اطلاعات عمومی و متفرقه مهندسی نفت

[مهندس نفت]

رشته های دانشگاهی مهندسی نفت

رشته های دانشگاهی مهندسی نفت

مهندسی نفت و گاز در ظاهر یکی از گرایش‌های مهندسی شیمی می‌باشد این در حالی است که این رشته تقریباً مستقل از مهندسی شیمی می‌باشد. در جمهوری اسلامی ایران مهندسی نفت در چهار گرایش مختلف در دانشگاه صنعت نفت ندریس می‌شود:​

• 
  [*=right]مهندسی نفت -اکتشاف
  [*=right]مهندسی نفت - حفاری
  [*=right]مهندسی نفت - بهره برداری
  [*=right]مهندسی نفت - مخازن

مهندسی نفت - اکتشاف منابع نفتیدر این رشته به بررسی چگونگیه بوجود امدن نفت می‌پردازند و همچنین بررسی می‌شود که در کدام لایه‌های زمین‌شناسی امکان ذخیرهٔ نفت وجود دارد و از این طریق به اکتشاف نفت می‌پردازند. بیشتر واحدهای دانشگاهی این رشته در ایران شامل دروس زمین‌شناسی است.مهندسی نفت - حفاری و تولیداین رشته شامل انواع تکنیک‌های حفاری چاه نفت می‌شود و جزء سختترین شغل هاست. واحدهایی که در دانشگاه برای این رشتهٔ مهندسی ندریس می‌شوند اکثرا شامل مکانیک سیال-مکانیک سنگ-مکانیک خاک و تکنیک‌های حفاری سنتی و پیشرفته‌است که مستقل از مهندسی شیمی است.مهندسی نفت - مخازن هیدروکربوریدر این رشته به بررسی دقیق مخازن هیدروکربوئی زیرزمینی می‌پردازند و انها را حتی الامکان شبیه سازی ریاضی می‌کنند و موارد زیادی همچون تعداد و مکان چاه‌هایی که باید در محدوده مخزن حفاری شوند-دبی تولید نفت از هر چاه به صورتی که به مخزن نفتی کمترین صدمه را وارد کند-تعین روش‌های مختلف ازدیاد برداشت و اولویت انها نسبت به یکدیگر بنا به شراتط مخزن و موارد بسیار دیگری را از طریق شبیه سازی ریاضی (modeling) و روابط ریاضی - که اکثرا از راه‌های تجربی به دست امده‌اند - بررسی می‌کنند. این رشته در عمل مهم‌ترین رشتهٔ مهندسی نفت می‌باشد و درس‌های دانشگاهی این رشته شامل انتقال حرارت -مکانیک سیالات -انتقال جرم - ریاضیات کاربردی (که در حل معادلات دیفرانسیل شبیه سازی استفاده می‌شود) - زمین‌شناسی نفت - روش‌های ازدیاد برداشت و روش‌های چاه نگاری می‌باشد که مستقل از مهندسی شیمی است.​

 

[hmdjml]

غیر ممکن نیست ولی باید خیلی پیچیده باشه.
واکنش برگشت نفت به پلاستیک هست. دیگه باید بریم تو آشپزخونه کار کنیم.

 

[مهندس نفت]

اقایون بچه های نفتتی برن جلو بوق بزنند دیگه خبری از چاه نیست دیگه تموم شد کندن زمین

 

[hmdjml]

اقایون بچه های نفتتی برن جلو بوق بزنند دیگه خبری از چاه نیست دیگه تموم شد کندن زمین

حالا وقتی رفتی آشپزخونه ظرف شستی، زن ذلیل میشی دلت برای چاهها تنگ میشه

 

[مهندس نفت]

راست میگی حمید همین جوری میشه اخرش

 

[MOΣIN]

تحریک لرزه ای مخازن

تحریک لرزه ای مخازن

اولین بار در دهه 1950 میلادی در فلوریدا رابطه بین امواج لرزه ای و افزایش بردداشت مشاهده شد. برای مثال با احداث ریل راه آهن در نزدیکی چاهها مشاهده شد که با عبور قطار چاه آب با افزایش سرعت بردداشت همراه است.
در زلزله 21 ژانویه 1952 کالیفرنیا دو چاه از دو مخزن مجاور، یکی به اندازه 14 بشکه افزایش برداشت و دیگری اندازه 48 بشکه کاهش برداشت را نشان می داد که این نشان از پیچیده بودن عملکرد این امواج بر مخزن دارد.
در زلزله دیگری که در تاریخ 14 می 1970 در تاجیکستان رخ داد، تغییر مثبتی در چاههای نفتی مشاهده شد که تا مدت ها ادامه داشت. ناگفته نماند که بهره برداری از این چاهها سالها متوقف شده بود.
کار و تحقییق روی امواج در اواخر قرن 18 و اوایل قرن 19 انجام شد و مشخص شد که زمین لرزه ها قادرند امواج الاستیک را درون زمین منتشر کنند.
بطور کلی دو نوع موج بوسیله زمین لرزه تولید می شود:
1- امواج P که به امواج فشاری یا Compressional معروفند.
2- امواج S که به امواج ثانویه یا Shear معروفند.
با توجه به دانسته های ما از مکانیک سیالات، امواج P قادرند در سیالات (مانند نفت، گاز و آب) و جامدات منتشر شوند در حالی که امواج S فقط در جامدات منتشر می شوند.
استفاده از دو نوع موج لرزه ای برای تحریک چاه متداول می باشد:
1- موج پر قدرت فرا صوتی (High Power Ultra Sonic Wave)
2- موج صوتی با فرکانس پایین (Low Frequency Sonic Wave)
امواج فراصوتی بوسیله ابزاری که دارای نوسان گرهای هیدرو دینامیکی می باشد، بدرون چاه فرستاده می شود و مورد استفاده آن برای تمیز کردن کف چاه از scale ها، کاهش دادن اثر پوسته و Mud Penetration می باشد. در پروژه های نمونه موفقیت این روش در ازدیاد بردداشت 40 تا 50 درصد می باشد. تاثیر این اموج می تواند تا سالها و ماهها وجود داشته باشد. اما مشکل این روش محلی بودن آن می باشد.
استفاده از امواج صوتی با بسامد پایین برای تحریک تمام مخزن می باشد که توسط یک ویبراتور در سطح زمین قرار می گیرد و مانند یک عملیات ساده 3D طراحی و مدیریت می شود. عملیات با توجه به نوع مخزن، سیال و زمین شناسی زیر زمینی منطقه از چند هفته تا 2 الی سه ماه انجام می شود و نتیجه آن می تواند تا یک سال ادامه داشته باشد.
تاثیر امواج لرزه ای بر مخازن
1- تغییر تراوایی که به دلیل تغییر تخلخل، گسترش شکاف و درز و تغییر حجم سنگ مخزن می باشد.
2- تغییر فشار سیالات مخزن
3- جابجایی محل سنگ های مخزن و گرادیان گرمایی در سنگ مخزن
الف) می دانیم که در مخازن سیالات مانند آب و نفت با هم ترکیب می باشند. به عنوان مثال اگر یک فضای خالی را در نظر بگیریم، ملکول های آب و نفت کنار هم قرار گرفته اند و معمولا در مخازن ماسه سنگی معمولا فیلم آب قادر است به دیواره سنگ بچسبد و قطر مخزن را کم می کند و خروج ملکول نفت را مشکل می سازد. اموج لرزه ای باعث کاهش نیرو های کشش سطحی (Interfacial Tension) شده و فیلم آب را ویران می کند و باعث افزایش قطر منفذ شده و حرکت ملکول نفت را آسان می کند.
ب) علاوه بر ویران کردن فیلم آب، امواج فرا صوتی قادرند یک نوع آشفتگی و خلازایی (Turbulancy and Cavitation) در داخل فضای خالی ایجاد کند که باعث افزایش تحرک (Mobility) نفت در مخزن می شود.
ج) امواج لرزه ای فراصوتی هنگام انتشار انرژی خود را از دست داده و باعث افزایش دمای مخزن می شود و گرانروی سیال مخزن به خصوص پارافین و آسفالتین شده و حرکت آنرا آسانتر می کند و در واقع باعث افزایش فشار سیال مخزن می شود.
د) یکی دیگر از کارکردهای اموج لرزه ای بدین گونه است که باعث ایجاد نیرو های جاذبه میان ملکول های فاز سیالی در مخزن که از نظر اندازه حداقل می باشد شده (مثلا در مخازن نفتی با آب همراه بالای 90 درصد مورد ذکر شده برای نفت مطرح می شود) و باعث چسیبده شدن (Coalescence) ملکول های بهم شده و ایجاد یک فاز پیوسته می کند.
ر) حرکت اموج لرزه ای در مخازن ماسه ای باعث حرکت ذرات سازنده سنگ شده که این حرکات باعث تبدیل شدن دانه های درشت تر به دانه های ریز تر می شوند و با توجه به اینکه تخلخل و تراوایی دانه های ریز تر در طبیعت کمتر می باشد این مورد می تواند یک تاثیر منفی به شمار آید.
شرایط مخزنی برای استفاده از اموج فرا صوتی
1- چاه با کاهش تولید همراه باشد و Scale باید علت آن باشد و فقط ناحیه کمی باید تحت تاثیر این امواج قرار گیرد زیرا بسامد بالاست و عمق نفوذ کم می باشد.
2- مخزن نباید افت فشار شدیدی را نشان دهد.
3- تخلخل باید بالای 5 درصد باشد.
4- گرانروی کمتر از 2-10 پاسکال باشد.
5- عملیات باید در چاههای با لوله های جداری شکافدار انجام شود.
6- بهترین دما برای تحریک چاه توسط این اموج 100 تا 110 درجه سلسیوس می باشد.
شرایط مخزنی برای استفاده از موج صوتی با فرکانس پایین
1- عمق چاه بین 1500 تا 1700 متر
2- درصد آب نباید کمتر از 90 درصد باشد. چون این روش برای Coalescencing و چسباندن ذرات نفت مناسب می باشد.
3- گرانروی باید کم باشد.‏‏‏
در واقع استفاده از امواج الاستیک یک روش جدید، ارزان، بدون آلودگی محیط زیست و با کارایی بالا می باشد. دانشمندان پیشنهاد می کنند که از Wave Seismic Excitation و Gas Drive بعنوان روشی در EOR استفاده شود.
چون مطالعات جدی در این زمینه از 15 سال قبل شروع شده هنوز نتایج مدون و دسته بندی شدهبدست نیامده است و ذکر جزئیات و محاسبات کمی (Quantity) وجود ندارد.

 

[hmdjml]

برج تقطیر


بطور کلی برج تقطیر شامل ۴ قسمت اصلی می باشد:
۱٫ برج (Tower)
2. سیستم جوشاننده (Reboiler)
3. سیستم چگالنده (Condensor)
4. تجهیزات جانبی شامل: انواع سیستمهای کنترل کننده، مبدلهای حرارتی میانی، پمپها و مخازن جمع آوری محصول.
• برج (Tower)
بطور کلی برجهایی که در صنعت جهت انجام عمل تقطیر مورد استفاده قرار می گیرند، به دو دسته اساسی تقسیم می شوند:
۱٫ برجهای سینی دار (Tray Towers)
2. برجهای پرشده (Packed Towers)
برجهای سینی دار بر اساس نوع سینی های به کاررفته در آن به ۴ دسته تقسیم می شوند:
۱٫ برجهای سینی دار از نوع کلاهکی (فنجانی) (Bubble Cap Towers)
2. برجهای سینی دار از نوع غربالی (Sieve Tray Towers)
3. برجهای سینی دار از نوع دریچه ای(Valve Tray Towers)
4. برجهای سینی دار از نوع فورانی (Jet Tray Towers)
هر کدام از انواع برجهای مذکور دارای مزایا و معایبی هستند که در بخشهای بعدی مورد بحث قرار خواهند گرفت.
طرز کار یک برج سینی دار
بطور کلی فرآیندی که در یک برج سینی دار اتفاق می افتد، عمل جداسازی مواد است. همانطور که ذکر شد فرآیند مذکور به طور مستقیم یا عیرمستقیم انجام می پذیرد.
در فرآیند تقطیر منبع حرارتی (Reboiler)، حرارت لازم را جهت انجام عمل تقطیر و تفکیک مواد سازنده یک محلول تأمین میکند. بخار بالارونده از برج با مایعی که از بالای برج به سمت پایین حرکت می کند، بر روی سینی ها تماس مستقیم پیدا می کنند. این تماس باعث ازدیاد دمای مایع روی سینی شده و نهایتا باعث نزدیک شدن دمای مایع به دمای حباب می گردد. با رسیدن مایع به دمای حباب به تدریج اولین ذرات بخار حاصل می شود که این بخارات غنی از ماده فرار (ماده ای که از نقطه جوش کمتری و یا فشار بالاتری برخوردار است) می باشد.از طرفی دیگر در فاز بخار موادی که از نقطه جوش کمتری برخوردار هستند، تحت عمل میعان قرار گرفته و بصورت فاز مایع به سمت پایین برج حرکت می کند. مهمترین عملکرد یک برج ایجاد سطح تماس مناسب بین فازهای بخار و مایع است. هر چه سطح تماس افزایش یابد عمل تفکیک با راندمان بالاتری صورت میگیرد. البته رژیم جریان مایع بر روی سینی نیز از جمله عوامل مهم بر عملکرد یک برج تفکیک می باشد.
اینک به بیان عبارات و اصطلاحاتی که در این ارتباط (فرآیند تقطیر) کاربرد زیادی دارد پرداخته می شود.
خوراک (Feed)
مخلوط ورودی به داخل برج که ممکن است مایع، گاز و یا مخلوطی از مایع و گاز باشد، خوراک (Feed) نام دارد. معمولا محل خوراک در نقطه مشخصی از برج است که از قبل تعیین می شود. در برجهای سینی دار محل ورودی خوراک را سینی خوراک یا (Feed Tray) می نامند. از جمله مشخصات مهم سینی خوراک این است که از نقطه نظر درجه حرارت و ترکیب نسبی (کسر مولی) ، جزء مورد نظر با خوراک ورودی مطابقت داشته باشد. البته محل خوراک ورودی به حالت فیزیکی خوراک نیز بستگی دارد. معمولا اگر خوراک بصورت مایع باشد، همراه با مایعی که از سینی بالایی سرازیر می شود به درون سینی خوراک وارد می گردد. اگر خوراک بصورت بخار باشد معمولا آن را از زیر سینی خوراک وارد می کنند و اگر خوراک بصورت مخلوطی از مایع و بخار باشد، بهتر است که ابتدا فاز مایع و بخار را از هم جدا نموده و سپس به طریقی که گفته شد خوراک را وارد برج نمایند. ولی عملا به منظور صرفه جویی از هزینه های مربوط به تفکیک دو فاز بخار و مایع، عمل جداسازی به ندرت صورت می گیرد.
محصول بالاسری (Overhead Product)
آنچه از بالی برج به عنوان خروجی از آن دریافت می شود محصول بالاسری نامیده می شود که معمولا غنی از جزئی که از نقطه جوش کمتری برخوردار است می باشد.
محصول ته مانده (Bottom Product)
ماده ای که از پایین برج خارج می شود ته مانده یا محصول انتهایی (Bottom) نام دارد و معمولا غنی از جزء یا اجزائ سنگین تر (که از نقطه جوش بالاتری برخوردار می باشند) خواهد بود.
نسبت برگشت (پس ریز) (Reflux Ratio)
نسبت مقدار مایع برگشتی به برج بر حسب مول یا وزن به مایع یا بخاری که به عنوان محصول از سیستم خارج می شود را نسبت برگشتی می گویند و آن را با حرف R نشان می دهند.
نسبت برگشتی و اثرات آن بر شرایط کارکرد برج
با افزایش نسبت مایع برگشتی تعداد سینی های مورد نیاز جهت تفکیک (طول برج) کاهش می یابد، اما در مقابل آن بار حرارتی کندانسور و جوش آور و مقادیر بخار و مایع در طول برج افزایش می یابد. در این صورت نه تنها لازم است سطوح گرمایی مورد نیاز به آنها اضافه شود، بلکه به دلیل افزایش میزلن جریان مایع و بخار سطح مقطع برج نیز افزایش می یابد.
هنگامی که مقدار R زیاد باشد تعداد مراحل و طول برج به کمترین مقدار خود می رسد و تمام محصول بالاسری به عنوان مایع برگشتی وارد برج می شود و این حالت را برگشت کامل یا (Total Reflux) می نامند.
در شرایطی که R در کمترین مقدار خود باشد طول برج و تعداد مراحل در بیشترین مقدار خود خواهد بود و عمل تفکیک به شکل کاملی انجام نخواهد شد. مقدار عملی R معمولا بین حالت برگشت کامل و حداقل میزان R است. در بیشتر موارد مقدار مایع برگشتی بر روی درجه حرارت برج نیز تأثیر می گذارد. معمولا در یک برج تقطیر دمای انتهای آن به مراتب بیشتر از دمای پایین آن است و این اختلاف دما در طول برج وجود خواهد داشت. میزان جریان برگشتی به عنوان یک عامل کنترلی بر روی درجه حرارت سیستم خواهد بود.
• جوش آور (Reboiler)
جوش آورها که معمولا در قسمت های انتهای برج و کنارآن قرار داده می شود، وظیفه تأمین حرارت یا انرژی لازم را برای انجام عمل تقطیر به عهده دارند.
معمولا جوش آورها به عنوان یک مرحله تعادلی در عمل تقطیر و به عنوان یک سینی در برجهای سینی دار در نظر گرفته می شوند.
انواع جوش آورها
مهمترین انواع جوش آورها که در صنایع شیمیایی کاربرد زیادی دارند، عبارتند از:
۱٫ دیگهای پوشش (Jacketted Kettle)
2. جوش آورهای داخلی (Internal Reboiler)
3. جوش آور نوع Kettle
4. جوش آور ترموسیفونی عمودی (Vertical Termosiphon Reboiler)
5. جوش آور ترموسیفونی افقی (Horizontal Thermosiphon Reboiler)
6. جوش آور از نوع سیرکولاسیون اجباری (Forced Circulation Reboiler)
در جوش آورهای ترموسیفونی یا جوش آورهای با گردش طبیعی، حرکت سیال بر اساس اختلاف دانسیته نقاط گرم و سرد صورت می پذیرد. این پدیده می تواند به دو صورت انجام پذیرد که عبارتند از :
۱٫ جوش آوری با یکبار ورود سیال (Once – Thorugh Reboiler)
2. جوش آور با چرخش سیال (Recirculating Reboiler)
معیارهای موجود برای انتخاب جوش آور مناسب
بطور کلی نکاتی که در انتخاب یک جوش آور باید مد نظر قرار گیرد عبارتند از :
۱٫ سرعت انتقال (حداقل سطح)
۲٫ فضا و خطوط لوله لازم
۳٫ سهولت نگهداری
۴٫ تمایل به رسوب و جرم گذاری سیال
۵٫ زمان اقامت سیال در فرآیند
۶٫ پیداری عملیاتی
۷٫ هزینه عملیاتی
۸٫ افزایش میزان بخار تولیدی
هر کدام از جوش آورها مزایا و معایبی دارد که در کتب مرجع جمع آوری شده است. از این داده ها می توان برای طراحی اولیه کمک گرفت. ولی بطور کلی متداولترین و اقتصادی ترین
جوش آوری که در صنایع شیمیایی و پتروشیمی مورد استفاده قرار می گیرد نوع ترموسیفونی می باشد، خصوصا نوع افقی آن که در سیستمهای تقطیر کاربرد زیادی دارد.
انتخاب نوع Reboiler
انتخاب نوع Reboiler یا جوش آور به عوامل زیر بستگی دارد:
۱٫ خواص فیزیکی سیال بویژه ویسکوزیته و تمایل به رسوبدهی سیال
۲٫ فشار عملیات (خلأ یا تحت فشار)
۳٫ روش قرار گرفتن تجهیزات و فضای قابل استفاده
مزایای جوش آورهای ترموسیفونی افقی
۱٫ ابعاد واحدهای افقی از نقطه نظر طول لوله ها و وزن محدودیتی نداشته و بنابراین برای سطوح حرارتی بزرگ، نصب واحدهای افقی مطلوبتر و آسانتر می باشد.
۲٫ از آنجائیکه در جوش آورهای ترموسیفونی افقی، سیال در داخل پوسته حرکت می نماید، از نظرعدم رسوب و جرم گذاری و سهولت در نگهداری و استفاده از آنها ترجیح دارد.
۳٫ این جوش آورها از نظر طراحی هیدرولیکی سطوح مایع مجاز در سیستم، منعطف تر می باشند و جریان های با گرد بالایی را می توان بدون هیچ مشکلی در آن ایجاد نمود.
۴٫ جوش آورهای ترموسیفونی افقی نسبت به نوع عمودی، افزایش نقطه جوش کمتری دارند و این مسئله در موارد خاصی کخ سیال نسبت به دما حساس بوده و یا سیستم در حالت خلأ عمل می نماید مزیتی مهم محسوب می گردد.
• چگالنده (Condenser)
نقش چگالنده در واقع تبدیل بخارات حاصل از عمل حرارت دهی به مخلوط، به مایع می باشد. این امر در اصطلاح میعان یا چگالش نامیده می شود و دستگاهی که در آن عمل مذکور انجام می شود چگالنده نام دارد. به طور کلی چگالنده ها به دو دسته اساسی تقسیم می شوند:
۱٫ چگالنده های کامل (Total Condenser)
2. چگالنده های جزئی (Partial Condenser)
در صورتیکه تمام بخار بالای برج به مایع تبدیل شود و بخشی ازآن وارد برج شده و بخش دیگر وارد مخزن جمع آوری محصول گردد عمل میعان کامل (Total Condensation) انجام شده است. اما اگر بخشی از بخارات حاصل مایع شده و بخش دیگر به صورت بخار از کندانسور خارج شود به آن یک کندانسور جزئی گفته می شود. در کتب مرجع راهنمای انتخاب نوع کندانسور همراه با ضرایب انتقال حرارت کندانسور تهیه شده است.
http://parsidoc.ir

 

[hmdjml]

