نفت

[محمــد 4415]

● مقدمه و اصطلاحات مربوط به میادین نفتی نفت خام

 

 

حجم نفت موجود در مخزن میدان: ساختمان زمین شناسی که دارای یک یا چند سازند نفتی، گاز و یا هر دو باشد.

 

▪ ســـــازند: کلمه سازند مترادف کلمه Formation به معنی یک یا مجموعه چند لایه رسوبی که دارای سن و رخساره سنگی مشخص می باشد و در صورت وجود هیدروکربن، مخزن نامیده می شود.

 

▪ مخازن تولیدی: مخازن توسعه یافته و یا در حال توسعه که فعالیت تولیدی داشته یا دارند و یا آماده بهره برداری می باشند.

 

▪ مخازن توسعه نیافته: مخازن کشف شده که تاکنون فعالیت تولیدی نداشته اند.

 

▪ تولید انباشتی: کل تولید انباشتی از آغاز بهره برداری از مخزن تا پایان سال مورد نظر.

 

▪ بازیافت اولیه: مقدار نفتی که از طریق تخلیه طبیعی مخازن نفتی قابل برداشت خواهد بود، بازیافت (ذخیره) اولیه نامیده می شود.

 

▪ بازیافت ثانویه: مقدار نفتی که اضافه بر بازیافت اولیه به کمک تزریق سیال (گاز و آب) قابل تولید خواهد بود بازیافت (ذخیره) ثانویه گفته می شود. مقدار نفتی که از بازدهی ثانویه بدست خواهد آمد بستگی به مکانیسم تولید اولیه، طبیعت سنگ مخزن، گستردگی شکافها، زمان تزریق و نوع سیالات قابل تزریق دارد.

 

▪ ضریب بازیافت: میزان بازیافت هر میدان نسبت به نفت خام در جای اولیه می باشد. ضریب بازیافت میدانهای نفتی به شرایط فیزیکی سنگ مخزن، نوع سیال، فشار، درجه حرارت، مکانیسم طبیعی تولید و نحوه بهره برداری در طول زمان بستگی دارد.

 

به طور کلی ضریب بازیافت اولیه میادین نفتی بین ۵ تا ۲۵ درصد ذخیره در جای اولیه آنها می باشد ولی با بکار گیری روشهای جدید در بیشتر موارد میزان بازیافت میادین به بیش از ۵۰ درصد افزایش یافته است. در حال حاضر میانگین بازیافت مخازن ایران بین ۱۷ تا ۲۵ درصد گزارش شده است.

 

▪ تزریق سیال: به منظور افزایش ضریب بازیافت نهائی هر میدان و همچنین جلوگیری از افت فشار و افزایش فشار، تزریق سیال در مخازن نفتی صورت می پذیرد. در گذشته به دلیل عدم بهره برداری صحیح از میادین نفتی کشور، فشار مخازن کاهش یافته که این امر باعث هرز روی نفت خام و در نتیجه کاهش میزان بازدهی نفت خام گردیده است.

 

● منابع نفتی ایران ذخایر دریایی :

 

▪ دریای خزر خلیج فارس و دریای عمان ذخایر خشکی :

 

حوزه های شمالی حوزه های مرکزی حوزه های جنوبی نفت مملکتی که نفت دارد ن، امپراتوری را دارا خواهد بود : امپراتوری دریاها به وسیله ی موارد سنگین نفت (مازوت و گازوئیل )، امپراتوری آسمان ها به وسیله مواد سبک نفتی (بنزین هواپیما ها و ...) ، امپراتوری خشکی به واسطه ی بنزین و نفت و امپراتوری دنیا به وسیله ی قدرت مالی که بستگی به ماده ای حیاتی دارد که قیمتی تر و مهم تر از طلا بر روی زمین است . نفت ، زندگی افراد و اقتصاد کشورها را دگرگون کرده است .

 

ـ کشف نفت ایجاد ثروت می کند : در مناطقی که زمانی فقط بیابان بود شهرهای پیشرفته صنعتی یکی پس از دیگری احداث می شود و در مراکز عمده بیکاری، مشاغل تازه ایجاد می گردد. چنانکه بحران های نفتی دهه ۷۰ در دو مورد نشان داد ، امروز نفت یکی از مسائل اساس سیاست دنیاست . مسائلی از قبیل عرضه و تقاضای نفت ، بهای نفت ، مواد جایگزین نفت ، و بالاخره نحو ه بهره برداری صرفه جویانه از "نیرو)،همواره مورد بحث و بررسی است . دولتها بخشی از درآمد های خود را با مالیات های دریافتی از تولید نفت خام و فروش فر آورده های نفتی تامین می کنند. بندرت اتفاق مسی افتد که موضوع در صدر اخبار نباشد. ما در این جزوه شرح خواهیم داد که نفت از کجا بدست می آید ، چگونه تولید می شود و تبدیل به هزاران فرآورده ی سودمند می گردد و یا کدام وسائل برای استفاده میلیونها مصرف کننده به اطراف جهان حمل می شود .

 

همچنین اقداماتی را که به منظور احتراز از صدمه زدن به محیط زیست در اثر عملیات نفتی به عمل آ مده است شرح خواهیم داد و سرانجام به دو نکته دیگر که اهمیت آنها کم نیست خواهیم پرداخت . چرا نفت نقش چنین قاطعی را در اقتصاد جهان بخود تخصیص داده .

 

ـ دور نمای نفت به عنوان یک منبع نیرو در آینده چه خواهد بود نفت چیست : نفت مخلوطی است از ئیدروکربن های جامد . مایع و گاز که از تجزیه شدن پیکر مرده ی جانداران تک سلولی . که میلیونها سال پیش می زیسته اند ، بوجود آمده است . در جستجوی نفت نفت ، آمیخته ای است از مواد شیمیایی آلی ، عمدتا از بقایای گیاهان و جانوران خرد و ریزی که میلیونها سال پیش در دریا می زیسته اند . شرایط و حالات ویژه و زمانهای بسیار دراز لازم بوده است تا این بقایا در معرض تغییر و تبدیل های پیچیده شیمیایی قرار گیرند و نتیجتا نفت و گاز ایجاد شود .

 

گاه این توده مواد به نحوی در یک نقطه متمرکز می شود که انسان بتواند جای آن را کشف و از آن بهره برداری کند. اکتشاف نفت حدود یکصد سال پیش آغاز شد . بدین ترتیب که در نزدیک نقاطی که تراوش نفت در سطح زمین نشانه وجود نفت در زیرزمین بود افراد اقدام به حفاری کردند.

 

امروزه روشهای بسیار پیشرفته ترین – از قبیل "لرزه اندازی " و شکل برداری با اقمار مصنوعی برای ردیابی نفت بکار برده می شود کامپیوتر های قوی زمین شناسان را در عملیات اکتشاف یاری میدهد ولی البته در آخرین مرحله همان سر مته حفاری است که وجود یا عدم وجود نفت را در زیرزمین نشان می دهد .

 

میلیونها سال پیش گیاهان و جانوران خرد و ریزی به نام Phytoplankton و Zooplankton در دریاهای عهد باستان در سطح آب شناور بودند . بقایای اجساد این موجودات بسیار ریز در کف دریا ته نشست می شود و طی میلیونها سال در اختلاط با گل و لجن یک لایه رسوبی آلی تشکیل می داد . ایجاد و تراکم مداوم لایه های بعدی ، لایه قبلی را در اعماق چند هزار متری مدفون می کرد و آن ها را تبدیل به جسم سخت تخته سنگ مانندی می نمود که بعدها منبع گشت . هر چه عمق این "تدفین " بیشتر می شد حرارت افزایش می یافت .

 

در چنین حال و وضعی در طول مدت های بسیار دراز ماده آلی اصلی تغییر می کرد و تبدیل به عنصر ساده تری میشد به نام "هیدروکربن " _یعنی ترکیب هیدروژن و کربن . نتیجه نهایی این عملیات ، نفت بود که عبارت است از آمیخته پیچیده ای از هیدروکربن های مختلف . نفت به طور طبیعی رو به بالا جریان دارد و فشار آن بتدریج کاسته می شود . هرجا امکان داشته باشد ، به سطح زمین نزدیک می شود و به روی زمین تراوش میکند .

 

از بخت خوش دنیای عصر ما، قسمتی از این ماده در سر راه به "دام "افتاده تبدیل به مخزن زیرزمینی نفت می شود. مخزن نفت بر خلاف تصور عامه یک دریاچه وسیع زیرزمینی نیست ، بلکه غالبا شبیه یک تخته سنگ است که اگر از نزدیک بنگریم یک رشته خلا یا منفذ بسیار ریز در آن خواهیم دید .نفت با حرکت از یک خلا به خلا دیگر، و گاه با جاری شدن در لا به لای ترک خوردگی ها ، آهسته رو به بالا حرکت می کند و در مسیر این حرکات سر بالا ، همین که به یک لایه بی درز و نفوذ ناپذیر رسید به ناچار متوقف میشود و به سوی منافذ تخته سنگ مخزن دار میرود .

 

و بدین ترتیب یک نقطه تراکم نفت شکل می گیرد. از صدها سال پیش نفت حاصله از تراورشها به شکل "قیر "برای سوخت ، درز گیری کشتیهای چوبی و حتی داروسازی بکار می رفته است ، ولی اقدام جدی برای حفاری نفت فقط در نیمه قرن نوزدهم صورت گرفت .

 

در پنسیلوانیا (ایالات متحده آمریکا) در عمق ۲۱ متری زمین به نفت رسید . بعدها دیگران این کار را دنبال کردند . نخست در ایالات متحده آمریکا ، سپس در آمریکایی جنوبی ، روسیه ، خاور دور و سر انجام خاورمیانه .

 

شرکتهای متعدد برای تولید ، حمل و فروش این ماده جدید تشکیل شد . امروز در همه قاره ها بجز قطب جنوب ، معدن نفت کشف شده است . در آغاز ، جستجوی برای نفت غالبا تابع اتفاق تصادف بود . صرف نظر از نقاطی که نفت به سطح زمین تراوش میکرد ، در بسیاری از نقاط بدون وجود نشانه یا قرینه معتبری چاه زده می شد که غالبا به نتیجه مثبت نمی رسید . در عصر ما عملیات اکتشاف نفت شکل کاملا علمی بخود گرفته ولی حتی با تکنولوژی مدرن و آزمودگی و کاردانی متخصصین منابع زیرزمینی و زمین شناسان ، عملیات نفت جویی کماکان دستخوش شک و تردید است .

 

در عملیات کشف نفت با زمینی درگیر هستیم که تاریخ پیچیده ای داشته است . دانشمندان میدانند که قسمتهایی از پوسته کره زمین ، که گاه شامل قاره های کامل و اقیانوسها می شود ، در حال جابجایی هستند . وقتی که قاره ها از هم دور شدند ، مناطقی که قبلا خشکی بودند به زیر دریا فرو رفتند و در همین مناطق بود که تخته سنگ های حاوی نفت تشکیل شد . سپس در اثر تصادفهای متعدد ، نیرو ها و فشارهای عظیم باعث ایجاد سلسله جبال شدند ، تخته سنگها را در هم غلطاندند و ساختارهای ییچیده ای تشکیل دادند ، که بعضی از این ساختارها ، مناسب نفت شدند .

 

یکی از معمول ترین اشکال این ساختارها ، معروف به "چین طاقی " است ، که تخته سنگهای آن به شکل گنبد یا طاق در می آید .گاه در مخزن زیر یک "چنین طاقی "، و رای یک لایه بی درز نفوذ ناپذیر ،نفت "حبس "می شود ، و اگر چاهی زده شود که مته آن از این لایه بگذرد و به مخزن برسد ، می توان نفت را به سطح زمین کشاند.

 

هدف اصل و اساس از اکتشاف نفت عبارتست از یافتن نقاطی که احتمال میرود نفت در ساختار های زیرین آن "حبس شده باشد " نخستین وظیفه گروه برسی اینست که با کسب کلیه اطلاعات جغرافیایی و زمین شناسی منطقه مورد بررسی ، نقشه های تفصیلی لازم را تهیه کند این امر غالبا – بویژه در مناطق دور افتاده ای که قبل از آن بندرت عملیات اکتشاف و نقشه برداری انجام گرفته باشد – همراه با عکس برداری های هوایی خواهد بود .

 

امروزه استفاده از "شکل یابی " با ماهواره روز بروز بیشتر می شود . این "شکل یابی " ها با اینکه از فاصله چندین صد کیلومتری آن هم در فضا انجام می گیرد ، می تواند جزییات و مشخصاتی را نشان دهد که از چند متر بزرگتر نیستند .

 

ای "شکل یابی" ها علاوه بر ساختارهای سطح زمین ، اطلاعاتی (که از چشم انسانی پنهان است ) به دست میدهند که با تکمیل و تنظیم آنها می توان تحولات و تغییرات نوع خاک ، مقدار رطوبت ، و سطح گسترش معدنی و گیاهی در زمین را دقیقا تعیین کرد ، و به کمک این ها است که زمین شناسان خواهند توانست خصوصیات زیرزمینی هر منطقه را مشخص نمایند.

 

در مرحله بعد برخی از مناطق برای بررسی دقیقتری انتخاب میشوند .زمین شناسان به مطالعه برون روئی های سنگها می پردازند ، نمونه های سنگها و فسیل های احتمالی درون آنها را تجربه میکنند تا قرینه هایی برای تعیین حاصل و نیز میزان قدمت آنها بدست آورند. سپس به کمک مطالعات ژئوفیزیکی اطلاعات بیشتری بدست می آورند که وضع و حالت تخته سنگهای زیرزمینی را نشان خواهد داد.

 

این بررسی ها از جمله شامل اندازه میدان های جاذبه و مغناطیسی زمین نیز خواهد بود ، زیرا که این اندازه ها با نوع تخته سنگها و سطح گسترش تخته سنگها در پوسته زمین ارتباط دارد . ولی بهر حال امروزه از همه مهمتر همانا بررسی های روش لرزه اندازی است .

 

در این نوع بررسی ، امواج صوتی به درون زمین فرستاده می شود و عکس العمل آنها انواع تخته سنگ موجود در زیرزمین را نشان می دهد . مقدار وقتی که این امواج برای بازگشت به سطح زمین می گیرند اندازه گیری می شود ، و این خود عمق ، محل لایه های تخته سنگی را که در بازگشت صدا موثر بوده اند نشان میدهد . هر چه فاصله بین صداها طولانی تر باشد، عمق تخته سنگ بیشتر است .

 

این بررسی ها ضمنا می تواند جنس تخته سنگهای موجود در زیر سطح زمین را نشان دهد زیرا که تخته سنگهای مختلف ، صداها را باسرعت های متفاوتی پس می فرستند. در مناطق دور افتاده و متروک ، امواج صوتی را میتوان با انفجار دینامیت در چند متری زیرزمین ایجاد کرد. در مناطق پر جمعیت یا مناطقی که از لحاظ حفاظت محیط زیست ایجاد انفجار عملی نباشد ، از کامیون های " لرزان گر" استفاده میشود .

 

روش بررسی لرزه اندازی تنها راه کسب اطلاعات تفصیلی درباره مناطق واقع در زیر آب ، پیش از حفاری است . درگذشته برای لرزه اندازی در دریا دینامیت بکار می رفت ولی امروزه از تفنگ بادی استفاده می شود. این تفنگ ها از طریق پخش حبابهای بزرگ هوای فشرده در زیر سطح آب ، امواج صوتی ایجاد می کنند .

 

ماهرانه ترین و پیچیده ترین نوع بررسیهای لرزه اندازی معروف به سه بعدی است ، بدین ترتیب که لوله های لرزه اندازی بصورت یک شبکه بسیار پیچیده و در هم و بر هم و متراکم ، دقیقا براساس تازه ترین فنون دریانوردی قرار داده می شود ، سپس اطلاعات مربوطه به کامپیوتر های پیشرفته داده می شود که پس از محاسبات لازم ، یک تصویر بسیار دقیق سه بعدی از اشکال و ساختار های زیر سطح مورد بررسی ، بدست خواهد داد .

 

هزینه این عملیات بسیار زیاد است : یک بررسی سه بعدی در حوزه دریایی گاه تا کیلومتر مربعی ۱۵۰۰۰ دلار هزینه در بر خواهد داشت ولی البته بسته به محل و اوضاع و احوال آن خواهد بود . ولی از طرف دیگر حفاری چاه ممکن است میلیونها پوند هزینه داشته باشد و از اینرو زمان و پولی که برای بررسی دقیق صرف گردد سرمایه گذاری عاقلانه ای است که با نشان دادن محل دقیق چاه نفت خطر هدر رفتن سرمایه در راه چاههای بی ثمر را کاهش خواهد داد. حفاری و تولید حفاری برای نفت عمل مهرت آمیزی است که غالبا در زمین های دور افتاده و نامساعد انجام می گیرد .

 

سپس اگر مقدار کشف شده امید بخش و شرایط تجارتی مساعد باشد ، حوزه نفتی تشکیل و تولید محصول آغاز می گردد. در طول مرحله تولید ، اداره و کنترل صحیح مخزن امکان می دهد که نفت موجود به بهترین روش بهره دهی تولید گردد .

 

در سالهای اخیر یافتن و تولید نفت در دریا بیشتر مورد توجه قرار گرفته است زیرا که به برکت پیشرفتهای فنی و مهندسی انجام عملیات حفاری در آبهای عمیق تر و نامساعد تر آسانتر شده است .

 

حفر چاه بوسیله ابزار حفاری نوع چرخنده که بر طبق اصول مته های مخروطی (مته های شتر گلویی )درود گران کار می کند ، انجام می گیرد . وسیله برش ، عبارتست از سر مته ای که دندانه های فلزی و گاه الماسی بسیار سر سخت و مقاوم دارد و قادر است سخت ترین تخته سنگها را سوراخ کند .

 

سر مته را به یک رشته لوله های مخصوص (به شکل گرد نبندی که مهره های آن قطعات لوله باشد ) آویزان می کنند که هر چه پایین تر می رود قطعات جدید لوله به آن اضافه می شود . چرخش سر مته یا بوسیله یک لوح چرخنده در روی سطح مورد حفر انجام می گیرد و یا با روش تازه تری که بتدریج می شود یعنی بوسیله یک موتور عمودی . سر مته بتدریج ساییده می شود و باید تعویض شود . در این باید کلیه "گر دن بند " لوله های حفاری را که گاه یکصد تن وزن دارد ، به سطح بالا کشاند . همچنان که بیرون می آید قطعات لوله را یک به یک پیاده نمود سپس سر مته تازه نصب می گردد و بتدریج همزمان با سوار کردن قطعات لوله ، آهسته به پایین فرستاده می شود .

 

این عمل که سفر دو طرفه نامیده می شود، گاه در یک چاه عمیق نزدیک به همه وقت یک نوبت کار ۱۲ ساعته را می گیرد . تا این اواخر ، جابجایی این لوله غالبا بوسیله کارکنان گروه حفاری بطور دستی انجام می گرفت . امروزه به منظور ایمنی بیشتر و هزینه کمتر ، استفاده از دکل های حفاری اتوماتیک مجهز به حرکت میکا نیکی لوله ها ،و کنترل کامپیوتر ی، بتدریج متداول می شود.

 

یکی از احتیاجات اساسی در حفاری گل و یا مایع حفاری است . این مخلوط ویژه به عبارتست از خاک رس ، مواد شیمیایی مختلف و آب ، که بطور مستمر از طریق لوله حفاری به پایین فرستاده می شود و از طریق سر لوله های واقع در سر مته حفاری خارج می گردد . این جوی گل از فاصله بین لوله های حفاری و سوراخ ایجاد شده بوسیله سر مته بالا می آید و در این سفر خرده ریزهای تخته سنگی را که به وسیله سر مته سوراخ شده همراه خود می آورد . گل بازگشته در بالا غربال میشود و سپس دوباره بوسیله تلمبه به جریان می افتد.

 

خرده ریزه های سنگ که از گل غربال شده باقی می ماند جنس تخته سنگی را که سر مته به آن رسیده است نشان می دهد و احتمالا با نزدیک شدن سر مته به ساختار حاوی نفت ، علائم وجود نفت در این خرده ریزها دیده می شود . گل حفاری سر مته را خنک نگه می دارد و هنگام که سر مته به حوزه نفت وارد می شود از فرا نفت یا گاز جلوگیری می کند. دکل حفاری از وسائل اساسی است ، و گاهی ضرورت دارد که پیش از آغاز حفاری در مناطق دور افتاده از وسط جنگل و در طول بیابان جاده هایی برای رفتن به محل حفاری ساخته شود .

 

امروزه برای تقلیل هزینه حمل و نقل می توان حفره چاههای تحقیقی اولیه را در مناطق دور افتاده به وسیله دکل های بسیار کوچکتر و باریکتر انجام داد. سرعت حفاری بستگی به سختی تخته سنگ دارد . گاهی سر مته می تواند تا ۶۰ متر را در ساعت سوراخ کند، ولی هر گاه تخته سنگ بسیار سخت باشد مته به زحمت ساعتی ۳۰ سانتیمتر پیش خواهد رفت .

 

عمق اکثر چاههای نفت بین ۹۰۰ تا ۵۰۰۰ متر است ، ولی گاه چاههای حفر می شود که تا ۷ و بلکه ۸ کیلومتر عمق دارد. چاهها حتی المکان به صورت عمودی حفر می شود ولی گاهی – بویژه در دریا – ناچارند چاههای را با انحراف از مسیر عمودی حفر کنند تا بتوانند از یک سکوی واحد مته را به هدفهای گسترده ای برسانند . این روش را "حفاری انحرافی " می نامند .

 

پیشرفت های اخیر امکان می دهد که تا حد ۹۰ درجه از مسیر عمودی انحراف جویند . این روش که به "حفاری افقی " معروف شده است در بعضی موارد می تواند بهره دهی چاه را افزایش دهد.. در هنگام حفاری همین که سر مته به ساختار حاوی نفت و گاز نزدیک می شود مراقبت ویژه ضروری است . این احتمال هست که در اثر فشار زیاد محیط مخزن نفت ، همزمان با نفوذ سر مته در تخته سنگ سخت ، نفت و گاز با جوششی عظیم به سوی سطح بالا فوران کند .

 

در نخستین دوران اکتشاف نفت این نوع فوران و "سر کشی " عمومیت داشت ولی امروزه حفار گران با آموزش هایی که دارند قادر به جلوگیری از آنها هستند زیرا که این فوران ها بهم به محیط زیست صدمه می زنند ، هم ایجاد خطر آتش سوزی میکنند و هم سر انجام باعث هدر رفتن هیدروکربن ها می شوند ، سر پرست گروه حفاری از دو راه می تواند وقوع خطر چنین فوران هایی را پیش بینی کند: مشاهده علائم وجود نفت در خرده ریزهای ته چاه ، و یا مشاهده بالا رفتن فشار محیط چاه در سوییچ های نمودار واقع در روی کف برج چاه .

 

او می تواند برای متوقف کردن فوران نفت مقدار دیگری گل حفاری سنگین تر به پایین تلمبه کند و یا شیرهای ویژه ای را که معروف به ((شیر های جلو گیری از فوران ))هستند، در طول دوران عملیات حفاری اطلاعات ارزشمندی درباره وضع حوزه نفتی در عمق های مختلف گردآوری و یادداشت می شود که مجموع این یادداشتها را ((گزارش روزانه )) می نامند .

 

خرده ریز های ناشی از مته زنی که به سطح بالا بازگردانده می شود از لحاظ وجود مواد هیدروکربنی و نیز از لحاظ محتوای فسیلی آنها بررسی می گذرد . آزمایشهای ویژه دیگری خصوصیات و مقادیر برق ؛صوتی و رادیو اکتیوی تخته سنگ را نشان می دهد که اینها به نوبه خود سر نخ هایی از نوع تخته سنگ؛ شکل تخلیل و نیز مقدار محتوای مایع آن را به دست می دهد .

 

گاهی قطعات خاصی از تخته سنگ که ((نمونه های اصلی و مغزی )) نامیده می شود جهت بررسی به آزمایشگاه فرستاده می شود. نخستین چاهی که در هر منطقه حفاری می شود ((چاه شناسایی)) نام می گیرد. اگر این چاه به نفت رسید ‚چاه های دیگری به منظور تعیین حدود حوزه نفتی حفر می گردد.

 

 

 

سازمان آموزش و پرورش استان خراسان

[kelleabi 14]

لطفا برام جزوات معتبر ارشد نفت ومخازن را ایمل کنید. با تشکر