4.3 Жыныстың ұсақталған (механикалық) құрамы

Тау жынысының құрамында түйірлер (массалар) саны пайызбен көрсетілген, әр түрлі іріліктегі түйірлердің болуы ұсақталған (механикалық) құрам деп атайды.

Көптеген зерттеулер көрсеткендей ұсақталған құрамға кеуектілік ғана емес, қуысты ортаның басқа да маңызды қасиеттері де тәуелді - өткізгіштік, меншікті алаң (удельная поверхность), т.б. Бастапқы зерттеулер кезінде жынысты механикалық талдау – шөгінді жыныстың генезисін, соның ішінде мұнай кен орындарының генезисін болжауға мүмкіншілік береді. Өйткені ұсақталған құрам бойынша қабаттардың геологиялық және полеографиялық орналасу шарттары туралы айтуға болады.

Кен орнын игеру барысында жүргізілетін механикалық талдау нәтижелерінің негізінде мұнай скважиналарының түбін жабдықтау үшін, оған құмның кіріп кеуінен сақтандыратын сүзгіні таңдап алады: құмайытты тағындырды жуудың режимін таңдайды және т.с.с.

Осылайша механикалық талдау жыныс қасиетін және олардың шығу тегін зерттеу үшін де, сол сияқты мұнай кәсіпшіліктегі тәжірибелерде де кеңінен қолданылады.

Жыныстың механикалық құрамы еленген және сидеминтациялық талдау жолымен анықталады. Сусымалы тау жыныстарының еленген анализі, (әр түрлі тесігі бар електер) құрамында өлшемі 0,05мм.-ден және одан жоғары фракциялардың болуын анықтау үшін, ал сұйық ішінде әр түрлі өлшемдегі бөлшектердің шөгу жылдамдықтарының айырмашылығына негізднлген седиментациялық анализ құрамында өлшемі 0,05мм. кіші болатын бөлшектердің болуын анықтау үшін қолданылады

4.4 Тау жыныстардың өткізгіштігі

Тау жынысының өткізгіштігі деп – сұйықтар мен газдардың сүзілу (фильтрация) қабілетін түсінеміз.

Мұнай және газ кен орындарын игеру кезінде қуысты ортада мұнай, газ, су немесе мұнай-су-газды қоспа қозғалады. Қозғалатын заттан немесе қоспалардан қозғалу сипаты қандай екеніне байланысты, сол бір ортаның өткізгіштігі әр түрлі болуы мүмкін. Сондықтан құрамында мұнай болатын жыныстардың өқткізгіштігін сипаттау үшін абсолютті, тиімді (немесе фазалы) және салыстырмалы өткізгіштік деген ұғымды енгіземіз.

Абсолютті өткізгіштік деп қуысты орта тек қана қарастырып отырған фазамен толтырылды деген жағдайда тек қандай да бір фзаның (газ немесе сұйық) сүзілінуі байқалатын қуыс ортаның өткізгіштігі айтылады. Абсолютті өткізгіштік коэфициенті теория жүзінде тек қана жыныстың физикалық қасиеттерін сипаттайды. Бірақ та сұйықтың қуысты ортада қозғалу кезінде оның өткізгіштігіне сұйықтың физика-химиялық қасиеттері әсер етеді. Сондықтан абсолюттік өткізгіштік ретінде газ (азот) бойынша анықталған жыныстың өткізгіштігін есептеуі анықталған.

Тиімді (немесе фазалы) өткізгіштік деп қуыстың құрамында көп фазалы жүйенің болуы кезіндегі берілген газ немесе сұйық үшін арналған жыныстың өткізгіштігі айтылады. Фазалы өткізгіштік жыныстың тек физикалық қасиетіне ғана тәуелді болып қоймай оның сұйық немесе газбен қанығуына, олардың физика-химиялық қасиеттеріне және әсер етуші қысымның градиенттеріне де байланысты болады.

Қуысты ортаның салыстырмалы өткізгіштігі деп осы ортаның тиімді өткізгіштігінің абсолютікке қатынасын айтамыз.

Жыныстың өткізгіштігін анықтау кезінде Дарсидің сүзілу формуласын пайдалануға болады, ол бойынша қуысты ортадағы фильтрация жылдамдығы қысым түсуіне пропорционал:

v = Q/F = (k/µ)*(dp/L)

мұндағы: v - сызықты фильтрация жылдамдығы, Q – жыныс арқылы сұйықтың көлемдік шығыны, F – фильтрация ауданы, k – пропорционалдық коэфициент, немесе жыныстың өтгізгіштік коэфициенті, µ - сұыйқтың динамикалық тұтқырлығы, dp – ұзындығы, L – үлгінің соңы бойынша қысым түсуі.

Ұзындығы үлкен емес үлгілерді зерттеу кезінде орташа қысым:

p = (p₁+p₂)/2

бұл жердегі р₁ және р₂ – үлгіге кіру және жеріндегі қысым.

Мұнай коллекторының өткізгіштігі тек сол бір ғана қабаттың аралығында мәнін кең көлемінде өзгертеді. Мұнай мен газдың скважина түбіне ағысы жоғары, қысымы бар, қабатты жыныстың өткізгіштігі онша емес кезінде де байқалады (мысалға, 10-20мД және төмен). Көптеген мұнайлы және газды қабаттардың өткізгіштігі әдетте бірнесе жүз миллидарси құрайды.

Табиғи коллекторға тән ерекшелік: өткізгіштік мәні қабаттардың орналасуына перпендикуляр бағытына қарағанда, қабаттардың орналасуына көбіне параллель бағытына көбірек. Бұл қабаттардың орналасуына перпендикуляр хыныстардың өте көп тығыз болуымен және седиментация жағдайларымен түсіндіріледі. Жыныстардың жату шарттарын зерттеу қабаттардың тік бойынша күрделі құрылысы бар екенін көрсетеді. Нәтижесінде жату алаңы бойынша да жыныстардың өткізгіштігі кенң аралықта өзгеруі мүмкін.

Мұнай мен газ кен орындарын игеру кезінде қуысты ортада, мұнай немесе газ (қабат қуыстарында судың болуы кезінде) немесе көп фазалы жүйе (су, мұнай және газ бір уақытта) қозғалады. Бұл жағдайларда жыныстың өткізгіштігі қандай да бір фаза үшін осы жыныстың абсолюттік өткізгіштігінен әрқашан төмен болады.

Бұл кезде тиімді (фазалы) өткізгіштік жыныстың мұнай, газ және суға қаныққандығына байланысты болады.

1-суретте құмның салыстырмалы өткізгіштігінің су үшін (оң жақтағы қисық) және газ үшін (сол жақтағы қисық) құмның суға қанығуынан байланысты эксперименталдік қисығы келтірілген. Осыған тән ұқсастық құмның салыстырмалы өткізгіштігінің мұнай және су үшін суға қанығуынан байланысты қисықтары болады.