پاورپوینت ژل های پلیمری و برداشت نفت

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

ژل های پلیمری و برداشت نفت

اسلاید 2 :

واژگان تخصصي

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.

اسلاید 3 :

اما به علت اختلاف فاز تر و غیر تر در انواع گوناگون مخازن 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.

تصوير شماتيک از تخلخل

تخلخل سنگ مخزن نفت زير ميکروسکوپ

اسلاید 4 :

پوش سنگ: (cap rock)

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. در ایران بهترین پوش سنگ در مناطق نفت خیز جنوب سازند گچساران می باشد

تله های نفتگیر(Oil Traps) :
نفتگیر را می توان ظرفی در زیرزمین در نظر گرفت که نفت و سیالات در آن محبوس شده و پوش سنگ مانع از حرکت آن به سمت بالاتر شده است.

اسلاید 5 :

استخراج نفت

توليد نفت از مخازن نفت در سه مرحله انجام ميشود:

1) برداشت اوليه نفت (Primary Oil Recovery)
2) برداشت ثانويه نفت (Secondary Oil Recovery)
3) مرحله سوم برداشت نفت (Tertiary Oil Recovery)

اسلاید 6 :

توليد اوليه (طبيعي) نفت

مهمترين نيروهاي موجود در مخازن كه نفت به كمك آن بهطور طبيعي جريان مي يابد، عبارتند از:

1- نيروي حاصل از فشار گاز حل شده در نفت
2- نيروي حاصل از فشار گاز جمعشده در قسمت بالاي كلاهك
3- فشار هيدرواستاتيك سفرة آب مخزن كه در زير ستون نفت قرار گرفته است
4- نيروي ديگري كه برخي مخازن داراي ستون نفت بسيار مرتفع براي توليد طبيعي از آن بهره ميبرند، نيروي ريزش ثقلي است.

سهم مشاركت هر يك از اين نيروها در رانش نفت متفاوت است و به وضعيت ساختماني و زمينشناسي سنگ مخزن و خواص فيزيكي و ترموديناميكي سيالهاي موجود در مخزن بستگي دارد.

اسلاید 7 :

جریان طبیعی نفت تحت تأثیر سه نیروی شناخته شده فشار آب مخزن ، فشار گاز سرپوش و فشار گازحل شده در نفت می باشد. در حالت اول آبی که در زیر نفت در لایه نفتگیر قرار دارد تحت فشار زیادی است که از اطراف به آن واردمی آید ، لذا به محض اینکه چاه به لایه نفتزا برسد فشار آب نفت روی خود را به درون چاه و از آنجا به روی سطح زمین می راند.

درحالت دوم هم گازی که بطور آزاد مثل سرپوش یا کلاهکی روی نفت را در مخزن پوشانده است بر اثر فشار زیادی که به آن وارد می آید متراکم شده و میل به انبساط پیدا می کند که این میل به انبساط بصورت فشار به نفت درون مخزن تحمیل می شود و در اولین فرصت گاز با بیرون راندن نفت از مخزن منبسط شده و از فشار وارده می کاهد.

اسلاید 8 :

مقداری گاز تحت فشار زیاد مخزن در نفت حل شده است که تمایل به آزاد شدن از فاز مایع دارد و به همین دلیل در هنگام آزاد شدن و خروج ازمخزن مقداری از نفت را نیز همراه خود به سطح زمین هدایت می نماید،مانند بطری نوشابه پر گازی که درب آن بطور ناگهانی باز شود که در این حالت گاز موجود در بطری علاوه بر خروج از بطری مقداری از مایعات داخل بطری را نیز به همراه خود خارج میسازد.

در عین حال این گاز محلول با کاهش فشار مخزن می تواند از نفت جدا گردیده وبه شکل گاز سرپوش، افت فشار مخزن را جبران نماید. در ابتدای حفاری ها در ایران اکثرچاه های حفر شده جزو چاه های پر فشار منطقه بشمار می آمدند که با گذشت سال ها وبهره برداری های فراوان صورت گرفته اغلب میادین دچار افت فشار و در نتیجه کاهش بهرهوری شده اند. لذا توجه به روش های جدید استخراج نفت و روش های مختلف ازدیاد برداشت نفت بیش از پیش از اهمیت برخوردار شده.

اسلاید 9 :

در مقابل اين نيروها، نيروهاي مخالفي سبب محبوس نگه داشتن يا ايجاد تنگنا در بازيابي نفت ميشوند كه مهمترين اين نيروها:

نيروي فشار موئينگي سنگ مخزن و نيروي اصطكاك حاصل از حركت سيال در درون خلل و فرج سنگ مخزن تا ته چاه است.

