مدیریت علمی مخازن، اولویت بالادستی صنعت نفت کشور (گفتگو با دکتر حقیقی)

تحلیل وضعیت مطالعات مخازن نفت و گاز کشور (گفتگو با مهندس آل‌آقا)

مجله علمی»نیوساینتیست» در گزارشی موفقیت پژوهشگران مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی شریف درشناسایی و بهره‌گیری از گونه‌های جدید میکروارگانیسم‌های گوگردخوار را به عنوانروشی موثر در گوگردزدایی از نفت خام سنگین به عنوان پیشرفتی بزرگ در تصفیه نفت خام مورد تقدیر قرار داد.

به گزارش سرویس پژوهشی خبرگزاری دانشجویان ایران(ایسنا)، محققان پژوهشکده صنعت نفت دانشگاه صنعتی شریف به تازگی با کشف گونه‌های جدیدی از میکروارگانیسم‌های گوگردخوار درمناطق نفت‌خیز ایران و ابداع یک روش بیولوژیک جدید موفق به حذف گوگرد از نفت خام سنگین شده‌اند.

در گزارش مجله «نیوساینتیست» عدم نیاز به شرایط بسیار خاص و دشوار دما و فشار که از محدودیت‌ها والزامات روش‌های متداول شیمیایی است و همچنین اثربخشی و سرعت بیشتر تصفیه نفت با این روش از ویژگی‌ها ومزایای روش ابداعی توسط دکتر جلال‌الدین شایگان و همکارانش در دانشگاه صنعتی شریف عنوان شده است.

دکتر جلال الدین شایگان، عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شریف و مجری طرح در گفت‌و‌گو با خبرنگار «پژوهشی» خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)گفت: در این طرح که در قالب یک رساله دکتری انجام شده از روش جدیدی استفاده شده است؛ البته حذف سولفور به روش زیستی از ترکیبات نفتی در دنیا انجام شده و در ایران هم اقداماتی مثل حذف گوگرد ازگازوئیل به دلیل داشتن گوگرد بالا و افت مرغوبیت آن صورت گرفته است، اما در موردنفت خام سنگین که در حال حاضر با توجه به افت فزاینده ذخیره نفت خام سبک ایران جزومحصولات بسیار مهم کشور ما به حساب می‌آید و تکیه ما در مقطع کنونی بر روی نفت خام سنگین است، چنین کاری انجام نشده است.

وی خاطرنشان کرد: نفت خام سنگین بین 4 تا 8 درصد گوگرد دارد که مرغوبیت نفت را کاهش داده و به هنگام سوختن هم آلاینده مهم CO2 را به وجود می آورد و به طور کلی این نفت از نظر اقتصادی هم نفت مرغوبی نیست ولذا پروژه‌ای را با شرکت توسعه مهندسی نفت برنامه‌ریزی کردیم. در این پروژه چندگونه میکروارگانیزم از خاک‌های آلوده مناطق نفتی به ویژه جنوب کشور پیدا کردیم که قادر هستند گوگرد نفت خام را تا میزان 90 درصد از بین ببرند که بین آنها هم باکتریو هم قارچ وجود دارد.

دکتر شایگان خاطرنشان کرد: در این روش بیولوژیکی کیفیت یا ارزش حرارتی نفت کاهش پیدا نمی‌کند و خود نفت توسط باکتریهاخورده نمی‌شود، بلکه تنها گوگرد نفت توسط باکتریها مصرف می‌شود و این مساله که ارزش حرارتی نفت هیچگونه کاهش پیدا نمی‌کند بسیار حائز اهمیت است.

رییس انجمن مهندسان شیمی ایران در مورد چگونگی انجام این طرح به ایسنا گفت: در تحقیقات این طرح با رفتن به مناطقی که مدتهابا نشت نفت خام مواجه بودند در جست‌و‌جوی میکروارگانیسم‌هایی بودیم که برای رشدنیاز به مواد داخل نفت دارند. به طور طبیعی میکروارگانیسم‌های موجود در این مکان‌هامقاوم هستند و ما این نمونه ها را از جاهای آلوده منتقل کردیم و از بین اینهاگونه‌هایی را که از گوگرد تغذیه می‌کنند پیدا کردیم.

وی خاطرنشان کرد: ما به باکتریها موادغذایی مختلف دادیم اما گوگرد به آنها ندادیم و در نتیجه این باکتریها مجبور شدندگوگرد مورد نیازشان را از نفت استخراج کنند، آنها از این طریق ترکیبات پیچیده باوزن مولکولی بالا را که شامل چند اتم گوگرد هستند از نفت جدا کرده و گوگرد آنها راجذب و مصرف می‌کنند و در نتیجه ساختار نفت با وجود شکسته شدن بعضی از مولکول‌هامرغوبتر شده و این شکسته شدن مولکول‌ها، گرانروی یاویسکوزیته یا لزجت نفت را پایین می آورد.

به گفته رییس انجمن مهندسان شیمی ایران،چون این نمونه میکروارگانیسم‌ها در مناطق گرمسیر یافت شده‌اند فرضیه‌ای مطرح شدمبنی بر این که باکتری‌های گرما دوست (ترموفیلیک) هم در این مناطق یافت خواهند شد وتصادفا این حدس درست از آب در آمد و باکتری‌های ترموفیلیک که در دمای 60 درجه سانتی‌گراد فعالیت می‌کنند یافت شدند.

وی خاطرنشان کرد: در دمای 60 درجهسانتی‌گراد اصولا نفت سنگین گرانروی کمتری دارد و در نتیجه عملیات سولفورزدایی دراین دما و با وجود باکتری‌های ترموفیلیک بهتر انجام می‌شود، اما به طور کلی معمولادر دنیا بیشتر پژوهشگران با باکتری‌های مزوفیلیک که در دمای 30 تا 35 درجهسانتی‌گراد فعالیت می‌کنند کار می‌کنند و ما خوشبختانه توانستیم در دمای 60 و 65درجه سانتی‌گراد با این باکتری خاص کار کنیم که بازدهی بسیار بسیار خوبی داشتیم بهطوری که مقالات ما در این زمینه با استقبال واقعا خوبی مواجه شد و ما توانستیم بهعنوان اولین یابنده این باکتری‌ها مقالات خود را به صورت بین‌المللی منتشر کنیم.

دکتر شایگان در پاسخ به این که تحقیقاتاین طرح در چه مرحله‌ای است به ایسنا گفت: کار آزمایشگاهی این طرح تمام شده و ما درآزمایشگاه آزمایش‌ها را ابتدا در مقیاس ارلن مایر آزمایشگاه و در حدود 250 سی سیانجام داده‌ایم و پس از آن در ارلن دولیتری و پنج لیتری آزمایش کردیم و نتایج خوبیرا مشاهده کردیم و در آخر سیستم پایلوتی را در مقیاس کامل و با سیستمهای کنترلی وتمام شرایط یک واحد صنعتی طراحی کرده‌ایم که چیزی حدود یک میلیارد تومان هزینه دربرداشت که اگر شرکت توسعه مهندسی بودجه این کار را تامین کند و در سطح پایلوت اینکار انجام شود راه رسیدن به مقیاس صنعتی آن بسیار هموار خواهد شد.

دکتر شایگان در پایان تصریح کرد: از آن جاکه در حال حاضر نفت استخراجی ما بیشتر به سمت نفت خام سنگین می‌رود و ما در فروشنفت سنگین و تصفیه آن مشکل داریم، اگر بتوانیم گوگرد آن را کاهش بدهیم، کیفیت آن راهم از نظر کاهش گوگرد و هم از نظر شکستن مولکولهای خیلی سنگین بالا برده ایم یعنیهم کار پالایش نفت راحت‌تر خواهد شد و هم فروش آن بین 10 تا 15 دلار افزایش قیمت خواهد داشت.

چرا ضریب بازیافت نفت از مخازن ایران در مقایسه با نقاط دیگر جهان پایین‌تر است؟

قبل از ورود به این بحث لازم است مکانیسم‌های جابه‌جایی نفت را به دو روش زیر مورد بررسی قرار دهیم.

الف) «جابه‌جایی نفت به‌طر ف جلو » یا به عبارت بهتر «جابه‌جایی با استفاده از فشار».

ب) جابه‌جایی از طریق «ریزش ثقلی» یا به عبارت بهتر «جابه‌جایی به‌صورت طبیعی[1] که بر اثر اختلاف وزن مخصوص بین مایع تزریقی و نفت ایجاد می‌شود. این فرآیند در یک سیستم متخلخل مرتفع به‌صورت فیزیکی اندازه ‌گیری شده[2] و به‌لحاظ نظری نیز مشخص شده است که اختلاف فاحشی بین بازیافت نفت در دو روش فوق الذکر وجود دارد. بازیافت نفت با روش کندتر «ریزش ثقلی» از بازیافت نفت با روش سریع «جابه‌جایی رو به جلو» بیشتر است.

اما در اوایل دوره تولید، روش بازیافت نفت از طریق جابه‌جایی سریع رو به جلو از روش جریان نفت از طریق ریزش ثقلی، عملکرد بهتری دارد. براساس میزان تزریق، بازیافت نفت از طریق ریزش ثقلی می‌تواند تا دو برابر روش جابه‌جایی رو به جلو یا «استفاده از فشار» باشد.

از مجموعه بررسی‌ها چنین برمی‌آید که بازیافت نفت در مخازن تک تخلخلی اصولاً تابعی است از نفوذپذیری سنگ مخزن، سرعت جابه‌جایی، فشار موئینگی و میزان «سیال دوستی»[3] سنگ مخزن. درصورتی که سایر عوامل فوق ثابت فرض شوند، میزان نفت اشباع شده باقی‌مانده تابعی از سرعت جابه‌جایی نفت خواهد بود. در این صورت در حالت جابه‌جایی از طریق ریزش ثقلی، میزان نفت باقی‌مانده کمتر و در حالت جابه‌جایی با فشار یا رو به جلو، میزان نفت باقیمانده بیشتر خواهد بود.

قابل ذکر است که در مخازن شکاف‌دار شکستگی‌ها به‌مثابله محدوده یا اضلاع بلوک‌ها عمل می‌کند و به همین دلیل فرآیند جابه‌جایی رو به جلوی نفت در چنین سیستمی به‌جز در حوزه‌های خیلی نزدیک به چاه‌های تزریقی کارآمد نیست.

فرآیند سریع جابه‌جایی نفت به‌طرف جلو، همراه با فشار موئینگی چندان قابل توجه نیست، زیرا نیروهای «گرانروی»[4] در حال حرکت از نیروهای ناشی از فشار موئینگی بیشتر است. این درحالی است که در فرآیند جابه‌جایی براساس ریزش ثقلی به‌علت آهسته بودن جابه‌جایی، فشار موئینگی نقش بارزی در نگهداری نفت در بلوک‌ها ایفا می‌کند. از طرف دیگر، سرعت بالای تزریق در سیستم تک تخلخلی موجب می‌شود که سیال تزریقی از بخش میانی خلل و فرج‌های کوچک عبور نموده و لذا نفت قابل ملاحظه‌ای برجای می‌گذارد.

برای مقایسه عوامل کاهش بازیافت نفت از مخازن ایران با مخازنی که دارای بازیافت بالاتری هستند لزوماً باید این مخازن را تحت شرایط یکسان مقایسه کرد. به‌عبارت دیگر، ناچاریم پرتقال را با پرتقال و سیب را با سیب مقایسه کنیم، نه این‌که سیب را با پرتقال.

