روش های ازدیاد برداشت از مخازن نفتی و کاربرد آن در کشور

روش های ازدیاد برداشت از مخازن نفتی و کاربرد آن در کشور

روش های ازدیاد برداشت از مخازن نفتی و کاربرد آن در کشور

استفاده صحیح از منابع نفتی کشور، به منظور افزایش طول عمر آنها و برخورداری نسل­های آینده از این ذخایر خدادادی، ایجاب می‌کند تا با مدیریت صحیح این منابع آشنا شویم. از نکات قابل توجه در مدیریت مخازن، اتخاذ روش­هایی برای حفظ و صیانت مخزن، بالابردن راندمان تولید و سعی بر نگه ‌داشتن آن در حد مطلوب در طول زمان می­باشد. بدین منظور، در متن زیر سعی شده است تا ضمن آشنایی اجمالی با روش­های ازدیاد برداشت از مخازن نفتی، بستری برای انعکاس نظرات کارشناسان کشور به منظور ارائه راه حل­های مناسب در بهبود عملکرد مخازن نفتی ایجاد شود. همچنین در انتهای این مطلب، تحلیلی با استفاده نظرات برخی از کارشناسان در مورد به‌کارگیری این روش­ها ارائه می‌گردد:

تولید اولیه (طبیعی) نفت

مهمترین نیروهای موجود در مخازن که نفت به کمک آن به‌طور طبیعی جریان می­یابد، عبارتند از:

1- نیروی حاصل از فشار گاز حل شده در نفت

2- نیروی حاصل از فشار گاز جمع‌شده در قسمت بالای کلاهک

3- فشار هیدرواستاتیک سفره آب مخزن که در زیر ستون نفت قرار گرفته است

4- نیروی دیگری که برخی مخازن دارای ستون نفت بسیار مرتفع برای تولید طبیعی از آن بهره می­برند، نیروی ریزش ثقلی است.

سهم مشارکت هر یک از این نیروها در رانش نفت متفاوت است و به وضعیت ساختمانی و زمین‌شناسی سنگ مخزن و خواص فیزیکی و ترمو­دینامیکی سیال­های موجود در مخزن بستگی دارد. در مقابل این نیروها، نیروهای مخالفی سبب محبوس نگه ‌داشتن یا ایجاد تنگنا در بازیابی نفت می­شوند که مهمترین این نیروها، نیروی فشار موئینگی سنگ مخزن و نیروی اصطکاک حاصل از حرکت سیال در درون خلل و فرج سنگ مخزن تا ته چاه است. برای استحصال و بازیافت کامل نفت، باید چنان نیرویی در اعماق مخزن وجود داشته باشد که بتواند علاوه بر غلبه بر نیرو­های مخالف، موجب رانش نفت به سمت بالا گردد.

ازدیاد برداشت

کاهش و افت نیروهای موافق باعث می­شود تا بازیافت نهایی کم شود. به همین دلیل از روش­هایی تحت عنوان “روش­های ازدیاد برداشت” برای بالابردن تولید از مخزن نفتی استفاده می­شود. معمولا 30 درصد از نفت به‌طور طبیعی از مخزن برداشت می­گردد و 70 درصد آن نیاز‌مند بکار­گیری برخی روش­های ازدیاد برداشت می‌باشد.

روش­های به‌کار رفته جهت افزایش بازده عبارتند از :

1- تزریق گاز

7- استفاده از روش میکروبی(M.E.O.R.)

1- تزریق گاز: روش تزریق گاز به دو صورت امتزاجی و غیر‌امتزاجی صورت می­گیرد. در روش امتزاجی، گاز طبیعی با افزودن ترکیبات هیدروکربنی میانی c2 تا c6 غنی می­شود؛ به‌طوری که بخش غنی‌شده گاز تزریقی که در ابتدای کار تزریق می­گردد، با نفت مخزن امتزاج یافته و آن را از درون خلل و فرج سنگ مخزن به طرف چاه­های تولیدی هدایت می­کند. راندمان افزایش بازیافت در این روش، بیشترین درصد را به خود اختصاص می­دهد و اگر سنگ مخزن دارای خواص همگن و یک­دست و تراوایی آن نیز مناسب باشد، به 65 تا 75 درصد حجم نفت باقی‌مانده، می­توان دست یافت.

در روش غیر امتزاجی، گاز به مخازن نفتی تزریق می­گردد که این تزریق نسبتاً ارزان است و در تعدادی از مخازن نفت‌خیز خشکی و دریایی ایران اعمال می­گردد. در این روش، گاز تزریقی در قسمت بالای مخزن متراکم می­شود و فشار مخازن را افزایش می­دهد و حرکت نفت را سهولت می­بخشد.

باید توجه داشت که لزومی ندارد گاز تزریقی حتما از نوع ترکیبات هیدرو­کربنی باشد. در کشورهای صنعتی، از گازهای خروجی از تاسیسات بزرگ صنعتی که بخش اعظم آن ‌را دی­اکسیدکربن تشکیل می­دهد، برای تزریق استفاده میشود. در این روش، حتی راندمان بالاتر از تزریق گاز­های هیدرو­کربنی است و فواید زیست‌محیطی نیز در پی دارد.

2- تزریق آب:

در این روش، آب به عنوان عامل فشار‌افزایی به مخزن به کار برده می­شود.

3- تزریق آب و گاز:

از تزریق متناوب آب و گاز برای افزایش فشار در مخزن نیز می­توان سود جست.

4- روش حرارتی:

روش‌های حرارتی معمولاً در بهره­برداری از مخازنی که نفت آنها نسبتا سنگین است، به کار برده می­شود و برای نفت خام با شاخص API بین 10 تا 20 کاربرد دارد. حرارت‌دادن به منظور کاستن گران‌روی شامل تزریق آب داغ یا بخار به درون مخزن و یا ایجاد حرارت به کمک انرژی الکتریکی می­باشد.

5و6- روش تزریق مواد شیمیایی و یا فوم:

این روش به منظور کاهش نیروی کشش سطحی بین سنگ و سیال، با تنظیم نسبت تراوایی به گران‌روی نفت مخزن, مورد استفاده قرار می­گیرد. استفاده از روش تزریق فوم و مواد شیمیایی، به طور مثال در برخی از میادین نروژ به صورت آزمایشی با موفقیت انجام پذیرفته است.

7- روش میکروبی

: استفاده از میکروب­ها جهت تولید گاز به منظور افزایش بازده و یا دفع موادی که باعث کاهش غلظت و گران‌روی نفت و انتقال آسان آن به سمت چاه­های تولیدی می­شود، تحت روشی به نام MEOR انجام می­شود. روش‌های میکروبی از روش‌های نوین افزایش بازده ذخایر به شمار می­رود که این روش از جنبه‌های نوین کاربرد علوم بیو­تکنولوژی در صنعت نفت می­باشد.

تحلیل:

طبق بررسی­های انجام شده، متوسط سرعت کاهش تولید طبیعی از مخازن مناطق خشکی در کشور معادل 9 تا 11 درصد در سال است.

بدین‌ترتیب برای حفظ سطح تولید، باید در هر سال تعدادی چاه جدید حفر نمود که این امر با توجه به هزینه بالای حفر هر چاه منطقی به‌نظر نمی­رسد. در نتیجه می­باید این کاهش را با بازیافت ثانویه و به‌کار­گیری روش­های مناسب ازدیاد برداشت جبران نمود.

قبل از به‌کارگیری این روش، باید مطالعات دقیقی بر روی مخزن صورت بپذیرد و سپس با توجه به نوع مخزن، روش مناسب برداشت آن به کار برده شود.

حدود 90 درصد از مخازن ایران از نوع شکاف­دار هستند و استخراج ثانویه از این مخازن کمتر از 30 درصد است. مخازن شکاف­دار عمدتاً مربوط به خشکی است و برخی از مخازن دریایی مانند جزیره سیری، مخازن شنی هستند. با توجه به وجود مخازن گازی زیاد در کشور، می­توان از گاز برای ازدیاد برداشت از چاه­های نفت سود جست.

همچنین تزریق گاز به مخازن باید حساب شده باشد، زیرا در غیر این صورت، تعادل دینامیکی چاه به هم می­خورد و اگر تزریق گاز به‌درستی انجام نشود، ممکن است باعث رسوب مواد قیری و بسته‌شدن خلل‌وفرج گردد. در صورت اتفاق این امر، مخازن برای همیشه غیر قابل استفاده خواهند شد.

در مورد روش تزریق آب به مخزن نیز باید در استفاده از این روش کمال احتیاط را به کار برد. برخی کارشناسان اعتقاد دارند، بازده این روش مطلوب نیست، زیرا راندمان کار نهایتاً 35 درصد می­باشد و اولویت در استفاده از روش تزریق گاز خواهد بود. تزریق آب بیشتر برای مخازن شنی کاربرد دارد و برای مخازن نفتی کشور که عمدتا شکاف­دار هستند نباید مورد استفاده قرار گیرد.

استفاده از مواد شیمیایی کاهش‌دهنده نیروی کشش سطحی به عنوان موضوعی با مخاطرات زیاد، ولی با ظرفیت فنی بالقوه بالا مطرح است. اگر چه مطالعات زیادی در جهان انجام پذیرفته است، ولی با توجه به شرایط کنونی قیمت نفت، استفاده از برخی مواد شیمیایی غیر اقتصادی می­باشد.

روش میکروبی از نظر فنی نیاز به رشد بیشتر و طی مراحل تکمیلی خود دارد، اما در آینده به عنوان یک روش تاثیرگذار مطرح است. روش میکروبی درآینده از لحاظ هزینه­ای، می­تواند قابل رقابت با سایر روش­ها باشد.