امروزه روش‌های مختلفی برای افزایش بازیافت نفت در دنیا اعمال می‌شود که بنابر ویژگی‌های هر مخزن نفتی، با یکدیگر متفاوت هستند. از این رو، یافتن روش بهینه برای افزایش بازیافت نفت از مخازن، نیازمند انجام مطالعات جامع و سپس اعمال روش مناسب است. در کشور ما بنابر شرایط موجود، تزریق گاز به مخازن نفتی برای بازیافت نفت، برای بیشتر مخازن کشور مناسب تشخیص داده شده است.
 

مقدمه
در حوزة صنعت انرژی و اقتصاد کلان جامعه، صیانت از منابع و ذخایر نفت خام به‌عنوان یکی از ضروریات مهم و استراتژیک مطرح است. زیرا در حال حاضر، وابستگی کشور به درآمدهای نفتی به‌گونه‌ای است که حتی نوسانات قیمت نفت خام از طریق تأثیر بر درآمدهای ناشی از صدور، بر روند فعالیت‌های اقتصادی کشور تاثیر قابل ملاحظهِ‌ای خواهد داشت.
 

اهمیت تزریق به مخازن نفتی
تزریق گاز به میادین نفتی همواره یکی از اولویت‌های مهم شرکت ملی نفت ایران در چارچوب اهداف کیفی این شرکت به شمار رفته است. این امر به چند دلیل عمده از اهمیت خاصی برخوردار است:
    • لزوم حفظ حق آیندگان از منابع هیدروکربوری
    • لزوم نگهداشت ثروتی ملی که باید تأمین‌کننده سرمایه‌گذاری‌های بلندمدت بخش نفت و دیگر بخش‌های اقتصاد و استحکام‌بخش زیرساخت‌های اقتصادی کشور باشد.
    • وابستگی اقتصاد ایران به درآمدهای ناشی از صادرات نفت خام
 

سه عامل تعیین‌کننده
با توجه به ویژگی‌های خاص منابع نفتی کشور و نیز رفتار مخزن در قبال تزریق گاز، توجه به دونکته اساسی در تزریق گاز به مخازن، ضروری است:
    1- با توجه به ویژگی‌های خاص فیزیکی و شیمیایی هر میدان، تزریق گاز با حجم و ترکیبی مناسب با مدیران صورت پذیرد.
    2- تزریق گاز در زمان مقتضی و مناسب انجام شود تا از هرزروی نفت میدان جلوگیری گردد. عدم تزریق به موقع به یک میدان، آسیب‌های جبران‌ناپذیر و غیرقابل برگشتی را به میدان وارد خواهد ساخت؛ به گونه‌ای که افزایش تزریق گاز به یک میدان در زمانی پس از زمان مقتضی در بسیاری موارد، هیچگونه تأثیری در بازیافت ثانویه نفت نخواهد داشت.
بنابراین، توجه به حجم و ترکیب گاز تزریقی و نیز زمان مناسب تزریق، سه عامل مهم و تعیین‌کننده برای تأثیرپذیری هرچه بیشتر میدان از برنامه‌های تزریق است.
 

لزوم تزریق گاز به میادین
بررسی مقایسه‌ای استفاده از گاز در بخشهای مختلف مصرف‌کننده، نشان می‌دهد که شاخص نت یک گاز در بخش تزریق معادل 11 سنت / متر مکعب است که از نت یک گاز در سایر بخشهای مصرف‌کننده بیشتر است (شاخص نت یک، نشان‌دهندة بازدهی اقتصادی هر واحد گاز طبیعی مصرف شده در هر بخش از بعد اقتصادی است) بر این اساس می‌توان گفت نخستین اولویت مصرف گاز، تزریق است.
بنابراین صیانت از منابع نفتی کشور و انجام به موقع برنامه‌های تزریق، نه تنها از بعد اقتصاد بخشی بلکه از بعد استراتژیک اقتصاد شرکتی و اقتصاد کلان جامعه از اولویت خاصی در مقایسه با سایر مصارف برخوردار است و این امر، ضرورت توجه هرچه بیشتر به این بخش را آشکار می‌کند

