تعداد صفحات : 184 صفحه -
قالب بندی : word
فهرست مطالب
مقدّمه................................. 8
فصل اوّل : اطلاعات عمومی در مورد نفت.... 12
1-1- تشکیل نفت..................... 13
1-2- ترکیب نفت..................... 14
1-3- خواص فیزیکی نفت و نحوة محاسبة آنها 14
فصل دوّم : کاربرد روش های ازدیاد برداشت در مخازن نفتی کشور.................................... 18
1-2- تزریق گاز و آب به میادین نفتی. 20
2-1-1- تزریق گاز در ایران.......... 21
2-1-2- تزریق آب.................... 27
فصل سوّم : تعاریف و مفاهیم اولیه....... 29
3-1- انواع سنگ مخزن................ 30
3-2- درجة تخلخل.................... 31
3-3- درجة نفوذ پذیری............... 32
3-4- رابطة بین نفوذ پذیری و درجة تخلخل 33
3-5- ضریب مقاومت الکتریکی مخازن.... 34
3-6- ضریب حجمی..................... 34
3-7- درجة پیچش..................... 35
3-8- قانون دارسی................... 36
3-9- تحرک و نسبت تحرک ها........... 37
3-10- درجة سیر شدن................. 37
3-11- شرایط مخازن – تغییرات فشار و دما 39
3-12- تعریف انواع مخازن............. 41
3-13- ازدیاد برداشت نفت............. 43
فصل چهارم : روش های اولیّة تولید از مخزن 46
4-1- مکانیزم های طبیعی.............. 47
4-1-1- مکانیزم رانش آبی......... 48
4-1-2- مکانیزم رانش توسط کلاهک گازی 49
4-1-3- مکانیزم رانش گاز محلول... 50
4-1-4- رانش ثقلی................ 51
4-1-5- مکانیزم رانش در اثر فشردگی مخزن 52
4-1-6- مکانیزم رانش مرکب........ 52
4-2- مکانیزم های حفظ فشار مخزن...... 53
4-2-1- تزریق آب با هدف حفظ فشار. 54
4-2-2- تزریق گاز با هدف حفظ فشار 54
فصل پنجم : معادلات دیفرانسیل برای جریان شعاعی در محیط های متخلخل.................................. 56
5-1- معادلات حاکم بر جریان سیالات در حالتهای پایا و گذرا.................................... 57
5-2- ساخت فشار در اثر بسته شدن چاه در حالت پایا 65
5-3- حل معادلة حرکت سیال در جریان شعاعی برای حالت نیمه پایا............................... 68
5-4- تأثیر تزریق بخار آب روی شاخص بهره دهی 70
5-5- جریان شعاعی گازها در حالت پایا. 73
فصل ششم : ازدیاد برداشت نفت با تزریق آب 74
6-1- موارد مورد توجه در پروژة سیلاب زنی 75
6-2- مکانیزم رانش نفت بوسیلة آب تزریقی 76
6-3- فرآیند جابجایی بوکلی- لورت..... 79
6-4- الگوی قرارگیری چاههای تزریقی آب 82
6-5- راندمان جاروبی................. 83
6-6- عملیات روی آب تزریقی........... 86
6-7- پمپ های تزریق آب............... 86
6-8- الگوی تزریق آب................. 87
فصل هفتم : روشهای گرمایی ازدیاد برداشت نفت 89
7-1- تزریق سیالات گرم................ 90
7-1-1- تزریق آب داغ............. 90
7-1-1- تزریق آب داغ............. 91
7-1-2- تزریق بخار آب............ 91
7-2- روشهای احتراقی................. 97
7-3- ریزش ثقلی به کمک بخار.......... 100
7-4- گرم کردن مخزن به روش الکتریکی.. 102
7-5- گرم کردن مخزن به روش الکترومغناطیسی 102
7-6- مقایسة روشهای حرارتی :......... 103
7-6-1- مقایسة روشهای تزریق آب داغ و بخار آب 103
7-6-2- مقایسة عملیات تزریق بخار آب و احتراق درجا........................................ 103
7-7- مقالات ارائه شده در خصوص تزریق بخار آب 104
فصل هشتم : ازدیاد برداشت نفت با تزریق گاز 110
8-1- تزریق گاز به روش امتزاجی....... 111
8-1-1- تعریف امتزاج............. 111
8-1-2- تئوری امتزاج............. 113
8-1-3- جابجایی امتزاجی.......... 115
8-1-4- عوامل مؤثر بر راندمان جابجایی 117
8-1-5- تزریق نیتروژن و گازهای تولیدی 125
8-1-6- تزریق گاز هیدروکربنی..... 127
