چهارشنبه ۰۹ مرداد ۹۸ | ۱۱:۵۱ ۱,۱۵۹ بازديد
استخراج نفت به مجموعه عملیاتی گفته می‌شود که در طی آن نفت خام به منظور استحصال و بهره‌برداری از آن، به طرق مختلف از داخل زمین خارج و قابل استفاده می‌شود. امروزه زمین‌شناسان با استفاده از دستگاه‌های لرزه‌نگاری موفق به شناسایی میادین نفتی شده و تیمهای حفاری با حفر چاه نفت شرایط را برای شروع فعالیت تیمهای استخراج نفت و نصب ادوات مخصوص آنها فراهم می‌آورند .
گاز طبيعي و آب شور در اغلب مخازن نفتي در کنار نفت حضور دارند. تفکيک نفت موجود در مخزن با اين فبيل ناخالصي‌ها يکي از مهمترين بخشهاي فعاليت استخراج‌کنندگان نفت مي‌باشد .
تاريخچه استخراج نفت :
سابقه اکتشاف نفت در ايران به حدود 4000 سال پيش ميرسد ايرانيان باستان به عنوان مواد سوختي و قيراندود کردن کشتي‌ها ، ساختمانها و پشت بامها از اين مواد استفاده مي کردند نادر شاه در جنگ با سپاهيان هند قير را آتش زد و مورد استفاده قرار داد در بعضي از معابد ايران باستان براي افروختن آتش مقدس از گاز طبيعي استفاده شده و بر اساس يک گزارش تاريخي يک درويش در حوالي باکو چاه نفتي داشته که از فروش آن امرار معاش مي‌کرده است .
تاسيس شرکت نفت انگلستان و ايران
در سال 1909 تاسيس شرکت نفت انگلستان و ايران در لندن به ثبت داده شد نخستين چاه 26 ماه مه 1908 در عمق کمتر از 400 متر در مسجد سليمان به نفت رسيده بود .
دارسي براي اکتشاف و استخراج نفت ايران مهندس جورج رينولدز را به ايران فرستاد و در سال 1905 نيز با شرکت انگليسي نفت برمه شريک شد. رينولدز که معروف به جرج سر سخت بود بعد از 3 سال حفاري در مسجد سليمان موفق به کشف نفت نشد و بارها توسط دارسي به لندن فرا خوانده شده بود اما او هر بار به بهانه اي حفاري را با سرسختي ادامه ميداد سر انجام روزي که آخرين نامه دارسي به دست او رسيد و او را به شدت توبيخ کرده که: "چرا از دستور اطاعت نميکني و پول و سرمايه را بيش از اين خودسرانه هدر ميدهي وميبايستي به سرعت خود را به لندن معرفي کني" اما باز ربنولدز علي رغم دستور دارسي يک روز ديگر به حفاري ادامه داد تا سر انجام به نفت رسيد .
عکسبرداري هوايي :
اگر در منطقه‌اي به وجود نفت مشکوک شوند از آنجا عکسبرداري هوايي مي‌کنند تا پستي و بلنديهاي سطح زمين را دقيقا منعکس نمايند آنگاه عکس را به صورت فتوموزائيک درآورده و با دستگاه استريوسکوپ مورد مطالعه قرار مي‌دهند .
نقشه برداري عملي :
براي گويا کردن عکسهاي هوايي نقشه برداري از محل ، توسط اکيپي صورت مي‌گيرد فواصل و اختلاف ارتفاع با دستگاه فاصله ياب يا تئودوليت تعيين مي‌شود و بدين ترتيب نقطه به نقطه محل مورد نظر مطالعه مي‌شود .
نقشه کشي :
اطلاعات بدست آورده را بوسيله دستگاه پانتوگراف در اندازه‌هاي بزرگتر و يا کوچکتر رسم کرده و همراه با عکسهاي هوايي نقشه پانتوگرافي که پستي و بلنديهاي سطح زمين را نشان مي دهد رسم مي کنند .
آزمايش روي نمونه هاي سطحي :
پس از نمونه برداري ، آنها را شماره گذاري کرده و در کيسه‌هاي مخصوص به آزمايشگاه مي‌فرستند در آنجا بر روي يک شيشه مستطيل شکلي کمي چسب کانادا قرار داده و مقداري از خرده سنگهاي دانه بندي شده را روي آن مي‌چسبانند سپس آنها را سائيده تا ضخامت آن 02 ميليمتر گردد و نور بتواند از آن عبور کند اين نمونه ها را که اسلايد مي‌گويند در زير ميکروسکوپ قرار داده تا از نظر زمين شناسي ، نوع سنگ ، فسيل شناسي ، ميکروفسيل شناسي و ساختار زمين مورد بررسي قرار گيرد .
رسم نقشه زمين شناسي :
با در دست داشتن نتايجي که از روي نمونه‌هاي سطح زمين بدست آمده ، عکسهاي هوايي و نقشه‌هاي توپوگرافي ، نقشه زمين شناسي سطح زمين را رسم مي کنند با داشتن خطوط ميزان منحني ، بعد سوم يا ارتفاعات را هم روي آنها مشخص مي‌کنند .
نقشه ساختماني زيرزميني :
براي آگاهي نسبت به زير زمين نياز به روشهاي غير مستقيم است که يکي از آنها روشهاي ژئوفيزيکي است بوسيله اين روشها شکل لايه هاي زير زمين را مشخص کرده و مي‌توان تا اعماق زيادي اکتشاف غير مستقيم نمود .
حفر چاه :
پس از اطمينان از اينکه لايه هاي اعماق زمين مناسب ايجاد نفتگير است و در صورتي که ذخيره هيدروکربورهاي آن قابل ملاحظه باشد، محل حفر چاه را با علامت روي زمين مشخص کرده و دکل حفاري را در محل بر پا مي کنند عمليات جاده سازي از جاده اصلي تا سر چاه و کارگذاري يک لوله آب به منظور آبرساني به دستگاههاي حفاري نيز انجام مي‌شود دستگاه حفاري قابل حمل بوده و دکلهاي بزرگ از چندين قسمت تشکيل شده‌اند که به هنگام استفاده قطعات آن را به هم وصل مي‌کنند .
آزمايش روي نمونه‌هاي عمقي :
در ضمن حفاري خرده سنگهايي که بوسيله گل حفاري به سطح زمين آورده شده‌اند توسط الک‌هايي از گل حفاري جدا شده و براي مطالعه به آزمايشگاه مي‌فرستند آگاهيهاي بدست آمده را به عنوان يک داده جديد به سيستم اکتشاف مي‌دهند .
تهيه مقاطع بزرگ :
براي تهيه مقاطع بزرگ از يک مته الماسه موجدار توخالي استفاده مي شود تا لايه هاي اعماق زميني را برش داده و به سطح زمين آورد روي اين لايه ها که به مغزه معروف است عمق را نوشته و براي آزمايش در جعبه‌هاي مخصوص نگهداري مي‌کنند روي اين مغزه‌ها دو دسته عمليات انجام مي‌گيرد يکي مطالعات مهندسي مخازن يا پتروفيزيکي است که در آن ميزان خلل و فرج سنگ را اندازه گيري مي کنند، و ديگري مطالعات زمين شناسي است که روي مقاطع نازک آن صورت مي‌گيرد براي اين کار اسلايدي به ضخامت 20 ميليمتر از آن تهيه کرده و به آن آليزارين يا فروسيانور مي‌افزايند تا معلوم شود که نوع سنگ ، آهکي و يا از جنس دولوميت است در صورتي که سنگ آهکي باشد رنگ اسلايد قهوه‌اي مي‌شود .
مراحل استخراج نفت :
دوره افزايش دبي :
اين دوره بعد از حفاري چاه نفت و برآورد مقدار ذخيره کل مخزن و تشخيص ميزان نفت قابل برداشت و اقتصادي بودن برداشت از اين ميدان آغاز مي‌شود. در اين مرحله به دليل توسعه ميدان و ساخت تاسيسات بالادستي توليد نفت با روند نسبتاً ثابتي در حال افزايش است. در اين دوره به دليل بالا بودن فشار سيال، مخزن به صورت مخزن نامحدود (به انگليسي : Infinite Acting) در نظر گرفته مي‌شود. در اين مرحله هرچه تعداد چاه‌هاي حفر شده بيشتر باشد، افزايش دبي ادامه پيدا مي‌کند .
دوره تثبيت دبي :
در زماني که حفر چاه‌هاي جديد به پايان رسيد و برداشت با ظرفيت ثابت شروع شد، مرحله دوم از عمر مخازن ظاهر مي‌شود. مدت زمان اين دوره را پارامترهايي نظير ارتفاع ستون هيدروکربني، خصوصيت زمين و ساز و کارهاي اجرايي و تعميرات دوره‌اي تاسيسات کنترل مي‌کنند. ميزان درازاي زمان اين دوره بستگي به استراتژي تدوين شده در استخراج نفت از مخزن دارد. برداشت بي‌رويه نفت در اين مرحه مي‌تواند منجر به مخلوط شدن گاز و آب با نفت استخراجي شود که تبعات اقتصادي سنگين وارد بر تجهيزات و تعطيلي چندين ماهه برداشت از ميدان را به دنبال دارد .
دوره کاهش دبي :
در علم مهندسي نفت به دوره‌اي اطلاق مي‌شود که امکان تثبيت دبي از طريق افزايش چاه‌هاي توليدي مقدور نباشد و توليد مخزن نسبت به زمان دستخوش افت توليد مي‌شود. با بهره‌برداري مداوم از مخزن، سيال موجود در آن کم مي‌شود و در نتيجه ارتفاع ستون هيدروکربني و انرژي طبيعي مخزن کاهش مي‌يابد. در اين مرحله است که تزريق گاز به ميدان نفتي يا تزريق بخار به ميدان نفتي مي‌تواند کمک به افزايش دبي مقطعي کند .
روش هاي استخراج نفت :
پس از عمليات حفر چاه و اصابت آن به مخزن نفت، به دليل فشار زياد موجود در مخزن، جريان نفت به سوي دهانه خروجي چاه سرازير مي شود. اين مرحله از استخراج كه عامل آن فشار داخل خود مخزن است به بازيافت اوليه نفت موسوم است. در برداشت اوليه نفت ، از انرژي خود مخزن براي توليد نفت استفاده مي شود.البته اين بدان معنا نيست كه اگر نفت خود به خود به سطح زمين نيايد، برداشت اوليه وجود نخواهد داشت،بلكه وقتي از پمپ براي بالا آوردن نفت استفاده ميكنيم،در واقع هنوز در مرحله اول برداشت نفـــــــت قرار داريم. در اين مرحله انرژي خاصي وارد مخزن نمي شود.با افزايش توليد و كاهش فشار، سرعت توليد نيز كاهش مي يابد تا اينكه فشار به حدي ميرسد كه ديگر نفت خارج نمي شود. در اين مرحله ممكن است ار ۳۰ تا ۵۰ درصد كل نفت مخزن استخراج شود. علاوه بر فشار مخزن عوامل ديگري منند خواص سنگ مخزن و ميزان تخلخل آنها و همچنين دماي مخازن نيز در ميزان توليد مؤثرند .
به عنوان مثال، كل نفت مخازن آمريكا حدود۱۰۹*۴۰۰ بشكه بوده است كه تا سال ۱۹۷۰ حدود ۱۰۹*۱۰۰ بشكه آن توسط روشهاي اوليه استخراج شده اند.البته هر چه ميزان گاز آزاد در مخزن بيشتر باشد مقدار توليد نفت توسط اين روش بيشتر است، زيرا تغييرات حجم گاز در مقابل تغيير فشار بسيار زياد است. به عنوان مثال در ايالت پنسيلوانياي آمريكا به دليل پايين بودن نفوذپذيري (كمتر از ۵۰ ميلي دارسي) و انرژي كم مخزن كه ناشي از پايين بودن مقدار گاز طبيعي آزاد است، ميزان نفت استخراج شده با روشهاي اوليه بين ۵ تا ۲۵ درصد كل نفت بوده است و به همين دليل در اين ايالت روشهاي مرحله دوم از سال ۱۹۰۰ شروع شده است .
منبع:nisoc.
گاز طبيعي و آب شور در اغلب مخازن نفتي در کنار نفت حضور دارند. تفکيک نفت موجود در مخزن با اين فبيل ناخالصي‌ها يکي از مهمترين بخشهاي فعاليت استخراج‌کنندگان نفت مي‌باشد .
تاريخچه استخراج نفت :
سابقه اکتشاف نفت در ايران به حدود 4000 سال پيش ميرسد ايرانيان باستان به عنوان مواد سوختي و قيراندود کردن کشتي‌ها ، ساختمانها و پشت بامها از اين مواد استفاده مي کردند نادر شاه در جنگ با سپاهيان هند قير را آتش زد و مورد استفاده قرار داد در بعضي از معابد ايران باستان براي افروختن آتش مقدس از گاز طبيعي استفاده شده و بر اساس يک گزارش تاريخي يک درويش در حوالي باکو چاه نفتي داشته که از فروش آن امرار معاش مي‌کرده است .
تاسيس شرکت نفت انگلستان و ايران
در سال 1909 تاسيس شرکت نفت انگلستان و ايران در لندن به ثبت داده شد نخستين چاه 26 ماه مه 1908 در عمق کمتر از 400 متر در مسجد سليمان به نفت رسيده بود .
دارسي براي اکتشاف و استخراج نفت ايران مهندس جورج رينولدز را به ايران فرستاد و در سال 1905 نيز با شرکت انگليسي نفت برمه شريک شد. رينولدز که معروف به جرج سر سخت بود بعد از 3 سال حفاري در مسجد سليمان موفق به کشف نفت نشد و بارها توسط دارسي به لندن فرا خوانده شده بود اما او هر بار به بهانه اي حفاري را با سرسختي ادامه ميداد سر انجام روزي که آخرين نامه دارسي به دست او رسيد و او را به شدت توبيخ کرده که: "چرا از دستور اطاعت نميکني و پول و سرمايه را بيش از اين خودسرانه هدر ميدهي وميبايستي به سرعت خود را به لندن معرفي کني" اما باز ربنولدز علي رغم دستور دارسي يک روز ديگر به حفاري ادامه داد تا سر انجام به نفت رسيد .
عکسبرداري هوايي :
اگر در منطقه‌اي به وجود نفت مشکوک شوند از آنجا عکسبرداري هوايي مي‌کنند تا پستي و بلنديهاي سطح زمين را دقيقا منعکس نمايند آنگاه عکس را به صورت فتوموزائيک درآورده و با دستگاه استريوسکوپ مورد مطالعه قرار مي‌دهند .
نقشه برداري عملي :
براي گويا کردن عکسهاي هوايي نقشه برداري از محل ، توسط اکيپي صورت مي‌گيرد فواصل و اختلاف ارتفاع با دستگاه فاصله ياب يا تئودوليت تعيين مي‌شود و بدين ترتيب نقطه به نقطه محل مورد نظر مطالعه مي‌شود .
نقشه کشي :
اطلاعات بدست آورده را بوسيله دستگاه پانتوگراف در اندازه‌هاي بزرگتر و يا کوچکتر رسم کرده و همراه با عکسهاي هوايي نقشه پانتوگرافي که پستي و بلنديهاي سطح زمين را نشان مي دهد رسم مي کنند .
آزمايش روي نمونه هاي سطحي :
پس از نمونه برداري ، آنها را شماره گذاري کرده و در کيسه‌هاي مخصوص به آزمايشگاه مي‌فرستند در آنجا بر روي يک شيشه مستطيل شکلي کمي چسب کانادا قرار داده و مقداري از خرده سنگهاي دانه بندي شده را روي آن مي‌چسبانند سپس آنها را سائيده تا ضخامت آن 02 ميليمتر گردد و نور بتواند از آن عبور کند اين نمونه ها را که اسلايد مي‌گويند در زير ميکروسکوپ قرار داده تا از نظر زمين شناسي ، نوع سنگ ، فسيل شناسي ، ميکروفسيل شناسي و ساختار زمين مورد بررسي قرار گيرد .
رسم نقشه زمين شناسي :
با در دست داشتن نتايجي که از روي نمونه‌هاي سطح زمين بدست آمده ، عکسهاي هوايي و نقشه‌هاي توپوگرافي ، نقشه زمين شناسي سطح زمين را رسم مي کنند با داشتن خطوط ميزان منحني ، بعد سوم يا ارتفاعات را هم روي آنها مشخص مي‌کنند .
نقشه ساختماني زيرزميني :
براي آگاهي نسبت به زير زمين نياز به روشهاي غير مستقيم است که يکي از آنها روشهاي ژئوفيزيکي است بوسيله اين روشها شکل لايه هاي زير زمين را مشخص کرده و مي‌توان تا اعماق زيادي اکتشاف غير مستقيم نمود .
حفر چاه :
پس از اطمينان از اينکه لايه هاي اعماق زمين مناسب ايجاد نفتگير است و در صورتي که ذخيره هيدروکربورهاي آن قابل ملاحظه باشد، محل حفر چاه را با علامت روي زمين مشخص کرده و دکل حفاري را در محل بر پا مي کنند عمليات جاده سازي از جاده اصلي تا سر چاه و کارگذاري يک لوله آب به منظور آبرساني به دستگاههاي حفاري نيز انجام مي‌شود دستگاه حفاري قابل حمل بوده و دکلهاي بزرگ از چندين قسمت تشکيل شده‌اند که به هنگام استفاده قطعات آن را به هم وصل مي‌کنند .
آزمايش روي نمونه‌هاي عمقي :
در ضمن حفاري خرده سنگهايي که بوسيله گل حفاري به سطح زمين آورده شده‌اند توسط الک‌هايي از گل حفاري جدا شده و براي مطالعه به آزمايشگاه مي‌فرستند آگاهيهاي بدست آمده را به عنوان يک داده جديد به سيستم اکتشاف مي‌دهند .
تهيه مقاطع بزرگ :
براي تهيه مقاطع بزرگ از يک مته الماسه موجدار توخالي استفاده مي شود تا لايه هاي اعماق زميني را برش داده و به سطح زمين آورد روي اين لايه ها که به مغزه معروف است عمق را نوشته و براي آزمايش در جعبه‌هاي مخصوص نگهداري مي‌کنند روي اين مغزه‌ها دو دسته عمليات انجام مي‌گيرد يکي مطالعات مهندسي مخازن يا پتروفيزيکي است که در آن ميزان خلل و فرج سنگ را اندازه گيري مي کنند، و ديگري مطالعات زمين شناسي است که روي مقاطع نازک آن صورت مي‌گيرد براي اين کار اسلايدي به ضخامت 20 ميليمتر از آن تهيه کرده و به آن آليزارين يا فروسيانور مي‌افزايند تا معلوم شود که نوع سنگ ، آهکي و يا از جنس دولوميت است در صورتي که سنگ آهکي باشد رنگ اسلايد قهوه‌اي مي‌شود .
مراحل استخراج نفت :
دوره افزايش دبي :
اين دوره بعد از حفاري چاه نفت و برآورد مقدار ذخيره کل مخزن و تشخيص ميزان نفت قابل برداشت و اقتصادي بودن برداشت از اين ميدان آغاز مي‌شود. در اين مرحله به دليل توسعه ميدان و ساخت تاسيسات بالادستي توليد نفت با روند نسبتاً ثابتي در حال افزايش است. در اين دوره به دليل بالا بودن فشار سيال، مخزن به صورت مخزن نامحدود (به انگليسي : Infinite Acting) در نظر گرفته مي‌شود. در اين مرحله هرچه تعداد چاه‌هاي حفر شده بيشتر باشد، افزايش دبي ادامه پيدا مي‌کند .
دوره تثبيت دبي :
در زماني که حفر چاه‌هاي جديد به پايان رسيد و برداشت با ظرفيت ثابت شروع شد، مرحله دوم از عمر مخازن ظاهر مي‌شود. مدت زمان اين دوره را پارامترهايي نظير ارتفاع ستون هيدروکربني، خصوصيت زمين و ساز و کارهاي اجرايي و تعميرات دوره‌اي تاسيسات کنترل مي‌کنند. ميزان درازاي زمان اين دوره بستگي به استراتژي تدوين شده در استخراج نفت از مخزن دارد. برداشت بي‌رويه نفت در اين مرحه مي‌تواند منجر به مخلوط شدن گاز و آب با نفت استخراجي شود که تبعات اقتصادي سنگين وارد بر تجهيزات و تعطيلي چندين ماهه برداشت از ميدان را به دنبال دارد .
دوره کاهش دبي :
در علم مهندسي نفت به دوره‌اي اطلاق مي‌شود که امکان تثبيت دبي از طريق افزايش چاه‌هاي توليدي مقدور نباشد و توليد مخزن نسبت به زمان دستخوش افت توليد مي‌شود. با بهره‌برداري مداوم از مخزن، سيال موجود در آن کم مي‌شود و در نتيجه ارتفاع ستون هيدروکربني و انرژي طبيعي مخزن کاهش مي‌يابد. در اين مرحله است که تزريق گاز به ميدان نفتي يا تزريق بخار به ميدان نفتي مي‌تواند کمک به افزايش دبي مقطعي کند .
روش هاي استخراج نفت :
پس از عمليات حفر چاه و اصابت آن به مخزن نفت، به دليل فشار زياد موجود در مخزن، جريان نفت به سوي دهانه خروجي چاه سرازير مي شود. اين مرحله از استخراج كه عامل آن فشار داخل خود مخزن است به بازيافت اوليه نفت موسوم است. در برداشت اوليه نفت ، از انرژي خود مخزن براي توليد نفت استفاده مي شود.البته اين بدان معنا نيست كه اگر نفت خود به خود به سطح زمين نيايد، برداشت اوليه وجود نخواهد داشت،بلكه وقتي از پمپ براي بالا آوردن نفت استفاده ميكنيم،در واقع هنوز در مرحله اول برداشت نفـــــــت قرار داريم. در اين مرحله انرژي خاصي وارد مخزن نمي شود.با افزايش توليد و كاهش فشار، سرعت توليد نيز كاهش مي يابد تا اينكه فشار به حدي ميرسد كه ديگر نفت خارج نمي شود. در اين مرحله ممكن است ار ۳۰ تا ۵۰ درصد كل نفت مخزن استخراج شود. علاوه بر فشار مخزن عوامل ديگري منند خواص سنگ مخزن و ميزان تخلخل آنها و همچنين دماي مخازن نيز در ميزان توليد مؤثرند .
به عنوان مثال، كل نفت مخازن آمريكا حدود۱۰۹*۴۰۰ بشكه بوده است كه تا سال ۱۹۷۰ حدود ۱۰۹*۱۰۰ بشكه آن توسط روشهاي اوليه استخراج شده اند.البته هر چه ميزان گاز آزاد در مخزن بيشتر باشد مقدار توليد نفت توسط اين روش بيشتر است، زيرا تغييرات حجم گاز در مقابل تغيير فشار بسيار زياد است. به عنوان مثال در ايالت پنسيلوانياي آمريكا به دليل پايين بودن نفوذپذيري (كمتر از ۵۰ ميلي دارسي) و انرژي كم مخزن كه ناشي از پايين بودن مقدار گاز طبيعي آزاد است، ميزان نفت استخراج شده با روشهاي اوليه بين ۵ تا ۲۵ درصد كل نفت بوده است و به همين دليل در اين ايالت روشهاي مرحله دوم از سال ۱۹۰۰ شروع شده است .
منبع:nisoc.
خواص شگفت انگیز عسل