Мұнай және газ кен орындары

Мұнай және газ кен орындары

Жер қойнауында бір тектес құрылымдағы мұнай  мен газ кеніштерінің жиынтығын мұнай және газ кен орындары деп атайды. Мұнай газ кен орындары көмірсутектерінің алғаш пайда болған жері емес, олардың көшіп-қону (миграция) арқылы әр түрлі құрылымдарға шоғырланып жиналған орны.

Жалпы алғанда  кен орнының қатарына мөлшері, сапасы бойынша техникалық-технологияның  дәрежесіне және экономикалық тұрғыда  пайдалану жағдайларына байланысты мұнай мен газдың өндірісте игерілуі мүмкін табиғи жинағы жатады. Кен орындары қор мөлшеріне байланысты ірі, орташа және ұсақ болып бөлінеді. Қоры көп мұнай алаңдарын игеру мәселесі – экономикалық мол пайдаға жолықтыратыны сөзсіз.

Қор мөлшеріне  және сапасына байланысты баланстық  және баланстан тыс қорлар болып  екі топқа бөлінеді. Баланстық қор өндіруге пайда келтіретін, ал баланстан тыс қорлар таяу мезгілдерде игеруге пайда келтірмейтін қорлар.

Кен орындарының  тілмесінде бір немесе бірнеше мұнай-газ  кеніштері кездеседі. Тілмеде тек  қана бір кеніш (горизонт) кездесіп, оның қорын игергенде экономикалық пайда келетін болса, ондай шоғырды – кен орны деп те атауға болады.

Кен орындары тек  табиғи бір текті құрылымдар арқылы ғана бөлін-бейді. Кей жағдайларда  көлем-пішіні созылыңқы моноклиналдарда  кен орындары шұбатылып, түрлі кедергілерге тіреліп орналасуы мүмкін. Саны бір кен орнында бірнеше түр бойынша топтасқан әр типті кеніштер кездесуі де мүмкін.

Жер қойнауындағы геосинклиналдық және платформалық құрылымдармен байланысты екі түрлі  кен орындары кездесетін жағдайлар  бар. Оның екі түрі бар:

І сынап –  геосинклиналдық облыстарда пайда  болған кен орындары;

ІІ сынап  – платформалық облыстарда пайда  болған кен орындары.

І сыныпқа жататын  кен орындары Кавказда, Кырымда, Шығыс  Карпат, Түркмения, Ферғана, Өзбекстан, Тәжікстан, Сахалинде т. б. аймақтарда кездеседі. Қалған кен орындары ІІ сынапқа жатады, олар Еділ мен Орал аралығында, Батыс Сібір аймақтарында т. б. аудандарда кездеседі.

Жер қойнауындағы мұнайдың физикалық жағдайын оны  жер бетіне шығарғандағы қасиетімен салыстыруға болмайды. Себебі, жер астында мұнай шығаруға температура және қабат қысымымен байланысты сақталады. Ал, оны жер үстіне шығарғанда температура төмендейді, қысым жойылады, мұнайдан газ бөлініп шығады, мұнайдың көлемі кішірейеді.

Мұнайдың қабат  бойындағы физикалық қасиеттерін білу, әсіресе мұнай қорын есептеу мұнай өндірудің технологиялық схемаларын орынду, техникалық және технологиялық шараларды іске асырып, меңгеру жұмыс салаларында өте қажет.

      Мұнай және газдың физикалық қасиеттері

Жер қойнауындағы мұнай көлемінің жер бетіне шығарғандағы көлеміне қатынасы – мұнайдың көлемдік коэффициенті деп аталады. Ол былай жазылады:

   (1)

мұндағы: b – мұнайдың көлемдік коэффициенті; V_пл – мұнайдың қабат бойындағы көлемі, м³; V_нор – мұнайдың жер бетіне шығарылғандағы көлемі, м³.

Бұл коэффициент  арқылы жер бетіне шығарылған 1 м³ мұнай жер астында қандай орын алатынын білуге болады. Көп жағдайларда бұл коэффициенттің мазмұны 1-ден артық болып, 3-ке дейін жетуі де мүмкін.

Мұнайдың негізгі  қасиеттерінің бірі-тұтқырлық. Мұнай тұтқырлығының өндіріс саласындағы маңызы өте зор. Ол арқылы мұнай өндіру үрдісімен, оны құбыр арқылы айдағанда жұмыс қарқынына көптеген  әсер келтіретіні белгілі. Тұтқырлығы төмен, жеңіл, сұйық мұнайлар құбыр арқылы тез өтеді, ал тұтқырлығы басым, қою мұнайды өндіру, жинақтау, құбыр арқылы жүргізу жұмыстары көптеген қосымша еңбекті керек етеді.