8-1-7- تزریق گاز دی اکسید کربن.. 131
8-2- تزریق گاز به صورت غیر امتزاجی.. 134
8-2-1- فرآیند GAIGI.............. 135
8-3- عوامل مؤثر در راندمان تزریق گاز 136
فصل نهم : روشهای دیگر ازدیاد برداشت .. 138
9-1- تزریق آب و گاز................. 139
9-2- روشهای شیمیایی................. 140
9-2-1- تزریق پلیمر.............. 140
9-2-2- تزریق آکلالین............. 141
9-2-3- تزریق فعال کننده های سطحی 142
فصل دهم : معادلات ریاضی حاکم در ازدیاد برداشت نفت با تزریق آب................................ 143
10-1- رابطة نفوذپذیری نسبی با میزان سیر شدن 144
10-2- خاصیت تر شوندگی............... 147
10-3- فشار موئینه................... 149
10-4- معادلة مقدار جریان جزئی نفت و آب 153
10-5- محاسبة بازیابی نفت............ 156
فصل یازدهم : بهبود بازیابی نفت........ 162
11-1- بهبود بازیابی نفت با استفاده از تجهیزات کمکی........................................ 163
11-2- انتخاب روش ازدیاد برداشت نفت.. 166
11-3- تأثیر دراز مدّت روش های ازدیاد برداشت نفت در تولید نفت نهایی......................... 167
نتیجه گیری............................ 169
مراجع................................. 172
فهرست علائم............................ 173
مقدّمه
علی رغم رشد صادرات محصولات غیر نفتی، نفت هنوز عمده ترین منبع درآمد ارزی و تأمین کنندة بیش از 98 درصد انرژی اولیه مورد نیاز کشور است. با این حال این بخش از نظر امکان تداوم تولید در بلند مدت با مشکلات و محدودیتهایی روبه رو است که لازم است با توجه به رشد جمعیت و نیازهای توسعة اقتصادی کشور طی سالهای آینده، در جهت رفع این محدویتها از هم اکنون اقدامهای جدی در خصوص افزایش توان تولید و بهینه سازی مصرف داخلی، صورت گیرد. این اقدامات با توجه به افزایش تقاضای جهانی نفت وگاز در آینده می تواند جایگاه جمهوری اسلامی ایران را در بین کشورهای عضو اوپک و جهان حفظ نماید. بی تردید با توجه به اهمیت نفت و گاز در اقتصاد ایران ضروری است این منابع به عنوان ثروت ملی تجدید شونده تبدیل و از بکارگیری آن برای تأمین هزینه های مصرفی و یا انجام سرمایه گذاری غیر اقتصادی پرهیز شود.
بر اساس اطلاعات و آمار موجود بعد از مرحلة اول تولید نفت به روش طبیعی (Natural Drive) مقدار زیادی از نفت اولیه در مخزن باقی می ماند. این مقدار از نفت بسیار با ارزش بوده و سرمایه گذاری جهت تولید آن دارای اهمیت بسزایی است.
یک مخزن (بالاخص مخزن نفت سنگین) بعد از تولید مقداری نفت اولیه دچار افت تولید می شود با توجه به اینکه اقتصاد کشورمان در حد زیادی به نفت وابسته است ضرورت استصال بیشتر این ماده و تبدیل آن به محصولات با ارزش افزوده بالا احساس می شود. بنابراین وجود روشهایی که بتوان با آن تولید را افزایش داد و یا مقداری از نفت باقیمانده در مخزن را به صورت اقتصادی تولید نمود حائز اهمیت فراوان است. برای حفظ و افزایش فشار مخزن ممکن است سیالات مختلفی به آن تزریق شود. این کار بازیابی ثانویه نام دارد . معمولاً در این حالت از تزریق آب یا تزریق گاز غیر محلول استفاده می شود.
با تزریق سیال به مخزن، تولید نفت افزایش یافته و با ادامة عملیات نهایتاً خود مادة تزریقی از مخزن خارج می شود. لازم به ذکر است که سیال تزریقی نمی تواند تمام نفت را جابجا کند زیرا مقدار قابل ملاحظه ای از نفت در منافذ سنگ ها به دام می افتد. بازدة کلی عملیات مرحلة دوم به تعداد و محل تزریق کننده ها، مشخصات مخزن، مشخصات نفت و عوامل دیگری بستگی دارد.
درصورتی که ادامة عملیات تولید نفت توسط بازیابی ثانویه توجیه اقتصادی نداشته باشد از روش بازیابی مرحلة سوم استفاده می شود. روشهای بازیابی مرحلة سوم را روش های ازدیاد برداشت نفت می نامند.