براي استحصال و بازيافت كامل نفت، بايد چنان نيرويي در اعماق مخزن وجود داشته باشد كه بتواند علاوه بر غلبه بر نيروهاي مخالف، موجب رانش نفت به سمت بالا گردد.

اسلاید 10 :

ازدياد برداشت IOR & EOR

وقتي مخزن تخليه شد و ما نتوانستيم نفت را حتي با پمپاژ از مخزن به چاه و از چاه به سطح زمين انتقال دهيم، در اين صورت استفاده از روش( EOR ) Enhanced oil Recovery از نوع بازيافت ثانويه شروع ميشود.

برداشت بهبود يافته يا IOR فرآيندي است كه براي تعديلكردن تكنولوژيهاي مورد استفاده براي افزايش برداشت بكار ميرود. حال اين فرايند ميتواند در مرحلة اول توليد انجام شود يا در مراحل دوم و سوم. بنابراين در IOR ، فرآيند توليد عوض نميشود، بلكه تكنولوژي بهگونهاي تعديل ميشود كه با همان فرآيند قبلي، نفت بيشتري از مخزن توليد گردد. در حاليكه ازدياد برداشت يا EOR به فرآيندي اطلاق ميشود كه در آن سعي ميشود تا ميزان نفت باقيمانده در مخزن به حداقل ممكن برسد.

اسلاید 11 :

متوسط درصد بازیابی نفت از عملیات مرحله اول ( تولید طبیعی ) حدود 19 درصد
عملیات مرحله دوم 32درصد(32 درصد نفت باقی مانده ازمرحله اول )
عملیات مرحله سوم 13 درصد ( 13 درصد نفت باقی مانده از مرحله اول و دوم ) می باشد.
یعنی به طور متوسط 52 درصد از نفت اولیه مخزن را می توان بازیابی کرد.

اسلاید 12 :

اهميت بحث ازدياد برداشت نفت در ايران

مخازن نفتي ايران داراي ساختاري متفاوت نسبت به مخازن نفتي دنيا ميباشند به طوري كه اكثر اين مخازن ساختاري كربناته داشته و تنها 10 درصد از آنها داراي ساختار شني هستند از طرفي ، بخش نسبتاً بزرگي از نفت موجود در اين مخازن ، سنگين بوده و به آساني قابل استحصال نيست. ضريب بازيافت نفت براي اكثر مخازن هيدروكربوري ايران در حدود 24 درصد گزارش شده است كه اين مقدار بسيار كمتر از ضريب بازيافت متداول نفت در جهان مي باشد . از اين رو مي توان گفت كه در مخازن ايران ، ميزان نفت باقي مانده در يك مخزن هيدروكربوري نسبت به مقدار برداشت شده از آن بسيار زياد است.

حدود 90 درصد از مخازن ايران از نوع شكافدار هستند و استخراج ثانويه از اين مخازن كمتر از 30 درصد است. مخازن شكافدار عمدتاً مربوط به خشكي است و برخي از مخازن دريايي مانند جزيرة سيري، مخازن شني هستند.

اسلاید 13 :

روشهاي بهكار رفته جهت افزايش بازده عبارتند از:

1- تزريق گاز Steam Flooding
2- تزريق آب Water Flooding
3- تزريق متناوب آب و گاز Steam Stimulation
4- روش حرارتي Thermal methods
5- تزريق فوم و ژلهاي پليمري Surfactant /Polymer Flooding
6- استفاده از مواد شيميايي كاهشدهندة نيروي كشش سطحي
7- استفاده از روش ميكروبي(M.E.O.R.)
از آنجا که ویژگیهای سنگ و سیال مخازن با یکدیگر متفاوت است، باید روشهای متفاوتی برای افزایش برداشت از هر مخزن شناسایی شود.

اسلاید 14 :

تزريق گاز

روش تزريق گاز به دو صورت امتزاجي و غيرامتزاجي صورت ميگيرد. در روش امتزاجي، گاز طبيعي با افزودن تركيبات هيدروكربني مياني غني ميشود؛ بهطوري كه بخش غنيشدة گاز تزريقي كه در ابتداي كار تزريق ميگردد، با نفت مخزن امتزاج يافته و آن را از درون خلل و فرج سنگ مخزن به طرف چاههاي توليدي هدايت ميكند. راندمان افزايش بازيافت در اين روش، بيشترين درصد را به خود اختصاص ميدهد و اگر سنگ مخزن داراي خواص همگن و يكدست و تراوايي آن نيز مناسب باشد، به 65 تا 75 درصد حجم نفت باقيمانده، ميتوان دست يافت.

