بخشی از مقاله
گزارش کارآموزی پالايشگاه نفت كرمانشاه
تاریخچه:
پالایشگاه کرمانشاه در سال 1314 با تولید روزانه 4200 شبکه، در شمال شهر کرمانشاه در کنار رودخانه قره مو شروع به غعالیت کرد. در سال 1340 طرح توسعۀ پالایشگاه به ظریت 15000 شبکه در روز به انجام رسید و در 27 اردیبهشت سال 1350 به طور رسمی افتتاح شد، متماقب آن ظرفیت پالایشگاه در سال 1357 به حدود 19000 شبکه در روز افزایش یافت. همزمان با احداث پالایشگاه، خط لوله 3 اینچ نفت شهر برپیده و به جای آن خط لوله ای به قطر 8 اینچ و به طول260 کیلومتر احداث شده در آبان ماه 1362 نیز خط لوله افرینه به کرمانشاه به قطر 16 اینچ و به طول 172 کیلومتر آماده بهره برداری شد.
در حال حاضر خوراک پالایشگاه از طریق دو خط لوله نفت شهر به کرمانشاه و اهواز به کرمانشاه و حوزه سرکان ماله کوه تأمین می شود. در سال 1363 نیز با ایجاد تغییراتی تحت عنوان پروژه نوسازی، ظرفیت پالایشی آن به حدود 30000 شبکه در روز افزایش داده شد که نسبت به رفیت طراحی اولیه 100 درصد افزایش نشان می دهد. در سال 1378 شرکت پالایش نفت کرمانشاه به ثبت رسید و پالایشگاه در زیر مجموعۀ آن قرار گرفت.
پروژه های اجرا شده:
1/ تغییرات آرایش و تعداد مبدلهای پیشگرم
2/ نصب Studed tube در قسمت کنوکسیون کوره تقطیر
3/ نصب فلاش درام
4/ نصب دوده گیر در کوره واحد تقطیر
5/ نصب دستگاه نمک گیر
6/ نصب دودکش مستقل برای کوره سوم واحد تبدیل کاتالسیتی
7/ پروژه تصفیه فاضلاب صفتی و بهداشتی
8/ اخذ گواهینامه بین المللی مدیریت کیفیت Iso 9002
9/ اخذ گواهینامه بین الملی سیستم مدیریت زیست محیطی Iso 14001
پروژه های در دست اجرا:
1/ پروژه دیگهای بخار جدید شامل 2 دستگاه بویار
هر یک به ظرفیت 30 تن در ساعت با فشار 600 پوند بر اینچ مربع
2/ پروژه تولید آب صتی(DM) به ظریفت 100 متر مکعب در ساعت
3/ سیستم جمع آوری آبهای مقطر برگشتی
4/ پروژه نصب دو دستگاه ژنواتورهای بخاری هر یک به ظرفیت 3 مگاوات
5/ پروژه استفاده از MTBE بجای تترااستیل سرب
6/ پروژه بازیافت سلاپس بدون سرب و تزریق آن به نفت خام
تولیدات پالایشگاه:
با توجه به استقرار نظام های کنترل کیفی Iso9002 و زیست محیطی Iso 14001 فعلاً این شرکت حداکثر روزانه25000 شبکه فراورده نفتی را به شرح زیر تولید می کند.
A بنزین معمولی56/17
B نفت سفید54/14
C نفت گاز8/16
D گاز مایع 24/3
E نفت کوره 24/43
F سوخت و ضایعات 62/4
جدول مقایسه ای
واحد های پالایش ظرفیت حرارتی اولیه شبکه در روز طرفیت بالقوه شبکه در روز
نمک گیر 30000 30000
فلاش درام 30000 30000
تقطیر در جو 15000 25000
تصفیه نفتا 2800 3400
تبدیل کاتالیسی 2800 3400
تصفیه نفت شفید 2800 4000
تولید گاز مایع 700 1150
واحر مراکس 1050 2200
مخازن شامل: ظرفیت شبکه:
نفت خام 400000
محصولات نفتی 420000
مواد غیر نفتی 130000
ظرفیت طراحی ظرفیت بالقوه
واحد تولید آب صنعتی ( مترمکعب در ساعت) (100)+27 27
واحد تولیدبخار( تن در ساعت) (60)+44 44
واحد تولید برق( مگاوات در ساعت) (6)+2/5 2/5
در دست راه اندازی (Future)
پیش گفتار:
عظمت صنایع نفت که در زمانی کوتاه در صف بزرگترین صنایع سنگین جهان قرار گرفته مدیون تکنولوژی پیشرفته آن است که تمام قدرت علمی و دانش بشری قرن بیستم را به خدمت گمارده است. خصوصیت واحدهای پالایش نفت را شاید بتوان در پیچیدگی مادۀ اولیه آن به لحاظ شیمیایی و حجم زیاد مادۀ اولیه از نظر فیزیکی خلاصه کرد. همین خصوصیات تکنولوژی خاصی را برای صنایع پالایش نفت بوجود آورده که آنرا از تکنولوژی عمومی صنایع شیمیایی متمایز می سازد.
در این کتاب که تکنولوژی پالایش نفت است به اصول و پایه های که تکنولوژی صنایع پالایش برآن استوار است پرداخته است. بدون اغراق امروزه، امور جهان
پیشرفته، بر پایه نفت می گردد. برای درک بهتر مسأله کافی است تصور کنیم که اگر عرضه نفت در جهان یکباره قطع شود، چه اتفاقی می افتد. روشن است که منظور از نفت، تنها بنزین نیست، گر اینکه بنزین یکی از مهمترین فراورده های نفتی است، اما نفت شامل فراورده هایی چون گازوئیل برای وسایل نقلیه سنگین، نفت گاز برای سیستم های حرارت مرکزی، نفت کوره برای استفاده در کشتی ها، نیروگاهها و کوره هزاران کارخانه و سوخت جت برای هواپیماها نیز می شود.
