روش‌هاي ازدياد برداشت نفت از طريق تزريق گاز و ساير روش‌هاي نوين

دسته بندي : فنی و مهندسی » مهندسی شیمی
روش‌هاي ازدياد برداشت نفت از طريق تزريق گاز و ساير روش‌هاي نوين


چکیده :
محققان مختلف تعريف¬هاي متفاوتي از ازدياد برداشت نفت ارائه داده¬اند، اما به طور كلي هر روشي كه به برداشت بيشتر از برداشت اوليه نفت منجر شود، ازدياد برداشت نفت ناميده مي¬شود. البته بايد دقت كرد كه گاهي عبارت ازدياد برداشت نفت تنها معادل برداشت سوم در نظر گرفته مي¬شود. به عبارت ديگر هنوز بر سر در نظر گرفتن برداشت ثانويه به عنوان بخشي از ازدياد برداشت نفت توافقي وجود ندارد.
از آن¬جا كه بيشتر مخازن كشور در نيمه دوم عمر خود به سر مي¬برند و هر چه از عمر مخزن مي¬گذرد برداشت از آن دشوارتر مي¬شود بايد با روش¬هاي خاصي با توجه به شرايط مخزن، برداشت از آن را بهتر و بيشتر كرد، البته نبايد فراموش كرد كه در روش¬هاي ازدياد برداشت بايد از ميان روش¬هاي مختلف بهترين آن را از لحاظ عملي و اقتصادي انتخاب كرد.

مقدمه:
استفاده¬ي صحيح از منابع نفتي كشور، به منظور افزايش طول عمر آنها و برخورداري نسل¬هاي آينده از اين ذخاير خدادادي، ايجاب مي‌كند تا با مديريت صحيح اين منابع آشنا شويم. از نكات قابل توجه در مديريت مخازن، اتخاذ روش¬هايي براي حفظ و صيانت مخزن، بالابردن راندمان توليد و سعي بر نگه ‌داشتن آن در حد مطلوب در طول زمان مي¬باشد. بدين منظور، در اين پروژه سعي شده است تا ضمن آشنايي اجمالي با روش-هاي ازدياد برداشت از مخازن نفتي، بستري براي انعكاس نظرات كارشناسان كشور به منظور ارائه راه حل¬هاي مناسب در بهبود عملكرد مخازن نفتي ايجاد شود.
همچنين از آن¬جا كه بيشتر مخازن كشور در نيمه دوم عمر خود به سر مي¬برند و هر چه از عمر مخزن مي-گذرد برداشت از آن دشوارتر مي¬شود بايد با روش¬هاي خاصي با توجه به شرايط مخزن، برداشت از آن را بهتر و بيشتر كرد، البته نبايد فراموش كرد كه در روش¬هاي ازدياد برداشت بايد از ميان روش¬هاي مختلف بهترين آن را از لحاظ عملي و اقتصادي انتخاب كرد.

فهرست مطالب
چکيده
فصل اول: دسته بندي كلي و تشريح روش هاي ازدياد برداشت نفت
مقدمه
توليد اوليه نفت
ازدياد برداشت نفت
بهبود برداشت نفت
مراحل برداشت
برداشت اوليه
2.3. برداشت ثانويه
برداشت ثالثيه
4.1. منابع نفتي هدف براي روش¬هاي ازدياد برداشت نفت
عوامل مؤثر در كاربرد روش¬هاي ازدياد برداشت نفت
ميادين و ذخاير نفت خام ايران
دسته بندي و تشريح روش هاي ازدياد برداشت نفت
روش هاي شيميايي
روش كنترل پويايي
روش مواد فعال در سطح
روش تزريق گازهاي امتزاجي و غيرامتزاجي
روش هاي حرارتي
روش احتراق درجا
روش تزريق بخار
روش هاي نوين
روش تزريق بخار همراه با ريزش ثقلي
ازدياد برداشت نفت با استفاده از روش انرژي الكتريكي
ازدياد برداشت نفت با استفاده از روش تزريق ميكروبي
روش امواج زلزله و ازدياد برداشت
معيارهاي سنجش براي كاربرد روش¬هاي ازدياد برداشت نفت
فصل دوم: تزريق گاز
مقدمه
روش¬هاي تزريق گاز
رفتار فازي
نمودار سه گانه
نمودار فشار- دما
نمودار فشار- تركيب
مفاهيم جابه جايي امتزاجي و غيرامتزاجي
توصيف امتزاج¬پذيري تك تماسي و چند تماسي با نمودار سه¬گانه
توصيف آزمايشگاهي نقش رفتار فازي بر جابه¬جايي امتزاجي
فشار امتزاج¬پذيري
محاسبه حداقل فشار امتزاج¬پذيري با روش¬هاي آزمايشگاهي
دستگاه لوله قلمي
دستگاه حباب بالارونده
محاسبه حداقل فشار امتزاج¬پذيري با روابط تجربي
فرآيند رانش گاز ميعاني
فرآيند رانش گاز تبخيري
فرآيند تزريق دي¬اكسيدكربن
محاسبه حداقل فشار امتزاج¬پذيري با معادلات حالت
تزريق گاز غيرامتزاجي
تزريق گاز به كلاهك گازي
تزريق گاز به ناحيه نفتي
تزريق تناوبي آب و گاز
تزريق كف
تزريق گاز امتزاجي
جابه جايي امتزاجي تك¬تماسي
امتزاج پذيري چندتماسي
روش¬هاي اصلي جابه¬جايي امتزاجي
تزريق گاز فشار بالا
تزريق گاز غني شده
تزريق توده گاز مايع شده نفت
تزريق توده الكل
بهبود روش¬هاي جابه¬جايي امتزاجي
تزريق دي¬اكسيدكربن (CO2)
مهمترين خواص دي¬اكسيدكربن
اثر شيميايي دي¬اكسيدكربن روي سيالات مخزن
اثر دي¬اكسيدكربن روي سنگ مخزن
جابه¬جايي غيرامتزاجي با دي¬اكسيدكربن
جابه¬جايي امتزاجي با دي¬اكسيدكربن
تشكيل توده امتزاجي
توصيف روي نمودار سه گانه
كاربرد تزريق دي¬اكسيدكربن
بررسي تأثير پارامترهاي مخزن بر امتزاج¬ناپذيري دي¬اكسيدكربن
تخلخل ثانويه يا شكستگي
تحرك¬پذيري
عمق
دبي تزريقي
گذردهي
تعداد چاه¬ها
تزريق نيتروژن (N2)
تأمين گاز مورد نياز و اهميت آن جهت تزريق و منافع اقتصادي كشور
اهميت بحث ازدياد برداشت نفت در ايران
مزاياي عملياتي اجراي پروژه¬هاي تزريق گاز در ميادين نفتي كشور
ضرورت تزريق گازهاي جايگزين ازت، هوا و دي¬اكسيدكربن
مزايا و معايب استفاده از گازهاي جايگزين در طرح¬هاي ازدياد برداشت
تزريق ازت
تزريق هوا
تزريق دي¬اكسيدكربن
منابع و مآخذ

فهرست اشكال
شکل 1-1 – Flow sheet diagram showing the process steps in EOR
شکل 1- 2 – مراحل توليد نفت از مخزن
شکل 1-3 – كل منابع نفتي دنيا تا پايان سال 2004
شکل 1-4 – سيلابزني پليمري
شکل 1-5- سيلابزني
شکل 1-6 – بهبود راندمان جابه¬جايي ماكروسكوپيك با سيلابزني پليمري
شکل 1-7 – فرآيند تزريق مواد فعال در سطح و پليمري
شکل 1-8 – فرآيند امتزاج¬پذيري تك تماسي با گاز مايع شده نفت و گاز خشك
شکل 1-9 – روش تناوبي آب – گاز
شکل 1-10 – شماتيك فرآيند تزريق تناوبي بخار (CSS)
شکل 1-11 – شماتيك فرآيند تزريق مداوم بخار (STEAM FLOODING)
شکل 1-12 – مکانيسم روش SAGD
شکل 1-13 – شماتيک فرايند SAGD
شکل 1-14 – چاههاي تزريقي و توليدي در SAGD
شکل 1-15 – گسترش عمودي محفظه بخار در بالاي چاههاي افقي موازي مجاور به هم
شکل 1-16 – شماتيك گرمايش دي¬الكتريك
شکل 1-17 – شماتيك گرمايش مقاومتي
شکل 1-18 – تغييرات دمايي نفت سنگين و آب¬نمك 30000ppm در ولتاژ 200
شکل 1-19 – تغييرات دمايي نفت سنگين و آب¬نمك 30000ppm در ولتاژ 200
شکل 1-20 – تغييرات دمايي نزديك الكترود مثبت در ولتاژ 200
شکل 21-1- Cell number in oil reservoir microcosms after 2 weeks incubation with addition of different nutrient types. A : no nutrient added ; B: molasses ; C: e. coli biomass ; and D : reservoir microbe biomass.
شکل 1-22Microbial consortia and their metabolites with applications in MEOR- 42
شکل 1-23 – In situ MEOR processes
شکل 1-24 – Before & After MEOR process
شکل 1-25 – قاعده سر انگشتي براي انتخاب فرآيند مناسب بر حسب گرانروي نفت و عمق مخزن
شکل 2-1 – نمودار فازي سه¬گانه براي سيستمي شامل اجزاء A، Bو C كه با هر نسبتي
امتزاج¬پذيرند
شکل 2-2 – نمودار فازي سه¬گانه براي سيستمي شامل اجزاي A، B و C با انحلال محدود
شکل 2-3 – نمايش گروه¬هاي هيدروكربني روي نمودار سه¬گانه
شکل 2-4 – نمودار فشار – دما براي يك سيستم چند جزئي با تركيب ثابت
شکل 2-5 – نمودار فازي فشار – دما براي تركيبات اتان و نرمال هپتان
شکل 2-6 - مكان هندسي نقاط بحراني انواع سيستم¬هاي دو جزئي نرمال پارافين¬ها
شکل 2-7 - نمودار فشار – تركيب تحت فرآيند تراكم همدما
شکل 2-8 – نمودار فشار – تركيب در دماهاي متفاوت براي سيستم متان/ نرمال بوتان
شکل 2-9 – نمودار فشار – تركيب براي سيستم ايزوبوتان / دي¬اكسيدكربن
شکل 2-10 – نمودار فشار – تركيب براي مخلوط C1 با سيستم مايع C1/n-C4/C10 در دماي

شکل 2-11- اثر تركيب گاز (C1/n-C4) بر فشار فوق بحراني براي سيستم C1/n-C4/C10 در دماي
شکل 2-12 – فرآيند غيرامتزاجي گاز (متان) و مايع (نفت) در فشار و دماي مخزن
شکل 2-13 – فرآيند امتزاجي گاز (متان) و مايع (پروپان) در فشار و دماي مخزن
شکل 2-14 – فرآيند امتزاجي مايع (پروپان) و مايع (نفت) در فشار و دماي مخزن
شکل 2-15 – امتزاج¬پذيري تك تماسي: تركيبات ناحيه M، بين دو ناحيه V و M و دو ناحيه L و M
شکل 2-16 – فرآيندهاي غيرامتزاجي و امتزاج¬پذيري تك¬تماسي و چندتماسي
شکل 2-17 – نمايش فرآيند امتزاج¬ناپذير تزريق گاز فشار بالا روي نمودار سه¬گانه
شکل 2-18 – تغييرات دو فازي بر حسب فشار در دماي ثابت
شکل 2-19 – تغيير ناحيه دو فازي بر حسب دما در فشار ثابت
شکل 2-20 - جابه¬جايي امتزاجي تك¬تماسي مخلوط C4/C10 با دي¬اكسيدكربن
شکل 2-21 - جابه¬جايي امتزاجي ديناميك مخلوط C4/C10 با دي¬اكسيدكربن
شکل 2-22 - جابه¬جايي غيرامتزاجي مخلوط C4/C10 با دي¬اكسيدكربن
شکل 2-23 – نمودار سه¬گانه نشان¬دهنده فشار امتزاج¬پذيري در دماي مخزن
شکل 2-24 – فرآيند رانش گاز تبخيري در حداقل فشار امتزاج¬پذيري
شکل 2-25 – فرآيند رانش گاز ميعاني در حداقل فشار امتزاج¬پذيري
شکل 2-26 – دستگاه لوله قلمي
شکل 2-27 – نتايج آزمايش دستگاه لوله قلمي
شکل 2-28 – نتايج آزمايش حداقل فشار امتزاج¬پذيري براي دستگاه لوله قلمي
شکل 2-29 – دستگاه حباب بالارونده
شکل 2-30 – روابط تجربي براي تعيين حداقل فشار امتزاج¬پذيري در فرآيند رانش گاز ميعاني در دماي
شکل 2-31 – روابط تجربي براي تعيين حداقل فشار امتزاج¬پذيري در فرآيند رانش گاز ميعاني در دماي
شکل 2-32 – روابط تجربي براي تعيين حداقل فشار امتزاج¬پذيري در فرآيند رانش گاز ميعاني در دماي
شکل 2-33 – فشار امتزاج¬پذيري در جابه¬جايي امتزاجي دي¬اكسيدكربن
شکل 2-34 – مدل ترموديناميكي براي محاسبه¬ي حداقل فشار امتزاج¬پذيري در فرآيند رانش گاز تبخيري
شکل 2-35 – مدل ترموديناميكي براي محاسبه¬ي حداقل فشار امتزاج¬پذيري در فرآيند رانش گاز ميعاني
شکل 2-36 – مقايسه ميزان توليد نفت با استفاده از روش¬هاي مختلف
شکل 2-37 – مقايسه روش تزريق متناوب آب گرم و گاز گرم و روش تزريق متناوب آب و گاز سرد در مخزن بدون شكاف(معمولي)
شکل 2-38 – مقايسه روش تزريق متناوب آب گرم و گاز گرم و روش تزريق متناوب آب و گاز سرد در مخزن شكافدار
شکل 2-39 – نحوه¬ي تزريق حلال S و سيال پيش¬برنده C در جابه¬جايي تك تماسي در مخزن
شکل 2-40 – مراحل فازي تزريق گاز فشار بالا
شکل 2-41 – مراحل مختلف تشكيل پيشاني جبهه امتزاجي در مخزن
شکل 2-42 – تغييرات فشار امتزاج¬پذيري در سيستم نفت – متان هنگام نشستن نيتروژن به جاي متان
شکل 2-43 – مراحل تزريق گاز غني¬ شده (جا¬به¬جايي گاز ميعاني)
شکل 2-44 – مراحل مختلف تزريق گاز غني شده در مخزن
شکل 2-45 – تزريق توده گاز مايع شده نفت
شکل 2-46 – نمودار فازي تركيب متان و گاز مايع شده نفت
شکل 2-47 – نمودار فازي دي¬اكسيدكربن
شکل 2-48 – ضريب افزايش حجم نفت خام بر مبناي محتواي دي¬اكسيدكربن (درصد مولي) و وزن مولكولي نفت
شکل 2-49 – حلاليت دي¬اكسيدكربن در آب خالص و آب شور
شکل 2-50 – افزايش گرانروي آب برمبناي دي¬اكسيدكربن محلول
شکل 2-51 – حلاليت كربنات كلسيم در اسيدكربنيك
شکل 2-52 – حلاليت كربنات منيزيم در اسيدكربنيك
شکل 2-53 – افزايش تراوايي يك نمونه سنگ كربناته با تزريق آب كربناته
شکل 2-54 – منحني¬هاي تراوايي نسبي سيستم گاز و نفت
شکل 2-55 – منحني¬هاي تراوايي نسبي آب و نفت، نشان¬دهنده اثر دي¬اكسيدكربن محلول
شکل 2-56 – حلاليت دي¬اكسيدكربن در نفت¬هاي خام متفاوت در دماي
شکل 2-57 – حلاليت دي¬اكسيدكربن در نفت¬ها و دماهاي مختلف
شکل 2-58 – انتقال جرم نفت و دي¬اكسيدكربن
شکل 2-59 – رفتار متان و دي¬اكسيدكربن در تزريق گاز فشار بالا
شکل 2-60 – رفتار تركيبات مياني و دي¬اكسيدكربن
شکل 2-61 – رفتار سيستم چهر جزئي شامل دي¬اكسيدكربن
شکل 2-62 – شماتيك فرآيند تزريق نيتروژن
شکل 2-63 – شماتيك فرآيند بازيافت نيتروژن
شکل 2-64 – كاهش ميزان توليد در صورت استفاده نكردن از روش¬هاي ازدياد برداشت
شکل 2-65 – درصد توليد ناشي از اجراي پروژه¬هاي مختلف ازدياد برداشت در نقاط مختلف
جهان
شکل 2-66 – افزايش توليد ناشي از اجراي پروژه¬هاي ازدياد برداشت CO2 در ايالت متحده
آمريكا