Негізінде мұнайдың тұтқырлығына әсер ететін жағдайлар-оның құрамын-дағы парафин, шайыр қосымшалары және температура.

Мұнай тектес табиғи жанар газдар жер қойнауындағы өз алдына жеке-жеке таза газ кендерін, болмаса мұнай ішінде еріп, тұтас мұнай-газ горизонттарын құрастырып немесе тікелей мұнай бетінде шоғырланып орналасады. Мұнай кеніштерін игеру, өндіру процесінде мұнаймен араласып, сыртқа шығатын газды – ілеспе газ деп атайды.

Жалпы алғанда  мұнай қабаттарында, қандай мөлшерде болмасын, еріген газ кездеседі.

Жанар газдардың құрамы (СН) көмірсутектерінен тұрады, олардың  ішінде метан, этан, пропан, бутан, пентан т. б. газдар кездеседі. Таза газдан тұратын горизонттардың құрамында метанның көлемі басымырақ келіп, аумағы 98%-ке дейін жетеді.

Газ құрамында жеңіл газдар (метан және этан) көп болған сайын  оның салмағы жеңіл келуімен қатар  тез қызу бөледі, ал ауыр газдардың  құрамында метан мен этан аз мөлшерде болады.

Атмосфералық жағдайда (және 0⁰С температурада) метан мен этан газ күйінде кездеседі. Пропан мен бутан газ күйінде кездессе де шамалы қысым арқылы сұйық көмірсутегіне тез айналады.

Геологиялық барлау жұмыстарының түрлері мен кезеңдері

Іздеу және барлау жұмыстары жер қойнауында мұнай-газ кендерінің барлығын анықтау, ашу, олардың қорларының санын есептеу және кен орындарының игеру жобаларын жасау мақсатында жүргізіледі.

Кешенді іздестіру-барлау жұмыстарына  алаңды геологиялық, геофизикалық және геохимиялық тұрғыдан зерттеу жатады, одан әрі кен орындарын түгелдей барлап, кемерлеу үшін ұңғылар қазі әдістері белгіленеді.

Іздеу жұмыстары бірнеше  кезеңнен тұрады.

Бірінші кезеңде – жер  бедерінің жалпы геологиялық көрініс картасы жасалады. Осымен байланысты табиғи қалыптасқан тау жыныстарының ашылуына дейін жер бедері тазартылады да оның геологиялық бетбедерлерінің мүсіндері көрсетіледі.

Екінші кезеңде – зерттелетін  алаңның геологиялық құрылысын, негізгі қабаттардың тұрпаты  мен пішінін көрсету мақсатында тереңдігі 20 м-ден 300 м-ге дейін картировтық және құрылымдық ұңғылар қазылады. Алынған мағлұматтар бойынша шартты белгілерді пайдалана отырып, жер қабаттарының көнелігі мен аумағы көрсетілген геологиялық карта сызылады. Бұл карта ұңғылардың тілмесі, геологиялық пішіндер арқылы толықтырылып жазылады.

Құрастырылған стратиграфиялық тілмеде жер қойнауының қазылып өтілген тау жыныстарының сипаттамалары колонка арқылы көрсетіледі.

Геологиялық пішіндер қабаттың көтеріңкі бағытына қарама-қарсы  бағытта масштаб бойынша тік жазықтыққа түсіріледі.

Табылған кен орнының  пішінін толық дәлелдеу мақсатында геологиялық картаға қосымша  материал ретінде, қазылған ұңғылардың көрсеткіштері бойынша, құрылым картасы жасалады. Құрылым картасында зерттелетін қабаттың бет-бедері (ойлықырлылығы) жарма сызықтар арқылы көрсетіледі.

Мұнай-газ кендерінің құрылымдарын жете көрсету, ондағы қордың мөлшері, ұңғыларды қазу керектігін дәлелдеп көрсету мақсатында іздестірудің екінші кезеңінде геофизикалық және геохимиялық зерттеулер жасалады.

