up
Search      menu
صنعت و مکانیک :: مقاله مخازن نفت PDF
QR code - مخازن نفت

مخازن نفت

روش هاي حرارتي ازدياد برداشت از مخازن نفت

يکي از مسائلي که با توجه به کاهش فشار و نوع نادر مخازن نفت کشور (کربناته شکافدار و ساختارهاي نفت سنگين) بايد مورد توجه قرار گيرد، انتخاب روش صحيح ازدياد برداشت است. يکي از اين روشها، روش حرارتي است. در اين تحليل برخي از ابعاد اين روش را بررسي خواهيم کرد:
از مهمترين راه هاي ازدياد برداشت از مخازن نفت، استفاده از روش هاي حرارتي است. در اين روش ها با استفاده از انرژي حرارتي، برخي از خصوصيات سنگ و سيال را تغيير مي دهند و خروج نفت از مخزن را تسهيل مي کنند.
● انواع روش هاي حرارتي ازدياد برداشت
به طور کلي، روش هاي حرارتي ازدياد برداشت را مي توان به دو دسته تقسيم کرد.
۱) ايجاد حرارت در مخزن با سوزاندن بخشي از نفت: اين عمل با تزريق گاز داراي اکسيژن، حفر چاه هاي تزريقي معين و ايجاد يک جبهه آتش پيش رونده صورت مي گيرد. البته براي ايجاد اين حرارت روش هاي متفاوتي پيشنهاد شده است؛ ولي تنها در روش هايي که از گاز اکسيژن دار استفاده مي شود، جبهة آتش در يک جهت حرکت مي کند و مي توان به نتيجة مطلوب رسيد.
۲) توليد حرارت در خارج مخزن و تزريق سيال گرم به عنوان عامل جابه جا کننده: اين روش شامل تزريق بخار و آب به صورت مرحله اي و متناوب (تزريق چرخشي يا متناوب) و يا تزريق بخار به طور ممتد مي باشد.
● مکانيزم هاي توليد نفت در بازيافت حرارتي از مخزن
افزايش درجه حرارت، بر روي خواص فيزيکي سيالات و همچنين تاثيرات متقابل سنگ و سيال، اثرمي گذارد. مکانيز م هاي اصلي ناشي از اين تأثيرات که به توليد نفت منجر مي شوند، عبارتند از:
۱) کاهش ويسکوزيته خصوصاً در مورد نفت هاي سنگين
۲) ميزان ترشوندگي سنگ تغيير پيدا مي کند؛ تمايل به ترشوندگي توسط آب در درجه حرارت بالا افزايش مي يابد.
۳) کشش سطحي بين نفت و آب با افزايش درجه حرارت کاهش پيدا مي کند.
۴) انبساط حرارتي باعث مي شود که سيال موجود در خلل و فرج سنگ به بيرون تراوش پيدا کند؛ در اين حالت، چون انبساط حرارتي نفت خصوصاً نفت هاي سبک کمتر از آب است، در ابتدا نفت خارج مي شود.
۵) نفت هاي سبک تبخير مي شوند.
● روش تزريق بخار آب
اين روش در چاه هايي به کار برده مي شود که داراي نفت سنگين با ويسکوزيته بالا هستند. از اين روش که در اواخر دهه پنجاه ميلادي کاربرد زيادي داشته است، بيشتر در کاليفرنيا و ونزوئلا استفاده مي شود؛ زيرا در اين مناطق نفت سنگين بيشتري نسبت به ساير نقاط دنيا زيادي وجود دارد.
عاملي که در روش تزريق بخار بايد کنترل شود، سرعت تزريق است؛ سرعت تزريق بايد به صورتي باشد که فرصت کافي براي تبادل حرارتي بخار و نفت وجود داشته باشد تا شيب دمائي درون نفت ايجاد گردد. علاوه بر آن، بايد به فاصله بين مخزن و تاسيسات توليد بخار براي محاسبه درجه سيال تزريقي به مخزن و ميزان خوردگي در مسير بخار تزريقي توجه داشت.
● روش هاي تزريق بخار
تزريق بخار عمدتاً به دو صورت انجام مي شود:.
▪ روش چرخشي: در اين روش، ابتدا مقداري بخار و سپس، آب به همراه پليمر به مخزن تزريق مي شود. مجدداً بخار آب تزريق مي شود و به همين ترتيب فرايند ادامه پيدا مي کند. از اين روش در سال ۱۹۵۹ در ونزوئلا استفاده مي شد و در سال ۱۹۶۸ با استفاده اين روش در کاليفرنيا حدود ۱۳۰۰۰۰بشکه نفت برداشت گرديد.
▪ روش تزريق بخار: در اين روش، بخار آب به طور ممتد به مخزن تزريق مي گردد و هم نيروي حرارتي و هم نيروي رانش به وسيله بخار آب ايجاد مي گردد. تاکنون در آمريکا نزديک به ۵۰درصد نفت مخازن به اين روش استخراج گرديده است.
● شرايط لازم براي تزريق بخار آب:
در يک بررسي آماري که در مورد مخازن نفتي در سرتاسر جهان انجام شده، شرايط لازم براي استفاده از روش حرارتي به صورت ذيل گزارش شده است. البته وجود اين شرايط به معني کفايت اين شروط نيست و ازدياد برداشت به عوامل ديگري از جمله عوامل اقتصادي، زيست محيطي وغيره نيز وابسته است.
● نمونه هاي موفق از کاربرد روش هاي حرارتي
▪ مخزن کويت
مخزن کويت در ادامه لايه آسماري ايران قرار دارد. از سپتامبر ۱۹۸۶، عمليات تزريق به اين مخزن به صورت چرخشي و با حفر چهار چاه تزريقي آغاز شد. براي اين منظور، بخار با درجة حرارت ۴۳۳ درجه فارنهايت و در مدت يک تا سه روز با دبي ۱۲۴۶- ۹۶۵ بشکه در روز تزريق شد تا فشار بخار به ۳۹۰psi برسد، نتايج بدست آمده از اين مخزن حاکي از موفقيت آميز بودن اين روش در اين مخزن بوده است. اطلاعات مخزن به صورت ذيل مي باشد.
▪ ميدان لاک در فرانسه:
ميدان نفتي لاک در جنوب غربي فرانسه قرار دارد که داراي دو نوع سنگ متفاوت است: سنگ آهکي فشرده و سنگ دولوميت نامرغوب. به علت تراکم زياد شبکه شکاف ها، چاه هاي اين ميدان داراي بهره وري خوبي هستند. اين مخزن از نوع مخازن ترکدار است؛ بنابراين اگر چه تراوايي مخزن پايين است (md ۱۰) اما وجود ترک، تراوايي ميانگين را تا حدود md ۵۰۰، بالا مي برد.
در سال هاي ۱۹۵۷- ۱۹۴۹ از منطقه ترکدار توليد مي شد. سپس آشام آب مکانيزم اصلي ميدان شد و تمام ترک ها مورد هجوم قرار گرفتند. در سال ۱۹۷۷ هنوز مقدار زيادي نفت در مخزن بجا مانده بود. بنابراين راه هاي توليد اين نفت مورد بررسي قرار گرفت. مطالعات مهندسي مخازن و تحقيقات آزمايشگاهي منجر به انتخاب روش تزريق ممتد بخار گرديد. پروژة راهنماي تزريق بخار بين سالهاي ۱۹۹۷ الي ۱۹۸۲ به کار انداخته شد که نتايج حاصل از آن موفقيت آميز ارزيابي گرديد. در اين پروژه با تزريق ۲۵۱هزارتن بخار، ۳۵۶ هزارتن نفت به دست آمد.
اين اولين آزمايش ترزيق بخار در يک مخزن کربناته، بود. تأثير بخار روي سنگ کربناته باعث آزاد شدن مقدار زيادي دي اکسيد کربن در داخل مخزن شد و يک کلاهک گازي تشکيل گرديد. تزريق بخار گرانروي نفت را کاهش داد و راندمان برداشت نسبت به حالت آشام آب بالاتر رفت. برداشت نفت بوسيلة بخار در اين ميدان، بالغ به ۱۱۰هزار متر مکعب بوده است. اين مقدار فقط از طريق ۵ الي ۶ چاه بدست آمده است. خصوصيات مخزن لاک عبارتند از:
● نتيجه گيري و تحليل:
مطالعات انجام شده در مخازن ايران، حاکي از وجود مخازن نفت سنگين و ساختارهاي شکافدار مي باشد. درک پديدة بازيافت نفت از فضاي ماتريکس از طريق ترزيق سيال با دماي بالا، از روش سيلاب زني و تزريق مواد شيميايي خيلي پيچيده تر است. چرا که در اين روش، بازيافت بستگي به چند مکانيزم دارد. بررسي تجارب انجام شده در تزريق آب گرم به مخازن کربناته شکافدار حاکي از موفقيت آميز بودن اين روش بوده است.
با توجه به خصوصيات مخازن ايران (کربناته شکافدار) و وجود ذخاير نفت سنگين، يکي از مهمترين گزينه هاي قابل مطالعه و تحقيق، روش هاي حرارتي ازدياد برداشت هستند. يکي از مهم ترين گام هايي که بايد در اين راستا برداشته شود، شبيه سازي مخازن کشور به منظور آزمايش تزريق بخار و آب گرم، علي الخصوص در ميادين نفت سنگين است. لازم به ذکر است که تاکنون ۱۸ ساختار نفت سنگين در کشور شناسايي شده است و هنوز ارزيابي دقيقي از ميزان اين ذخاير وجود ندارد. هم اکنون مطالعات ازدياد برداشت و توليد از اين نوع مخازن، در برخي از دانشگاه هاي داخل و خارج کشور (مانند کانزاس) در حال انجام است و ضريب بازيافت اين مخازن بين ۵ تا ۱۰ درصد پيش بيني مي شود. با توجه به پايين بودن درجه مرغوبيت، گرانروي بالا، درصد مواد سنگين، همچنين وجود گوگرد فراوان در نفت سنگين نسبت به نفت سبک و نيز فشار کم مخازن، استخراج نفت از اين مخازن، احتياج به روش هاي بازيافت مرحله سوم و در راس آن، روش هاي حرارتي دارد.

نفت مايعي غليظ و افروختني به رنگ قهوهاي سير يا سبز تيره است که در لايههاي بالايي بخشهايي از پوسته کره زمين يافت ميشود. نفت شامل آميزه پيچيدهاي از هيدر ...

اصطلاح عمومي مخزن را مي توان از نظر ساختار به دو دسته کلي مخازن با اجزاء داخلي (مثل پوسته مبدل هاي حرارتي ، ظروف همزن دار ، برج تقطير و ... ) و مخازن ...

اصطلاح عمومي مخزن را مي توان از نظر ساختار به دو دسته کلي مخازن با اجزاء داخلي (مثل پوسته مبدل هاي حرارتي ، ظروف همزن دار ، برج تقطير و ... ) و مخازن ...

مخازن اصطلاح عمومي مخزن را مي توان از نظر ساختار به دو دسته کلي مخازن با اجزاء داخلي (مثل پوسته مبدل هاي حرارتي ، ظروف همزن دار ، برج تقطير و ... ) و ...

اکتشاف نفت يکي از نقاط عطف زندگي بشر بوده است. با اين کشف مهم، آتش که همواره ارزشي ابدي و ازلي داشت از برج عاج خود پايين آمد. چون همگان به راحتي مي­ ت ...

پيش از هرگونه تحليل و تدبير، در ابتداي ورود به بحث، فرازهايي از اخبار منتشره طي چند روز گذشته، در اين يادداشت مورد توجه قرار مي گيرد. سازمان خصوصي ساز ...

منطقه اي که امروزه با منابع فراوان نفت و گازش تحت عنوان خاورميانه مي شناسيم و در عين حال قديمي ترين تمدنهاي مشرق زمين،ايران و بين النهرين نيز در آن قر ...

انجام يک عمليات نمودارگيري موفق به چندين فاکتور مهم بستگي دارد. مهمترين آنها نمونه گرفته شده از سيال سازند، بدون هيچ آلودگي و مخلوط شدگي با مواد ديگر، ...

دانلود نسخه PDF - مخازن نفت