19-маъруза. Қудуқларни ўрганишнинг геохимик усуллари. Газ усули. Бурғилаш давомида ва ундан сўнгги газ усули

Геохимик усулларга: а) газ усули; б) люминесцент-битуминологик усул; 3) бурғи қоришмасини назорат қилиш усуллари киради.

Газ усулида қудуқдан чиқаётган бурғи қоришмаси таркибидаги углеводородли газлар таркиби ва миқдори аниқланади.

Табиий ёнувчи газларга: метан -СН₄, этан-С₂Н₆, пропан-С₃Н₈, бутан-С₄Н₁₀ ва бошқалар киради. Метан енгил углеводород, қолганлари эса оғир углеводородлар қаторига киради.

Қудуқ қатламларни очганда, уларнинг ғоваклари орасидаги газлар бурғи қоришмасига қўшилиб, у билан бирга ер устига кўтариладилар. Шунинг учун нефтли, газли қатламларни ўтганимизда, бурғи қоришмаси таркибида углеводород газларини пайдо бўлганини кузатамиз. Лекин нефтли, газли, газоконденсатли қатламларда углеводородларнинг сифат ва миқдор таркиби турличадир (жадвал 19.1)

Жадвал 19.1

Таркибий қисми	Газли қатлам	Газоконденсатли қатлам	Нефтли қатлам
Метан СН4 Этан С2Н6 Пропан С3Н8 Бутан С4Н10 Пентан С5Н12 Гексан С6Н14 Гептан С7Н16	93.5 3.0 2.0 1.0 0.1 изи -	82.0 4.5 3.5 4.5 1.5 1.0 3.0	48.0 3.0 2.5 2.5 2.0 2.0 40.0

Газ усулида қуйидаги вазифалар бажарилади: а)қудуқдан чиққан бурғи қоришмасини газсизлаштириш (дегазация); б) бурғи қоришмасидан  тортиб олинган газларнинг таркиби ва миқдорини аниқлаш; в) ҳамда аниқланган газларни қудуқнинг қайси чуқурлигидан чиққанини аниқлаш.

Бурғи қоришмасини газсизлаштириш учун турли усуллардан фойдаланилади. Булардан: қоришма устида босимни камайтириш (вакуум ҳосил қилиш), иситиш, механик таъсир этиш, ёки бирнеча усулларни бирданига қўллаш мумкин.

Кенг тарқалган дегазаторлардан бири ПГ-1 бўлиб, Галкин Л.А. ва Владимиров Б.П. томонидан ишлаб чиқилган.

Дегазаторнинг асосий қисми, туби очиқ, камера бўлиб, пўкак орқали бурғи қоришмасининг устида чўкмай туради (расм 19.1).

Камера газ-ҳаво йўлига вакуум насоси орқали уланган. Вакуум насоси ҳавони ўзига тортганда камера ва суюқлик ўртасидаги муҳитда босим камаяди, тўсиқ 3 (расм 19.1) га урилган суюқлик оқимидан газлар ажралиб чиқади. Левит А.М. маълумотларига қараганда бу дегазаторлар бурғи қоришмасида атиги 0.02% углеводородларни ажратиб олар экан.

Расм 19.1

Расм 19.1 да келтирилган ПГ-1 дегазаторининг асосий қисмлари қуйидагилардан иборат: 1) козирек; 2) газ-ҳаво йўлига ўловчи штуцер; 3) бурғи қоришмасининг оқимини текисловчи тўсиқлар; 5) дегазаторни маҳкамловчи жой; 6) дегазаторни маҳкамловчи тахтача; 7) ингичка трос-дегазаторни тахтачага бойлаб қўювчи; 8,10) Дегазатор сатхини суюқлик устида баланд-пастлигини ўрнатувчи винт; 9) желоб-ариқ; 11) пўкаклар.