به‌عنوان مثال ما نمی‌توانیم میدان نفتی «لالی»[5] ایران را با 10 درصد بازیافت با مخزن «لیک‌ویو»[6] واقع در آمریکا 77 درصد بازیافت مقایسه کنیم. مخزن لالی مخزنی سنگ‌آهکی شکاف‌دار با میانگین نفوذپذیری 1/0 میلی دارسی با فشار موئینگی بالا و عمدتاً «نفت دوست»[7] است، درصورتی که مخزن لیک‌ویو مخزنی تک تخلخلی از جنس سنگ ماسه‌ای با نفوذپذیری 2000 میلی دارسی و با فشار موئینگی بسیار پایین و «آب دوست»[8] است. اگر مخزن لالی در امریکا کشف و از آن بهره ‌برداری می‌شد حتی 10 درصد نفت آن را بهره‌برداری نمی‌کردند زیرا آن‌ها با استفاده از روش سریع در بهره‌برداری، این میدان را بسیار کمتر از آن‌چه که می‌توانست تولید کند به اتمام می‌رساندند.

مثال مناسب دیگر مقایسه مخزن شکاف دار «اسپرابری»[9] در امریکا با میانگین نفوذپذیری 1/0 میلی دارسی با میدان نفتی هفتکل در ایران است. این دو میدان دارای نفوذپذیری تقریباً یکسان هستند، اما میزان نسبی تولید روزانه از میدان نفتی هفتکل به‌مراتب پایین‌تر از میدان اسپاربری در ابتدای بهره‌برداری می‌باشد.

ضریب بازیافت نفت به‌صورت طبیعی در هفتکل حدود 22 درصد است درصورتی که ضریب بازیافت طبیعی نفت در میدان اسپرابری کمتر از 8 درصد بوده است، ولی آن‌ها بیش از 3000 حلقه چاه در این میدان حفر کردند، درحالی که میزان نفتِ درجا در این میدان 2 میلیارد بشکه و میزان نفت درجا در میدان هفتکل حدود 7 میلیارد بشکه است و حال آن‌که تنها حدود 40 حلقه چاه در آن حفر شده است. پس از یک دوره کوتاه برداشت نفت به‌صورت طبیعی از میدان اسپاربری، برای مدتی طولانی آب و متعاقب آن برای مدت کوتاهی CO2 تزریق شد، در نتیجه کل بازیافت نفت از مخزن فوق تاکنون حدود 12 درصد بوده است.

درصورتی که فشار میدان نفتی هفتکل را به حد اولیه آن در تاج مخزن یعنی [PSI1420[10 رسانده شود، ضریب بازیافت نفت این مخزن به بیش از 27 درصد می‌رسد. از سوی دیگر اگر می‌توانستیم فشار مخزن هفتکل را به حد اولیه فشار مخزن اسپرابری یعنی معادل PSI2250 افزایش دهیم، ضریب بازیافت نفت مخزن فوق به حدود 35 درصد می‌توانست برسد.

تفاوت اصلی بازیافت نفت در میدان‌های هفتکل و اسپرابری نشان‌دهنده آن است که میدان هفتکل اولاً با سرمایه‌گذاری بسیار پایین‌تر به نحو بهتر و صحیح‌تر بهره‌برداری شده است و ثانیاً تخلیه سریع از مخازن شکاف‌دار، همواره افت شدیدی در بازیافت نفت به‌دنبال دارد.

نمونه‌های بالا نشانگر آن است که مخازن ایران با حداکثر ضریب بازدهی، تحت شرایط تخلیه طبیعی قرار داشته‌اند و نباید آن‌ها را با مخازنی که از ویژگی‌های دیگری برخوردارند مقایسه کرد. در حقیقت ضریب بازیافت نفت در مخازن مشابه در کشور امریکا یا هرجای دیگر، فاصله بسیار زیادی با ضریب بازیافت نفت در ایران دارد، چنان‌که به نمونه‌ای از آن درمورد هفتکل اشاره شد. بنابراین ضریب بازیافت نفت در ایران را نباید با هیچ جای دیگر جهان که دارای خصوصیات مخزنی متفاوت و دارای طبیعت تولیدی خاص خود است و یا از ویژگی‌های دیگری برخوردارند مقایسه کرد.

با وجود این، در مطالعه تطبیقی ضرایب بازیافت نفت از مخازن شکاف‌دار ایران با مخازن مشابه در سایر نقاط جهان باید به موارد زیر توجه کرد.

الف) کشورهایی که دارای مخازن شکاف‌دار از جنس سنگ آهک هستند (مشابه آن‌چه در ایران وجود دارد) غالباً در تملک شرکت‌های دولتی است، مانند کشورهای مکزیک، عراق، عمان، لیبی و سوریه. این کشورها اطلاعات کافی درمورد ذخایر نفتی خود منتشر نمی‌کنند، به‌ویژه درمورد ضریب بازیافت نفت از آن‌ها.

ب) مخازن نفت کشورهای فوق عموماً شکاف‌دار است، اما برای مثال مخازن نفتی کشور مکزیک غالباً دارای فشار بسیار بالاتری از «فشار نقطه اشباع»[11] است و بخش عمده‌ای از بازیافت نفت ناشی از جریان انبساط سیال در سنگ مخزن است، درصورتی که بیشتر میدان‌های نفتی ایران از ابتدا درحدود فشار نقطه اشباه هستند و از انبساط سیالِ بسیار کمی برخوردارند.

بنابراین برای مقایسه ضرایب بازیافت نفت از مخازن مکزیک با مخازن ایران در شرایط تقریباً یکسان، باید میزان بازیافت نفت را از فشار نقطه اشباع تا پایان طول عمر مخزن محاسبه و مقایسه کرد.

ج) بعضی از مخازن کشورهای فوق الذکر، حاوی غارهای بزرگ است مانند میدان نفتی کرکوک در عراق و یا قوار در عربستان و بعضی دیگر حاوی «حفره‌های کوچک»[12] مانند بسیاری از ذخایر نفتی مکزیک. ضریب بازیافت نفت از این مخازن به‌دلیل وجود غارهای بزرگ نفتی یا حوزه‌ها به مراتب بیش از ذخایر مشابه آن در ایران است.

د) حدود 15 مخزن شکاف‌دار در قسمت شمال شرقی سوریه وجود دارد که دارای نفت تقریباً سنگین و فشار کم است. این مخازن به‌وسیله متخصصین شوروی سابق و بدون تجربه کافی مورد بهره‌برداری قرار گرفته بود. میزان بازدهی این مخازن کمتر از 16 درصد گزارش شده است که نسبت به موارد مشاقه آن در ایران پایین‌تر است.

ه) در بسیاری از نشریات نفتی به میزان «تولید – فشار» مخازن مختلف اشاره می‌شود، ولی هیچ‌گاه از بازیافت‌ نهایی در این مخازن ذکری به‌میان نمی‌آید. این‌گونه نشریات معمولا به میزان نفتی که در مدت زمانی معین استخراج می‌شود تکیه می‌کند، بنابراین مرجع مستند و کافی در زمینه مقایسه مخازن وجود ندارد.

از توضیحات بالا پیچیدگی مسئله تا حدودی روشن می‌شود. به‌هرحال براساس اطلاعات منتشر شده موجود درمورد مخازنی که تا حدودی مشابه مخازن ایران هستند می‌توانیم از روش‌های درجه‌بندی استفاده کنیم تا تخمین بهتری از ضریب بازیافت به‌دست آورد.

محققان پژوهشگاه صنعت نفت با ابداع روشی منحصر به فرد به فن‌اوری تولید نیمه صنعتی نانوساختارهای اکسید فلزی از طریق تبدیل اکسیدهای فلزی معمولی به مواد نانوساختار دست یافتند.

پالایشگاه نفت یک واحد صنعتی است که در آن نفت خام به مواد مفیدتری مانند سوخت جت، سوخت دیزل، بنزین، آسفالت، گاز مایع شده و بسیاری دیگر از فرآورده‌های نفتی تبدیل می‌گردد. پالایشگاه‌های نفت به طور معمول واحدهای صنعتی بزرگ و درهم پیچیده‌ای می‌باشند که در آنها واحدهای مختلف توسط مسیرهای لوله کشی متعددی به هم پیوند داده شده‌اند.

چاه نفت عبارت است از حفره‌های استوانه‌ای که در زمین برای اکتشاف بهره برداری و ... از منابع نفتی ایجاد می‌شود که ممکن است عمود و یا مایل بر سطح زمین باشد.

تعریف بعضی از واژه های مستعمل در صنعت نفت نفت درجا - نفت خام سبک - نفت خام ترش - نفت خام شیرین - گاز مایع - شدت انرژی - نفت میعانی - ذخیره اثبات شده - LNG - GTL - متان - اتان - پروپان - گاز ترش - گاز غنی - گازهای سبک - گاز همراه - CNG - نفت سفید - نفت گاز - بنزین موتور