انواع روغن های مورد استفاده در ماشین آلات و قر که در ساختن سطح جاده ها مورد مصرف دارد از جمله فراورده های نفتی محسوب می شود. از نفت همچنین هزاران فرآوردۀ دیگر ماننده پلاستیک ها ، رنگها، شوینده ها، لاستیک های مصنوعی، پارچه ،لوازم آرایشی و بهداشتی، شمع، ضد یخ، حشره کش ها کودهای شیمیایی و مواد فراوانی که در زندگی روزمره بشر کاربرد دارد و بدست می آید. به این ترتیب نفت خام نقش بسیار مهمی در زندگی جوامع ایفا می کند. و بدون وجود آن ،تمدن امروزی، با پس رفت فاحشی روبرو می شود. با این وجود، مردم عادی کمتر به اهمیت چنین نشی آگاهند و شاید به همین دلیل است که موقعت نفت خام و فرآورده های آن در زندگی روزمره دست کم گرفته می شود.
میلیون ها سال پیش نفت خام چگونه درژ رخای زمین و زیر بستر دریاها تشکیل شده است؟
نفت معدنی، « پترولیوم» Petroleum خوانده می شود که از دو حکم«پترا» به معنی سنگ و « اولیوم» به معنی روغن تشکیل شده است. پترولیوم، « ترکیبات مایع» (نفت خام)، «گاز طبیعی» ( منابع مستقل و یا همراه نفت) و حتی مواد جامد و نیمه جامد مانند قیر می شود.
نفت چکونه بوجود آمد؟
با اینکه نفت و ترکیبات گوناگون آن، پس از آب فراوانترین مایع در داخل پوته سطحی کره زمین است، اما چگونگی تشکیل آن، هنوز بطور قطعی و دقیق، روشن نیست. شاید مناسب ترین راه برای یافتن پاسخ این پرسش، بازگشت به صدها میلیون سال پیش و تجسم این نکته باشد که در آن دوران، در بستر اقیانوس ها که بخش اعظم خشکی های امروز را تشکیل می دهد، چه گذشته است. نظریه مورد قبول همگان در شرایط کنونی این است که نفت محصول آمیختگی لاشه میلیاردها موجود ریز و درشت آبزی با گیاهان بستر دریا و نیز تجزیه بقایای گیاهان مناطق خشکی است که توسط رودخانه ها به دریا حمل شده است.
به مرور زمان ،رسوبات اولیه و زیرین، با افزایش رسوبات در ماحل بعدی و متأثر از حوادث موجود در اعماق زمین، فشرده تر شده و به این ترتیب، رسوبات اولیه و تحت فشار، به صورت لایه های سخت در زیر بستر دریاها طبقات بزرگ سنگی را به وجود آورده است و در نهایت، به صورت نیروی وارده بر پوستۀ خارجی زمین به تدریج لایه های سنگی را فشرده تر ساخته و آنرا به صورت خمیده در آورده است. و بستر دریا تحت چین فشاری به سطح دریا رانده شده و خشکی ها را
تشکیل داده است. هم اینک در بسیاری از مناطق می توان سنگریزه های کنار دریا را کیلومترها دورتر از ساحل و در مواردی در نوک تپه ها مشاهده کرد. در طول این مدت، بقایای موجودات دریایی و گیاهان خشکی که به اعماق زمین رانده و در آنجا محبوس شده بودند به تدریج تجزیه و به نفت تبدیل شدند و این روند تجزیه و تبدیل طی میلیون ها سال ادامه یافت. هم اکنون در اعماق زمین و یا بستر دریاها در بسیاری از مناطق جهانف لایه های سنگی و عظیمی از جنس سنگ آهک یا ماسه سنگ وجود دارد.
که در داخل برخی از آنها ثروت هنگفتی از نفت نهفته است.
نفت درچه مناطقی بدیت می آید؟
نفت در کشورهای زیادی یافت می شود. در برخی کشورها بیشتر و در برخی دیگر کمتر. در شرایط کنونی در هفت منطقه اصلی جهان، منابع نفت در مقیاس بالا، وجود دارد. این مناطق عبارت است از:
1- روسیه و کشورهای بلوک شرق از جمله چین
2- خاورمیانه
3- آمریکای شمالی( ایالات متحده و کانادا)
4- آمریکای لاتین( مکزیک ،ونزوئلا، آرژانتین و برزیل)
5- آفریقا( نیجریه، لیبی، مصر ، الجزایر)
6- اروپای غربی( بیشتر در دریای شمال)
7- خاور دور و اقیانوسیه( اندونزی، اترالیا، هند و مالزی)
در سال 1975 روسیه بزرگترین تولید کننده نفت در جهان بود و این موقعیت را برای مدت کوتاهی در اختیار داشت سپس ایالات متحدۀ آمریکا این مقام را بدست آورد. آمریکاهم اینک در مرتبۀ سوم و خاورمیانه در مرتبۀ دوم تولید کنندگان نفت جهان قرار دارند. خاورمیانه به لحاظ پایین بودن میزان مصارف داخلی بیشترین تولید خود را به خارج صادر می کند. پس از جنگ جهانی دوم، خاورمیانه منبع اصلی واردات نفت انگلستان به شمار می رفت. کشف نفت در دریای شمال
انگلیس در دهۀ 1970 این موقعیت را تغییر داد. با این وجود هنوز منابع عظیمی از نفت در خاورمیانه وجود دارد. که می تواند در آینده استخراج شود بر پایه بررسی های انجام شده در سال 1984 و 6/56 درصد از ذخایر نفتی جهان در خاورمیانه قرار دارد. اروپای غربی تنها دارای 4/3 درصد از ذخایر نفتی جهان است که بیشتر این منابع نیز در دریای شمال انگلیس واقع است.
تکنولوژی پالایش نفت
اصول تکنولوژی پالایش نقت
کلیاتی راجع به نفت:
اثر مستقیم و غیر مستقیم فراورده های نفتی در زندگی بشر به قدری زیاد است که به زحمت می توان دوران قبل از پیدایش نفت را مجسم ساخت. تولید و پالایش نفت یکی از جوانتریم صنایع سنگین است زیرا اولین چاه نفت بوسیله Drake در نزدیکیTitusville در ایالت پنسیلوانیای آمریکا در سال 1859 یعنی کمی بیش از یک قرن پیش حفر گردیده و آثار پیشرفت صنعت نفت در سالهای بعد از آن پیدا شد. تاریخ گسترش نفت را باید از دهۀ اول قرن بیشتم یعن هنگامی که کاربرد موتورهای احتراق داخلی درون سوز شکل عمومی به خود گرفت دانست. در حال حاضر مشکل می توان قسمتهایی از زندگی انسانی را نام برد که
مستقیم و یا غیر مستقیم بعضی از مشتقات نفت در آن نقشی نداشته باشد. نیروی محرکۀ ماشین ها و موتورهای دیزل بوسیلۀ بنزین و نفت گاز تأمین می شود کلیه قسمتهای متحرک موتورها از روغن های نفتی استفاده می کند، در داروسازی کاربرد فرآورده های نفتی هر روز زیادتر می شود و بالاخره صنایع عظیم پتروشیمی از گازها و سایر فرآورده های نفتی مایه می گیرد. سال 1859 به عنوان سال تولد صنعت نفت ذکر شد لیکن تاریخ استفاده از فرآورده های نفتی به
شکلی که در طبیعت وجود دارد و به شکل محدود آن خیلی قدیمی تر است استفاده از نفت به قدیمی ترین تمدنهای بشری در کشورهایی که نفت و قیر در سطح زمین پیدا می شده بر می گردد. در بین النهرین ( عراق) مهد تمدن یومریها، آسوریها و بابلی ها و در جنوب غربی ایران در حدود4000 تا 5000 سال قبل اهلی بعضی مواد نفتی را از دریاچه های قیر موجود در اختیار داشته و از آنها استفاده می کرده اند. در موزۀ ایران نیز می توان اشیایی که مربوط به عهد
سومریها یعنی حدود 4500 سال قبل بوده و از مواد قیری در ساختمان آنها استفاده شده مشاهده نمود. مهمترین کاربرد مواد قیری در قدیم به عنوان مواد غیر قابل نفوذ کننده در معماری و تأسیسات ایدرولیک بوده است. چند سال قبل در عملیات حفاری Eshnunna یک حمام بابلی کشف شد که از مواد قیری برای غیر قابل نفوذ کردن آن استفاده شده بود. رومی ها و یونانی ها نیز با استفاده از مواد قیری آشنایی داشته و از این مواد برای غیر قابل نفوذ کردن آن استفاده شده بود. رومی ها و یونانی ها نیز با استفاده از مواد قیری آشنایی داشته و از این مواد برای غیر قابل نفوذ کردن کشتی ها خود استفاده م یکرده اند. همچنین ا
نفت برای گرم کردن و روشنایی استفاده می نموده اند. در قرون اخیر نقت دبعضی از کاربردهای پزشکی نیز پیدا کرد. اکنون این سئوال پیش می آید که با وجود آشنایی بشر به نفت و موارد کابرد آن چرا توسعه صنعت نفت تا این اندازه به عقب افتاده؟ علت آن مسلماً نقص صنعت حفاری نبوده است یرا ثابت شده که در چین حدود 200 سال قبل از میلاد مسیح برای استخراج نمک تا اعماق قابل ملاحظه و با روش ضربه ای که هنوز نیز مورد استفاده است حفاری می کرده اند. علت عقب ماندگی این صنعت معلول عوامل چندی است که مهمترین آنها را باید در نقص دستگاه های تقطیر دانست زیرا تزه در اواخر قرن هجدهم بود که دستگاههای تقطیر به سبب پیشرفت تئوریهای جدید حرارتی تکمیل شد. و در مقیاس صنعتی مورد استفاده قرار گرفت.
نکتۀ دیگر آنکه پیشرفت صنعت نفت و تولید زیاد مواد نفتی محتاج مصرف و در نتیجه تقاضای زیاد برایفرآورده های نفتی بود. ابتدا در مناطق نفت خیز تنها فرآوردۀ مورد استفاده که ه مقیاس تجاری تولید شده و به فروش می رفت نفت چراغ بود که جای روغنهای ناتی و حیوانی را که قبلاً برای روشنایی استفاده می شده می گرفت. در برش نفت چراغ به طور متوسط فقط حدود 15% کل نفت خام را تشکیل می دهد. قسمت بنزین و باقیمانده تقطیر یعنی سوخت موتورها و سوختهای ماع که حالیه یکی از مهمترین و با ارزشترین فرآورده های نفتی است هیچگونه ارزشی نداشت. در سوماترا ( اندونزی) بنزین بی مصرف و خطرناک سالهای متمادی سوزانده و از بین برده می شد! برای اینکه درصد نفت چراغ باقی می گذاشتند به این دلیل هنگام سوزاندن در چراغ غالباً موجب انفجار و حریق می شد. برای جلوگیری از چنین حوادث قوانین و مقررات شدیدی در مود «نقطۀ اشتغال» فراورده های نفتی وضع و به مورد اجرا گذاشته شد.
در حال حاضر اندازه گیری نقطه اشتغال با وجود آنکه هنور هم یکی از مشخصات فراورده های نفتی است تقریباً بی معنی به نظر می رسد. فرآورده های دیگر نفتی مانند بنزین – نفت گاز- روغن ها- موم ها- سوختهای مایع و مواد آسفالتی کم کم در طول سالها مورد استفاده پیدا کرد ، لیکن صنعت نفت مدتهای مدید هنوز شکل ابتدایی داشت، پالایش نفت خام شامل یک عمل تقطیر بسیار ساده و ابتدایی بود وسایر اعمال بعدی مثل شستشوی با اسید و مواد قلیایی و غیره نیز وضع بهتری نداشت. افزایش ناگهانی مصرف بنزین به عنوان سوخت موتورهای درون سوز پیشرفت های فنی زیادی را ایجاد می نمود تا تولید بتواند جوابگوی تقاضا و مصرف باشد .
به این ترتیب می توان گفت که افزایش زیاد تعداد ماشین های سواری محرک اصلی پیشرفت سریع صنعت نفت در قرن ما است. کیفیت بنزین نیزمی بایست بهبود یابد زیرا بهبود کبفبت امکان می دهد که نسبت تراکم در موتورهای احتراق داخلی افزایش یابد و در نتیجه بازده موتور بالا رفته در میزان سوخت صرفه جویی گردد. یادآوری می شود که
که د رآن = بازده حرارتی R = نسبت تراکم
نسبت گرمای ویژه سوخت به ترتیب در فشا و حجم ثابت .
می توان گفت رقابتی میان سازندگان موتور و تولید کنندگان بنزین بوجود آمده است. البته کیفیت بنزین بهتر شده است لیکن پیشرفت صنعت ماشین سازی هنوز بهبود بیشتری را می طلبد. اکنون در مورد موتورهای اتومبیل این مسابقه تا حدی آرام شده ولی در مورد موتورهای هواپیما همچنان ادامه دارد شاید با پیشرفتهای که موتورهای جت می نماید در سالهای آینده بهبود نوع سوخت شکل دیگری به خود بگیرد. احتیاجات جدید برای بنزین موجب تغییرات زیادی در
صنعت نفت گردید. چون رفع احتیاجات تنها از بنزین حاصله از تقطیر مستقیمن نفت خام میسر نبود لذا جبران کمبود بنزین از راه شکستن مولکولهای بزرگ موجود در نفت و تبدیل آنها به مولکولهای کوچکتر و سبکتر عملی گردیده به این ترتیب صنعت گراکنیگ بوجود آمد. اولین کاربرد گراکنیگ در صنعت نفت در سال 1912 به وسیلهBurton در Whiting در آزمایشگاههای Standard oilco .of Indiana صورت گفت.
نامگذاری فراورده های نفتی:
نامگذاری فراورده های نفتی داراری خصوصیات مختلف و متنوع است. مانند صنایع دیگر ،که در کشورهای مختلف همزمان و به طور موازی گسترش می یابد، در صنعت نفت نیز نامگذاری دچار بعضی بی وقتی ها و نارسائیهاست. این نارسائی گاهی به حدی می رسد که نام یک جسم معین در یک کشور به جسم کاملاً متفاوت دیگری در کشوردیگر داده می شود. مثلاً در آمریکاکلمۀ «Petroleum» مرادف «Crude Oil» به فضای نفت خام است در صورتیکه در کشورهای آلمانی به زبان همین کلمۀ Petroleum» تنها به فرآورده ای که در زبان انگلیسی«Kerosine» ( نفت چراغ) است اطلاق می گردد.
برای پذیرش یک نامگذاری یکنواخت بویژه در کشورهای انگلیسی زبان کوشش های فراوانی بوسیلۀ کانون تکنوشریست های نفت در انگلستان و ASTM در ایالات متحده و گروههای مشابه در کشورهای دیگر صورت گرفته است.
فصل اول
جستجو و تولید نفت
1-1 منشأ نفت: از نظر اینکه بررسی دوبارل منشأ پیدایش مواد معدنی، ما را در کشف و بهره برداری منابع جدید راهنمایی بسیاری می نماید از اولین روزهای استفاده از مواد نفتی دانشمندان در صدد کشف منشأ و علل پیدایش نفت برآمدند، به دو دلیل اساسی این بررسی به سهولت سایر مواد معدنی امکانپذیر نشد و میدان را برای بیان فرضیات و تئوریهای مختلف همچنان بازگذاشت. دلیل اول مربوط به خاصیت مهم نفت یعنس سیالیت آن است. اگر بررسی
میکروسکوپی مثلاً زغال سنگ و تحقیق در چگونگی تشکیل طبقات مجاور معادل آن گیاهی بودن منشأ آنرا به سهولت ثابت می نماید در مورد نفت استفاده و از این روش امکانپذیر نیست زیرا سیالیت نفت احتمالاً موجب جریان ان از نقطه ای به نقطل دیگر می شود و در نتیجه از محل پیدایش خود دور می گردد.
دلیل دوم آنکه کلیۀ منابع ایدروکربور موجود در طبیعت منشأ واحدی ندارد و این موضوع موجب گراهی فراوان محققین می وشد. مثلاً درست است که متان گازی است طبیعی که همراه نفت هم هست، ولی هر گازمتانی که از زمین خارج می شود مربوط به نفت نیست چه در طبیعت این گاز به طرق مختلف تشکیل می گردد.
2-1- زمین شناسی نفت:
بطور خلاصه به این نتیجه رسیدیم که احتمالاً نفت سور از مواد و در قعر دریایی قدیم تشکیل گردیده است لکن با توجه به این که مقدار نفت در هر قسمتی از محل تشکیل نسبتاً کم است باید دلائلی جستجو شود که وجود مخازن بزرگ کنونی نفت را که درآن مقادیر زیاد نفت در مناطق نسبتاً کوچک زمین جمع شده است توصیه نماید. در مطالعه زمین شناسی نفت اصطلاح «انتقال» برای بیان علم تراکم و تجمع در یک مخزن بکار رفته که از نظر جستجوی نفت شاید مهمترین عامل به شمار می رود هر گاه قادر به درک دلائل انتقال و تنحو ۀآن باشیم به سادگی ممکن است با بررسی مراکز متحمل تشکیل نفت و مطالعه عوامل با تقریب کامنی محل مخازن فعلی نفت را حدش زد. در واقع دو مسئله باید بررسی شود.
الف- چرا همیشه نفت از منطقه رسمی و یزدانه که احتمالاً در آنجا به وجود آمده به سنگهای متلخلف ماسه سنگها و سنگهای آهی که تشکیل سنگهای مخزن را می دهد انتقال می یابد؟ بررسی این مسئله موضوع علل« انتقال نخستین» است.
ب- چرا موقعی که نفت به صخره های مخزن رسید از آب و گار جدا می شود و به این ترتیب لایه ای متمایز تشکیل می دهد که برروی آب و زیر لایه گاز قرار دارد؟ مطالعۀ این مسئل موضوع« دومین انتقال» است.
نخستین انتقال:
جوابهای مختلفی در پاسخ مسئله نخستین انتقال داده شده که بعضی از آنها بعلت نارسائی در توجیه همه جانبه مطلب نمی تواند قابل قبول باشد. عده ای مبنای انتقال را اختلاف وزن مخصوص نفت و آب دانسته و «تئوری شناور» را ابراز کرده اند. نفت از گاز سنگین تر و از آب سبکتر است و به عقیده آنها این عامل به اندازه کافی قوی است. برای اینکه مبنای عمل نخستین و دومین انتقال قرار گرفته انبار شدن گاز و سپس نفت را در بالاترین نقطۀ ممکن موجب گردد. در این
وتوضیح تفاوت زیادی که میان جریان مایع در منافذ سنگها، با جدایی ساده بین مایعات با وزن مخصوص مختلف در یک مخزن باز وجود دارد نا دیده گرفته شده است. مخازن نفت کالیفرنیا به شکل یک عدسی از سنگهای درشت دامنه محاط در منطقۀ ماسه سنگهای دانه ریز است. همین موضوع موجب شده که عده ای « تئوری موشینگی» را عرضه دارند به موجب این تئوری در یک مخلوط نفت و آب مایعی که دارای کشش سطحی کمتر است( مثل نفت) تمایل بیشتری دارد
به اینکه در منافذ بازتر جریان یابد در صورتی که مایع با کشش سطحی بیشتر( مثل آب) متمایل است در سنگهای دانه ریز جریان پیدا کند. آزمایشهای متعدد نظیر به فوق را به عنوان عامل اصلی انتقال نفت مردود می سازد. نظیر به دیگری که سالها مورد قبول بوده نظریه انتقال تحت تأثیرهای جریانهای زیر زینی است.
مطابق این نظریه فشار آرتزین موجب جریان تب می شود و جریان آب ذرات ریز نفت را به همرا ه خود به مخزن نفت می کشاند. ضعف اساسی نظریۀ فوق در این است که مخزن از طبقه نفوذ ناپذیری پوشیده شده که امکان عبور جریان آب را نمی دهد. لکن این مسئله را شاید بتوان این طور توجیه نمود که طبقه غیر قابل نفوذ مورد بحث پس از بوجود آمدن مخزن نفت به این شکل غیر قابل نفوذ در آمده و ابتدا امکان عبور جریان آب از آن بوده است. به این ترتیب جریان آب که همراه خود قطرات نفت را منتقل می نماید هر گاه در مسیر خود به قشری برخورد کرد که قطرات نفت را منتقل می نماید و قطرات موجود نفت در فشار موجود نتواند عبور نماید نفت می ماند و آب می گذرد و به این شکل مخزنی از نفت بوجود م یآید.
انتقال ثانوی:
حرکت سیالات درون مخزن را انتقال ثانوی می نامند. در این مورد البته اختلاف وزن مخصوص وکشش سطحی اهمیت زیاد دارد. ابعاد دانه های سنگ مخزن نیز در سرعت انتقال ثانوی موثر است. در انتقال ثانوی و در طی مدت مدید مخزن به فازهای مختلف تقسیم شده لایه های گاز و نفتو آب از یکدیگر جدا می شود و به ترتیب وزن مخصوص خود قرار می گیرد.
1-2-1- اناوع مخازن نفت( نفتگیر):
صرف نظر از نحوۀ انتقال ها و تئوریهای مختلف مربوط به آن، انبار شدهن نفت و گاز در یک قسمت از زمین مستلزم آن است که سنگ مخزن و لایه غیر قابل نفوذ روی آن به شکلی باشد که نفت و گاز قادر به عبور نباشد. در طبیعت چنین ساختمان مساعدی به اشکال مختلف می تواند وجود داشته باشد.
A-نفتگیر تاقدیسی:
این نوع نفتگیر نسبتاً ساده و نمونه های آن در طبیعت فراوان است. لایه های قشر زمین تحت فشار چین خورده به صورت تاقدیس و ناودیس در می آید. نوعی نفتگیر که در حقیقت همان نفتگیر تاقدیسی است و شکل آن تا حدی با تاقدیسهای معمولی تفاوت دارد گنبد نمکی است. طرز تشکیل این نوع نفتگیر آن است که در نتیجۀ فشار هائیکه از اطراف به لایۀ نمف در اعماق زمین دارد می آید لایۀ نمک لایه های زمین را شکافته بطرف بالا رانده می شود. و به این ترتیب در اطراف خود تشکیل مخازن نفت را امکان می دهد. چنین ستونهای نمکی ممکن است تا بیست هزار پا لایه ها را شکافد و حتی تا چهار هزار پا بالاتر از سطح زمین قرار دارد.
B- نفتگیر چینه ای: در این نوع نفتگیر یک ناهماهنگی میان لایه های زیرین لایه های فوقانی وجود دارد.
C-نفتگیر گسسته: در این مورد وجود نفتگیر نتیجه گسستگی لایه ها است.
D-نفتگیر عدسی: به علت یکسان نبودن شرایط رسوب در دریاهای قدیم قشرهای عدسی شکل در طبقات زمین وجود دارد. در طبیعت انواع دیگر نفتگیر نیز مشاهده می شود مثلاً گاهی اطراف بعضی از مخازن بوسیله لایه ای آسفالت و موم غیر قابل نفوذ شده است که ا ین لایه در نتیجهتبخیر مواد سبک نفتی از نت خام بوجود آمده است.
گاهی مشاهده می شود که چندین مخزن مختلف و حتی با فواصل قابل ملاحظه روی یکدیگر قرار دارد. نوع نفت این مخان همیشه هم مشابه نیست گاهی نفت خام پارامینی در زیر لایۀ نفت خام نفتی به دست آمده است. دورانهای زمین شناسی که نفت از آنها استخراج می شود وسیعاً متفاوت است با وجود این عملاً نفت در لایه های نسبتاً جوان یعنی در دوران سوم زمسن شناسی که عمر آن بین 10 تا 60 میلیون سال تخمین زده می شود بدست می آید.
2-1- اتکتشاف نفت:
در اوائل پیدایش صنعت نفت تنها آثار و علائم سطحی از قبیل تراوش گاز و نفت و غیره به سطح زمین جویندگان را در کشف مخازن زیر زمینی نفت کمک می کرد. اما کم کم معلوم شد که شناسایی وضع لایه ها به کشف نفت کمک موثری می نماید. از اینرو دانش زمین شناسی را به کمک گرفتند. از خواص فیزیکی و شیمیایی لایه ها استفاده شد و بدین ترتیب روشهای ژئو فیزیکی و ژئوشیمی هم در عمل اکتشاف بکار رفت. لکن هم اکنون نیز با پیشرفتهای فراوان علمی هنوز آثار و علائم سطحی کمک زیادی در پیدایش منابع زیر زمینی می نماید.
اکتشاف به کمک زمین شناسی:
زمین شناسی به ما می آموزد که آیا شکل و وضع لایه های زیر زمینی در محل مود نظر برای تشکیل نفتگیر مناسب هست یا خیر؟ در صورتی که مناسب تشخیص داده شد به جستجوی مخازن زیرزمینی نفت پرداخته می شود. از این قرار مبنای کار تهیه نقشه ای از لایه های زیر زمینی است. یکی از بهترین طرق تهیه نقشۀ عکسبرداری هوایی است که امروزه به زمین شناسی کمک فراوان می نماید.
در این طریق عکسبرداری هواپیمای حامل دوربین خودکار در ارتفاع ثابت با سرعت یکنواخت حرکت می کند و دریچۀ دوربین عکسبرداری به وسیلۀ دستگاه خودکار پیاپی و منظم باز شده عکسبرداری می نماید. عکسهایی که به این نحو تهیه می شود زیر دوربین مخصوصی بنام (STEREOSCOPS) برجسته نشان داده می شود و به این ترتیب وضع برآمدگیها و حتی نوع لایه ها و عمق زوایای آن تشخیص داده می شود از روی خصوصیات عکس ها نقشۀ زمین شناسی تهیه می گردد. با نقشه هائیکه بدین نحو تهیه می شود سریع تر از بسیاری از وسایل دیگر می توان نقاطی را که باید بررسی های دقیق در آنها صورت گیرد و
همچنین حدود و ساختمان اقسام لایه ها را معلوم نمود. در این مرحله از چاههای کم عمق دستی آزمایشی نیز برای تشخیص وضع لایه ها استفاده می شود. از نظر اینکه در طی سالهای قمادی و به علل عوامل جدی سطح زمین اکثر از قری بی کشل پوشیده می شود که شکل حقیق چین خوردگی ها و لایه ها را از نظر پوشیده می دارد گاهی روش عکسبرداری تنها برای شناسایی قشرها کافی نیست در این صورت از روشهای ژئوفیزیکی و ژئوشیمی به این منظور استفاده می شود.
1-3-1-روشهای ژئوفیزیکی:
الف- روش ثقل سنجی:
با این روش می توان به کمک دستگاه مخصوص تغییرات قوۀ ثقل زمین را در نقاط مختلف انداه گرفت و به این ترتیب تا حدی وضع لایه های مختلف را معلوم نمود.
ب- روش لرزه نگاری:
با ایجاد زمین لرزه مصنوعی ارتعاشاتی به اعماق زمین فرستاده می شود و با مطالعه امواج انعکاسی و یا انکساری وضع طبقات زیر زمینی را بررسی می نمایند.
از نظر اینکه سرعت امواج در لایه های مختلف متفاوت است( هر چه لایه متراکم تر باشد سرعت امواج بیشتر است) روش لرزه نگاری می تواند اطلاعاتی البته به شکل محدود از وضع لایه ها به دست دهد.
ج- روش مغناطیسی:
روش مغناطیسی بر مبنای بررسی جهت و شدت میدانهای مغناطیسی قرار دارد. برای این منظور از دستگاهی به نامMAGNETO METER استفاده می شود. چون در قشر زمین مقداری مواد آهنی وجود دارد و نیز چون ساختمانها و گستگی ها ی متعدد وضع لایه ها را نسبت به سطح زمین تغییر می دهد و اگر خواص مغناطیسی برخی از این عوامل مجتمعاً و یا منفرداً مانع از انطباق نصف النهار مغناطیسی بر نصف النهعار جغرافیایی می شود. تفاوت حاصل را اختلاف مغناطیسی می نامند. اگر شدت متوسط میدان مغناطیسی ناحیه وسیعی را شدت عادی آن ناحیه تلقی کنیم و آنرا مأخذ مقایسه قرار دهیم در این صورت انحراف از این شدت متوسط نشانۀ تغییر خواص مغناطیسی و یا تغییر وضع ساختمانی لایه ها است.
د- روش الکتریکی:
روش الکتریکی بر میپبنای اندازه گیری مقاومت مخصوص زمین در مقابل امواج الکتریکی در ایستگاههای مختلف قرار دارد. برای شناسایی وضع لایه ها از روش های مختلف دیگر نیز مانند زیرین شناسایی (Palantology) استفاده می شود. این روش آثار و بقایای حیوانات و گیاهان دورانهای گذشته را در سنگها مورد بررسی قرار دادهع با تشخیص عمنر آنها زمان و قدمت تشکیل لایه های زمین را معلوم می سازد.
2-3-1- روش ژئوشیمی:
بطور ساده ژئوشیمی علمی است که به طور کلی از شیمی زمین و به طور اختصاصی از مواد متشکۀ آن صحبت می کند. ژئوشیمی در عین حال هم به لحاظی محدودتر و هم از نظری مبوط تر از زمین شناسی است. ژئوشیمی از توزیع و حرکت مواد شیمیایی در داخل زمین در زمان و مکان بحث می کند. Goldschmidt ژئوشیمی را به این ترتیب تعریف می نماید. اولین نقش ژئوشیمی از یک طرف اندازه گیری کمی ترکیب زمین و مواد متشکۀ آن است و از طرف دیگر کشف قوانینی که توزیع هر یک از مواد را در زمین کنترل می نماید. برای حل این مسائل ژئوشیمیست احتیاج به یک مجموعۀ قابل درکی از ارقام حاصله تز تجزیۀ مواد روی زمین مثل سنگها، آبها و اتمسفر دارد. ژئوشیمیسات همچنین از آنالیز سنگهای آسمانی و اعداد بدست آمده از علوم ستاره شناسسی روی ترکیب اشیأ آسمانی و اعداد ژئوفیزیکی روی طبیعت قسمت داخلی زمین استفاده می نم
اید. اطلاعات با ارزشی نیز از آزمایشگاهی مواد معدنی و در نتیجه حد سیتاتی در زمینه شکل تشکیل و شرایط تثبیت آنها بدست می آید.
هدفهای اصلی ژئوشیمی را می توان به شکل زی خلاصه نمود:
1- اندازه گیری نسبی و مطلق فراوانی مواد و ایزوتوپها در زمین
2- بررسی توزیع و مهاجرت هر یک از مواد در قسمتهای مختلف زمین ( اتمسفر، ایدروسفر، پوسته و غیره) و در مواد معدنی و سنگها بر اساس کشف اصول حاکمه بر اینم توزیع و مهاجرت.
4-1- حفاری:
اگر نفت به صورت دریاچه ای بزرگ در زیر زمین وجود داشت، کاربرای استخراج کنندگان آن بسیار آسانتر بود. اما متاسفانه این گونه نیست. نفت در سوراخ ها و خلل و فرج انواع بخصوصی از سنگها قرار دارد. درست شبیه به آبی که در داخل یک قطعه اسفنج قرار می گیرد. سنگهای متخلخل حاوی نفت باید توسط سنگهای نفوذ نا پذیر دیگر احاطه شده باشد. در غیر اینصورت نفت از درون سنگ ها بیرون می آید. و به سطح زمین نفوذ م یکند. برای تشخیص محل نفت لازم است که:
1- محل درست سنگهایی که زمانی بستر دریاهای ما قبل تاریخ را تشکیل می داده است. شناسایی شود.
2- موقعیت صحیح تله های نفتی واقع در دل این سنگهای نفوذ نا پذیر یقیین شود
بدیهی است تله های نفتی از سطح زمین قابل مشاهده، نیست چرا که هزاران فوت، پایین تر از سطح زمین قرار دارد. بررسی های زمین شناسی با وجود تمام وقتی که می شود تنها امکان وجود مخازن را پیش بینی می کند. برای اطمینان به وجود نفت تنها وسیله حفر چاه است.
حفاری برای استخاج نفت:
عملیات حفاری مانند عملیات اکتشاف کاری پر هزینه و وقت گیر است. لذا تا زمانی که متخصصین زمین شناسان و لرزه نگاری مشترکاً در مورد نقطۀ مناسب برای حفاری به توافق نرسیده اند، کل حفاری در محل مستقر نمی شود. در عملیات حفاری از روش چرخشی(Ratary) استفاده می شود.
