5-bob. Neft- gaz konlarining zahiralari va ularning energetik sharoitlari

5.3. Neft-gaz konlarining energetik sharoitlari


5.3.1. Qatlam bosimi

Qatlam bosimi quduqlar mahsuldorligining negizida, qatlamning ishlash qobiliyatining asosi, uning energetik xossalarini belgilovchi asosiy omillardan biridir. Neft-gaz er osti g’ovaklarida ana shu bosim ostida turadi.

Quduq qazilganda u suvli qatlam - kollektorga etgach, agar quduqdagi eritmaning bir qismi olinib, uning past-balandligi (darajasi) pasaytirilsa, quduqqa qatlam-dan suv kela boshlaydi. Qachon quduqdagi bosim qatlam bosimiga tenglashsa, quduqqa suv kelish tg’xtaydi. SHunday hodisa quduqda nef-gaz bg’lganda ham sodir bg’ladi.
Demak, qatlam bosimi quduq bilan qatlam bosimining tengligidan iborat ekan:

R_q= h /g

bu erda: h - qatlam bosimiga teng bg’lgan suyuqlik balandligi;  -quduqdagi suyuqlik zichligi; g - erkin tushish tezlanishi.

Amalda quyidagi ifodadan foydalaniladi:

R_q= h /g

bu erda: bosim Mpa bilan g’lchanganda S=102 tengdir. Quduqda qatlam bosimiga tenglashgan barqaror daraja - pezometrik daraja deb ataladi. Aksariyat uni quduqning ustidan (altituda) g’lchanadi. Odatda bosim qatlamning absolyut kg’rsatkichiga va ma’lum bir darajaga (chunonchi dengiz yuziga) keltirilgan kg’rsatkichga ega bg’ladi.

Qatlamning g’rta belgisidan g’lchangan daraja qatlamning absolyut bosimiga tg’g’ri keladi (h₁) va kg’rsatilgan belgiga nisbatan olingan bosim esa (h₂= h₁+z) keltirilgan bosim kg’rsatkichidir. Bu erda z – pezometrik bosim deb ataladi. YUqorida keltirilgan kg’rsatkichlar mavjud bg’lganda qatlamning absolyut bosimi kg’rsatkichidan keltirilgan bosimi yoki aksincha, keltirilgan bosimdan uning absolyut miqdorini topish mumkin:

R_k.k = R_k.k +z r/s = ( h+z) /s

Er yuzasi relefining murakkabligi tufayli quduqlar har xil holatlarda unga joylashishi mumkin. Bunda ba’zan quduqning og’zi pezometrik darajadan yuqori yoki pastda bg’lishi turgan gap. Lekin absolyut qatlam bosimini har qanday holatda ham hisoblash mumkin.

R_k1={(N₁–h₁)/102}S_s, R_k3=(N₃ R_­s/102)+R₀

R_k2=N₂R_s/102, R₀=h₃R_s/102,

bu erda: N₁, N₂, N₃ - quduqning qatlamgacha bg’lgan chuqurligi;

h₁,h₃ quduq og’zining pezometrik darajadan farqi.

Suv bosimi sistemalarida qatlam bosimining turli holatlarda g’zgarishini aniq tasavvur qilish uchun bosimning vertikal gradientidan foydalaniladi, ya’ni quduq chuqurligining har bir metriga tg’g’ri keladigan bosim kg’rsatkichidan foydalaniladi:

grad R = r_k/n

Qatlamning gradienti umuman 0,008 dan 0,025 MPa/m gacha g’zgarishi mumkin. Bu g’zgarishlar suv bosimi sistemasining tuzilishiga, pezometrik darajaning er yuzasiga nisbatan joylashishiga bog’liq bg’ladi.