Жоспарланған  жұмыстар орындалып болғаннан кейін  үшінші кезендік – ұңғыларды тереңдеп қазу басталады. Алғашқы қазылған ұңғы тілмесінде мұнай-газ белгісі пайда болып, өнім алынған жағдайда кен орындарын нақтылы барлау әдісі жүргізіледі. Құнарлы алаңдарда кемерлеу ұңғылары қазылып, кен орнының аумағы, қалыңдығы, мұнай-су шекаралықтары анықталады. Одан кейін бағалау, тергеу егжей-тегжейлі тексеру мақсатында т. б. категориялы ұнғылар тағайындалып, қазыла бастайды.

Кен орнының  көлемі мен қоры сияқты қажетті мағлұматтар анықталып біткеннен кейін барлау жұмыстары аяқталып, енді мұнай мен газды игеру жұмыстары басталады, яғни бұл өндіру ұнғыларын қазуға ұштасады. Мұндай ұңғыларды арнайы, рет бойынша кен орындарына орналастырып қазып, олардан өнім алу мақсатында ғылыми-зерттеу институттарында немесе жергілікті ғылыми лабораторияларда игеру проектілері (жобалары) жасалады.

Мұнай-газ кен  орындарын іздеу-барлау жұмыстарының табысты болуы бастапқы кезеңде  геофизикалық және геохимиялық зерттеу  әдістерінің ең нәтижелі бағыттарын іріктеп, таңдап алып, оларды іске асырумен тығыз байланысты.

Геофизикалық  барлау әдістерінің бірнеше түрі бар, олардың негізгілері сейсмикалық  және электрлік әдіс.

Сейсмикалық барлау әдісі. Мұндай барлау тау жыныстарының, қабаттардың жарылған оқ дәрілер арқылы пайда болатын серпінді толқындарды өз бойларынан өткізуі, я болмаса кейін серпуі арқылы алынатын көрсеткіштер арқылы зерттеледі.

Жер қойнауындағы қабаттардың қайсыбірінде серпінді толқындар жылдам, ал қайсыбіріне  жәй тарайтыны белгілі. Сейсмикалық барлау жұмысын жүргізу үшін белгілі бір қашықтықта шұңқырлар қазылып, олардың ішіне токтың әсерімен жарылатын дәрі салынады.

Оқ дәрінің  жарылуына байланысты жер қыртыстарына тараған толқындар тау жыныстарының әр қабаттарынан түрліше жылдамдықпен өтеді. Толқындардың қандай жылдамдықпен өткенін жер үстіндегі сейсмограф таспаға жазып тұрады. Қатты тау жыныстарынан құралған қабаттардан толқын жылдамырақ өтеді де ол жұмсақ жыныстардан тұратын қабат-тардан толқын баяулау өтеді. Алынған көрсеткіштер арқылы жер қабат-тарының тереңдігі өлшеніп, карталары тұрғызылады.

Бұл әдіс мұнай  және газ кендерін барлау жұмыстарында кеңінен пайдаланылады. Сейсмикалық  барлау әдістерін алғашқы рет  Г. А. Гамбурцев ойлап шығарған.

Электрлік барлау әдісі тау жыныстарының өз бойынан электр тогын өткізуіне байланысты жүргізіледі. Мысалы, кейбір тау жыныстары (гранит, әктас, бойына тұзды су сіңген құмтастар) өз бойларынан электр тоғын жақсы, ал басқалары (саз, мұнай сіңген құм, құмтастар) нашар өткізетіні белгілі. Осымен байланысты бойынан электр тогын өткізбейтін тау жыныстарының электрлік кедергісінің мағынасы көп болады. Әр түрлі тау жыныстарының электрлік кедергісінің өзгеруі олардың табиғи орналасу тәртіптерін зерттей білуге мүмкіндік туады.

Геохимиялық барлау жұмыстарының қатарына газ барлау әдісі жатады. Газдар тереңдікте орналасқанмен сезгіш аспаптар арқылы олардың аз да болса жер бетіне шығып жататынын байқауға болады. Әрине газдың қабаттардан өту мөлшері өте нашар мыңнан бір процент болуы мүмкін. Бірақ та осы нәзік көрсеткіштер арқылы жер қойнауында газ кенінің барлығын байқауға болады.

1934 ж. инженер  М. М. Бальзамов геохимиялық  газ каратажын ойлап шығарды.  Газ каратажы төмендегі жағдайы  негізделген: ұнғыда қазу процесі  жүріп жатқан кезде бұрғы ерітіндісін  зерттеу арқылы оның құрамында жер қабаттарынан бөлініп шыққан газдарды жікке бөліп шығуын зерттеп, олардың мөлшерін диаграмма ретінде таспаға жазып тұрады. Осы диаграммалар арқылы жер қойнауындағы мұнай, газ кендерінің қандай тереңдіктерде кездесетінін болжайды. Ол барлау жұмысын жүргізуде ойдағыдай пайда келтіреді.

Өндірісте ұңғылар бойын геофизикалық әдістермен зерттеудің гамма-каратаж, нейрондық гамма-каратаж, термокаратаж т. б. түрлері кездеседі. Олардың барлығы да ұңғы тілмесін өндіріс-геофизикалық зерттеу әдістерінің қатарына жатады.

Мұнай және газ ұңғыларын бұрғылау

Ұңғы дегеніміз жер қыртысында арнайы бұрғылау аспаптарының көмегімен қазылатын диаметрі тереңдігінен бірнеше есе кіші цилиндр пішінді тау-кен құрылыс орны.

Ұңғының басталатын жері сағасы, цилиндрлі беті қабырғасы немесе оқпаны, ең төменгі шеті түбі деп аталады. Сағасынан түбіне дейінгі оқпан бойынша ара қашықтық ұңғы ұзындығы, ал ұңғы өсі проекциясының тіке аралығы тереңдігі деп аталады.

Ұңғыларды тіке және көлбеу бұрғылайды. Олардың диаметрі аралықтан аралыққа кішірейіп отырады.

Мұнай және газ  ұңғыларының бастапқы диаметрі 900 мм-ден аспаса, ал соңғының диаметрі 165 мм-ден кем болмайды.

Ұңғыларды тау жыныстарын тұтастай (кернсіз) немесе оның шет жағын ғана талқандау (керн алу) арқылы тереңдетеді.

Ұңғының құрлысы 1 суретте көрсетілгендей төменгі түп жағында – (6,8), ол мұнай не газ шығатын жиектердің тұсында болады, ал жоғарғы жағы – саға – (1). Бүйір қабырғасын-оқпан – (5) дейміз. Ұңғының ішіне мұнай мен газ құйылу үшін, қабаттағы қысым – P_пл – (9) түп жағындағы Р₃ – (6) қысымнан көп болу керек, яғни Р_пл > Р₃ ұңғының бүйір қабырғалары – (5) пайдалану кезінде құлап қалмауы үшін темір құбырлармен бекітеміз – (4). Оны тізбектелген шеген құбыр дейді. Оның диаметрі жоғарыдан төмен қарай азая береді.

Ең жоғарғы  шеген құбырды – (2) бағыттаушы шахталы құбыр дейміз. Оның тереңдігі – 5-10 м, диаметрі – 200-500 мм. Негізгі міндеті-жердің жоғарғы жағындағы топырақты бекіту және саз балшық ерітіндісінің айналымын қамтамасыз ету. Оның ішінен, жоғары су қабаттарының ағымынан сақтау мақсатымен сағалық құбыр – (3) кондуктор жібереді.

1 сурет. Ұңғы үлгісі

Тереңдігі жоғарғы  су қабаттардың орналасуына байланысты 40 м.-ден 400 м.-ге дейін жетеді. Кондуктордың ішінен ұңғының тіреңдігіне және қазу (бұрғылау) қабаттарының орналасу ерекшеліктеріне байланысты бір немесе екі қосымша шеген құбырларын жібереді. Егер де кондуктордан кейін қанша тізбекті құбырлар жіберсе, сонша тізбекті құбырлар деп атаймыз. Ең соңында пайдалану (өндіру) құбырын – (4) жібереді. Әлбетте, оның диаметрі – 146, 168 мм, тереңдігі – 4500-5000 м. шамасында болады. Мұнай мен газ өндіру үшін оның сағасына, фонтанды қондырғы арқылы, кіші диаметрлі мұнай мен газ көтергіш құбырлары жіберіледі. Оның диаметрі – 40-70 мм. аралығында болады.

Бұрғылау тәсілдерін пайдалана отырып ұңғыны бұрғылау кезінде аспаптардың тау жыныстарына тигізетін әсеріне қарай механикалық, термиялық, физико-химиялық, электр жалындық деп бөлуге болады.

Механикалық бұрғылау тәсілінде тау жыныстарын бұзу қол  күшін немесе қозғалтқыштарды қолдану  арқылы іске асырылады.

Механикалық бұрғылау тәсілі соққылау және айналдыру тәсілдерімен іске асырылады. Соққылама бұрғылау тәсілі 70 жылдан астам уақыттан бері мұнай-газ өнеркәсіп саласында қолданылмайды. Дегенмен пайдалы қазбаларды барлау инженерлік-геологиялық іздеу жұмыстарында қолдау тауып жүр. Ол тек арқанды-соққылама бұрғылау тәсілінде қолданылады.

