پروژه احتراق در جا براي باروري دو باره مخازن نفت

[mim-shimi 25686]

در يازدهمين نمايشگاه بين المللي نفت، گاز و پتروشيمي كه در روزهاي پاياني فروردين ماه در تهران برگزار شد، تازه ترين دستاوردهاي علمي مركز تحقيقات دانشگاه صنعت نفت (تهران) معرفي شد و تجهيزات ساخته شده به نمايش درآمد.

تمامي تجهيزات ارايه شده در نمايشگاه، توسط متخصصان و كارشناسان فني ايران و با نظارت مركز تحقيقات دانشگاه صنعت نفت ساخته شده است و از لحاظ كيفي و كمّي با نمونه هاي خارجي رقابت مي كند. همزمان با كاهش تدريجي توليد نفت از مخازن موجود و ورود كشورهاي نفت خيز به مراحل ثانويه توليد از مخازن كنوني نفت، مساله افزايش برداشت از اين مخازن با فناوري هاي پيچيده و نوين مورد توجه كارشناسان قرار گرفته و در ايران پژوهش در اين زمينه در مركز تحقيقات دانشگاه صنعت نفت به اجرا درآمده است.

دكتر رياض خراط رييس اين مركز در اين زمينه به ماهنامه نفت پارس گفت: يكي از مسايل مهمي كه در اين مركز دنبال مي شود، يافتن راهكارهاي علمي نويني است كه توليد را از مخازن بهره برداري شده افزايش دهد.

با توجه به اينكه مخازن نفت كشور ما در مراحل دوم و سوم توليد با ساير مخازن دنيا تفاوت دارد، لازم است تا دانش فني جديدي براي توليد و افزايش برداشت از اين مخازن بوجود آيد.

اين مركز تئوري خود را در اين زمينه در مجامع علمي كانادا مطرح كرد و اين اقدام براي نخستين بار توسط ايرانيان به اجرا در مي آيد و با به ثمر نشستن آن، اكثرصاحبان نفت در خاورميانه نيازمند استفاده از آن خواهند شد. با اين اقدام دانش مهندسي نفت كشور به نحو بارزي در دنيا مطرح خواهد شد.

دكتر خراط افزود: در حال حاضر پژوهش هاي آزمايشگاهي اين تئوري در مركز تحقيقات و توسط دانشجويان دكترا و كارشناسي ارشد برجسته در دست اجراست. براي اين امر به تجهيزات آزمايشگاهي مدرني نياز داشتيم كه متخصصان فني داخلي توانستند اين تجهيزات را با حداقل هزينه در كشور توليد كنند. اين تجهيزات براي نخستين بار در نمايشگاه نفت، گاز و پتروشيمي در معرض ديد و قضاوت كارشناسان داخلي و بين المللي قرار گرفت.

 

پروژه احتراق درجا

تئوري ارايه شده ايران با عنوان »پروژه احتراق درجا« از ويژگي هاي علمي گوناگوني برخورداراست كه دراينجا به اختصار به آن اشاره مي شود.

زماني كه نفت مخزن، از لحاظ درجه api در حد پايين تا متوسط قرار گرفت و يا هنگامي كه ويسكوزيته نفت براي انجام روشهاي معمول، مناسب نباشد، همچنين در عمق هاي زياد از روش احتراق درجا استفاده مي شود. اين روش حرارتي با كاهش ويسكوزيته، افزايش ميزان تحرك پذيري، كارايي مناسب جاروبِ نفت و ايجاد سيالات امتزاج پذير كه قادرند نفت را به جلو برانند، بازدهي مناسبي در امر توليد ثانويه خواهد داشت.

