فرهنگ و تاريخ | سرگرمي | نيازمنديها | مذهبي | اقتصادي | خانواده و اجتماع | هنر | اخبار | ورزش | کامپيوتر | گردشگري | صنعت و دانشگاه | صفحه اصلي

صفحه اول بخش شيمي
دانشگاه ها و اساتيد شيمي
آموزش علوم رشته شيمي
آموزش نرم افزارهاي شيمي
آموزش آزمايشهاي شيمي
پروژه هاي تحقيقاتي شيمي
مراکز تحقيقاتي شيمي
معرفي متخصصين شيمي
بانک مقالات رشته شيمي
رده بندي سايتهاي شيمي
پايان نامه هاي دانشجويي
مجلات و نشريات شيمي
گالري عکسهاي شيمي
 
 

عنوان: روشهاي استخراج نفت

نويسنده: احمد ديانت

منبع اطلاعاتي: dianat124. blogsky.com            تاريخ نگارش: 30/04/1387

عکس
 

 

گالري تصاوير

 

- - - - -

   
 
 

پس از عمليات حفر چاه و رسيدن به مخزن نفت ، به دليل فشار زياد موجود در مخزن ، جريان نفت به سوي دهانه خروجي چاه سرازير مي شود. اين مرحله از استخراج که عامل آن فشار داخل خود مخزن است به بازيافت اوليه نفت موسوم است. در برداشت اوليه نفت ، از انرژي خود مخزن براي توليد نفت استفاده مي شود. البته اين بدان معنا نيست که اگر نفت خود به خود به سطح زمين نيايد ، برداشت اوليه وجود نخواهد داشت ،بلکه وقتي از پمپ براي بالا آوردن نفت استفاده ميکنيم، در واقع هنوز در مرحله اول برداشت نفـــــــت قرار داريم. در اين مرحله انرژي خاصي وارد مخزن نمي شود. با افزايش توليد و کاهش فشار ، سرعت توليد نيز کاهش مي يابد تا اينکه فشار به حدي ميرسد که ديگر نفت خارج نمي شود. در اين مرحله ممکن است ار 30 تا 50 درصد کل نفت مخزن استخراج شود. علاوه بر فشار مخزن عوامل ديگري منند خواص سنگ مخزن و ميزان تخلخل آنها و همچنين دماي مخازن نيز در ميزان توليد مؤثرند.
به عنوان مثال ، کل نفت مخازن آمريکا حدود109*400 بشکه بوده است که تا سال 1970 حدود 109*100 بشکه آن توسط روشهاي اوليه استخراج شده اند. البته هر چه ميزان گاز آزاد در مخزن بيشتر باشد مقدار توليد نفت توسط اين روش بيشتر است ، زيرا تغييرات حجم گاز در مقابل تغيير فشار بسيار زياد است. به عنوان مثال در ايالت پنسيلوانياي آمريکا به دليل پايين بودن نفوذپذيري (کمتر از 50 ميلي دارسي) و انرژي کم مخزن که ناشي از پايين بودن مقدار گاز طبيعي آزاد است ، ميزان نفت استخراج شده با روشهاي اوليه بين 5 تا 25 درصد کل نفت بوده است و به همين دليل در اين ايالت روشهاي مرحله دوم از سال 1900 شروع شده است.
 

 تزريق آب و گاز به مخازن:

وقتي مخزن تخليه شد و ما نتوانستيم نفت را حتي با پمپاژ از مخزن به چاه و از چاه به سطح زمين انتقال دهيم ،در اين صورت استفاده از روش EOR از نوع بازيافت ثانويه شروع ميشود که براي استفاده از اين روش ، امروزه در دنيا روش تزريق آب مرسوم است. در اين روش از چاه تزريقي ،آب به مخزن تزريق ميشود و از چاه بهره برداري ،نفت مورد بهره برداري قرار مي گيرد. در اين روش ،ما با تزريق سيال در سيستم مداخله ميکنيم و سيال تزريقي ،نفت را به طرف چاه توليدي هدايت ميکند. البته به جاي آب ،ميتوان گاز نيز تزريق کرد که به آن فرايند تزريق گاز مي گويند. بايد توجه داشت که استفاده از اين دو روش تزريقي با تزريق آب يا گازي که به منظور حفظ و نگهداري فشار مخزن انجام ميگيرد متفاوت است. چرا که در تزريق آب و گاز براي حفظ فشار مخزن ، سيال تزريقي باعث حرکت نفت نمي شود ،بلکه از افت سريع فشار مخزن در اثر بهره برداري جلوگيري مي کند.
در حالت ثانويه برداشت زماني فرا ميرسد که ، ما ضمن تزريق آب به مخزن ،در چاه توليدي با توليد آب مواجه مي شويم. در اين حالت ، چون نسبت آب به نفت زياد ميشود و توليد در اين صورت بازده اقتصادي ندارد ،بايد از روش ديگر براي افزايش برداشت بهره بگيريم. اگر تزريق آب را متوقف کنيم و از فرايند هاي ديگري نظير تزريق گاز CO2 استفاده کنيم. از روشهاي مؤثر در مرحله دوم يکي سيلابزني آبي و ديگري سيلابزني گازي يا تزريق گاز است.
در روش سيلابزني آبي ، آب با فشار زياد در چاههاي اطراف چاه توليد نفت وارد مخزن شده و نيروي محرکه لازم راي استخراج نفت را به وجود مي آورد. معمولا در اطراف هر چاه نفت چهار چاه براي تزريق آب وجود دارد. در روش سيلابزني گازي ، گاز (مانند گاز طبيعي ) با فشار زياد به جاي آب وارد مخزن شده و نفت را به طرف چاه خروجي به جريان مي اندازد. در کشور ونزوئلا حدود 50% گاز طبيعي توليد شده دوباره به چاههاي نفت براي استخراج در مرحله دوم برگردانده مي شود. نحوه تزريق گاز شبيه تزريق آب به صورت چاههاي پنجگانه است. در مواردي که گرانروي نفت خيلي بالا باشد از تزريق بخار آب براي استخراج مرحله دوم استفاده ميشود. تزريق بخار آب ، دما را افزايش و گرانروي را کاهش ميدهد. در اين روش که از بخار آب به جاي آب استفاده ميشود ، با کاهش گرانروي نفت ، جريان آن راحت تر صورت گرفته و سرعت توليد بالا مي رود.
 

 تزريق محلول مايسلار:

پس از استخراج به کمک روشهاي مرحله دوم هنوز هم حدود 30 الي 50 درصد نفت ميتواند به صورت اسنخراج نشده در مخزن باقي بماند. در اينجاست که استخراج نفت به کمک روش مرحله سوم صورت گيرد. يکي از روشهاي مرحله سوم ، تزريق محلول مايسلار (micellar solution) است که پس از تزريق آن ، محلولهاي پليمري به عنوان محلولهاي بافر به چاه تزريق مي شود. در آمريکا ممکن است روشهاي استفاده از محلولهاي مايسلار تا 50 درصد کل روشهاي مرحله سوم را شامل شود. محلول مايسلار مخلوطي از آب ، مواد فعال سطحي ، نفت و نمک است. در روشهاي جديد تهيه محلول مايسلار ، نفت ، نمک و مواد کمکي فعال سطحي حذف گرديده اند. محلولهاي مايسلار نيروي تنش سطحي بين آب و نفت را تا حدود dyne/cm 001/0 يا کمتر از آن کاهش ميدهد.
گرانروي محلول پليمري حدود 2 تا 5 برابر گرانروي نفـــــــــــت است. غلظت پليمر حدود ppm1000 مي باشد. در حال حاضر از پلي اکريميد ها و زيست پليمر ها به عنوان پليمر در محلول بافر استفاده مي شود. مواد فعال سطحي معمولا سولفوناتهاي نفتي سديم هستند و از لحاظ خواص و ساختار شيميايي شبيه شوينده ها مي باشند. از الکلها براي مواد کمکي فعال سطحي استفاده مي شود. هزينه تهيه محلولهاي مايسلار براي توليد هر بشکه نفت در سال 1975 حدود 5/1 دلار آمريکا بوده است.
يکي ديگر از روشهاي مرحله سوم ، روش احتراق زير زميني است. طي اين روش اکسيژن موجود در هوا در زير زمين با هيدروکربنها مي سوزد و مقداري انري و گاز توليد شده ، فشار مخزن بالا ميرود. گرما همچنين گرانروي را کاهش داده و جريان نفت راحتتر صورت ميگيرد. يک روش ديگر مرحله سوم که اخيرا مورد توجه قرار گرفته است ، روش تزريق گاز کربن دي اکسيد مي باشد که جزئي از روش جابجايي امتزاج پذير است. گاز کربن دي اکسيد بسيار ارزان بوده ، در نفت نيز حل ميشودو گرانروي ان را کاهش مي دهد. از روشهاي ديگر مررحله سوم انفجار هاي هسته اي در زير زمين است که اين انفجار ها شکاف مصنوعي در سنگها به وجود مي آورد و جريان نفت را ساده تر ميکند. به اين گونه فراينـــــد ه ، مرحله سوم برداشت نف‍ــت (Tertiary Oil Recovery) مي گويند.


گفتني است که مراحل برداشت نفت را به گونه اي ديگر ميتوان تقسيم بندي کرد ، يعني به جاي اينکه بگوئيم مرحله اول ،دوم يا سوم ، مي توانيم بگوييم Primary Recovery ، مرحـله Improved Oil Recovery يا IOR و مرحله EOR يا Enhanced Oil Recovery.
برداشت بهبود يافته يا IOR فرايندي است که براي تعديل کردن تکنولوژي هاي مورد استفاده براي افزايش برداشت بکار ميرود. حال اين فرايند مي تواند در مرحله اول توليد انجام شود يا در مراحل دوم و سوم. تکنولوژي هايي چون حفاري افقي يا مشبک کاري انتخابي و يا تزريق ژل در جا (Insitu gelation) از نوع IOR ميباشند.
بنابراين در IOR فرايند توليـد عوض نميشود ، بلکه تکنولوژي به گونه اي تعديل مي شود که با همان فرايند قبلي ،نفت بيشتري از مخزن توليد مي گردد. در حالي که ازدياد برداشت يا EOR به فرايندي اطلاق مي شود که در آن سعي ميشود تا ميزان درصد اشباع نفت باقيمانده تا آنجا که ممکن است پايين بيايد و نفت باقيمانده در مخزن به حداقل ممکن برسد. فرايند هايي چون سيلابزني شيميايي ، تزريق CO2 و احتراق درجا از اين قبيل ميباشند. بعد از عمليات تزريق آب ميتوان فرايند را تغيير داد. روش ديگري اين است که عمليات تزريق آب را تعديل کنيم. بدين منظور در لايه هاي با خاصيت گذر دهي متفاوت ، آب وارد لايه هاي با خاصيت گذردهي بالا شده و به سمت چاه توليدي هدايت ميگردد ، لذا بايد کاري کرد که اين لايه ها بسته شوند. اين کار با تزريق ژل در لايه هاي مورد نظر صورت مي گيرد. فرايند جابه جايي امتزاجي (Miscible Displacement) به معني بازيافت نفت به وسيله تزريق ماده اي است که با نفت قابل امتزاج باشد. در جابه جايي مذکور سطح تماس نفت و ماده تزريق شده از بين مي رود و جابه جايي بصورت حرکت تک فازي انجام ميشود. در صورتي که شرايط از هر لحاظ براي امتزاج ماده تزريق شده و نفت فراهم باشدبازيافت چنين فرايندي در مناطق جاروب شده 100% ميباشد.
گاز تزريقي داراي ويسکوزيته کمتر نسبت به نفت مخزن است و در نتيجه تحرک بيشتري نسبت به آن دارد. اين خاصيت گاز تزريقي ،يکي از دلايل امکان امتزاج آن با نفت مخزن است ، زيرا تحرک زياد گاز نسبت به نفت باعث مي شود که گاز در مراحل مختلفي با نفت تماس پيدا کرده و در نهايت حالت امتـزاج بين نفت مخزن و گاز تزريقي حاصل ايد.
مسئله اي که از تحرک زيــاد گاز ناشي مي شود اين است که گاز تمايل به Fingering و Channeling پيدا ميکند و در نتيجه مناطقي از مخزن به وسيله گاز جاروب نمي گردد و لذا اين امر باعث پايين آمدن Recovery Factor در جابه جايي امتزاجي ميشود
 

 

 

 

 

گروه علمي فدک

کليه مطالب ارسالي با نام اشخاص و ذکر منبع در اين سايت درج مي شود

راهنما  |  آمار سايت  |  درباره ما  |  تماس با ما  |  نظر خواهي  | آرشيو  |  عضويت در سايت