Айналмалы бұрғылау тәсілі. Мұнай, газ ұңғыларын бұрғылауда қолданылады. Бұл тәсіл бойынша ұңғы оқпаны үздіксіз айналатын қашаумен бұрғыланылады. Тау жыныстарының ұсақталған бөлшектері жер бетіне жуу сұйығының ағынымен көтеріледі. Айналмалы бұрғылау тәсілінің өзі роторлық және түптік қозғалтқыштармен бұрғылау тәсілдері болып бөлінді.

Роторлық бұрғылау тәсілінде қозғалтқыш жер бетіне орналасады да, қашау бұрғылау тізбегі арқылы айналдырылады.

Түптік қозғалтқыштармен (гидравликалық турбобұрғы немесе электробұрғы) бұрғылау тәсілінде қозғалтқыш тікелей қашаудан жоғары орналастырылады.

Енді мұнай  және газ ұңғыларын айналмалы бұрғылау тәсіліндегі жұмысына тоқталық.

Роторлық бұрғылау тәсілінде (2- сурет) 9-қозғалтқыштың қуатыменшығыр-8 арқылы ұңғының сағасында қондырылған мұнараның ортасында орналасқан арнайы айналмалы 16-механизм-роторға беріледі. Ол қашау-1 жалғанған бұрғыдау тізбегін айналдырады. Бұрғылау тізбегі жетек құбырдан-15 және оған арнайы аударғыш-6 арқылы бұралған бұрғылау құбырларынан-5 тұрады. Түптік қозғалтқышпен бұрғылау тәсілінде қашау-1 түптік қозғалтқыштың ішіндегі білгіне бұралады, ал бұрғылау тізбегі қозғалтқыштың тұрқысына-2 жалғанған. Қозғалтқышты жұмысқа қосқанда оның білігі оған жалғанған қашаумен бірге айналады. Бірақ, бұрғылау тізбегі ротормен бірге айналмайды, ол тек қана түптік қозғалтқыштың қуатымен айналады.

2- сурет. Мұнай және газ ұңғыларын айналмалы тәсілде бұрғылау қондырғысының схемасы

Яғни, роторлы  бұрғылау тәсіленде қашаудың жыныс  ішіне енуі ұңғының өс бойымен бұрғылау тізбегінің айналып қозғалуынан болады, ал түптік қозғалтқышпен бұрғыланғанда – бұрғылау тізбегі айналмайды. Айналмалы бұрғылаудың роторлы немесе турбобұрғы өзіндік ерекшілігінің бірі, скважина сумен немесе арнайы дайындалған сұйықпен қашау тесігі арқылы түпте барлық жұмыс жасаған уақытында үзілмей үнемі жуумен болады.

Бұл қозғалтқыш-21 арқылы жұмысқа қосылатын екі (кейде  бір немесе үш) бұрғылау сорабы-20-дан, құбыр-19-бен бағана құбыр-17-ге жуу сұйықтарын айдайды. Бағана мұнараның оң бұрышында жапсырылған. Әрі иілмелі шланг-14 арқылы ұршық (вертлюг)-10-ға түсіп, бұрғылау тізбегі арқылы түптегі қашауға қарай бағытталады. Жуу сұйығы қашауға жетіп, ондағы тесіктер арқылы қысыммен ұңғы оқпаны мен бұрғылау тізбегі арасындағы кеңістікпен, қазылған жыныстарды бірге алып сағаға көтеріледі. Мұнда науа жүйесі-18 және тазарту механизмдерінде (суретте көрсетілмеген) жуу сұйықтары қазылған жыныстардан тазартылып, одан кейін бұрғылау сораптарының қабылдау ыдыстарына-22 барып, қайтадан ұңғыға айдалады.