نفت درجا
Oil Place
نفت درجا نشان دهنده حجم نفت موجود در مخازن است. آمار نفت درجا معمولاً به صورت " نفت در جای اولیه " اعلام می شود، یعنی حجم نفتی که در زمان کشف و قبل از بهره برداری از مخازن گزارش شده است. بدیهی است در خلال زمان شناخت دقیق تری از مخازن به دست می آید، لذا آمار نفت درجا تغییر می کند.
نفت خام سبک
Light Crude Oil
نفت خام از هیدروکربورها (Hydrocarburs) تشکیل شده است که متشکل از عناصر کربن و هیدروژن است.
هیدروکربورهای کوچک تر و سبک تر از طریق تقطیر ساده که در پالایشگاهها انجام می شود، قابل جداسازی است. به این دسته از نفتهای خام اصطلاحاً نفت خام سبک (Light Crude Oil) می گویند که در مقابل نفت خام سنگین (Heavy Crude Oil) قرار می گیرد. نفت خام سبک قاعدتاً گران تر از نفت خام سنگین است زیرا فرآورده های ارزشمندتری را می توان از آن به دست آورد.
نفت خام ترش
Sour Crude Oil
نفت خام (Sour Crude Oil) سولفور بیشتری دارد و API آن کمتر است و سهم فرآورده های سنگین تر مانند نفت کوره که در فرایند پالایش از آن به دست می آید، بیشتر خواهد بود.
نفت خام شیرین
Sweet Crude Oil
نفت های خاصی که بالنسبه میزان سولفور کمتری دارند به " نفت خام شیرین " Sweet Crude Oil معروف اند. نفت خام شیرین دارای API بالاتری است و در پالایش آن می توان مقادیر بیشتری فرآورده های سبک تر و با ارزش تر چون بنزین و نفت سفید و گازوئیل به دست آورد.
گاز مایع
LPG- Lipuefied Petroleum Gas
گاز مایع یا به اختصار (( ال - پی - جی )) مخلوطی از هیدروکربن های سنگین گازی شکل از سری پارافینی که به طور عمده از بوتان و پروپان تشکیل شده است و به آسانی به حالت گاز تبدیل می شود.
گازی که در سیلندر نگهداری شود و در منازل مورد استفاده قرار می گیرد همان (( گاز مایع )) است.
شدت انرژی
Energy Intensity
شدت انرژی عبارت است از انرژی مورد نیاز برای تولید مقدار معینی از کالاها و خدمات. شدت انرژی بر حسب عرضه انرژی اولیه و یا مصرف نهایی انرژی محاسبه میشود. این شاخص معمولا" در سطح کلان مورد استفاده قرار گرفته و درجه بهینگی استفاده از انرژی در یک کشور را نشان میدهد .
نفت میعانی
Condensate
ترکیبی از هیدروژن و کربن ( هیدروکربن ) که در شرایط سنگ مخزن به حالت گاز و در شرایط سطح زمین ( دما و فشار متعارفی ) به حالت مایع در می آید.
کندانسه یا میعانات از پنتان (Pentane) ، بوتان (Butane) ، پروپان (propane) ، و کمی اتان (Ethane) و متان (Methane) تشکیل شده است. کندانسه، هیدروکربوری بی بو و بی رنگ مانند آب مقطراست که سبک ترین و گران ترین نفت محسوب می شود.
ذخیره اثبات شده
Proven(proved) Reserve
یعنی حجمی از هیدروکربورها که به کمک دانش فنی موجود و با توجه به وضعیت اقتصادی و قیمتها و هزینه های فعلی قابل بازیافت است .
Liquefied natural gas
LNG به طور عمده از گاز متان تشکیل یافته است. این عمل "مایع سازی" یعنی تبدیل حالت گاز به مایع به خاطر سهولت حمل آن است .
GTL/ gas to liquid
به کمک فن آوری GTL و بدون تحمل هزینه های سولفور زدائی در پالایشگاه ها، می توان مستقیما" گاز طبیعی را به فراورده های سوختی با سولفور پائین یا اساسآ عاری از سولفور تبدیل نمود.
متان
ماده اصلی گاز طبیعی، " متان " است . بسته به اینکه گاز طبیعی از کدام حوزه استخراج شده است درصد متان آن تغییر میکند، معمولا" قلمرو این تغییرات از 70 تا 90 درصد میباشد. اتان، پروپان و بوتان از دیگر مواد تشکیل دهنده گاز طبیعی میباشند.
متان گازی است بی رنگ و سبک تر از هوا، وزن مخصوص آن نسبت به هوا حدود 56% میباشد. متان یکی از مواد اصلی پایه برای تولید محصولات پتروشیمی میباشد.
اتان
اتان یکی از هیدروکربن های خانواده آلکان یا پارافین است که در شرایط عادی یک هیدروکربن گازی شکل، بی رنگ و بی بو است .
پروپان
پروپان نوعی هیدروکربن از دسته پارافین که در شرایط عادی ( فشار و دمای معمولی ) به صورت گاز است ولی به راحتی به مایع تبدیل میگردد. پروپان عضوی از گاز سیلندر یا گاز نفتی مایع شده LPG است عضو دیگر گاز سیلندر عبارت است از گاز بوتان. مخلوط مایع شده این گاز و گاز بوتان تحت عنوان گاز مایع در سیلندرهای مخصوص و تحت فشار متوسط، در منازل به منظور سوخت، مورد استفاده واقع میشوند . ذکر این نکته ضروری به نظر میرسد که در دمای بالا، مولکول پروپان شکسته شده (cracking) تبدیل به اتیلن و متان میشود و این واکنش، یکی از مهمترین منابع تهیه اتیلن محسوب میگردد.
در صنایع نفت ، از پروپان در زمینه های متعددی، منجمله پالایش مواد نرم کننده و روان کننده و سایر فرآورده ها استفاده میشود.
گاز ترش
Sour Gas
گاز ترش ، گاز طبیعی حاوی سولفید هیدروژن، که گازی است بسیار سمی و بدبو و با ایجاد اسید سولفوریک ، در لوله های فلزی ایجاد خوردگی میکند. از طریق فرآیند تجزینه ، سولفید هیدروژن از گاز طبیعی جدا میشود.
گاز غنی
Enriched Gas
گاز خروجی از میادین نفتی و یا کلاهکهای گازی و یا میادین مستقل گازی را اصطلاحا" " گاز غنی" می گویند. گاز غنی بعد از پالایش به " گاز سبک " تبدیل میشود.
گازهای سبک
Light Gas
این گازها شامل هیدروژن و هیدروکربن های سبک است و به عنوان سوخت صنعتی و یا ماده اولیه پتروشیمی به کار میرود.
گاز همراه
Associated
آنچه از میادین هیدروکربور استخراج می شود. معمولاً ترکیبی از نفت و گاز می باشد، مسأله مهم، درجه ترکیب گاز و نفت است. اگر میزان نفت به مراتب بیش از گاز باشد، اصطلاح (( گاز همراه )) را به کار می بریم، یعنی گازی که همراه تولید نفت به دست آمده است. اگر میزان گاز بیش از نفت تولیدی باشد، تولید اصلی در واقع گاز است ولی در عمل مقداری نفت به همراه گاز به دست آمده است که اصطلاحاً به آن (( کندانسه )) می گویند. کندانسه نفت خام بسیار سبک و با ارزشی است و اساساً نفت کوره ندارد. گاز همراه را اصطلاحاً (( گاز حل شده )) ، (( گاز همراه نفت ))، (( گاز درون نفتی )) می گویند.
CNG/ Compressed Natural Gas
گاز طبیعی استخراج شده را اصطلاحاً گاز طبیعی مرطوب (Wet Natural Gas) می گویند که بعد از نم زدایی گاز طبیعی خشک (Dry Natural Gas) نتیجه می دهد.
گاز طبیعی قابلیت تبدیل به گاز طبیعی فشرده (CNG) را دارد و می توان آن را به عنوان سوخت اتومبیل مورد استفاده قرار داد.
نفت سفید
نفت سفید برشی از نفت خام و متشکل از سه نوع هیدروکربور پارافینی، نفتینی و آروماتیک می باشد. این فرآورده به عنوان سوخت گرمایشی و سوخت مراکز حرارتی به کار می رود و یکی از موارد اصلی تشکیل دهنده سوخت جت است.
نفت کوره(مازوت): نفت کوره از بازمانده تقطیر نفت خام در برجهای تقطیر پالایشگاه به دست می آید. این فرآورده به سبب دارا بودن هیدروکربورهای سنگین، به آسانی نمی سوزد و یکی از سوختهای عمده کشتیها و واحدهای بزرگ صنعتی از جمله نیروگاههای برق به شمار می رود.
نفت گاز
نفت گاز فرآورده ای است که بعد از برش نفت سفید به دست می آید و به عنوان سوخت ماشین آلات کشاورزی، صنعتی و سوخت تعدادی وسایل نقلیه عمومی و تأسیسات حرارتی به کار می رود
بنزین موتور: بنزین موتور آمیزه ای است از هیدروکربورها به طور عمده حلقوی وایزومر با نسبتهای متفاوت که برای افزایش درجه آرام سوزی آن، برخی از ترکیبات آلی به آن اضافه می شود.

اصل مقاله را از لینک زیر ببینید

http://www.nanotechwire.com/news.asp?nid=7900

نسخه اصلی مقاله را از لینک زیر ببنید

http://www.nanowerk.com/news/newsid=9030.php

یکی از راههای صیانت از مخازن در بردداشت های ثانویه و ثالثیه از مخازن حفظ فشار مخازن و جلوگیری از افت فشار آنها می باشد. یکی از روش های جلوگیری از افت فشار تزریق ماده مناسب به درون زمین می باشد. قبل از تزریق معمولا آزمایشات مخزنی و ژئوفیزیکی در منطقه انجام می شود. با این روش حرکت ناحیه هیدروکربنی و نوع مناسب تزریق را شناسایی می کنند.چهار نوع تزریق در مخازن نفت صورت می گیرد:

تزریق غیر امتزاجی، تزریق امتزاجی، گرمایی و میکروبیولوژی.

مهندس سید جواد احمد پناه مدیر پروژه هیدروکانورژن های پژوهشگاه صنعت نفت توانست " فرآیند صنعتی هیدروکانورژن " را بصورت بین المللی به ثبت برساند . توسط این فرآیند می توان نفت خام و ته مانده های نفت سنگین را به نفت سبک تبدیل نمود . به بیان ساده تر اینک با هزینه 2 دلار در هر بشکه می توان یک بشکه نفت 30 دلاری را به یک بشکه نفت 60 دلاری تبدیل نمود . این فرآیند یک انقلاب در صنعت نفت به شمار می رود که با افتخار می توان آنرا حاصل زحمات چندین مهندس ایرانی دانست . حال اینکه این موضوع چه ارتباطی با نانو تکنولوژی دارد ...

نفت سنگین و بیتومن نیمه جامد ، کارتهای برنده منابع جهانی هیدروکربوری به شمار می‌آیند. نفت سنگین نفتی است که در شرایط عادی مخزن روان می‌شود، اما تولید آن به روشهای استحصال نفت پیشرفته ( EOR ) نیازمند است. نفتی را که معمولا در مخزن روان می‌شود، قطران می‌نامند. گر چه قطران در همه سنگها یافت می‌شود، اما بیشترین توجه به تجمعات عمده‌ای آن در ماسه سنگها معطوف شده است، که آنها را ماسه‌های قیری می‌گویند.

در مناطق معدودی که قطران را از ماسه‌های قیری استحصال می‌کنند تا بیش از پیش شبیه نفت شود. قطران و نفت سنگین نسبت به نفت خام از مطلوبیت کمتری برخوردار است، زیرا نمی‌توان به همان آسانی آنها را به بنزین تبدیل کرد و پس از فرآوری و پالایش آنها مقادیر زیادتری از فرآورده‌های نفت سنگین بر جای می‌ماند. همچنین آن حاوی گوگرد و نیتروژن زیادتری نسبت به نفت خام بوده و در برخی نواحی مقدار زیادی فلز ، بویژه نیکل و انادیوم دارد.

شانا _ گروه نفت: تزریق هیدروژل‌های نانو کامپوزیتی در مخازن توسعه یافته‌ای که با مشکل تولید آب رو‌به‌رو هستند، بسیار مهم و پرکاربرد است و از کاهش دبی تولیدی نفت و گاز و حتی از بسته شدن چاه های تولیدی جلوگیری می‌کند.

شیلهای نفتی گروه متنوعی از سنگها هستند که دارای مواد آلی بوده و بیشتر در حلال‌های آلی غیرقابل حل می‌باشند، ولیکن می‌توان بوسیله حرارت دادن (تقطیر) آنها را استخراج کرد. مواد آلی عمدتا کروژن است، ولیکن ممکن است بیتومن نیز داشته باشند. مقدار نفتی که می‌توان استخراج کرد از حدود 4% تا بیش از 50% وزن سنگ در تغییر است، یعنی بین 10 و 150 گالن نفت در هر تن سنگ یا 50 تا 700 لیتر در هر هزار کیلوگرم است.

شیلهای نفتی دارای مقادیر قابل توجهی مواد غیرآلی هستند که عمدتا از کوارتز در اندازه سیلت و کانیهای رسی تشکیل شده‌اند. برخی از شیلهای نفتی در واقع سیتستون‌ها و گل سنگهای غنی از مواد آلی هستند، در حالیکه برخی دیگر سنگهای آهکی غنی از مواد آلی می‌باشند.

محیط های قاره ای سنگ مخزن نفت شامل زیر محیط زیر می گردد:

تعریف و طبقه‌بندی:
   تخلخل از جمله خصوصیات مهم نفت‌گیر محسوب می‌شود. زیرا خلل، شکستگی‌ها و معابر سنگ عامل مؤثر در ذخیره‌سازی مخزن می‌باشد. فضای حفره‌ها غالباً‌ توسط آب اولیه پر شده است. این فضاها در مخازن نفت علاوه برآب اولیه حاوی نفت و گاز می‌باشد. تخلخل به صورت نسبت فضاهای خالی سنگ به حجم کل سنگ توصیف می‌شود.
   تخلخل غالباً بصورت حرف یونانی فی نشان داده می‌شود. تخلخل مؤثر به مجموعه منافذ به هم مرتبط گفته می‌شود. تخلخل غیر مؤثر به مجموعه خلل غیرمرتبط گفته می‌شود. ارتباط خلل به یکدیگر ممکن است از یک معبر یا چند معبر برقرار شود.
انتقال نفت و گاز از معابر خلل به هم مرتبط صورت می‌گیرد. نسبت تخلخل کل به تخلخل مؤثر از نظر زمین‌شناسی نفت حائز اهمیت ویژه‌ای است، زیرا که به طور مستقیم به تراوایی سنگ مربوط می‌شود.
   اندازه، شکل و قطر خلل و مقدار پیچاپیچی معابر ارتباطی منافد اثر مهمی برتولید مخزن دارد. تجزیه و تحلیل شکل خلل و نحوة تداوم معابر ارتباطی دشوار به نظر می‌رسد. برای مثال منافذ آغشته به محلول ممکن است توسط املاح محلول پرکننده را سبب شده و متعاقباً بخشی از سیمان دوباره حل شده باشد. دو نوع تخلخل با توجه به زمان تشکیل آن قابل تشخیص می‌باشد.

