2 Мұнай және газ кен орындарын құрайтын тау жыныстарының физикалық сипатамасы

2.1 Мұнай және газдың табиғи коллекторлары

Мұнай және газ кен орындарында мұнай мен газ қабат сулары сияқты тау жыныстары құралған түйірлер арасындағы және сынықтар мен ондағы коверналы жыныс арасындағы бос кеңістікті қанықтырады. Бөлек алған жиналымдар өте аз, алайда олар қосылып үлкен, кейде тау жыныстың 50 %-на жететін көлемді құрайды.

Мұнай және газ кен орындарын құрайтын тау жыныстары, олардың қасиеттеріне байланысты әр түрлі роль атқарады, яғни ірі қуыстарының саны көп болатын олардың кейбіреулері мұнай мен газ резервуарлары, ал құм, құмтас, әктас, конгломераттарда кездеседі. Бұл жыныстар өткізгіштікке ие, яғни жыныста өзара байланысқан бөлшектерді байланыстыратын көптеген каналдар жүйесі арқылы сұйық пен газды өткізу қабілетіне ие.

Саздар шөгінді жыныс болып табылады, бірақ олар сұйықтық пен газды өткізе алмайды, өйткені бос кеңістікті байланыстыратын каналдар мен бос кеңістіктер өте аз болады. Сазды жынысқа тән аз, субкапиллярлы каналдарда (диаметрлері 0,0002-дан аз) сұйықтық пен газдар осы каналдарда болатын капиллярлы күштер әсерінен (үйкелу күші, жабысу күші) қозғалыссыз күйде орналасады.

Мұнай және газ кен орындарының құрылуында саздар мұнай мен газбен және сумен толған өткізгіш жыныстар қабатында өткізбейтін жабын ролін атқаралы. Егер өткізгіш жыныстарды жабатын және жайғастыратын сазды жыныстар болмағанда жер қабатындағы мұнай мен газ жер қабығының барлық қалыңдығында таралып, жазықтыққа шығар еді.

Мүнай және газ кен орындарын құрайтын тау жыныстарының негізгі физикалық параметрі болып келесілер табылады: кеуектілік, гранулометриялық (механикалық) құрамы, өткізгіштік, меншікті бет ауданы, механикалық қасиеттер. Тау жыныстарының осы параметрлерін мұнай және газ кен орнындарын пайдалану және игерудің рационалды есептеулерін шешу үшін білу керек.

2.2 Тау жыныстарының кеуектілігі

Тау жыныстарының кеуектілігі деп – онда қатты заттармен толтырылмаған бос қуыстың бар болуын айтады. Бұл бос қуыстар жер құрамында кездесетін сұйықтар (су, мұнай) және газдар үшін қойма болады.

Толық (немесе абсолютті) кеуектілік коэффициенті жыныстың көрінетін көлеміндегі барлық бос қуыстар көлеміне байланыс ретінде көрінетін кеуектіліктің өлшемсіз коэффициентімен анықталады.

(2.1)

мұнда: m – кеуектілік коэффициенті; V_пор – тау жынысындағы барлық қуыстардың көлемі; V₀ – жыныс көлемі.

Кейде жыныстың кеуектілігін процентпен өрнектейді, яғни

(2.2)

Жыныстың толық кеуектілік коэффициентін мұнайдың абсолютті қорын бағалау кезінде, сонымен қатар қабаттардың немесе сол қабаттардың бөлімдерін салыстыру үшін қолданады.

Барлық бос қуыстар үнемі өзара байланыста болмайды. Әдетте кез келген қабат бөлшегіндегі бос қуыстар басқа бос қуыстардан оқшауланған болады. Кеуекті қабатты қанықтыратын сұйық пен газ тек өзара байланысқан бос кеңістік арқылы қозғала алады. Сондықтан құрамында мұнай болатын жыныстарды сипаттау үшін толық кеуектіліктен басқа, оның ашық кеуектілік коэффициентін енгізеді.

Кеуектіліктің өлшемі жынысты құрайтын түйір пішіні мен өлшеміне, түйірлердің біркелкі болмау сатысына, олардың тығыздықтарына және т.б. тәуелді. Идеалды шарт үшін, яғни сұрыпталған және өлшемдері біркелкі болатын сфералық түйірлерден тұратын жыныс үшін кеуектілік өлшемі түйірлер көлеміне бағынышты болмайды, олардың өзара орналасуымен анықталады және 26-дан 48% арасында өзгере алады.

Табиғи құмасты құмдақта түйіршіктердің пішіні мен өлшемдері бірдей болмайды. Табиғи шартта түйіршіктер бұрыс пішінді түйірлерден немесе әр түрлі өлшемдерден тұрады. Құмдақта түйіршіктердің тығыздалуы да әр түрлі болуы мүмкін. Бұның барлығы мынаған әкеледі: табиғи құмтасты құмдақтың кеуектілігі көп жағдайда фиктивті құмдақтың, яғни бір өлшемді шар пішінді бөлшектен тұратын құмдақ кеуектілігінен әлдеқайда кем болады.

Құмтастарда, әктастарда және өзге цементтелген тау жыныстарында кеуектілік құмтасты құмдаққа қарағанда өте аз, бос кеңістіктердің басқа цементелген заттармен толығуы салдарынан.

Табиғи жағдайда кеуектіліктің көп мөлшері шөгінді цементтелмеген немесе аз цементтелген жыныста және сазда болады. Сонымен қатар, кеуектілік жынысты құрайтын түйірдің азаюынан артады, кеуектілік өлшемі түйір өлшеміне бағынбайтын фиктивті құмдаққа қарағанда. Кеуектіліктің осы түйірлердің өлшемінің азаюынан артуы мынамен түсіндіріледі: түйір пішіні оның өлшемі азайған сайын анағұрлым бұрыс болады; бұрыс пішін кезінде түйірдің орналасуы әлдеқайда тығыз болады және кеуектілік артады.

Кеуектілікке көп факторлардың әсерінен оның өлшемі кең көлемде өзгереді ( 2.1-кесте).

2.1-кесте.

Кейбір тау жыныстарының толық кеуектілігінің өзгеру шегі

Жыныс	Кеуектілік, %, бастап - дейін
Сазды тақтатастар	0,54-1,4
Саздар	6-50
Құмдар	6-52
Құмтастар	3,5-29
Әктастар және доломиттер	0,6-33

Жыныстың жату тереңдігінің өсуінен кеуектілік жоғарыда жататын жыныс әсерінен тығыздалуы салдарынан кемиді. Ең бұрыс кеуектілік карбонатты жыныстарда болады: оларда үлкен жарықшақпен қатар, каверналар және бос кеңістік арасында тығыз блоктар болады.

Мұнай қорын есептеу анықтау үшін гидродинамикалық есептеулерді жүргізу кезінде әркелкі кеуектілікпен қатар кеуектіліктің орта өлшемін білу керек. Жыныстардың кеуектілігін анықтаудың бірнеше тәсілдері бар.