатқа орын ауыстырып қозғалуы. Мұнай мен газдың тұтқыштарда жиналуы көбінесе екінші миграциямен байланысты.

Поиск по сайту: