Мұнайдың жалпы қасиеттері

МАЗМҰНЫ

Кіріспе

1 Мұнайдың құрамы. Мұнайдың физикалық және химиялық қасиеттері

1.1 Мұнайдың пайда болуының биогендік теориясы

1.2 Мұнайдың пайда болуының абиогендік теориясы

1.3 Мұнай мен газдың химиялық құрамы

Негізгі бөлім

2. Мұнайдың молекулалық құрамы

2.1 Мұнайдың орташа молекулалық құрам бөліктері

2.2 Мұнайдың жоғары молекулалық құрам бөліктері

3. Мұнай құрамындағы гетероатомдық қосылыстар

3.1 Мұнайдың, газдың және мұнай өнімдерінің негізгі физикалық және химиялық қасиеттері

Қорытынды

4. Мұнай, газ және газконденсатты кеніштердің  геологиялық-физикалық сипаттамалары

4.1 Мұнай және газ коллекторларының физикалық қасиеттері

4.2 Тау жыныстарының кеуектілігі

4.3 Жыныстың ұсақталған (механикалық) құрамы

4.4 Тау жыныстардың өткізгіштігі

Қолданылған әдебиеттер

Кіріспе

Ғылыми-техникалық прогресс және әлемдiк шаруашылықтардың әр түрлi салаларының 19-20 ғасырларда өте жоғары қарқында дамуы әр түрлi пайдалы қазбалардың көп мөлшерде қолданылуына жағдай туғызды. Солардың iшiнде мұнай ерекше орын алады.

              Мұнайды Евфрат жағасында бiздiң эрамызға дейiнгi 4-6 мың жылдар бұрын таба бастады. Мұнай сонымен қатар дәрi ретiнде де қолданылған. Ежелгi египеттiктер асфальтты (қышқылданған мұнайды) өлi денелердi бальзамдауға пайдаланған. Мұнайлық битумдар құрылыстық ертiндiлердi жасауға қолданылған. Мұнай «гректiк от»  құрамына енген. Орта ғасырда мұнай Таяу Шығыста, Оңтүстiк Италияда  қалаларды жарықтандыруға қолданылған. 19 ғасырдың басында Ресейде, орта кезiнде Америкада мұнайды айдау жолымен керосин алынған. Ол шамдарда қолданылды. 19 ғасырдың орта кезiне дейiн  мұнай  өзiнiң жерге жақын жатқан жерiнен терең құдық қазу арқылы аз көлемде алынып отырды. Бу, содан кейiн дизель және бензин двигательдарын ойлап тапқаннан кейiн мұнай өндіру өндірiсi кеңiнен дами бастады.

              Мұнай – ол  өзiне тән иiсi бар, жасыл немесе қоңыр түстi, кейде тiптi қара немесе кей жағдайда түссiз болатын майлы жанғыш сұйық.

1 Мұнайдың құрамы. Мұнайдың физикалық және химиялық қасиеттері 

садочных

1.1 Мұнайдың пайда болуының биогендік теориясы

М.И.Губкиннің көзқарасы бойынша теңіз толқынының әсерінен теңіз жағалауларында үнемі әр түрлі органикалық қалдықтар жиналып отырады. Біраз уақыттан соң оның үстін біршама жаңа қалдықтар жабады да, олар астындағы қабаттарды тотығудан сақтайды. Ары қарай процесс анаэробтық бактериялардың әсерінен оттегінің қатысынсыз  жүреді.

Келесі отыратын қатпарлар мен тектоникалық жылжудың әсерінен органикалық қалдықтармен байытылған жер қыртысының температурасы мен қысымы артады. Бұл процестерді катагенез құбылыстары деп атайды. Катагенез құбылысының нәтижесінде сайып келгенде мұнай түзіледі.

1.2 Мұнайдың пайда болуының абиогендік теориясы

Д.И.Менделеевтің көзқарасы бойынша мұнай жер қойнауында металдар карбидтері (FeC, TiC, Cr2C3, WC) сумен әрекеттесуінің нәти-жесінде түзіледі. Мысалы,   2Fe C +  3H2O =  Fe2O3  +  C2H6 .

Дәлелденген дүние жүзілік мұнай қоры шамамен  140 млрд. т.  Мұнай қорының қомақты үлесі - 64%-ке жуығы - Таяу және Орта Шығыста табылған. Дәлелденген мұнай қоры бойынша екінші орында Америка материгі келеді, оның үлесіне 15% мұнай қоры тиеді. 

