Мұнайды барлау және өндіру

Мұнайды барлау және өндіру

 

Тербелме-станоктың  таныс  сұлбасы  мұнай өндіру саласының  өзіне тән ерекше символына  айналды.  Алайда, оның  кезегі келгенше  геологтар мен мұнайшылар ұзақ та,  қиын жолды бастарынан өткізеді.  Ал бәрі  кен орнын барлаудан басталады. 

Табиғатта  мұнай  сұйықтық жинала және  қозғала алатын  кеуекті жыныстарда  орналасады.  Мұндай  жыныстарды коллекторлар деп атайды.   Мұнайдың маңызды коллекторлары құм,  құмдауықтар, конгломераттар және жарықты жыныстар болып табылады. Бірақ кен шөгіндісі түзілуі үшін  олардың  көшуіне кедергі келтіретін  өткізбейтін жыныстардың болуы  қажет. Әдетте коллектор-қыртыс  еңіспен орналасады, сол себепті мұнай мен газ жоғары қарай  өтеді. Егер  олардың үстіңгі қабатқа шығуына  жыныс қатпарлары  және басқа да тосқауылдар кедергі келтіретін  болса, қақпандар түзіледі.  Қақпандардың жоғарғы бөлігін  кезде  газ қабаты – «газ қалпағы»  алып жатады. 

 

Осылайша, мұнай кен орнын табу үшін  ол жиналып қалуы мүмкін  болатын қақпандарды  табу қажет.  Әуелде ықтимал мұнай бар ауданды көптеген жанама белгілері бойынша   мұнай кенінің болуын анықтауды үйрене отырып, көзбен шолып зерттеген. Алайда іздестірулер  барынша  табысты болуы  үшін «жердің астын көре алу» қажет болды. Бұл геофизикалық әдістермен зерттеулердің  арқасында мүмкін болды.  Жер сілкінісін тіркеуге арналған сейсмограф  неғұрлым тиімді  құрал болып шықты.  Оның механикалық ауытқуларды  сезу  қабілеті  геологиялық барлау ісінде  қажетке асты. Динамит снарядтарының жарылыстарынан ауытқулар  жер асты құрылымдарымен сынады, және оларды тіркей отырып,  жер асты қыртыстарының орналасуы мен түрін анықтауға  болады. 

 

Әрине  маңызды зерттеу әдісі тіректік бұрғылау  болып табылады. Терең ұңғымалардан алынған керн қабаттары бойынша  геофизикалық, геохимиялық, гидрогеологиялық және басқа да әдістермен  мұқият зерттеледі.  Зерттеудің  бұл түрі  үшін 7 километрге дейінгі тереңдіктегі ұңғыма бұрғыланады. 

 

Технологияның дамуына қарай геологтардың арсеналына жаңа әдістер қосылды.  Аэрофототүсіру  және ғарыштан түсіру  үстіңгі  бетті  неғұрлым кең ауқымда шолуды қамтамасыз етеді.  Әр түрлі тереңдіктен  қазылып алынған қалдықтарды талдау  шөгінді жыныстардың түрі мен жасын дәлірек анықтауға  себін тигізеді. 

 

Қазіргі заманғы геологиялық барлаудың  негізгі беталысы – қоршаған ортаға  барынша аз  әсер ету.  Мүмкіндігінше  теориялық болжалдар мен пассивті үлгілеулерге  басты орын беруге тырысуда. Жанама белгілері бойынша  қазіргі таңда  барлық «мұнай ас үйін» зерттеп тексеруге болады – оның қайда  пайда болғанын,  қалай қозғалғанын,  қазіргі уақытта қайда орналасқанын.  Жаңа әдістер  болжамдардың  дәлдігін арттыра отырып,  іздестіру ұңғымаларын барынша аз  бұрғылауға мүмкіндік береді. 

