5 Коміртегінін геохимиясы

6 Мұнай туралы жалпы маліметтер. Физикалық қасиеттері

Мұнай жер қойнауында су бассейіндерінде шөгінділермен бірге көмілген органикалық заттың терең өзгеруінің нәтижесінде пайда болған табиғи жанғыш сұйық.

Сыртқы түрі бойынша мұнай - әдетте сары, қоңыр түсті, ерекше «керосин» иісті майлы сұйық. Құрамына байланысты мұнайдың түсі қара, қара қоңырдан, қоңыр, сары түске дейін өзгерді, кейде мөлдір түссіз болады. Мұнай көмірсутектері өзімен өзі түссіз, ал олардың түсі шайыр - асфальтен компоненттерінің бар болуымен анықталады, мұнайда ірі шайыр-асфальтен молекулалары көп болса, оның оптикалық тығыздығы жоғары болады, яғни сәулені жұту қабілеті, салдарынан мұнай қара түсті болады.

Шоғырдағы мұнай-біртіндеп ауысатын түрімен байланысты минералдар жиынтығы.. Мұнайлар құрамы бойынша айтарлықтай өзгеше болуы мүмкін, сондықтан олардың өнеркәсіптік маңызы бірдей емес. Мұнайдың химиялық құрамын және қасиеттерін білу оларды өнеркәсіптік қолдану мақсаты үшін ғана маңызды емес, сонымен бірге әр түрлі геохимиялық сауалдарды айқындау үшін маңызды. Мысалы, әр түрлі өнімді горизонттардың ұқсастығы немесе айырлашылығын белгілеу, сонымен бірге мұнайдың басқа ауданның битумоидтарымен ұқсастығы мен айырмашылығын айқындау.

Мұнайдың тығыздығы – оның массасының көлем бірлігіне қатынасы (СИ жүйесі бойынша-кг/м³ ). Табиғатта тығыздығы 820-920 кг/м ³ мұнай жиі кездеседі, сирегірек 720-770 кг/м ³ және 960 - 980 кг/м ³ , тығыздығы 1000 кг/м³ мұнай өте сирек тараған. Мұнайдың тығыздығын мұнай қорын есептегенде және мұнай өндіруде қолданады.

Мұнайдың тығыздығы бірнеше себептерге тәуелді: тығыздығы төмен тез қайнайтын фракциялардың мөлшері; тығыздығы жоғары шайырлы заттардың мөлшері; мұнайдың типі; мұнайда еріген газдың болуы.

Сан жағынан қарастырғанда тез қайнайтын компоненттердің әсері шайырларға қарағанда айтарлықтай, себебі жеңіл және орташа фракциялардың тығыздық айырмашылығы көбірек, ал шайырлар мен орта фракциялардың тығыздық айырмашылығы азырақ., Мұнайдың орташа тығыздығы 820-920 кг/м ³ . Тотықталған қалдық мұнайдың тығыздығы шамамен 1000кг/м³. Ашық түсті өте жеңіл мұнай немесе тегі газды-конденсатты мұнай тығыздығы 750-780 кг/м³. А.А.Карцев 250 кенорнының мұнайларының тығыздығының өзгерістерін қарастырып, кенорындардың 70% мұнайдың тығыздығы тереңдеген сайын кемиді деген қорытынды жасаған.

Молекулалық салмақ- массаның атомдық бірліктері жиынтығымен өлшене отырып, заттағы бүкіл атомдар массасының қосындысымен сипатталатын молекула массасы. Молекулалық салмақ мұнайды зерттеуде маңызды бір физика-химиялық сипаттама. Мұнай фракцияларының молекулалық салмағы осы фракцияның құрамына кіретін орташа молекулалық салыстырмалы массасы туралы түсінік береді. Негізінде, мұнай өнімдерін талдау үшін қолданылады. Мұнайдың молекулалық салмағы жоғары шайырлы заттардың мөлшеріне тәуелді. Парафиннің балқу немесе қайнау температурасын молекулалық салмақпен байланыстыратын формулаларға кіреді, сонымен қатар, жоғары қайнайтын фракциялардың құрылымдық құрамын анықтауда қолданылады.

Оптикалық белсенділік-сәуленің поляризация жазықтығын айналдыру қабілеті, барлық дерлік мұнайларға тән, жеңіл «ақшыл» мұнайларды қоспағанда. Мұнай қабатынан өткенде поляризацияланған сәуле оңға немесе солға бұрылып кетеді. Мұнайлардың көпшілігі поляризация жазықтығын оңға бұрады, бұрылу мөлшері 0,1-1,0 ⁰ шамасында өзгереді. Мұнайдың әр түрлі фракцияларының оптикалық белсенділігі бірдей емес, майлы фракцияларына ауысқанда күрт өседі. Ғалымдардың болжамы бойынша оптикалық белсенділік жоғарғы мұнай фракцияларында бастапқы мұнай затының қасиеті ретінде сақталу мүмкін. Ең жоғарғы оптикалық белсенділк тірі затқа тән. Мұнайдың оптикалық белсенділігі оның жасының көбеюіне сәйкес төмендейтіні белгіленген. Палеоген мұнайының белсенділігі +0,63°, ал силур мұнай +0,12 ⁰ .

Люминесценция. Мұнай люминесценциясы (шайырлануы)-мұнайдың ультракүлгін сәулелерінің әсерінен түсін өзгертуі.Жеңіл мұнай- көкшіл, ауыр- сарғыш және сарғыш-қоңыр түсті болады. Осының негізінде мұнайды капиллярлы - шырайлану талдау жүргізеді. Оның нәтижесі мұнайлы қабаттармен горизонттарды корреляциялауда қолданады.

Мұнайдың қатаю температурасы, мұнайдың пайдалану қасиеттерін көрсететін, техникалық сипаттамасы. Мұнай әр түрлі қосындылардың қоспасы, сондықтан оның сұйықтан қатты затқа ауысуы температуралық бір нүктеде болмай, температуралық шекте байқалады. Ауысудың басында күңгірттенеді, сонан-соң мұнай қоюланып қозғалу қабілетін жоғалтады. Мұнайдың қатаю температурасы оның химиялық құрамы және парафиннің мөлшеріне тәуелді. Мысалы, Қарамандыбас кенорнының III горизонтының мұнайы +36 ⁰ С температурада қатаяды, себебі құрамындағы парафиннің мөлшері 17% , ал IV горизонттың мұнайында парафиннің мөлшері 4%, оның қатаю температурасы -12 ⁰ С.

Мұнайдың жылу шығару қабілеті - 1 кг мұнай жанғанда бөлініп шығатын жылудың каллория мөлшері. Мұнайдың жылу шығару қабілеті басқа энергия көздерімен салыстырғанда көбірек - 43- 46 кДж/кг, табиғи газ-37-40 кДж/кг, таскөмір 30-35 кДж/кг.

Көмірсутектердің қайнау температурасы олардың құрамына байланысты. Молекуланың құрамында көміртегі атомының мөлшері артқан сайын көмірсутектің қайнау температурасы жоғары болады. Бұл көрсеткіш мұнай айыру барысында қолданылатын мұнайдың технологиялық сипаты. Мысалы, метан СН₄-161⁰С температурада қайнайды, ал декан С₁₀Н₂₂ молекуласының құрылымына байланысты +137⁰-+174⁰ С температура шегінде қайнайды.

Мұнайдың тұтқырлығы. Тұтқырлық - зат бөлшектерінің сырт күш әсерінен қозғалысқа ұшырауға көрсететін қарсылығы. Сұйықтың тұтқырлығы – қозғалыс кезінде оның бөліктерінің орын ауыстыруына кедергі жасау қабілеті. Көмірсутектердің ішінде ең төмен тұтқырлық метанды КС, онан соң нафтенді, ең жоғары хош иісті КС. Сұйықтың динамикалық тұтқырлығы - ауданы 1см² сұйық қабатының 1 см/с жылдамдықпен 1 см қашықтыққа қозғалуына қарсылық көрсету күші, МПаС бірлігімен өлшенеді. Қабаттық мұнай тұтқырлығы 0,8-50 МПаС. Мұнай геологиясында кинематикалық тұтқырлық қабылданған, сұйықтың динамикалық тұтқырлығының оның тығыздығына қатынасы. Кинематикалық тұтқырлықтың бірлік өлшемі стокс (ст), оның жүзден бір бөлігі сантистокс (сст). Тұтқырлығы арқылы мұнайдың қозғалмалылығы анықталады және ұңғыма жұмысының өнімділігі мен игеру тиімділігіне әсер етеді. Оңтүстік Маңғыстау мұнайының +50⁰ С температурадағы кинематикалық тұтқырлығы 8-35 сст, ал конденсаттың 20⁰ С жағдайындағы тұтқырлығы 0,3-4 сст.