Қашықтан оқыту: Ұстаздар мінбері Мұнай-газ өндірісіндегі геологияның рөлі қандай?

Адамзат баласы экономикалық және экологиялық тұрғыдан мейілінше тиімді болып табылатын энергия көздерін – атом энергиясын, күн энергиясын, жел энергиясын, т.б. табиғи энергия көздерін түбегейлі зерттеп, оларды өндіріске енгізу мәселесімен бағдарлы түрде айналысуда. Алайда бұл энергияларды күнделікті пайдалану мәселесінен туындайтын проблемалар да жетерлік. Сондықтан да адамзаттың қазіргі таңдағы ең үйреншікті және ең кең тараған энергия көзі болып табылатын мұнай мен газ энргиясына деген сұраныс әлі де болса талай жылдарға жалғасатын болса керек. Олай болса, «Мұнай-газ ісі» мәселесімен түбегейлі айналысу, бұл өндірісті одан әрі жетілдіре беру мәселесі де әлі де болса күн тәртібінде қала беретіндігі түсінікті. Осы тұрғыдан алғанда аталған өндірістің білімді де білікті мамандарын дайындау мәселесі өз көкейтестілігін одан әрі сақтайтындығы даусыз.

«Мұнай-газ» өндірісіне қажетті мамандар ашылған мұнай-газ кенорнын табысты игеру мәселесін ғана жетік меңгерумен шектелмей, сол мұнай-газ кенорындарын іздеу және барлау мәселелеріне қатысты өндірістік проблемаларды да табысты шеше білуге міндетті. Ал көмірсутек кенорындары, өзге де пайдалы қазба шоғырлары сияқты, жер қойнауларынан өндірілетіндігін, ал жер қойнауларына қатысты мәселелермен негізінен геология ғылымы ғана айналысатындығын ескерсек, «Мұнай-газ ісі» мамандығының студенттері де осы мұнай өнеркәсібінің геологияға қатысты бір топ мәселелерін жетік білуі тиіс. Әсіресе,қазіргі еліміздегі Төтенше жағдай кезінде қашықтықтан оқыту жағдайында оның маңызы да ерекше,біз интернет мүмкіндіктерін пайдалана отырып бұл сабақтарды жан-жақты ұғынықты жеткізуіміз қажет.