 

Сонымен,  кен орны табылды, және  оны өңдеуге шешім қабылданды. Мұнай ұңғымаларын бұрғылау – бұл барысында тау жыныстары бұзылатын және ұсатылған бөлшектері  жер бетіне шығарылатын процесс.  Ол соққылы немесе айналмалы болуы мүмкін.  Соққылап бұрғылау кезінде жынысты  бұрғылау құралының ауыр соққысымен  уатады, және уатылған бөлшектері  ұңғымадан су ерітіндісімен шығарылады. Айналмалы  бұрғылау  кезінде жыныстың кесілген сынықтары  ұңғымада айналатын жұмыс сұйықтығының  көмегімен жоғары үстіңгі бетке  көтеріледі.  Ауыр бұрғылау колоннасы айнала отырып, жынысты  бұзатын  қашауды қысады.  Бұл жағдайда ұңғылау  жылдамдығы  жыныстың сипатына және жабдықтың  сапасы мен бұрғылаушының шеберлігіне байланысты болады.   

 

Жыныс бөлшектерін үстіңгі бетке  тек шығарып қоймай,  бұрғылау құралдарын майлағыш  және суытқыш ретінде де  қолданылатын  бұрғылау ерітіндісі аса маңызды  рөл атқарады.  Ол ұңғыма қабырғаларында сазды қабықтың түзілуіне  себін тигізеді.  Бұрғылау ерітіндісі  су немесе  мұнай негізінде жасалуы мүмкін, оған жиі  әр түрлі реагенттер мен қоспалар қосылады. 

 

Мұнайды ұңғымадан қалай шығарады?  Ол аналық қаттарда  қысымда болады, және  егер  бұл қысым  жеткілікті дәрежеде жоғары болатын болса,  ұңғыманы ашу кезінде  мұнай  табиғи жолмен атқылай бастайды. Әдетте бұл  тек бастапқы сатыда ғана сақталады,  ал кейіннен  өндірудің  механикаландырылған тәсіліне көшуге тура келеді -  сорғыларды әр түрлі түрлерінің көмегімен немесе  ұңғымаға  сығылған газды  жіберу арқылы (бұл тәсілді газлифттік деп атайды). Қаттағы қысымды жоғарылату үшін,  оған суды айдайды,  ол   өзінше поршень   рөлін ойнайды. Өкінішке  орай,  кеңестер дәуірінде  неғұрлым жылдам қарқынмен  ең жоғары қайтарымды алуға ұмтыла отырып, бұл тәсілді артық қолданған.   Нәтижесінде ұңғымаларды өңдеуден  кейін де мұнайға бай, бірақ  өте  көп су араласқан  қаттары қалған.  Қазіргі таңда  қаттық қысымды  арттыру үшін  су мен газды бір мезгілде  айдау әдісі қолданылады.  

 

Қысым төмен болған сайын, мұнайды  шығару үшін  неғұрлым күрделі  технологиялар қолданылады.  Мұнай өндірудің белсенділігін, өлшеу үшін  «мұнайды шығару коэффициенті», немесе қысқартылған түрде МШК  секілді  көрсеткіш  қолданылады. Ол өндірілген мұнайдың  кен орнындағы қорлардың жалпы көлеміне ара қатысын көрсетеді.  Өкінішке орай, жер қойнауында бардың бәрін толығымен айдап шығару мүмкін емес, сол себепті де бұл көрсеткіш әрқашан 100%  аз болады.  

 

Технологияның дамуы қол жетімді  мұнайдың сапасының нашарлауымен және  кен көзіне  қол жеткізудің қиындауымен байланысты.  Газ астындағы аймақтар мен шельфтегі  кен орындары үшін  көлденең ұңғымалар қолданылады. Қазіргі таңда  жоғары дәлдіктегі аспаптардың көмегімен  бірнеше километр  қашықтықтан бірнеше метр  ауданды аумақтарға  жетуге болады.  Қазіргі заманғы технологиялар  барлық процедураларды барынша автоматтандыруға мүмкіндік береді.  Ұңғымаларда жұмыс істейтін арнайы датчиктердің көмегімен  бұл процесс тұрақты бақыланып тұрады. 

