Мұнай мен газдың қазіргі дәуірдегі маңызы

Мұнай өнімдері

Мұнай өнімдері – көмірсутектер мен олардың туындыларының қоспасы; мұнай мен мұнай газдарынан алынатын жеке химиялық қосылыстар. Мұнай өнімдері отын, майлар, битумдар, ауыр көмірсутектер және әр түрлі мұнай өнімдері сияқты негізгі топтарға бөлінеді. Отын негізіндегі мұнай өнімдеріне көмірсутекті газдар мен бензин, лигроин, керосин, дизель отыны, мазут, т.б. жатады. Мұнайға серік газдар пайда болуы жөнінен табиғи газдарға жатады. Олардың бұлай ерекше аталуы мұнай кенімен бірге кездесуіне байланысты – олар мұнайда еріген күйде болады немесе мұнай кенінің үстін "бүркеп" жатады. Мұнай жоғары көтерілгенде, қысым кенет төмендейді, газдар сұйық мұнайдан бөлініп шығады. Ертерек кезде мұнайға серік газдар пайдаланылмайтын, мұнай өндіретін жерде оны жағып жіберетін. Қазір ондай газдарды жинап алады, өйткені олар, табиғи газ сияқты жақсы отын және бағалы химиялық шикізат болып табылады. Құрамында метанмен бірге басқа да көмірсутектер: этан, пропан, бутан, пентанның едәуір мөлшері болғандықтан, серік газды пайдалану мүмкіндігі табиғи газға қарағанда тіпті едәуір кең. Сондықтан табиғи газға қарағанда химиялық өңдеу жолымен серік газдан заттарды көп мөлшерде алуға болады. Серік газдарды тиімді пайдалану үшін оларды құрамдары жақын қоспаларға бөледі. Пентан, гексан және басқа көмірсутектердің қалыпты жағдайда сұйық күйде болатын қоспалары газды бензин түзеді(олар мұнайдан ішінара газбен бірге ұшып шығады). Одан кейін пропан мен бутанның қоспасы бөлінеді. Газды бензин мен пропанбутан қоспасын бөліп алғаннан кейін құрғақ газ қалады, оның басым көпшілігі метан мен этан қоспасынан құралады. Газды бензин құрамында өте ұшқыш сұйық көмірсутектер бар, сондықтан оны двигательдерді от алдырған кезде тез тұтандыру үшін бензинге қосады. Пропан мен бутан сұйылтылған газ түрінде, жанармай ретінде тұрмыста пайдаланылады. Құрамы жөнінде табиғи газға ұқсас құрғақ газ ацетилен, сутегі және басқа да заттар алу үшін, сол сияқты отын ретінде пайдаланылады. Мұнайға серік газдар химиялық өңдеуге арналған және жеке көмірсутектер – этан, пропан, н-бутан, т.б. бөлініп алынады. Ал олардын қанықпаған көмірсутектер алады. Мұнай – молекулалық массалары әр түрлі, қайнау температуралары да бірдей емес көмірсутектердің қоспасы болғандықтан, айдау арқылы оны жеке фракцияларға(дистиляттарға бөледі, мұнайдың құрамында С5 – Сn көмірсутектері бар және 40-200°С аралығында қайнайтын бензин құрамында С8-С14 көмірсутектері болатын 150-200°С аралығында қайнайтын лигроин, құрамында С12-С18 көмірсутектері болатын және 180-300°С аралығында қайнайтын керосин алады, бұлардан кейін газойль алынады. Бұның бәрі – ашық түсті мұнай өнімдері. Бензин ұшақ пен көліктердің поршенді двигательдері үшін жанармай ретінде қолданылады. Сол сияқты бензин майды, каучукты еріткіш ретінде, матаны тазартуға, т.б. қолданылады. Лигроин трактор үшін жанармай болады. Керосин – трактор, реактивті ұшақтар мен зымырандардың жанармайы. Ал газойльден дизель жанармайы өндіріледі. Мұнайдан ашық түсті өнімдерді бөліп алғаннан кейін қара түсті тұтқыр да қоймалжың сұйықтық қалады, ол – мазут. Қосымша айдау арқылы мазуттан автотрактор майы, авиация майы, дизель майы, т.б. жағармайлар алады. Мазутты өңдеп жағрмай алумен қатар оны химиялық әдіспен өңдеу арқылы бензинге айналдыруға болады, бу қазаны қондырғыларында сұйық отын ретінде пайдаланылады. Мұнайдың кейбір сорттарынан қатты көмірсутектер қоспасы – парафиндер алынады; Қатты және сұйық көмірсутектерді араластырып вазелин алады. Табиғи газ – жер қойнауында анаэробты органикалық заттарндың ыдырауынан пайда болған газдар қоспасы.

