Табиғи газдың құрамы мен қасиеттері

Жер қыртысының шөгінді қатпарында өзгеріске ұшырайтын көмірсутекті газдар әр түрлі күйде бола алады: бос, еріген және қатты. Бос күйінде олар кәсіптік маңызда газды жиылыстарды түзеді. Белгілі жағдайда олар сумен әрекеттеседі немесе газ гидратын түзіп, қатты күйге көшеді.

Газдардыц химиялық құрамы мен классификациясы

Мұнай,газ және газоконденсатты кен орындарының жанар газдары химиялық табиғаты мұнайдікіне ұқсас. Мұнай секілді олар метандық қатардың жалпы формуласы СН₇ болатын түрлі көмірсутектердің: метан, этан, пропан, бутан, пентан және одан жағарылардың қоспасы болып табылады. Табиғи газ құрамына көмірсутекті емес газдар: күкіртті сутек, азот, көмірқышқыл газы, гелий және басқа инертті газдар кіре алады. Сонымен қатар газ құрамында су булары да кездеседі.

Таза газ кен орындарынын газдары гомологтары қосылған негізінен метанмен (98,8%-ке дейін) және көмірсутекті емес компоненттермен: көмірқышқыл газы, азот, күкіртті сутекпен көрсетілген.Метанның басымдылығы мен оның сұйық гомологтарының аз шамада (0,2 %) болуына байланысты бұл газдарды құргақ газдарга жатқызады.

Мұнай-газды кен орындардың газдары мұнайдың серік газдары деп аталады. Мұнайдың серік газдары құрғақ газдардан айырмашылығы онда этан, пропан, бутан және одан жоғары көмірсутектердің болуында. Сондықтан олар майлы газдар деп аталады.

Газконденсатты кен орындарының газдары құрамында пентан және одан жоғары көмірсутектердің көп болуымен сипатталады да, атмосфералық жағдайда көмірсутекті конденсатты құрайтын сұйықтық болып табылады.

Сонымен, мұнай газдарында жеңіл немесе ауыр (пропан және одан жоғары) көмірсутектердің басым мөлшерде болуына байланысты газдар - құрғақ және майлы деп бөлінеді.

Құргақ газ - құрамында ауыр көмірсутектер кездеспейтін немесе аз мөлшерде болатын табиғи газ болып табылады. Майлы газ деп ауыр көмірсутектер, олардан сұйытылған газды немесе бензинді алуға мүмкіндік беретіндей мөлшерде болатын газды айтады.

Газдың физикалық қасиеттері

Газдардың физикалық қасиеттерін сипаттайтын негізгі параметрлері ретінде оның тығыздығы мен тұтқырлығы болып табылады.

Мұнай газының негізгі физикалық қасиеттерінің бірі метанда 0,72-ден пентанда 3,2 кг/м³-те дейін ауытқитын тығыздығы болып табылады.

Мұнай газының құрамына кіретін басқа көмірсутектер бір - бірінен физикалық құрамымен өзгешеленеді. Сондықтан да бұл мұнай газының физикалық құрамына әсер етеді. Мұнай газында қаншалықты жеңіл көмірсутектер аз болса (метан мен этан), соншалықты бұл газ жеңіл жэне оның жану жылуы аз.

Газ қоспаларыныңтығыздыгы оның құрамы мен жағдай- ларына (қысымы мен температурасы) тәуелді. Атмосфералық жағдайларда газ тығыздығы сирек 1 кг/ ден асады.

Тәжірибедеауа бойынша газдын салыстырмалы тығыздыгы деген түсінік кең қолданылады, яғни қалыпты жағдайда (Р=0,1 МПа жэне Т=273 К) газ тығыздығының ауа тығыздығына қатынасы:

мұнда 1,293 кг/м³- қалыпты жағдайда ауа тығыздығы.

Газұткырлыгыөтеаз және 1 • 10"⁵ Па • с-денаспайды. Қысымөскендеолжоғарылайды.

Газдардың аз қысымдаерігіштігі Генри заңынабағынады, соғансәйкесеріген газ мөлшеріқысым мен ерігіштіккоэффициентіне тура пропорционал. Газдың суда ерігіштіккоэффициенті температура мен судыңминерализациясынатәуелді. Төментемпературадашамамен 90°С болғандаерігіштіктіңтемпературағатәуелділігікері,оданжоғарытемпературалардатураСудыңминерализациясыныңөсуінеорай (тұздардыңқұрамыныңұлғаюы) газдыңерігіштігітөмендейді.