Мұнай-газ кенорны дегеніміз екі бірдей аса ауқымды да маңызды компонентті (түрбөлшекті) біріктіретін, яғни мұнай мен газды және сол мұнай мен газды кіріктіретін таужыныстар жиынтығынан тұратын жер қыртысының нақтылы бөлшегін біріктіретін тұтас жүйе. Және де бұл жүйе көзге көрінбейді, қолға ұстатпайды, себебі ол жүйе жер қыртысының белгілі бір тереңдіктерінде орналасқан. Олай болса, аталған жүйені «көзбен көріп, қолмен ұстау үшін», оларды әр түрлі зерттеулер кешенімен қамту үшін аталған жүйе компоненттерін (түрбөлшектерін) жер бетіне шығару қажет болады. Бұл процесс (үдеріс) бұрғылау ұңғымаларын жасақтау арқылы жүзеге асырылады, ал ұңғыма бұрғылау, өз кезегінде, тағы да талай-талай техникалық және технологиялық проблемаларды туындатады. Десек те, мұнай-газ өндірісін бұрғылау ұңғымаларынсыз жүзеге асыру мүмкін емес, себебі бізге қажетті жүйенің екі компоненті де (түрбөлшегі де) – мұнай мен газ да, оларды кіріктіретін таужыныс бағаншалары да (бұларды «керн» немесе «тасбаған» деп атаймыз) – сол бұрғылау ұңымалары көмегіменжер бетіне шығарылады.
Мұнай-газ өндірісінің негізгі нысандары – мұнай, газ және конденсаттар, яғни көмірсутектер. Бұл нысандардың химиялық құрамы мен химиялық-физикалық қасиеттерін жетік білу – мұнай-газ өндірісіне қатысты кез келген маманның бірінші кезектегі міндеті. Сондықтан бұл мәселерге тоқталып жатпаймыз. Көмірсутектердің геологиямен байланысты туындайтын өте маңызды екі мәселесі бар, олар – мұнай мен газдың алғаш жаралуына және олардың кенорын ретінде шоғырлануына қатысты мәселелер. Бұл екі процесс те (үдеріс те) жер қыртысының арнаулы тереңдіктерінде жүзеге асатын үдерістер (процестер), сондықтан да олар геологияға тікелей қатысты.
Қазіргі таңды мұнай-газ мәселесімен айналысатын ғалымдардың басым көпшілігі «Мұнай-газ жаралуының органикалық табиғаты» деп аталатын жорамал жақтаушылары болып табылады. Бұл жорамалға сәйкес, аталған көмірсутектер құрамындағы көміртек атомдары организмдердің, яғни өсімдіктер мен жәндіктердің (жан-жануарлардың) қалдықтары есебінен жаралған деп есептеледі. Организмдер негізінен көміртектен тұратындығы баршамызға мәлім. Осы организмдер өлгеннен кейін жер қойнауының тереңдіктеріне душар болуға мәжбүр, себебі кезінде жер бетінде қалған организм мүрдесі миллиондаған, ондаған миллион жылдармен өлшенетін геологиялық уақыт өткен сайын кезекті таужыныс қатқабаттарымен (толща) көміле беретіндігі, осыған байланысты жаңағы мүрделердің орналасу орны бірте-бірте тереңдей беретіндігі түсінікті. Ал Жер планетасының тереңдіктеріне қарай қысым мен жылу көрсеткіштерінің (температураның) да бірте-бірте арта беретіндігін ескерсек, сол тереңдіктің нақтылы деңгейлеріндегі жоғары температуралар мен қысымдар жағдайында мұнай мен газ (көмірсутек) молекулаларының қалыптасуына жағдай жасалады. Екінші сөзбен айтқанда, жер қыртысының нақтылы тереңдіктерінде «жоғарыдан төмен түсіп келе жатқан» көміртек атомдары мен «үнемі төмннен (тіпті Жердің ядросы деңгейінен) жоғары шапшып келе жатқан» сутек атомдары өзара тоқайласып, байырғы мұнай мен газ, яки мұнай тамшылыры мен көмірсутек газдары қалыптастын болады.Жер қыртысының бұл деңгейін «мұнай мен газдың қалыптасу (жаралу) аймағы» деп атайды.
Мұнай мен газ, сұйықтық пен газ түріндегі заттар болғандықтан, олар өте қозғалмалы субстанция, яғни олар бір орыннан екінші орынға жылыстауға (миграцияға) бейім. Сондықтан да «мұнай мен газдың қалыптасу (жаралу) аймағы» мен «мұнай-газ кенорнының орналасу аймағы» бір-біріне сәйкес келмейді, соңғы аймақ алғашқысымен салыстырғанда жер қыртысының жоғарырақ деңгейінде орналасатын болады. Мұның себебін түсіну қиын емес: мұнай-газдың қалыптасу (жаралу) аймағындағы қысым өте жоғары, сондықтан осы қысым өз аумағындағы заттарды (қалыптасқан мұнай мен газды) қысым мөлшері төмендеу аймаққа қарай, яғни жер бетіне қарай сығымдай жылжытатындығы (жылыстауға ұшырататындығы) түсінікті. Жоғарыда сөз болған үдерістердің (процестердің) мән-жайын түсіну үшін және осы түсініктерді іс-тәжрибеде пайдалану үшін «Мұнай-газ ісі» маманына мұнай мен газды кіріктіретін таужыныстардың бір топ ерекшеліктерін білу міндеттеледі.
Кәсіби білімі жоқ адамдар мұнай-газ кенорны дегенді жер астында мұнай мен газдың «көлкіп жатқан көлі немесе шалқып жатқан теңізі бар» деп түсінуі ықтимал. Олай емес. Жер қойнауындағы мұнай тамшылары мен газ көпіршіктері әр түрлі таужыныстардың алуан түрлі қуыстарында яки кеуектерінде болады, бұл кеуектер бір-бірімен өте жұқа жарықшақтар арқылы жалғасып жатады, көмірсутектердің төменнен жоғары қарай жылыстауы (миграциясы) нақ осы кеуектер мен жарықшақтар көмегімен жүзеге асады. Осы күрделі үдерістердің (процестердің) өзіндік табиғатын түсіну үшін таужыныстардың және олардың шоғырларының мұнай-газ геологиясына қатысты бір топ маңызды түсініктерін талдауға тырысалық. Олар – таужыныстардың кеуектілігі (пористость), өтімділігі (пронецаемость),тұтқырлығы (вязкость),мұнай мен газдың жылыстауы (миграция нефти), жинауыш (коллектор), жапқыш (покрышка) және тұтқыш (ловушка) деген түсініктер.
Таужыныстардың кеуектілігі – таужыныстың нақтылы көлемінде ұшырасатынкез келген қуыстар мен жарықшақтар жиынтығы. Кеуектілік пайыз есебімен есептеледі, яғни ол – таужыныс көлеміндегі бүкіл қуыстар мен кеуектердің, жарықшақтардың жиынтық көлемінің сол таужыныс көлеміне қатынасы. Мұнай-газ кенорындарын құрайтын таужыныстарда бұл көрсеткіш бірнеше пайыздан 27-30 пайызға дейін өзгеруі ықтимал.
Таужыныстың өтімділігі – таужыныстардың сұйықтар мен газдарды сүзбелеу мүмкіндігімен анықталатын сипаты, яғни олардың өз бойынан мұнай тамшылары мен газ көпіршіктерін өткізу қабілеті (кеуектерді бір-бірімен жалғайтын жұп-жұқа жарықшақтар арқылы).
Таужыныстың тұтқырлығы – таужыныс бөлшектерінің өзіне кіріккен заттардың сырт күш әсерінен қозғалыстарға ұшырауынақарсылық көрсету қабілеті. Тұтқырлықты кейде «ішкі үйкеліс» (внутреннее трение) деп атайды. Сұйықтық неғұрлым қою болса, оның тұтқырлығы солғұрлым жоғары, ал сұйықтық неғұрлым сұйық болса немесе зат газ түрінде болса, оның тұтқырлығы төмен. Олай болса, қою мұнайдың жер қойнауында жылыстау мүмкіндігі сұйық мұнайға немесе газға қарағанда әлдеқайда төмен болатын болғаны.
Мұнай мен газдың жылыстауы – мұнайдың яки газдың жер қыртысында бір орыннан екінші орынға жылжу мүмкіндігі. Бұл мүмкіндік мұнай мен газдың физикалық қасиеттеріне, оларды кіріктіретін таужыныс қасиеттеріне, жылыстау өңіріндгі қысым мен температура (әсіресе қысым) көрсеткіштеріне тәуелді.
Жинауыш – мұнай мен газды, әдетте олармен бірге ұшырасатын жерасты суларын өз бойына шоғырлауға және оларды сүзбелеуге қабілетті таужыныстар массиві.
Жапқыш – мұнай мен газ тұтқыштарының бетін көлегейлейтін, көмірсутектердің сол тұтқыш өңірінен жоғары орналасқан горизонттарға сүзбеленуіне кедергі келтіретін таужыныс қабаты, яки қойнауқаты (пласт). Жапқыш әдетте кеуектілігі өте төмен, яки өте тығыз таужыныстардан тұрады. Жапқыштың болуы мұнай және газ кенорындары сақталуының міндетті түрдегі шарты болып табылады, себебі ол болмаған жағдайда жер қойнауында туындаған көмірсутек массалары жоғары қарай үнемі сығымдала жылжуы нәтижесінде (қысым әсерінен) жер бетіне шығады да, кенорын ысырап болып кетеді (битум кенорындары осылай қалыптасады).
Тұтқыш – жоғары қарай жылыстап келе жатқан мұнай тамшылары мен газ көпіршіктерінің жылыстау бағытында таужыныстар өтімділігінің кенет өзгеруі (төмендеуі), яки олардың жапқыш қабатқа келіп тірелуі нәтижесінде сол мұнай және газ кенорындарының яки жатындарының (залежи) жинақталу және сақталу мүмкіндігін қамтамасыз ететін таужыныс көлемі (шоғыры).

Нәсіпқали Сейітов,
Атырау иинженерлік-гуманитарлық институтының инженерлік-техникалық пәндер кафедрасының меңгерушісі,
геология-минералогия ғылымдарының докторы,
профессор, ҚР ҰҒА корреспондент мүшесі,
ҚазҰЖҒА және ҚР МРА толық мүшесі (академигі)

Leave a Reply