Ұңғыны тереңдеткен сайын, бұрғылау тізбегі, кронблоктан, (суретте көрсетілмеген) тәл блогынан-12, ілмектен-10, және тәл арқанынан-11, тұратын полистпас жүйесіне іліп қойған түрінде ұңғыға түсіріледі. Жетек құбыр-15, ротор-16 ішіне түгел өне бойымен кіргенде, шығы-8-ді жұмысқа қосып бұрғылау тізбегін жетек құбырдың-15 ұзындығындай қылып көтеріп, элеватор мен ұстауыш сына арқылы оны роторға отырғызып қояды. Одан кейін жетек құбырды-15 ұршықпен-10 қоса бұрап алып, ротордың жанынан, мұнараның оң жағында алдын ала көлбей қазып дайындап қойған шурфқа (оның тереңдігі жетек құбырдың ұзындығымен бірдей) отырғызады. Осыдан кейін бұрғылау құбырын екеуден немесе үш қосақтап қосқан бұрғылау құбырларын свеча дейді. (Бір бұрғылау құбырының ұзындығы 12,5 м.). Свечаның ұзындығы 25 немесе 37,5 м. болады. ол бұрғылау мұнарасының биіктігіне байланысты (мұнара биіктігі 41 м, болса,свеча ұзындығы 25 м., биіктік 53 м. болса, свеча -37,5 м.). Өйткені, ұңғыны бұрғылаған кезде бұрғылау тізбектерін түсіріп-көтеріп тұру керек. Көтерген бұрғылау тізбектерін секциялап (свечалап) ротор столының үстіне текшелеп орналастыру керек. Сондықтан секцияның (свечаның) төменгі жағын столға тіресек, ал жағарғы басын мұнараның столдан жоғары қарай 25 және 37,5 м. Жерде (жоғарыда айтылғандай, мұнараның биіктігіне байланысты деп) «верховой» деп аталатын алаң бар. Соған тіреп қоямыз. 37,5 м. Свечаны пайдаланып бұрғылайтын ұңғының тереңдігі 3000 м.-ден асқанда қолданылады. Үйткені 25 м. свечаның орнына 37,5 м. Свечаны қолдансақ, онда бұрғыланған кезде түсіру-көтеру уақытын үнемдейміз.

Ұңғыны бұрғылау үшін шурфқа отырғызылған жетек құбырмен-15, ұршық-10-ды шығарып алып, элеваторға тіреліп тұрған бұрғылау тізбегіне бұрап кіргізіп, қашауды түпке түсіреміз.

Тозған қашауды  ауыстыру үшін, барлық жіберген құбырлар тізбегін сағаға көтеріп, жаңа қашауға  ауыстырғаннан кейін қайтадан ұңғыға жібереді. Түсіру-көтеру жұмыстарын полиспат жүйесі арқылы іске асыруға болады. Шығырдың-8 барабаны айналған, тәл арқаны-11, барабанға оралып немесе тарқатылып тұрады. Сол арқылы тәл блогы мен ілмектің түсіп-көтерілуі қамтамасыз етіледі. Тәл блок пен ілмекке сырға (штроп) мен элеватор арқылы түсіп-көтеріліп тұратын бұрғылау тізбегі, қажет болса іліп қояды.

Бұрғылау тізбегін көтерген кезде оларды секцияға (свечаға) бөліп текшелеп бұрғышының қасындағы тақтаға (подсвечник) орналастырады. Свечаны немен ұстататынын жоғарыда келтірдік. Түсіру операциясы кезінде бұрғылау аспабы мына ретпен жүзеге асырылады: қашау – түптік қозғалтқыш – бұрғылау құбыр – жетек құбыр.

Бұрғылау қашаулары

Тау жыныстарын бұзушы аспаптар негізгі атқаратын  міндеттеріне қарай үш топқа бөлінеді:

1) ұңғы түбін тұтастай бұрғылауға арналған қашаулар;

2) ұңғы түбін айналдыра бұрғылап, тау жыныстары үлгісін керн алу үшін қолданылатын бұрғы ұштары, коронкалар;

3) қосалқы аспаптар, найза тәрізді қашаулар, фрезерлер,  калибраторлар, кеңейткіштер.

Бірінші және екінші топ аспаптарын жасақтарының тау  жыныстарына әсер ету өзгешеліктеріне  қарай төрт шағын топқа бөледі: кесіпуатушы (РС), қажап-кесуші (ИР), үгіп-уатушы және үгу арқылы әсер етуші.

Кесіп-уатушы, қажап-кесуші аспаптар түрлерінің құрал-жабдықтары берік материалдардан кескіш немесе секторлар түрінде жасалады. Үгіп-уату арқылы әсер етуші аспаптардың құрал-жабдықтары шарошкаларға индикатор түрінде орналастырылған.

Бірінші, екінші және үшінші топ аспаптары мұнай  және газ ұңғыларын бұрғылауда кеңінен қолданылады.