 

Бір кен орнында бірнеше ондаған ұңғымалардан  бірнеше мыңдаған  ұңғымаларға дейін бұрғылайды – тек  қана  мұнай шығаратын емес, бақылау да, айдамалау  да – суды немесе газды толтыруға арналған.  Сұйықтықтар мен газдардың қозғалысын басқару үшін, ұңғымаларды ерекше  тәсілмен орналастырады және ерекше режімде  пайдаланады – бұл  процесстің бәрі  кешенді түрде кен орнын өңдеу деп аталады. 

 

Кен орындарын пайдалану аяқталғаннан кейін мұнай ұңғымаларын пайдалану  дәрежесіне байланысты тоқтатып қояды немесе  жабады. Бұл шаралар  адамдардың өмірі мен денсаулығының қауіпсіздігін  қамтамасыз ету  үшін, сондай -ақ қоршаған ортаны қорғау үшін қажет. 

 

Ұңғымалардан шыққанның бәрін – ілеспелі газбен, сумен  және басқа да қоспалармен,   мысалы  құмды, мұнайды -  судың және ілеспелі  газдың  пайызын анықтай отырып, өлшейді.  Арнайы  газ-мұнай сепараторларында мұнайды газдан айырады, және ол  жинау құбырына  беріледі.  Сол жерден бастап мұнайдың  мұнай өңдеу  зауыттарына жолы басталады.  

 

 

Каротаж

Каротаж (франц. сarottage – бұрғылау керні, лат. carota – сәбіз) – бұрғылау ұңғымаларында жүргізілетін арнаулы геофизикалық зерттеулер кешені. Бұл зерттеулер: 1) ұңғыма оқпанының қимасындағы тау жынысы қабаттарын жіктеу және оларды өз шендестерімен сәйкестіру; 2) ұңғыма оқпанының қимасына тән мұнай, газ, көмір қабаттарын, радиоактивті, полиметалды, т.б. кендердің қабаттарын анықтау және барлау; 3) жер қыртысындағы әр түрлі қабаттардың орналасу тереңдігін, қалыңдығын, құрылыс ерекшеліктерін анықтау үшін жүргізіледі. Тау жыныстары мен кен байлықтардың сарапталатын физ. қасиеттеріне қарай К-дың: электрлік, радиоактивтік, сейсмик., акустикалық, магниттік, мех., газдық, т.б. түрлері бар. Электрлік К. бұрғылау ұңғымасында өздігінен туатын немесе жасанды электр өрісін өлшеуге негізделген. Электр өрісінің сипатына (табиғи немесе жасанды, электрлік немесе электрмагниттік) және өлшенетін физ. көрсеткіштеріне қарай, электрлік К. бірнеше әдістерге жіктеледі: табиғи электр өрісі әдісі К-ы, кедергі К-ы, өздігінен полюстену потенциалдарының К-ы, индукциялық және диэлектрлік К. 