ПГ-1 дегазатори узлуксиз газсизлантирувчи дегазатор бўлиб, газ усулида вақти-вақти билан, керн ва шламларни газсизлантирувчи дегазаторлар ҳам қўлланилади.

Вақти-вақти билан дегазация қилувчи ТВД-1 дегазатори иссиқ сув билан аралаштирилган бурғи коришмасининг намунаси устида вакуум ҳосил қилиш йўли билан ишлайди. Дегазатор-идишда 50 мм симоб устуни босимида вакуум ҳосил қилинади, идишга қоришма намунаси солинади, сўнгра 70° гача иситилган иссиқ сув қуйилади. Вакуум шароитида сув қайнай бошлади, бу эса қоришмани интенсив равишда аралаштиради. Шу сабабли газларнинг ажралиши тезлашади ва газсизлаштириш даражаси 60-90 % ташкил этади. Дегазасия вақти 5 мин.

Керн ва шламларни дегазация этиш учун ҳам термик ва термовакуум усуллардан қўлланилади.

Дегазатор томонидан ажратиб олинган газ ҳаво билан қўшилиб газ-ҳаво аралашмасини ҳосил қилади. Бу аралашма углеводородларнинг таркиби ва миқдорини аниқловчи газаниқлагич (газоанализаторга) га этиб боргунча, қуйидаги газ-ҳаво йўлини ўтади.

Газ-ҳаво йўли

Расм 19.2 бу газ-ҳаво йўли келтирилган. 

Расм 19.2

Расмда: 1-ариқ (желоб), 2-дегазатор; 3-тиндиргич; 4-реометр (ёки ротаметр); 5-сувли барботер; 6-электр иситгич; 7-газоанализаторнинг ишчи камераси; 8-оқим тезлигини ўзгартирувчи клапан; 9-баллон; 10-вакуум ўлчагич; 11-вакуум ростлагич; 12-вакуум насоси.

Газ-ҳаво оқими тиндиргич 3 дан ўтганида таркибидаги механик қўшимчалар, сув томчиларидан озод бўлади.

Реометр 4 газ оқимининг тезлигини ўлчайди. Реометр вертикал шиша найча бўлиб, диаметри пастдан юқорига катталашиб боради. Унинг  ичига енгил шарча жойлаштирилган. Газ-ҳаво оқимининг тезлиги қанча катта бўлса, шунча шар найчанинг юқори қисмига кўтарилади. Найчага тезликни билдирувчи белгилар қўйилган, уларга қараб бевосита тезлик аниқланади. Газ-ҳаво оқимининг тезлигини одатда 500 мл ¤ мин ушлаб турилади.

Сувли идиш 5 газ-ҳаво оқимидаги  сероводород Н₂S ва СО₂ газларини ютади ва газ-ҳаво оқимини намлайди. Сувни хар иш куни олмаштириб турилади.

Электр иситгич 6 газ-ҳаво оқимини иситиб, уни газоанализатордан ўтаётганида у ерда буғланиш ҳосил қилмасликни  олди олинади. 

Вакуум насоси олдида ўрнатилган баллон 9 насос ишлаётганида тебранишни камайтириш вазифасини бажаради.

Газ таркиби ва миқдорини аниқлаш учун, одатда, электр газоанализаторлар ишлатилади (расм 19.3).

Расм 19.3

Газ миқдори ва таркибини бу усулда аниқлаш, газларни ёнганларида чиқадиган иссиқликка асосланган.

Электр газоанализатор (расм 19.3) мувозанатсиз кўприк бўлиб, иккита елкаси R₁ ва R₂ доимий қаршиликка эга бўлади ва булар манганин ёки константандан ясалади. Иккита қолган елкалари R_р ишчи ва R_к компесацион елкалари платина симидан тайёрланиб, камерага жойлашгирилган бўлади. Ишчи камера R_р дан газ-ҳаво оқими ўтади.