Ұңғыларды аяқтау

Ұнғыны бұрғылау және оны пайдалануға өткізу аралығында бірқатар жұмыстар жүргізіледі. Олар:

1) өнімді қабатты  бұрғылау;

2) өнімді қабатты  зерттеу;

3) ұңғы түбіндегі бөлігінің конструкциясын таңдап алу;

4) ұңғы сағасын жабдықтау;

5) пайдалану  тізбегін өнімді қабатпен қатынастыру  (перфорация);

6) өнімді қабаттан мұнай  немесе газды шақыру және ұңғыны пайдалануға өткізу.

Бұл аталған жұмыстардың  дұрыс орындалуына ұңғы шығымы, оның тиімділігін, сонымен қатар пайдалану барысындағы жөндеу аралық кезеңмен тікелей байланысты.

Өнімді қабатты бұрғылау. Ұңғыны игеру және пайдалану барысында жаңа жағдай тұрғызу үшін бұрғылау кезінде мұнай немесе қабаттарының коллекторлық қасиеттерін мүмкіндігінше бұзбауға тырысу қажет. Сонда ғана өнімді қабаттар бұрғылаудан кейін табиғи күйінде қалып, одан мұнайгаз өнімдерін мүмкіндігінше көп алуға болады. Өнімді қабаттарды ашар алдында оның коллекторлық қасиеттерін бұзу себептері мұқият анықталуы тиіс.

Қабат өнімділігін төмендету  себептері көп және олар жеткілікті анықтала қойған жоқ. Солардың бірі қабатқа  бөтен сұйықтар мен бұрғыланған  тау жыныстары бөлшектерінің енуі.

Ұңғыны бұрғылау барысында жуу сұйығы ұңғы ішіндегі гидростатикалық қысым қабат қысымынан жоғары болатындай етіп алынады. Су негізді жуу сұйықтары қолданған жағдайларда, су қабатқа сүзіліп өтеді. Сүзіліп өтетін судың көлемі жуу сұйығының су беру қасиетіне, қабаттың жарықшақтылық дәрежесіне және гидростатикалық қысым мен қабат қысымдарының айырмашылығына байланысты.

Судың ұңғы түбінің өткізгіштігі мен ұңғыны пайдалану үрдісіндегі зияндылығы көптеген зерттулер арқылы анықталады.

Судың өтуі арқылы ұңғы түбінің өткізгіштік қасиетінің төмендеу себептері бірнеше. Солардың бірі қабат қуысындағы капиллярлық қысымның әсері. Ол сүзіліп өткен су әсерінен байқалады. Лаплас заңы бойынша капиллярлық қысым беттік тарау күшіне тура пропорционалды және капилляр радиусына кері пропорционалды.

Қабаттан суды ығыстырып  шығару барысында қабат қысымынан  төмен қысым қажет. Бірақ қысым  түсіргеннен бірінші судан кең  кеуек арналары босайды да, ал тар  кеуектерде су қалып қояды. Мұнай  кедергісі аз арналар судан босаған  кең кеуек арналары бойынша қозғалады да, тар арналар мұнай ағып өту үшін жабық қалады. Ұңғы төңерегінде қабат арналары арқылы мұнайдың өтуіне кедергі болатын өзінше су кедергісі пайда болады.

Ұңғы түбінің өткізгіштігінің төмендеу себептерінің келесі түрі қабатқа су ену салдарынан өнімді қабаттардағы сазбалшық бөлшектерінің ісінуі.

Қабат өткізгішінің үшінші төмендеу себебі қабатқа жуу сұйығының сүзіліп өту салдарынан шөгінділердің пайда болуы. Бұл қабат суларымен сүзіліп өткен судағы ергіш тұздардың өзара әрекеттері салдарынан болады. Шөгінділер өнімді қабаттардағы кеуектерді бітеп, оның коллекторлық қасиетін нашарлатады.

Өнімді қабат коллекторлық қасиетін төмендетуші себептердің  барлығын түзету мүмкін емес. Бірақ  олардың қабатқа кері әсерін төменгі  шараларды қолдану арқылы азайтуға болады:

1. Өнімді қабатты бұрғылау  кезінде қабатқа ері қысымды  мүмкіндігінше азайту қажет.

2. Өнімді қабатты бұрғылау, зерттеу, пайдалану тізбегін түсіру, цементтеу алдын-ала жасалған  жоспар бойынша тез жүргізілуі  қажет.

3. Өнімді қабаттарды ашуда су бергіштігі төмен жоғары сапалы сазбалшық ертінділері немесе көмірсутек негізді жуу сұйықтардан қолдану қажет.