بکارگیری سیستمهای لیزری پرقدرت در ارتش آمریکا, محققان را بر آن داشته است تا در زمینة استفاده از این تکنولوژی در اکتشاف و حفاری مخازن نفت و گاز مطالعات وسیعی را آغاز کنند. اگر این مطالعات به نتیجه کامل برسد, بدون اغراق انقلابی در صنعت نفت و گاز بوقوع پیوسته است. به منظور تحقق این هدف، مؤسسه تکنولوژی‌ گاز در آمریکا و آزمایشگاه ملی تکنولوژی انرژی، وابسته به وزارت انرژی طرحی تحقیقاتی را در دست اجرا دارند که در ادامة فعالیت‌های تحقیقاتی به عمل آمده در سال 1999 صورت می­گیرد. در صورت تکمیل مطالعات امکان­سنجی و اجرای اولین پروژة عملیاتی، شگرف­ترین تحول در صنعت حفاری در قرن حاضر اتفاق خواهد افتاد. ارائة گزارشی مختصر از مطالعات در حال انجام در آمریکا و میزان پیشرفت‌ و دستاوردهای آن، می‌تواند اطلاعات ارزشمندی را در اختیار سیاست‌گذاران و تصمیم­گیران صنایع نفت و گاز کشور قرار دهد:
در ابتدای قرن بیستم, حفاری دوار جایگزین روش‌های قدیمی در صنعت نفت و گاز گردید. گرچه از آن زمان تاکنون پیشرفت‌های ارزشمندی در این صنعت حاصل گردیده است، اما به هرحال از روشی مکانیکی بر پایة همان اصول اولیه استفاده می­شود.
استفاده از لیزر برای ایجاد منافذ در ساختار بستر سنگ‌ها، روشی کاملاً متفاوت را می­طلبد. در روش جدید حفاری از اشعه‌پردازی استفاده می‌گردد، در این روش رشته­های لیزر روی سطح سنگ تابیده می­شود و توسط تعدادی عدسی که در جهت جریان تابش اشعه قرار دارند، کنترل می­شوند.

نفت کوره ، یک فراورده جانبی
بیشتر نفت کوره‌های باقیمانده مصرفی در ایالات متحده آمریکا ، از خارج وارد می‌شود. این سوخت به قیمت بسیار ارزانی فروخته می‌شود (قبلا حدود ۷۰ درصد قیمت نفت خامی که از آن تولید شده است) و بعنوان یک فراورده جانبی تلقی می‌گردد.
مشخصه‌های بحرانی نفت کوره
مشخصه‌های بحرانی نفت کوره عبارتند از گرانروی و مقدار گوگرد. در سالهای آینده ، با توجه به لزوم جلوگیری از آلودگی هوا ، مقدار بیشینه گوگرد ، بی شک ، کاهش خواهد یافت. در برخی نقاط ، فقط نفت کوره‌های کم‌گوگرد می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند و این گرایش ، رو به توسعه است.

رفع رسوبات آسفالتین در سازندهای تولید کننده نفت و سیستمهای تولیدی طی سالها یکی از مشکلات اصلی در صنعت نفت بوده است . انتخاب عاملهای کنترل کننده شیمیایی در گذشته به بررسی انحلال توده ای آسفالتین در نمونه های بازیافت شده از سیستمهای تولیدی محدود شده بود . اخیراً روش مورد قبول برای حل این مشکلات استفاده از حلالهای آروماتیکی نظیرگزیلن ، تولوئن و غیره می باشد . این روش به استفاده از مقادیر زیاد این حلالها نیاز دارد . همچنین این روش به تعداد دفعات زیاد باید انجام شود . این مقاله نتایج آزمایشات بر روی میدانهای نفتی و کاربرد مواد شیمیایی کنترل کننده آسفالتین و استفاده از تستهای آزمایشگاهی برای از بین بردن رسوبات آسفالتین و استفاده از مواد شیمیایی بازدارنده رسوبات آسفالتین را شرح می دهد .
آزمایشات اولیه قدرت پراکنده سازی ، با آزمایش پخش کردن آسفالتین در هگزان آغاز شده است . برخی مواد شیمیایی که نتایج امیدوار کننده ای در انحلال و پراش آسفالتینها در محیطهای نامحلول حاوی هگزان ارائه کرده اند ، برای استفاده در میدانهای نفتی یا برای تست اضافی در آزمایش رفع رسوبات جاری سنگ انتخاب شده اند .
دستگاه آزمایش جریان درون نمونه ( core flow test apparatus ) روشی را برای آشنا شدن با تشکیل رسوب آسفالتین و مطالعه در رابطه با رفع آن با استفاده از عاملهای شیمیایی ارائه کرده است . استفاده از نمونه های سنگ و آسفالتینهای بدست آمده از منابع تولیدی ، این فرصت را به ما می دهد که بهترین مواد شیمیایی رفع کننده رسوبات آسفالتین را انتخاب کنیم .

یکی از کاربردهای بیوتکنولوژی، استفاده از ریزسازواره­ها (میکروارگانیزم‌ها) در صنایع نفتی می‌باشد. این کاربرد, با توجه به گستردگی صنعت نفت در کشور ما بایستی مورد توجه خاص قرار گیرد. مطلب زیر از طرف خانم اعظم لقمانی برای شبکه ارسال شده است که در پروژة کارشناسی ارشد خود (در دانشگاه صنعتی امیرکبیر), بر روی ازدیاد برداشت از مخازن نفتی با استفاده از ریزسازواره‌ها، تحقیقاتی آزمایشگاهی داشته و در این رابطه مقالاتی نیز در ششمین کنفرانس ملی مهندسی شیمی و دومین همایش ملی بیوتکنولوژی ایران ارائه کرده است.

نانوتکنولوژی به مواد و سیستم‌هایی مربوط می‌شود که ساختار و اجزای آن به دلیل ابعاد نانومتری، خواص، پدیده‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، رفتار جدیدی را نشان می‌دهند. مواد دارای اندازه ذره نانومقیاس در حوزه‌ای بین اثرات کوانتومی اتم‌ها و مولکول‌ها و خواص توده قرار می‌گیرند. با توانایی ساخت و کنترل ساختار نانوذرات می‌توان خواص حاصل را تغییر داده و خواص مطلوب را در مواد طراحی کرد. نانو تکنولوژی هم اکنون در حال متحول کردن زندگی بشر است و در صنایع تحول زیادی ایجاد نموده و پیش بینی می شود این روال با سرعت بیشتری طی سالهای آتی ادامه یابد. از جمله حوزه هایی که نانو تکنولوژی در آن وارد شده است ، صنایع بالادستی نفت است که مطابق تعریف از اکتشاف تا قبل از پالایشگاه را شامل می شود. مرکز مطالعات تکنولوژی شریف در نظر دارد طی یک سلسله گزارشات، کاربردهای متنوع نانو تکنولوژی را در صنایع بالا دستی ارایه نماید. این گزارش به کاربردهای نانو مواد در گل حفاری می پردازد.
مقدمه
برای دست یابی به سیال مخزن می بایست چاههایی را از سطح زمین تا محل تجمع نفت و گاز (مخزن) حفر نمود. یکی از دیسیپلینهای مربوط به حفاری گل حفاری و سیتم گردش گل است. گل حفاری سیالی است که از دورن لوله‌های رشته‌ حفاری به پایین پمپ می‌شود، از سوراخ‌های مته بیرون می‌آید و سپس از فضای حلقوی بین دیواره چاه و لوله‌های حفاری، کنده های حاصل از حفاری را به سطح حمل می‌کند. همچنین گل حفاری، کار خنک کردن مته و کنترل سیالات موجود در لایه‌ها را نیز بر عهده دارد.گل حفاری باید خواص ریولوژیک و چگالی و ویسکوزیته مناسبی جهت حمل کنده‌های حفاری شده به بالا را داشته باشد و از قابلیت‌ انتقال توان هیدرولیکی پمپ‌ها برخوردار باشد.
خواصی همچون چگالی مناسب با استفاده از نانوافزودنی‌ها قابل حصول است. ویسکوزیته مناسب نیز با اضافه کردن نانوافزودنی‌هایی که خاصیت روغنکاری دارند (Nano lubricants) بدست می‌آیند. حصول خاصیتی همچون قابلیت انتقال توان هیدرولیکی و تراکم‌پذیری (Compressibility) از مهم‌ترین عواملی است که به نظر می‌رسد با استفاده از نانوکامپوزیت ‌ها, نانوتیوب‌های کربنی و برخی از نانوپودرهای سرامیکی سخت با وزن مخصوص مناسب نظیر نانوپودرهای کربید سلیسیم قابل دستیابی باشد. گل‌های حفاری یا پایه آبی هستند یا پایه نفتی (روغنی). برای حصول خواصی همچون چگالی مناسب، عدم خورندگی یا خورندگی کم، خاصیت روان‌کاری، جلوگیری از هرزروی، تراکم‌پذیری مناسب، سمی نبودن و بالاخص خاصیت تیکسوتروپ(ژلاتینی) از نانو افزودنی ها استفاده میشود. اگر احیاناً عملیات حفاری قطع شد، گل می بایست به حالت ژلاتینی در آمده و مانع از ته نشین شدن کنده های حفاری شده و از گیر کردن ابزار حفاری درون چاه جلوگیری کند. همچنین گل ژلاتینی باید به گونه‌ای باشد که با کمترین تنش از حالت ژلاتینی به حالت روان درآید و مجدداً خاصیت تیکسوتروپیک گل را اعاده ‌کند. در این بخش نیز با توضیح خواص فوق, نانوپلیمرها و نانوکامپوزیت‌ها, نانوذرات رسی (Nano clays) و همچنین نانوپراکنده‌کننده‌ها (Nano dispersant) تأثیرات بسزایی روی بهبود این خواص دارند.
بارِن و همکارانش در سال (2003) موفق به تولید نانوموادی شده اند که سطحشان پرداخت شده است و به سیالات اضافه می شوند تا یک نوع کف خاص را تولید نماید. از کف مذکور در ساختن گل های حفاری سبک که می توان با آن حفاری غیرتعادلی(Under Balanced Drilling) انجام داد می توان استفاده کرد. این کف قابلیت خارج کردن ضایعات حفاری را نیز دارد.