آزمایشهای مربوط به گل حفاری پایه آبی



وزن مخصوص
یک ترازوی گل شامل یک پایه، بازوی مدرج یک فنجان، یک سرپوش، شاخص نوک تیز و وزنه مخصوص که می توان وزن مخصوص مایعات را با آن اندازه گیری نمود. ترازو می بایست به طور مستمر تمیز شده و بعد از چندین آزمایش به وسیله آب مقطر دقّت آن را آزمایش کرد.
دستور العمل:
الف: سرپوش فنجان را برداشته و آن را از گل حفاری مورد آزمایش پر می کنیم. باید دقت نمود که هوای داخل فنجان کاملاً تخلیه بشود. فنجان را نباید آنقدر پر کرد که سرریز شود. باید یادآوری نمود گل را قبل از ریختن در ترازو خوب به هم زده باشیم.
ب: درب فنجان را گذارده و آن را به چپ و راست می چرخانیم تا کاملاً مستقر شده و مقدار گل اضافی فنجان از سوراخ سرپوش خارج شود.
ج: گل اضافی روی ترازو را شسته و خشک کرده و آن را در روی پایه می گذاریم.
د: شاخص را آنقدر تغییر می دهیم تا دستگاه در حال تعادل باشد.
ه: وزن مخصوص گل بر حسب پوند بر فوت مکعب از روی بازوی مدرج می خوانیم (در روی بازوی مدرج سه مقیاس دیگر نیز حک شده است که در صورت نیاز می توان از آنها استفاده نمود.)
۲-ویسکوزیته تا گرانروی (قیف مارش)
قیف مخصوص اندازه گیری گرانروی که قطر آن در بالا شش اینچ (۲۴/۱۵ سانتی متر)، درازا در حدود دوازده اینچ (۴۸/۳۰ سانت) که نصف دایره بالایی قیف به وسیله توری فلزی (۱۰۰ سوراخ در هر اینچ مربع) TEN-MESH پوشانده شده است. این وسیله به طور مقایسه ای گرانروی را نشان می دهد و مشخص کننده گرانروی واقعی گل نیست.
نتایج به دست آمده به مقدار وسیعی تحت تأثیر سرعت ماسیدن (GELATION) و وزن مخصوص گل است.
آزمایش های مربوط به گل حفاری – پایه آبی
وزن مخصوص
یک ترازوی گل شامل یک پایه، بازوی مدرج یک فنجان، یک سرپوش، شاخص نوک تیز و وزنه مخصوص که می توان وزن مخصوص مایعات را با آن اندازه گیری نمود. ترازو می بایست به طور مستمر تمیز شده و بعد از چندین آزمایش به وسیله آب مقطر دقّت آن را آزمایش کرد.
گرانروی ظاهری
گرانروی ظاهری (AV) نیز مثل گرانروی قیف مارش (MFV) یک اندازه گیری یک نقطه ای است باین معنی که اندازه آن نمی تواند دربازه غیر طبیعی بودن گرانروی سیال به ما چیزی بگوید. آنچه از (AV) یا (MFV) می توان فهیمد این است که آیا سیال مورد نظر در حدود قابل قبولی قرار دارد یا خیر.
مثلاً برای بدست آوردن گرانروی ظاهری کافی است فشار برشی (SHEAR STRESS) را در ۶۰۰ دور پیدا کنیم. با تقسیم این عدد بر ۲ می توان اندازه گرانروی ظاهری را بر حسب سانتی پواز بدست آورد. گرانروی ظاهری تابعی است از گرانروی پلاستیکی یا نقطه واروی و یا هر دو. یعنی هر گونه افزایش یا کاهشی که در و گل رخ دهد مستقیماً روی گرانروی ظاهری آن نیز اثر می گذارد.
در سیالات نیوتونی گرانروی ظاهری با گرانروی پلاستیکی مساوی باست (سیالات نیوتونی سیالاتی هستند که فشار وارده به سیال نسبت مستقیم با به جریان در آمدن آن دارد).
گرانروی پلاستیکی
گرانروی پلاستیکی بخشی از مقاومت در مقابل جریان است که بر اثر اصطکاک میکانیکی بوجود می آید. این اصطکاک:
۱- بر اثر برخورد جامدات با یکدیگر.
۲- بر اثر برخورد جامدات با مایعی که آنها را محاط می کند.
۳- یا بر اثر اصطکاک ناشی از حرکت لایه های مایع روی یکدیگر بوجود می آید. گر چه بطور عملی تجربه نشان داده است که گرانروی پلاستیکی به غلظت جامدات در گل بستگی دارد. با اضافه شدن وزن گل گرانروی پلاستیکی نیز زیاد می شود و واحد اندازه گیری آن سانتی پواز است.
جامدات در گل دو گروه هستند، جامدات بی اثر و جامدات فعال و هر گروه به دو گروه زیر تقسیم می شوند.
الف: جامدات مرغوب یعنی جامداتی که جهت قصد بخصوصی در تشکیل گل حفاری بکار برده می شوند. نظیر باریت، بنتونیت، نشاسته و سی ام سی که هر کدام کار بخصوصی انجام می دهند.
ب: جامدات نا مرغوب یا نا مانوس یا جامداتی که کم ارزش یا بی ارزش هستند نظیر شن، شیل، لیمستون و دولمایت که تلفیق اینگونه جامدات نا مرغوب در گل از مهمترین عوامل زیاد شدن گرانروی پلاستیکی آن است و باعث ازدیاد اصطکاک بین جامدات می شود. کم کردن اندازه جامدات گل در یک حجم ثابت باعث افزایش گرانروی پلاستیکی می شود همچنین افزایش در اثر آسیاب شدن ذرات جامد زیر مته حفاری نیز گرانروی پلاستیکی را افزایش می دهد. روشهای متعددی جهت کاهش گرانروی پلاستیکی بکار می ورد که در زیر نام می بریم.
۱- رقیق کردن گل حفاری بوسیله آب
۲- استفاده از توریهای لرزان
۳- کاربرد سانتریفیوژ یا سیکلونهای جدا کننده
۴- جدا کننده های شن و ماسه
یکی دیگر از اجزاء مقاومت در برابر جریان در گل حفاری نقطه واروی یا در اصطلاح ییلدپونیت است.
در مایعاتی که از نوع پلاستیکی بوده یا از قانون تبعیت می کنند برای به حرکت در آوردن مایع همزمان با فشاری که بر مایع وارد می شود، تا هنگامی که فشار به نقطه ای برسد که در آن نقطه مایع شروع به حرکت کند، آن نقطه را ییلدپوینت می گویند. ییلدپوینت میزان یا سنجش نیروی جاذبه یا الکتروشیمی بین ذرات است. این نیروها بارهای مثبت و منفی است که در سطح ذرات و یا نزدیک یکدیگر قرار دارند. ییلد پوینت سنجش یا نشان دهنده این نیروها تحت شرایط جریان است و بستگی دارد به:
۱- خصوصیات سطح ذرات گل حفاری.
۲- غلظت جامدات.
۳- و محیط الکتریکی (الکترولیت) که این جامدات را احاطه کرده اند یا به عبارت دیگر غلظت و نوع یونهایی که در فاز مایع گل هستند.
واحد اندازه گیری ییلدپوینت بالا یا نیروی جاذبه بوجود می آید به علل زیر است:
۱- وارد شدن آلودگیهای حلال نظیر نمک، سیمان، انیدریدها یا سنگ گچ که بارهای منفی ذرات خاک را خنثی کرده، آنها را بصورت کلوخه در آورده و نتیجه اش ازدیاد ییلدپوینت است.
۲- شکستگی ذرات خاک بوسیله عمل آسیا بی مته و لوله های حفاری ایجاد نیروی رسوبی می کند (شکسته شدن اتصالها) در روی لبه های شکسته شدن ذرات. این نیروها تمایل دارند که ذرات را بصورتی سازمان نیافته بطرف خود جذب نمایند که باعث کلوخه شدن گل و در نتیجه ازدیاد ییلدپوینت می گردند.
۳- وارد شدن جامدات بی اثر در سیستم که باعث ازدیاد ییلدپوینت می شود. نتیجه این واردات حرکت ذرات بطرف یکدیگر است. چون در حقیقت فاصله بین ذرات کاهش نمی یابد بلکه جذب نیروی جاذبه بین ذرات افزایش پیدا می کند.
۴- حفاری انیدریدها، شیل یا گل رس که باعث وارد شدن جامدات فعال تازه ای به داخل سیستم می گردند که نیروی جاذبه بین ذرات را زیاد نموده و ذرات را به همدیگر نزدیک می نماید که نتیجه اش ازدیاد بارهای الکتریکی است.
۵- افزودن مواد شیمیایی بیشتر از حد معمول یا نا کافی نیز باعث ازدیاد نیروی جاذبه است. ییلدپوینت آن قسمت از مقاومت در مقابل جریان است که توسط معالجه شیمیایی به موقع قابل کنترل است. اگر نیروی جاذبه بین ملکولی کاهش یابد ییلدپوینت نیز پایین خواهد آمد و با کاهش ییلد پوینت گرانروی ظاهری نیز کاهش می یابد.
ییلدپوینت را با روشهای زیر می توان کاهش داد:
۱- آسیاب شدن ذرات خاک در زیر مته باعث پیدایش ظرفیتهای آزاد و پیوندهای شکسته می شود. این ظرفیتهای آزاد را می توان بوسیله جذب سطحی برخی از یونهای منفی بر روی ذرات خاک رس خنثی نمود. ظرفیتهای آزادی را که به این ترتیب خنثی نشده باقی می مانند می توان تقریباً بطور کامل توسط موادی نظیر تانین ها، لیگنین ها، فسفاتهای کامپلکس و لیگنوسولفوناتها خنثی کرد. نیروهای جاذبه ای که قبلاً وجود داشته اند نیز بوسیله این مواد شیمیایی خنثی شده و تعداد ظرفیتهای منفی دانه های آنقدر زیاد می شوند که ذرات یکدیگر را به جای جذب کردن از هم دفع می کنند.
۲- در صورت آلودگی گل توسط املاح کلسیم یا منیزیوم می توان یونهایی را که باعث جذب می شوند بصورت رسوب در آورده که نتیجه اش کاهش جاذبه و ییلدپوینت است.
۳- آب نیز برای کاهش ییلدپوینت مصرف می شود به شرطی که وزن گل زیاد باشد در غیر این صورت افزودن آب اثر قابل ملاحظه ای ندارد. توجه به این نکته ضروری است که آب به تنهایی می تواند آثار نا مطلوبی روی خواص گل های حفاری خصوصاً گلهای سنگین وزن بگذارد: صاف آب را افزایش داده و وزن گل را کاهش می دهد. بالا بردن مجدد وزن گل احتیاج به افزودن مواد وزن افزا دارد که این مخارج گل را افزون می نماید.
قدرت ژله ای
سنجش قدرت ژله ای شدن مشخص کننده خاصیت ماسیدن گل است. این سنجش، سنجش نیروی جاذبه ملکولی تحت شرایط ساکن یا استاتیک است. در حالیکه ییلدپوینت نیروی جاذبه ملکولی در حالت در جریان بودن مایع است و نباید با قدرت ژله ای شدن اشتباه شود. گر چه هر دوی این سنجشها نیروی کلوخه شدگی است در هنگامی که ییلدپوینت کاهش می یابد قدرت ژله ای نیز معمولاً کم می شود ولی ییلدپوینت پایین لازمه آن نیست که قدرت ژله ای باید صفر باشد. برای پایین آوردن ژل، ممکن است که از ذی فلاکوله کننده ها به مقدار اضافی استفاده شود بدون اینکه کاهش محسوسی در گرانروی ظاهری بوجود آید.
آزمایش گرانروی با دستگاه
هر دو دستگاه اندازه گیری فوق یا نیروی برشی را در سرعتهای مختلف نشان می دهد و ثابت های دستگاه طوری میزان شده اند که با کم کردن عدد خوانده شده در۳۰۰ دور از عدد خوانده در ۶۰۰ دور گرانروی پلاستیکی بر حسب سانتی پواز بدست می آید.
گزارش نتایج:
الف: عدد خوانده شده در دور ۳۰۰ را از عدد خوانده شده در دور ۶۰۰ کم می کنیم که معادل گرانروی پلاستیکی است.
ب: عدد بدست آمده از تفریق بالا یعنی عدد پلاستیک ویسکوزیته را از عدد خوانده شده در دور ۳۰۰ کم می کنیم که برابر است با ییلدپوینت
۵- قدرت ژله شدن
بعد از آنکه اعداد مربوط به دورهای ۳۰۰ و ۶۰۰ را پیدا کردیم، همچنان که دستگاه با دور ۶۰۰ کار می کند، دسته گیر بکس آن را روی کمترین دور (یعنی ۳ دور در دقیقه) آورده و دستگاه را خاموش می کنیم. بسته با این که بعد از ۱۰ ثانیه دستگاه را مجدداً روشن کنیم و عدد آن را بخوانیم یا بعد از ۱۰ دقیقه، به ترتیب ژل ابتدایی یا ژل ده دقیقه به دست خواهد آمد که واحد آنها پاوند بر صد فوت مربع است. جهت به دست آوردن ژل ابتدایی و نهایی دستگاه را در جهت عقربه های ساعت به آهستگی گردانده و اعداد را به دست می آوریم.
۶- پ- هاش
جهت به دست آوردن PH (یعنی خاصیت اسیدی یا قلیایی بودن گل) دستگاه های PH سنج مختلفی تهیه شده است که مهمترین آنها دستگاه های مربوط به کارخانه است.
۷- آزمایش اندازه گیری مقدار شن گل حفاری
دستگاه اندازه گیری شن در گل حفاری شامل یک الک ۲۰۰ مش، قیف و یک ظرف شیشه ای مدرج که از صفر تا ۲۰% روی آن حک شده است و مقدار درصد شن را نسبت به کل گل نشان می دهد.
۸- تعیین مقدار آب، روغن و مواد جامد
این دستگاه مخصوص که در اصطلاح * نامیده می شود. مقدار درصد آب، روغن و جامدات را نشان می دهد.
۹- قلیائیات
الف: یک میلی لیتر از صاف آب گل را بر می داریم.
ب: با ۲۵- ۵۰ میلی متر آب مقطر آن را رقیق می کنیم.
ج- ۳- ۴ قطره فنل فتالئین اضافه نموده و به هم می زنیم.
د: سریعاً با اسید سولفوریک نرمال تیتراسیون می کنیم.
ه. مقدار مصرفی اسید سولفوریک را بعنوان پی اف گل گزارش می کنیم.
۱۰- تعیین مقدار کربناتها، بی کربناتها و ئیدراوکسیدها در صافاب گل حفاری
در حال حاضر کربناتها، بی کربناتها ئیدرواوکسیدهای محلول در گل حفاری از روش آزمایش قلائیات به دست می آیند. انواع مختلف مواد معدنی در گلهای سبک باعث ازدیاد مجموع قلیائیات (M) می شوند که روی غلظت این یونها اثر مستقیم می گذازند: در این روش آزمایش نشان داده می شود که بوسیله ئیدرواوکسیدسدیم بی کربناتها را به کربنات ها و بوسیله کلرودباریم کربناتها را به روش آزمایش تیتراسیون برگشتی رسوب داده و باقی مانده مقدار ئیدراوکسیدها می باشد.

 

[hmdjml]

حفاری جهت دار


حفاری جهت دار عبارت است از فن خاصی که در آن چاه براساس برنامه پیش بینی شده ای ( با استفاده از نرم افزار حفاری جهت دار) غیر از حالت عمودی حفاری می گردد در حفاری جهت دار علاوه بر تجهیزاتی که در حفاری عمودی بکار می روند تجهیزاتی ویژه زیر در رشته حفاری استفاده می گردند:
دستگاه جهت یابی در حین حفاری§
دستگاه موتور درون چاهی§
چاههای حفاری جهت دار از نظر شعاع جهت دار نمودن به سه دسته تقسیم بندی می گرند:
۱٫ شعاع کوتاه : ۵/۱ تا ۳ درجه جهت دار در یک فوت
۲٫ شعاع متوسط : ۸ تا ۲۰ درجه جهت دار در ۱۰۰ فوت
۳٫ شعاع بلند : ۲ تا ۶ درجه جهت دار در یک ۱۰۰ فوت
عمده ترین چاههای حفاری شده در میادین نفتی ایران دارای شعاع جهت دار متوسط و بلند بوده اند
اهم حوزه فعالیتهای کاربردی حفاری جهت دار بصورت ذیل می باشد :
۱-حفاری افقی در مخازن نفتی
با اعمال این روش استخراج نفت نسبت به روش حفاری معمولی ( عمودی ) حدود دوبرابر می گردد ( ازدیاد برداشت نفت ) .
۲-حفاری چندین حلقه چاه در یک مخزن
با حفر حفره های متعدد در یک مخزن بجای حفاری تعداد زیادی چاه مستقیم که نیاز به استفاده از چندین دکل در خشکی می باشد می توان با استفاده از حفاری جهتدار و با استفاده از یک دکل چندین حلقه چاه را در یک مخزن حفاری نمود این روش باعث استفاده بهنه از دکل حفاری و نیز سرعت در استخراج نفت / گاز خواهد شد.
۳-چاههای متعدد از روی یک دکل دریائی(Multiple wells from offshore structure)
عمده کاربرد حفاری جهتدار ، امروزه در درون دریا می باشد قابل توجه است که بخش عظیمی ازمخازن گازی و نفتی کشورمان در جایی مانند خلیج فارس واقع است ( پروژه پارس جنوبی ) . ساخت Plat form برای هر حلقه در دریا ,کاری غیر عملی و غیراقتصادی است در این روش با ثابت کردن یک plat form روی بستر دریا تعداد زیادی چاههای جهتدار در مسیرهای گونــاگون از روی یک plat form حفاری می شوندو یکی دیگر از مزایای روش فوق استفاده بهینه از دکل دریائی می باشد. بطور مثال می توان به چاههای متعددی که در منطقه ابوذر و روی دکل مورب تاکنون توسط این اداره حفاری شده است و همچنین فازهای ۹ و ۱۰ میدان گازی پارس جنوبی که با همکاری این اداره در حال انجام است. , اشاره نمود.
۴-چاههای امدادی Relief wells
این اداره با استفاده از توانائی های خود قابلیت حفاری چاههای امدادی را دارا می باشد. حفر این چاههای باعث جلوگیری از هدر رفتن مقادیر سرسام آور نفت وگاز از چاه فوران کرده می گردد. بعنوان مثال میتوان به مهار چاه کنگان ۲۳ اشاره نمود
۵-حفاری در مخازن نفتی مشترک
بخش زیادی از مخازن نفتی کشورمان با کشورهای همسایه مشترک است و یا در نزدیکی مرزهای کشورمان قرار دارد. روش فوق , باعث بهره برداری بهینه و صیانت از مخازن نفت / گاز مشترک میهن اسلامی و جلوگیری از هدر رفتن سرمایه ملی خواهد شد . بعنوان مثال می توان به مخازن مشترک با کشور عراق از جمله در ناحیه نفت شهر ، دارخوین و پایدار و میدان گازی پارس جنوبی که با قطر مشترک است اشاره کرد که این امور با انجام حفاری جهتدار در این مناطق و انجام یکی از بی نظیرترین حفاری های افقی در منطقه پایدار که نقش بسزائی در دسترسی به این مخازن سرشار را ایفا کرده است, اشاره نمود.
۶-مناطق غیر قابل دسترس
همواره بخشی از مخازن نفتی در زیر شهرهای از پیش ساخته شده ( مانند ناحیه کیان آباد و کورش و ملی راه اهواز ) و یا در زیر کوه ها قرار دارند که نمی توان با استفاده از حفاری عمودی به این مخازن دسترسی داشت ولیکن با استفاده از حفاری جهت دار/ افقی می توان این امر را انجام داد و حداکثر بهره برداری را از مخازن موجود فراهم آورده است .
۷-حفاری گسلها و گنبدهای نمکی و یاجاهایی که از نظر زمین شناسی حادثه خیز است
گاهی از اوقات مخازن نفتی در کنار و یا زیر یک گسل زمین شناسی یا گنبدهای نمکی یا لایه هایی است که حفاری عمودی در آنها باعث دسترس رفتن چاه حفاری شده میگردد ( مانند ورود به شیلها ) یا از دسترس رفتن یا پاره شدن لوله های جداری در برخورد با گسلها میگردد حال با وجود قابلیت حفاری جهتدار اداره زمین شناسی واحد متقاضی برنامه حفر چاه را بگونه ای می تواند ارائه دهد که مسیر چاه برخوردی با خطرات یادشده نداشته باشد و این بمعنای جلوگیری از دست رفتن فرصتهای فراوان جهت دسترسی به مخازن نفتی می باشد که ارز آوری فراوانی را برای این مملکت بدنبال دارد.
۸-استفاده بهینه از گنبدهای نمکی جهت ذخیره سازی گاز
یکی دیگر از قابلیتهای حفاری جهت دار که دارای صرفة اقتصادی فـــراوانی است ایجاد مخازن ذخیره سازی گاز و نفت درون گنبدهای نمکی است که بعنوان مثال می توان به حفر چاههای کوه نمک -۱در منطقة قم و چندین چاه در منطقه ورامین اشاره نمود این روش دارای ۳ مزیت بسیار زیاد جهت ذخیره سازی گاز است که در زیر به آنها اشاره می نماییم.
الف- ایمنی ذخیره سازی گاز
ب- امکان ذخیره سازی گاز در منابع حساس کشور از جمله پایتخت و غیره
ج- کاهش هزینه ذخیره سازی گاز
و- نتیجه این مهم و نیز کارکرد گروهای عملیاتی حفاری جهت دار / افقی باعث شده که ماهیانه مبلغی بالغ بر ۳ میلیون دلار از خروج ارز مملکت اسلامی جلوگیری بعمل آید.
برخی از عملکردها و کارهای شاخص اداره عملیات ویژه عبارتند از :
طولانی ترین عملیات حفاری افقی در میادین خشکی ایران بطول ۷۵۰ متر در بخش افقی در منطقه چشمه خوش
طولانی ترین عملیات مغزه گیری در یک عملیات د ر میادین خشکی / دریا ایران با بازیافت ۸۱ متر مغزه در یک عملیات در منطقه پارس جنوبی
- حفاری جهت دار در چاههای زمین گرمائی در منطقه سبلان
- انجام ۷۳۷ حفره عملیات حفاری افقی / جهت دار/عبور از کنار مانده / حفاری سرعتی / باز کردن پنجره طی ۱۶ سال ( ۱۳۷۱ الی ۱۳۸۶ )
- بازیافت ۱۸۷۸۹ متر مغزه طی ۱۲ سال ( ۱۳۷۵ الی ۱۳۸۶ )
اداره عملیات ویژه دارای ۴ کارگاه تعمیر و نگهداری بمساحت ۱۸۰۰ مترمربع فضای سرپوشده بوده که شامل :
- کارگاه تعمیر ونگهداری موتور های درون چاهی مجهز به دو دستگاه بازو بسته کردن موتور های درون چاهی (مدل ۱۶۸۹ نشنال اویلول)-یک دستگاه لیفتراک – ۲ عدد کرن سقفی و فضا مجهز به لوازم خنک کننده جهت نگهداری قطعات لاستیکی از جمله استاتورها
- کارگاه تعمیرات مکانیک دستگاه جهت یابی مجهز براساس استاندارد شرکت جئولینک
- کارگاه تعمیرات الکترونیک دستگاه جهت یابی بر اساس استاندارد شرکت جئولینک
- کارگاه تعمیر و نگهداری و نیز ارسال ودریافت تجهیزات مغزه گیری مجهز به یک کرن سقفی
- کارگاه نگهداری و دریافت / ارسال تجهیزات جهت یابی
حفاری جهتدار نوعی از حفاری است که در آن مسیر چاه بر اساس نقشهای معین و از پیش طراحی شده، برای رسیدن به ناحیه هدف (Target Area) از حالت عمودی منحرف میشود. این نوع حفاری زمانی انجام میشود که بنابه دلایلی هدف نهایی از محلی که بر روی زمین شروع به حفاری میکنیم به صورت جانبی دارای فاصله باشد.
● واژگان:
▪ ناحیه هدف(Target Area):
ناحیهای معین در عمق از پیش تعیین شده که بر اساس طراحیانجام گرفته، چاه باید آن ناحیه را قطع کند.
▪ (MWD”(Measured While Drilling” :
نوعی از دستگاههای موقعیتیاب و اندازهگیری که در انتهای رشته حفاری و بالای مته قرار میگیرند و این امکان را فراهم میآورند که درحین عملیات حفاری بتوان موقعیت دقیق چاه را تعیین کرد.
▪ kick:
به شرایطی گفته میشود که به علت زیادبودن فشار سازندهای حفاری شده نسبت به فشار هیدرواستاتیک ستون گل، سیال سازند وارد چاه شود.
▪ فوران(Blow out):
در صورتی که پس از پیدایی kick، این شرایط کنترل نشود و سیال پر فشار به سطح زمین برسد، باعث ایجاد فوران و در برخی مواقع آتشسوزی میشود.
▪ کشتن چاه (Well Killing):
روشهای جلوگیری از راهیافتن سیال سازند به سطح زمین و فوران را روشهای کشتن چاه (Well Killing) میگویند.
▪ (Measured depth):
طول واقعی چاه از نقطه شروع حفاری تا هر نقطه دلخواه درمسیر آن.
▪ (Build up):
قسمتی از چاه که زاویه شیب (inclination) افزایش مییابد.
▪ (Build up Rate):
سرعت تغییر زاویه چاه (Build up Rate) را معمولاً به ازای هر ۱۰۰فوت عمق اندازهگیری شده (Measured depth)، بر حسب درجه بیان میکنند.
▪ مانده (Fish):
قطعاتی نظیر تکههای لوله حفاری، تکههای مته و یا ابزارهای دیگر که بنابه هر دلیل درون چاه سقوط کرده و یا در میانه چاه گیر کردهاند و ادامه عملیات حفاری را مختل مینمایند.
▪ موتور گل(Mud Motor):
موتورهایی که نیروی محرکه خود را از گلی که با فشار به درون لولهها پمپ میشود به دست میآورند.
▪ انحراف از مسیر اولیه(Side Track):
عملیاتی که بهمنظور جهتدهی دوباره به مسیر چاه انجام میگیرد، این کار با حفاری مجدد از نقطهای بالاتر از انتهای چاه آغاز میشود.
● تاریخچه:
حفاری جهتدار برای اولین بار در سال “۱۹۲۹” با ساخت دستگاههای دقیق اندازهگیری زاویه چاه (inclination) مورد توجه قرار گرفت. در اوائل دهه “۱۹۳۰” اولین چاه جهتدار در خلیج هانتینگتون کالیفرنیا حفاری شد. به تدریج با توسعه میدان نفتی خلیج هانتینگتون و حفر دو حلقه چاه جهتدار دیگر، چاههایی به دست آمد که میزان تولید بیشتری داشتند.
حفاری جهتدار تا سال “۱۹۳۴” طرفداران چندانی نداشت، تا اینکه در این سال یک چاه در کنرو (Conroe) تگزاس دچار فوران (Blow out) شد. در این هنگام پیشنهاد شد با حفر یک چاه جهتدار، برای برخورد با چاه اول و پمپ گل به درون آن، مانع از ادامه فوران شوند (well killing). با انجام موفقیتآمیز این پروژه، حفاری جهتدار به عنوان راه حلی برای مسائل دشوار و دستیابی به مخازن پیچیده از سوی شرکتهای حفاری و نیز مشتریها مورد استقبال قرار گرفت.
امروزه ، باتوجه به بالا بودن هزینههای جاری برای تولید و استخراج نفت و گاز ، حفاری جهتدار به عنوان یک ضرورت جلوه میکند. میتوان گفت مهمترین خصوصیت این روش آن است که تولیدکنندگان را در سراسر جهان قادر میسازد از مخازنی برداشت نمایند که برداشت از آنها از نظر اقتصادی با هیچ روش دیگری امکانپذیر نیست.
توسعه و پیشرفت در موتورهای گل (Mud Motor) را میتوان از مهمترین عوامل در پیشرفت صنعت حفاری جهتدار دانست. همچنین ساخت دستگاههای موقعیتسنج بادقت بالا به توسعه این صنعت کمک شایانی نموده است. هماکنون، دستگاههای هدایتگر (Steering tools) پیشرفته به عنوان وسایلی برای جهتدهی به موتورهای گل جایگزین وسایل موقعیتسنج قدیمی شده اند. این دستگاهها بهوسیله کابل به درون لوله حفاری رانده شده و پس از قرارگرفتن در جای مناسب و گذشتن از فواصل معین، اطلاعات را به سطح زمین میفرستند. این اطلاعات به وسیله کامپیوتر پردازش شده و موقعیت دقیق چاه و شرایط دما و فشار ته چاه از آنها استخراج میگردد.
در دهه “۱۹۸۰”، یک نمونه جدید از این دستگاهها به عنوان وسیلهای با دقت و صرفه اقتصادی قابل قبول ساخته و معرفی گردید. امروزه دستگاههای “MWD” با موتورهای گل قابل هدایت، رانده میشوند. نمونه جدید این دستگاهها به همراه دستگاههای لاگ (logg) اشعه گاما و مقاومت، ساخته شده است که همزمان با عملیات حفاری، امکان بررسی و شناسایی سازند را فراهم میآورد.
● کاربردها:
▪ انحراف از مسیر اولیه (Side Track):
انحراف از مسیر اولیه، اولین روش برای حفاری جهتدار بود. هدف از این کار دورزدن و یا گذشتن از روی ماندههای درون چاهی (fish) بود. امروزه انحراف مایل بسیار متداول است و به عنوان مثال هنگامی که تغییرات پیشبینی نشده درساختار زمینشناسی مشاهده میشود از این روش استفاده میشود.
▪ مکانهای غیرقابل دسترسی:
هنگامی که مخزن و یا هدف حفاری (target) زیر یک شهر، رودخانه و یا یک مسیر محیط زیست حساس واقع شده باشد، لازم است که دستگاه حفاری را در مکانی دورتر از آن قرار داد. در این مواقع با حفر یک چاه جهتدار میتوان به هدف دسترسی پیدا کرد.
▪ حفاری گنبدهای نمکی (Salt Dome):
گاهی مخازن نفتی زیر گنبدهای نمکی که پوش سنگهای سختی هستند، مشاهده میشوند. حفاری از درون لایههای نمکی مشکلات بسیاری به همراه دارد. یک راه حل برای گریز از این مشکلات استفاده از حفاری جهتدار و اجتناب از ورود به لایههای نمکی است.
▪ گسل (Fault):
گاهی اوقات چاههایی که بهصورت عمودی حفاری شدهاند، کج میشوند. این پدیده معمولاً به دلیل وجود گسل در لایههای زیر سطحی است. معمولاً بهتر است که یک چاه جهتدار حفر شود و از برخورد با گسل پرهیز کنیم.
▪ چاه اکتشافی چندگانه (Multiplex Well) از یک دهانه چاه:
میتوان با مسدود کردن یک چاه در عمق معین و ایجاد انحراف، یک چاه جدید حفر کرد. دهنه یک چاه میتواند به عنوان نقطهای برای انشعاب چاههای دیگر مورد استفاده قرارگیرد. این عمل اکتشاف و بررسی لایههای زیر سطحی را بدون نیاز به حفر چندین چاه کامل، میسر میسازد.
▪ حفاری از خشکی به درون دریا (onshore):
با نصب دکل در خشکی و حفر چاه جهتدار میتوان به مخازنی که در زیر سطح آب قراردارند، دسترسی پیدا کرد. با این کار میتوان ضمن نصب شیرهای سرچاهی در خشکی ، از هزینههای بالای حفاری در دریا نیز اجتناب کرد.
▪ حفاری چاههای چندشاخه (Multiwell) در دریا (offshore):
حفاری جهتدار از یک سکوی دریایی به صورت چاههای چندشاخه اقتصادیترین راه برای توسعه یک میدان دریایی است. در خشکی نیز، زمانی که محدودیت مکانی داریم مانند نواحی باتلاقی و یا جنگلها از روش حفاری چاههای چندشاخه استفاده میشود.
▪ تقاطع با چند لایه بهرهده با استفاده از یک حلقه چاه:
در این روش، یک چاه جهتدار بهگونهای حفر میشود که چندین لایه مخزنی شیبدار را با هم قطع کند. این روش، این امکان را فراهم میآورد که با استفاده از تکمیل چندگانه چاه همزمان از چند مخزن مجزا بهرهبرداری شود.
▪ چاههای فرونشانی (Relief Well):
هدف از این نوع چاهها ایجاد ارتباط با چاههای درحال فوران در زیر سطح زمین است تا با پمپ کردن سیال به درون آن چاه بتوان عملیات کشتن چاه (Well Killing) را انجام داد. مشکلی که وجود دارد اندازه کوچک هدفی است که چاه انحرافی باید به آن برسد. بنابراین، این کار نیاز به یک طراحی دقیق و استفاده از دستگاههای موقعیتیاب حساس دارد.
▪ چاههای افقی (Horizontal Well):
کاهش تولید از یک مخزن به عوامل زیادی بستگی دارد. این عوامل میتواند شامل مخروطی شدن آب و گاز و یا نفوذپذیری عمودی سنگ مخزن باشد. در این هنگام مهندسین میتوانند با طراحی و حفر چاههای افقی بر این مشکلات غلبه کنند. چاه افقی نوع خاصی از چاههای جهتدار است که خود به انواع شعاع کوتاه، متوسط و بلند تقسیم میشود. این تقسیمبندی بر اساس سرعت افزایش زاویه چاه (Build up Rate) انجام میگیرد.

 

[MOΣIN]

نفت

نفت

تعریف بعضی از واژه های مستعمل در صنعت نفت نفت درجا - نفت خام سبک - نفت خام ترش - نفت خام شیرین - گاز مایع - شدت انرژی - نفت میعانی - ذخیره اثبات شده - LNG - GTL - متان - اتان - پروپان - گاز ترش - گاز غنی - گازهای سبک - گاز همراه - CNG - نفت سفید - نفت گاز - بنزین موتور


نفت درجا
Oil Place
نفت درجا نشان دهنده حجم نفت موجود در مخازن است. آمار نفت درجا معمولاً به صورت " نفت در جای اولیه " اعلام می شود، یعنی حجم نفتی که در زمان کشف و قبل از بهره برداری از مخازن گزارش شده است. بدیهی است در خلال زمان شناخت دقیق تری از مخازن به دست می آید، لذا آمار نفت درجا تغییر می کند.
نفت خام سبک
Light Crude Oil
نفت خام از هیدروکربورها (Hydrocarburs) تشکیل شده است که متشکل از عناصر کربن و هیدروژن است.
هیدروکربورهای کوچک تر و سبک تر از طریق تقطیر ساده که در پالایشگاهها انجام می شود، قابل جداسازی است. به این دسته از نفتهای خام اصطلاحاً نفت خام سبک (Light Crude Oil) می گویند که در مقابل نفت خام سنگین (Heavy Crude Oil) قرار می گیرد. نفت خام سبک قاعدتاً گران تر از نفت خام سنگین است زیرا فرآورده های ارزشمندتری را می توان از آن به دست آورد.
نفت خام ترش
Sour Crude Oilنفت خام (Sour Crude Oil) سولفور بیشتری دارد و API آن کمتر است و سهم فرآورده های سنگین تر مانند نفت کوره که در فرایند پالایش از آن به دست می آید، بیشتر خواهد بود.
نفت خام شیرین
Sweet Crude Oilنفت های خاصی که بالنسبه میزان سولفور کمتری دارند به " نفت خام شیرین " Sweet Crude Oil معروف اند. نفت خام شیرین دارای API بالاتری است و در پالایش آن می توان مقادیر بیشتری فرآورده های سبک تر و با ارزش تر چون بنزین و نفت سفید و گازوئیل به دست آورد.
گاز مایع
LPG- Lipuefied Petroleum Gas گاز مایع یا به اختصار (( ال - پی - جی )) مخلوطی از هیدروکربن های سنگین گازی شکل از سری پارافینی که به طور عمده از بوتان و پروپان تشکیل شده است و به آسانی به حالت گاز تبدیل می شود.
گازی که در سیلندر نگهداری شود و در منازل مورد استفاده قرار می گیرد همان (( گاز مایع )) است.
شدت انرژی
Energy Intensityشدت انرژی عبارت است از انرژی مورد نیاز برای تولید مقدار معینی از کالاها و خدمات. شدت انرژی بر حسب عرضه انرژی اولیه و یا مصرف نهایی انرژی محاسبه میشود. این شاخص معمولا" در سطح کلان مورد استفاده قرار گرفته و درجه بهینگی استفاده از انرژی در یک کشور را نشان میدهد .
نفت میعانی
Condensate
ترکیبی از هیدروژن و کربن ( هیدروکربن ) که در شرایط سنگ مخزن به حالت گاز و در شرایط سطح زمین ( دما و فشار متعارفی ) به حالت مایع در می آید.
کندانسه یا میعانات از پنتان (Pentane) ، بوتان (Butane) ، پروپان (propane) ، و کمی اتان (Ethane) و متان (Methane) تشکیل شده است. کندانسه، هیدروکربوری بی بو و بی رنگ مانند آب مقطراست که سبک ترین و گران ترین نفت محسوب می شود.
ذخیره اثبات شده
Proven(proved) Reserve
یعنی حجمی از هیدروکربورها که به کمک دانش فنی موجود و با توجه به وضعیت اقتصادی و قیمتها و هزینه های فعلی قابل بازیافت است .
Liquefied natural gas
LNG به طور عمده از گاز متان تشکیل یافته است. این عمل "مایع سازی" یعنی تبدیل حالت گاز به مایع به خاطر سهولت حمل آن است .
GTL/ gas to liquidبه کمک فن آوری GTL و بدون تحمل هزینه های سولفور زدائی در پالایشگاه ها، می توان مستقیما" گاز طبیعی را به فراورده های سوختی با سولفور پائین یا اساسآ عاری از سولفور تبدیل نمود.
متان
ماده اصلی گاز طبیعی، " متان " است . بسته به اینکه گاز طبیعی از کدام حوزه استخراج شده است درصد متان آن تغییر میکند، معمولا" قلمرو این تغییرات از 70 تا 90 درصد میباشد. اتان، پروپان و بوتان از دیگر مواد تشکیل دهنده گاز طبیعی میباشند.
متان گازی است بی رنگ و سبک تر از هوا، وزن مخصوص آن نسبت به هوا حدود 56% میباشد. متان یکی از مواد اصلی پایه برای تولید محصولات پتروشیمی میباشد.
اتان
اتان یکی از هیدروکربن های خانواده آلکان یا پارافین است که در شرایط عادی یک هیدروکربن گازی شکل، بی رنگ و بی بو است .
پروپان
پروپان نوعی هیدروکربن از دسته پارافین که در شرایط عادی ( فشار و دمای معمولی ) به صورت گاز است ولی به راحتی به مایع تبدیل میگردد. پروپان عضوی از گاز سیلندر یا گاز نفتی مایع شده LPG است عضو دیگر گاز سیلندر عبارت است از گاز بوتان. مخلوط مایع شده این گاز و گاز بوتان تحت عنوان گاز مایع در سیلندرهای مخصوص و تحت فشار متوسط، در منازل به منظور سوخت، مورد استفاده واقع میشوند . ذکر این نکته ضروری به نظر میرسد که در دمای بالا، مولکول پروپان شکسته شده (cracking) تبدیل به اتیلن و متان میشود و این واکنش، یکی از مهمترین منابع تهیه اتیلن محسوب میگردد.
در صنایع نفت ، از پروپان در زمینه های متعددی، منجمله پالایش مواد نرم کننده و روان کننده و سایر فرآورده ها استفاده میشود.
گاز ترش
Sour Gasگاز ترش ، گاز طبیعی حاوی سولفید هیدروژن، که گازی است بسیار سمی و بدبو و با ایجاد اسید سولفوریک ، در لوله های فلزی ایجاد خوردگی میکند. از طریق فرآیند تجزینه ، سولفید هیدروژن از گاز طبیعی جدا میشود.
گاز غنی
Enriched Gas گاز خروجی از میادین نفتی و یا کلاهکهای گازی و یا میادین مستقل گازی را اصطلاحا" " گاز غنی" می گویند. گاز غنی بعد از پالایش به " گاز سبک " تبدیل میشود.
گازهای سبک
Light Gasاین گازها شامل هیدروژن و هیدروکربن های سبک است و به عنوان سوخت صنعتی و یا ماده اولیه پتروشیمی به کار میرود.
گاز همراه
Associated
آنچه از میادین هیدروکربور استخراج می شود. معمولاً ترکیبی از نفت و گاز می باشد، مسأله مهم، درجه ترکیب گاز و نفت است. اگر میزان نفت به مراتب بیش از گاز باشد، اصطلاح (( گاز همراه )) را به کار می بریم، یعنی گازی که همراه تولید نفت به دست آمده است. اگر میزان گاز بیش از نفت تولیدی باشد، تولید اصلی در واقع گاز است ولی در عمل مقداری نفت به همراه گاز به دست آمده است که اصطلاحاً به آن (( کندانسه )) می گویند. کندانسه نفت خام بسیار سبک و با ارزشی است و اساساً نفت کوره ندارد. گاز همراه را اصطلاحاً (( گاز حل شده )) ، (( گاز همراه نفت ))، (( گاز درون نفتی )) می گویند.
CNG/ Compressed Natural Gasگاز طبیعی استخراج شده را اصطلاحاً گاز طبیعی مرطوب (Wet Natural Gas) می گویند که بعد از نم زدایی گاز طبیعی خشک (Dry Natural Gas) نتیجه می دهد.
گاز طبیعی قابلیت تبدیل به گاز طبیعی فشرده (CNG) را دارد و می توان آن را به عنوان سوخت اتومبیل مورد استفاده قرار داد.
نفت سفید
نفت سفید برشی از نفت خام و متشکل از سه نوع هیدروکربور پارافینی، نفتینی و آروماتیک می باشد. این فرآورده به عنوان سوخت گرمایشی و سوخت مراکز حرارتی به کار می رود و یکی از موارد اصلی تشکیل دهنده سوخت جت است.
نفت کوره(مازوت): نفت کوره از بازمانده تقطیر نفت خام در برجهای تقطیر پالایشگاه به دست می آید. این فرآورده به سبب دارا بودن هیدروکربورهای سنگین، به آسانی نمی سوزد و یکی از سوختهای عمده کشتیها و واحدهای بزرگ صنعتی از جمله نیروگاههای برق به شمار می رود.
نفت گازنفت گاز فرآورده ای است که بعد از برش نفت سفید به دست می آید و به عنوان سوخت ماشین آلات کشاورزی، صنعتی و سوخت تعدادی وسایل نقلیه عمومی و تأسیسات حرارتی به کار می رود
بنزین موتور: بنزین موتور آمیزه ای است از هیدروکربورها به طور عمده حلقوی وایزومر با نسبتهای متفاوت که برای افزایش درجه آرام سوزی آن، برخی از ترکیبات آلی به آن اضافه می شود.

 

[MOΣIN]

یکی از راههای صیانت از مخازن در بردداشت های ثانویه و ثالثیه از مخازن حفظ فشار مخازن و جلوگیری از افت فشار آنها می باشد. یکی از روش های جلوگیری از افت فشار تزریق ماده مناسب به درون زمین می باشد.


قبل از تزریق معمولا آزمایشات مخزنی و ژئوفیزیکی در منطقه انجام می شود. با این روش حرکت ناحیه هیدروکربنی و نوع مناسب تزریقی را شناسایی می کنند.


چهار نوع تزریق در مخازن نفت صورت می گیرد. تزریق غیر امتزاجی، تزریق امتزاجی، گرمایی و میکروبیولوژی.
در تزریق غیر امتزاجی میان ماده تزریق شده و هیدروکربن های موجود در زیر زمین واکنشی صورت نکرفته و دو ماده بصورت دو فاز مختلف در زیر زمین عمل می کنند. تزریق های شامل تزریق آب، گاز سنگین و مواد هیدروکربنی می باشد. مکانیزیم حرکتی نفت در این نوع تزریق فشار تولیدی توسط ماده تزریق شده می باشد.
در تزریق امتزاجی میان ماده تزریق شده و هیدروکربن های واکنش صورت می گیرد. این اوکنش باعث ایجاد هیدروکربن هایی با ساختار ملکولی میانی (نه سنگین و نه سبک) خواهد شد.
مکانیزیم حرکتی این نوع تزریق شامل کم شدن جاذبه میان نفت و سنگ مخزن، افزایش فشار بوسیله ماده تزریق شده و سبک شدن هیدروکربن در مخزن می باشد.
معمولا زمانیکه با نفت سنگین سر و کار داریم برای حرکت این نوع نفت در مخزن به سمت چاه از روش گرمایی و تزریق آب یا بخار آب به درون چاه استفاده می کنیم. این سبب بالا رفتن تمایل حرکتی نسبی نفت به آب درون مخزن خواهد شد.
روش جدید ایجاد انفجار درون چاه نیز برای روش گرمایی پیشنهاد داده شده است.
روش میکروبیولوژی استفاده از باکتری هایی که موجب شکسته شدن ساختارهای ملکولی هیدروکربن های درون مخزن و بالا رفتن حرکت نسبی آنها می باشد.


این روش جدید بوده و هنوز در مرحله آزمایش و پایلوت می باشد.
برای تزریق می بایستی تمامی عوامل سنگ مخزن، نوع هیدروکربن درون مخزن، فشار مخزن، مرحله بردداشت از مخزن، تجهیزات و پول تعریف شده برای پروژه و عوامل زیست محیطی مورد توجه قرار گیرند. معمولا تزریق در چاه دیگری با فاصله محاسبه شده از چاه تولیدی انجام می شود. در روش گرمایی توجه به نکات ایمنی اولویت دارد زیرا این روش خطرناک می باشد. با توجه به نوع روش های انتخاب شده، نتیجه مطلوب ممکن است سال ها زمان نیاز داشته باشد. معمولا پروژه های تزریق با توجه به قیمت های بازار نفت تعریف می شوند و ممکن است پروژه ای که امروز مقرون به صرفه باشد، در چند هفته آینده متوقف شده و روش های دیگری پیاده شوند. پس برای صرفه جویی در هزینه، مطالعه وضعیت بازار و قیمت ها از اولویت های پروژه های تزریق می باشد. تعیین نوع تزریق همچنین به مواد مورد استفاده و نزدیک بودن مواد اولیه مورد نیاز بستگی دارد. ممکن است در جایی تزریق آب مناسب باشد.
ولی به علت دور بودن از منبع آب، از نظر اقتصادی تزریق آب در منطقه مقرون به صرفه نبوده و از اولویت دوم تزریق مثلا تزریق گاز استفاده شود.
ولی در هر صورت به علت هزینه های بالای تزریق و زمان بردن برای بازگشت سرمایه در پروژه های تزریق، شرکت ها قبل از عملیات مطالعات گسترده زمین شناسی، مخزنی و ژئوفیزیکی را انجام می دهند.

 

[MOΣIN]

انواع مته های حفاری

انواع مته های حفاری

مته وسيله اي است در انتهاي رشته حفاري به منظور کندن زمین بسته می شود.






كه بطور كلي سه دسته مي باشند:
1) Milled Teeth يا (Steel Tooth) كه انواع مته هاي tri-cone است و دندانه هاي آن بصورت مخروطي مي باشند.
2) Tangstan Carbid Insert يا (TCI) نوعي مته tri –cone است كه براي سازندهاي سخت بكار مي روند.
3) Diamond Bit (الماسه) از جنس فولاد تو پر است و كاج و دندانه نداشته و در عوض تعداد زيادي الماس در قسمت پائين و اطراف آن جاسازي شده است كه براي سازندهاي سخت مناسب هستند.


سه نوع مته اي كه وجود دارد :
الف) PDC يا Poly Crystalline Diamond Contact كه مهمترين انواع مته الماسه است.
ب) Bottom Bit
پ) Rock Bit = Cone Bit = Roller Cone Bit = داراي قطعات كاج شكل فولادي كه كاج ناميده مي شوند كه بطور آزاد همزمان با دوران مته مي چرخند. اغلب مته ها سه كاج دارند ولي دو كاج و چهار كاج هم وجود دارد. سازندگان مته يا دندانه ها را روي سطح خود كاج مي تراشند يا اينكه تكمه هاي خيلي سخت تنگستن كاربيد را روي كاج جا سازي مي كنند. از نظر سختي سازند مته هاي سازند نرم نرم متوسط - متوسط – متوسط سخت – سخت و متراكم – فوق العاده سخت و ساينده و شكسته ساخته مي شوند.
از نظر كاربرد مته ها را معمولا" به دو دسته مته هاي حفاري و مته هاي مغزه گيري تقسيم مي نمايند كه البته در هر دسته از انواع مختلف ابزارهاي برنده و طرحهاي مختلف تاج و آبرو استفاده مي نمايند. در داخل تمامي مته ها مسيرهائي تعبيه شده كه به گل حفاري اجازه خروج مي دهند. اكثر مته ها فواره هائي (Nozzle) دارند كه سيال حفاري را بصورت جرياني با سرعت زياد به اطراف و زير هر كدام از كاجها هدايت مي كنند.

 

[hmdjml]

دوستان بعد از گذشت این همه وقت نظری ندارین؟

 

[hmdjml]

دو سایت زیر در پیدا کردن مطالب مختلف نفتی و غیر نفتی کمکتون میکنه مخصوصا pdf:
www.sharedbookz.com
http://findpdfbooks.com

سایت زیر هم مجله های مختلف داره:
issuu.com

 

[MOΣIN]

منشا نفت و گاز

منشا نفت و گاز

نظریات متعددی راجع به منشاء نفت و گاز ابراز شده است که اولین فرضیه ها برای تشکیل هیدروکربنها با منشاء غیر آلی نظیر منشاء آتشفشانی، شیمیائی و فضائی ارائه گردیده است. لکن امروزه در خصوص منشاء آلی هیدروکربن ها اتفاق نظر وجود دارد. این مواد آلی می تواند بقایای گیاهان و حیوانات خشکی و دریائی عمدتا" پلانکتونها باشد. اهمیت پلانکتونها در تشکیل نفت از آنجا ناشی می شود که آب دریا ناحیه مساعدی جهت تکثیر پلانکتونها می باشد و تعداد آنها نیز در آب دریا بسیار زیاد می باشد. پلانکتونها به علت سرعت رشد و کوچکی جثه، ماده آلی مناسبی است که به سهولت به وسیله رسوبات ریز دانه مدفون گشته و مصون از اکسید شدن در رسوبات باقیمانده و هیدروکربن را تولید می نماید. طبق نظریات جدید مواد مختلف آلی ته نشین شده با رسوبات نرم هنگام دیاژنز «سنگ شدن) تبدیل به یک ماده واسط بین ماده آلی و هیدروکربن می گردد. این ماده واسط کروژن (Kerogn) نامیده می شود. کروژن یک ماده جامد نامحلول آلی است که محصول دیاژنتیک مواد آلی است. توان تولیدی کروژنها برای تولید نفت و گاز متفاوت است.




شرایط لازم برای مخازن نفت
بررسی عوامل مشترک مخازن نفت و گاز نشان می دهد که:




الف- شرایط و محیط رسوبی خاصی لازم است تا طبقات نفت زا (سنگ مادرSource Rock) تشکیل شود و همچنین شرایط خاصی باید وجود داشته باشد تا مواد آلی رسوب یافته در این لایه ها به هیدروکربن تبدیل گردد.
ب- سنگ متخلخل و نفوذپذیری (سنگ مخزن Reservoir rock ) باید وجود داشته باشد تا فضای لازم جهت انبار شدن نفت فراهم آید.
ج- سنگ مخزن می بایستی شکل خاصی داشته باشد تا بتواند تله (Trap) را تشکیل داده باعث جمع شدن هیدروکربن گردد.
د- سنگ غیر قابل نفوذی (سنگ پوشش Cap Rock ) لازم است که مخزن را بپوشاند تا از خروج نفت و گاز از مخزن جلوگیری نماید.




تبدیل مواد آلی به کروژن و گاز
در باره نحوه تبدیل مواد آلی رسوبات به نفت و گاز با مطالعات جدید ژئوشیمیائی و جمع آوری اطلاعات تجربی ثابت شده است که قسمت اعظم هیدروکربنهای طبیعی در اثر کراکینگ کروژن ناشی از حرارت زمین (ژئوترمال) تولید می گردد. همانطور که بیان گردید برای بوجود آمدن نفت و گاز وجود مواد آلی فراوان و تشکیل کروژن در هنگام دیاژنز رسوبات ضروری می باشد. پس سنگ مادر (Source Rock) سنگی است که دارای مقدار کافی کروژن باشد. شرایط مساعد رسوبی برای تجمع و ذخیره شدن مواد آلی شامل گیاهان و جانوران دریایی و همچنین مواد آلی خشکی که توسط رودخانه ها به حوزه رسوبی حمل می گردد، رسوبات رسی و یا گل کربناته (ریزدانه بودن و محیط آرام رسوب گذاری) می باشد. علاوه بر این محیط کف دریا بایستی محیط احیاء کننده باشد تا از اکسیدشدن مواد آلی جلوگیری بعمل آید.




طبیعی است هرچه میزان کروژن در سنگ مادر بیشتر باشد توانائی بیشتری برای تولید هیدروکربن وجود دارد لکن علاوه بر درصد مواد آلی، سنگ مادر بایستی ضخامت کافی نیز داشته باشد. براساس مطالعات ژئوشیمیائی انجام شده برای اینکه سنگ مادری بتواند هیدروکربن تولید نماید باید دارای حداقل تراکمی از کربن آلی باشد که از آن کمتر قادر به تولید هیدروکربن نخواهد بود. این حداقل عمدتا" 5/0 درصد کربن آلی برآورد می شود. سنگ مادرهائی که در حوزه های رسوبی ایران دیده می شود نظیر سازند کژدمی در ناحیه زاگرس حدود 10-5 درصد کربن آلی دارد که بیشتر از جلبکها منشاء گرفته است.




هیدروکربنها در اثر کراکینگ کروژن بوجود می آیند. کراکینگ کروژن عمدتا" در درجه حرارتهای 100-80 درجه سانتیگراد شروع می شود. این درجه حرارت در یک ناحیه رسوبی با درجه حرارت ژئوترمال طبیعی معادل عمقی بین 3000-2000 متر می باشد. بنابراین یک سنگ مادر هرچه قدر هم ضخیم و غنی از مواد آلی باشد تا در اعماق فوق قرار نگیرد نمی تواند هیدروکربن تولید نماید. بر همین اساس ابتدا نفت خام سنگین تولید می گردد. چگالی و وزن مخصوص نفت خام با ازدیاد عمق کاهش می یابد. هرچه قدر سنگ مادر عمیقتر مدفون گردد نفت تولید شده سبکتر است و گاز معمولا" محصول آخرین این فعل و انفعالات است.




