مباحث تخصصی و فوق تخصصی مهندسی بهره برداری - مشکلات تولید

[nima.mohamadin]

اینبار نوبت گرایش بهره برداری هست...
سعی میشه برای منسجم شدن اطلاعات و جلوگیری از پراکندگی مطالب در زمینه مهندسی بهره برداری و تحت سه عنوان عمده ی زیر و در تاپیک های مجزا بحث بشه:
بهره برداری و تکمیل چاه
مشکلات تولید
ازدیاد برداشت و روش های نوین

 

[nima.mohamadin]

بررسى پديده مخروط شدگى در چاه هاى توليدى نفت و گاز

بررسى پديده مخروط شدگى در چاه هاى توليدى نفت و گاز

بعنوان پیشگفتار :

توليد زود هنگام آب در چاه هاى توليدى نفت سبب باقى ماندن مقدار زيادي نفت برداشت نشده در مخزن مي شود و چاه هاى گازى را مى كشد. در واقع مخروطى شدن ساز و كارى است كه در آن، سطح آب و نفت به صورت موضعى به سمت مشبك كارى چاه حركت مى كند.

چنانچه چاهى با اين مشكل روبه رو گردد، توليد از آن تحت تأثير قرار گرفته و هزينه توليد افزايش مى يابد؛ در نتيجه، عمر مفيد چاه كوتاه شده و توليد نفت از آن كم تر مي شود. در اين مقاله روش هاى جلوگيرى از مخروط شدگى و در نتيجه، چگونگى افزايش توليد نفت باقي مانده در مخزن مطالعه و بررسى مى گردد. روش هايى كه براى كاهش مخروط شدگى در يكى از مخازن ايران به كار رفته و در اين مقاله مورد ارزيابى قرار گرفته است، عبارتند از: توليد آب از زير لايه نفتى، تزريق قسمتى از نفت توليدى به زير لايه توليدى نفت، ايجاد يك ناحيه نفوذپذير در زير ناحيه توليدى و حفر چاه افقى.
[FONT=&quot]پديده مخروطى شدن آب و گاز بيانگر ساز و كار ورود آب موجود در زير لايه آبده يا گاز موجود در كلاهك گازى به چاه هاى توليدى نفت بوده و در ميادين نفتى و چاه هاى موجود شايع است. معمولاً اين پديده هنگامى رخ مى دهد كه دبى توليدى بالايى به چاه تحميل شود و از اين رو عاملى است كه سبب محدودكردن توليد نفت از چاه و در نتيجه باعث جلوگيرى از توليد بهينه نفت از مخزن مى گردد. پديده مخرو ط شدگى آب و گاز نسبت به دبى توليدى حساس است. معمولاً در ميادين نفتى سعى بر اين است كه دبى هاى توليدى در محدوده ايى كنترل شوند كه مانع از ورود آب يا گاز به چاه توليدى گردد. هنگامى كه نفت از يك چاه حفارى شده در مخزن استحصال مى شود، گراديان به وجود آمده به همراه نيروهاى مويينگى و خاصيت ترشوندگى باعث مى شود كه سطح مشترك آب و نفت بالا آيد. انحراف سطح مشترك آب و نفت توسط نيروهاى جاذبه و نيز اختلاف دانسيته ها به تعادل مى رسد. بسته به اینكه مقدار اين نيروها چقدر باشد و كدا ميك بتواند بر ديگرى غلبه كند، سطح مشترك آب و نفت ممكن است در زير چاه به يك حالت پايدار برسد كه با گذشت زمان باعث توليد هم زمان آب و نفت مى شود.[/FONT]

 

[nima.mohamadin]

پديده مخروط شدگى

پديده مخروط شدگى

[FONT=&quot]يكى از مشكلات دائمى توليد نفت و گاز از مخازن، توليد ناخواسته آب است. سيالات تمايل بالايى به جريان يافتن از ميان نواحى با تراوايى بالا دارند. حضور اين نواحى به دليل وجود ناهمگنى طبيعى، امر بسيار معمولى است. مشكل توليد آب، بويژه در مخازن داراى ساز و كار آبران تحتانى با سفره آبى زيرزمينى فعال، بسيار حاد مى باشد و حتى سبب قطع توليد نفت و گاز در بعضى از چا ه هاى اين مخازن مى شود. توليد آب در چا ههاى گازى، چاه را مى كُشد؛ زيرا گاز توانايى حمل آب به سطح زمين را ندارد. همچنين اين مشكل در چاه هاى نفتى نه تنها هزينه هاى جداسازى آب از نفت و هزينه هاى تعميرات و نگهدارى ادوات سطحى را افزايش مى دهد، بلكه در حالت هاى بسيار بدتر، سبب قطع توليد مي شود و در نتيجه، حجم زيادى از نفت بدون آنكه توليد شود در مخزن باقى مى ماند. [/FONT]
[FONT=&quot]تجربيات ميدانى نشان داده است كه در سال هاى اخير، توليد آب (آب شور) در ميادين نفتى افزايش يافته و به همين دليل، واحدهاى نمك زدايى نيز بنا بر نياز، در مجاورت اين ميادين تأسيس شده اند. با توجه به شرايط برخى از چا ه هاى توليدى نفت، مشكل توليد آب در آينده بیشتر خواهد شد. از آنجا كه در ايران هزينه هاى حفارى چاه ها و نصب سيستم هاى انتقال بالاست، بنابراين لزوم توليد حداكثري از چاه هايى كه با مشكل توليد آب روبه رو مى باشند ايجاب مى كند كه با استفاده از روش هاى متعدد (با توجه به نوع مشكل توليد آب)، اقدام مؤثر به عمل آيد.[/FONT]