فناوری نانو می­تواند اثرات قابل توجهی در صنعت نفت داشته باشد، در مطلب زیر بعد از اشاره به برخی از این تأثیرات، تعدادی از کاربردهای فناوری نانو در صنعت نفت بویژه در بحث آلودگی محیط زیست و نیز سنسورهای نانو به طور مختصر معرفی گردیده است:

IT در حوزه نفت

لطفا از لینک زیر ببینید

http://www.4shared.com/file/104850927/b0e151f3/2_online.html

وابسپارش گرمایی رویه‌ای برای تبدیل مواد آلی پیچیده به نفت خام سبک است. این رویه تقلیدی از جریان طبیعی زمین‌شناختی است که در ساخت سوخت فسیلی اتفاق می‌افتد. در فشار و گرمای زیاد زنجیره‌های بلند بسپار هیدرو‌ژن، اکسیژن، و کربن متلاشی شده و به شکل زنجیره‌های کوتاه ترکیبات هیدروکربن با بیشینهٔ ۱۸ کربن درمی‌آیند.
از فوریه ۲۰۰۵ کارخانه‌ای آزمایشی در ایالت میسوری امریکا با استفاده از زائدات بوقلمون روزانه ۴۰۰ بشکه نفت خام سبک تولید می‌کند. هزینهٔ تمام شده ۸۰ دلار برای هر بشکه گزارش شده است. این هزینه برای موادی که دارای کربن بیشتری باشند، مانند بطری‌های پلاستیکی، کمتر خواهد بود.
نفت مایعی غلیظ و افروختنی به رنگ قهوه‌ای سیر یا سبز تیره است که در لایه‌های بالایی بخش‌هایی از پوسته کره زمین یافت می‌شود. نفت شامل آمیزه پیچیده‌ای از هیدروکربن‌هایی گوناگون است. بیشتر این هیدروکربن‌ها از زنجیره آلکان هستند ولی ممکن است از دید ظاهر، ترکیب یا خلوص تفاوت‌های زیادی داشته باشند. ریشه واژه نفت از واژه اوستایی «نافتا» است. در برخی منابع قدیمی به صورت نفط نیز آمده است. نفت از باقی مانده حیوانات وگیاهانی که میلیونها سال قبل از محیط دریا (آب)، قبل از دایناسور ها زندگی می کردند، تشکیل شده است. در طی سالها، باقی مانده ها توسط لپه های گل پوشیده شده است. گرما وفشار این لپه ها به این باقی مانده ها کمک کرد تا به چیزی تبدیل شوند که ما امروزه نفت خام می دانیم. نفت ها از کجا آمده است؟ نفت خام، یک مایع زرد تا سیاه، بودار می باشد، معمولا در نواحی زیر زمینی که مخازن نامیده می شود، یافت می شود. دانشمندان و مهندسان یک منطقه انتخاب شده تا مطالعه نمونه های سنگی زمین را مورد استخراج قرار می دهد. اندازه گیریها انجام می شود واگر مکان از لحاظ نفتی مکان موفقیت آمیزی باشد، حفاری آغاز می شود. بالای چاه ساختاری که (گل)نامیده می شود، برای جا دادن وسایل ولوله ها ی مورد استفاده در چاه ساخته می شود. زمانی که حفاری تمام می شود، چاه حفر شده یک جریان ثابتی از نفت را به سطح زمین خواهد آورد.

ذخیره و نگهداری نفت‌خام در مخازن پالایشگاهی و پایانه‌های صادراتی، سبب می‌شود به مرور زمان مقدار زیادی نفت خام در ته مخزن رسوب کند. در صورت بازیافت این رسوبات و بازگرداندن آن‌ها به سیستم پالایش، در پالایشگاه‌ها و سیستم ذخیره‌سازی در پایانه‌ها، مقدار زیادی در نفت‌خام صرفه‌جویی می‌شود. در این گزارش، به اهمیت بازیافت این رسوبات، معایب روش‌های متداول بازیافت در کشور و معرفی سیستم کراش اویل واشینگ (C.O.W.S) می‌پردازیم.

آسفالتین
به طور کلی آسفالتین به جامدات رسوب کرده حاصل از افزودن هیدروکربنهای سبک نظیر نرمال پنتان و نرمال هپتان به نفت اطلاق می شود . به عبارت دیگر آسفالتین یک مولکول پیچیده و غیر قابل حل در نرمال آلکانهای سبک و قابل حل در بنزن می باشد و می تواند از نفت یا زغال سنگ مشتق شود . رزین به عنوان کسر نامحلول در پروپان و محلول در نرمال هپتان معرفی شده است که به مخلوط آن با آسفالتین ، آسفالت گفته می شود . مشخص شده که عناصر تشکیل دهنده رسوب آسفالتین به توجه به عامل رسوب دهنده و مخزن نفت متغیر است . نسبت H/C بین 1.05 – 1.15 درصد و مقدار اکسیژن بین 0.3 – 4.9 درصد و مقدار نیتروژن بین 0.6 – 3.3 درصد و مقدار گوگرد بین 0.3 – 10.3 درصد تغییر می کند .

میکروارگانیسم های زنده که بر همه باکتری ها، مخمر ها، کپک ها و قارچ های رشته ای برتری دارند، می توانند ترکیباتمختلف موجود در نفت خام را دچار تغییر و تبدیل کنند. این تغییر و تحول در نفت خام سبب کاهش ارزش اقتصادی نفت می شود؛ از این رو اهمیت داردکه واکنش ها و موقعیت های مخازن نفتی رابه لحاظ زمین شناسی بررسی کنیم. به این مجموعه واکنش‌ها، تجزیه بیولوژیک نفت (Oil Biodegradation) می گویند. تجزیه بیولوژیک نفت خام به وسیله فعالیت های آنزیماتیک باکتری ها که در مخازن اصلی نفتروی می دهد، سبب می شود که میزان زیادی از کیفیت نفت در این گونه مخازن کاسته شود. تجزیه بیولوژیک نفت در همه موقعیت ها، چه درشرایط هوازی و چه در مخازن نفتی عمیق، که شرایط بی هوازی بر آنحاکم است، می تواند صورت گیرد. نزدیک به چهل سال پیش دانشمندان فکر می کردند که این تجزیه و تغییر تنها در مخازن عمیق صورت می گیرد، ولی امروزه این دگرگونی نفتی را در مخازن کم عمق هم یافته‌اند. تجزیه بیولوژیک نفت سبب تغییرات کلی زیر درویژگی های نفت خام می شود:

-

اولین بار در دهه 1950 میلادی در فلوریدا رابطه بین امواج لرزه ای و افزایش بردداشت مشاهده شد. برای مثال با احداث ریل راه آهن در نزدیکی چاهها مشاهده شد که با عبور قطار چاه آب با افزایش سرعت بردداشت همراه است.
در زلزله 21 ژانویه 1952 کالیفرنیا دو چاه از دو مخزن مجاور، یکی به اندازه 14 بشکه افزایش برداشت و دیگری اندازه 48 بشکه کاهش برداشت را نشان می داد که این نشان از پیچیده بودن عملکرد این امواج بر مخزن دارد.
در زلزله دیگری که در تاریخ 14 می 1970 در تاجیکستان رخ داد، تغییر مثبتی در چاههای نفتی مشاهده شد که تا مدت ها ادامه داشت. ناگفته نماند که بهره برداری از این چاهها سالها متوقف شده بود.
کار و تحقییق روی امواج در اواخر قرن 18 و اوایل قرن 19 انجام شد و مشخص شد که زمین لرزه ها قادرند امواج الاستیک را درون زمین منتشر کنند.

تعریف

پوکی یا تخلخل عبارت است از تمامی فضاهای خالی موجود در رسوب یا سنگ بوده که به دو صورت مطلق مفید یا موثر بیان می گردد.

ریشه لغوی

تخلخل یا پوکی در زبان فارسی به معنی فضای خالی است و معادل لاتین آن Porosity می باشد

مقدمه

پارامتر پوکی یا تخلخل در واقع مورد توجه بسیاری از علوم از جمله شاخه های بسیاری از زمین شناسی و مهندسی سازه ها بوده و هست و برای دست یابی به پارامترهای مهم دیگر بسیار حائز اهمیت می باشد. لذا اهمیت مطالعه و درک چگونگی ایجاد تخلخل و انواع آن و عوامل موثر در آن نمایان می شود.

انواع تخلخل

پوکی بر پایه زمان تشکیل به دو صورت اولیه و ثانویه بوجود می آید:
الف پوکی اولیه (Primary Porosity): شامل فضاهای خالی می باشد که در هنگام رسوبگذاری ساخته شده و به اشکال زیر ظاهر می گردد.

• پوکی بین دانه ای (interpartide): فضای خالی ایجاد شده بین دانه های تشکیل دهنده رسوب یا خاک
• پوکی درون دانه ای (Intra Particle): این نوع پوکی بیشتر در دانه های کربناته و به صورت حفره در درون اسکلت موجودات ظاهر گشته که اغلب در مراحل دیاژنز توسط سیمان پر می گردند
• پوکی پناهگاهی (Shelter): طرز قرار گیری دانه های درشت ممکن است به گونه ای باشد که فضای خالی در زیر آنها بوجود آید. مانند حفره موجود در زیر صدف یک نرم تن (دو کفه ای)
• پوکی رشد چهارچوب (Growth- Framework): اینگونه پوکی در اثر رشد موجودات زنده در محیط آبی و ایجاد فضایی در بین پیکره های آنها بوجود می آید.

ب) پوکی ثانویه (Secondry Porosity)
پوکی ثانویه به آن دسته از فضاهای خالی گفته می شود که پس از رسوبگذاری و در اثر فرآیندهای دیاژنز بوجود آمده اند.

• پوکی بین بلوری (Intra Crystalline): فضای بین بلورهای موجود در سنگ را گویند. بویژه در سنگهای کربناته که در اثر فرآیِند جانشینی دولومیت جانشین کلسیت می گردد. این جانشینی باعث کاهش حجم کانی اولیه و در نتیجه افزایش فضای خالی و پوکی می شود.
• پوکی روزنه ای (Fenestral): حفره ای است به شکل عدسی، کروی و یا نامنظم که به صورت پراکنده در اثر از دست دادن آب منفذی، تخمیر جلبکها، یا هنگام خشک شدن رسوبات بوجود می آید.
• پوکی قالبی (Moldic): در اثر انحلال بخشی از سنگ این گونه پوکی شکل گرفته که درصورتیکه بسیار بزرگ باشد به ان پوکی غاری (Cavern) گویند. این گونه پوکی اغلب در سنگهای کربناته شده می شود

• پوکی شکستگی (Fracture) در اثر شکستگی های موجود در سنگ این نوع پوکی شکل می گیرد. عواملی چند، مانند فشردگی(Compaction)، لغزش، زمین ساخت باعث بوجود آمدن آن می شود. به طور کل تخلخل اولیه با اندازه دانه ها رابطه عکس دارد یعنی هر چقدر اندازه دانه ها بزرگتر باشد تخلخل اولیه کمتر خواهد بود و را که در رسها که ریزترین دانه های رسوبی را تشکیل می دهند بیشترین تخلخل مطلق را داریم.

تخلخل یا پوکی در زمین شناسی کاربردی (زمین شناسی نفت، آبهای زیرزمینی، زمین شناسی- مهندسی و ژئوتکنیک) از اهمیت ویژه ای برخوردار است. چرا که عامل مهم ذخیره شدن نفت بالا بودن تخلخل مفید در سنگهای مخن و کم بودن آن در سنگهای پوششی مخزن است.
و در آبهای زیرزمینی عامل مهم برای حرکت آبهای زیرزمینی بالا بودن تخلخل مفید است. در مورد زمین شناسی مهندسی تخلخل زیاد کارهای مهندسی را دچار مشکل می کند و به عنوان یک عامل مزاحم تلقی می شود چرا که در یکی از سدهای ایران به نام سدلار به علت عدم توجه مهندسان زیربط به زیاد بودن تخلخل، تقریبا بلا استفاده مانده و آبگیری نمی شود.

انتخاب روش اقتصادی بازیافت نفت از مخازن هیدروکربوری، از اهمیت زیادی برخوردار است و سالانه سرمایه گذاری کلانی در این باره در کشورهای مختلف انجام می­شود. نفت خام با توجه به وضعیت مخزن می­تواند طی سه مرحله استخراج شود. در این مطلب، ابتدا روشهای مختلف بازیافت نفت از مخازن هیدروکربوری بیان شده است و در خاتمه روش بازیافت مناسب نفت در کشورمان مورد بررسی واقع شده است:

مرحله اول بازیافت

پس از عملیات حفر چاه و اصابت آن به مخزن نفت، به دلیل فشار زیاد موجود در مخزن، جریان نفت به سوی دهانة خروجی چاه سرازیر می‌شود. این مرحله از استخراج که عامل آن فشار داخل خود مخزن است به "بازیافت اولیه نفت" موسوم است.

با افزایش تولید و کاهش فشار، سرعت تولید نیز کاهش می‌یابد تا اینکه فشار به حدی می‌رسد که دیگر نفت خارج نمی‌شود. در این مرحله ممکن است, تنها 30 تا 50 درصد کل نفت مخزن استخراج شود. علاوه بر فشار مخزن، عوامل دیگری مانند خواص سنگ مخزن و میزان تخلخل آنها و نیز دمای مخزن نیز در میزان تولید مؤثرند. به عنوان مثال، کل نفت مخازن آمریکا حدود 109*400 بشکه بوده است که تا سال 1970 حدود 109*100 بشکة آن توسط روش­های اولیه استخراج شده‌اند. البته هر قدر میزان گاز آزاد در مخزن بیشتر باشد، مقدار تولید نفت توسط این روش بیشتر است. زیرا تغییرات حجم گاز در مقابل تغییر فشار بسیار زیاد است. به عنوان مثال، در ایالت پنسیلوانیای آمریکا به دلیل پایین بودن نفوذپذیری سنگ مخزن (کمتر از 50 میلی‌دارسی) و انرژی کم‌مخزن که ناشی از پایین بودن مقدار گاز طبیعی آزاد است، میزان نفت استخراج شده با روشهای اولیه بین 5 تا 25 درصد کل نفت بوده است و به همین دلیل در این ایالت روش­های مرحله دوم از سال 1900 میلادی شروع شده است.

مرحله دوم بازیافت

از روشهای مؤثر در مرحلة دوم یکی "سیلاب­زنی آب" و دیگری "سیلاب­زنی گاز" یا "تزریق گاز" است. در روش سیلاب­زنی آب، آب با فشار زیاد، از طریق چاه­های اطراف چاه تولید نفت وارد مخزن شده و نیروی محرکه لازم برای استخراج نفت را به وجود می‌آورد. معمولاً در اطراف هر چاه نفت، چهار چاه برای تزریق آب وجود دارد.

لازم به ذکر است, تزریق "بخار آب"، دما را افزایش و گرانروی را کاهش می‌دهد. در این روش که از بخار آب به جای آب استفاده می‌شود، با کاهش گرانروی نفت، جریان آن راحت‌تر صورت گرفته و سرعت تولید بالا می‌رود.

در روش سیلاب­زنی گازی، گاز (مانند گاز طبیعی) با فشار زیاد به جای آب وارد مخزن شده و نفت را به طرف چاه خروجی به جریان می‌اندازد. در کشور ونزوئلا, حدود 50 درصد گاز طبیعی تولید شده دوباره به چاه­های نفت برای استخراج در مرحلة دوم برمی‌گردند. نحوة تزریق گاز شبیه تزریق آب به صورت چاه­های پنجگانه است. در مواردی که گرانروی نفت خیلی بالا باشد از تزریق بخار آب برای استخراج مرحلة دوم استفاده می‌شود.

مرحله سوم بازیافت

پس از استخراج به کمک روش­های مرحلة دوم هنوز هم 30 الی 50 درصد نفت می‌تواند به صورت استخراج نشده در مخزن باقی بماند. در اینجاست که استخراج نفت به کمک روش مرحلة سوم صورت می‌گیرد.

یکی از روشهای مرحلة سوم تزریق محلول "مایسلار" ( Micellar solution) است که پس از تزریق آن، محلول‌های پلیمری به عنوان محلول بافر به چاه تزریق می‌شود. در آمریکا ممکن است, روشهای استفاده از محلول‌های مایسلار تا 50 درصد کل روشهای مرحلة سوم را شامل شود. محلول مایسلار مخلوطی از آب، مواد فعال سطحی، مواد کمکی فعال سطحی، نفت و نمک است. در روشهای جدید تهیة محلول مایسلار، نفت، نمک و مواد مکمل فعال سطحی حذف گردیده‌اند. محلول‌های مایسلار نیروی تنش سطحی بین آب و نفت را تا حدود dyne/cm 0.001 یا کمتر از آن کاهش می‌دهند. گرانروی محلول پلیمری حدود 2 تا 5 برابر گرانروی نفت است. غلظت پلیمر حدود ppm می‌باشد. در حال حاضر از "پلی‌آکریلیمیدها" ( Polyacrylimides) و زیست‌پلیمرها به عنوان پلیمر در محلول بافر استفاده می‌شود.

مواد فعال سطحی معمولاً "سولفونات­های نفتی سدیم" هستند و از لحاظ خواص و ساختار شیمیایی شبیه شوینده‌ها می‌باشند. از الکل‌ها نیز برای مواد کمکی فعال سطحی استفاده می‌شود. هزینة تولید محلول‌های مایسلار برای تولید هر بشکه نفت در سال 1975 حدود 1.5 دلار در آمریکا بوده است.
یکی دیگر از روشهای مرحلة سوم، روش "احتراق زیرزمینی" است. طی این روش اکسیژن موجود در هوا در زیرزمین با هیدروکربن‌ها می‌سوزد و مقدار گاز تولید‌شده، فشار مخزن بالا می‌رود. گرما همچین گرانروی را کاهش داده و جریان نفت راحت‌تر صورت می‌گیرد. یک روش دیگر مرحلة سوم که اخیراً مورد توجه فراوان قرار گرفته است, استفاده از گاز دی‌اکسید کربن می­باشد. این گاز بسیار ارزان بوده و در نفت نیز حل می‌شود و گرانروی آن را کاهش می‌دهد. از روشهای دیگر مرحلة سوم، انفجارهای هسته‌ای در زیرزمین است که این انفجارها شکاف مصنوعی در سنگها به وجود می‌آورد و جریان نفت را تسهیل می‌کند. روش­های مختلف بازیافت نفت (EOR ) به طور اختصار در شکل 1 نشان داده شده است.

روش­های مناسب بازیافت نفت از مخازن ایران

به طورکلی در ایران، از روش­های تزریق گاز و تزریق آب برای ازدیاد برداشت استفاده می­شود. اما در بحث تزریق گاز، شرایط ایران بسیار استثنایی است؛ اولاً ایران دارای مخازن عظیم گازی است و می­توان گاز را با هزینه بسیار ناچیزی تولید و سپس به مخازن نفت تزریق نمود، در حالی که در سایر نقاط دنیا به عنوان مثال دریای شمال، علاوه بر خرید گاز, هزینه­های نسبتاً بالایی نیز برای حمل و نقل باید پرداخت نمود. دوم اینکه با توجه به مسئله صیانت, در حدود 90 درصد از گاز تزریق‌شده در مخازن به صورت گاز همراه یا در گاز کلاهک در مخزن ذخیره می‌شود و پس از پایان کار حدود 90 درصد یا بیشتر این مقدار مجدداً قابل بازیافت و استخراج خواهد بود.

در سایر کشورها, به دلیل ماهیت خصوصی صنعت نفت خود, سرمایه گذاران خصوصی حاضر به ذخیره‌کردن گاز به مدت چند سال برای تزریق نیستند، لذا تزریق گاز برای اینگونه کشورها ممکن است غیراقتصادی باشد.

البته به جای تزریق گاز در مخازن نفت، از تزریق آب نیز می­توان سود جست که کشورهای دیگر بیشتر از این روش استفاده می‌کنند ولی میزان کارآیی تزریق آب نسبت به تزریق گاز بر حسب مخزن کاملا متفاوت می­باشد.

به‌طورکلی در مورد مخازن نفت ایران, به دلیل نوع مخازن و ویژگی­های نیروهای کشش بین‌ سطحی، تخلیه ثقلی و غیره و همچنین سایر مسائل اقتصادی دیگری که عنوان شد، تزریق آب نسبت به تزریق گاز دارای مزیت کمتری است. از لحاظ صیانت هم نفت بیشتری تولید کرده و می­توان از گاز ذخیره شده در مخازن بعدها استفاده نمود.

تزریق گاز خصوصاً در شرایطی که ما صاحب یک میدان گازی مشترک هستیم، بسیار اقتصادی‌تر است و از طرف دیگر، این گاز برای نسل آینده ذخیره می‌شود. علاوه بر این، تولید نفت نیز به مقدار قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد.

لذا بهتر است، پروژه‌های تزریق گاز در ایران اجرا شود, مگر اینکه اثبات شود که تزریق گاز از لحاظ فنی و اقتصادی به صرفه نیست. به همین دلیل در حال حاضر, به‌طور عمده در مخازن نفت, تزریق گاز نیز منظور می­شود

تقسیم بندی سنگهای مخزن

از آنجایی که اغلب سنگهای مخزن از نوع رسوبی بوده و به این دلیل تقسیم بندیهای توصیفی و ژنتیکی سنگهای رسوبی در مورد سنگهای مخزن نیز بکار برده می‌شود. سنگهای مخزن نیز مفید بایستی دارای خلل به هم پیوسته تا ذخیره ورودی را بتواند در خود نگهداری کند. به این دلیل سنگ مخزن از نوع ماسه سنگی لازم است مچور تا کاملا مچور بوده ، مشروط بر این که پدیده سیمان شدگی بطور کامل عمل نکرده باشد. بطور طبیعی ماسه سنگهای گری وکی و یا لیتارنیت از جمله سنگهای مخزن مفید محسوب نمی‌شوند.

خلل و معابر سنگهای آهکی یا موثر از محیط رسوبی بوده و یا این که ناشی از تحولات ثانویه به خصوص انحلال و شکستگی می‌باشد. به این دلیل سنگهای آهکی دانه‌ای و یا اسپارایتها که بالاحض در محیط بین موجی و در ناحیه مرجانی و تپه‌های دریایی تشکیل شده‌اند، از جمله سنگهای مخزن بسیار مفید محسوب می‌شود. در ضمن سنگهای آهکی دانه ریز که بعد از آن شکسته شده‌اند همانند سازند آسماری نیز مکانی بسیار مناسب جهت تجمع و ذخیره سازی هیدروکربور محسوب می‌شود.

نامگذاری سنگهای مخزن

سنگهای مخزن بر مبنای مختلفی نامگذاری می‌شود. بطور کلی به هر سنگ مخزن به اصطلاح پی Pay گفته می‌شود. به فرض ، آسماری پی که نشانگر مخزن آسماری است. گاهی نام مخزن از نام سازندی که در آن نفت ذخیره شده اخذ می‌شود. مانند مخزن بنگستان که نام آن از گروه بنگستان ناشی شده است. در بعضی مواقع نام مخزن به ناحیه و یا موقعیت جغرافیایی مخزن نسبت داده شده ، مانند مخزن گچساران و یا مخازن نفتی خاورمیانه.

سنگهای مخازن دریایی و غیر دریایی

از آنجایی که تشخیص نوع سنگ و جغرافیای گذشته سنگهای مخازن در تشخیص حدود و گستردگی و مقدار ذخیره نفت این سنگها اهمیت بسزایی داشته و به لحاظ اینکه هیدروکربورها در سنگهای با منشا دریایی و غیر دریایی نیز ذخیره شده‌اند، به این دلیل ویژگیهای زیر مشخص کنند، سنگهای دریایی و غیر دریایی از هم می‌باشد.

1. محتویات فسیلی گویای دریایی و یا غیر دریایی بودن آنها می‌باشد.
2. بلورهای فلدسپات موجود در صورت داشتن شکل اوهدرال گویای منشا دریایی سنگ است.
   
   
3. رشد فلدسپات ثانویه در اطراف فلدسپات تخریبی حاکی از محیط دریایی است.
4. توده‌های لایه‌ای ، گسترده و پهن نشانگر رسوب در محیط دریایی است.
   
   
5. مقاومت قابل ملاحظه‌ای از لایه‌های عاری از فسیل ، فاقد جورشدگی قطعات و عدسی مانند ، منعکس کننده ، محیط غیر دریایی است.
   
   
6. بهم ریختگی و بی‌نظمی در رسوبات ممکن است نشانگر واریزه‌های زیر دریایی بوده و یا ناشی از پدیده یخچالی باشد.
   
   
7. لایه‌های زغال سنگی و عدسیهای ماسه‌ای همراه ، محیط غیر دریایی را نشان می‌دهد.
8. بسیاری از رسوبات رودخانه‌ای و کانالی گویای محیط غیر دریایی می‌باشد.

محققان اعلام کردند؛ شیوه‌ای برای تولید نفت از طریق تحت حرارت قرار دادن چوب درختان یافته اند.به نقل از آسوشیتدپرس، محققان کالج منابع طبیعی دانشگاه ایداهو اعلام کردند، چوب راه حل پاسخگویی به کاهش ذخایر جهانی نفت است. بر اساس این گزارش، محققان می‌گویند شیوه‌ای را کشف کرده‌اند که چوب را به نوعی نفت تبدیل می‌کند.به گفته محققان، در این روش خاک اره و متانول تا 900 درجه فارنهایت حرارت داده می‌شوند تا بیواویل تولید شود. و پس از تولید بیواویل، نفت با استفاده از نقطه جوش جدا می‌شود. این گزارش حاکی است، این شیوه تاکنون توجه برخی از شرکتهای نفتی و تولید کننده چوب را خود جلب کرده است.به گفته محققان این شیوه چندان هم بدیع نیست و در طبیعت رخ می‌دهد. بر این اساس، در طبیعت زغال سنگ در نتیجه تحت حرارت و فشار قرار گرفتن چوب درختان و البته در طی میلیون‌ها سال به وجود می‌آید.محققان دانشگاه ایداهو می گویند، در حال پیشبرد شیوه‌ای هستند که بر خلاف زغال سنگ که طی میلیون‌ها سال به وجود می‌آید، بیواویل را در عرض چند دقیقه تولید کنند. بر اساس این گزارش، روش تولید بیواویل فقط دو درصد دور ریز دارد و پس از تولید بیواویل، نفت را با استفاده ازتقطیر بدست می آید.

نحوه تشکیل نفت و گاز را می تونید از لینک زیر ببینید:

http://open-video.org/details.php?videoid=826

مقدمه

برای انجام مراحل مختلف اکتشاف مواد معدنی فلزی و غیر فلزی ، نفت ، گاز و آب و همچنین به منظور بررسی و مطالعه خصوصیات سنگ شناسی ، آلتراسیون و کانی سازی لایه‌های زیرزمینی یک منطقه به حفاری می‌پردازند. انواع مهم حفاری عبارتند از : نوع مقر گیر ، نوع روتاری و نوع ضربه‌ای. مواردی که برای حفاری استفاده می‌شود تابع روش حفاری ، مقاومت سنگها ، میزان شکستگی ، عمق ، مواد گازی و ترکیب کانی شناسی سنگ است.

نقش مواد در گل حفاری

کنترل وزن مخصوص

برای منترل مخصوص از باریت ، گالن و آهک استفاده می‌شود. در مواردی که فشار آب و یا گاز در منطقه حفاری زیاد باشد، یا حفاری در سنگ خاصی (نظیر شیل) صورت گیرد، از باریت می‌توان استفاده نمود. در صورتی که فشار آب و یا گاز در سنگهایی که حفاری می‌شود خیلی زیاد باشد، از گالن استفاده می‌کنند. از آهک به منظور کاهش وزن مخصوص کمک می‌گیرد.

مواد تغییر دهنده غلظت

به منظور بازیابی سریع مواد حفاری شده ، جلوگیری از گیر کردن مته و افزایش سرعت حفاری ، از نبتونیت سدیم‌دار ، اتاپولژیت (Attapulgite) ، آزبست ، موسکویت ، گرافیت و دیاتومیت می‌توان استفاده کرد.

کنترل ترکیب شیمیایی محلول حفاری

ترکیب شیمیایی محلول حفاری بر غلظت ، وزن مخصوص ، سرعت حفاری و دستگاههای حفاری تاثیر مستقیم می‌گذارد. مواد معدنی مورد استفاده عبارتند از بی‌کربنات سدیم ، نمک ، آهک ، دولومیت و ژیپس.

مواد معدنی که در حفاری استفاده می‌شوند.

• نبتونیت : به منظور جلوگیری از هدر رفتن محلول حفاری در چاههایی که درز و شکاف زیاد دارند. می‌تواند از نبتونیت سدیم‌دار به عنوان پوشش داخلی سطح چاه استفاده نمود. نبتونیت خاصیت کلوئیدی را افزایش می‌دهد. و در نتیجه درصد بازیابی پودر و سنگ افزایش می‌یابد.
  
  
• میکا : برای جلوگری از گیر کردن مته در سنگهای دارای خاصیت چسبندگی زیاد ، نظیر وزن گسلی یا در سنگهای مارنی از میکا باید استفاده شود.
  
  
• گرافیت : هر گاه مته و محور آن به هنگام حفاری گیر کند استفاده از گرافیت لازم می‌آید که البته بعد از بر طرف شدن مانع باید آن را از چاه خارج کرد.
  
  
• باریت : برای کنترل وزن مخصوص از باریت استفاده می‌کنند.
• گالن : به منظور کنترل وزن مخصوص از گالن استفاده می‌نمایند.
  
  
• آهک و دولومیت : جهت کاهش وزن مخصوص و کنترل خاصیت قلیای از آهک و دولومیت می‌توان استفاده نمود.
• ژیپس : برای جلوگیری از آلودگی کربنات و همچنین جهت لخته کردن کانیهای رسی از ژیپس استفاده می‌شود.
• آزبست : به منظور افزایش درصد مواد حفاری می‌توان از آزبست استفاده نمود.
• نمک : در موقع حفاری به منظور کنترل قطر چاه و همچنین برای کنترل پراکندگی رسها از نمک استفاده می‌شود.
  
  
• کربنات و بی‌کربنات سدیم : به منظور کنترل محلولها و جلوگیری از خطر آلودگی ، کربنات را مورد استفاده قرار می‌دهند.
• پرلیت و خاکسترهای آتشفشانی : این مواد به عنوان سیمان بکار می‌روند.

آشنایی

گسترش های مواد نفتی در زیرزمین، در مقاطع قائم و همچنین پهنه های جغرافیایی، بر اساس اصول زمین شناسی ولی عمدتا از نظر ارزش اقتصادی آنها طبقه بندی می گردند. این تقسیمات شامل: مخازن نفتی، میدانها نفتی و حوضه های نفتی می باشند. از آنجا که در این طبقه بندی ملاحظات زمین شناسی و حتی جغرافیایی مدنظر می باشد، لذا در تعاریف موجود بر حسب مواد استفاده و محیط های مختلف جغرافیایی اختلاط نظر بین متخصصین ذیربط وجود دارد و تعاریف مورد بحث از استاندارد بین المللی واحدی برخوردار نیستند.

حوضه نفتی چیست؟

حوضه نفتی، منطقه و یا محدوده جغرافیایی ای است که در آن میدانها و مخازن نفتی متعددی وجود دارد که همه آنها در یک مجموعه زمین شناسی مربوط به شرایط محیطی و رسوبی معین و مستقل گرد آمده اند. حوضه های نفتی با ویژگیهای چینه شناسی و تکتونیکی خاص خود مشخص شده و از سایر حوضه ها بدین لحاظ متمایز می گردند. مانند حوضه زاگرس در غرب و جنوب غرب ایران و منطقه خلیج فارس، حوضه قفقاز در آذربایجان و حوضه مید کانتیننتال (Mid-continental) در آمریکا.
هر گاه تعدادی مخزن و میدان در یک محیط زمین شناسی قرار داشته باشند، به این مجموعه، ایالت یا ناحیه و یا حوضه گفته می شود. اصطلاح اخیر از دیدگاه زمین شناسان در نواحی مختلف متفاوت است. به فرض مجموعه مخازن میدانهای لرستان، یک ناحیه یا ایالت نفت خیز گفته می شود.

توزیع جغرافیایی حوضه های نفتی

دو منطقه بسیار معروف و مهم از نظر ذخایر نفتی در دنیا یکی خاورمیانه و دیگری منطقه خلیج مکزیک و دریای کارائیب است این دو منطقه که در دوسوی متقابل، روی کره زمین واقع هستند، در حقیقت سالهاست که مراکز اصلی تولیدات نفتی دنیا را تشکیل می دهند. کشورهای عمده منطقه خاورمیانه از نظر تولید نفت به ترتیب اهمیت و حجم تولید، عبارتند از: عربستان سعودی ، ایران، عراق، کویت و امارات متحده عربی و قطر است. منطقه خلیج مکزیک و دریای کارائیب نیز شامل سواحل خلیج مکزیک در ایالات متحده و کشورهای مکزیک، ونزوئلا، کلمبیا و ترینیداد است. در قاره آفریقا هم در شمال و هم در مرکز آن، کشورهای متعددی نظیر الجزایر، لیبی، مصر، نیجریه و آنگولا در تامین نفت مورد نیاز دنیا، نقش مهمی ایفا می کنند. در اروپا، میدانها و حوضه های نفتی جدید در دریای شمال و همچنین مخازن عظیم گاز طبیعی در شمال روسیه در توازن تولید نفت دنیا، بسیار حائز اهمیت است.

موارد استعمال برخی از برش های نفتی بدست آمده از نفت خام

شیرین کردن آب دریا

یکی از موارد استعمال گازهای نفتی در صنایع وابسته به پالایشگاهها تهیه آب شیرین از آب شور می‌باشد.

به عنوان سوخت

از جمله ، بنزین برای سوخت موتورهای مختلف ، کروزون سوخت اغلب تراکتورها و ماشین‌های مورد استفاده در کشاورزی و همچنین موتورهای جت هواپیماها اغلب از کروزون یا نفت سفید می‌باشد، گازوئیل که موتورهای دیزل بعنوان سوخت از نفت گاز (گازوئیل) استفاده می‌نمایند، نفت کوره یا مازوت یک جسم قابل احتراق با قدرت حرارتی 10500 کالری بوده که بخوبی می‌تواند جانشین زغال سنگ گردد و سوختن آن تقریبا بدون دود انجام می‌گیرد.

روشنایی

از کروزون جهت روشنایی و همچنین برای علامت دادن به کمک آتش استفاده می‌شود، چون نقطه اشتعال کروزون بالاتر از 35 درجه است، لذا از نظر آتش‌سوزی خطری ندارد.

حلال

از هیدروکربورهای C4 تا C10 می‌توان برش‌هائی با دانسیته و نقاط جوش ابتدائی و انتهایی متفاوت تهیه نمود که مورد استعمال آنها اغلب بعنوان حلال می‌باشد. بعنوان مثال ، اتر نفت یک حلال سبک با نقطه جوش 75-30 درجه سانتیگراد و وایت اسپیریت (حلال سنگین) که از تقطیر بنزین بدست می‌آید بعنوان حلال ، رنگ‌های نقاشی و ورنی ها استفاده می‌گردد. همچنین برای تمیز کردن الیاف گیاهی و حیوانی و یا سطح فلزات از برش‌های خیلی فرار (تقطیر شده قبل از 110 درجه سانتیگراد) استفاده می‌شود.

