Газ конденсаты, майлы және құрғақ газдар

Таза газ кен орындарында табиғи көмірсутек газы негізінен метаннан тұрады CH₄ (92-99%), құрамында аз мөлшерде (1-8%) ауыр гомолог та (бір құрылымдық типтегі химиялық қосылыстар) бар және «құрғақ» газ деп аталады.

Ілеспе газ – бұл мұнайда еріген көмірсутек газы. Құрамында 50% немесе одан да көп метан гомологы болса, оларды «майлы» деп атайды. Мұнайды жер бетіне шығарған кезде бұл газдар мұнайдан бөлініп шығады және оларды утилизацияға (әдетте өртеуге) жіберуге мәжбүр болады.

Газ конденсаты (gas condensate) — бұл мөлдір сұйықтық, бірақ оны өндіру тереңдігіне қарай мұнай қоспаларына байланысты түсі сабан түсінен сарғыш-қоңыр түске дейін өзгеруі мүмкін. Түсі ашық болғандықтан газ конденсатын кейде тіпті ақ мұнай деп те атайды.

Газ конденсатты кен орындарындағы газ – көмірсутектердің сұйық жеңіл фракциясы бар газдардың паста тәрізді қоспасы. Бұл қоспаны жердің бетіне шығарған кезде (қысым мен температураның жер қабатымен салыстырғанда күрт төмендеуі), газ конденсаты деп аталатын жеңіл сұйық көмірсутек фракциясы оңай бөлінеді (қоспадан түседі) және арнайы тұндырғыш-сепараторларда жиналады. Сұйық фракцияның құрамы конденсаттық фактормен сипатталады.

Мұнай өндірумен айналысатын компанияларда газ факторы сияқты параметр енгізілген – м3/т немесе м3/м3 мұнаймен өлшенетін мұнайда еріген газдың мөлшері.

Сонымен қатар тығыздықтың ұлғайына қарай мынадай көмірсутектер бар:

• «құрғақ» метан газы (заттың тығыздығы 0,71 кг/м³);
• «майлы» газ (мұнайда еріген, тығыздығы 1 кг/м³ асады);
• газ конденсаты (720-800 кг/м³);
• жеңіл ақшыл түсті мұнай (750-800 кг/м³);
• қою түсті мұнай (820-920 кг/м³);
• мұнай дериваты — битум (тығыздығы 1000 кг/м³ асады).

Көмірсутекті газдар көмірсутектердің метан тобына, оның газды фазасына жатады, оның жалпы формуласы – CₙH₂ₙ₊₂. Сонымен бірге көмірсутекті газдар да мұнай сияқты екі басты химиялық элементтен тұрады, бірақ олардың құрамы мұнайға қарағанда өзгеше. Көмірсутекті газ 42–78% көміртектен және 14-24% сутектен тұрады. Табиғи газдарда метан көбірек болады, оның гомологтары бағынысты мағынаға ие. Метанның формуласы CH₄ және оның гомологтарының формуласы: этан — C₂H₆, пропан — C₃H₈, бутан – C₄H₁₀, пентан — C₅H₁₂, гексан — C₆H₁₄. 

Метанның түсі мен иісі жоқ, ал оның гомологтарының (этан, пропан, бутан, пентан, гексан…) ерекше иісі болады. Метаның қос генезисі бар (көмір және мұнай), ал оның гомологтары тек мұнай генезисіне ие болады, ол мұнай жинақталуын іздеуде қолданылады.

Ашық кеңістікте метан оның гомологтарына қарағанда аз қауіп төндіреді. Жарылғыш тектоникалық бұзылулар арқылы күндізгі бетке шығу немесе құбырлардан атмосфераға түсу арқылы ол ауадан екі есе дерлік жеңіл болғандықтан атмосфераға сейіліп кетеді. Метанның гомологтары ауадан ауыр газдар болғасын, жер бедерінің төмен аймақтарында жиналып, үлкен жарылу және өртену қаупін тудырады. Жабық кеңістікте метан да ауада 5-тен 16%-ға дейін болады, ол – жанбайтын, бірақ электр сымдарының, темекінің немесе ашық жалынның ұшқынынан жарылатын күшті жарылғыш қоспа.

Көптеген көмірсутекті газдардың қатты емес термобариялық жағдайларда сұйылуға қабілеті бар. Осылайша, біз тұрмыста кең пайдаланатын пропан (балондағы газ) +21°C температурада және тек 0,914 МПа қысымда сұйықтыққа айналады және 44°C температурада қайнайды. Соның арқасында пропан тұрмыста кең қолдану үшін неғұрлым ыңғайлы және қауіпсіз. Бутанның сұйылу жағынан пропанға жақын физикалық параметрлері бар.

Метан плюс болған температурада сұйықтыққа айналмайды және көп қысым жасауды қажет етеді, пентан мен гексан неғұрлым төмен температурада сұйылады, бірақ + 20°С бөлме температурасында қайнайды. Міне сондықтан да, тұрмыста баллон газын кең пайдалану үшін пропан, ішінара бутан таңдалған.

Көмірсутекті газдардан басқа газ кен орындарында азот өте жиі, кейде көп мөлшерде (40% дейін), көмірқышқыл газ айтарлықтай мөлшерде, күкіртсутек кейде 15% дейін, бос сутегі және инертті газдар гелий және аргон кездеседі. Аралас газдар оларды кешенді пайдалануды талап етеді. Көмірсутек газдары энергия тасымалдаушы және химиялық шикізат ретінде, азот – азотты тыңайтқыштар өндіру үшін, күкіртсутек – арзан күкірт алу үшін және гелий – стратегиялық шикізат ретінде қолданылады.

Табиғи газдармен жұмыс істеу кезінде ұңғымаларды бұрғылау технологиясының, газды тасымалдаудың және қауіпсіздік техникасының талаптарын нақты орындау қажет екенін ерекше атап өткен жөн. Газ ұңғымаларын бұрғылау кезінде апаттық шығарындылар мен субұрқақтар жиі кездеседі, өйткені газдың тығыздығы мен тұтқырлығы өте төмен, ұңғыма оқпанынан төменнен жоғарыға қарай қозғалған кезде энергияны аз жоғалтады және сағасында қабатпен бірдей жоғары қысыммен келеді және содан кейін апаттық газ фонтанын жою (сөндіру) қиынға соғады. Сонымен бірге, ұңғымаларда агрессивті орта құра отырып, күкіртсутек бұрғылау жабдықтары мен қоршаған құбырларды мерзімінен бұрын істен шығарады. Апат кезінде сыртқа шыққанда атмосферадағы шамалы концентрациясында да барлық тіршілікке зиянды әсер етеді.

Тағы бір назар аударарлық факт: көмірсутек газдары – газ конденсациясы немесе ретроградтық (кері) ерігіштігі сияқты қызықты физикалық қасиетке ие. Бұл жөнінде компания веб-сайтының «Білім базасы» бөлімінен «Сұйықтықтар, мұнай мен газ конденсатының айырмашылығы» мақаласында айтылады.