آسفالتینها ترکیبات پیچیده ای هستند . این ترکیبات به دلیل اینکه ماهیت ترکیبی آنها از یک مخزن به مخزن دیگر تغییر می کند ، دارای وزن مولکولی معینی نمی باشند . از طرف دیگر مواد آسفالتینی به دلیل دارا بودن ساختار حلقوی ، در حلالهای آروماتیکی و حلقوی مانند تولوئن ، بنزن و غیره به خوبی حل می شوند . اما در حلالهای شیمیایی نرمال آلکانها مانند نرمال هگزان یا نرمال هپتان حل نمی شوند . پس به منظور خارج کردن مواد آسفالتینی از فاز نفت خام ، آلکان اضافه می کنیم .

آسفالتینها اغلب به ترکیبات NSO معروفند ، زیرا حاوی اتمهای O ، S و N می باشند که بعضی از آنها جانشین کربن حلقه آروماتیکها می شوند . ترکیبات NSO بالاترین وزن مولکولی را دارند و سنگین ترین اجزای تشکیل دهنده نفتهای خام می باشند . عموماً آسفالتینها همراه با نفت خامهای آروماتیک سنگین یافت می شوند . شکل زیر مثالی از ساختمان یک رزین – آسفالتین را نشان می دهد .

آسفاتینها در اصل دارای هیدروژن و کربن همراه با یک تا سه اتم از نیتروژن ، اکسیژن یا گوگرد در هر مولکول هستند . ساختمان اولیه آنها دارای حلقه های هیدروکربنی آروماتیکی با سه تا ده و حتی بیشتر برای هر مولکول است . اتمهای غیر هیدروکربنی احتمال دارد که بخشی از حلقه هیدروکربنی یا چسبیده به حلقه باشد .
دوگانگی های چشمگیری میان رزین ها و آسفالتین ها دیده می شود . آسفالتینها در نفت حل نمی شوند بلکه به شکل کلوئیدی پخش می شوند اما رزین ها به آسانی در نفت حل می شوند . آسفالتینهای خالص به گونه جامد ، خشک ، پودرهای سیاه و غیره ، فرار هستند اما رزین های خالص به شکل مایعات سنگین یا جامدات چسبنده و به فراریت هیدروکربن ها با داشتن یک اندازه مولکولی یافت می شوند . رزین ها با وزن مولکولی بالا ، قرمز رنگ هستند و رزین های سبک تر رنگ بسیار کمی دارند . از اینرو هنگامی که به کمک تقطیر ، نفت به بخشهای جدا از هم تفکیک می شود آسفالتینها در سنگین ترین بخش به نام پسمان می مانند ولی رزین ها بر پایه فراریتشان در بخش های گوناگون پخش می شوند . رنگ این بخشها تا اندازه بالایی بستگی به بودن رزین ها دارد . رنگ پسمان به نسبت زیادی بستگی به بودن آسفالتینها دارد .

یکی از مهمترین مسائلی که به هنگام به کارگیری مراحل بازیافت نفت ایجاد می شود ، مشکل رسوب آسفالتین می باشد . آسفالتینها در نفت به وسیله رزین ها تحت شرایط مطلوب به صورت معلق نگاه داشته می شوند . در واقع می توان پدیده تعلیق و یا حلالیت ذرات آسفالتین در نفت خام را یک پدیده ترمودینامیکی تعادلی عنوان نمود و تغییر در هر عاملی که این تعادل را بر هم زند می تواند حالت تعلیق را از میان برده و سبب بروز پدیده تجمع ذرات آسفالتین به یکدیگر و نهایتاً رسوب آنها شود . استخراج نفت بخصوص شیوه های به کار رفته در مراحل دوم و سوم بازیافت نفت اغلب باعث ایجاد برخی تغییرات در رفتار جریان ، خواص تعادلی فازها و خواص سنگ مخزن می شوند که این تغییرات می توانند تعادل ترمودینامیکی را بر هم زنند و سبب تشکیل رسوب آسفالتین در سنگ مخزن شوند .
آسفالتین ترکیبی است آروماتیک با چند حلقه بنزنی با وزن مولکولی بالا که در نرمال هپتان ، نامحلول اما در تولوئن محلول می باشد . پارامترهای مؤثر در تشکیل رسوب آسفالتین شامل ترکیب درصد یا غلظت ، دما ، فشار ، حلال تشکیل دهنده رسوب و مشخصه های هیدرودینامیکی و پتانسیل جریان و ... می باشد .

بررسی و مطالعه مقالات مختلف در مورد مسائل مربوط به رسوب آسفالتین در میادین نفتی بیانگر برخورد عمده با این مسئله در بخشهای عملیات بهره برداری از نفت و همینطور در روشهای ازدیاد برداشت از مخازن نفت و غالباً در تزریق های امتزاجی است .
 

این مجموعه به طور اجمالی به بررسی رسوبات آسفالتین در مخازن نفت می پردازد .

در این پروژه شبیه¬ساز مدل تخلخل دوگانه نفت سیاه با قابلیت شبیه¬سازی دو بعدی جریان سه فازی با روش تفاضل محدود و برای محیط¬های تحت ویندوز تهیه گردید. در این برنامه امکان تزریق ویا تولید از چاه عمودی تحت جریان دارسی هم¬دما با استفاده از فرمولاسیون فشار- ضمنی، اشباع- صریح و با قابلیت کنترل اتوماتیک گام زمانی شبیه¬سازی می¬گردد. با این برنامه می-توان تولید و بازیافت نفت، آب و گاز را با مکانیسم¬های انبساط سیال، تخلیه طبیعی و جابجایی سیال را با استفاده از ضریب شکل¬های مختلف شبیه¬سازی نمود. نتایج اجرای برنامه با رفتار مخزن منطبق با الگوی رفتاری تخلخل دوگانه هم¬خوانی دارد.

چکیده :

وجود مخازن نفت سنگین در ایران و عدم تولید از آنها و بکر بودن این مخازن از یک طرف و رسیدن مخازن نفت سبک به مرحله دوم و سوم عمر تولیدی خود از طرف دیگر، توسعه و بهره برداری از مخازن نفت سنگین در ایران را الزامى کرده است. ولی با توجه به نوپا بودن تکنولوژی بهره برداری از این مخازن و تجربه ناچیز در بکارگیری این تکنولوژی در ایران، مطالعه دقیق و بررسى روشهای متداول بهره برداری از مخازن نفت سنگین در دنیا و امکان استفاده ازا آنها را در ایران ضروری مى نماید. در این مقاله سعی شده است که اولا مکانیزمهای تولید نفت از مخزن تا تاسیسات فراورشی بطور خلاصه توضیح داده شود سپس در هر بخش، روشهای موجود برای تولید این نوع نفت مورد بحث و بررسی قرار گیرد. لازم به یادآوری است که با توجه به گسترگی جزییات فنی برخی از این روشهای ومحدودیت صفحات مقاله از بیان جزییات فنی جلوگیری شده و فقط مطالب مهم و اصلی توضیح داده شده است.

ارائه دهندگان : مهندس حجت نوروزی- مهندس جمشید اجودی-
محل ارائه : دومین کنگره ملی مهندسی نفت ایران
تاریخ انتشار : بهمن 86
تعداد صفحه : 9
کلمات کلیدی : نفت سنگین –حلالها –روشهای گرمایی- پمپهای درون چاهی و سرچاهی- روشهای سبک سازی

http://www.4shared.com/document/ns-gCodM/Oi_lReservoir_Drive_Mechanisms.html

رمز فایل:www.iran-oil.blogfa.com

مشخصات نفت
نفت خام به جهت وجود ترکیبات گوگرد بوی نامطلوبی دارد. بخش اعظم نفت خام از هیدراتهای کربن تشکیل شده و مقدار کمی عناصر دیگر نیز به آن مخلوط می‌گردد، که این عناصر در زیر با درصدشان نشان داده شده‌اند.

 
عنصر حداقل درصد وزنی حداکثر درصد وزنی 
کربن 82.2 87.1 
هیدروژن 11.8 14.7 
گوگرد 0.1 5.5 
اکسیژن 0.1 4.5 
نیتروژن 0.1  1.5 

جدول ازسلی (1985)
دراین جدول عناصر دیگری مانند وانادیوم ، نیکل و اورانیوم با درصد وزنی حداکثر 0.1 در ترکیب نفت خام موجود هستند. بعلاوه در خاکستر نفت خام آثاری از عناصر C r ، Cu ، Pb ، Mn ، Sr ، Ba ، Mo ، Mg ، Ca ، Ti ، Al ، Fe و Si یافت می‌شود که بعضی از عناصر بالا مانند V-Ni-U احتمالا در رابطه با عنصر ارگانیکی اولیه (مادر) بوجود آمده و بعضی دیگر از عناصر مشخصات ژئوشیمیایی سنگ دربرگزیده را نشان می‌دهند.
قابل ذکر است که آثاری از نمک ، آب و سولفید هیدروژن نیز درنفت خام مشاهده می‌شوند.

خواص فیزیکی نفت خام
ویسکوزیته
همانطور که نفت خام ممکن است با دخالت عواملی به رنگهای زرد ، سبز ، قهوه‌ای ، قهوه‌ای تیره تا سیاه مشاهده گردد، لذا ویسکوزیته متغیر را برای آنها خواهیم داشت. بنابراین نفت خام درسطح زمین دارای ویسکوزیته بیشتر بوده و بعبارتی ویسکوزتر است. چون در مخزن زیرزمینی یکی از عوامل دخیل حرارت موجود درمخزن می‌باشد، که همراه با این عامل ، عمق نیز موثر می‌باشد. همچنین سن نفت را به لحاظ زمان مخزن شدن را درطیف تغییرات ویسکوزیته سهیم می‌دانند.

ترکیبات مولکولی نفت خام
تعداد ترکیبات مولکولی نفت خام وابسته به سن زمین شناسی آن ، عمق تشکیل آن ، منشا آن و موقعیت جغرافیایی آن متغیر می‌باشد. برای مثال نفت خام Ponca city از Oklahoma شامل حداقل 234 ترکیب مولکولی می‌باشد.

گروههای تشکیل دهنده نفت خام
هیدروکربنها (Hydrocarbons)
هیدروکربنها همانطور که از نامشان مشخص است، شامل گروههایی هستند که ترکیبات ملکولی آنها فقط از هیدروژن و کربن تشکیل شده است. انواع هیدروکربنها عبارتند از :

هیدروکربن‌های پارافینی (پارافینها)  CnH2n+2
هیدروکربنهای نفتنی (سیکلوپارافینها یا نفتنیکها )  CnH2nN
هیدروکربنهای آروماتیک (بنزنوئیدها)  H2n-6
غیرهیدروکربنها (Heterocompounds)
این گروه شامل ترکیباتی غیر از هیدروژن و کربن می‌باشند و عناصری از قبیل اکسیژن ، نیتروژن ، گوگرد ، اتمهای فلزی همراه با هر کدام از اینها و یا ترکیب با همه اینها نظیر Ni ، V می‌باشد.

وزن مخصوص نفت خام
از خواص فیزیکی نفت خام که ارزش اقتصادی نفت خام بر مبنای آن سنجیده می‌شود، وزن مخصوص آن می‌باشد. لذا سنجش و نحوه محاسبه فرمول آن مهم است. اکثر کشورهای جهان ، وزن مخصوص نفت خام را برحسب درجه A.P.I که یک درجه بندی آمریکائی است، محاسبه می‌کنند. مشابه همین درجه بندی و سنجش ، وزن مخصوص نفت خام را در کشورهای اروپائی با درجه بندی Baume محاسبه می‌کنند که از لحاظ مقدار اندکی از درجه A. P.I کمتر می‌باشد.

سنجش وزن مخصوص نفت خام
سنجش وزن مخصوص نفت خام مانند سایر مواد و مایعات برمبنای قانون کلی که همان وزن واحد حجم مایع است، در شرایط ?F 60 و P=1at سنجیده می‌شود و مقدار آن در فرمول جایگزین شده و وزن مخصوص نفت خام را بر حسب درجه A.P.I یا درجه Baume می‌دهد.
بدلیل اینکه S.G (Pure water)=1 می‌باشد. لذا وزن مخصوص آب با درجه 10 ، API خواهدبود. بدلیل کوچکتر بودن وزن مخصوص نفت از آب که همواره عددی کوچکتر از 1 را برای وزن مخصوص نفت در 60?F خواهیم داشت. لذا هیچوقت در جدولها و محاسبات ، وزن مخصوص نفت بر حسب درجه A.P.I کوچکتر و مساوی 10 نخواهیم داشت.

