بررسی روشهای ازدیاد تولید نفت با استفاده از منابع هیدروكربوری

توضیحات

بررسی روشهای ازدیاد تولید نفت با استفاده از منابع هیدروكربوری
فرمت فایل:Word (قابل ویرایش و آماده پرینت)
تعداد صفحه:60
فهرست مطالب :
مقدمه. 1
فصل اول: ازدياد برداشت از مخازن گاز ميعانی.. 2
1-1 مقدمه. 3
1-2 روش چرخش گاز متان. 4
1-3 تزریق گاز دی اکسید کربن.. 5
1-4 تزریق گاز نیتروژن. 6
1-5 سیلاب زنی.. 7
1-6 تزریق هوا 8
1-7 شکاف دهی هیدرولیکی.. 10
1-8 تزریق آب و گاز به صورت متناوب.. 10
فصل دوم: فرآیند ازدیاد برداشت نفت.. 12
2-1 مقدمه. 13
2-1-1 برداشت اولیه. 15
2-1-2 برداشت ثانویه. 15
2-1-3 برداشت ثالثیه. 16
2-1-4 ازدیاد برداشت نفت.. 17
2-1-5 بهبود برداشت نفت.. 18
2-2 منابع نفتی هدف برای روش های ازدیاد برداشت نفت.. 19
2-2-1 عوامل موثر در کاربرد روش های ازدیاد برداشت نفت.. 20
2-3 خصوصیات ایده آل یک فرآیند ازدیاد برداشت نفت.. 23
2-3-1 جا به جایی میکروسکوپیک و ماکروسکوپیک.. 23
2-3-2 ملاحظات کاربردی.. 27
2-4 دسته بندی کلی وتشریح روش های ازدیاد برداشت نفت.. 29
2-4-1 روش های شیمیایی.. 31
2-4-2 روش تزریق گازهای امتزاجی وغیر امتزاجی.. 37
2-4-3 روش های حرارتی.. 42
2-4-4 روش های نوین.. 46
2-5 معیارهای سنجش برای کاربرد روش های ازدیاد برداشت.. 59
منابع.61
مقدمه :
برحسب تعريف مخزن گاز ميعانی عبارت از مخازني مي باشد كه در تقسيم بندي انواع مخازن در حد فاصل بين مخازن نفت فرار و مخازن گاز تر قرار داشته باشد و يا به عبارت ديگر دماي فرار و مخازن گاز تر قرار داشته باشد و یا به عبارت دیگر دمای مخزن بین دمای بحرانی و حداکثر دمای دو فازی (حداکثر دمای چگالش) قرار می گیرد.
در این قبیل از مخازن سیالات موجود در مخزن تحت تاثیر کاهش فشار مخزن، از خود پدیده ای به نام «میعان قهقرائی» یا «معکوس» نشان می دهند که طی آن به محض رسیدن فشار مخزن به فشار نقطه اشباع، مقادیری از هیروکربورهای قابل مایع شدن شروع به چگالش از فاز بخار نموده و به صورت غشایی جداره سنگ مخزن را می پوشانند. با کاهش فشار مخزن به زیر نقطه شبنم، گاز «مخازن گاز میعانی» شروع به مایع شدن می کند و به صورت قطرات مایع روی سنگ مخزن پدیدار می گردد. این مایعات به وجود آمده با کاهش فشار بیشتر افزایش می یابند، به طوری که بعد از مدتی درصد اشباع آنها از مقدار بحرانی بیشتر شده و شروع به حرکت می کنند و در دهانه چاه تولید می شوند. به وجود آمدن میعانات گازی در درون مخزن باعث به وجود آمدن مشکلاتی می شود که مهمترین و جدی ترین آنها جمع شدن مایعات در درون مخزن و تولید نشدن آنها می باشد که از دو جنبه قابل توجه است:
از یک طرف تشكيل اين ميعانات در درون مخزن، به معني از دست دادن آنها مي باشد، چرا كه ديگر امكان توليد اين ميعانات ممكن نمي باشد و از طرف ديگر بالا رفتن درصد اشباع اين مايعات كاهش دبي جريان گاز را به همراه دارد. به طور کلی رو شهای گوناگونی برای ازدياد برداشت از مخازن گاز ميعانی وجود دارد که مهمترين آنها روش تزريق مجدد گاز می باشد.
روش هاي تزريق گاز به دو منظور
1- نگهداشتن كامل فشار جلوگیري از كاهش آن
2- جلوگيري از كاهش شدید افت فشار مي باشد
دقت شود كه در روش اول، فشار مخزن نمي افتد ولي در روش دوم، مخزن كاهش فشاري كمتری نسبت به حالتی که گاز تزریق نمی شود، خواهد داشت. در روش نگهداشتن كامل فشار، گاز توليد شده به درون مخزن تزريق مي گردد و تنها میعانات گازي از مخزن توليد می شود و اين گاز توليدي به صورت يك چرخه به درون مخزن تزريق شده و از آن توليد مي گردد. درهر دوي اين روش ها برای تزريق گاز نياز به امکانات و تجهیزات سر چاهی می باشد که به نحوی موجب افزایش هزینه های تولید می گردد، البته لازم به ذکر است که روش نگهداشتن کامل فشار، موجب افزایش بهره وری گاز میعانی نسبت به روش نگهداشتن جزئی فشار می گردد. ولی مسلماً این روش هزینه های بیشتری نیز می طلبد چرا که برخی از این مخازن دارای فشار اشباع بالایی می باشند.
در روش تزریق گاز خشک (N2,CO2,CH4) به مخازن گاز میعانی، تماس بین گاز خشک تزریق شده و گاز میعانی منجر به غنی شدن گاز خشک بر اثر انتقال جرم می گردد. تزریق گاز خشک از لحاظ تجری موجب تبخیر هیدروکربورهای سنگین و متوسط می گردد.
همانطور که گفته شد، به کارگیری روش نگهداشتن کامل فشار هزینه زیادی را در بر دارد. یک روش جایگزین مناسب این است که ابتدا مخزن را تا فشار مشخص زیر فشار اشباع تخلیه کرده و پس از آن، شروع به تزریق نماییم. تزریق موجب تبخیر میعانات گازی مخزن می گردد. این روش نه تنها میزان سرمایه گذاری، تجهیزات و هزینه عملیات را پایین می آورد بلکه موجب بهبود برداشت میعانات نیز می گردد.
فشار بالای نقطه شبنم و همچنین نفوذپذیری پایین موجب شده که فشار ته چاهی پایین تر از فشار نقطه شبنم باشد. با این حال تولید گاز میعانی با فشار ته چاهی پایین تر از فشار نقطه شبنم از لحاظ جرمی اثری بر روی برداشت نهایی میعانات ندارد، به شرط اینکه فشار مخزن نگه داشته شود و همچنین مشخصات مطلوب نفوذپذیری حفظ گردد.
1-2 روش چرخش گاز متان
محتوی میعانات مخازن گاز میعانی، قسمت ارزشمندی به شمار می رود. اما به خاطر میعان معکوس، قسمت بزرگی از این میعانات ممکن است در مخزن باقی بماند؛ لذا روش چرخش گاز متان در بسیاری از مخازن به کار می رود. در روش چرخش گاز، میعانات گازی از گاز تر تولید شده جدا می شوند و مابقی مجدداً به مخزن تزریق می شود. گاز برگشتی موجب نگهداشتن فشار مخزن می گردد و همچنین گاز تر را به سوی چاه های تولید می راند. به دلیل اینکه مایعات خارج شده از مخزن به عنوان بخشی از حجم گاز تر محسوب می شود، عدم تزریق گاز خشک اضافی موجب می شود تا فشار مخزن به آرامی کاهش یابد و در نهایت برای تولید گاز خشک از فشار مخزن کاسته می شود تا گاز خشک و مقداری از میعانات باقی مانده که جارو نشده اند تولید شوند.
با این وجود اگرچه این روش راه حل ایده آلی به نظر می رسد ولی در عمل دارای مشکلاتی نیز می باشد:
درآمد حاصل از گاز به تاخیر می افتد (ممکن است بین 10 تا 20 سال گاز تولید نشود)
چرخش گاز، هزینه های اضافی را تحمیل می کند (چاه های بیشتر جهت تزریق، امکانات فشرده سازی گاز و ...)
باید دانست حتی هنگامی که فشار بالاتر از نقطه شبنم نگه داشته می شود میزان برداشت میعانات به طور قابل ملاحظه ای کمتر از 100 درصد است.
گاز خشک، قابل امتزاج با تمام سیستم های گاز میعانی بوده و به صورت نرمال متان سازنده شاخص گاز خشک می باشد، چرخش گاز خشک یک نمونه خاص از جابجایی امتزاجی هیدروکربورها، برای بهبود برداشت می باشد. جابجایی یک سیال با سیال قابل امتزاج دیگر از دیدگاه میکروسکوپی بسیار موثر است و به صورت ایده آل 100 درصد در نظر گرفته می شود.ضریب بازیافت چرخش گاز ممکن است به چند فاکتور بازیافت تقسیم شود :
بازدهی کلی = بازدهی میکروسکوپی * بازدهی ماکروسکوپی
1-3 تزریق گاز دی اکسید کربن
تزریق گاز دی اکسید کربن به ناحیه اطراف چاه، یکی دیگر از روش های نگهداشتن فشار و بهبود، مخصوصاً برای کم کردن اثر سد میعانی می باشد. در این روش دی اکسید کربن ، میعانات در اطراف چاه را خارج کرده و متعاقباً موجب افزایش بهره دهی به سبب بر گشتن چاه به تولید می گردد. اثر تزریق گاز به مخزن گاز میعانی منجر به افزایش فشار نقطه شبنم می شود. استفاده از گاز دی اکسید کربن به خاطر کمبود منابع آن، قیمت و همچنین رفتار خورنده آن محدود می باشد.در آزمایشات مدل ترکیبی که برای ارزیابی عملکرد مخازن گاز میعانی به کار رفته بود، تاثیر تزریق گازهای غیر هیدروکربنی همانند دی اکسید کربن، نیتروژن و هوا برای بهبود برداشت از مخازن گاز میعانی مورد بررسی قرار گرفت. مدل نشان داد که گازهای غیر هیدروکربری قادر به تبخیر موثر میعانات هستند و همچنین از بین آنها، دی اکسید کربن موثر ترین برای تبخیر اجزای سنگین می باشد.
1-4 تزریق گاز نیتروژن
مزیت تزریق گاز نیتروژن فراونی آن، ارزانی نسبی و همچنین خصوصیات مطلوب تزریق از جمله ایمنی و غیر خورنده بودن آن می باشد. البته تزریق گاز نیتروژن نیز مشکلات مربوط به خود را دارد: فشار نقطه شبنم مخلوط گاز نیتروژن و گاز میعانی بالاتر از فشار نقطه شبنم گاز اولیه مخزن است لذا باعث می شود که بسیاری از میعانات از گاز خارج شوند. با این حال مطالعات نشان می دهد که، تنها در محدوده منحصر به چند فوت بر اثر پدیده های پراکندگی و پخش شدگی ممکن است در این ناحیه بالا برود ولی این ناحیه حجم کمی از مخزن را تشکیل می دهد و در نتیجه تنها مقدار کمی از میعانات گازی جدا می شود. محاسبات جابه جایی نشان می دهدکه تزریق گاز نیتروژن نتیجه ضعیفتری در بازدهی جابه جایی نسبت به گاز خشک دارد. بالاتر بودن میزان میعانات خارج شده از گاز و همچنین کاهش قدرت تبخیر، موجب کاهش بازدهی در تزریق نیتروژن به مخازن گازی می گردند.
و...