اجزای تشکیل دهنده نفت خام
پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت ومدیریت_دپارتمان فنی مهندسی:
بیش از 90 % نفت خام، در واقع از هیدروکربن است.
1- اولین خانواده ی ترکیبات که در نفت با درصد بالایی حضور دارند، پارافین ها هستند. ترکیباتی که آلکان می باشند
( Cn H2n+2 ). نرمال پارافین ها بخش اصلی تر را تشکیل می دهند و بعد از آن ها ایزو پارافین ها هستند.
2- خانواده ی دوم الفین ها هستند از دسته ی آلکِن ها ( Cn H2n ).
3- خانواده ی سوم سیکلو پارافین ها هستند.
4- آروماتیک ها در جایگاه بعدی قرار دارند.
5- استیلنی ها و یا دی اِن ها نیز در نفت خام وجود دارند.
6- مواد اضافه ( ناخالصی ): شامل ترکیبات نیتروژن دار، اکسیژن دار و گوگرد دار است. مهم ترین آن ها در این مجموعه مشتقات گوگرد هستند مخصوصاً مشتقات تیوفن که پایدار و بسیار بدبو می باشند.
7- فلزات سنگین که از لایه های خاک به نفت نفوذ می کنند مخصوصا وانادیوم (V). اکسید های وانادیوم در نفت خام به مقدار بسیار جزئی یافت می شوند.
در کل موارد 6 و 7، چیزی در حدود 10 % نفت خام را تشکیل می دهند. شیمی نفت در واقع شیمی هیدرو کربن هاست و نه سایر ترکیبات آلی. نفت خام مخلوط پیچیده ای از مواد است و خواص آن نیز خواص مجموعه ای از مواد خواهد بود ( برخلاف صنعت پتروشیمی که با مواد خالص با درجه خلوص بالا سروکار دارد ). اما برخی از ترکیبات اصولا وجود ندارد و برخی مواد با درصد بیشتری هستند. مثلاً در آروماتیک ها، بنزن، تولوئن، زایلن ها و اتیل بنزن عمده ترین ترکیبات هستند و درصد سایر مشتقات بنزن کم است.
در رده ی نفتالینی، نفتالین و متیل نفتالین مجموعه ی اصلی اند.
در قسمت پلی آروماتیک ها، آنتراسن و مشتقات متیله ی آن و فنانترن و .. هیدروکربن های سنگین تر با حلقه های متعدد بدون استخلاف هستند.
نفت خام پس از حفاری، به پالایشگاه حمل می شود. نفت خام به دلیل گرما در عمق زمین سیال است اما در دمای معمولی سطح زمین جامد شده و حمل آن با لوله مشکل می شود ( لوله باید کاملا ایزوله باشد ).
میدان نفتی
پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت ومدیریت_دپارتمان فنی مهندسی:
میدان نفتی به منطقه ای جغرافیایی گفته می شود که در آن فعالیت برای استخراج نفت در جریان است. از آنجائیکه ذخایر زیرزمینی نفت در لایه های بسیار وسیعی گسترده هستند که چند صد کیلومتر طول دارد، استخراج نفت در میدان های نفتی حفر چاه های بسیاری را ایجاب می کند.در یک میدان نفتی علاوه بر چاه های تولید نفت، چاه های اکتشافی به طور پیوسته حفر می شوند. در این میدان ها همچنین خطوط لوله برای انتقال نفت به خارج از میدان و نیز انجام فعالیت های تاسیسات داخلی میدان احداث می شود.
از آنجائیکه میدان های نفتی عموما در نقاطی دور از مناطق شهری واقع شده اند، توسعه یک میدان و رساندن خدمات مورد نیاز به آن در زمره پیچیده ترین خدمات لجستیکی قرار می گیرد. موضوعاتی مانند ایجاد تاسیساتی مناسب براب اقامت دوره ای اما بلند مدت کارکنان میدان ها، آب، برق، خدمات سرمایشی و گرمایشی آنها، و نیز مسائلی مانند گرمایش لوله های انتقال نفت در مناطق سرماخیز از جمله موضوعاتی است که باید در میدان های نفتی پاسخ داده شوند.
در سراسر جهان نزدیک به 40 هزار میدان نفتی خشکی و یا دریایی وجود دارد. بزرگترین میدان نفتی جهان الغوار عربستان و برقان کویت هستند که هر یک بیش از 60 میلیارد بشکه نفت را در خود جای داده اند.
به طور معمول توسعه و استخراج نفت از میدان های دریایی بسیار هزینه بر تر و زمانگیر تر است.
شناخت مخازن نفتی
-
شناخت مخازن نفتی
پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت ومدیریت_دپارتمان فنی مهندسی:
پیدایش نفت، نیاز به وجود ۵ عامل بنیادین دارد این ۵ عامل عبارتند از :
۱) سنگ منشأ یا سنگ مادر که نفت در آن پدید می‌آید.
۲) سنگ مخزن که نفت در دورن آن ذخیره می‌شود.
۳) لایه‌ی راهبر که نفت در درون آن که مسیری متخلخل و تراوا است، به سمت سنگ مخزن حرکت می‌کند و پدیده‌ی مهاجرت نفت را می‌آفریند.
۴) پوش سنگ که اجازه حرکت بیشتر را به نفت ندهد و نفت را داخل سنگ مخزن نگه دارد.
۵) تله‌ی نفتی
سنگ‌ها از سه نوع رسوبی، آذرین و دگرگونی تشکیل می‌شوند. سنگهای رسوبی ناشی از نشست و انباشته شدن رسوبات رودخانه‌ها و دریا‌ها،
سنگهای آذرین حاصل از سرد شدن مواد مذاب درون زمین و یا مواد مذاب راه یافته به سطح زمین و سنگهای دگرگونی ناشی از دگرگون شدن دو گروه قبلی در اثر فشار و دمای زیاد درون زمین هستند.
نفت در لایه‌های رسوبی تشکیل می‌شود. بنابراین سنگ منشأ ضرورتاً رسوبی است. بسیار به ندرت دیده شده است که سنگ مخزن آذرین باشد و تقریباً در تمام موارد رسوبی است.
در این جا باید توضیح داد که اگر چه بخش عمده‌ای از لایه‌های زمین‌شناختی ایران رسوبی است، اما تمام لایه‌های رسوبی امکان تشکیل یا حفظ نفت را ندارند.
به تعبیر دیگر هر لایه‌ی رسوبی نمی‌تواند ضرورتاً ویژگی‌های سنگ منشأ و سنگ مخزن را داشته باشد. ضمن آن‌که حتی وجود سنگ منشأ و سنگ مخزن نیز به تنهایی نمی‌تواند دلیل بر وجود نفت در زیر زمین باشد.
نبود هر یک از عوامل ۵ گانه‌ی گفته شده، ممکن است مانع از تجمع و حفظ نفت در زیر زمین در میلیونها سال قبل شده باشد.
● سنگ منشأ
سنگ منشأ، محیط تشکیل نفت خام در میلیون ها سال پیش بوده است. اما نفت پس از تشکیل در این محیط به سمت سنگ مخزن حرکت می‌کند و در آن‌جا ذخیره می‌شود.
کارشناسان اکتشاف نفت، پس از اکتشاف یک مخزن نفتی، با تشخیص سنگ منشأ و مطالعه‌ی آن، علاوه بر فهم برخی از ویژگی‌های کیفی نفت موجود در مخزن، می‌توانند تله‌های نفتی‌ای که ممکن است در مسیر حرکت نفت از سنگ منشأ به سنگ مخزن و بین آن دو وجود داشته و تبدیل به مخازن کوچک و بزرگی شده‌اند را شناسایی کنند.
نفتی که امروزه در نقاط مختلف جهان و ایران برداشت می‌شود، حاصل فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی‌ای بوده است که روی موجودات و گیاهان در میلیونها سال پیش انجام شده و این مواد طی این فرآیندها، مسیرهای مختلفی را به سمت بلوغ طی کرده‌اند و به نفت امروزی تبدیل شده‌اند.
سازوکار تشکیل نفت در سنگ منشأ:
در گذشته بیشتر نقاط جهان در زیر یک اقیانوس بزرگ به نام تتیس بوده است و موجودات و گیاهان زیادی در آب می‌زیستند،
زمانی که حیات موجودات به پایان می‌رسید این موجودات به کف دریا سقوط می‌کردند و رسوباتی که توسط آب حمل می‌شدند یا در آب معلق بودند، روی این موجودات را می‌پوشاندند و باعث افزایش فشار و دمای این مواد می شدند.
از این طریق مقدمات لازم برای تغییرات شیمیایی بقایای موجودات زنده و گیاهان فراهم می‌شد، به تدریج و با گذشت میلیونها سال، این مواد در سنگی به نام سنگ منشأ که حاصل تجمع رسوبات به همراه مواد آلی ست به نفت تبدیل می‌شوند.
http://kishindustry.ir/
آب هوشمند
پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت ومدیریت_دپارتمان فنی ومهندسی:
آب هوشمند
روش‌های ازدیاد برداشت نفت (EOR) نقشی مهم در افزایش تولید نفت دارند. تزریق آب پیشرفته یا هوشمند، در بین روش‌ها، عملکرد بهتری به دلیل هزینه پایین آن دارد. آب هوشمند کربناته برای بالا بردن ظرفیت‌های آب هوشمند تزریق می‌شود. انحلال کربن دی‌اکسید در آب خواص شیمیایی آب تزریقی را برای تسهیل موثرتر تغییر ترشوندگی از آب‌گریز به آب‌دوست تغییر می‌دهد. همچنین، این باعث تورم و تغییر چگالی و گرانروی نفت از طریق انتقال از فاز آبی به فاز نفتی می‌شود. افزودن CO2 به محلول هوشمند می‌تواند اثرات دیگری، از جمله انحلال و تغییر وزن سنگ کربناته، علاوه بر تغییر ترشوندگی سنگ کربناته می‌شود. در این خصوص، NACL، KCL، Kl، MgCl2، CaCl2، Na2SO4، MgSO4، و K2SO4 برای تولید آب هوشمند، و گاز CO2 برای کربناته کردن آب استفاده می‌شود. آزمون‌های مشاهده‌ای/بصری و زاویه تماس برای بیان تغییر ترشوندگی سنگ کربناته با آب هوشمند و آب هوشمند کربناته انجام شد. این آزمون‌های مشاهده‌ای به وضوح بر خواص تغییر ترشوندگی مواد تزریقی اشاره داشتند. آب هوشمند کربناته در معرض آنالیز سنگ نشان داد که یون Mg2+ نسبت به Ca2+ در سنگ کربناته آزمایش شده مقدار بیشتری داشت. بنابراین، می‌توانیم بگوییم که سنگ دولومیتی است.
http://kishindustry.ir/
تزریق آب به مخازن پیشینه‌ای طولانی در صنعت نفت دارد. اولین عملیات تزریق آب در 1907 در میدان Bradford انجام شد. با گسترش استفاده از این روش در تولید ثانویه از مخازن، فرایند تزریق آب بیش از 11 درصد از 6/6 میلیون بشکه نفت تولید شده ایالات متحده در 1955 را در بر گرفت. برزیل 74 درصد نفت تولیدی در دریا را با این روش تولید می‌کند. روش استفاده از تزریق آب پیشرفته و آب به همین شکل توسعه یافت. روش آب هوشمند پس از فهم شیمیایی، که یک بار به عنوان آب کم‌نمک شناخته شد، جلب توجه کرده است. پژوهش بر روی این روش در دو دهه اخیر به دلیل هزینه پایین آن و امکان استفاده از آب دریا به عنوان آب هوشمند رشد پیدا کرده است. همان طور که بعدا تشریح خواهد شد، محلول آب هوشمند چیزی بیش از افزودن مقدار کمی نمک به آب نیست. نمک‌های متعددی در طبیعت وجود دارد، که تمام آنها با واکنش‌های اسید-باز شکل می‌گیرند. نمک تولید شده از واکنش اسید-باز ترکیبی خنثی است و هنگام انحلال در آب یون‌های خود را آزاد می‌کند. یون‌های فعال اثر زیادی بر کاهش کشش سطی بین آب و نفت و همچنین ترشوندگی سنگ مخزن دارد. این اصل دلیل اساسی برای استفاده از آب هوشمند به عنوان یک ماده موثر برای ازدیاد برداشت نفت (EOR) است
مخازن هیدروکربوری
پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت ومدیریت_دپارتمان فنی ومهندسی:
مخازن هیدروکربوری
مخازن هیدروکربوری به ذخایر زیرزمینی نفت خام و گازطبیعی گفته می شود.. سوخت‌های فسیلی در عمق سه تا چهار کیلومتری زمین، در لایه‌های آن و با فشار چند صد اتمسفر به صورت ذخیره می‌باشند. گازهای طبیعی زیرزمینی یا به تنهایی یا به همراه نفت تشکیل معدن می‌دهند؛ که در هر دو صورت از نظر اقتصادی بسیار گران‌بها می‌باشد. در صورت همراه بودن با نفت گازها در داخل نفت حل می‌شوند، و عمدتاً نیز به همین صورت یافت می‌گردد و در این رابطه مؤلفه‌های فیزیکی مواد، حرارت و فشار مخزن تأثیرات مستقیم دارند و نهایتاً درصورت رسیدن به درجه اشباع، تجزیه شده و به لحاظ وزن مخصوص کمتر، در قسمت‌های فوقانی کانسار و بر روی نفت یا آب به شکل گنبدهای گازی قرار می‌گیرند. گاهی در مخازن، گازهای محلول در آب نیز مشاهده شده‌است.