بنابراین ابتدای نفت های بسیار سنگین، نفتهای پارافینیک، نفتهای سبک، نفتهای میعانی و نهایتا" گاز بدست می آید. وقتی درجه حرارت از 165 درجه سانتیگراد تجاوز کند فقط گاز تولید خواهد شد یعنی تقریبا" از عمق 5000 متر بیشتر (ضخامت رسوبی) احتمال یافتن نفت بسیار کم می شود و فقط می توان انتظار یافتن گاز را داشت. در درجه حرارتهای بالاتر از 230 درجه سانتیگراد کروژن یک بافت گرافیتی ثابت پیدا می کند که با ازدیاد درجه حرارت هیدروکربنی تشکیل نمی شود (نسبت هیدروژن به کربن تغییر نمی یابد). به طور کلی ازدیاد عمق باعث ازدیاد درجه حرارت می گردد که این ازدیاد درجه حرارت دو اثر دارد:




:الف- کراکینگ کروژن و تبدیل مولکولهای بزرگ به مولکولهای کوچکتر مانند تشکیل نفت و گاز
:ب- پلیمریزاسیون مولکولها که به تشکیل متان و گرافیت ختم می گردد (کروژنهای گرافیتی)




گازطبیعی موجود در مخازن عمدتا" از متان، اتان، پروپان، بوتان و تعداد بسیار ناچیزی از هیدروکربنهای سنگینتر تشکیل می گردد. نفت مایع از بوتان به بالا است.
نکته مهم دیگری که در مورد تشکیل هیدروکربنها وجود دارد زمان زمین شناسی می باشد. به عبارت دیگر رسوبات قدیمی تر (از نظر زمین شناسی) در درجه حرارتهای پائین تر، همان محصولی را می دهد که سنگ مادری با سن زمین شناسی کمتر در درجه حرارتهای بالاتر هیدروکربن تولید خواهد نمود




قصه نفت
همان0.01 تا 0.1 ماده آلی که از چرخه اصلی کربن آلی جدا می ماند و در بین رسوبات دفن میشود و ماده آلی فسیل نامیده می شود ,ماده اصلی ایجاد کننده نفت و گاز است. این ماده آلی عمذتا بقایای گیاهان وجانوران دریایی وگیاهان خشکی است. به طور دقیق تر در دریا و اقیانوس دو دسته تولیدکننده اصلی ماده آلی مناسب برای تبدیل به نفت داریم:




فیتوپلانکتونها( دیاتومه ,داینوفلاژله, جلبک سبزآبی) زئوپلانکتونها وجانوران عالیتر تغذیه کننده از فیتوپلانکتونها برای اینکه تولید مواد آلی در محیط آبی به میزان مناسبی باشد,دو عامل دخیلند:1.ضخامت زون نور دار 2.میزان ورود مواد مغذی به زون نوردار( مواد مغذی که برای رشد گیاهان و جانوران مفیدند همانا فسفاتها ونیتراتها و اکسیژن هستند.) بنابه این توضیحات بیشترین تولید مواد آلی در دو ناحیه عمده در حواشی قاره هاست که عبارتند از آبهای کم عمق فلات قاره و زونهای چسبیده به محیطهای قاره ای که جریان روبه بالای آبهای سرد و عمیق اقیانوسی را پذیرا می شوند. در چنین محیطهایی که تولید مواد آلی زیاد است,با رخدادن طوفان ومخلوط شدن آبهای بی اکسیژن واکسیژندار , ویا ازدیاد تولید جانداران وکم شدن اکسیژن , گروهی از جانداران دچار مرگ و میر گروهی میشوندو در کف محیط رویهم انباشته میشوند.




آیا می دانستید؟
• گاز طبیعی در حالت عادی بدون بو است. به گاز طبیعی قبل از توزیع یک ماده از ترکیبات سولفور به نام تجاری مرکاپتان اضافه می‌شود تا هنگام نشت احتمالی گاز به ما کمک کند.
• وقتی که ذغال سنگ در یک نیروگاه برق بخار می‌سوزد، بخار یک توربین را به حرکت درمی‌آورد. این توربین یک مولد برق را به حرکت درمی‌آورد. در طی این فرآیند 2/3انرژی تولید شده توسط ذغال‌سنگ طی 20 سال گذشته 1میلیون هکتار اراضی معدنی را استخراج کرده این مساحت از ایالت دنور نیز کمتر است.

 

[MOΣIN]

ازدياد برداشت نفت به روش احتراق درجا

ازدياد برداشت نفت به روش احتراق درجا

ازدياد برداشت نفت به روش احتراق درجا:
روش احتراق درجا يكي از روش­هاي ازدياد برداشت نفت است كه در مخازن نفت سنگين مورد استفاده قرار مي­گيرد. اين روش بخصوص در قيمت­هاي بالاي نفت صرفه اقتصادي داشته و مي­تواند به عنوان يك روش مطلوب مطرح گردد. در مطلب زير به كاربرد اين روش اشاره شده است:
فشار موجود در مخازن هيدروكربني به مرور زمان در اثر بهره‌برداري منابع نفت و گاز كاهش مي‌يابد و زماني فرا مي‌رسد كه فشار خود سيال، ديگر قادر به انتقال آن به سطح زمين نمي‌باشد و حتي در صورت رسيدن سيال به سطح زمين، توليد از آن از لحاظ اقتصادي مقرون به صرفه نخواهد بود؛ اين در حالي است كه بخش اعظم منابع هيدروكربني، هنوز در داخل حفره‌هاي مخزن باقي مانده است. براي بهره‌برداري هر چه بيشتر از مخزن و بالا بردن ضريب بازيافت آن در مراحل مختلف افت فشار مخزن، عمليات مختلفي روي مخزن صورت مي‌گيرد. اگر هدف تزريق سيالاتي چون آب يا گاز غيرقابل امتزاج جهت جلوگيري از افت فشار باشد، عمليات را بازيافت ثانويه نفت يا (Secondary oil Recovery ) مي‌گويند. اما اگر هدف از عمليات، كاهش گرانروي نفت باشد، عمليات را ازدياد برداشت نفت يا ( EOR ) مي‌گويند.


يكي از روش‌هاي مهم در فرآيند EOR، احتراق درجا يا سيلابزني آتش( Insitu combustion يا fire flooding ) مي‌باشد. در اين روش، هوا از طريق يك چاه تزريقي به مخزن تزريق شده كه با سوزاندن بخشي از نفت مخزن، موجب توليد حرارت مي‌شود. در اثر ايجاد حرارت و گازهاي گرم توليدشدة ناشي از سوختن مواد هيدروكربني، 100 درصد نفت ناحيه‌اي از مخزن كه تحت تأثير اين فرآيند قرار گرفته است، از حفره‌هاي سنگ مخزن حركت مي­كند. به عبارت ديگر، درصد اشباع نفت در اين ناحيه از مخزن به صفر مي‌رسد. شكل 1، نمايي از فرآيند احتراق درجا را نشان مي‌دهد. (شكل1)

فرآيند احتراق درجا به روش‌هاي مختلفي انجام مي‌گيرد كه رايج‌ترين اين روش‌ها، احتراق رو به جلو ( combustion forward ) مي‌باشد. در اين روش همانطور كه اشاره شد، هوا از طريق چاه تزريقي به مخزن تزريق شده و باعث احتراق در مخزن مي‌گردد. اين احتراق، حرارت لازم را جهت پايين‌آوردن گرانروي نفت فراهم آورده و باعث خروج سيال از داخل حفره‌هاي سنگ مخزن و هدايت آن به سمت چاه‌هاي توليدي مي‌شود.


علي‌رغم راندمان رانش بالايي كه اين روش دارد، حرارت زيادي بدون استفاده در ناحية احتراق هدر مي‌رود. براي رفع اين مساله، روش احتراق درجاي معكوس (Reverse Combustion ) توصيه مي‌شود. در اين روش، حرارت همانند روش احتراق رو به جلو ايجاد مي‌شود و پس از ايجاد حرارت، نقش چاه تزريقي با چاه بهره‌برداري عوض مي‌شود. به عبارت ديگر، تزريق هوا به صورت معكوس انجام مي‌گيرد. با اين روش، نفت در اثر جريان هواي تزريقي از يك سو و نيز گازهاي حاصل از احتراق از سوي ديگر، تا حدود 500 تا 700 درجة فارنهايت گرم‌ مي­شود. در نتيجه, نفت در اثر كاهش گرانروي و افزايش تحرك به سمت چاه بهر‌ه‌برداري هدايت مي‌شود.


اين روش ازدياد برداشت براي مخازني مناسب است كه حاوي نفت سنگين باشند. يعني نفت آنها داراي API پائين­ و ( API پايين­تر از 20 ) گرانروي بسيار بالا باشد. روش مزبور در زماني كه قيمت جهاني نفت به شدت افزايش يافته بود، مورد توجه واقع شد؛ به طوري كه در فاصله سال‌هاي 80 ـ 1971، حدود 55 چاه نفتي در ايالات متحدة آمريكا با روش احتراق درجا مورد آزمايش قرار گرفت. نتايجي كه حاصل شد بسيار بهتر از نتايج حاصل از سيلابزني بخار ( Steam flooding ) بود.


امروزه به دليل هزينة بالاي كاربرد اين روش رغبت چنداني به اين روش نشان داده نمي‌شود. اما مي‌توان روزي را پيش‌بيني نمود كه به علّت كاهش قابل توجه ذخاير نفت سبك و نياز روزافزون به برداشت از مخازن نفت سنگين و نيز افزايش شديد قيمت نفت، روش احتراق درجا نقشي اساسي در فرآيند ازدياد برداشت نفت ايفا نمايد.

 

[MOΣIN]

عوامل موثر در تزریق آب

عوامل موثر در تزریق آب



از عوامل تزریق آب می توان به دبی تزریق آب، ویسکوزیته نفت، فشار مویینگی، خاصیت تر شوندگی، نفوذ پذیری، ابعاد مخزن، یکنواختی خواص سنگ مخزن و عمق مخزن اشاره کرد.




توماس و همکارانش در سال 1988، بعد از آزمایش ها و بررسی های گوناگون دریافتند که سنگ شناسی، تخلخل و ضخامت شبکه بلوک ها نیز از عوامل مهمی هستند که می توانند بر روی برداشت نفت و نیز عملیات حفظ و نگهداری فشار مخزن در هنگام تزریق آب، موثرتر باشند.










دبی تزریق آب




از آن جا که دبی تزریق، به ابعاد مخزن بستگی کامل دارد، از عدد بدون بعد مویین برای عمومیت دادن نتایج، استفاده می شود. نتایج نشان می دهند که با افزایش عدد مویین، بازیافت نفت ابتدا افزایش می یابد و به یک مقدار بیشینه می رسد و پس از آن با افزایش عدد مویین، درصد بازیافت نفت کاهش می یابد. صعودی بودن منحنی تغییرات درصد بازیافت نفت بر حسب عدد مویین، در ابتدا به این دلیل است که راندمان جاروب کردن توسط آب، با افزایش مقدار تزریق آب، افزایش می یابد. در قسمت نزولی با افزایش عدد مویین که بیانگر غلبه نیروهای ویسکوز بر نیروهای مویین است، آب از میان ترک ها که نفوذ پذیری بالاتری دارند، عبور می کند. همین امر یعنی کانالیزه شدن آب از میان ترک ها، سبب باقی ماندن بخشی از نفت خام در مخزن شده و درصد نفت را کاهش می دهد.










ویسکوزیته نفت




از مهم ترین پدیده هایی که ممکن است در هنگام تزریق آب رخ دهد، پدیده کانالیزه شدن است. در این پدیده، هر چه قدر سیال جابجا کننده (در این جا آب)، قابلیت تحرک بیشتری (یا ویسکوزیته کمتری) داشته باشد و سیال جابجا شونده (در این جا نفت)، تحرک کمتری (یا ویسکوزیته بیشتری) را داشته باشد، جابجایی ناپایدارتر خواهد بود و نیز هر چه مخزن ناهمگون تر باشد، این پدیده تشدید می شود. بنابراین با افزایش ویسکوزیته نفت، مقدار بازیافت نفت کاهش می یابد.
















فشار مویینگی




پارامتر مورد توجه دیگر، فشار مویینگی است که عامل حرکت سیال در محیط متخلخل می باشد. فشار مویینگی با کشش سطحی و کسینوس زاویه جهت حرکت نفت با امتداد افقی یا قائم، رابطه مستقیم و با اندازه خلل و فرج (حفره ها) نسبت عکس دارد. برای این که نفت از حفره ها رهایی یابد، باید نیروی مویینه کاهش یافته یا به عبارتی کشش سطحی به حداقل برسد.
















مشکلات تزریق آب










کیفیت آب بستگی به مقدار جامدات معلق در آب، مقدار مواد جامد محلول در آب، تعداد باکتری های موجود و خورندگی آب دارد. کاهش نفوذ پذیری سنگ مخزن می تواند در اثر جامدات معلق موجود در آب، میکرو ارگانیسم های مختلف، تورم رس ها و همچنین رسوب های تشکیل شده در اثر اختلاط دو یا چند آب ناسازگار ایجاد شود.




آب تزریقی از هر منبعی که تهیه شود، مشکلاتی را به همراه خواهد داشت که عمدتا به مواد حل شده و مواد معلق در درون آب مربوط می شود. مواد معلق باعث گرفتگی منافذ محیط تخلخل در اطراف چاه تزریقی شده و برای جداسازی آنها، از روش *****اسیون استفاده می شود.




با حرکت آب در داخل مخزن، دمای آن افزایش یافته و مقدار حلالیت مواد حل شده در آب نیز تغییر می کند. اگر مقدار حلالیت کاهش یابد املاح در لوله های تزریقی و یا در سنگ مخزن رسوب می کنند.




بر حسب نوع ترکیب، آب تزریقی می تواند با آب مخزن سازگار باشد. در این زمینه آزمایش ها و مطالعات زیادی در شرایط و مخازن مختلف، در زمینه تجانس آب ها انجام شده و تاکنون مدل های محاسباتی مختلفی برای محاسبه مقدار حلالیت رسوب های ناشی از اختلاط دو یا جند آب توسط محققین ارائه شده است.




هم چنین جذب آب توسط سنگ مخزن های رسی می تواند باعث تورم آنها شود و در نتیجه، کاهش اندازه حفره ها و افت نفوذ پذیری سنگ مخزن را به همراه خواهد داشت.




در مواردی که ذخایر آب تزریقی با آب سازند، ناسازگار باشد، یعنی اختلاط آب تزریقی با سیال مخزن، باعث تشکیل رسوب معدنی شود، لازم است عملیات آماده سازی برای آب تزریقی انجام شود. همین موضوع در صورت استفاده از چند منبع آب برای تزریق نیز صدق می کند. یعنی قبل از اختلاط آنها باید سازگاری و عدم تشکیل رسوب در اثر اختلاط، بررسی شود.




به عنوان مثال، در حوزه های نفتی منطقه جزیره سیری، برای تثبیت فشار مخزن، عملیات تزریق آب از سال 1359 تا کنون در حال انجام است. در ابتدای تزریق، روزانه حدود 70 هزار بشکه آب از طریق 13 حلقه چاه، با فشار حدود psi 2000 تزریق می شد. پس از تزریق حدود 55 میلیون بشکه ظرفیت تزریق پذیری آب به مخزن، به حدود 31 هزار بشکه آب در روز کاهش پیدا کرد، در حالی که فشار تزریق افزایش یافته بود.

 

[ریحانه22]

از عوامل تزریق آب می توان به دبی تزریق آب، ویسکوزیته نفت، فشار مویینگی، خاصیت تر شوندگی، نفوذ پذیری، ابعاد مخزن، یکنواختی خواص سنگ مخزن و عمق مخزن اشاره کرد.




توماس و همکارانش در سال 1988، بعد از آزمایش ها و بررسی های گوناگون دریافتند که سنگ شناسی، تخلخل و ضخامت شبکه بلوک ها نیز از عوامل مهمی هستند که می توانند بر روی برداشت نفت و نیز عملیات حفظ و نگهداری فشار مخزن در هنگام تزریق آب، موثرتر باشند.










دبی تزریق آب




از آن جا که دبی تزریق، به ابعاد مخزن بستگی کامل دارد، از عدد بدون بعد مویین برای عمومیت دادن نتایج، استفاده می شود. نتایج نشان می دهند که با افزایش عدد مویین، بازیافت نفت ابتدا افزایش می یابد و به یک مقدار بیشینه می رسد و پس از آن با افزایش عدد مویین، درصد بازیافت نفت کاهش می یابد. صعودی بودن منحنی تغییرات درصد بازیافت نفت بر حسب عدد مویین، در ابتدا به این دلیل است که راندمان جاروب کردن توسط آب، با افزایش مقدار تزریق آب، افزایش می یابد. در قسمت نزولی با افزایش عدد مویین که بیانگر غلبه نیروهای ویسکوز بر نیروهای مویین است، آب از میان ترک ها که نفوذ پذیری بالاتری دارند، عبور می کند. همین امر یعنی کانالیزه شدن آب از میان ترک ها، سبب باقی ماندن بخشی از نفت خام در مخزن شده و درصد نفت را کاهش می دهد.










ویسکوزیته نفت




از مهم ترین پدیده هایی که ممکن است در هنگام تزریق آب رخ دهد، پدیده کانالیزه شدن است. در این پدیده، هر چه قدر سیال جابجا کننده (در این جا آب)، قابلیت تحرک بیشتری (یا ویسکوزیته کمتری) داشته باشد و سیال جابجا شونده (در این جا نفت)، تحرک کمتری (یا ویسکوزیته بیشتری) را داشته باشد، جابجایی ناپایدارتر خواهد بود و نیز هر چه مخزن ناهمگون تر باشد، این پدیده تشدید می شود. بنابراین با افزایش ویسکوزیته نفت، مقدار بازیافت نفت کاهش می یابد.
















فشار مویینگی




پارامتر مورد توجه دیگر، فشار مویینگی است که عامل حرکت سیال در محیط متخلخل می باشد. فشار مویینگی با کشش سطحی و کسینوس زاویه جهت حرکت نفت با امتداد افقی یا قائم، رابطه مستقیم و با اندازه خلل و فرج (حفره ها) نسبت عکس دارد. برای این که نفت از حفره ها رهایی یابد، باید نیروی مویینه کاهش یافته یا به عبارتی کشش سطحی به حداقل برسد.
















مشکلات تزریق آب










کیفیت آب بستگی به مقدار جامدات معلق در آب، مقدار مواد جامد محلول در آب، تعداد باکتری های موجود و خورندگی آب دارد. کاهش نفوذ پذیری سنگ مخزن می تواند در اثر جامدات معلق موجود در آب، میکرو ارگانیسم های مختلف، تورم رس ها و همچنین رسوب های تشکیل شده در اثر اختلاط دو یا چند آب ناسازگار ایجاد شود.




آب تزریقی از هر منبعی که تهیه شود، مشکلاتی را به همراه خواهد داشت که عمدتا به مواد حل شده و مواد معلق در درون آب مربوط می شود. مواد معلق باعث گرفتگی منافذ محیط تخلخل در اطراف چاه تزریقی شده و برای جداسازی آنها، از روش *****اسیون استفاده می شود.




با حرکت آب در داخل مخزن، دمای آن افزایش یافته و مقدار حلالیت مواد حل شده در آب نیز تغییر می کند. اگر مقدار حلالیت کاهش یابد املاح در لوله های تزریقی و یا در سنگ مخزن رسوب می کنند.




بر حسب نوع ترکیب، آب تزریقی می تواند با آب مخزن سازگار باشد. در این زمینه آزمایش ها و مطالعات زیادی در شرایط و مخازن مختلف، در زمینه تجانس آب ها انجام شده و تاکنون مدل های محاسباتی مختلفی برای محاسبه مقدار حلالیت رسوب های ناشی از اختلاط دو یا جند آب توسط محققین ارائه شده است.




هم چنین جذب آب توسط سنگ مخزن های رسی می تواند باعث تورم آنها شود و در نتیجه، کاهش اندازه حفره ها و افت نفوذ پذیری سنگ مخزن را به همراه خواهد داشت.




در مواردی که ذخایر آب تزریقی با آب سازند، ناسازگار باشد، یعنی اختلاط آب تزریقی با سیال مخزن، باعث تشکیل رسوب معدنی شود، لازم است عملیات آماده سازی برای آب تزریقی انجام شود. همین موضوع در صورت استفاده از چند منبع آب برای تزریق نیز صدق می کند. یعنی قبل از اختلاط آنها باید سازگاری و عدم تشکیل رسوب در اثر اختلاط، بررسی شود.




به عنوان مثال، در حوزه های نفتی منطقه جزیره سیری، برای تثبیت فشار مخزن، عملیات تزریق آب از سال 1359 تا کنون در حال انجام است. در ابتدای تزریق، روزانه حدود 70 هزار بشکه آب از طریق 13 حلقه چاه، با فشار حدود psi 2000 تزریق می شد. پس از تزریق حدود 55 میلیون بشکه ظرفیت تزریق پذیری آب به مخزن، به حدود 31 هزار بشکه آب در روز کاهش پیدا کرد، در حالی که فشار تزریق افزایش یافته بود.

خیلی مطالب جالب و اموزنده ای بودخیلی خیلی ممنون مهندس معین

 

[MOΣIN]

كـشتـن چـاه-Well Killing

كـشتـن چـاه-Well Killing





اصطلاحاً به چاهي كشته شده يا مرده اتلاق مي شود كه فشار سرچاه برابر با فشار اتمسفر باشد . چاه ممكن است به عللي مرده باشد ( پائين بودن فشارمخزن نفتي ، مشبك نبودن لايه توليدي و ……) كه در اينجا منظورنظر نيست . عمل كشتن چاه Well Killing در موردي صورت ميگيرد كه جهت انجام هدفي لازم باشد فشار در چاه تحت كنترل باشد كه مسلماً فشار اتمسفر راحت ترين فشار تحت كنترل است .


متروك كردن چاه به صورت دائم ، تعويض و يا تعمير تاج چاه (X – Mas Tree) . در بعضي مواقع بيرون آوردن وسيله اي كه در چاه مانده است . قسمتي از مواردي هستند كه ايجاب مي كند چاه كشته شود . به عبارت ساده تر همانطور كه در بالااشاره شد ، كشتن چاه باعث مي شود كه چاه تحت كنترل باشد .


انجام عمل فوق در حقيقت با ايجاد ممانعت از نفوذ فشار مخزن نفتي به داخل چاه صورت مي گيرد . بديهي است كه داشتن اطلاع كافي و دقيق از فشار مخزن جهت انجام امر فوق ازاهم ضروريات است . ساده ترين را ه كشتن چاه ، پمپ كردن سيالي سنگين به داخل آن مي باشد ( در بعضي موارد از مسدود كننده استفاده مي شود ) . حتي الامكان بايستي سعي شود كه فشار پمپ پائين تر از فشاري باشد كه باعث ايجاد ترك و شكاف در سنگ‌مخزن مي كند . (درضمن از محدوده فشار قابل تحمل وسائل سرچاه بالاتر نباشد ) .


بدين منظور ظرفيت داخلي چاه محاسبه مي شود . بالاترين نقطه اي كه فشار مخزن از آنجا وارد چاه مي گردد در نظرگرفته مي شود و آنگاه وزن ستون مايعي كه مي تواند در همان نقطه فشاري لااقل برابر (معمولاً كمي بيشتر) فشار مخزن ايجاد كند محاسبه مي گردد . پس از تهيه سيال لازم (وزن مخصوص آن قبلاً حساب شده است ) آنرا به داخل چاه پمپ مي كنند. معمولاً ضريب ايمني در نظر گرفته مي شود و وزن سيال را سنگين تر و همچنين حجم آنرا قدري بيشتر مصرف مي كنند .


بعضي مواقع (به خصوص چاه گاز) جهت اطمينان بيشتر و طولاني تر شدن مدت كشته ماندن چاه در حين عمليات از مواد ژلاتيني بخصوصي نظير CMC استفاده مي گردد . اين مواد به طور موقت خلل و فرج سنگ فوق را مسدود مي نمايند و پس از گذشت مدتي خاصيت ژلاتيني خود را از دست مي دهند .


چاه اگر فعال بوده (داراي فشار باشد) و به طريق بالا كشته شود ، پس از گذشت مدتي بستگي به فشار چاه و نوع توليدي آن و سيالي كه جهت كشتن به كار رفته دارد) مجدداً فشار اوليه خود را كسب مي نمايد . براي همين علت است چاههائي كه به عللي بايستي متروك گردند . علاده بر كشتن آنها ، مي بايست مسدود شده نيز در داخلشان تعبيه نمود و واضح است كه اين مسدود كننده درارتفاعي بالاتر از لايه فعال و ياتوليدي چاه جايگزين ميگردد . گاه جهت كشتن چاه از مواد ديگري نظير Mica Flake , Ball Sealer به عنوان مواد كمكي (دسترسي داشتن به تمام لايه ها و كشتن تمامي آنها استفاده مي گردد .

 

[MOΣIN]

بكارگيري و اصلاح شيميايي نشاسته و پلي اكريل آميد در سيال حفاري پايه آبي به منظور پايدار سازي شيل

بكارگيري و اصلاح شيميايي نشاسته و پلي اكريل آميد در سيال حفاري پايه آبي به منظور پايدار سازي شيل



حفاري در مناطق شيلي و مارلي همواره به عنوان يكي از مشكلات عمده در بحث توسعه صنعت حفاري مطرح بوده و گذار از اين مشكل با روشها و تكنولوژي خاص در طول سالهاي متمادي مورد چالش و تحقيقات جدي قرار داشته است. آنچه كه حساسيت و ضعف سازندهاي شيلي را در خلق اين مشكلات مطرح مي كند، موضوع هيدراسيون و تورم شيل بويژه در تماس با محيط هاي آبي است. با شروع تورم شيل ، گرفتگي لوله حفاري و ريزش سازند و عدم راندمان در حفاري ايجاد مي شود. شايد در گذشته بسياري از حفاران عامل تجربه و تكنيكهاي سنتي
را در كاهش مشكلات حفاري بكار بسته و تا حدودي موفقيتهاي نسبي در اين امر بدست آورده باشند. لكن امروزه توجه به كارشناسي دقيق پيرامون علم شيمي و فرمولاسيون گلهاي حفاري نسبت به رونق تكنولوژي و تجهيزات خاص نه تنها ضعف حفاري را در كليه موضوعات حفاري بلكه در رفع مشكلات عديده پيرامون كنترل شيل و پايدار سازي آن ارحج مي سازد. به همين جهت بكارگيري گلهاي روغني در اين نواحي ،به عنوان موثرترين راه براي كنترل شيل در گذشته محسوب مي شد. اما با ايجاد مشكلات زيست محيطي و لزوم رعايت قوانين بين المللي در اين زمينه، تجربه راههاي جديد بويژه استفاده از گلهاي پايه آبي راه نويني در حفاري مناطق شيلي رقم زده است. دستيابي به دانش بكارگيري فرمولاسيون مناسب و استفاده از مواد پليمري در بستر آبي به عنوان گلهاي حفاري پايه آبي در سالهاي اخير مورد توجه و تحقيقات وسيعي بوده است[1-2] در اين مقاله با توجه به سوابق موجود در زمينه فرمولاسيون گلها، به بررسي پليمرهايي كه مي توانند در اين فرمولاسيون مورد استفاده قرار گرفته و بهره وري آنها مورد ارزيابي واقع شوند، پرداخته شده است. و هدف اصلي، اصلاح شيميايي پليمرهاي در دسترس و توليد داخلي از جمله نشاسته و رفع نقيصه ها و توسعه كاربرد آنها به عنوان پايدار كننده شيل از طريق عاملدار كردن با گروههاي شيميايي فعال مي باشد. نمونه هاي شيل از پابده آب نيك در منطقه لالي ،پابده تنگ تكاب در منطقه بهبهان و آسماري در منطقه اهواز انتخاب گرديده اند.
2- مكانيسم پايدار شدن شيلها توسط پليمرها
تورم شيل اساس مشكلات حفاري در مناطق شيلي بوده كه نتيجه جذب آب و انبساط لايه هاي شيل مي باشد كه در نهايت موجب ريزش و ناپايداري چاه در حين حفاري و در تماس با سيال حفاري مي گردد. جلوگيري از نفوذ آب بر لايه هاي شيل و اصطلاحاً هيدراسيون شيل از مهمترين روش ممانعت كننده در تورم شيل بشمار مي رود تنظيم پارامترهاي همچون فشار، دما، تركيب شيل و تركيب سيال حفاري مي تواند هيدراسيون را كنترل كند. به اين ترتيب اساس كنترل انتقال جرم در شيل به عنوان اصلي ترين مكانيسم كنترل كنندگي شيل محسوب مي شود كه با دو مكانيسم همراه است از يك طرف با مكانيسم اسمز (تابع فشار است) كه حركت قابل توجه سيال را به درون شيل تامين مي كند و از طرفي ديگر مكانيسم نفوذ كه وابستگي به فشار ندارد بلكه نتيجه حركتهاي براوني ملكولهاي آب مي باشد. با انجام پديده اسمز، نرخ انتقال آب بزرگتر از پديده نفوذ خواهد بود و نيروي حركتي ايجاد شده فشار اسمزي توليد مي كند كه باعث حركت جرم بر روي شيل مي شود، غشاء نيمه تراوا بايد اجازه دهد كه مولكولهاي آّب رد شوند اما يونهاي موجود در سيال آّبي قدرت جابجايي نداشته باشند. اين دو مكانيسم نتيجه پديده هاي ترموديناميكي و سينتيكي مي باشند. مقابله با اين دو پديده معمولاً از سه طريق ممكن مي شود:
محدوديت در جابجايي يون در درون سطح خاك (اثر اسموتيك)
ممانعت از هيدراته شدن سطح يون دار شده (معمولا با يونهاي پتاسيم و سديم)
آب بندي شدن لايه هاي خاك براي جلوگيري از نفوذ آب به خاك
اصلي ترين دستيابي به سه طريق فوق استفاده از لايه مقاوم بصورت پيوند با سطح خاك مي باشد كه توسط افزودنيهاي پليمري در سيال حفاري از طريق تشكيل فيلم پليمري به عنوان غشاء كه نتيجه پديده ترموديناميكي است مي تواند ضمن ايجاد كنترل اسمز و جلوگيري از جابجايي يونها، در حفره ها و تخلخل شيل نيز نفوذ كرده و آنها را مسدود كنند و در نتيجه نرخ نفوذ پذيري آب و جامدات ديگر را بصورت سينتيكي كاهش دهد[3-4]. نيروهايي كه پيوند پليمر را به سطح شيل برقرار مي كنند شامل پيوند هيدروژني مستقيم به سطح، پيوند هيدروژني غير مستقيم به سطح از طريق مولكولهاي آب اضافي و بر هم كنش واندروالسي بين زنجيره هاي پليمر وحفرات خاك و همچنين جاذبه الكترواستاتيكي بين گروههاي قطبي پليمر و حضور يونهاي مختلف روي سطح خاك مي باشد. از بين اين بر هم كنشها، باند هيدروژني و جذب الكترواستاتيكي قويترين پيوندها هستند در حاليكه بر هم كنش و اندروالسي ضعيفتر و بسته به شرايط مختلف ايجاد مي شود. بنابراين مي توان نتيجه گرفت كه پايدارسازي شيل توسط پليمرها با مكانيسم جذب و پل زدن بر سطح شيل از طريق پيوند هيدروژني و جاذبه الكترواستاتيكي و تشكيل لايه محافظتي از يك سو و از سوي ديگر با ايجاد غلظت دهندگي مناسب در سيال حفاري كه بخشي از آن نتيجه لخته شدن خرده هاي حفاري توسط زنجيرهاي بلند پليمري مي باشد، اثر روان كنندگي و ضربه گيري سيال را در كاهش ساييدگي و فرسايش ذرات بصورت مكانيكي در ته چاه بهبود مي دهد[5-6]. از مهمترين پايدار كننده هاي شيل پليمري كه در تركيب سيال حفاري پايه آبي مورد استفاده قرار مي گيرند را مي توان به پليمرهاي كاتيوني، پلي آكريل آميد هيدروليز شده، پل گليكولها، پلي آمينواسيدها و پلي ساكاريدهاي اصلاح شده نام برد. جرم مولكولي نوع و ميزان بار يوني و استحكام يوني متوسط پليمر و همچنين نوع آرايش پليمر در سيال حفاري عواملي هستند كه در جذب و پل زدن زنجيرهاي پليمر بر سطح شيل موثرند و تعيين كننده ميزان بر هم كنش و دوام لايه پليمري با سطح و لايه هاي دروني شيل دارند. مجموعه تحقيقات اخير در خصوص استفاده از انواع مختلف پليمرهاي محلول در آب در جهت پايدار سيازي شيلها نشان مي دهد كه جذب پليمرهاي غير يوني نظير پلي آكريل آميد بر سطح شيل منطبق بر پديده آنتروپي موجب جايگزيني ملكولهاي آّب توسط زنجير بلند و تشكيل نيروهاي واندروالسي و يا باند هيدروژن در قسمتهاي محدودي از زنجير يا سطح شيل مي شود. از سوي ديگر جذب پليمرهاي آنيوني همچون پلي آكريليك اسيد روي شيل بدليل دامنه بارهاي منفي گروههاي عامل يوني پليمر با بارهاي منفي موجود در لايه هاي شيل، محدوديتهايي را در تشكيل و استحكام جذب پليمر موجب گشته اما بدليل وجود همين بارهاي منفي در زنجير پليمر كشيدگي و گستردگي زنجير روي مي دهد و لذا امكان تماس بيشتر زنجير با سطوح شيل از طريق پل زدن يا نفوذ سطوح خارجي شيل برقرار خواهد شد. در خصوص پليمرهاي كاتيونيك نيز پديده جذب نتيجه بر هم كنش گروههاي مثبت كولمبيك ميان يونهاي آمونيوم نوع سوم و بارهاي منفي بين لايه هاي شيل بوده و منجر به خنثي شدن موقعيتهاي آنيونيك در خاك و در نتيجه واژگوني بارهاي سطحي شيل مي گردد. اما تلفيق دو سيستم آنيونيك و كاتيونيك در زنجير پليمر ، قابليت دو ويژگي گستردگي زنجير و بر هم كنش مناسب با سطوح منفي شيل فراهم مي شود و راندمان پليمر در پايدارسازي شيل افزايش مي يابد. به همين منظور آرايش و صورتبندي پليمر از طريق كوپليمرهاي مختلف با طبيعت هاي يوني متفاوت روشي نو در توسعه پليمرها در صنعت حفاري به شمار مي رود [7-10 ].
3- تجربيات
1-3 مواد :
نشاسته سيب زميني از شركت MERCK آلمان ، منومر دودي متيل آمينو اتيل متاكريلات از شركت MERCK،
منومر آكريل آميد با وزن ملكولي 71gr/mol از شركت MERCK و پرمنگنات پتاسيم و اسيد سولفوريك گريد آزمايشگاهي، پلي آكريل آميد سولفونه شده (پليمرA ) محصول شركت SNF با وزن مولكولي 8 ميليون گرم بر مول و پلي آكريل آميد گريد آنيونيك (پليمر B ) محصول شركت CIBA با وزن ملكولي 10 ميليون گرم بر مول و پلي اكريل آميد هيدروليز شده (پليمر C ) گريد تجاري با درجه هيدروليز 30 درصد .




2-3 نمونه هاي شيل:
سه نوع شيل در اين تحقيق استفاده شده است. يك نوع شيل آسماري كه از خرده هاي حفاري در منطقه اهواز بدست آمده و دو نوع شيل پابده كه بصورت تحت الارضي در استان خوزستان به نام پابده تنگ تكاب (در بهبهان) و پابده آب نيك (در لالي) در مناطقي كه هوازدگي لايه ها كمتر بود انتخاب گردد. نمونه برداري در چندين قسمت از لايه هاي شيل منطقه صورت گرفت تا ميانگيني از كل منطقه مورد ارزيابي قرار گيرد ( شكل 1 و 2 ).






شكل-1 : شيل سازند پابده در مقطع آب نيك شكل-2 : سازند آسماري در بالا و سازند پابده در قسمت پايين سمت چب
3-3 روشها:
1-3-3- اصلاح نشاسته با پيوند زني منومر كاتيوني :
عاملدار كردن زنجيره نشاسته از طريق واكنش پيوند زدن منومرهاي كاتيوني دو دي متيل آمينو اتيل متاكريلات انجام مي شود به همين منظور در ابتدا نشاسته در آّب در دماي 80 درجه سانتيگراد پراكنده شده و مخلوط يكنواختي بدست مي آيد. سپس با سرد كردن دما تا 40 درجه سانتيگراد و اضافه كردن پرمنگنات پتاسيم، اسيد سولفوريك و منومر كاتيوني در حضور گاز نيتروژن تا مدت 4 ساعت واكنش ادامه مي يابد. پس از پايان واكنش، محصول بدست آمده در استن به دفعات شستشو شده و صاف مي گردد و پس از خشك كردن در متانل رسوب داده شده و با صاف كردن مجدد و خشك كردن، به منظور جدا كردن هموپليمرها در مخلوط متانل و آب اكستركت و سپس جداسازي و خشك مي شود.
2-3-3- تعيين كانيهاي شيل :
آناليز كانيهاي شيلها از طريق تفكيك فيزيكوشيميايي با جداسازي بخشهاي كربناتها و مواد آلي انجام شده و سپس با تهيه اسلايه از آنها و عمليات هاي آماده سازي حرارتي و اتيلن گليكولي آماده آناليز اشعه X به منظور شناسايي كانيهاي موجود در شيلها مي گردد.






3-3-3- تعيين پايداري شيل :
به منظور تعيين ميزان پايداري شيل از طريق آزمايش Hot Rolling انجام شده است. در اين آزمايش مقدار 50 گرم شيل آسياب شده با اندازه هاي 36/2 ميلي متري در مقدار 350 ميلي ليتر انواع آب (آب تازه ـ آب دريا و آب اشباع از نمك) و يا محلول پليمري در دماي 140درجه فارنهايت به مدت 16 ساعت بر روي رل ميلها مخلوط مي گردد. چنانچه شيلي ناپايداير باشد در اثر فرسايش و تورم زياد شيل متلاشي شده و ميزان اندازه ذرات كاهش مي يابد. به اين ترتيب با عبور دادن باقيمانده شيل از الك اوليه وپس ازشستشو، خشك كردن و وزن كردن، از رابطه زير مي توان درجه بازيافت را كه دلالت بر درصد ميزان شيل باقيمانده و متلاشي نشده است بدست آورد.
(1)
R ميزان بازيافت، W و Woوزن شيل بعد و قبل از آزمايش مي باشد. هر قدر ميزان R كم باشد حاكي از ناپايداري بيشتر شيل دارد. بطور كلي فرمولاسيون مناسب سيال در اين آزمايش با افزايش ميزان بازيافت مشخص مي شود.
4-3-3- تعيين ميزان جذب پليمر بر سطح شيل :
در اين روش تغييرات غلظت پليمر محلول در آب و در تماس با شيل به عنوان شاخصي از تشكيل و جذب لايه پليمري در سطح شيل بررسي شده است. در اين آزمايش پديده هاي جذب، لخته شدن ذرات شيل، رسوب گذاري و اثر ويسكوزيته محلول بر پايداري شيل بصورت كيفي ارزيابي شده است. همچنين با انتخاب غلظتهاي مختلف پليمر در آب از 5/0 تا 5/2 گرم بر ليتر و در تماس قرار دادن آنها با مقدار مساوي از شيل پابده آب نيك كه با محلول يك مولار هيپوكلريد سديم و شستشو با آب مقطر، اشباع از يون سديم گرديده، به بررسي تغييرات غلظت پليمر از طريق اسپكتروسكوپي ماوراء بنفش و تعيين ميزان پيك جذبي در ناحيه طول موج 196 تا 220 نانومتر پرداخته شده است. همچنين از تغييرات كدري محلول (Turbidity) مي توان به ميزان پراكندگي ولخته شدن ذرات شيل در مخلوط پي برد
.4- نتايج و بحث
1-4 - شناخت كانيهاي رسي در شيلها:
نتايج حاصل از انجام آناليز XRD در تصاوير3 تا 5 كه در جدول 1 خلاصه شده حاكي از غالب بودن كاني ايليت در شيل پابده آب نيك و تركيب ايليت، كائولينت، اسپيولينت و مخلوط لايه در پابده تنگ تكاب و همچنين تركيب ايليت وكائولينت در شيل آسماري است. اصولا رسهاي خانواده كائولينيت بدليل دولايه اي بودن با ضخامت 44/0 نانومتر و فاصله كم بين لايه اي نسبت به رسهاي خانواده مونت موريلونيت كه داراي ساختمان سه لايه اي با ضخامت 66/0 نانو متر و فاصله بين لايه اي بيشتر و همچنين قابليت جابجايي يون و امكان هيدراسيون مي باشد ، از حساسيت كمتري نسبت به رخ داد پديده تورم برخوردار است . اما به هر صورت به منظور پايدار سازي شيلها بسته به نوع كاني مي بايست سيال حفاري را فرموله كرد به گونه اي كه بر حسب نوع و دانسيته بارهاي يوني در سطح شيل و منافذ و فواصل بين لايه اي ، لازم است تا علاوه بر بكار گيري نوع و غلظت نمك ، پليمر مناسب نيز با توجه به ساختمان شيميايي و بار الكتروني آنها انتخاب گردد .




















شكل 3 : نمودار XRD مقطع دوازدهم از نمونه پابده تنگ تكاب












شكل 4: نمودار XRD مقطع دوازدهم از نمونه پابده آب نيك











شكل5 : نمودار XRD از نمونه آسماري


جدول 1 : كانيهاي رسي مقاطع مختلف شيل در منطقه اهواز
رديف نمونه سازند نوع كاني رسي
1 PB ANK 1 پابده آب نيك ايليت
2 PB ANK 7 پابده آب نيك ايليت
3 PB ANK 12 پابده آب نيك ايليت
4 PB TT 3 پابده تنگ تكاب كائولينت – ايليت - مخلوط لايه
5 PB TT 12 پابده تنگ تكاب اسپيوليت - كائولينت
6 ASMARI آسماري كائولينت - ايليت




2-4- نتايج آزمايش Hot Rolling :


نتايج اين آزمايش نشان مي دهد كه برخي از مقاطع پابده تنگ تكاب و آب نيك از ناپايداري بيشتري بر خوردار مي باشند. و علاوه بر آن سيال حاوي نمك ها به جهت توانايي در انتقال بار و جابجايي يونها، بخشي از محلهاي مستعد هيدراسيون در لايه هاي شيل را پر مي كنند و از ميزان هيدراسيون شيل مي كاهند. اين موضوع در آزمايش شيل با سيال آب دريا و آب اشباع از نمك مشهود است. علاوه بر آن استفاده از پليمر ها درافزايش پايداري شيل به جهت تشكيل لايه محافظ و ممانعت از نفوذ آب و بهبود دهنده در مسدود كردن حفرات و تخلخل شيل موثر هستند و در اين بين پليمرB و نشاسته اصلاح شده نتايج بهتري در پايدار سازي شيلها نشان داده اند.












جدول 2 : نتايج آزمايش Hot Rolling
كنترل كننده شيل درصد مواد كلوئيدي درصد بازيافت نوع آب درصد رطوبت منطقه نمونه برداري كد شيل
83/6 8/83 آب معمولي 51/0 آب نيك اهواز PB ANK1
18 5/78 " 91/0 " PB ANK4
15/5 6/92 " 64/0 " PB ANK11
7/0 5/97 " 41/0 تنگ تكاب PB TT3
65/2 8/96 " 65/0 " PB TT6
62 3/27 " 29/1 " PB TT12
6/4 7/94 " 62/0 " PB TT41
45 7/47 آب دريا تنگ تكاب PB TT12
10 6/82 آب اشباع از نمك " PB TT12
محلول پليمري C (2/5%) 7 6/86 آب معمولي " PB TT12
" 32 4/63 آب دريا " PB TT12
" 4/11 2/78 آب اشباع از نمك " PB TT12
محلول پليمري A (2/5%) 11 2/83 آب معمولي " PB ANK4
" 9 2/88 آب اشباع از نمك " PB ANK4
محلول پليمري B
(2/5%) 7 4/88 آب معمولي " PB ANK4
" 4 5/93 آب اشباع از نمك " PB ANK4
محلول نشاسته اصلاح شده 9 5/85 آب معمولي " PB ANK4
" 3 4/95 آب اشباع از نمك " PB ANK4


3-4- بررسي لخته شدن و پراكندگي شيل در حضور محلول پليمري:
تصاوير 6 تا 11 مراحل رسوب گذاري ذرات شيل را در محلولهاي آبي پلي آكريل آميد هيدروليز شده A و B و C در شروع و پس از گذشت 3 ساعت نشان مي دهد.

شكل 6: پليمر C همراه شيل پس از اختلاط شكل 7: پليمر C همراه شيل پس از 3 ساعت از اختلاط


شكل 8: پليمر A همراه شيل پس از اختلاط شكل 9: پليمر A همراه شيل پس از 3 ساعت از اختلاط



شكل 10: پليمر B همراه شيل پس از اختلاط شكل11: پليمر B همراه شيل پس از 3 ساعت از اختلاط
ملاحظه مي شود كه رسوب شيل در آب خالص بلافاصله صورت گرفته و حتي در زمانهاي اوليه شفافيت محلول حاصل مي شود. مقايسه محلولهاي پليمري نيز نشان مي دهد كه در محلول پلي آكريل آميد نوع C تقريباً مقدار شيل بيشتري در ابتداي آزمايش رسوب كرده و بويژه در غلظتهاي كم ميزان شفافيت محلول زياد است. از سوي ديگر ذرات شيل در اين محلول پراكندگي زيادي دارد و نشان ميدهد كه عمل لخته شدن(flocculation) بسيار كم اتفاق افتاده و بهم چسبيدگي ذرات ناچيز است. اين موضوع دلالت بر عدم تمايل پليمر C به شيل دارد، زيرا فرآيند پل زدن بين ذرات شيل روي نمي دهد. ميزان رسوب شيل در اين محلول نسبت به ساير محلولها بيشتر است و اثر ويسكوزيته پليمر C جهت حمل ذرات ناچيز بوده است. به اين ترتيب پيش بيني مي شود كه چنين محلولي ظرفيت كمتري در حمل خرده هاي حفاري داشته باشد. اما ملاحظه نتايج مربوط به محلول پلي آكريل آميد نوع B نشان مي دهدكه پديده لخته شدن و تماس شيل به اين ماده زياد بوده و بدليل ويسكوزيته بيشتر اين محلول نسبت به پليمر C سرعت رسوب گذاري بسيار كم است و ظرفيت نگهداري ذرات شيل در اين محلول مناسب مي باشد. اما در محلول پلي آكريل آميد نوع A شرايط لخته شدن نسبت به نوع B كمتر است. نتايج آزمايش كدورت سنجي(شكل 12 ) نيز حاكي از كدورت بسيار زياد اين محلول نسبت به ساير محلولها دارد كه دليل آن پراكندگي بيشتر ذرات شيل و عدم لخته شدن آنها و عدم رسوب گذاري بدليل ويسكوزيته زياد محلول مي باشد.

شکل12: تغييرات كدورت محلول هاي پليمري پس از رسوب گذاري
4-4- بررسي ميزان جذب پليمر بر سطوح شيل :


سطوح شيل دارد. تصاوير 13 تا15 روابط حاكم بر ميزان شدت جذب UV را نسبت به غلظتهاي مختلف نشان مي دهد. از آنجا كه تمايل به سطوح شيل و تشكيل غشاء و لايه محافظ روي آن، اهميت كنترل كنندگي و پايداري شيل را موجب مي شود لذا تعيين مقدار پليمر جذب شده روي سطوح شيل از طريق آزمايشهاي متعدد لازم و ضروري است. در اين مجال سعي شده كه محلول حاوي شيل پس از گذشت زمان مجاورت، با عمل سانتريفوژ، رسوب دهي ذرات شيل را تسريع داده و محلول شفاف و عاري از ذرات را مورد آناليز قرار دهيم. جهت تعيين مقدار پليمر باقيمانده در اين محلول از روش اسپكتروسكوپي UV استفاده شده است. در اين آزمايش بدليل وجود باند دو گانه گروههاي كربنيل در زنجير پليمر، پيك جذبي شارپي در طول موج حدود nm220-196 نشان ميدهد. براي تعيين شدت جذب نسبت به غلظتهاي مختلف پليمر و بدست آوردن رابطه درجه اول آنها، از تمامي پليمرها در غلظتهاي مشخص بين 5/0 تا 5/3 گرم بر ليتر اسپكتروسكوپي UV صورت گرفت و وابستگي شدت جذب بر حسب غلظت مشخص در رابطه خطي تعيين شد. به اين ترتيب با مشخص شدن اين رابطه و انجام اسپكتروسكوپي UV بر روي محلولهاي سانتريفوژ شده، ميزان غلظت نهايي پليمر در اين محلولها تعيين گرديد كه حد كاهش غلظت دلالت بر جذب آن بر روي همچنين غلظت نهايي پليمر نيز در جدول3 آمده است.

شكل13: تغييرات شدت جذب UV بر حسب غلظت پليمر C در محلول اوليه

شكل 14: تغييرات شدت جذب UV بر حسب غلظت پليمر A در محلول اوليه

شكل 15: تغييرات شدت جذب UV بر حسب غلظت پليمر B در محلول اوليه


















جدول3: نتايج غلظت نهايي پليمر ها در محلول سانتريفيوژ شده
نوع پليمر غلظت اوليه (gr/lit) شدت جذب UV در محلول اوليه شدت جذب UV در محلول نهايي غلظت نهايي پليمر در محلول
پليمر C 5/0 98/2 98/2 365/0
1 06/3 04/3 06/1
5/1 06/3 04/3 06/1
5/2 16/3 14/3 22/2
5/3 19/3 16/3 45/2
پليمر A 5/0 10/3 06/3
1 16/3 14/3 86/0
5/1 2/3 18/3 376/1
5/2 26/3 28/3 66/2
5/3 26/3 28/3 66/2
پليمر B 5/0 04/3 0/3 043/0
1 12/3 02/3 212/0
5/1 18/3 08/3 72/0
5/2 28/3 18/3 564/1
5/3 20/3 734/1
نشاسته اصلاح شده 2 12/3 10/3 1/0
4 17/3 12/3 31/0
6 22/3 12/3 65/0
8 25/3 14/3 66/1
10 30/3 20/3 82/1


از مجموعه نتايج چنين نتيجه گيري مي شود كه نشاسته اصلاح شده و پلي آكريل آميد نوع B بيشترين جذب را روي سطوح شيل در محلول آبي آنها داشته و بي ترديد در پايدار سازي شيلها نقش موثرتري دارند.
5-4- بررسي رئولوژيكي پليمرهاي مصرفي در حضور آلاينده هاي مختلف:
در اين بخش با استفاده از ويسكومترهاي Fan 35 و Fan 55 رئولوژي محلولهاي پليمري poly A و poly B تحت شرايط دماي آزمايشگاهي و دماي 200oF و همچنين در محيط نمكي و PH مورد بررسي قرار گرفته و نتايج حاصل در جدول 4 آمده است.