Газоанализатор 6 в аккумулятор батареясидан ток билан таъминланади. Аккумулаторни В1 занжирга улайди. Кўприкнинг ўлчовчи диоганалига 200 мка гача токни ўлчайдиган микроамперметр МКА уланган. МКА нинг сезгирлигини 10 марта камайтириш мумкин. Бунинг учун занжирга Rд-қўшимча қаршиликни В₃ орқали киритиш керак.

Кўприк елкаларининг қаршиликларининг мувозанати шундай танланиладики, камера R_р тоза ҳаво ўтганда МКА да ўлчаётган ток кучи нолга тенг бўлади. Агарда бу ҳолат кузатилмаса, R ўзгарувчи қаршилик билан микроамперметр кўрсаткичи нолга келтирилади.

Газ-ҳаво аралашмаси таркибида углеводородлар бўлса, камерага тушгач улар ёниб, иссиқлик чиқарадилар. Бу иссиқлик платинадан ясалган сезгир елканинг қаршилигини оширади, кўприк мувозанати бузилади, микроамперметр ток кучини кўрсатади. Қанча газ миқдори кўп бўлса, шунча кўп иссиқлик чиқади, шунча кўп қаршилик ортади, МКА дан шунча кўп ток ўтади.

Агарда газоанализатордан маълум таркибдаги ва миқдордаги газ ўтказилса, МКА кўрсаткичларини, яъни ток кучини газ миқдори билан боғлиқлигини аниқлаб олишимиз мумкин бўлади.

Газоанализаторда алоҳида оғир (этан, пропан, бутан ва бошқа) ва алоҳида жаъми углеводородлар миқдорини аниқлаш мумкин. Оғир углеводородлар ишчи камерада 500° бўлганида ёнадилар ва шунинг учун кўприк елкалари орасида 0.65 в кучланиш ҳосил қилинади. Бу кучланишни ҳосил қилиш учун расм 19.3 даги R₃ қаршилик В2 орқали схемага уланади. Агарда бу қаршиликни схемадан чиқариб ташласак, кўприк елкалари орасида 1.1 в кучланиш бўлиб, бу кучланиш эса камерада 850° иссиқликни яратади. Бу иссиқликда барча углеводородлар ёниб, газоанализатор углеводородларнинг умумий миқдорини аниқлайди.

Газ миқдорини ва таркибини аниқлаш учун газоанализаторлар билан бир қаторда хроматографлар ҳам ишлатилади.Хроматографлар метан, этан, пропан,бутан, пентан ва гексан каби углеводородланинг миқдорини алоҳида аниқлаш имконини беради. Хроматографларнинг асосий қисмини газ ютгич- селикагел билан тўлдирилган колонка – шиша найча ташкил этади.

                Расм 19.4 да  хроматографик газоанализаторнинг блок – чизмаси келтирилган.Унда: 1- газ йиғгич; 2- ротаметр; 3- селикогелли найча; 4 – газоанализатор; 5 – вакуумли насос; 6 – вентеллар; 7 – кран.

Расм 19.4

Расм 19.5

              Селикогелли найчанинг узунлиги 40 см бўлиб, унинг бутун узунлиги бўйи- ча нихромли сим ўтказилган.Бу сим орқали найча қиздирилади.Шиша найча  3-ни қиздириб, вакуум насоси -5 орқали газ йиғгич -1 дан ҳаво-газ аралашмаси  тортилади ва у газоанализатор – 4 да узлуксиз равишда вақт бўйича унинг миқдори ёзиб борилади (Расм 19.5).Одатда бу жараён турли хроматографларда 6 мин. дан 15 мин. гача давом этади.

              Расм 19.5 да кўрсатилганидек, аввал газоанализаторга ҳаво билан найча 3 3 3-дан метан ажралиб чиқади.Расм 19.5. да унинг миқдори графикда  1 рақами билан кўрсатилган.Кейин ҳаво билан этан 2, пропан 3 ва бутан 4 ажралиб чиқади.Ҳаво билан углеводородларнинг аралашмаси тоза ҳаво билан алмашинилиб газанализаторда (Расм 19.5) уларнинг қиймати 0 га яқин бўлади.