اسلاید 15 :

در روش غير امتزاجي، گاز به مخازن نفتي تزريق ميگردد كه اين تزريق نسبتاً ارزان است و در تعدادي از مخازن نفتخيز خشكي و دريايي ايران اعمال ميگردد. در اين روش، گاز تزريقي در قسمت بالاي مخزن متراكم ميشود و فشار مخازن را افزايش ميدهد و حركت نفت را سهولت ميبخشد.
بايد توجه داشت كه لزومي ندارد گاز تزريقي حتما از نوع تركيبات هيدروكربني باشد. در كشورهاي صنعتي، از گازهاي خروجي از تاسيسات بزرگ صنعتي كه بخش اعظم آن را دي اكسيد كربن تشكيل مي­دهد، براي تزريق استفاده ميشود. در اين روش، حتي راندمان بالاتر از تزريق گازهاي هيدروكربني است و فوايد زيست محيطي نيز در پي دارد
با توجه به وجود مخازن گازي زياد در كشور، ميتوان از گاز براي ازدياد برداشت از چاههاي نفت سود جست.

اسلاید 16 :

همچنين تزريق گاز به مخازن بايد حساب شده باشد، زيرا در غير اين صورت، تعادل ديناميكي چاه به هم ميخورد و اگر تزريق گاز بهدرستي انجام نشود، ممكن است باعث رسوب مواد قيري و بستهشدن خلل و فرج گردد. در صورت اتفاق اين امر، مخازن براي هميشه غير قابل استفاده خواهند شد.
اين روش در چاههايي به كار برده ميشود كه داراي نفت سنگين با ويسكوزيته بالا هستند. از اين روش بيشتر در كاليفرنيا و ونزوئلا استفاده ميشود؛ زيرا در اين مناطق نفت سنگين بيشتري نسبت به ساير نقاط دنيا وجود دارد.

اسلاید 17 :

تزريق آب

روش تزريق آب در بين روش هاي تزريق سيال به مخزن، روشي بسيار مهم و شناخته شده است و مي تواند در صورت انجام موفقيت آميز، برداشت از مخزن را افزايش دهد. رواج استفاده از اين روش به خاطر عوامل زير است:

1) قابل دسترس بودن و ارزان بودن آب
2) سادگي روش تزريق آب به داخل مخزن از طريق چاه
3) توانايي جريان آب در محيط متخلخل حاوي نفت
4) توانايي آب در جاروب كردن نفت
5) گرماي ويژه بالاي آب

اسلاید 18 :

هنگامی که آب به داخل یک مخزن شکافدار طبیعی تزریق می شود در اثر نیروی ارشمیدس، آب جایگزین نفت داخل شبکه می شود. این اندرکش می تواند به روشهای متفاوتی ـ بسته به خواص شبکه ـ صورت گیرد. در صورتیکه شبکه آب دوست باشد،توسط آشام موئینگی آب داخل شبکه شده و نفت را از آن خارج می نماید اما اگر شبکه نفت دوست باشد، نفت توسط گرادیان فشار خارجی خارج می گردد.

اسلاید 19 :

در مورد روش تزريق آب به مخزن نيز بايد در استفاده از اين روش كمال احتياط را به كار برد. برخي كارشناسان اعتقاد دارند، بازده اين روش مطلوب نيست، زيرا راندمان كار نهايتاً 35 درصد ميباشد و اولويت در استفاده از روش تزريق گاز خواهد بود. تزريق آب بيشتر براي مخازن شني كاربرد دارد و براي مخازن نفتي كشور كه عمدتا شكافدار هستند نبايد مورد استفاده قرار گيرد.

یکی از مهمترین محدودیت های برداشت نفت موجود در شبکه در طی تزریق آب، ویسکوزیته نفت است. ویسکوزیته بالای نفت نرخ آشام را کاهش می دهد.
نمونه نفت دوست منجر به تولید و برداشت نفت کمتری به نسبت نمونه آب دوست می شود.

مقایسه برداشت نفت سبک و سنگین از یک نوع سنگ مخزن نشان می دهد که برداشت نفت سنگین به دلیل کشش سطحی بالاتر و نفت دوست بودن شبکه پایین است.

اسلاید 20 :

تزريق متناوب آب و گاز

اولين فرآيند تزريق متناوب آب و گاز در سال1957 در كانادا و بعد از آن در درياي شمال گزارش شده است. ميزان متداول افزايش بازيافت نفت از يك مخزن توسط اين فرآيند بين15 تا20 درصد نفت در جاي مخزن مي باشد. در فرآيند تزريق متناوب، آب و گاز بصورت پي در پي تزريق مي شوند بدين معني كه يك توده گاز بعد از يك توده آب تزريق مي شود.

طبقه بندي پروسه هاي تزريق متناوب آب و گاز شامل تزريق متناوب آب و گاز امتزاج پذير، امتزاج ناپذير، مركب و انواع ديگر آن تزريق همزمان آب و گاز و تزريق متناوب آب و بخار است.