جدول 4 : خواص رئولوژيكي دو نوع پليمر در شرايط مختلف دما، ميزان نمك و قدرت بازي
Polymer B Polymer A Properties
PH NaCl T deg F PH NaCl T deg F.
10.7 7.7 6.6 200 75 10.7 7.7 4.8 200 75
8 15 10 5.5 3.5 13.5 10 13 11.5 6 1.5 13.5 AV, cps
5 9 5 5.5 3 10 6 7 5 5 1 9 PV cps
6 12 10 0 1 7 8 12 13 2 1 9 YP, 2lb/100 ft
0/1 4\5.5 1.5\2 0\0 0\1 ½ .5 2\3 3.5\4.5 4\5 0\0 0\1 2\3.5 Gels, 1b/100 ft2


اين نتايج گوياي آن است كه حساسيت اين پليمرها در برابر دما نسبتاً زياد مي باشد. و از طرفي محيط نمكي تغييراتي را در افت خواص و رئولوژيكي ايجاد مي كند. اما مقاومت پليمرها در برابر تغييرات PH مناسب و منطقي است.
5- نتيجه گيري
اصولاً نقش پليمرها در حفاظت از لايه هاي شيلي به منظور جلوگيري از نفوذ يونها و آب به ساختمان شيل از طريق ايجاد غشاء هاي محافظي كاملاً شناخته شده و مكانيسم هاي متعددي بر آن ترسيم شده است. بدون شك حضور پليمرهاي مناسب در فرمولاسيون گل پايه آبي نقش اساسي و تعيين كننده داشته و ايجاد قابليتهاي بسيار و رفتارهاي فيزيكي و شيميايي برتر براي كنترل و بهينه كردن خواص گل در مصاف با مشكلات حفاري ثابت شده و الزامي است.
در اين بين استفاده از پليمر PHPA در تحقيقات بسياري از دانشمندان مطرح بوده و در توسعه حفاري موثر بوده است اگر چه اين پليمر بويژه در شرايط دما و فشار بالا و وجود آلاينده هاي نمكي حساسيتهاي نيز دارد كه براي رفع آن از كوپليمرهاي PHPA نيز بهره جسته و نواقص آن را تا حدودي برطرف كرده اند.مهمترين دستاورد اين پروژه اصلاح نشاسته از طريق عاملدار كردن گروههاي يوني جهت توسعه جذب پليمر بر لايه هاي شيل مي باشد. اين دستاورد كارايي نشاسته را به عنوان پر مصرف ترين و ارزانترين پليمر در سيال حفاري توسعه و بهبود مي دهد .نتايج ميزان جذب اين پليمر بر شيلها و درصد بازيافت گوياي مطلوب بودن آن در پايدار سازي شيلها مي باشد. همچنين دو نوع كوپليمر PHPA نيز جهت كنترل كنندگي شيل بررسي شده و آزمايشها نشان مي دهند كه پليمرB واكنش بيشتري با شيل نسبت به پليمرA داشته و جذب بيشتري روي سطوح شيل دارد. بررسي رئولوژيكي اين دو پليمر نيز وجود ضعفهايي را در محيط نمكي و دما نشان مي دهد. اگر چه در برابر PH مقاوم بوده و امكان بهبود در ساختمان شيميايي پليمرها نيز وجود دارد.
6- مراجع
1-Fandamentals of shale stabilization:Water transport through shales,Tracey j.Ballard,SPE Formation Evaluation , 1994.
2-Borehole stability in shales, G.M.Bol, SPE Drilling$ completion,1994.
3-Lubricity and wear of shale:Effects of drilling fluids and mechanical parameters,Andrew Dzialowski,SPE IADC member , 1993.
4-Effect of clay/polymer interactions on shale stabilization during drilling, L. Bailey and M. Keall, Langmuir,10,1544-1549,1994
5-Polyacrylamide sorption opportunity on interlayer and external pore surfaces of contaminant barrier clays, Hilary Inyang,Chemosphere, 58,19-31,2005.
6-Inhibitive properties of cationic polymers in a borehole environment, Souza,Fonseca,journal of applied polymer science,102,2158-2163,2006.
7- The Effect of Various polymers and salts on Borehole and cutting stability in water-Base shale drilling fluids, G.M.Bol, IADC 14802
8- Water-soluble grafted starches for hydration suppression of swellable clay, Li Ming Zhang, Starch, 54,285-289, 2002.
9-Novel modified cellulosic polymers as drilling fluid additives with improved properties, LI Ming Zhang, Polymer Int, 48,921-926,1999.
10-A kinetic investigation of cationic starch adsorption and flocculation in kaolin suspension, Yanxiao Chen, Chemical Engineering Journal, 133,325-333, 2007.

 

[MOΣIN]

نمودار گيري

نمودار گيري

در اين قسمت مختصري درباره نمودارهاي الكتريكي كه توسط ابزار سيمي از يك چاه به دست مي آيد صحبت مي شود. اطلاعات زمين شناسي و ارزيابي يك مخزن كه از چاه در حال حفاري به دست مي آيد از چندين طريق است. يكي بدست آمدن خرده هاي سنگ حفاري شده (Cuttings) كه توســط گردش گل حفاري به سطح زمين آورده شده و توسط زمين شنـاسي بررسي مي شود. ديگري گرفتن مغزه (Core) است و راه سوم راندن نمودار هاي الكتريكي گوناگون در داخل چاه است كه با تفسير آنها مي توان اطلاعات دقيقي از لايه هاي حفاري شده در چاه بدست آورد. امروزه از نمودارهاي گوناكوني براي ارزيابي مخازن استفاده ميشود.


نمودار پرتو گاما (Gamma Ray Log) :
در اين نمودار ميزان مواد راديواكتيو موجود در لايه هاي زمين را اندازه گيري ميكند. از اين نمـودار براي هم ترازي طبقات زمين به همراه نمودار صوتي (Sonic) استفاده ميشود.نمــــودار پرتو گاما به همراه كليه نمودارهاي ديگر براي هم ترازي آنها رانده ميشود. از اين نمودار در چاه هاي جداره گذاري شده (Cased hole) نيز استفاده مي شود. بخصوص همراه نمودار CCL (تعيين كننده محل اتصال لوله هاي جداري) براي تعيين فواصل انتخاب شده براي مشبك كاري و يا توپك (Packer) گذاشتن استفاده ميشود.
دستگاه نمودار گير پرتو گاما شامل يك موج ياب (Sonde) است كه تشعشع اشعه گاماي خارج شده از لايه نزديك به دستگاه نمودار كير را اندازه كيري ميكند. واحد اين نمودار API است كه بر روي كاغذ نمودار گيري معمولا بين 0 تا 100 API اندازه كيري ميشود كه هر تقسيم بندي 10 API است.

نمودار صوتي (Sonic Log) :
اساس اين نمودار براي اندازه گيري سرعت صوت در لايه هاي زمين است. بدين معني كه زمان لازم براي طي كردن يك فوت در لايه ها به موازات جداره چاه اندازه گيري مي شود.از اين نمودار براي هم ترازي طبقات، تعيين نوع سنگها ((Litology و محاسبه تخلخل استفاده ميشود. نمودار صـــــــوتي معمولا به همراه نمودار اشعه گاما در چاه رانده مي شود و مجموعه اين دو بهترين نمودار براي تعيين جنس سنگ هاي طبقات زمين است. واحد اين نمودار ميكروثانيه بر فوت است. بر روي كاغذ اندازه گيري تغييرات سرعت معمولا بين 40 تا 140 اندازه گيــــري ميشود كه هر تقسيم بندي برابر 10 است.

نمودار جرم مخصوص (FED=Formation Density Log) :
از اين نمودار براي اندازه گيري جرم مخصوص الكتروني لايه ها كه برابر تعداد الكترون ها در هر سانتي متر مكعب از سنگ است استفاده مي گردد. اساس ابزار اين نمودار گير يك فرستنده اشعه راديو اكتيو و دو گيرنده اشعه هاي باز يافت است. از اين نمودار براي اندازه گيري تخلخل لايه ها و تعيين سطح گاز ها در طبقات استفاده مي شود .
معمو لا اين نمودار به همراه نمودار نوترون در چاه رانده ميشود. واحد نمودار جرم مخصوص گرم بر سانتي متر مكعب است. وبر روي كاغذ نمودار گيري معمولا بين 2تا 3گرم در سانتي متر مكعب اندازه گيري مي شود كه هر تقسيم بندي معادل 05/0 گرم بر سانتي متر مكعب است .

نمودار نوتروني (CNL=Compensated Neutron Log)
اساس كار اين نمودار بر اندازه گيري مقدار يون هيدروژن موجود در خلل و فرج سنگها است . كه سپس از روي اين اندازه گيري درصد تخلخل لايه ها تعيين ميگردد .بنابراين اين نمودار مستقيما درصد تخلخل سنگها را نشان ميدهد. مجموعه نمودار جرم مخصوص و نوترون نمايان گر ميزان صحيح تخلخل سنگها و تعيين گاز در لايه ها است . همچنين با مقايسه منحني اين دو نمودار با منحني ساير منودارها ميتوان جنس سنگها را نيز تعيين نمود.
از نمودار نوتروني در چاه هاي داراي جداره نيز مي توان استفاده نمود. بر روي كاغذ منحني اين نمودار درصد تخلخل بين صفر تا 45 درصد خوانده ميشود . كه هر تقسيم بندي نشان دهنده 3 درصد تخلخل است .


نمودار مقاومت مخصوص جانبي (DLL=Dual Laterolog):
اين نمودار مقاومت مخصوص سنگها را به همراه سيالات موجود در خلل وفرج آنها نشان ميدهد .مقاومت مخصوص يك جسم آن مقدار مقاومتي است كه ان جسم در برابر عبور جريان الكتريسيته از خود نشان ميدهد . اساس كار اين دستگاه نيز فرستادن امواج الكتريسيته به داخل لايه هاي زمين و اندازه گيري مقاومت ان لايه ها در برابر عبور اين جريان است. مخازن زير زميني داراي هيدرو كربن مقاومت بيشتري در مقابل عبور جريان الكتريسيته نسبت به مخازن داراي آب از خود نشان ميدهند. همچنين هر چه درصد اشباع نمكهاي محلول در آب بيشتر باشد مقاومت آان محلول در برابر جريان اكتريسيته كمتر است . به طور كلي مقاومت مخصوص يك لايه باز تابي از نسبت هيدروكربن ها و آب موجود در ان لايه و در نتيجه درصد تخلخل ان لايه است .از اين نمودار در چاه هايي كه داراي گل حفاري پايه آبي (water base mud) هستند استفاده ميشود و براي تعين درصد تخلخل و درصد اشباع آب سازند به كار ميروند . واحد نمودار مقاومت مخصوص ويا به عبارت ساده تر اهم متر است.

نمودار درجه حرارت (Temperature Logging):
اساس ابزار اين نمودار از يك حرارت سنج تشكيل شده است . اين حرارت سنج با دقت بسيار تغييرات درجه حرارت را در چاه هايي كه با گل يا هوا حفاري ميشوندنشان ميدهد.از اين نمودار براي تعيين لايه هاي توليد كننده گاز و تعيين حدود اين لايه ها ، تعيين نقاطي كه جريان از آب نمك به داخل چاه دارند و يا نقاطي كه گل گم شدگي صورت ميگيرد و تعببن شيب درجه حرارت استفاده ميگردد .
همچنين در چاه هاي جداره پوش مي توان براي بدست اوردن حد بالاي سيمان در پشت لوله جداره استفاده كرد.

نمودار قطر ياب (Caliper Logging ):
از اين نمودار براي اندازه گيري قطر داخلي چاه باز و يا تغييرات ايجاد شده در پوشش جداري چاه ها استفاده مي شود .اين ابزار را مي توان به تنهايي و يا همراه ساير نمودار ها استفاده نمود .معمو لا به همراه ابزار نمودار گيري پرتو گاما واندازه مته به داخل چاه رانده مي شود .يكي از موارد عمده استفاده از اين نمودار براي بدست آوردن حجم دقيق داخل چاه براي تعيين مقدار سيمان براي سيمان كاري پشت لوله جداره و تعيين نقاط شسته شده است.

 

[hmdjml]

شکلهاش کو؟

 

[MOΣIN]

microbial enhanced oil recovery

microbial enhanced oil recovery



در ارتبط با کااربرد میکروبیولوژی در صنعت نفت میتوان دو جنبه را مد نظر قرار داد :
1- ارتقای کمی : نمونه بارز آن روش (microbial enhanced oil recovery) یا MEOR است.
2- ارتقای کیفی : مانند حذف هسته و اتمهای گوگرد و نیتروژن.

استفاده از MEORدر ازدیاد برداشت از مخازن نفت :
در طبیعت چاههای نفتی وجود دارد که به علت تزریق آب دیگر قادر به تولید نفت نیستند و یا به اصطلاح غرقاب شده اند و همچنین چاههایی وجود دارند که به دلیل رسوب تر کیبات آلی و معدنی مسدود شده اند لذا بعد از استخراج اولیه و ثانویه نفت , قسمت اعظم آن حدود 80% در چاهها باقی می ماند لذا روشهای مختلفی به منظور استخراج مابقی نفت به وجود آمده است که عبارتند از :
1 – تزریق فرم و آلیاژهای پلیمری . 2 – روش حرارتی . 3 – تزریق آب .
4 – تزریق گاز 5 – استفاده از مواد شیمیایی کاهش دهنده نیروی کشش سطحی 6 – روش MEOR

روش MEOR :

روشی است که در آن بوسیله میکروبهای مخصوص و مشخص میزان نفت استخراجی از چاهها را افزایش می دهند.
میکروبها به سه طریق می توانند باعث ازدیاد برداشت از مخازن نفتی شوند.
1- با اکسیداسیون نفت اسید چربی تولید می کنند که باعث کاهش گرانروی نفت میگردد.
2- با تولید مقادیر نسبی از گاز CO2 , باعث افزایش فشار در مخزن میگردند از این رو مانند تزریق گاز عمل می کنند.
3- میکروبها با بوجود آوردن بیومس میان سنگ و نفت مخزن باعث جابجایی فیزیکی نفت می شوند .
شرایط فیزیکی نفت مثل دما , فشار, نمک و .....عامل محدود کننده استفاده از MEOR است . از آنجا که شرایط فیزیکی چاههای نفت با هم فرق می کنند نمی توان برای همه آنها از یک نوع میکروارگانیسم استفاده کرد. مثلا در چاههای کم عمق کار به روش MEOR به دلیل دمیی کمتر نسبت به چاههای عمیق که دمای بالا دارند بیشتر است.در چاههای عمیق مثل کشور ما باید از میکروارگانیسم های گرمادوست استفاده گردد. روش MEOR بطور چشمگیری محدود به دمای حداکثر 80 درجه است.
خصوصیات باکتریهای مورد استفاده در روش MEOR :
1- کوچک باشد 2- قادر به تحمل شرایط محیطی چاه باشد 3- رشد سزیعی داشته باشد و از تحرک لازم داخل چاه برخوردار باشد 4- بتوانند مواد ضد میکروبی و ضد خوردگی را تحمل کنند 5- بری رشد به مواد مغذی پیچیده ای نیاز نداشته باشند.
انواع باکتریهای مورد استفاده در MEOR:
سودوموناس, میکروکوکوس, کلستریدیوم, انتروباکتریاسه, اشرشیاکلی, مایکوباکتریوم, لوکونوستوک, باسیلوس لینکنی فرمیس.
آلودگی نفتی یکی از خطرات جدی تهدید کننده محیط زیست و موجودات زنده است حل این معظل زیست محیطی به طرق گوناگون از دیرباز مورد توجه پژوهندگان علوم زیستی بوده است. یکی از روشهای جدید برای رفع این آلودگی ها استفاده از باکتریهای نفت خوار است که در کشور ما نیز این باکتریها توسط دکتر غلامحسین ابراهیمی پور جداسازی شده اند. طبق گفته ایشان این باکتریها قادرند مواد ترکیبات نفتی را تا 100% به بیومس میکروبی و گازکربنیک تبدیل کنند. در صورتیکه بهترین سویه های جدا شده در آلمان تنها 80% قادرند این کار را انجام دهند. یکی از عمده ترین آلاینده های آب دریا کشتی های نفت کش هستند. این کشتی ها معمولا پس از تخلیه محموله نفتی خود در بنادر مقصد, مخزن خود را تا حدی با آب دریا پر می کنند. بارگیری این آب که معمولا آب توازن نامیده می شود برای حفظ تعادل کشتی در مسیر بازگشت به بنادر مبدا ضروری است. نکته مهم اینجاست که این نفت کش ها پس از رسیدن به بنادر در مبدا قبل از بارگیری دوباره نفت, آب توازن خود را در دریا تخلیه می کنند که همین امر موجب می شود تا مقادیر بسیار زیادی نفت خام نیزوارد آب دریا می شود. در صورتیکه اگر باکتریهای نفت خواربه آب توازن نفت کش ها اضافه شوند, قبل از تخلیه آب توازن نفت موجود در آن به بیومس میکروبی تبدیل شده و به این ترتیب نه تنها دریا را آلوده نمی کند بلکه بیومس میکروبی آن مورد تغذیه آبزیان نیز قرار می گیرد. بنابر این اگر باکتریهای نفت خوار را در سطح وسیعی تولید کنیم علاوه بر پاکسازی آبهای ساحلی خود می توانیم با فروش به سایر کشورها درآمد ارزی بالایی بدست آوریم.
از باكتري تا نفت ؛تزريق ميكروب در ميادين نفتي براي افزايش برداشت





در ده سال اخير ، دانش استفاده از ميكروب ها براي افزايش برداشت از ميادين نفتي با پيشرفت هاي زيادي روبرو شده ، اما با وجود همه تلاش ها، همچنان مسائلي ديرپا باقي مانده است.
پس از چند دهه آزمايش و خطا ، كارشناساني كه بر روي حوزه استفاده از ميكروب ها براي افزايش برداشت از ميادين نفتي مطالعه مي كردند ،بر اساس مطالعات آزمايشگاهي دريافتند ، ميكروب هاي خورنده نفت مي توانند ميادين قديمي نفتي را احيا نمايند . اين مطالعات نشان مي دهد كه اين راهكار مي تواند پايان عمر ميادين را به تاخير اندازد ؛ اما بايد براي ترش شدن نفت باقيمانده در ميدان بدليل استفاده از روش ميكروبي تدبيري انديشيد،هرچند توليد جانبي گاز سولفيد هيدروژن در فرآيند اجرا و همچنين گاز متان توليد شده از زغال سنگ موجود، يك گام رو به جلو محسوب مي گردد.(در اين مقاله خورده شدن نفت به معناي روشي است كه در آن فرآيند ساخت و ساز (متابوليسم) باكتري ها شكل مي گيرد. و بدين ترتيب خوردن نفت به معناي اكسيده شدن هيدروكربن ها خواهد بود.)
اما ايده استفاده از ميكروب ها براي افزايش برداشت از ميادين هيدروكربني يكي از بحث برانگيز ترين مباحث فراروي كارشناسان حوزه انرژي در سال هاي اخير بوده است.

اين روش عموما در چاه هاي متروكه و در مناطق دور دست به كار گرفته مي شود. در اين روش تزريق آب و مواد مغذي معدني ؛ باعث فعاليت ميكروارگانيسم ها شده و به توليد گاز از زغال سنگ مي انجامد. هدف از اين كار ، ايجاد شرايطي است كه ميكروب ها با خوردن زغال سنگ ، توليد متان نمايند.
از سوي ديگر ، پژوهش هايي در دست انجام است تا نفت خام سنگين را به متان تبديل نمايد. البته هم اينك تبديل نفت خام به گاز داراي ارزش اقتصادي نيست، اما در مناطقي كه ديگر نفت خام سنگين توليد نمي شود اين كار مي تواند اقتصادي باشد.
اما يك چالش بزرگ اينست : چگونه راه هايي را بيابيم كه توليد گاز تضمين شده اي را فراهم آورد.
از سوي ديگر ، كارشناسان حركت به سوي تبديل زغال سنگ به گاز طبيعي را يك فرآيند چند مرحله اي مي دانند كه در آن ميكروب ها با خوردن زغال سنگ ، هيدروژن ، دي اكسيد كربن و استات توليد مي كنند . و سرانجام پس از مراحل گفته شده ، گاز متان توليد مي شود. اما در اين فرآيند بايد آب موجود در چاه تخليه شود كه هزينه هاي زيادي را به دنبال دارد.
از سوي ديگر دستيابي به منابع جديد هيدروكربن با قوانين متعددي محدود شده شده است. مثلا بدليل آلودگي آب هاي زيرزميني منطقه ، مقررات سخت گيرانه اي در ايالات متحده وضع شده است.
استوارت پيج مديرعامل شركت گلوري انرژي كه سالهاست تنها در حوزه دانش استفاده از ميكروب ها براي ازدياد توليد نفت فعاليت مي كند، مي گويد :"در اين سالها دانش استفاده از ميكروب ها براي افزايش برداشت و توليد بيشتر از ميادين نفتي ، توسعه زيادي يافته است. و به هرحال مي توان گفت كار ما شباهت زيادي به توليد پادزهر براي زهر مار دارد."
اما تصوير كنوني ما از اين دانش ، تاريخچه اي كاملا روشن نداشته و با فراز و فرودهاي زيادي روبرو بوده است. به عنوان مثال ،آزمون اين روش در ميادين تنها منوط به موافقت غول هاي نفتي براي كاربرد آن در مخازن در حال برداشت بوده است.
از سوي ديگر ، اين روش كه عمري 50 ساله دارد ، حتي از روش هاي لرزه نگاري هم عمر و سابقه طولاني تري دارد.
كلود زوبل ، دانشمند همكار با انجمن نفت آمريكا كه اولين بار منشا ميكروبي نفت را كشف كرد ، حقوق انحصاري كشف اين روش را در سال 1957 ثبت تجاري نمود. روش او شامل تزريق باكتري هاي فعال در يك مخزن نفتي بود و دستاورد او حاصل آزمون و خطاهاي بسياري بود كه براي درك چرخه حيات يك مخزن روي مي دهد.
در سال هاي اخير و بويژه به دنبال ورود بسياري از مخازن نفتي دنيا به نيمه دوم عمر خود ، اين روش با اقبال بيشتري روبرو گرديده و تجارب و دستاوردهاي گذشته نيز به بهبود سطح دانش ما، كمك زيادي نموده است. همچنين بسياري از كارشناسان دوره حاضر را عصر رنسانس اين دانش در حوزه اكتشاف و توليد مي دانند.
در سال هاي اخير، استات اويل پيشتاز استفاده از اين روش بوده است ، اما شركت هاي بي پي ، شل ، كونوكو فيليپس و دوپونت نيز جز شركت هايي هستند كه گام هاي بزرگي براي آزمون هاي مربوط به توسعه استفاده از اين روش برداشته اند. درياي شمال منطقه اي است كه آزمايش هاي زيادي در حوزه استفاده از ميكروب ها در آن انجام شده و اين فعاليت ها همچنان ادامه دارد. البته در اين منطقه براي اولين بار در بخش فراساحل ، شاهد استفاده از ميكروب ها و تزريق نيترات ، مواد غذايي و هوا در ميدان نفتي نورن بوده ايم. البته آزموني مشابه پيش از اين در خاك اتريش بازسازي شده بود .
ما در اين سالها شاهد افزايش علاقه شركت ها به اين موضوع بوده ايم، اما همچنان تعداد ميكروبيولوژيست هاي فعال در پروژه ها ، همچنان اندك است.
اجراي آزمون هاي طرح :
اكثر انتقادات مطرح شده در برابر ايده استفاده از ميكروب ها براي افزايش برداشت از ميادين نفتي ، جدي و چالش برانگيز بوده است.مثلا يكي از منتقدان مي گويد : با وجود اينكه اين ايده از سال ها پيش مطرح بوده است ، اما هيچ يك دانشمندان برجسته حوزه مخزن از اجراي چنين ايده اي ، پشتيباني نكرده است. به علاوه تاكنون اجراي آزمايشي اين طرح و حتي آزمون هاي آزمايشگاهي آن نيز با نتايج قابل قبولي همراه نبوده است.
اما آيا نتايج مطالعات آزمايشگاهي را مي توان در مخازني با عمر چند ميليون ساله كه در پايان عمر توليد خود هستند ، به كار برد ؟ يكي از كارشناسان مي گويد :" ما نيازمند درك اين موضوع هستيم كه چگونه مي توان نفت باقيمانده در پايين چاه را به تحرك وا داشت. و البته استفاده همزمان از اين روش با تزريق آب داراي شوري كم ، مي تواند نتايج اثربخش تري به همراه داشته باشد."
اين روش نيازمند افزايش تعداد باكتري هاي خورنده نفت است كه با ساختار مخزن ، مشابه و همسان باشند. سپس با تركيدن جمعيت باكتري ها ، نفت بيشتري حاصل مي شود كه مي تواند در مجموع نفت زيادتري را با بهره گيري از چند روش جانبي مرتبط، توليد كند.
همچنين ملاس نيز مي تواند به رشد باكتري ها كمك كند ، اما ما مي دانيم ميكروب هايي كه از نيشكر تغذيه مي كنند ، هيچ بازدهي در فرآيند بهبود توليد نفت ندارند. اما به هرحال فرمول دقيق مواد اضافه شده به آب تزريق شده به مخزن ، جز اسرار شركت هاي نفتي محسوب مي شود.اين مواد كه با توجه به ساختار هر مخزن متفاوت خواهد بود ، عمدتا شامل كودهاي شيميايي نظير نيترات و فسفات اند كه مقدار اندكي از آنها در مخزن وجود دارد.
آزمون هاي آزمايشگاهي نشان مي دهد كه باكتري هاي فعال در مخزن مي تواند علاوه بر تغيير سازند هاي چاه ، تعادل مكاني نفت و آب موجود در چاه را بر هم زند. اما به هر حال ، بايد اين ايده در مخازن بزرگ تر اجرايي شود تا آثار فيزيكي شيميايي آن بيش از گذشته ، شناسايي گردد.
نگاهي به ابعاد يك آزمون مخزن :
شركت استات اويل ، آزمون هاي مربوط به 8 چاه مخزن استيروپ را در جنوب غربي كانزاس بر عهده داشت. اين مخزن 26 سال عمر توليدي داشت و 91 درصد ستاده چاه هاي اين مخزن ، را آب تشكيل مي داد. پس از گذشت يك سال از زمان آغاز تزريق باكتري ها ، استات اويل اعلام كرد كه 750 هزار گالن(معادل 21900 بشكه) افزايش توليد از اين مخزن داشته است. اخيرا نيز اين شركت اعلام نموده در ماه سپتامبر گذشته ، 6000 بشكه افزايش توليد با استفاده از روش تزريق باكتري در چاه 2-12 به دست آمده است. ضمنا چاه فوق، 60 درصد افزايش حجم توليد ، داشته است.
البته در اين روش ، حجم آب خروجي از چاه تغيير قابل توجهي نداشته، اما در مجموع درصد آب خارج شده از چاه با كاهش همراه بوده است. يعني حجم آّب استحصال شده از 91 درصد به 88 درصد كاهش يافته است.
در ميانه اجراي اين آزمايش ها ، تركيب مواد تزريق شده به چاه تغيير يافت . همچنين تزريق آب از طريق يك چاه به مخزن، متوقف گرديد ؛ چرا كه ، تزريق آب باعث شده بود توليد نفت از چاه هاي توليدي ،كاهش يابد. اندكي بعد نيز يك چاه توليدي به يك چاه تزريقي تبديل شد تا توليد در ساير چاه ها ، تداوم يابد.
پس از اين تغييرات ، ادامه روند توليد اميدوار كننده بود. بويژه اينكه كاهش آب خروجي از چاه و تاثير قابل توجه بر ويژگي هاي مخزن به همراه بسياري از شاخص هاي اميدوار كننده مديريت مخزن، نشان از افزايش توليد چاه ها ، پس از تزريق باكتري ها داشت.
اما نكته كليدي اينست كه تاثير تزريق باكتري ها در يك چاه بر ويژگي هاي مخزن همچنان بايد مورد مطالعه و بررسي قرار گيرد.
جك استوارت، استاد دانشگاه كالگري مي گويد : سنجش تاثير روش تزريق باكتري ها بر عملكرد مخزن در آزمايشگاه ، كاري سخت است و به همين ترتيب ، سنجش تاثيرات آن در يك مخزن به مراتب سخت تر است.
در مجموع با توجه به كم هزينه بودن اين روش ، افزايش 5 درصدي حجم توليد چاه ها با اين روش پذيرفتني مي باشد. و تاثير مثبت استفاده از باكتري ها ، مورد پذيرش كارشناسان قرار گرفته است.
سي يان كافري ؛ پژوهشگر كانادايي مي گويد : در گذشته ميكروبيولوژيست ها حتي به روياي در اختيار داشتن يك چاه براي انجام آزمايش هايشان نيز نمي انديشيدند. و آنها امروزه خوشبختند كه مي توانند آزمايش هاي خود را بر روي يك مخزن نفتي ، انجام دهند."
آزمون هاي ميكروبي :
درمورد فرآيند تاثير ميكروب ها بر مخزن ، نظريات متعددي وجود دارد. استات اويل در گزارش خود اعلام نموده كه باكتري ها تعادل و جاي گيري آب و نفت در مخزن را بر هم زده اند. باكتري هاي خورنده نفت در آب نزديك نفت ، زندگي مي كنند. اين ميكرو ارگانيسم ها ، كه استفاده از داده هاي ليزري ، تغييرات آن را نشان مي دهد، مي توانند ويژگي هاي مخزن و مسير حركت آب و نفت در سازند را در يك دوره كوتاه، با تغييرات قابل توجهي روبرو نمايد.
يكي از چالش هاي مطالعه اين روش را بايد در تعميم تغييرات يك توده ميكروبي به تغيير رفتار يك مخزن هيدروكربني دانست. از سوي ديگر تاكنون بخش اعظم آزمايش ها در مخازني انجام شده كه در دوره پاياني عمر خود قرار دارند و بدين ترتيب در مورد تاثير قابل قبول اين روش در مخازن جوان تر ، ترديدهايي وجود دارد.
يك رويكرد دوگانه :
توسعه اين روش در شركت هاي نفتي نيازمند متخصصاني است كه هم اينك در اين شركت ها وجود ندارند: ميكروبيولوژيست ها ؛ مهندسان شيمي ، ژئوفيزيكدانان و مهندسان مخزن. و براي دستيابي به بهترين نتايج بايد اين افراد ،زبان همديگر را بفهمند.
بارت لومانز ،پژوهشگر شركت شل مي گويد : "در گذشته گفته مي شد كه مهندسان مخزن ، گفته هاي ميكروبيولوژيست ها را درك نمي كنند. و از سوي ديگر ميكروبيولوژيست ها نيز از گفته هاي مهندسان مخزن چيزي درك نمي كنند. و به همين دليل آموزش دانش هاي مرتبط با فعاليت هاي يك پروژه براي متخصصان حاضر در تيم ها ، بسيار حياتي است.
اما اين اقدامات براي هر شركتي ، با هزينه هاي پيش بيني نشده اي همراه است. و بايد به خاطر داشت كه كار كردن با باكتري ها در ميادين نفتي مي تواند بر شيوه هاي كنترل و مديريت چاه ، تاثيرگذار باشد.
البته در اين سال ها علاوه بر ميكروب ها ، تجهيزات تزريق هوا ، اكسيژن و كربنات كلسيم نيز در اين طرح مورد استفاده قرار گرفته اند.
گري جنمن ، سوپروايزر شركن نفتي كونوكو فيليپس مي گويد : ما در اين سال ها و در سايه مطالعات مربوط به جذب باكتري ها به دانش بيشتري در مورد فرآيندهاي داخلي چاه ها دست يافته ايم.چرا كه براي درك منشا زيستي مخازن نفت ، مي توان از دانش زيست شناسي بهره ببريم. از سوي ديگر ، پيوند دو رشته زيست شناسي و مهندسي مخزن به حفظ محيط زيست ، كاهش استفاده از مواد آلاينده و كاهش هزينه ها و در نهايت افزايش اثربخشي مي انجامد.
و فراموش نكنيد كه جينمن مي گويد :" ما در همه اين سال ها زيست شناسان را دست كم مي گرفتيم... اما دانش ميكروبيولوژي بر فرآيندها داخلي چاه ها ؛ فرآيند ترش شدن و ساير فرصت هاي فراروي اكتشاف و توليد، تاثيراتي انكار ناشدني دارد كه بايد سرمايه گذاري بيشتري بر روي آن انجام شود."