Мұнай қоры ең үлкен елдер қатарына мыналар жатады:

Сауд Аравиясы (дәлелденген дүние жүзі мұнай қорының 25% табылған),

-         Ирак (10,8%),

-         БАЭ (9,3%),

-         Кувейт (9,2%),

-         Иран (8,6%)

-         Венесуэла (7,3%)

-         Ресей- жуық шамамен 6%

-         АҚШ - жуық шамамен 3%,

-         Норвегия - жуық шамамен 1%.

       Қазақстанның мұнай өндірісі

Қазақстан дүние жүзінде барланған мұнай қорының көлемі бойынша 13-орында. Республикада 200-ден астам мұнай және газ кенорындары, 14 ірі кенорындары, 3 мұнай өңдеу зауыттары мен 3 газ өңдеу зауыттары бар.  

Сарапшылардың мәліметтеріне сәйкес Қазақстандағы мұнай мен газдың жалпы қоры 23 млрд. тонна, оның 13 млрд. тоннасы Каспий теңізінің астында жиналған. 

Басқа мұнай кенорындары: Кенбай, Жаңажол, Жетібай, Қаламқас, Қаражанбас, Өзен, Кұмкөл.

Каспий теңізіндегі мұнай қорын ескермегендегі Қазақстанның дәлелденген мұнай қоры 26 млрд. баррель (3,6 млрд. тонна), газ қоры 1,9 трлн. м3.

Теңіз кенорынындағы өндіруге болатын мұнай қорының көлемі 1 млрд. тонн (7,3 млрд. барр.) астам. Қарашығанақ мұнай-газконденсат кенорынындағы өндіруге болатын мұнайдың қоры шамамен 700 млн. тонн (5,1 млрд. барр.), ал газконденсат қоры 1,3 трлн. м3.

Каспий теңізінің Қазақстанның үлесіне тиісті секторындағы  көмірсутектердің жорамалды қоры  13 млрд. тоннаға (100 млрд барр.) тең деп саналуда. Бұл дүние жүзіндегі дәлелденген мұнай қорының 2 - 3 %  мөлшерін құрайды. 

Солтүстік Каспийдегі Қашан кенорынындағы мұнайдың жорамалды қоры 2,7 млрд. тоннаға (20 млрд. барр.) тең.

1.3 Мұнай мен газдың химиялық құрамы

Мұнайдың элементтік құрамы

Көптеген мұнайлар үшін:

Молекулалық құрамы бойынша мұнайды көп жағдайда кіші, орташа  және жоғары молекулалық деп үш бөлікке бөлуге болады.  

Топтық құрамы:

2. Мұнайдың молекулалық құрамы

  Мұнайдың төменгі молекулалық құрам бөліктері. 

1. Парафиндер (алкандар) СnH2n+2  – (қаныққан көмірсутектер, алкандар) біршама химиялық тұрақты қосылыстар. 

Атмосфералық қысым жағдайында құрамындағы көміртек атомдарының санына байланысты алкандардың фазалық күйлері: 

С1 - С4 -   газтәріздес қосылыстар,
С5  -  С16  - сұйықтар,

  С16  -  қатты заттар.

2. Нафтендер -  құрамындағы көміртек атомдары 4-тен көп циклді қосылыстар.  Мұнайлар құрамында негізінен циклопентан  С5Н10 ,  циклогексан С6Н12  және олардың гомологтары кездеседі (25-тен 75%-ке дейін) .

2.1 Мұнайдың орташа молекулалық құрам бөліктері

3. Арендер (ароматтық көмірсутектер):  СnH2n-6- моноциклді  ароматтық көмірсутектер, СnH2n-8 - бициклді аралас көмірсутектер, СnH2n-12   -  бициклді ароматтық көмірсутектер.  

2.2 Мұнайдың жоғары молекулалық құрам бөліктері

4. Қүрделі арендер -  құрамында үш, төрт және бес конденсирленген бензол сақиналары бар күрделі полициклді ароматтық көмірсутектер.

5.  Асфальтендер мен шайырлар - жоғары молекулалық қосылыстар. Бұлардың құрамына мұнай құрамында кездесетін барлық көмірсутектер кластарының жоғары молекулалық өкілдері кіреді. Асфальтендер бензинде ериді, шайырлар-ерімейді.