Har bir uglevodorod uyumlari o’zining qatlam bosimiga ega. Aksariyat bu bosimlarni boshalang’ich va joriy bosimlarga ajratiladi.
Uyumdagi dastlabki qatlam bosimi tabiiy suv bosimi sistemasining tabiati bilan chambarchas bog’liq, chunki uyum g’sha suv bosim sistemasiga. joylashgan, uning bir qismidir.
Tabiiy suv bosim sistemasi - qatlam suvlarining geodinamik sistemasining bir kg’rinishi bg’lib, unda aksariyat qatlam va qatlamchalar bir-biri bilan bog’langan bg’lib, hamma vaqt harakatda va bosim ostidagi suvlarning ta’siridadir. Bu suvlarning kelib chiqishi va harakat mexanizmi bir xildir.
Har bir suv bosimi sietemasida 3 ta asosiy element mavjud(5-6-rasmlarga qarang): Ta’minlash xududi rezervuari-ning ta’minlanish zonasi, g’sha erdan suv harakatlanib, o’z bosimiga ega bg’ladi, harakatlanish hududi maydon jihatidan rezervuarning asosiy qismi bg’lib, bu erda suv harakati kuzatiladi. Bg’shanish hududi (suvnint otib chiqadigan joyi) rezervuarning suvdan xalos bg’ladigan joyi, bu har xil buloq va oqimlar kg’rinishida bg’ladi, ba’zan qatlam sharoitida uzilmalar orasida sodir bg’ladi.
Tabiiy suv bosim sistemasi o’zining tabiati, bosim-yg’naliishari zonalarning joylashishiga qarab infiltratsion va elizion kg’rinishlariga bo’linadi.
Suv bosimi sistemasining xossalariga qarab bir xil chuqurlikka ega bg’lgan uglevodorod uyumlari har xil sharoitda (infiltratsion yoki elizion) har xil dastlabki bosimga ega bg’ladilar. SHuning uchun uyumlarni odatdagi (normal) tabiiy bosimga ega bg’lgan va anomal tabiiy bosimga ega bg’lgan sharoitlarga ajraishadi. Odatdagi bosimga ega bg’lgan sharoitni gidrostatik bosim sharoiti deb ataladi.



5 - rasm. Infiltratsion suv siquvi sistemasi sxemasi. 1-suvli qatlam kollektor, 2- neft uyumi, 3- pezometrik yuza, 4- er yuzasi, 5- ichida suv mavjud va bosimni muvozanatlashtiradigan quduq, 6- suv harakati yg’nalishi , 7- suv g’tkazmaydigan qatlamlar.

6 - rasm. Elizion suv sig’ami siquvi sistemasi. SHartli belgilar 5-rasmdagidek.

Gidrostatik bosimga ega bg’lgan uyumlarda dastlabki bosim g’sha chuqurlikdagi suv bosimiga tashkil etadi. Bunday holat aksariyat infiltratsion suv bosimi sistemasiga mansubdir.
Bunday holatlarda sistema "ochiq" suv bosimiga ega bg’lib, uning ta’minot va suvning oqib chiqish xududlari mavjud, ularning biri ikkinchisidan yuqori bg’ladi, g’sha ikki nuqtani birlashtirsak, gorizontal tekislikka og’ma shakldagi pezometrik daraja chizig’iga ega bg’lamiz. Aksariyat hollarda bosimning vertikal gradient g’zgarashi 0,008-0,013 Mpa m g’rtasida bg’ladi. Vertikal gradientning g’rtacha kg’rsatkichi 0,01 MPa/m ga teng bg’lib, u gidrostatik kg’rsatkichga tengdir.
Infiltratsion suv bosimi sistemasida chuqurlik ortishi bilan qatlam bosimi mutanosib ravishda ortadi. Bunda qatlam bosimi miqdori geostatik bosimdan ancha kam. Bunday holatlarni aksariyat qadimgi platformalarga joylashgan konlarda kuzatish mumkin.
Aksariyat neft va gaz uyumlari miqyosida statik bosim (daraja) suvli joyda bir xil, neft va gazli joyda undan farqli bg’ladi (7-rasm). Bu farq asosan ularning zichligiga va suv-neft chegarasidan vertikal bg’yicha masofaga bog’liq. Kg’rsatilganidek, ta’minlash oblasti 100 m yuqorida, umuman relefning balandligi esa 400 m, suv-neft chegarasining belgisi - 700m, gaz-neft chegarasi -400 m, qatlamning tepa qismi uyumning eng yuqorisida - 300 m ni tashkil qiladi, qatlamdagi suvning zichligini r_s=1,0, neftniki r_n= 0,85, gazniki 0,1 g/sm³ deb qabul qilamiz va shu asosda dastlabki statik darajani kuzatamiz. Birinchi quduqda bu kg’rsatkich h_s = 600m. Demak, qatlam bosimi R_k= h_s * S_c; / 102 = 600*1,0/102 = 5,88 Mpa.