 

[nima.mohamadin]

عوامل توليد آب

عوامل توليد آب

[FONT=&quot]مشكلات مكانيكى[/FONT]
[FONT=&quot]اشكالات پيش آمده در لوله جدارى چاه از جمله دلايل ورود آب به چاه است. سوراخ هاى ايجاد شده در اثر خوردگى يا ترك هاى مويى، فشار بيش از حد يا تغيير شكل سازند مى توانند سبب بروز مشكل ياد شده گردند. افزايش ناگهانى آب توليدى نيز مى تواند به دليل وجود نشتى در لوله جدارى باشد. [/FONT]
[FONT=&quot]مشكلات ارتباطى[/FONT]
[FONT=&quot]مشكلات ارتباطى به مشكلات نزديك حفره چاه و مشكلات ناشى از مخزن نسبت داده مى شود. مورد اول شامل كانال هاى پشت لوله جدارى، شكسته شدن لايه هاى سفت و فشرده و تكميل چاه در درون يا نزديك ناحيه آبى بوده و مورد دوم شامل مخرو ط شدگى، كانالى شدن در لايه هاى تراوا يا ترك ها و شكافدار كردن خارج از ناحيه توليدى است كه به شرح ذيل است:[/FONT]
[FONT=&quot]كانال هاى پشت لوله جدارى[/FONT]
[FONT=&quot]اين كانال ها مى توانند در طول عمر چاه ايجاد شوند، امّا امكان پيدايش آ نها در مدت كمى بعد از تكميل و تحريك چاه، قابل پيش بينى است. توليد آب غيرقابل انتظار در مدت كمى پس از تكميل، بيانگر امكان وجود كانا ل هايى است كه در فاصله بين لوله جدارى و سازند (به دليل سيمان كارى بد) ايجاد شده اند.[/FONT]
[FONT=&quot]شكسته شدن لايه هاى سفت و فشرده [/FONT]
[FONT=&quot]اگر سيمان كارى به خوبى انجام شده باشد و لايه هاى سفت و فشرده، از قبيل لايه هاى شيل، در مسير حركت سيال انحراف ايجاد نمايند، لايه شيلى مى تواند متورم شود (به دليل جذب آب) و در نزديكي حفره چاه، شكاف ايجاد كند. پس از شروع توليد از چاه و ايجاد اختلاف فشار در اطراف لايه ياد شده، سيال از طريق شكاف به سمت حفره چاه جريان مي يابد. اين امر، اغلب بعد از تحريك چاه كه شكاف ها در درون لايه شيل ايجاد شده يا اسيد باعث انحلال كانال هاى درون شيل مى شود، ايجاد مى گردد.[/FONT]
[FONT=&quot]تكميل چاه در درون يا نزديك ناحيه آبى[/FONT]
[FONT=&quot]تكميل چاه در ناحيه اى كه سيال (آب يا گاز) نبايد توليد شود، به آرامى به سيال اجازه توليد مى دهد؛ حتى اگر مشبك كارى لوله جدارى در بالاى سطح تماس اوليه آب- نفت انجام شده باشد. نزديك بودن محل مشبك كارى به سطح تماس آب- نفت، خيلى سريع و راحت اجازه مخروط شدگى را به سمت حفره چاه مى دهد. تكميل چاه به صورت حفره باز نسبت به چاه جداره گذارى و مشبك كارى شده ارزان تر است. در روش حفره باز، آسيب ناشى از گل حفارى و سيمان كارى به سازند كمتر است، امّا در چاه هاى جدار ه گذارى و مشبك كارى شده، عمليات تحريك چاه به خوبى صورت گرفته و در مخازن آبران، عمليات كنترل يا كاهش توليد آب، راحت تر صورت مى گيرد.[/FONT]
[FONT=&quot]Coning[/FONT][FONT=&quot] يا [/FONT][FONT=&quot]Cresting[/FONT][FONT=&quot][/FONT]
[FONT=&quot]Cresting[/FONT][FONT=&quot] در چاه هاى افقى و [/FONT][FONT=&quot]Coning[/FONT][FONT=&quot] در چاه هاى عمودى، ناشى از كاهش فشار در نزديكى محل تكميل چاه است. اين كاهش فشار در حفره چاه سبب كشيده شدن آب موجود به لايه آبده همجوار محل تكميل چاه مى شود. هنگامى كه جريان آب به حفره چاه رسيد، تمايل به حادتر شدن داشته و درصد زيادى از سيال (آب) ناخواسته توليد مى شود.[/FONT]
[FONT=&quot]كانالى شدن در لايه هاى با تراوايى بالا[/FONT]
[FONT=&quot]بخش هاى با تراوايى بالا سبب رسيدن زودهنگام جريان سيالى كه به عنوان نيروى رانش توليد هيدروكربن است، به حفره چاه و ميان بر شدن پتانسيل توليد در لايه هاى با تراوايى كم مى گردد؛ اين مورد در مخازن آبران و مخازنى كه در آنها عمليات سيلا بزنى با آب صورت مى گيرد، بسيار معمول است. با ادامه مشكل ياد شده، به مرور زمان درصد توليد آب بسيار زياد مى شود.[/FONT]
[FONT=&quot]شكا فدار كردن ناحيه خارج از ناحيه توليد[/FONT]
[FONT=&quot]طراحى غلط يا اسيدكارى بد چاه، سبب ايجاد و گسترش شكاف به سمت ناحيه آبى مى شود.[/FONT]