Майлар – мұнайдың қалдық фракциялары мен ауыр дистилляттарын арнайы тазартудан алынады. Ауыр көмірсутектерге парафиндер, церезиндер, озокериттер және олардың майлармен қоспасы жатады. Битумдер – гудронды ауамен тотықтыру арқылы немесе гудронды тереңдетіп айдау арқылы алынған май фракцияларынан кейін қалатын жартылай қатты және сұйық күйдегі өнімдер.

Әр түрлі мұнай өнімдеріне мұнай коксы, күйе, мұнай пиролизінің әр алуан өнімдері (бензол, толуол, ксилол, т.б.), асидолдар, деэмульгаторлар, хлорпарафиндер, т.б. жатады. Мұнай өнімдерінің сапасы физикалық және химиялық қасиеттеріне байланысты бағаланады

Мұнай мен газ ұңғымаларын бұрғылау

     Бұрғылау – бұл тау жыныстарын қирату жолымен ұңғыманы орналастыру. Ұңғыма деп ұзындығы диаметрінен көп есе үлкен, тереңдігі бірнеше метрден бірнеше километрге дейін болатын дөңгелек қималы кен қазбасын айтады.

                   Бұрғылау мұнай мен газды өндіру кезіндегі неғұрлым қиын және шығынды көп қажет ететін жұмыс болып табылады. Мысалы, көмірмен темір рудасынан ерекшелігі, мұнай мен газды қоршаған массивтен машинамен ьөліп алу, жердің юетіне көтерудің қажеті жоқ. Ұңғыма мұнайлы қыртысқа жеткеннен соң, газдар мен қыртыс суының қысымымен сығымдалған мұнай өздігінен жоғары қарай ұмтылады. Мұнай жер бетіне атқылаған кезде қысым бірте-бірте төмендеп, жер қойнауында қалған мұнайдың жоғары қарай атқылауы тоқтайды. Бұдан соң арнайы бұрғыланған ұңғымалар арқылы қыртысқа қысыммен су жібереді. Су мұнайды жер бетіне қайтадан жұмыс істей бастаған ұңғыма арқылы итеріп шығарады. Түбінде ұңғымаға сорап түсіріп, одан мұнайды айдап шығаратын кез келеді.

                   Қытайда біздің дәуірімізге дейін бұрғыланған ұңғымалар белгілі. Бұл ұңғымалардың тереңдігі бірнеше жүз метрден аспайтын, бұл кезде бұрғылау үшін бамбук ағашы діңгектері қолданылды.

                   Ресейдегі алғашқы мұнай ұңғымасы 1848 ж Кавказда, ал АҚШ-та 1859 ж Пенсильвания штатында бұрғыланды.

     Қазақстандағы алғашқы мұнай кеніші ХІХ ғасырдың соңында ашылып, пайдалануға берілді.

                  Тау жыныстарына әсер ету тәсілі бойынша бұрғылауды механикалық және механикалық емес  деп бөледі. Механикалық бұрғылау кезінде бұрғылау аспабы жынысқа тікелей әсер етіп, оны бұзады. Бұрғылаудың механикалық емес тәсілдері әзірге қолданылмайды.

                   Бұрғылаудың механикалық тәсілдері соқпалы және айналмалы деп бөлінеді.