7 - rasm. Neft gaz uyumlari mavjud joylarda pezometrik balandlik va qatlam bosimining taqsimlanishini kuzatuvchi sxema.
1-suv, 2-neft, 3-gaz, 4-pezometrik yuza, 5-Er yuzasi, R₀ - quduq og’zidagi bosim.

Tg’rtinchi suvli quduqda pezometrik balandlik h_s=900m, demak bosim R_qch= 900*1,0/102 =8,82 Mpa. yoki birinchi quduqdagidan 2,94 Mpa ga ortiq. Ikkinchi quduqda esa ahvol boshqacha (qatlamdaga joylashish bir xil bulsa ham), chunki unda quduq neftga tg’lgandir. Demak, tahlil qilsak 100 m suv bilan 200m esa neft bilan tg’lgan ekan. Bunda bosim R_kch= 8,82 -(100*1,0+200*0,85)/102 =6,17 MPa ni tashkil etadi. Demak, bosim bunda birinchi quduqdagidan (absolyut belgi bir xil bg’lsa ham) 0,29 Mpa ga ortiq. Demak, pezometrik daraja h₂= 6,17*102/0,85=740 m ni tashkil etadi va u birinchi quduqdagidan 140 m ga ortiqdir. Quduq og’zining joylashgan g’rnini hisobga olsak, bunda pezometrik daraja 240 m da turganligi ma’lum bg’ladi.