              Турли углеводородларнинг хроматографларда алоҳида аниқланиши уларнинг  адсорбция қилиш ҳусусиятини температура ўзгариши билан бошқачалигига асослангандир.Аввал паст температурада селикагелли найча- дан метан ажралиб чиқади.Оғир углеводородлар селикагелда адсорбция қилинади. Селикагел температурасининг ошиши билан адсорбция қилиш коэффиценти камаяди ва шу сабабли аввал этан, кейин пропан, бутан ва бошқа оғир углеводородлар ҳаво оқими билан ювилиб селикагелли найчадан газанализаторга юборилади.

 Газ миқдори аниқланаётган вақтда қудуқнинг чуқурлиги газ чиққан қудуқнинг чуқурлигидан фарқланади. Шунингг учун газ чиққан чуқурлик, ёки бурғи қоришмасининг кечикишини аниқлаш лозим бўлади. Буни учун қудуқ бурғиланаётганда қоришмага индикатор (целофан 1´5 см ли ленталар 50 дона, қипиқ, сули 0.5 кг) қўшилади ва бу индикаторни бурғилаш қувурлари ичидан қудуқ тубигача ва қудуқ деворлари ва бурғилаш қувурлари орасидан қудуқ тубидан, қудуқ оғзи (ер усти) гача чиққунича кетган вақти Т₂ ўлчанилади.

Қоришманинг кечикиш вақти Т қуйидаги формуладан аниқланади:

Т= Т₂-Т₁                                                 (19.1)

Т₁ -қоришманинг бурғилаш қувурлари орасида ҳаракатида кетган вақти қуйидаги формула орқали аниқланади:

Т₁=(Нpd_в²)¤ 2400 Q                                              (19.2)

d_в²- бурғилаш қувурларининг ички диаметри;

Q-қоришманинг хажмий тезлиги, л¤ с, бу кўрсаткични насосларнинг паспортларидан олиш мумкин.

Газ усулининг, бошқа геофизик усуллардан авзаллиги, уларнинг ўтказиш учун махсус вақт талаб қилмаслигидадир. Бурғилаш жараёни давом этаётган пайтда ўтказилади, бу қидирув ишларини тезлаштиради.

Бурғилаш тугагандан сўнгги газ усули.

Қоришманинг циркуляцияси тўхгатилгандан кейин қатлам ичидаги газлар қудуққа чиқиб, қоришмани углеводородларга бойитади. Шуниинг учун қудуқда бурғилаш ишлари тўхтатилгандан сўнг, қайтадан бурғи қоришмасининг циркуляцияси тикланади ва газ усули юқорида кўрсатилган тартибда ўтказилади: яъни 1-дегазация; 2-газ таркиби ва миқдорини аниқлаш; 3-газ чиққан чуқурликни аниқлаш. Газли қатламлар диаграммаларда икки марта қайд қилинишини ёдингизда тутишингиз керак. Биринчи марта қоришманинг қудуқ деворлари ва бурғилаш қувурлари орасидаги улуши юқорига кўтарилганда; иккинчи марта қоришманинг бурғилаш қувурлари орасидаги улуши юқорига кўтарилганда қайд қилинади.

Бу усулни маҳсулдор қатламлар очилгандан сўнг, кўп вақт ўтмасдан олдин ўтказиш мақсадга мувофиқдир, чунки бунда сингиш зонасининг диаметри унчалик катта бўлмайди.

Газ усулларининг умумий самарадорлиги 80 % ни ташкил этади.

катта ўқитувчи Абдулла Набихоновнинг "Қудуқларни геофизик усулларда ўрганиш" қўлланмасидан