Радиоактивтік К. тау жыныстарының табиғи немесе жасанды радиоактивтік қарқындылығын өлшеуге негізделген. Оның түрлері – гамма-каротаж, гамма-гамма-каротаж және нейтрондық К. Гамма-К. ұңғыма оқпаны бойындағы тау жыныстары құрамындағы радиоактивтік элементтердің өздігінен ыдырауы нәтижесінде туындаған табиғи гамма-сәулелер қарқындылығын өлшеу шараларына негізделген. Гамма-гамма-К. ұңғыма оқпаны тесіп өткен таужыныстарындағы гамма-кванттар тудырушы заттармен сәулелену нәтижесінде қалыптасқан шашыранды гамма-сәулелер қарқындылығын зерттейді. Нейтрондық К. шапшаң нейтрондардың тау жынысы құрамындағы заттармен әрекеттесу көрінісін зерттеуге негізделген. Радиоактивтік К-дың басты ерекшеліктері: зерттеу тереңдігінің шағындығы, сол сияқты зерттеудің ашық және шегенделген ұңғымалар оқпанында жүргізілу мүмкіндігі. Сейсмикалық К. сейсмик. толқындардың таралу жылдамдықтарын анықтау, сейсмик. шекараларды стратиграф. тұрғыдан нақтылау, сейсмик. толқын түрлерін зерттеу шараларын жүзеге асыру мақсатында жүргізіледі. Акустикалық К. тау жыныстары арқылы өтетін ультрадыбыс және дыбыс диапазонындағы серпімді толқын сипаттарын зерттеуге негізделген. Магниттік К. тау жыныстары мен кентастардың магниттік сезгіштік көрсеткіштерінің әртүрлілігіне негізделген. Механикалық К. ұңғыма оқпанының нақтылы ұзындық бірлігін бұрғылауға кететін уақытты анықтауға арналған. Газдық К. ұңғыма бұрғылау барысында тау жыныстардан сазды ерітіндіге өтетін көмірсутекті газ мөлшерін өлшеуге негізделген. К-дық зерттеулер нәтижесінде “каротаждық қисық сызық” деп аталатын бұрғылау ұңғымасының оқпаны бойында жүргізілген каротаждық өлшем көрсеткіштерінің өзгеруін кескіндейтін сызба дайындалады. Ұңғымада жүргізілетін К. кен орындарын барлауда кеңінен қолданылады.

 

Түрлері

Тау жыныстары мен кен байлықтардың сарапталатын физикалық қасиеттеріне қарай каротаждың: электрлік, радиоактивтік,сейсмикалық, акустикалық, магниттік, механикалық,газдық, тағы басқа түрлері бар. Электрлік каротаж бұрғылау ұңғымасында өздігінен туатын немесе жасанды электр өрісін өлшеуге негізделген. Электр өрісінің сипатына (табиғи немесе жасанды, электрлік немесе электрмагниттік) және өлшенетін физикалық көрсеткіштеріне қарай, электрлік каротаж бірнеше әдістерге жіктеледі: табиғи электр өрісі әдісі каротажы, кедергі каротажы, өздігінен полюстену потенциалдарының каротажы, индукциялық және диэлектрлік каротаж. Радиоактивтік каротаж тау жыныстарының табиғи немесе жасанды радиоактивтік қарқындылығын өлшеуге негізделген. Оның түрлері – гамма-каротаж, гамма-гамма-каротаж және нейтрондық каротаж Гамма-каротаж ұңғыма оқпаны бойындағы тау жыныстары құрамындағы радиоактивтік элементтердің өздігінен ыдырауы нәтижесінде туындаған табиғи гамма-сәулелер қарқындылығын өлшеу шараларына негізделген. Гамма-гамма-каротаж ұңғыма оқпаны тесіп өткен таужыныстарындағы гамма-кванттар тудырушы заттармен сәулелену нәтижесінде қалыптасқан шашыранды гамма-сәулелер қарқындылығын зерттейді.

 

 

 

Ерекшеліктері

 

• Нейтрондық каротаж шапшаң нейтрондардың тау жынысы құрамындағы заттармен әрекеттесу көрінісін зерттеуге негізделген.
• Радиоактивтік каротаждың басты ерекшеліктері: зерттеу тереңдігінің шағындығы, сол сияқты зерттеудің ашық және шегенделген ұңғымалар оқпанында жүргізілу мүмкіндігі.
• Сейсмикалық каротаж сейсмикикалық толқындардың таралу жылдамдықтарын анықтау, сейсмикалық шекараларды стратиграф. тұрғыдан нақтылау, сейсмикалық толқын түрлерін зерттеу шараларын жүзеге асыру мақсатында жүргізіледі.
• Акустикалық каротаж тау жыныстары арқылы өтетін ультрадыбыс және дыбыс диапазонындағы серпімді толқын сипаттарын зерттеуге негізделген.
• Магниттік каротаж тау жыныстары мен кентастардың магниттік сезгіштік көрсеткіштерінің әртүрлілігіне негізделген.
• Механикалық каротаж ұңғыма оқпанының нақтылы ұзындық бірлігін бұрғылауға кететін уақытты анықтауға арналған.
• Газдық каротаж ұңғыма бұрғылау барысында тау жыныстардан сазды ерітіндіге өтетін көмірсутекті газ мөлшерін өлшеуге негізделген. Каротаждық зерттеулер нәтижесінде “каротаждық қисық сызық” деп аталатын бұрғылау ұңғымасының оқпаны бойында жүргізілген каротаждық өлшем көрсеткіштерінің өзгеруін кескіндейтін сызба дайындалады. Ұңғымада жүргізілетін каротаж кен орындарын барлауда кеңінен қолданылады.

Бұрғылау құбырын геофизикалық зерттеулер

Бұрғылау құбырын геофизикалық зерттеулер - бұрғылау құбыры тесіп өткен қимаға тән тау жыныстары мен пайдалы қазбалардың физикалық қасиеттерін зерттеу жиынтығы.

Бұл зерттеулер әдетте үш түрлі мақсатты көздейді: 1) тау жыныстарының, мұнай  және газ қабаттарының, рудалардың көмірдің басқа да пайдалы қазба  түрлерінің физикалық сипаттарына  тән айырмашылықтарды салыстыра  зерттеу нәтижесінде құбыр қимасындағы  кен қабаттарын оқшаулау, яғни каротаж  жұмыстары; 2) бұрғылау құбырының техникалық жағдайын анықтау; 3) тереңдіктерден үлгілер  алу.

Кәсіптік геофизика.

Мұнай мен газ кенорындарын іздеу  және барлау мақсатында бұрғыланған  ұңғымаларда жүргізілетін геофизикалық зерттеу тәсілдері мен кейбір іс-әрекеттер жиынтығы. Кәсіптік геофизика  төмендегі арнаулы зерттеу әдістерін  қамтиды:

1. әр түрлі каротаж әдістері;
2. бұрғылау ұңғымасының техникалық жағдайын бақылау әдістері;
3. мұнай мен газ кенорындарын игеру шараларын бақылаудың геофизикалық әдістері.

Кәсіптік геофизикаға төмендегі іс-әрекеттер де жатады: ұңғыманы теспелеу, ұңғыманы жарғылау торпедироваңие), ұңғымадан үлгілер алудың кейбір әдістері, қойнауқаттардысынамалау әдістері, манометрмен өлшеу, бұрғылау өлшемдерін тіркеу т.б. Кәсіптік геофизика көмегімен жүргізілетін зерттеу әдістері ұңғыманы бұрғылау процесінің міндетті де жүргізілетін құрам-бөлігі болып табылады.

 

Қызықты  фактылар  

- Мұнайды өндірудің  ең алғашқы тәсілі су қоймаларының үстіңгі бетінен жинап алу болған – оны  Мидияда, Вавилонда және  Сирияда біздің эрамызға дейінгі дәуірде қолданған.  

- Ғылыми мақсатпен  бұрғыланып жатқан Кольск түбегіндегі атақты  аса терең  ұңғыма 12 262 метр белгісіне жетті.  

- Тығыз ізбес жыныстарында бұрғы  сағатына  бар жоғы 30 сантиметрге өтеді, ал жұмсақ шөгінділерде – 20 метрге дейін.  

- Егер  ұңғымаларды атқылауы  тоқтағаннан кейін  пайдалануды тоқтататын болса,  жер астында мұнайдың 80% астамы қалар еді.  

- 1865 ж. АҚШ-да алғаш рет  мұнайды тартып шығаруда сорғы қолданылған. Кейіннен  мұнайды  жер бетіне көтерудің неғұрлым жетілдірілген  тәсілі   ойлап табылды – ол компрессорлық тәсіл. Бұл  тәсілде  арнайы құрылғы – газлифтімен ұңғымаға  сығылған газ немесе ауа толтырылады, және мұнай онымен аралстырылған газдың энергиясы есебінен  көтеріледі.

 

 

http://www.velco.ru/