گاز متان در حرارت و فشار موجود درکانسارها متراکم نمی‌گردد بنابراین همیشه به صورت گاز باقی‌مانده ولی در مخازنی که تحت فشار بالا هستند به شکل 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 به مثابه انرژی و پتانسیل تولیدمخزن بوده و حتی‌المقدور 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 به هدر می‌رفت ولی در سال‌های بعد تا بحال به‌تدریج و با اجرای طرح‌هایی منجمله طرح آماک از آنها به عنوان تولیدات فرعی استحصالی از میادین نفت کشور به منظور تزریق به مخازن نفتی – تولید مواد خام شیمیایی و سوختی با ارزش استفاده می‌کنند.
در ایران گاز طبیعی خام را از دو نوع چاه استخراج می‌نمایند؛ روش اول از میادین گازی، مانند میدان خانگیران،تابناک،هما و وراوی و… روش دوم از طریق میادین نفتی، که نفت خام تولیدی آن میادین، حاوی حجم بالایی از گازهای همراه می‌باشد، مانند اهواز،میدان نفتی آغاجاری ، میدان نفتی مارون، میدان نفتی گچاساران، میدان نفتی بی بی حکیمه و میدان نفتی رامشیر.
آسیب سازند
پردیس فناوری کیش_طرح مشاوره متخصصین صنعت ومدیریت_دپارتمان فنی ومهندسی:
آسیب سازند چیست؟
از مهمترین کاربردهای یک چاه می توان به تولید سیالات هیدروکربوری و نیز تزریق سیالات مختلف از جمله آب یا گاز با هدف ازدیاد برداشت و یا دفع آب های زائد می باشد.
پدیده آسیب سازند به هرگونه فرآیند مضری اطلاق می شود که با تأثیر بر روی سازند مخزنی و بویژه تراوایی سنگ مخزن، قابلیت تولید یک چاه نفتی یا گازی و یا قابلیت تزریق پذیری یک چاه را نسبت به حالت طبیعی آن کاهش دهد.
بنابرابن آسیب سازند یک پدیده ی نامطلوب است که در صورت بروز می تواند مشکلات عملیاتی و زیان های اقتصادی فروانی ایجاد کند. کاهش نرخ تولید یا دبی نفت و گاز از چاه، کاهش نرخ قابل تزریق آب و گاز به درون سازند، افزایش افت فشار در اثر تولید و کوتاه شدن عمر مخزن و نهایتاً کاهش ذخایر هیدروکربنی که تولید آنها با رعایت صرفه اقتصادی مقدور می باشد، همگی از آثار آسیب سازند هستند.
پدیده آسیب سازند می تواند در تمام مراحل مختلف حفاری، تکمیل چاه، تحریک چاه، تعمیر چاه و تولید از چاه اتفاق افتد. عواملی که می توانند موجب آسیب رسانی به سازند شوند را می توان در چهار گروه اصلی دسته بندی کرد:
· عوامل مکانیکی
· عوامل شیمیایی
· عوامل بیولوژیکی
· عوامل حرارتی