ممکن است حفر چند اینچ در داخل نگ، ساعت ها بطول انجامد. برای این کار از مته های ویژه حفاری استفاده می شود. معمولاً در صنعت حفاری از انواع مختلف کته کمک گرفته می شود و در نوک بعضی از این مته ها، الماس صنعتی بکار می رود. طرز کار مته ها شبیه مته های معمولی است که برای سوراخ
کردن فلزات و چوب بکار م یرود، با این تفاوت که مته های حفاری ابعاد بسیار بزرگتری دارد مته حفاری به انتهای یک لوله 9 متری فولادی به نام « لوله حفاری» که معمولاً 5/11 سانتی متر قطر دارد و متصل می شود. این لوله نیز به نوبۀ خود به یک «لوله کارگر»(kelly) که یک لوله تو خالی با مقطع چهار گوش است، وصل می گردد در داخل یک حفره چهار گوش در روی« صفحه دوّار»(rotany table) قرار می گیرد. عملیات حفاری بوسیلۀ چرخش صفحۀ دوار که لوله کارگر دو رشته
لوله های حفاری را می چرخاند. انجام می پذیرد. هنگامیکه مته به اندازه طول لوله حفاری زمین را شکافت و پایین رفت رشته لوله های حفاری بلاقی می آید و یک قطعه لولخ دیگر به سر مته اضافه می شود. با پیشرفت کار و عمق تر شدن حفاری لوله های اضافی به سر مته افزوده می شود. در جریان حفاری دیر یا زود، مته کند می وشد، برای این کار، به جای آنکه تمامی لوله های 9 متری حفاری تک تک بیرون آورده شود، برای جلوگیری از اتلاف وقت هر بار سه قسمت از لوله
به همراه یکدیگر برداشته می وشد که جمعاً 27 متر طول دارد. به همین دلیل برج حفری باید تا به آن حد بلند ساخته شود که بتوان چنین لوله هایی را به آن بست یا به بدنه داخلی دکل تکیه داد. کافی است تصور شود مته ای که حدود 3000 متر در داخل زمین فروریخته است نیاز به عرض کردن داشته باشد. به این ترتیب نزدیک به 3 کیلومتر لولّ حفاری باد بالا کشیده شده و در سطح زمین، هر بار 27 متر از طول آن باز و به دکل تکیه داده شود. اما اسن، تنها از کار است. پس از اینکه مته عوض شد لوله ها باید دوباره به یکدیگر متصل و به داخل چاه فرستاده شود. تمام این کارها در طول چند ساعت انجام می شود.
معمولاً مته هایی که در خانه ها مورد استفاده قرار می گیرد. آنقدر سریع داغ می وشد که لازم می گردد بلافاصله کار را متوقف کرد تا مته خنک شود. واضح است که این روش برای سرد کردن مته ای که هزاران متر به اعماق زمین فرو رفتته است مثر نیست. به همین جهت از نوعی گِل شیمیایی مخصوص برای خنک کردن مته استفاده می شود. این گل از داخل لوله حفاری و لوله کارگر به طرف پایین پمپاژ می گردد. گل خنک کننده با سرعت زیاد در مجاورت دندانه های مته
قرار می گیرد و به هنگام بازگشت به بالا کار مهم دیگری هم انجام میدهد، یعنی تکه های خرد شده سنگ را با خود به بالا حمل می کند. این تکه سنگها برای زمین شناسان و مطالعات بعدی آنان اهمیت فراوان دارد. نوع و جنس این سنگها که از اعماق زین بالا آورده می شود نشان می دهد که عملیات حفاری در چه شرایط و موقعیتی انجام می پذیرد این گِل خنک کننده که از ترکیب موادگران قیمتی تهیه می شود در اندود کردن دیوارۀ چاه حفر شده نیز نقش مهمی دارد . در مرحلۀ بعد دیوارۀ چاه در برابر فشار نفت یا گازی که ممکن است یکباره و پیش از خاتمه عملیات تا عمق مناسب، فوران کند محافظت به عمل می آید. معمولاً
دربارۀ عمقی که برای رسیدن به نفت لازم است حفر شود. تصور روشنی در ذهن متفکران وجود نداد. یکی از بهترین راهها برای پی بردن به این موضوع کشیدن یک مثلث متساوی الساقین به ارتفاع 4 سانتی متردر بالای یک برگ کاغذ است که می تواند نمایی از یک سکوی حفاری باشدکه معمولاً 49 متر ارتفاع دارد.
در قاعده این مثلثل انسانی را با قدو قامت مناسب با نمای سکوی حفاری و مثلث متساوی الساقین رسم شده. رسم می کنیم. پس از آن از مرکز قاعده
خطی به ضخامت کمتر از اینچ به پائین می کشیم که نمایشگر چاه حفر شده است. حالا برای نشان دادن عمق چاه مثلاً 3050 متر طول خط رسم شده چقدر باید باشد؟ برای حل این مسأله احتمالاً طول کاغذی که در حال رسم شکل بر روی آن هستیم برای نشان دادن عمق چاه کافی نخواهد بود. بعضی چاه ها در برابر این مقدار عمق دارند. رسم این نمودار را می توان با کار یک دندانپژشک بر روی یک دنداد مقایسه کرد در حالی که این دندان نمودار یک زمین فوتبال باشد. از بدشانسی حفاران، غالباً طبیعت، نفت را در اعماق زمین مناطق صلب العبوری چون جنگل ها، بیابان ها و باتلاق ها پنهان می کند. به اسن ترتیب انتقال
ماشین آلات و تجهیزات عظیم حفاری به این نقاط، خود به عملیاتی بسیار گسترده و شکل نیاز دارد. گاهی با هزینه ای بسیار زیاد مثلاً نزدیک به دو میلیون دلار – چاهی حفر می شود ه به نفت نمی رسد. همچنین در پایان یک برنامه وسیع حفاری ممکن است مقدار نفت بدست آمده نتواند هزینه های صرف شده برای عملیات را توجیه کند. پول فراوان و نیروی انسانی زیادی به هدر رفته است و عملیات باید دوباره در نقطه ای دیگر آغاز شود. فراموش نکنیم که زمین شناسان وئ لرزه شناسان تنها به ما گفته بودند: در این نقطه احتمالاً نفت وجود دارد. آنان هیچ وقت اظهار نکرده بودند که « اینجا ا بشکافید، حتماً به نفت خواهید رسید.»