Соқпалы бұрғылау кезінде тау жынысын арнайы механикалық лебедкамен көтеріп, түсіретін арнайы қашаумен бұзады.

                  Қазіргі кезде соқпалы бұрғылау қолданылмайды және мұнай мен газ ұңғымаларын бұрғылау кезінде негізінен  айналмалы бұрғылау әдісі қолданылады. Айналмалы бұрғылау кезінде жыныстар бірінші жағдайдағыдай соққымен ұсақталмай, осьтік жүктеме түсетін айналмалы қашаумен бұзылады. Айналу моменті қашауға ие бұрғылау колонналары арқылы айналдырғыш бетінен, не боламаса қашаудың дәл үстіне орналастырылған забой қозғалтқышы арқылы беріледі.

                   Мұнай мен газ кеніштерін игеру кезінде тірек, параметрлік, құрылымдық, барлау, пайдалану, бақылау және басқа да ұңғымаларды бұрғылайды.

    Тірек ұңғымалары зерттелмеген аймақтардағы жыныстардың құрамы мен жасын зерттеу үшін қызмет етеді.

                   Параметрлік ұңғымалар салыстырмалы түрде зерттелген аймақтарда олардың геологиялық құрылысы мен мұнай-газ қорларының келешегін анықтау мақсатымен бұрғыланады.

                  Құрылымдық ұңғымаларды келешегі бар аудандарды және олардың іздеу-барлау бұрғылауына дайындығын анықтау үшін бұрғылайды.

Барлау ұңғымаларын аудандарда шоғырлану жерінің өлшемдері мен құрылысын зерттеу, мұнай мен газ қорларын есептеу үшін қажетті мәліметтерді алу,сондай-ақ оны игеруді жобалау үшін бұрғылайды.

                   Пайдалану ұңғымалары шоғырлану жерін игеру схемасына сәйкес бұрғыланып, жер қойнауынан мұнай мен газды алу үшін қызмет етеді.

                  Бақылау ұңғымаларын шоғырлану орнын игеруге бақылау жасау үшін бұрғылайды.

Қатты жанғыш қазбалардың маңызы

                 Органикалық синтезге арналған көптеген бастапқы заттар тас көмірлер мен коксхимиясы өнімдері негізінде алынуы мүмкін. ТМД елдерінде ғаламшардағы көмір қорларының жартысынан астамы орналасқан, олардың 650-ге жуығы барланған кеншітер.Бір Канск-Ачинск бассейні қорлары бойынша алты Донбассқа теңеседі. Алайда коксхимиясы өндірісі өнімдері мұнайға қарағанда көмірсутектерге әлдеқайда кедей. Сондықтан, коксхимиясының бензол, нафталин, фенол және азотты негіздер тәрізді қосылыстарды маңызды маңызды шикізат болғанымен, коксхимиясы өндірісі мұнай мен табиғи газдың көмірсутектері сияқты органикалық синтез үшін мол шикізат көзі бола алмайды.

    Еуропа мен Азияның көне мәдениеттері көмірді білгенмен, оны көп мөлшерде өндіріп пайдаланбаған. Грек философы Аристотель «Метеорология» шығармасында көмірді ағаш көмірімен салыстырады, ал оның шәкірті Теофаст «Тастардың тарихы» еңбегінде көмірді «жанатын тастар» деп атаған. Теофаст көмірді «антракс» деп те атаған, «антрацит» сөзі осыдан шыққан. Ол көмірдің физикалық қасиеттерін суреттеп, оған белгілі болған кендердің орнын көрсетеді.

     Орта ғасырларда Англия, Франция, Германия және басқа да еуропалық елдерде көмірді үй жылыту үшін қолдануға тыйым салынған, оны бұзғандарға айыппұл салған немесе абақтыға жапқан.