Өнімді қабатты  зерттеу. Өнімді қабат коллекторлық қасиеті, орналасу жағдайы, пайдалану сапасы, зерттеу жұмыстарын жүргізгеннен кейін анықталуы мүмкін.

Пайдалану ұңғыларында өнімді қабаттарды бұрғылауда, бұрғыланылған тау жыныстары шламын, геофизикалық зерттеулер нәтижелерін қолдану жеткілікті. Барлау ұңғыларында өнімді қабат жетік зерттеледі, сондықтанда жүргізілетін зерттеу жұмыстары көп.

Барлау ұңғыларында өнімді қабат тек колонкалық қашаулармен бұрғыланады. Бұл алынған керн материалдары бойынша қабаттың орналасу жағдайы, литологиялық және физикалық сипаттамаларынан толық мәліметтер алуға мүмкіндік береді. Өнімді қабат бұрғыланып болғаннан кейін ұңғыда толық геофизикалық зерттеу жұмыстары жүргізіледі. .Дегенмен, геологиялык және геофизикалық зерттеу әдістері өнімді кешендерден өндірістік маңызын анықтауға мүмкіндік бермейді, өйткені ол кезде қабаттың мұнай бергіштігі жөнінде толық мәліметтер болмайды. Тек арнайы сынауыш аспаптар көмегімен жүргізілетін сынау аралықтарын таңдап алуға мүмкіндік береді.

Ұңғы түбінің конструкцияcын тандап алу – қабаттың литологиялық физикалық қасиеттеріне, орналасу орнына, өніміді қабаттан жоғары немесе төмен сулы қабаттардың орналасуына басқада көптеген факторларға байланысты іске асырылады. Бұрғылау практикасында ұңғы түбінің төмендегідей конструкциялары қолданылады.

1) Ұңғыны өнімді қабат жабынына дейін бұрғылап пайдалану тізбегін түсіріп цементтейді.

1- сурет. Ұңғы түбінің конструкциясы

1 -  пайдалану  тізбегі; 2 – цемент ерітіндісі; 3 – сүзгі-хвостовик;

4 – сүзгі пайдалану  тізбегінің жалғасы; 5 – манжет  отырғызу орны;

6 – сальник.

Содан кейін  цементтеу тығынын тірек сақинасы бұрғыланады да, ұңғы өнімді қабат табанына дейін тереңдетіледі. Егер қабат тұрақты тау жыныстарынан тұратын болса, ұңғы оқпанын ашық қалдырған жөн (1, а сурет). Егер қабат борпылдақ тау жыныстарынан құралса, пайдалану тізбегіне құм кірмес үшін өнімді қабатқа қарсы сүзгі қойылады, 1, б суретте пайдалану тізбегінің төменгі шетіне ұсынылатын сүзгі-хвостовикті пайдалану көрсетілген. Кейде сүзгінің басқа түрі қолданылады (1, в сурет).

2 сурет. Пайдалану тізбегі цементтелінген ұңғы түбінің конструкциясы.

1 –  мұнайлы қабат; 2 – газды қабат; 3 – сулы қабат;

4 –  пайдалану тізбегі; 5 – сүзгі –  хвостовик; 6 – пакер; 

7 –  перфорацияланған тесіктер.

Бұл жақпайда онімді қабат, одан жоғары аралықта бұрғыланған  қашау диаметрімен бұрғыланадыда, пайдалану тізбегі сүзгімен түсіріліп, қабат жабынынан жоғары манжеттік тәсілмен цементтелінеді. Екі жағдайда (1, б, в сурет) метал-керамика, құм-пластмасса немесе іріқұмдақ сүзгілер қолданылуы мүмкін.

Бұл аталған  ұңғы түбінің конструкциялары өнімді қабаттан жоғары және төмен сулы қабаттар кездесетін жағдайларда қолданылады.

2) Ұңғы өнімді қабат табанынан біраз төмен бұрғыланып, пайдалану тізбегін түсіреді де, бір немесе екі сатылы тәсілмен цементтейді. Цемент ерітіндісі қатқаннан кейін өнімді қабат тұсынан  перфорациялап, қабат пен пайдалану тізбегін жалғастырады (2, а сурет). Кейде пайдалану тізбегіне құм түспейтіндей етіп сүзгі орнатады (2,  сурет). Бұл келтірілген ұңғы түбінің конструкциясы мұнайлы құмдар саз балшықтармен және сулы қабаттармен қабаттасып орналасқан, әр өнімді қабаттан жоғары не төмен сулы қабаттар кездескен жағдайларда қолданылады.