 

[MOΣIN]

oil Reservoir

oil Reservoir

در زمین شناسی نفت یکی از تخصصهای مهم که توسط زمین شناسان و مهندسین حفاری بسیاری مورد توجه قرار گرفته است، نحوه استخراج نفت از چاه می‌باشد. که در این رابطه ابتدا انرژی طبیعی موجود در مخزن را نسبتا به نوع سنگ ذخیره (ماسه‌ای - کربناتی) مشخص می‌نمایند و سپس نسبت به برداشت کامل از چاه با بکار بردن روشهای پر هزینه و نیز تزریق بخار یا گاز نظر می‌دهند.

انرژی موجود در مخازن
در غالب مخازن نفت و گاز موجود در مخازن ، تحت فشار بخصوص آن مخزن قرار دارند. یعنی وقتی که چاهی در یک مخزن نفتی حفر می‌شود در نتیجه فشار موجود در چاه ، نفت بالای چاه و حتی تا سطح زمین نیز می‌تواند بالا بیاید که به اینگونه مخازن در اصطلاح مخازن خود تولید می‌گویند.

فشار مخازن نفتی
آب و نفت از نظر حجمی یک ضریب بالنسبه پایینی با همدیگر دارند، بدین جهت هنگام استخراج نفت ، فشار چاه به سرعت پایین می‌آید و هر قدر مخزن کوچکتر باشد این افت فشار سریعتر صورت می‌گیرد و از این افت فشار می‌توانیم اطلاعات هم در مورد اندازه مخزن و ارتباط داخلی آن در طول بهره برداری تهیه نماییم.

گاز جهنده
در این رابطه چون گاز نسبت به نفت قدرت گسترش زیادی دارد در نتیجه کاهش فشار مخزن ممکن است گاز مایع را به حالت گازی شکل در آورد و گاز حل شده در نفت از حالت محلول خارج می‌شود. لذا حجم قسمت گاز افزایش می‌یابد و این حالت به نگهداری و تنظیم فشار چاه در موقع استخراج به مدت طولانی کمک می‌کند به این گاز اصطلاحا گاز جهنده می‌گویند.

سفره تحت فشار
فشار آب را در مخازن بزرگ بیشتر نگهداری می‌کنند، چون حجم بزرگتری دارند و آب در بهترین وضعیت حالتی است که در مخزن تحت فشار باشد که به آن اصطلاحا سفره تحت فشار می‌گویند.

آبهای جهنده
در طول بهره برداری از مخازن نفتی فشار ثابتی خواهیم داشت. زیرا آبهای جدید جای نفت استخراج شده را گرفته و این فشار را تأمین می‌کنند که به آنها در اصطلاح آبهای جهنده می‌گویند. از وجود آب جهنده برای خنثی کردن افت فشار در مخازن نفتی استفاده می‌کنند و در صورت کمبود آن از طریق چاههای تزریقی ویژه آب یا گاز به داخل مخازن تزریق می‌کنند و اگر هیچگونه انرژی جهت تولید فشار در مخزن نفتی موجود نباشد در آنصورت باید نفت به بیرون پمپاژ شود.

نفوذپذیری در مخازن نفتی
اگر چند نوع فاز گازی یا مایع در سنگهای ذخیره وجود داشته باشد، بطوری که قبلا شرح داده شد، نفوذ پذیری از اندازه خلل و فرج و تخلخل تبعیت نخواهد کرد بلکه به میزان ارتباط سایر فازها نیز بستگی خواهد داشت. نفوذ پذیری مؤثر در واقع نفوذ پذیری یک فاز در ارتباط با سایر فازها را برای ما نشان می‌دهد. مثلا اگر در خلل و فرج ۴۰ درصد آب و ۶۰ درصد نفت موجود باشد در آنصورت نفوذ پذیری نفت کمتر از زمانی خواهد بود که تمامی خلل و فرج از نفت پر شود، یعنی ۱۰۰ درصد اشباع از نفت باشد.

ارتباط بین آب و نفت استخراجی از مخازن
اگر در یک مخزن نفتی کمتر از ۴۰ تا ۵۰ درصد آب باشد (یعنی درجه اشباع شدگی نفت بین ۵۰ تا ۶۰ درصد باشد) در آنصورت از مخزن تنها نفت استخراج می‌گردد. اگر درصد اشباع آب بین ۴۵ تا ۸۵ درصد باشد در آن صورت نفت و آب استخراج می‌شوند. و اگر درصد اشباع آب بین ۸۵ تا ۱۰۰ درصد باشد در آنصورت فقط از مخزن آب استخراج می‌گردد.

دلیل این حالتها
چون آب سطح کانیها را خیلی راحتتر از نفت خیس می‌کند، بطوری که ممکن است بیشتر از ۳۰ الی ۴۰ درصد آب در اطراف دانه‌های کانیها موجود باشد و وقتی که مقدار آن بین ۴۰ الی ۵۰ درصد و یا بیشتر برسد در آنصورت نمی‌توانیم به مدت طولانی فاز پیوسته نفت را داشته باشیم و قطرات نفت همراه با آب می‌توانند جریان پیدا کنند و اگر مقدار نفت کم باشد در اینصورت نفت بصورت قطرات کوچک در خلل و فرج سنگ ذخیره باقی خواهد ماند و آب از کنار آن عبور خواهد نمود.

سنگهای ذخیره کربناتی
از سنگهای ذخیره نفت و گاز از نوع کربناتی تا زمانی که درجه اشباع نفتی بین ۳۰ الی ۴۰ درصد و بیشتر باشد چون چسبندگی گاز کمتر است و خیلی راحت از کنار آب عبور می‌کنند، لذا می‌توان فقط گاز استخراج نمود. و در درجه بالاتری از اشباع شدگی ، گاز همراه نفت جریان یافته و در درجه اشباع نفتی حدود ۵۵ درصد ، نفت و گاز نفوذ پذیری مشابهی خواهند داشت

 

[MOΣIN]

casing design

casing design

casing design

 

[hmdjml]

مخازن هیدروکربوری
ذخائر زیر زمینی نفت و گاز

سوختهای فسیلی شامل نفت و گاز در عمق سه تا چهار کیلومتری اعماق زمین و در خلل و فرج لایه‌های آن و با فشار چند صد اتمسفر بصورت ذخیره می‌باشند. گازهای طبیعی زیرزمینی یا به تنهایی و یا به همراه نفت تشکیل کانسار (معدن) می‌دهند. که در هر دو صورت از نظر اقتصادی بسیار گرانبها می‌باشد. درصورت همراه بودن با نفت گازها در داخل نفت حل می‌شوند، و عمدتاً نیز بهمین صورت یافت می‌گردد و در این رابطه مولفه‌های فیزیکی مواد – حرارت و فشار مخزن تأثیرات مستقیم دارند و نهایتا درصورت رسیدن به درجه اشباع تجزیه شده و بلحاظ وزن مخصوص کمتر در قسمت‌های فوقانی کانسار و بر روی نفت یا آب به شکل گنبدهای گازی (GAS DOME) قرار می‌گیرند.گاهی درمخازن گازهای محلول در آب نیز مشاهده شده‌است.

گاز متان در حرارت و فشار موجود درکانسارها متراکم نمی‌گردد بنابراین همیشه بصورت گاز باقی مانده ولی در مخازنی که تحت فشار بالا هستند بشکل محلول در نفت در می‌آید . سایر اجزای گاز طبیعی در مخازن نسبت به شرایط موجود در کانسار در فاز مایع یا فاز بخار یافت می‌شوند. گازهای محلول در نفت بمثابه انرژی و پتانسیل تولیدمخزن بوده و حتی المقدور سعی می‌گردد به روشهایی از خروج آنها جلوگیری گردد ولی در هر حال بسیاری از گاز محلول در نفت در زمان استخراج همراه با نفت خارج می‌گردد .در سالهای پیش از انقلاب در صد بالایی از آن از طریق مشعل سوزانده می‌شدو بهدر می‌رفت ولی در سالهای بعد تا بحال بتدریج و با اجرای طرهایی منجمله طرح آماک از آنها به عنوان تولیدات فرعی استحصالی از میادین نفت کشور بمنظور تزریق به مخازن نفتی - تولید مواد خام شیمیایی و سوختی با ارزش استفاده می‌کنند.

استخراج گازدر ایران گاز طبیعی خام را از دو نوع چاه استخراج می‌نمایند :

1 – میادین نفتی و گازی مسقل گازی - از قبیل میادین گاز نار و کنگان – خانگیران - تابناک- حوزهای شانول، هما، وراوی و میدان گازی پازنان و غیره .

۲ – میادین نفتی - از قبیل میادین اهواز – آغاجاری – مارون - گچساران – بی بی حکیمه - - رامشیر و غیره . هنگامی که میزان نفت درون چاه کاهش می‌یابد از گاز دی اکسید کربن به‌عنوان گاز افزایش دهنده حجم استفاده می‌شود.

ترکیبات گاز طبیعی خام

گاز طبیعی موجود در مخازن هیدروکربوری زیرزمینی به دو حالت می تواند از زمین خارج شده و در دسترس انسان قرار گیرد:

۱ - اگر بیشترین ماده موحود در مخزن زیرزمینی، گاز طبیعی باشد، به آن ”چاه مستقل گازی“ میگویند. گاز طبیعی خام که از چاههای مستقل گازی استخراج می‌گردد و هنوز فرایندهای سرچاهی و پالایشی را طی نکرده‌است، از مواد مختلفی تشکیل گردیده است. این مواد به طور عمده شامل هیدروکربور متان (CH4) به همراه گاز اتان (CH3) و هیدروکربورهای دیگر به صورت سنگین و مایع مانند پروپان، بوتان و هیدروکربورهای سنگین تر یا چکیده نفتی که ”میعانات گازی“ (Condensate) نامیده می شوند و حاوی ”بنزین طبیعی“ (Natural Gasoline) هستند و همچنین مقداری از ناخالصی‌های غیرهیدروکربوری شامل بخار آب (H2O)، دی اکسید کربن (CO2)، منواکسید کربن (CO)، نیتروژن (N)، سولفید هیدروژن (H2S)، هلیوم (HE) و گازهای دیگر می باشند که درصد هر کدام از این مواد در گاز طبیعی، بستگی به نوع مخزن، محل آن، عمق مخزن و عوامل دیگر دارد. این چاهها به صورت معمول قادر به تولید در اندازه های تجاری بوده و محصول آنها به نام گاز غیر همراه (Non-Associated Gas) نیز شناخته میشود. گازهای طبیعی خام استخراج شده از چاههای مستقل گازی یا هیچ نفتی همراه خود ندارند و یا مقدار نفت همراه آنها بسیار ناچیز میباشد؛ اما این گازها به دلیل اینکه از اعماق زمین به بالا آمده اند، در طول مسیر بالاآمدن، با خود مقداری شن و ماسه و آب شور را به همراه آورده اند. از اینرو، قبل از ارسال این گازها به پالایشگاه ها، جامدات همراه با آنها در محلهایی که به مجموعه تاسیسات سَرِچاهی شناخته می شوند، توسط دستگاه هایی به نام جداکننده (Separator) از گاز جدا میگردند. پس از این کار، گاز طبیعی که جامدات همراه خود را تا حد بسیار زیادی از دست داده است، توسط خطوط لوله به مراکز جمع آوری ( پالایشگاه ) انتقال می یابد. در طول مسیر لوله های انتقال، به دلیل کم شدن تدریجی فشار گاز، دمای آن کاهش می یابد و بر اثر این کاهش دما، آبهایی که همراه با گاز از اعماق زمین استخراج شده و همراه با آن به صورت بخار آب در حال حرکت می باشند (که آنها را هیدرات های گاز طبیعی می نامند)، کم کم به مایع تبدیل خواهند شد و اگر دما باز هم کاهش یابد، این آبها به صورت نیمه جامد یا جامد (کریستالهای یخ) درآمده و حرکت گاز را با مشکل مواجه می کنند و در حالت بدتر، امکان دارد که در نقاطی از مسیر، این جامدات به دیواره لوله بچسبند. در صورت بروز چنین پدیده ای، خیلی زود سایر مایعات یا جامداتی که به همین علت تشکیل شده و به همراه گازها در حال حرکت می باشند، به این نقطه خواهند پیوست و در زمان بسیار کوتاهی، حجم این توده به قدری بزرگ خواهد گردید که تقریباً به طور کامل، مانع از حرکت گاز در لوله می گردد. با توجه به سرعت و فشار بالای گازهای در حال عبور، گاز در پشت این نقطه متراکم شده و به راحتی می توان پیش ینی نمود که این اتفاق حتی ممکن است خط لوله انتقال گاز را دچار نشتی، ترکیدگی یا حتی انفجار کند. از اینرو، در نقاط خاصی از مسیر خط لوله بین چاهها تا مقصد، دستگاههای گرمکن (Heater) وجود دارند که دمای گاز را بالا می برند.

۲ - چاههای نفت نیز به طور معمول حاوی مقادیری گاز می باشند. گاز طبیعی خام موجود در چاههای نفت، به دو صورت می تواند استخراج گردد:

الف - چنانچه گاز به صورت محلول در نفت خام باشد، گازِ محلول (Solution Gas) نامیده می شود.

ب - اگر گاز در تماس مستقیم ولی جدا از نفت باشد، به آن گازِ همراه (Associated Gas) می گویند.

مشخصات و مزیتهای گاز طبیعی

گاز طبیعی(متان – CH4) حاصل از عملیات فرآورش نهایی دارا ی مشخصات بدون رنگ – بدون بو و سبکتر از هوا می‌باشد. ارزش حرارتی یک گاز، مقدار حرارتی است که در اثر سوختـن یک مترمکعب آن گاز ایـجاد می‌شود که بدین ترتیب ارزش حرارتی هر متر مکعب متان تقریباً معادل ارزش حرارتی یک لیتر نفت سفید می‌باشد و به عبارت دیگر چنانچه یک فوت مکعب از آن سوزانده شود معادل با ۲۵۲ کیلو کالری انرژی حرارتی آزاد می‌نماید که از این لحاظ در مقایسه با دیگر سوختها بسیار قابل توجه می‌باشد . هیدروکربنها با فرمول عمومی CnH2n+۲ اجزاء اصلی گاز طبیعی بوده و منابع عمده انرژی می‌باشند . افزایش اتمهای کربن مولکول هیدروکربن را سنگینتر و ارزش حرارتی آن افزونتر می‌سازد. ارزش حرارتی هیدروکربنهای متان و اتان از ۸۴۰۰ تا ۱۰۲۰۰ کیلو کالری بازای هر مترمکعب آنها می‌باشد . ارزش حرارتی هیدروکربن پروپان برابر با ۲۲۲۰۰ کیلو کالری بازای هر مترمکعب آن می‌باشد . ارزش حرارتی هیدروکربن بوتان برابر با ۲۸۵۰۰ کیلو کالری بازای هر مترمکعب آن می‌باشد . گاز طبیعی شامل ۸۵ درصد گاز متان و ۱۲ درصد گاز اتان و ۳ درصد گاز پروپان، بوتان، ازت و غیـره می‌باشد گاز طبیعی حاصل از میادین گازی سرخس حاوی متان بادرجه خلوص ۹۸ درصد می‌باشد. ارجحیت دیگر گاز گاز طبیعی(متان – CH4) به سایر سوخت‌ها آن است که گاز طبیعی تمیز ترین سوخت فسیلی است زیرا نه تنها با سوختن آن گاز سمی و خطرناک منواکسید کربن تولید نمی‌گردد بلکه جالب است بدانیم که ماحصل سوخت این گاز غالبا آب بهمراه حداقل میزان دی‌اکسیدکربن در مقایسه با تمام سوختهای فسیلی می‌باشد .

در یک تحقیق از میزان آلایندگی گاز طبیعی و دیگر سوخت‌های فسیلی یافته‌ها به شرح ذیل بودند . میزان انتشار co۲ در گاز طبیعی ۶/۵۳ درصد، پروپان ۶۷ درصد، بنزین ۷/۷۲ درصد، نفت گاز ۷۶/۲ درصد، نفت کوره ۳/۷۹ درصد و زغال سنگ ۱/۸۲ درصد به ازای یک واحد گرما(Kg co۲/Gj) است لذا با توجه به موارد فوق می‌توان از آن به عنوان سوخت برتر - ایمن و سالم در محیطهای خانگی- تجاری و اداری که دارای فضاهای بسته و محدود می‌باشند استفاده نمود.

دمای احتراق خود به خود گاز طبیعی ۶۴۹ درجه سانتی گراد است. دمای جوش متان ۴۹/ ۱۶۱ درجه سانتی گراد زیر صفر است .فرایند تبدیل گاز طبیعی به گاز مایع LN G در همین درجه حرارت صورت می‌گیرد. یکی از عوامل مهم و مؤثر در کامل سوزی گاز طبیعی و آبی سوزی شعله تامین هوای کافی است. میزان هوای لازم جهت هر مترمکعب گاز طبیعی هنگام سوختن حدودأ ۱۰ مترمکعب می‌باشد. آبی تر بودن شعله بمعنی دریافت بهتر و بیشتر هوا می‌باشد.


فرآورش گازطبیعی

مجموعه عملیات پیچیده‌ای است شامل فرایندهایی بقرار و ترتیب ذیل که در جریان آن بتوان گاز طبیعی را که شامل عمدتاً متان به‌عنوان اصلیترین ماده و با درصد خلوص ۸۰ تا ۹۷ می‌باشد را به‌عنوان محصول نهائی پالایش نمود، صمن آنکه در این فرایندها علاوه بر استحصال گوگرد ترکیبات ارزشمند مایعات گازطبیعی (NATURAL GAS LIQUIds –NGL)شامل گاز مایع LPG)) و (CONDENSATE) که تمامآ در ردیف اقلام صادراتی نیزبشمار می‌آیند جداسازی می‌گردند.

تفکیک گاز و نفت

گاز همراه با نفت:

گازی که همراه نفت است الزاما باید از آن جدا شود تا نفت خالص و پایدار بدست آید. در صورتی که نفت و گاز استخراجی از چاه مستقیما به مخازن ذخیره نفت هدایت گردند.بعلت سبک و فرار بودن گاز مقداری از آن از منافذ فوقانی مخزن ذخیره خارج شده و در ضمن مقداری از اجزای سبک و گرانبهای نفت را هم با خود خارج می‌کند. از این رو نفت را پس از خروج از چاه و پیش از آنکه به مخزن روانه گردد به درون دستگاه تفکیک نفت و گاز هدایت می‌کنیم. عملیات تفکیک گاز همراه از نفت خام اصولا با ابزار موجود در سر چاه و طی فرایندهای سرچاهی، انجام می‌شود .این عمل توسط دستگاهی بنام جداکننده سنتی که هیدرو کربورهای سنگین و مایع را از هیدروکربورهای سبکتر و گازی تفکیک می‌نماید صورت می‌گیرد. سپس این دو هیدروکربن برای فرآورش بیشتر به مسیرهای مجزایی هدایت شده تا عملیات تصفیه‌ای لازم برروی آنها صورت گیرد. این دستگاه به شکل یک استوانه قائم دربسته بوده که در آن با استفاده از نیروی گرانش ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط می‌گردد، و در این ضمن از سرعت آن نیز کاسته می‌شود. وقتی فشار و سرعت گاز به مقدار زیادی کاهش یافت بخش انبوهی از گاز، از نفت جدا می‌گردد. آنگاه گاز حاصل را توسط لوله بمخزن دیگری هدایت می‌کنند گازی که از دستگاه جدا کننده خارج می‌گردد، غالبا از نوع گاز تر بوده و حاوی مقدار زیادی بنزین سبک(طبیعی) نیز می‌باشد. بنزین سبک (طبیعی) به لحاظ آنکه دارا ی ارزش فراوانی می‌باشد الزاما باید در مراحل بعدی از گاز طبیعی جدا گردد .


گاز محلول در نفت خام:

در مواردی که گاز در نفت خام محلول است مقداری از آن به جهت ماهیت گاز و تحت تأثیر کاهش فشار موجود در سر چاه از نفت جدا می‌گردد و سپس این دو گروه از هیدروکربنها برای فرآورش بیشتر هر یک به مجاری مخصوص بخود فرستاده می‌شوند.