ازدیاد برداشت نفت بوسیلة کاهش ویسکوزیته نفت (روشهای گرمایی) یا به وسیلة کاهش نیروهای موئینگی یا تنش سطحی (سیلابهای شیمیایی) صورت می گیرد. متوسط درصد بازیابی نفت از عملیات مرحلة اول تولید طبیعی) حدود 19 درصد، عملیات مرحله دوم 32 درصد (32 درصد نفت باقی مانده از مرحلة اول) و عملیات مرحلة سوم 13 درصد (13 درصد نفت باقی مانده از مرحلة اول و دوم) می باشد. با توجه به اطلاعات فوق درصد بازیابی متوسط به صورت زیر محاسبه می شود :
Total Recovery
یعنی به طور متوسط 52 درصد از نفت اولیة مخزن را میتوان بازیابی کرد.
بازیافت نفت در کشورهای مختلف (مربوط به سال 1989) در جدول مقایسه شده است.
Thermal
Gas
Chemical
Total
USA
454
191
9/11
656
Canada
8
127
2/17
2/152
Venezuela
108
11
0
119
USSR
20
90
50
160
Other
171
280
5/1
5/452
Total
761
699
6/80
6/1540
جدول : مقایسة بازیافت نفت (bbl/d 103 ) در کشورهای مختلف
به کارگیری روشهای ازدیاد برداشت نفت در جهان رو به گسترش بوده و از این طریق میانگین بازدهی مخازن نفتی به میزان قابل ملاحظه ای افزایش یافته است.
به طوری که در حال حاضر حدود 725 هزار بشکه در روز از تولیدات نفت آمریکا بوسیلة روشهای ازدیاد برداشت صورت می گیرد. به ازای هر بشکه نفت خامی که در ایالات متحده تولید می شود، دو بشکه نفت خام در زیرزمین باقی می ماند. میانگین بازیافت نفت از ذخائر ایالات متحده حدود 32 درصد است.
اگرچه عملاً استحصال تمامی نفت کشف شده از ذخائر ممکن نیست، اما پتانسیل موجود برای افزایش درصد بازیافت بسیار بالا می باشد.
لازم به ذکر است ایران 9 درصد مخازن نفت و 15 درصد مخازن گاز دنیا را دارد. هدف اصلی این پایان نامه، بررسی ازدیاد برداشت نفت در مخازن مختلف (از لحاظ نوع نفت و درجة تخلخل مخزن) توسط روشهای تزریقی آب و بخار آب و تزریق گاز است.
فصل اول
اطلاعات عمومی در مورد نفت
1-1- تشکیل نفت :
نظریه های بسیاری در زمینة منشأ نفت و حرکت و جمع شدن آن در یک مخزن وجود دارد. برخی از نظریه ها بر این اساس است که نفت در همان محل مخزن تشکیل می شود، ولی برخی نظریه های دیگر صحبت از حرکت نفت را از مواد غیر آلی می دانند و این به دلیل وجود هیدروژن در نفت است، ولی بیشتر نظریه ها بر اساس مواد آلی استوارند.
مادة اصلی نفت، کربن ( C ) و هیدروژن (H) است که این مواد اساس گیاهان وحیوانات را تشکیل می دهند. از آنجا که بیشتر مخازن نفتی د مجاورت دریاها قرار دارند، ریشة اصلی نفت را بایستی از محیط دریاها دانست، خصوصاً اینکه مواد آلی‌ای که در دریا وجود دارند در تشکیل نفت از اهمیت بسیاری برخوردارند. نقش گیاهان دریایی در تشکیل نفت را می توان در این دانست که قادرند مواد پیچیدة آلی را توسط واکنشهای نوری از مواد غیرآلی که در آب حل شده اند تهیه کنند.
مواد آلی سپس تحت شرایط خاصی به نفت تبدیل می شوند. عوامل مؤثر در تبدیل مواد آلی به نفت عبارتند از : 1-گرما و فشار، 2- بمباران رادیواکتیو توسط مواد رادیواکتیو در زمین مانند پرتو گاما، 3- واکنشهای کاتالیزوری
به طور خلاصه، مراحل زیر لازمة تشکیل نفت و گاز هستند : 1- منبع مادة آلی، 2- فرآیندی که مواد آلی را به نفت تبدیل کند، 3- مخزن برای ذخیره کردن هیدروکربنها، 4- پوشش سنگی برای بستن سیستم. شرایطی که در مرحلة 2 برای تبدیل مواد آلی به نفت لازم است عبارتند از : 1- زمان لازم برای تبدیل مواد آلی به نفت که حدود یک میلیون سال است، 2- حداکثر فشار در زمان تبدیل حدود psi 2500 است، 3- دمای لازم حدود F200 است.
دانلود مقاله همه چیز در مورد نفت