                   Осыған қарамастан көмір алдымен Англия мен Бельгияда кейінірек Германияда үйлерді жылыту үшін пайдалана бастады. Алайда көмір аз мөлшерде өндіріліп, пайдаланылған. Негізгі отын – ағаш болатын. Ормандарадағы ағаштарды үйлерді жылыту үшін де, сол кезде металлургия үшін қажетті болған ағаш көмірін алу үшін көп мөлшерде кесетін. Ағылшындық Дерби кокс көмегімен шойынды балқыта алғаннан соң жағдай өзгерді.

     Көмірдің маңызы бу машинасын ашқаннан соң арта түсті. Бұл жөнінде Маркс су мен көмірді тұтынып, қозғағыш күш өндіретін бу машинасы ірі өнеркәсіп үшін әмбебап қозғалтқыш болып табылады деп жазды. Осылайша, көмір тұрмысқа және өнеркәсіпке кеңінен ене бастады.

                   Төменде отынның жеке түрлерінің энергетикалық теңгерімдегі үлесі келтірілген,

    Жер шарындағы көмірдің жалпы геологиялық қорлары жақын аралыққа дейін 16000 млрд.т деп бағаланатын, оның ішінде АҚШ үлесі 3485 млрд.т, немесе 32%, Қытайдікі-1500 млрд.т, немесе 9,3%. Қазіргі кезде бүкіл әлемнің көмір қорлары шамамен 23500 млрд.т құрайды.

                 Шымтезектің әлемдік қорлары 261,4 млрд.т, ал жанғыш тақтатас қорлары 356 млрд.т құрайды.

                 ТМД және басқа елдердегі қатты отынның маңызды кендері. Қатты отынның (қоңыр, тас көмірлер мен антрациттердің) кендері ТМД-ның көптеген аймақтарында ашылып, пайдалануға берілген. ТМД территориясында  қоңыр, тас көмірлермен антрациттердің негізгі шоғырланған жерлері төмендегілер.

                   Донецк бассейні ХVІІ ғасырда ашылған, ол Украина территориясында орналасып, батыстан шығысқа дейін 550 км-ге созылып жатыр, ауданы шамамен 55 мың км2 құрайды.

                  ТМД-ның маңыздылығы бойынша екінші тас көмір кені, Кузнецк бассейні 1722 ж ашылған, ол көмір қорлары бойынша Донбастан асып түседі. Кузбастың көмір қыртыстары үлкен қуаттылықпен ерекшеленеді.

                   Қарағанды бассейні 1833 ж ашылғанмен, оны егжей-тегжейлі зерттеу тек 1920 ж басталған. Бұл кен орны Қазақстанның солтүстік-шығысында орналасқан.

                   ХХ ғасырдың екінші жартысынан бастап Ресейдің шығысы мен солтүстігіндегі басқа да бассейндерде – Кама, Убаган, Таймыр, Тунгус, Иркутск, Минусинск, Зырян, Лена, Анадыр, Бурейн және т.б. тас көмірлердің орасан зор қорлары табылған.

                   Бұрынғы КСРО территориясында орналасқан қоңыр көмір кендерінің ішіндегі неғұрлым маңыздылары келесілер.

                   Мәскеу түбі бассейні 1722 ж ашылып, өнеркәсіптік пайдалануы 1855 ж басталған. Бассейн шамамен 120 мың км2.   территорияны алып жатыр.

                  Украина қоңыр көмір бассейнін өнеркәсіптік пайдалану 1861 ж басталған.

Негізінен Кавказда, Сібір, Қиыр шығыс пен Орта Азияның әр түрлі аудандарында орналасқан басқа да қоңыр көмір кендері белгілі.

                   Еуропа елдерінің ішінде тас көмірге ГФР және Англия бай. Англияда тас көмірдің көптеген кендері ашылған, олар үш аймақта: оңтүстік және солтүстікте шоғырланған. Оңтүстік бөлікте ең әйгілі, 2380 км2-ді алып жатқан Уэльс бассейні орналасқан. Британ аралдарының жалпы қоры Ирландияны қоса алғанда шамамен 182 млрд.т құрайды.

ТМД  көмір бассейндері бойынша көмір қорлары/млрд.т