Асақысымдылықкоэффиииенті - газдыесептегенде

қолданылатын өте маңызды параметр. Ол реал газдың идеал газдан ауытқуын сипаттайды және келтірілген қысым мен температура негізінде анықталады (келтірілген параметрлер - газдың шын параметрлерінің критикалықтан қаншалықты өзгеше екендігін көрсететін өлшемсіз мәндер).

Реал газдар үшін Менделеев - Клайперон теңдеуі төмендегідей болады:

PV = zRT

мұнда z -аса қысымдылық коэффициенті. Идеалгазүшінz=1.

2.Шельфте мұнай газ кен орындарын игеруде техникалық жағынан өте күрделі және қымбат бағаланатын үрдістер, толық бір – бірімен байланысты кешенді этаптардан тұрады.

Барлау жұмыстары. Мұнай газ жиналатын геологиялық құрылымдардың орнын анықтау мақсатында жүргізілетін барлау жұмыстары үш фазада орындалады:

4) Алдын – ала геологиялық информацияны алу мақсатында регионалды зерттеулер.

5) Геологиялық құрылымды жалпы зерттеу, мұнай – газдылығының келешегін бағалау және геолого-геофизикалық әдістермен іздеу бұрғылауға аудандарды даярлау;

6) Өндірістік категориялар бойынша қорды есептеу арқылы игеруге кенішті (кен орынды) дайындау.

Бірінші фазаға графиметриялық және магнитті барлау әдістері, сонымен қатар спутниктерден жер бетін суретке түсіру, инфрақызыл техника құралдары арқылы өлшеу жұмыстары жатады.

Екінші фазада іздеу және бөлшектеп геолого – геофизикалық жұмыстарды орындау жүргізіледі. Үшінші фаза аяқтау болып, кен орынды ашуға әкеледі (терең барлау бұрғылары). Осы кезде кен орынды қоршау, ұңғыларды сынау және мұнай газ қорларын есептеу жүргізіледі.

Жүзбелі бұрғылау қондырғысын (ЖБҚ) қолданылу 1959 жылы Каспий теңізінде құрылымдық барлама бұрғылау үшін құрастырылып, алғашқы қолданылған жүзбелі негіз болды. ЖБҚ пайдаланудың алғашқы жылында 22 ұңғы бұрғыланды, жалпы мөлшері 14000 м тереңдік жер қазылды.

Жүзбелі бұрғылау құрылғыларды оларды ұңғы үстінде орнатуы тәсілі бойынша екі негізгі кластарға бөлінеді:

3. бұрғылау кезінде теңіз түбіне тірелетін (жүзбелі БҚ өздігінен көтерілетін (ӨКБҚ) және батпалы түрлері);

4. бұрғылау және меңгеру кезінде жүзбелі күйде болатын (жартылай батпалы бұрғылау қондырғылары (ЖББҚ) және бұрғылау кемелері (БК))

Өздігінен көтерілетін жүбелі бұрғылау қондырғылары теңіз мұнай газ кен орындарында барлау кезінде тереңдігі 30-120 м акваторияларда қолданылады (сур.4).

Сурет 4- ӨКБҚ-ның жалпы сұлбасы

Бұл қондырғылар қондырғының корпусы болып келетін жүзбелі пантоннан, 3 немесе одан көп сырғымалы тіректі тізбектерден тұрады. Тұлғада техникалық, энергетикалық және қосымша жабдықтар, технологиялық материалдар қоры, отын, қолданылатын және технологиялық су, құбырлары, аспаптар, қызмет орындар мен тұрғын үйлер, складтар, ұшақ алаңы орналасады.

Бұрғылау нүктесіне тасымалдау кезінде тіректері жоғары көтеріліп, бекітілген күйде қозғайды. Бұрғылау нүктесінде тізбектерді көтергіш құралдармен төмен түсіреді және тұлғада орнатылған қондырғы, инст/тер, құбырлар, материалдар корпуспен бірге тіректі тізбектер бойымен (корпус түбіне толқын соққылары тимейтін) биіктікке көтеру құралдарымен көтеріледі.

Оны (биіктікті) астрономиялық және шторымды су ағымдарынескере отырып есептейді:

Һ₅₀ – берілген су ауданындағы 50-жылдық шторымның экстремалды биіктігі.

ӨЖБҚ бірнеше түрлері және конструкциясы болады. Оларды корпус конструкциясы, тіректі тізбектердің саны мен конструкциясы және көтергіш құралдарының түрлері бойынша ажыратады.