۱– تفکیک مایعات گازی

این فرایند اولین مرحله از مجموعه عملیات پالایش گاز طبیعی خام می‌باشد . در به عمل آوری مایعات گازطبیعی فرایندی سه مرحله‌ای وجود دارد. زیرا ابتدا مایعات (NGL) توسط جاذب NGL از گازطبیعی استخراج و سپس ماده جاذب طی فرایند دوم قابلیت استفاده مجدد (مکرر) را در فرایند ابتدایی کسب می‌نماید و نهایتا در فرایند سوم عناصر تشکیل دهنده و گرانبهای این مایعات نیز باید از خودشان جدا سازی شده و به اجزای پایه‌ای تبدیل گردند . که این فرایند در یک نیروگاه فرآورش نسبتاً متمرکز بنام کارخانه گاز مایع بر روی مایعات حاصل انجام می‌شود. بخش اعظم مایعات گازی درمحدوده بنزین و نفت سفید می‌باشد . ضمن آنکه می‌توان فرآورده‌های دیگری مانند حلال و سوخت جت و دیزل نیز از آن تولید نمود. مواد متشکله در مایعات گازطبیعی (NGL) عبارت‌اند از:

۱- ۱ اتان:

ماده‌ای است ارزشمند و خوراک مناسب جهت مجتمع‌های پتروشیمی و تبدیل آن به ماده ایی با ارزش بیشتر به نام اتیلن و پلی اتیلن . گازطبیعی میدان پارس جنوبی حدودآ حاوی شش درصد اتان می‌باشد که با جداسازی آن و ساخت اتیلن و پلی اتیلن مزیت‌های اقتصادی فراوانی برای کشورمان ایجاد می‌شود. کاربردفناوری تفکیک اتان از مایعات گازی در ایران بسیار جدید است و هم اکنون در فازهای ۴و۵ پارس جنوبی بکارگرفته می‌شود

۱- ۲ گاز مایع (LPG):

گاز مایع عمدتآ شامل پروپان و بوتان بوده که آن را می‌توان با پالایش نفت خام نیز بدست آورد. ضمنآ در فرایند شکست ملکولی (کراکینگ) نفت خام و یا فرایند افزایش اکتان بنزین (ریفرم کاتالیستی) نیز این ماده ارزشمند به صورت محصول جانبی حاصل می‌شود . درصد پروپان و بوتان موجود در گاز مایع (LPG) که مصارف سوختی در خودرو (کمتر) و در منازل (بیشتر) دارد متغیر بوده بطوری که در فصل گرم پروپان کمتر و در فصل سرد پروپان بیشتر خواهد بود در فصل سرد افزایش در صد پروپان به علت سبکتر بودن باعث تبخیر بهتر سوخت می‌گردد . معمولاً درصد پروپان در گاز مایع بین ۱۰ الی ۵۰ درصد متغیر است .

۱- ۳ کاندنسیت یا چگالیده ( condensate):

شامل ترکیبات سنگینتر از بوتان ( (C4H۱۰ – مولکولهایی دارای اتمهای کربن بیشتر و حالت مایع درشرایط را شامل می‌گردند. این ترکیبات را می‌توان بمنظور صادرات پس از تثبیت فشار بخار و تنظیم نقطهٔ شبنم طبق مشخصات اعلام شده متقاضی (خریدار) به مخازن انتقال یافته و بمحض تکمیل ظرفیت مخزن صادر شوند. ولی این گروه از هیدرکربورها بلحاظ ارزشمندی بیشتری که نسبت به دیگر محصولات جدا شده دارند مقرون به صرفه‌است که طی فرایند دیگری در پالایشگاه کاندنسیت به سوختهایی تبدیل گردد که تا کنون در پالایشگاههای نفت از پالایش نفت خام حاصل می‌گردید ولی اینبار همراه با مزیتهایی که خواهد آمد . با توجه به اینکه پالایشگاه ۵۰۰ میلیون دلاری کاندنسیت (مایعات گازی) در امارات متحده عربی بخشی ازخوراک مورد نیاز خود را از ایران تامین می‌نماید و حجم فراوان مایعات گازی که با بهره برداری از فازهای پارس جنوبی و دیگر پالایشگاههای گاز کشور حاصل می‌گردد، احداث پالایشگاه‌های کاندنسیت با امکاناتی شامل یک برج تقطیرو چند فرآیند تصفیه و ریفرمینگ کاتالیستی بنا به مزیتهای موجود در ذیل بسیار حائز اهمیت می‌باشد .

۱ - تولید بنزین بیش از دو برابر بنزین تولیدی در پالایشگاههای نفت. ۲ - بدون تولید اندکی از نفت کوره و طبعا رفع مشکلات ناشی از تولید این فراورده ضمن آنکه باقیمانده‌های تقطیر مایعات گازی نیز به محصولات میان تقطیر و سبک تبدیل می‌گردد . ۳ – در ازای تخصیص نیمی از تجهیزان موجود در پالایشگاه‌های نفت خام به پالایشگاه کاندنسیت می‌توان محصولات با ارزش بیشتری تولید نمود . ۴ - هزینه تولید هر واحد محصول دراین نوع پالایشگاه، بسیار پایین تراز پالایشگاه نفت خام است. ۵ - میزان سرمایه گذاری در مقایسه بااحداث پالایشگاه نفت خام حدوداً به نصف می‌رسد. ۶ - درصورتی که مجموعه مایعات گازی تولیدی کشور به تولید بنزین و فراورده‌های دیگر اضافه شود، تا سال ۱۳۹۰ نیازی به واردات بنزین نخواهد بود

درحال حاضر کلیه مایعات گازی تولیدی در دو بخش صنایع پتروشیمی و پالایشگاه‌ها جهت خوراک مورد استفاده قرارگرفته و بخش سوم آن نیز صادر می‌گردد . مایعات گازی حاصل از پالایش گازهای ترش نیز ترش بوده و حاوی درصد فراوانی از هیدروژن سولفید و مرکپتان می‌باشد . بنابراین بعد از تقطیر و تهیه فراورده‌ها نیاز به فرایندهای پالایشی جهت زدودن و یاکاستن از میزان گوگرد و مرکپتان موجود دارند هم اکنون پالایشگاه قدیمی مایعات گازی در بندرعباس روزانه ۲۶۰ هزار بشکه نفت خام و ۲۰ هزار بشکه مایعات گازی را فرآورش می‌کند . احداث پالایشگاه جدید مایعات گازی در بندرعباس به شرکت سرمایه گذاری نفت سپرده شده و مطالعات آن در حال انجام است. پالایشگاه جدید مایعات گازی در بندرعباس و با ظرفیت ۳۶۰ هزار بشکه احداث می‌گردد . و تا کنون طراحی بنیادی و اخذ دانش فنی آن طبق برنامه توسط شرکت ملی مهندسی و ساختمان نفت به پایان رسیده‌است . قدیمیترین پروژه از این دست پروژه واحدهای تقطیر مایعات گازی پالایشگاه گاز شهید هاشمی نژاد(خانگیران) است که پیشینه ۲۰ ساله دارد . درآن زمان پیشنهاد داده شد که مایعات تولیدی از میادین شمال شرقی( خانگیران )در واحدهای تقطیر به فرآورده‌های نفتی همچون حلال‌های ویژه نفتی، نفتا، نفت سفید و گازوئیل مرغوب تبدیل شود. پروژه واحدهای تقطیر مایعات گازی خانگیران مورد تایید برنامه ریزی تلفیقی شرکت ملی نفت ایران نیز قرارگرفت . شرکت ایتالیایی I.M.S در سال ۱۳۸۰طی یک مناقصه مسئولیت ساخت واحدهای تقطیر را بدست گرفت . این شرکت در همان سال (۱۳۸۰ ) مشغول ساخت دستگاه‌های مربوطه شد که بنا به پیش بینی مجری وقت طرح‌های پالایش گاز شرکت ملی گاز ایران حداکثرتا یک سال بعدبه اتمام می‌رسد . که خوشبختانه جدیدآ خبرها حکایت از راه اندازی این تأسیسات دارد .

۲- حذف دی اکسیدکربن و سولفور بعد از جداسازی مایعات گازی از گاز طبیعی خام دومین قسمت از فرآورش گاز نیز صورت می‌گیرد که شامل جداسازی دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. گازطبیعی بسته به موقعیت چاه مربوط مقادیر متفاوتی از این دو ماده را شامل می‌گردد. فرایند تفکیک سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن از گازترش، شیرین کردن گاز نامیده می‌شود. سولفید هیدروژن و دی اکسید کربن را می‌توان سوزاند و از گوگرد نیز صرفنظر نمود ولی این عمل باعث آلودگی شدید محیط زیست می‌گردد . با توجه به اینکه سولفور موجود در گاز عمدتآدر ترکیب سولفید هیدروژن ((H2S قرار داردحا ل چنانچه میزان سولفید هیدروژن موجود از مقدار ۷/۵ میلیگرم در هر متر مکعب گازطبیعی بیشتر باشد به آن گاز ترش اطلاق می‌گردد. وچنانچه از این مقدار کمتر باشد نیاز به تصفیه نمی‌باشد. سولفور موجود درگازطبیعی به علت دارا بودن بوی زننده و تنفس‌های مرگ آور و عامل فرسایندگی خطوط لوله انتقال، گاز را غیر مطلوب و انتقال آن را پر هزینه می‌سازد. تکنیکهای مورد استفاده در فرایند شیرین سازی گاز ترش موسوم به «فرایند آمین» که متداولترین نوع در عملیات شیرین سازی می‌باشد تشابه فراوانی با فرایندقبل( جاذب NGL) و فرایند بعدی خود یعنی نم زدایی توسط گلایکول دارند . مواد مورد استفاده دراین فرایند انواع محلول‌های آمین می‌باشد. دراین نوع فرایندها اغلب از دو محلول آمین باسامی مونو اتا نو ل آمین (MEA) و دی اتا نو ل آمین (DEA ) استفاده می‌گردد. گاز ترش از میان برجی که با محلول آمین پر شده‌است جریان داده می‌شود .تشابه خواص ملکولی محلول آمین با سولفور موجود در سولفید هیدروژن باعث می‌گردد تا بخش عمده‌ای از مواد سولفوره جذب محلول گردد و سپس این محلول با شرکت در فرایند ثانوی ضمن جداسازی از سولفید هیدروژن جذب شده مجدداً قابل بهره برداری در فرایند ابتدایی می‌گردد . روش دیگری در رابطه با شیرین سازی گاز ترش با استفاده از جاذب‌های جامد برای جداسازی دی اکسیدکربن و سولفید هیدروژن نیز وجود دارد. دی اکسیدکربن حاصل از فرایند از طریق مشعل وارد محیط شده و طبعآ آلودگی‌هایی از خود بجا می‌گذارد که اجتناب ناپذیر می‌باشد . ولی سولفید هیدروژن حاصل از فرایندقبل پس از انتقال به واحد گوگرد سازی با شرکت در فرایندی کاتالیستی و با واکنشهای گرمایی بنام فرایند کلاوس سولفور موجودرا بصورت مایع آزاد می‌نماید. مایع حاصل بعد ازانتقال به واحددیگری و بعد از عملیات دانه بندی و انبار می‌شود این فرایند تا ۹۷ درصد سولفور موجود در گاز طبیعی را باز یافت می‌نماید. این ماده که سولفور پایه نامیده می‌شود بشکل پودر زرد رنگ بوده و آن را می‌توان داخل محوطه پالایشگاه یا خارج از آن مشاهده نمو د. البته نظر به نیازبازار جهانی، سولفور موجود بعد از استخراج و تصفیه و آماده سازی کامل جزو اقلام صادراتی محسوب و جداگانه به بازار عرضه می‌گردد . مرکاپتان‌ها گروه دیگری از ترکیبات گوگرد دار می‌باشند که بایداز ترکیب گاز قابل مصرف توسط فرایندی از نوع غربال مولکولی جداسازی گردد .ازآنجاییکه سیستم لوله کشی‌های مشترکین فاقد هشدار دهنده‌های نشت گاز می‌باشد ضرورتآ و به همین منظور مقدار اندکی از آن که منجر به ضایعات در خطوط لوله نگردد را درترکیب گاز بجا می‌گذارند تا بکمک این مواد بودار (بوی تخم مرغ گندیده ) مصرف کننده از وجود نشتی در لوله‌های گاز آگاه گردد.

در همین رابطه در ایستگاههای CGS نیز بطور جداگانه مقداری مرکاپتان به جریان گاز تزریق می‌گردد . گاز میادین پارس جنوبی – نار و کنگان – سرخس و گاز همراه میدان آغاجاری از نوع ترش بوده و لذا حاوی مقدار معتنابهی گوگرد می‌باشد. گاز میادین تابناک - شانون، هما، وراوی و گاز همراه میادین مارون و اهواز از نوع شیرین بوده و طبعا بعلت فقدان گوگرد و حذف فرایندهای مربوطه نسبت به گار میادین دیگر با ارزشتر می‌باشد.

۳- نم زدایی یا رطوبت زدایی

۳– ۱ - رطوبت زدایی با محلول گلایکول علاوه بر تفکیک نفت با گاز مقداری آب آزاد همراه با گازطبیعی وجود دارد که بیشتر آن توسط روش‌های جداسازی ساده در سر چاه یا در نزدیکی آن از گاز جدا می‌شود. در حالیکه بخار آب موجود در محلول گاز می‌بایست طی فرایندی بسیار پیچیده تحت عنوان عملیات نم زدایی و یا رطوبت زدایی از گازطبیعی تفکیک گردند . در این فرایند بخار آب متراکم و موجود در سطح توسط ماده نم زدا جذب و جمع آوری می‌گردد. نوع متداول نم زدایی جذب (absorption) با عنوان نم زدایی گلایکول که ماده اصلی این فرایند می‌باشد شناخته می‌شود. در این فرایند، از مایع نم زدای خشک کننده حاوی گلایکول برای جذب بخار آب از جریان گاز استفاده می‌شود. دراین نوع فرایند اغلب از دو محلول گلایکول باسامی دی اتیل گلایکول (DEG) یا تری اتیل گلایکول (TEG) استفاده می‌گردد. خواص ملکولی ماده گلایکول شباهت بسیاری با آب دارد لذا چنانچه در تماس با جریانی از گازطبیعی قرار گیرد، رطوبت آب موجود در جریان گاز را جذب و جمع آوری می‌نماید. ملکولهای سنگین شده گلایکول در انتهای تماس دهنده جهت خروج از نم زدا جمع و خارج میشو ند سپس گازطبیعی خشک نیزاز جانب دیگر به بیرون از نم زدا انتقال می‌یاید. محلول گلایکول را از میان دیگ بخار به منظور تبخیر نمودن آب محلول در آن و آزاد کردن گلایکول جهت استفاده مجدد آن در فرایندهای بعدی نم زدایی عبور می‌دهند. این عمل با بهره گیری از پدیده فیزیکی یعنی وجود اختلاف در نقطه جوش آب تا ۲۱۲درجه فارنهایت (۱۰۰ درجه سانتیگراد ) و گلایکول تا ۴۰۰ درجه فارنهایت صورت می‌گیرد.

۳– ۲ رطوبت زدایی با ماده خشک کننده جامد رطوبت زدایی با ماده خشک کننده جامد که معمولاً مؤثرتر از نم زداهای گلایکول هستند نیز با استفاده از روش جذب سطحی صورت می‌گیرد . جهت این کار به حداقل دو برج یابیشتر نیاز می‌باشد که بکمک یک ماده خشک کننده جامد شامل آلومینا یا ماده سیلیکاژل پرشده‌است. نم زدایی با ماده خشک کننده جامد اولین شیوه نم زدایی گازطبیعی با استفاده از روش جذب سطحی است گازطبیعی از داخل این برج‌ها، از بالا به پایین عبور داده می‌شوند. گازطبیعی دراین فرایند ضمن عبور از اطراف ذرات ماده خشک کننده رطوبت‌های موجود در جریان گازطبیعی به سطح ذرات ماده خشک کننده جذب می‌گردد و باتکمیل این فرایند تقریبا تمام آب توسط ماده خشک کننده جامد جذب شده و نهایتا گاز خشک از انتهای برج خارج شود. این نوع از سیستم نم زدایی از آنجاییکه در رابطه باحجم فراوان گاز تحت فشارهای بالا مناسب هستند معمولاً در انتهای یک خط لوله در یک ایستگاه کمپرسور قرار دارند. در این سیستم نیز همانند گلایکول در روش اول ماده خشک کننده جامد بعد از اشباع شدن از آب جهت احیاء و استفاده‌های مکرر از سیستم‌های گرمکن با درجه حرارت بالا جهت تبخیر بخار آب موجود در گلایکول بکار گرفته می‌شوند . گازطبیعی اینک با طی تمام مراحل تصفیه به طور کامل فرآورش و برای مصرف آماده گردید لذا در پایان با تقویت فشار آن تا حدود ۱۰۰۰ psi و پس از محاسبه حجم آن توسط سیستم اندازه گیری به خط لوله خروجی پالایشگاه هدایت و تحویل مدیریت منطقه عملیات انتقال گاز مربوطه می‌گردد.

منابع:​

گاز از خام تا فرآورده: سید مرتضی سعیدیان​

shana.ir - nigc.ir - RIPI.ir - assaluyeh.com tehran-gas.ir - نشریه ندای گاز​

 

[hmdjml]

چگونگی تشکیل مخازن نفتی
چگونگی تشکیل مخازن نفت

منشاء نفت مواد آلی موجود در موجودات زنده است. قبل از دوره كامبرین به علت عدم و یا كمی موجودات زنده، در رسوبات مربوط به این دوران نشانه ای از مواد آلی و در نتیجه نفت وجود ندارد. اما بعد از این دوره بقایای جانوران و گیاهان همراه رسوبات ته نشین شدند و رسوبات بعدی آنها را مدفون كردند.
مواد آلی موجود در جانوران و گیاهان نسبت به مواد اكسید كننده بسیار حساس هستند و اگر در معرض این مواد قرار گیرند تجزیه می شوند.

بنابراین در هنگام ته نشین شدن مواد آلی اگر در معرض اكسید كننده ها قرار گیرند دیگر نفتی در كار نخواهد بود. اما اگر رسوب گذاری به سرعت انجام شود و مواد آلی در زیر رسوبات مدفون شوند دیگر فرصتی برای اكسید كننده ها باقی نخواهد ماند تا مواد آلی را اكسید كرده و باعث از بین رفتن آنها شوند.پس یكی از شرایط بوجودآمدن نفت سرعت در هنگام رسوب گذاری مواد آلی است

مواد آلی در لایه های زیرین، در اثر فشار و حرارت ابتدا به كروژن بعد به آسفالت و در پایان به پترولیوم تبدیل می شوند. این فرایندها از لحاظ بیوژنتیك بررسی می شوند و برای تبدیل به انواع مختلف رنج ها، فشار مشخص لازم است.

این فرایند ها در سنگ منشأ اتفاق می افتد. سنگ منشأ معمولاً كم تخلخل است و به علت فشار لایه های بالایی، پترولیوم از سنگ منشاء حركت می كند. این فرایند را مهاجرت اولیه گویند. بعد این مواد از لایه هابه سمت سنگ مخزن حركت می كنند. این فرایند را مهاجرت ثانویه گویند.

حركت پترولیوم تا زمانی كه هیدروكربن ها به تله بیفتند ادامه خواهد داشت. بدین صورت كه این هیدروكربن ها بصورت جاری و یا منقطع از میان لایه های توارا به طرف این تله حركت می كنند. این تله نفتی، مخزن نام دارد كه باید دارای خواص توارایی و تخلخل خوبی باشد.

زمانی كه نفت قابل توجهی در مخازن نفتی جمع شود این مكان را میدان نفتی گویند. یك میدان نفتی دارای شرایط خاصی می باشد كه مهمترین آنها عبارتند از:

1) پوش سنگ 2) سنگ مخزن 3) سنگ منشاء 4) مهاجرت 5) تله نفتی

1- سنگ مخزن:

سنگی تراوا و متخلخل است علت تخلخل آن برای داشتن فضای كافی برای نگهداری هیدروكربن ها و تراوایی آن برای قدرت عبور و حركت دهی هیدروكربن ها به طرف چاههای نفت كه این از مهمترین عوامل است.

مخازن معمولاً از ماسه سنگ و یا سنگ آهك است. ماسه سنگ دارای تراوای بالایی است و جزء مخازن خوب است. ولی بعضی مخازن از جنس سنگ آهك است با تراوایی بالا علت این امر وجود شكافهایی در این مخازن كه باعث شده تراوایی سنگ مخزن ما بالا بیایید. اما به علت اختلاف فاز تر و غیر تر در انواع گوناگون مخازخ? کیفیت مخزنی نیز متفاوت خواهد بود. در مخازن ماسه ای فاز تر نفت ولی در آهکی آب می باشد. بنابراین در مخازن ماسه ای نفت با فشار تمایل به خروج از مخزن را داشته در صورتی که این مسئله در مخازن آهکی کاملا متفاوت بوده و این آب است که تمایل دارد با فشار خارج شود.

2- پوش سنگ:

این سنگ برخلاف سنگ مخزن از تراوایی و تخلخل بسیار پایین برخوردار است كه مانع فرار نفت از طرف این سنگ است. پوش سنگ می تواند در بالا و یادر اطراف سنگ مخزن وجود داشته باشد و بر اساس نوع مخزن اشكال متفاوتی را دارا باشد. عدم وجود پوش سنگ موجب فرار نفت از سنگ مخزن شده ودر این صورت مخزن نفتی موجود نخواهد بود. در ایران بهترین پوش سنگ در مناطق نفت خیز جنوب سازند گچساران می باشد.

3- تله نفتی:

این همان شكل مخزن است كه باعث می شود با كمك پوش سنگ نفت را در خود ذخیره كند. بطور كلی سه نوع مخزن داریم:

الف)‌ ساختمانی

ب) استراتیگرافیك

ج) مختلط

كه بسته به تغییرات ساختمانی و یا رخساره ای و سنگ شناسی ازهم متمایزند.

الف) ساختمانی

این مخزن براساس تغییرات ساختمانی درون زمین بوجود می آید. كه از مهمترین آنها می توان چین ها و گسل ها را نام برد. كه در اینها اتفاقات ساختمانی زمین باعث جابجایی لایه ها و قرار گرفتن سنگ مخزن و پوش سنگ بصورتی می شود كه پتانسیل ذخیره نفت را داشته باشند.

ب) استراتیگرافیك

كه بر اساس تغییرات رخساره ای و سنگ شناسی بوجود می آید. یعنی گونه های متفاوت سنگ ها در اثر عوامل مختلف به جز ساختمانی در كنار هم قرار خواهند گرفت بگونه ای كه شرایط تجمع نفت بوجود آید. در مخازن نیز باید به مسأله كلوژر توجه داشت. بدین معنی كه به عنوان مثال طاقدیس ما ممكن است تمامی شرایط ذخیره نفت را داشته باشد ولی بگونه ای باشد كه نفت نتواند در آن جمع شود.
جمع بندی

بطور کلی برای بوجود آمدن یک مخزن نفت باید عوامل زیر موجود باشد:

1) مبدا هیدروژن و کربن که از گیاهان و حیوانات زمینی و دریایی مدفون شده در زیر گل و لای در مکانی که زمانی دریا بوده است.

2) شرایطی بوجود بیاید تا این نباتات و حیوانات تجزیه شده و هیدروژن وکربن حاصل از آن با هم ترکیب شوند و نفت و گاز طبیعی را بوجود بیاورند.

3) سنگهای متخلخل وجود داشته باشد تا هیدروکربن بتواند از جائیکه تشکیل شده حرکت (مهاجرت) کند.

4) طبقه غیر قابل نفوذی وجود داشته باشد تا از حرکت بیشتر هیدروکربن جلوگیری کند (cap rock) و آنرا بصورت جمع آوری شده در مخازن نفتی نگهدارد. تقریبا در تمام منابع نفتی مقداری گاز در نفت بصورت حل شده وجود دارد که سبب ذخیره سازی انرژی گاز بصورت انرژی پتانسیل است و در هنگام بهره برداری سبب می شود که نفت به همراه گاز به سطح زمین انتقال یابد. در بعضی مواقع مقدار این گاز آنقدر زیاد است که ضمن آنکه مقداری در نفت حل شده مقدار زیادی بطور گاز ؛آزاد در بالای نفت با فشار زیاد جمع میشود که اصطلاحا کلاهک گاز (gas cap) گویند و بهره برداری نفت با آن خیلی بیشتر از راندن توسط گاز حل شده به تنهایی است.

 

[MOΣIN]

اجزاي دكل

اجزاي دكل

1.Mud tank
2.Shale shakers
3.(Suction line (mud pump
4.Mud pump
5.Motor or power source
6.Vibrating hose
7.Draw-works
8.Standpipe
9.Kelly hose
10.Goose-neck
11.Traveling block
12.Drill line
13.Crown block
14.Derrick
15.Monkey board
16.(Stand (of drill pipe
17.(Pipe rack (floor
18.(Swivel (On newer rigs this may be replaced by a top drive
19.Kelly drive
20.Rotary table
21.Drill floor
22.Bell nipple
23.Blowout preventer (BOP) Annular type
24.Blowout preventer (BOP) Pipe ram & blind ram
25.Drill string
26.Drill bit
27.Casing head or Wellhead
28.Flow line

 

[مهندس نفت]

kill sheet

kill sheet

سلام این دو فایل kill sheet در چاه های مستقیم و جهت دار می باشد

 

[مهندس نفت]

مشخصات لوله هاي حفاري​

CAPACITY AND ​

DISPLACMENT​

OF DRILL PIPE​

SIZE​ O.D​ SIZE​ I.D​ WEIGHT​ LBS/FT​ CAPACITY​ BBLS/100FT​ DISPLA​ BBLS/100FT​ 2.3/8​ 2.000​ 4.70​ 0.3886​ 0.1710​ 2.3/8​ 1.815​ 6.65​ 0.3200​ 0.2419​ 2.7/8​ 2.469​ 6.50​ 0.5920​ 0.2365​ 2.7/8​ 2.469​ 6.85​ 0.5788​ 0.2492​ 2.7/8​ 2.151​ 10.40​ 0.4495​ 0.3784​ 3.1/2​ 3.063​ 9.50​ 0.9143​ 0.3456​ 3.1/2​ 2.764​ 13.30​ 0.7421​ 0.4839​ 3.1/2​ 2.602​ 15.50​ 0.6576​ 0.5639​ 4​ 2.602​ 11.00​ 1.1738​ 0.4002​ 4​ 3.340​ 14.00​ 1.0836​ 0.5063​ 4.1/2​ 4.000​ 12.75​ 1.5543​ 0.4638​ 4.1/2​ 3.958​ 13.75​ 1.5219​ 0.5002​ 4.1/2​ 3.826​ 16.50​ 1.4219​ 0.6390​ 4.1/2​ 3.640​ 20.00​ 1.2871​ 0.7276​ 5​ 3.640​ 15.00​ 1.8876​ 0.5457​ 5​ 4.276​ 19.50​ 1.7762​ 0.7094​ 5.1/2​ 4.778​ 20.35​ 2.220​ 0.7468​ 5.1/2​ 4.788​ 21.90​ 2.220​ 0.8037​ 5.1/2​ 4.670​ 23.25​ 2.120​ 0.8533​ 5.9/16​ 4.975​ 19.00​ 2.400​ 0.6973​

​