تاثیر درجه حرارت بر وزن مخصوص نفت خام
از عواملی که سبب تغییر در وزن مخصوص نفت خام می‌شوند، تغییرات دما است. یعنی با بالارفتن دما ، وزن مخصوص کمتر شده و به درجه A. P.I افزوده می‌شود. همچنین بالا رفتن درجه حرارت اثر معکوس بر روی ویسکوزیته نفت خام می‌گذارد.

انواع مختلف نفت برحسب A.P.I
نفت سنگین با 10 الی 20 درجه A.P.I
نفت متوسط با 20 الی 30 درجه A.P.I
نفت سبک با بیش از 30 درجه A.P.I
وزن مخصوص نفت‌ها بستگی به ماهیت هیدروکربورهای مختلف دارد. هر قدر مقدار گاز محلول در روغن بیشتر باشد،چگالی آن کمتر خواهد بود. بنابراین پارافین‌ها دارای پایین ترین چگالی و نفتیک‌ها کمی بالاتر و آروماتیک‌ها بالاترین چگالی را دارند.

ضریب انبساط نفت خام
ضریب انبساط نفت خام از 6.1x10-4 الی 8.3x10-4 در نوسان بوده که با کاهش چگالی ، ضریب انبساط آن افزایش می‌یابد.

ارزش حرارتی و گرمایی ویژه نفت خام
ارزش حرارتی پایین نفت بین 9000 الی 11000 کیلوکالری است. گرمای ویژه نفت در دمای معمولی از 0.35 الی 0.55 کیلوکالری به کیلوگرم درجه است، که در صورت ازدیاد درجه حرارت به مقدار آن افزوده می‌شود.

نقطه اشتعال نفت
نقطه اشتعال نفت نیز به مقدار مواد زود جوش آن مربوط است، و می‌تواند از صفر الی 200C باشد. لذا در حمل و نقل نفت خام به دلایل ایمنی ، قسمتی از زودجوش‌ها را پایدار نموده و نقطه اشتعال را بالا می‌برند.

نقطه سفت شدن نفت خام
نقطه سفت شدن نفت خام عبارتست از دمائی که در آن خاصیت جاری شدن نفت خام به اتمام می‌رسد. این دما در حمل و نقل و انبارکردن نفت اهمیت بسزائی دارد.

پالایش نفت خام
از تصفیه یا پالایش نفت خام می‌توان فرآورده‌های زیادی بدست آورد، که قابل فروش در بازار باشند. نخستین گام در پالایش نفت خام عمل تقطیر است. تحمیل حرارت‌های زیاد در موقع تقطیر باعث تجزیه و شکسته شدن مولکول‌های نفت شده و اشکالاتی در ادامه پالایش نفت بوجود می‌آورد، که از عواقب آن ، ضایع شدن مواد و افزایش هرینه را می‌توان نام برد.

اولین چیزی که با شنیدن کلمه ی زلزله به ذهنمون میرسه ، همون تکونهای افقی، عمودی و دوّاره (والا از شما چه پنهون اسم علمیش یادم نیومد، آخه نه دبستانو مثل آدم درس خوندم نه راهنمایی و نه حتی دبیرستانو - الان وضعیّت دانشگاهم افتضاح تره!- ) ، بله در مورد چی صحبت می کردم؟ آهان بحثمون درباره ی تکونهای زمین بود (همون بندریه خودمونه).

از جمله نکاتی که در بررسی زلزله باید به اونها توجه داشت : قبل از زلزله، حین زلزله و بعد از زلزله س!

برای دانلود جزوات مهندسی نفت میتوانید به لینک زیر مراجعه کنید که مربوط به انجمن اندیشمندان جوان هست

   جزوات مهندسی نفت