3. Мұнай құрамындағы гетероатомдық қосылыстар

6.  Оттекті қосылыстардың мұнай құрамындағы үлес салмағы көп жағдайда 10%-тен аспайды.  Олар қышқылдар, эфирлер, фенолдар және т.б. түрінде кездеседі. Мұнай фракцияларындағы оттектің үлес салмағы оның қайнау температурасы артқан сайын өсе түседі. Мұнай құрамындағы оттектің 90-95% мөлшері асфальтендер мен шайырлардың үлесіне тиеді. 

7. Азотты қосылыстарды азотты негіздер мен нейтрал азотты қосылыстар деп үлкен екі топқа бөледі.

Мұнай құрамындағы нейтрал азотты қосылыстар пирролдың арил туындылары және қышқылдардың амидтері түрінде кездеседі.  Мұнай фракциясының қайнау температурасы артқан сайын оның құрамындағы нейтрал азотты қосылыстардың үлес салмағы арта түседі де, ал негіздік азотты қосылыстардікі кемиді.

8. Күкіртті қосылыстар мұнайлар құрамында біркелкі тарамаған. Көбінесе олардың үлес салмағы мұнай фракциясының қайнау температурасы артқан сайын арта түседі.  Күкірт мұнай және мұнай өнімдері құрамдарындағы бірден-бір кең тараған гетероэлемент болып саналады.  

Мұнай құрамында күкірт еріген элементар күкірт, күкіртті сутек, меркаптандар, сульфидтер, дисульфидтер мен тиофеннің туындылары түрінде, сонымен бірге құрамында бір мезгілде күкірт, азот және оттек атомдары болатын күрделі қосылыстар түрінде де кездеседі.

9. Минералды қосылыстар  мұнайлар құрамында металдар, қышқылдар тұздары, металдардың комплексті қосылыстары түрінде,  сонымен бірге минералды қосылыстардың коллоидтық ерітінділері түрінде кездеседі. 

Мұндай қосылыстардың құрамдарына кіретін элементтерді микро-элементтер деп атайды. Олардың мұнай құрамындағы үлес салмағы 2-тен 10 %-ке дейін жетеді.

Мұнайлар құрамында көптеген металдар, мысалы сілтілік және сілтілік жер металдар, сонымен бірге мыс, мырыш, бор, ванадий топшасының металдары кездеседі. Мұнайлар құрамдарында нағыз бейметалдарда кездеседі.

Мұнайдың фракциялық құрамы

Мұнайды айдағандағы пайда болатын негізгі дистиляттар:                    

                      Газдар  С1- С4   600С

Мұнайдың әрбір фракциясына бастапқы және соңғы қайнау температуралары тән. Қайнау температурасы 3500С-тан аспайтын фракцияларды атмосфералық қысымнан біршама жоғары қысымда бөліп алады, оларды мөлдір дистиляттар (фракциялар) деп атайды. Фракциялардың атауларын олардың пайдалануына қарай береді.

Мазут-мөлдір дистилляттарды бөліп алғаннан кейінгі қалған қалдық. Оны ары қарай құрғақ айдайды. Құрғақ айдағаннан кейінгі түзілетін қалдықты гудрон деп атайды.

3.1 Мұнайдың, газдың және мұнай өнімдерінің негізгі физикалық және химиялық қасиеттері

Тығыздық. Заттың сумен салыстырғандағы тығыздығы деп заттың белгілі көлемі массасының көлемі дәл сондай судың массасына қатынасын айтады. Көбінесе заттың массасын 40С температурадағы судың массасымен салыстырады.  

Кейде салыстырмалы тығыздықпен бірге немесе оның орнына

Американың Мұнай институты (API) ұсынған шартты градус (АPI0) өлшемі қолданылады. 

Мұнайдың тығыздығы төмен болған сайын оны өңдеу оңай және одан алынатын мұнай өнімдерінің сапасы жоғары болады. 

Мұнайдың салыстырмалы тығыздығын () 20°С температурада анықтау қалыптасқан. Басқа температурада анықталған тығыздық шамасын 20°С температурадағы мәніне аудару үшін Д.И.Менделеевтің теңдеуін пайдаланады. Ол 0 - 500С аралығында тығыздықтың біршама дәл мәнін береді: