رفتن به مطلب
Ali 21

روش های استخراج نفت

پست های پیشنهاد شده

پس از عملیات حفر چاه و اصابت آن به مخزن نفت، به دلیل فشار زیاد موجود در مخزن، جریان نفت به سوی دهانه خروجی چاه سرازیر می شود. این مرحله از استخراج که عامل آن فشار داخل خود مخزن است به بازیافت اولیه نفت موسوم است. در برداشت اولیه نفت ، از انرژی خود مخزن برای تولید نفت استفاده می شود.البته این بدان معنا نیست که اگر نفت خود به خود به سطح زمین نیاید، برداشت اولیه وجود نخواهد داشت،بلکه وقتی از پمپ برای بالا آوردن نفت استفاده میکنیم،در واقع هنوز در مرحله اول برداشت نفت قرار داریم.در این مرحله انرژی خاصی وارد مخزن نمی شود.با افزایش تولید و کاهش فشار، سرعت تولید نیز کاهش می یابد تا اینکه فشار به حدی میرسد که دیگر نفت خارج نمی شود. در این مرحله ممکن است ار 30 تا 50 درصد کل نفت مخزن استخراج شود. علاوه بر فشار مخزن عوامل دیگری منند خواص سنگ مخزن و میزان تخلخل آنها و همچنین دمای مخازن نیز در میزان تولید مؤثرند.

وقتی مخزن تخلیه شد و ما نتوانستیم نفت را حتی با پمپاژ از مخزن به چاه و از چاه به سطح زمین انتقال دهیم،در این صورت استفاده از روش EOR از نوع بازیافت ثانویه شروع میشود که برای استفاده از این روش، امروزه در دنیا روش تزریق آب مرسوم است. در این روش از چاه تزریقی،آب به مخزن تزریق میشود و از چاه بهره برداری،نفت مورد بهره برداری قرار می گیرد.در این روش،ما با تزریق سیال در سیستم مداخله میکنیم و سیال تزریقی،نفت را به طرف چاه تولیدی هدایت میکند. البته به جای آب،میتوان گاز نیز تزریق کرد که به آن فرایند تزریق گاز می گویند. باید توجه داشت که استفاده از این دو روش تزریقی با تزریق آب یا گازی که به منظور حفظ و نگهداری فشار مخزن انجام میگیرد متفاوت است. چرا که در تزریق آب و گاز برای حفظ فشار مخزن، سیال تزریقی باعث حرکت نفت نمی شود،بلکه از افت سریع فشار مخزن در اثر بهره برداری جلوگیری می کند.

در حالت ثانویه برداشت زمانی فرا میرسد که، ما ضمن تزریق آب به مخزن،در چاه تولیدی با تولید آب مواجه می شویم. در این حالت، چون نسبت آب به نفت زیاد میشود و تولید در این صورت بازده اقتصادی ندارد،باید از روش دیگر برای افزایش برداشت بهره بگیریم.اگر تزریق آب را متوقف کنیم و از فرایند های دیگری نظیر تزریق گاز CO2 استفاده کنیم. از روشهای مؤثر در مرحله دوم یکی سیلابزنی آبی و دیگری سیلابزنی گازی یا تزریق گاز است.

در روش سیلابزنی آبی، آب با فشار زیاد در چاههای اطراف چاه تولید نفت وارد مخزن شده و نیروی محرکه لازم رای استخراج نفت را به وجود می آورد.معمولا در اطراف هر چاه نفت چهار چاه برای تزریق آب وجود دارد. در روش سیلابزنی گازی، گاز (مانند گاز طبیعی ) با فشار زیاد به جای آب وارد مخزن شده و نفت را به طرف چاه خروجی به جریان می اندازد. در کشور ونزوئلا حدود 50% گاز طبیعی تولید شده دوباره به چاههای نفت برای استخراج در مرحله دوم برگردانده می شود. نحوه تزریق گاز شبیه تزریق آب به صورت چاههای پنجگانه است. در مواردی که گرانروی نفت خیلی بالا باشد از تزریق بخار آب برای استخراج مرحله دوم استفاده میشود. تزریق بخار آب، دما را افزایش و گرانروی را کاهش میدهد. در این روش که از بخار آب به جای آب استفاده میشود، با کاهش گرانروی نفت، جریان آن راحت تر صورت گرفته و سرعت تولید بالا می رود.

پس از استخراج به کمک روشهای مرحله دوم هنوز هم حدود 30 الی 50 درصد نفت میتواند به صورت اسنخراج نشده در مخزن باقی بماند. در اینجاست که استخراج نفت به کمک روش مرحله سوم صورت گیرد. یکی از روشهای مرحله سوم، تزریق محلول مایسلار (micellar solution) است که پس از تزریق آن، محلولهای پلیمری به عنوان محلولهای بافر به چاه تزریق می شود. در آمریکا ممکن است روشهای استفاده از محلولهای مایسلار تا 50 درصد کل روشهای مرحله سوم را شامل شود. محلول مایسلار مخلوطی از آب، مواد فعال سطحی، نفت و نمک است. در روشهای جدید تهیه محلول مایسلار ، نفت، نمک و مواد کمکی فعال سطحی حذف گردیده اند. محلولهای مایسلار نیروی تنش سطحی بین آب و نفت را تا حدود dyne/cm 001/0 یا کمتر از آن کاهش میدهد.

گرانروی محلول پلیمری حدود 2 تا 5 برابر گرانروی نفت است. غلظت پلیمر حدود ppm1000 می باشد. در حال حاضر از پلی اکریمید ها و زیست پلیمر ها به عنوان پلیمر در محلول بافر استفاده می شود. مواد فعال سطحی معمولا سولفوناتهای نفتی سدیم هستند و از لحاظ خواص و ساختار شیمیایی شبیه شوینده ها می باشند. از الکلها برای مواد کمکی فعال سطحی استفاده می شود.هزینه تهیه محلولهای مایسلار برای تولید هر بشکه نفت در سال 1975 حدود 5/1 دلار آمریکا بوده است.

یکی دیگر از روشهای مرحله سوم، روش احتراق زیر زمینی است. طی این روش اکسیژن موجود در هوا در زیر زمین با هیدروکربنها می سوزد و مقداری انری و گاز تولید شده، فشار مخزن بالا میرود.گرما همچنین گرانروی را کاهش داده و جریان نفت راحتتر صورت میگیرد. یک روش دیگر مرحله سوم که اخیرا مورد توجه قرار گرفته است، روش تزریق گاز کربن دی اکسید می باشد که جزئی از روش جابجایی امتزاج پذیر است. گاز کربن دی اکسید بسیار ارزان بوده، در نفت نیز حل میشودو گرانروی ان را کاهش می دهد.از روشهای دیگر مررحله سوم انفجار های هسته ای در زیر زمین است که این انفجار ها شکاف مصنوعی در سنگها به وجود می آورد و جریان نفت را ساده تر میکند. به این گونه فراینـــــد ها، مرحله سوم برداشت نف‍ــت (Tertiary Oil Recovery) می گویند.

برداشت بهبود یافته یا IOR فرایندی است که برای تعدیل کردن تکنولوژی های مورد استفاده برای افزایش برداشت بکار میرود. حال این فرایند می تواند در مرحله اول تولید انجام شود یا در مراحل دوم و سوم. تکنولوژی هایی چون حفاری افقی یا مشبک کاری انتخابی و یا تزریق ژل در جا (Insitu gelation) از نوع IOR میباشند.

بنابراین در IOR فرایند تولیـد عوض نمیشود، بلکه تکنولوژی به گونه ای تعدیل می شود که با همان فرایند قبلی،نفت بیشتری از مخزن تولید می گردد. در حالی که ازدیاد برداشت یا EOR به فرایندی اطلاق می شود که در آن سعی میشود تا میزان درصد اشباع نفت باقیمانده تا آنجا که ممکن است پایین بیاید و نفت باقیمانده در مخزن به حداقل ممکن برسد. فرایند هایی چون سیلابزنی شیمیایی، تزریق CO2 و احتراق درجا از این قبیل میباشند. بعد از عملیات تزریق آب میتوان فرایند را تغییر داد. روش دیگری این است که عملیات تزریق آب را تعدیل کنیم. بدین منظور در لایه های با خاصیت گذر دهی متفاوت، آب وارد لایه های با خاصیت گذردهی بالا شده و به سمت چاه تولیدی هدایت میگردد، لذا باید کاری کرد که این لایه ها بسته شوند. این کار با تزریق ژل در لایه های مورد نظر صورت می گیرد.فرایند جابه جایی امتزاجی (Miscible Displacement) به معنی بازیافت نفت به وسیله تزریق ماده ای است که با نفت قابل امتزاج باشد. در جابه جایی مذکور سطح تماس نفت و ماده تزریق شده از بین می رود و جابه جایی بصورت حرکت تک فازی انجام میشود. در صورتی که شرایط از هر لحاظ برای امتزاج ماده تزریق شده و نفت فراهم باشدبازیافت چنین فرایندی در مناطق جاروب شده 100% میباشد.

گاز تزریقی دارای ویسکوزیته کمتر نسبت به نفت مخزن است و در نتیجه تحرک بیشتری نسبت به آن دارد.این خاصیت گاز تزریقی،یکی از دلایل امکان امتزاج آن با نفت مخزن است، زیرا تحرک زیاد گاز نسبت به نفت باعث می شود که گاز در مراحل مختلفی با نفت تماس پیدا کرده و در نهایت حالت امتـزاج بین نفت مخزن و گاز تزریقی حاصل آید.

مسئله ای که از تحرک زیــاد گاز ناشی می شود این است که گاز تمایل به Fingering و Channeling پیدا میکند و در نتیجه مناطقی از مخزن به وسیله گاز جاروب نمی گردد و لذا این امر باعث پایین آمدن Recovery Factor در جابه جایی امتزاجی میشود.

تاریخچه استخراج

در سال 1859 براي نخستين بار نفت از يك چاه با عمق 5/69 فوتي در پنسيلوانیا فورانكرد.

نام كلنل دريك (Colonel Drake)در تاريخ جستجوي نفت هم زمان با حفر اين چاهثبت شد. اگر چه اين واقعه، صنعت حفاري نفت را آغاز كرد اما با اين وجود قبل از اينتعداد زيادي از چاه ها به منظور توليد آب، نمك و قير حفر مي شده اند.

•حفاريضربه اي Cable tool Drilling:

تمامي چاه هاي قديمي از جمله چاه دريك با استفادهاز سيستم ضربه اي حفر مي شده اند. در اين سيستم يك هسته با لبه هاي شبيه قلم پيكرتراشي به انتهاي يك ميله سنگين متصل است كه آن هم به نوبه خود از يك شاهين آويزاناست. عميق ترين چاه حفر شده توسط اين روش، در سال 1918 تا عمق 2250 متري حفر شدهاست. اين سيستم هنوز هم براي حفر چاه هاي آبي كم عمق به كار مي رود.

•حفاريدوراني (Rotary Drilling):

در آغاز قرن بيستم آنتوني لوكاس Antony lucas هم زمانبا كشف ميدان نفتي Spindeltop در تگزاس روش حفاري دوراني را به تمام جهان نشان داد. او تركيبي از مته چرخان و تزريق مداوم گل را به كار برد.

•حفاري جهت دار (Directional Drilling):

زماني كه حفاري چاه قائم امكان پذير نيست (مثلاً زمانيكه مخزن در زير يك درياچه و يا رودخانه يا مركز شهر واقع شده است)، از اين نوعحفاري استفاده مي شود.

•حفاري افقي (Horizontal Drilling):

حفاري افقي دربسياري از موارد مي تواند سبب افزايش بهره وري از چاه هاي نفت شود. به عنوان مثالاين نوع حفاري قادر است توليد را در مخازن كارستي، مخازن با شكستگي عمودي، مخازن باستون هيدروكربني نازك كه مشكل مخروط شدگي به سمت پايين دارد و در مخازن كم فشار،افزايش دهد. در كار حفاري از مته هاي حفاري و گل حفاري استفاده مي شود.

مته هايحفاري شامل انواع مته هاي مخروطي غلتكي، مته هاي الماسي و . . . است. در حفاري چاههاي نفت عموماً از گل حفاري استفاده مي شود. گل حفاري شامل آب، رس ها (بنتونيت )و . . . مي باشد كه از طريق لوله حفاري با فشار زياد به داخل چاه پمپاژ مي شود.

درحفاری نفت و گاز از بنتونيت های سدیم دار استفاده می شود . با آزاد شدن بنتونيت درآب، پوسته‌هاي نسبتاً بزرگ سديم بنتونيت به ذرات كلوئيدي تبديل شده و انرژيالكتريكي ذخيره شده در شبكه بلوري را آزاد مي‌كنند و در حدود 15 تا 30 برابر حجماوليه متورم مي‌شوند. از اين خاصيت در حفاري براي پراكنده سازي مواد سنگين‌كننده وقطع حفاري استفاده مي‌شود، بدين صورت بنتونيت پوششي را روي ديواره چاه ايجاد كرده واز مهاجرت نفت و گاز ممانعت مي‌كند و ديواره را پايدار و مته را نيز چرب مي‌كند. همچنين بنتونيت، مواد آلي و غير آلي را از مخلوط آب جذب كرده و ويسكوزيته آن دربرداشت و بالا آوردن نخاله‌هاي حفاري كمك مي كند.

بنتونيت2-5 % وزني گل‌هايحفاري آبي را تشكيل مي‌دهد, هرچند در انواع ديگر گل حفاري مانند انواع روغني يامصنوعي نيز روز بروز كاربرد بيشتري پيدا مي‌كند، در بعضي موارد آن 2-1 % را به خوداختصاص داده و يا كاملا با پلي‌مرها جايگزين مي‌شود.

بعد از حفاري اكتشافي بررسيها از طريق انواع نمودارهاي چاه نگاري (Logging) در طي حفاري ( بخصوص در حفاریدوراني ) ثبت مي شود.

 

 

 

وب سایت تکنولوژی صنعت نفت ایران

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.

مهمان
ارسال پاسخ به این موضوع ...

×   شما در حال چسباندن محتوایی با قالب بندی هستید.   حذف قالب بندی

  تنها استفاده از ۷۵ اموجی مجاز می باشد.

×   لینک شما به صورت اتوماتیک جای گذاری شد.   نمایش به عنوان یک لینک به جای

×   محتوای قبلی شما بازگردانی شد.   پاک کردن محتوای ویرایشگر

×   شما مستقیما نمی توانید تصویر خود را قرار دهید. یا آن را اینجا بارگذاری کنید یا از یک URL قرار دهید.


×
×
  • جدید...