Neft beruvchi 2a quduq g’sha absolyut belgida tursa ham, uning og’zi ikkinchi quduqdan 100m past, shuning uchun undan suyuqlik otilib chiqadi (favvora va quduq og’zida bosim R_s2a= 140*0,85:102=1,17 MPa. Gaz qudug’ida esa (uchinchi quduq) ahvol bunday bg’ladi:
R_k3= 6,17 - (100*0,85+100*0,1): 102 =5,24 MPa. Bu quduqda agar suv bg’lganda edi, uning bosimi 3,92 MPa ni tashkil etar edi, hozir uning bosimi 1,32 MPa ga suvli bosimdan ortiq.
Dastlabki qatlam bosimini yuqorida keltirilgan misolga asoslanib tuzsak, shu narsa ma’lum bg’ldiki, qatlamning dastlabki bosimi uyumning chetidan g’rtasiga qarab g’zgarib borar ekan, lekin bu xolat faqatgina relefga qarab emas, unda mavjud suyuqlik va gazlarning kg’lamiga qarab ham g’zgarishi mumkin ekan. Bunday holatlar qatlam gazli qismining kattaligiga bog’liq va u pezometrik darajaning yuqori bg’lishini ta’min etadi.
Bitta absolyut belgidagi qatlam bosimining gidrostatik bosimdan yuqori bg’lishligi ortiqcha bosim deyiladi.
Umuman qatlam bosimi tg’g’risida fikr yuritilganda uyum g’rta qismining bosimiga qarab mulohaza yuritish ba’zan chalkash fikrlarga olib kelishi mumkin, shuning uchun qatlam bosimini, uning chetki qismida bg’ladigan suvli quduqlar bosimi kg’rsatkichlari bilan mulohaza qilish maqsadga muvofiqdir.
Dastlabki bosimi gidrostatik bosimdan farqlanuv-chi uyumlarda qatlam bosimi aksariyat vertikal gradienti gidrostatik kg’rsatkichdan (0,008-0,013 MPa/m) ortiq yoki kam bg’lish hollari kuzatiladi.
Gidrostatik bosimdan qatlam bosimi ortiq bg’lgan hollar asosan geologik rivojlanish jarayonlari bilan bog’liq bg’lib, bunda qatlamga suvning kelib tushishi uning ketishidan kg’proq bg’ladi. Aksariyat bunday hollar elizion suv bosimi sistemalariga xosdir. Bunda yuqoridagi qatlamlarning siqilishi natijasida ularning tarkibidagi suvlar kollektorlarga g’tadi va ikkinchi tarafdan, bunday havzalar aksariyat yopiq holatda bg’lib, ularning bg’shanish zonasi deyarlik bg’lmaydi yoki bg’shanish darajasi kam bg’ladi. SHunga qarab infiltratsion havzalar "ochiq" deb atalsa, elizion havzalar "yarim ochiq" yoki mutlaqo "berk" holda bg’lishi mumkin.
Aksariyat tog’ jinslari (gillar)ning metaformik holatga g’tishi natijasida ular tarkibidan ajralgan suvlar kollektorlarga g’tadi va ortiqcha bosim manbai bg’ladi. Bunday rayonlarda aksariyat vertikal gradient bosim miqdori 0,017-0,023 MPa/m ni tashkil etadi va u kg’rsatkich ba’zan geostatik bosim darajasiga etadi. Bunday g’lkalar aksariyat chg’kindi jinslar hosil bg’lishi jadal bg’lgan joylar bg’lib, SHimoliy Kavkaz, Ozarbayjon, G’rta Osiyo, Karpatoldi viloyatlari shular jumlasidandir. Bunday g’lkalarda uncha chuqur bg’lmagan holatlarda ham yuqori bosimli zonalar uchrashi mumkin.
Bosimi gidrostatik kg’rsatkichdan kam bg’lgan xududlar odatda oz uchraydi. Bunday holatning bg’lishiga asosiy sabab tog’ jinslarining eritmalarda erishi tufayli g’ovaklikning ortish holatidir yoki qatlam suvlarining ma’lum sabablar bilan tektonik yg’llar orqali chiqib ketishidir.
Dastlabki qatlam bosimining ahamiyati.
Qatlam bosimining absolyut miqdori aksariyat uyumning energetik imkoniyatlarini kg’rsatuvchi bg’lib, qazib chiqarish sistemasini tanlash va amalga oshirishda, ishlatish davomida uyum ko’rsatkichlarining g’rganish qonuniyatlarini chamalashda hamda neft-gazning yillik olinadigan miqdorini belgilashda asqotadi. Qatlamning dastlabki bosimi undan olingan namunaning g’ovakligi va g’tkazuvchanligini aniqlashda inobatga olinishi lozim. Ba’zan terrigen kollektorlarning gilligi yoki karbonat kollektorlarning yorikligi er yuzidagi sharoit bg’yicha talqin qilinadi va holanki qatlam sharoitida u anchagina tafovut qilishi mumkin.
Qatlamning dastlabki bosimi tog’ jinslarini burg’ulash jarayonini tg’g’ri olib borishni asoslashda ham, quduqlarning konstruktsiyasini tanlashda ham inobatga olinishi lozim. Ayniqsa kesmada suyuqlikni yutuvchi qatlamlar mavjud bg’lsa bexosdan quduqdan gazning otilib chiqishi hollari, burg’ulash asbobini ushlab qolish hollarida qatlamlar bosimini bilish va g’shanga qarab ish yuritish taqozo etiladi. Qatlamlarni ochish vaqtida bosimni bilmasdan ish yuritish uning ortiqcha ifloslanishiga va natijada quduq mahsuldorligining kamayishiga olib kelishi mumkin.
Qatlam dastlabki bosimi aksariyat uglevodorod-larning fazali holatini belgilaydi va shunga qarab uni ishlatish rejalarini tanlash lozim bg’ladi. Qatlam bosimining gidrostatik bosimga mos kelishi suv bosimi sharoitining "ochiq"ligidan dalolat bg’lib, infiltratsion holatni ifodalaydi. Ma’lumki bunday hollarda qatlamning bosimi undan ma’lum miqdorda mahsulot olingach, jadallik bilan kamaymaydi, bosimning bir qismi filtratsiya qilinadigan suvlar hisobiga tg’ldiriladi. Ba’zi hollarda qatlam bosimi gidrostatik darajadan ortiq bg’lishi mumkin, lekin qatlam "berk" holatdaga elizion zonaga mansub. Bunday hollarda biz qatlamdan ma’lum miqdorda suyuqlikni chiqarsak, uning bosimi kamayadi va g’rni oz bg’lsa ham tg’lmaydi, chunki qatlamda filtratsiya sodir bg’lmaydi. Natijada qatlamning bosimi borgan sari kamayib ketaveradi. Bunday hollarda albatta qatlam bosimini ushlash maqsadida unga sun’iy ravishda suv haydash mg’ljallanishi maqsadga muvofiqdir.
Qatlamdan olinayotgan mahsulot natijalarini tahlil qilishda va uning energetik manbalarini chamalash-da. Ham uning dastlabki bosimini aniq bilish lozim bg’ladi. Qatlamning dastlabki bosimi aksariyat uyumning har xil joylarida joylashgan suvli quduqlarda g’lchanadi va anikdanadi.