 

 

 

اساس اين روش حركت آرام يك جبهه احتراقي از يك چاه تزريق به يك يا چند چاه توليدي است. به اين صورت كه پس از اشتعال نفت و هوا و يا اكسيژن خالص، جبهه احتراق پديد آمده و به دنبال خود موجي از آب داغ حاصل از احتراق و يك سري هيدروكربونهاي سبك موجود در نفت خام را به حركت در مي آورد و به صورت شعاعي گسترش يافته و به سمت چاههاي توليدي هدايت مي كند. اين پروژه كه شامل3 مرحله متفاوت است بشرح زير در دست اجراست.

 

مطالعه سينتيك واكنشهاي شيميايي: به منظور مطالعه سينتيكي واكنشهاي احتراق در اين فرايند، آزمايشهاي tga/dsc بر روي چند نمونه از نفت سنگين ايران در شرايط مختلف انجام شد و آناليز نتايج بدست آمده براي رسيدن به اهداف زير ادامه دارد:

- مشخص كردن مدل سينتيكي نفت هاي سنگين آزمايش شده و محاسبه پارامترهاي مربوطه

- بررسي تاثير افزايش درصد اكسيژن در گاز تزريقي برسينتيك واكنشها

- بررسي تاثير نوع سنگ (كربناته و ماسه سنگ) بر سينتيك واكنشها

- امكان سنجي پديده احتراق خود به خودي در مخازن نفت سنگين ايران

 

آزمايش لوله احتراق: اجراي روش احتراق درجا در مقياس صنعتي نيازمند مطالعات آزمايشگاهي مناسب است به اين منظور در اين پروژه يك دستگاه آزمايشگاهي طراحي و ساخته شد. بخش اصلي آن يك لوله استيل به نام لوله احتراق است كه نمونه سنگ و نفت در داخل آن قرار مي گيرد. اين دستگاه داراي اجزاي ديگري از جمله، سيستم گرمايشي و عايق، سيستم كنترل فشار، سيستم نمونه گيري، سيستم تزريق گاز و سيستم اندازه گيري و ثبت دما در طول لوله است.

تاكنون دو آزمايش مقدماتي بر روي نفت مخازن سروش و كوه مند انجام شده و چندين آزمايش ديگر به منظور رسيدن به اهداف زير طراحي شده است:

- بررسي احتراق در مخازن نفت سنگين ايران

- امكان سنجي احتراق درجا در مخازن كربناته

- امكان سنجي پديده احتراق خود به خودي در مخازن نفت سنگين ايران

- امكان سنجي احتراق در جا در مخازن شكافدار كه اين امر با اصلاح دستگاه آزمايشگاهي مقدور شده است

 

 

شبيه سازي فرايند احتراق درجا: در اين بخش سعي مي شود با استفاده از نرم افزارهاي موجود (e300-stars) فرايند احتراق درجا در مقياس آزمايشگاهي و صنعتي (مخزن) شبيه سازي شود. البته در اين نرم افزارها مسايلي از جمله شبكه بندي ديناميكي در نظر گرفته نشده است كه اين موضوع به عنوان زمينه تحقيقاتي در حال پيگيري است. اهداف اين بخش را مي توان به صورت زير خلاصه كرد:

- شبيه سازي آزمايش لوله احتراق و مقايسه آن با نتايج آزمايشگاهي

- شبيه سازي آزمايش لوله احتراق با در نظر گرفتن سيستم شكاف در آن

- شبيه سازي يك بلوك ماتريكس و يك مجموعه ماتريكس با سيستم شكافهاي اطراف آن

- شبيه سازي احتراق در جا در يك مخزن نفت سنگين شكافدار

- مطالعه شبكه بندي ديناميكي و امكان افزودن آن به نرم افزارهاي موجود

علاوه بر پروژه ياد شده كه مراحل اجرايي و تجهيزات ساخته شده آزمايشگاهي آن مورد تاييد متخصصان خارجي صنعت نفت قرار گرفته، مركز تحقيقات دانشگاه صنعت نفت پروژه ديگري را با همكاري وزارت نفت براي روش هاي برداشت نفت سنگين در دست اجرا دارد.