روان کاری

• روغنهای چرب کننده: نوعی روغن که جهت روان کاری بکار می‌رود. بستگی به شارژ ، سرعت ، درجه حرارت دستگاه دارد. انواع روغنها عبارتند از:
  
  

1. روغن دوک برای چرب کردن دوک ، موتورهای الکتریکی کوچک و ماشین های نساجی و سانتریفوژهای کوچک
2. روغن ماشین‌های یخ سازی جهت روغنکاری کمپرسورهای آمونیاکی کارخانجات یخ‌سازی
3. روغن ماشین‌های سبک جهت روان کاری موتورهای الکتریکی ، دینام‌ها و سانتریفوژهای با قدرت متوسط
4. روغن ماشین‌های سنگین مخصوص روغنکاری موتورهای دیزلی است مانند دیزل‌های سورشارژه و غیره
5. روغن برای سیلندرهای ماشین بخار
6. روغن برای توربین ها
7. روغن برای موتورهای انفجاری (اتومبیل و غیره)
8. روغن دنده
9. روغن موتورهایی که دائما با آب در تماس است.
   
   

• گریس ها: یک روان کننده نیمه جامد است و متشکل از یک روغن نفتی و یک پر کننده (از سری صابونهای فلزی) یا سفت‌کننده (از مواد پلیمری) می‌باشد. کاربرد گریس بیشتر برای اتومبیل‌ها و برخی صنایع مناسب می‌باشد.
  
  
• آسفالت و قیراندودی: در حال حاضر 75 درصد از باقیمانده حاصل از عمل تقطیر در خلاء برای پوشش جاده‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.
  
  
• موارد استعمال داروئی: از قبیل وازلین باعث نرم شدن پوست بدن گردیده و برای بهبود سرمازدگی نیز موثر است.
  
  
• پارافین: از پارافین ذوب شده و خالص شده جهت ساخت داروهای زیبائی استفاده می‌گردد.
  
  
• گلیسیرین: مقدار قابل ملاحظه ای از این ماده ، از نفت تهیه می‌گردد. علاوه بر مصارفی که گلیسیرین در صنعت (برای تهیه باروت دینامیت ، مرکب و غیره) دارد، از آن برای فرم نگه داشتن پوست بدن و یا تهیه داروهائی از قبیل گلیسیرین یده استفاده می‌شود

در زمین شناسی نفت یکی از تخصصهای مهم که توسط زمین شناسان و مهندسین حفاری بسیاری مورد توجه قرار گرفته است، نحوه از چاه می‌باشد. که در این رابطه ابتدا انرژی طبیعی موجود در مخزن را نسبتا به نوع سنگ ذخیره (ماسه‌ای - کربناتی) مشخص می‌نمایند و سپس نسبت به برداشت کامل از چاه با بکار بردن روشهای پر هزینه و نیز تزریق بخار یا گاز نظر می‌دهند.

انرژی موجود در مخازن

در غالب مخازن نفت و گاز موجود در مخازن ، تحت فشار بخصوص آن مخزن قرار دارند. یعنی وقتی که چاهی در یک مخزن نفتی حفر می‌شود در نتیجه فشار موجود در چاه ، نفت بالای چاه و حتی تا سطح زمین نیز می‌تواند بالا بیاید که به اینگونه مخازن در اصطلاح مخازن خود تولید می‌گویند.

فشار مخازن نفتی

آب و نفت از نظر حجمی یک ضریب بالنسبه پایینی با همدیگر دارند، بدین جهت هنگام استخراج نفت ، فشار چاه به سرعت پایین می‌آید و هر قدر مخزن کوچکتر باشد این افت فشار سریعتر صورت می‌گیرد و از این افت فشار می‌توانیم اطلاعات هم در مورد اندازه مخزن و ارتباط داخلی آن در طول بهره برداری تهیه نماییم.

گاز جهنده

در این رابطه چون گاز نسبت به نفت قدرت گسترش زیادی دارد در نتیجه کاهش فشار مخزن ممکن است گاز مایع را به حالت گازی شکل در آورد و گاز حل شده در نفت از حالت محلول خارج می‌شود. لذا حجم قسمت گاز افزایش می‌یابد و این حالت به نگهداری و تنظیم فشار چاه در موقع استخراج به مدت طولانی کمک می‌کند به این گاز اصطلاحا گاز جهنده می‌گویند.

سفره تحت فشار

فشار آب را در مخازن بزرگ بیشتر نگهداری می‌کنند، چون حجم بزرگتری دارند و آب در بهترین وضعیت حالتی است که در مخزن تحت فشار باشد که به آن اصطلاحا سفره تحت فشار می‌گویند.

آبهای جهنده

در طول بهره برداری از مخازن نفتی فشار ثابتی خواهیم داشت. زیرا آبهای جدید جای نفت استخراج شده را گرفته و این فشار را تأمین می‌کنند که به آنها در اصطلاح آبهای جهنده می‌گویند. از وجود آب جهنده برای خنثی کردن افت فشار در مخازن نفتی استفاده می‌کنند و در صورت کمبود آن از طریق چاههای تزریقی ویژه آب یا گاز به داخل مخازن تزریق می‌کنند و اگر هیچگونه انرژی جهت تولید فشار در مخزن نفتی موجود نباشد در آنصورت باید نفت به بیرون پمپاژ شود.

نفوذپذیری در مخازن نفتی

اگر چند نوع فاز گازی یا مایع در سنگهای ذخیره وجود داشته باشد، بطوری که قبلا شرح داده شد، نفوذ پذیری از اندازه خلل و فرج و تخلخل تبعیت نخواهد کرد بلکه به میزان ارتباط سایر فازها نیز بستگی خواهد داشت. نفوذ پذیری مؤثر در واقع نفوذ پذیری یک فاز در ارتباط با سایر فازها را برای ما نشان می‌دهد. مثلا اگر در خلل و فرج 40 درصد آب و 60 درصد نفت موجود باشد در آنصورت نفوذ پذیری نفت کمتر از زمانی خواهد بود که تمامی خلل و فرج از نفت پر شود، یعنی 100 درصد اشباع از نفت باشد.

ارتباط بین آب و نفت استخراجی از مخازن

اگر در یک مخزن نفتی کمتر از 40 تا 50 درصد آب باشد (یعنی درجه اشباع شدگی نفت بین 50 تا 60 درصد باشد) در آنصورت از مخزن تنها نفت استخراج می‌گردد. اگر درصد اشباع آب بین 45 تا 85 درصد باشد در آن صورت نفت و آب استخراج می‌شوند. و اگر درصد اشباع آب بین 85 تا 100 درصد باشد در آنصورت فقط از مخزن آب استخراج می‌گردد.

دلیل این حالتها

چون آب سطح کانیها را خیلی راحتتر از نفت خیس می‌کند، بطوری که ممکن است بیشتر از 30 الی 40 درصد آب در اطراف دانه‌های کانیها موجود باشد و وقتی که مقدار آن بین 40 الی 50 درصد و یا بیشتر برسد در آنصورت نمی‌توانیم به مدت طولانی فاز پیوسته نفت را داشته باشیم و قطرات نفت همراه با آب می‌توانند جریان پیدا کنند و اگر مقدار نفت کم باشد در اینصورت نفت بصورت قطرات کوچک در خلل و فرج سنگ ذخیره باقی خواهد ماند و آب از کنار آن عبور خواهد نمود.

سنگهای ذخیره کربناتی

از سنگهای ذخیره نفت و گاز از نوع کربناتی تا زمانی که درجه اشباع نفتی بین 30 الی 40 درصد و بیشتر باشد چون چسبندگی گاز کمتر است و خیلی راحت از کنار آب عبور می‌کنند، لذا می‌توان فقط گاز استخراج نمود. و در درجه بالاتری از اشباع شدگی ، گاز همراه نفت جریان یافته و در درجه اشباع نفتی حدود 55 درصد ، نفت و گاز نفوذ پذیری مشابهی خواهند داشت.

پالایشگاه نفت شیراز در سال 1349 با هدف بر طرف نمودن نیاز های داخلی کشور به فراورده های نفت با ظرفیت 40 هزار بشکه در روز نفت خام توسط شرکت های u.o.p وPROJETI SNAM و تحت نظارت شرکت ملی نفت ایران طراحی و ساخته شد و در سال 1352 توسط کارکنان و متخصصان ایرانی به بهره برداری رسید.خوراک نفت خام این پالایشکاه که بر پایه نفتنیک بوده و در زمره نفت های سنگین می باشد از طریق یک خط لوله 10 اینچی به طول 230 کیلومتر از منابع نفتی گچساران تامین میشود.در جریان جنگ تحمیلی تغییرات بسیاری در جهت بهبود روشهای تولید افزایش فراورده های این پالایشگاه اعمال شد که طراحی,ساخت و نصب وبهره برداری قیر دمیده و قیر باتری برای اولین بار در ایران از جمله این اقدامات می باشد. محصولات پالایشگاه نفت شیراز شامل:بنزین معممولی,بنزین سوپر,بنزین جت,نفت جت,نفت سفید,نفت گاز,قیر 70/60,قیر 15/90,قیر MC-250,نفتکوره,گوگرد,حلال 402 وحلال 404 می باشد.

 driling

http://www.4shared.com/file/128254409/c6cb541d/Sharp_Video_Drilling.html

یک مخزن نفتی مانند بدن انسان است. مملو از پیچیدگی، عدم قطعیت در شرایط و وضعیت و سرشار از نادانسته ها. در یک کتاب مهندسی مخزن، این دانش را به باستان شناسی تشبیه کرده بود.
باستان شناس باید بتواند با استفاده از کمترین یافته ها و مشاهدات از یک بنای کشف شده، آن را به تصویر بکشد و داستان زندگی آن دوران را به دست آورد. مهندسی مخزن هم بدین گونه است.
حداکثر اطلاعات موجود در خصوص یک میدان نفتی یا گازی از یک یا چند چاه با قطر های کوچک به دست می آید که ابعاد آنها نسبت به ابعاد مخزن واقعا ناچیز است.
به همین دلیل، یافته های اولیه و استنتاج های مبتنی بر آن همواره توام با خطا است. حتما بارها شنیدید که قرار است نفت کشور تا ۱۰-۲۰ سال دیگر تمام شود. ۱۰-۲۰ سال میگذرد و باز هم می شنویم که نفت کشور ۱۰-۲۰ سال دیگر به پایان می رسد! یکی از علت های اصلی اشتباه در براورد عمر مفید مخزن نفتی، همین عدم قطعیت در داده های به دست آمده از چاههای اکتشافی است.
به همین دلیل، همزمان با توسعه میدان و آغاز بهره برداری، از داده های تولید نیز در به روز رسانی اطلاعات مربوط به ذخایر استفاده می شود.
گفتم که یک مخزن نفتی مانند بدن انسان است. برخی از مجهولات و عدم قطعیت های مخزن ممکن است تا پایان عمر تولید آن، ناشناخته باقی بمانند. ما انسانها نیز از پیچیدگی های ذاتی برخورداریم که به آسانی قابل کشف نیست.
در طول دوران بهره برداری، لازم است که مخزن به طور مرتب و دوره ای “چک آپ” شود، درست مثل انسان. این کار با آزمون های فشار و تولید صورت می گیرد. همچنین، چاه نگاری با استفاده از دستگاههای الکتریکی، رادیو اکتیو، صوتی، الکترونیکی و … نیز از روشهای “چک آپ” چاه است. مجموعه این داده ها، به مهندسین کمک می کند تا وضعیت کنونی مخزن و چاه را براورد و ارزیابی نمایند. بدین طریق، هرگونه اختلال در شرایط فیزیکی و مشکلات چاه تشخیص داده می شود و به روشهای مهندسی برطرف می شود. با گذشت زمان، این اطلاعات بیشتر می شود و تفسیر بهتری از عملکرد چاه و مخزن به دست می دهد.
یک چاه واقع در مخزن نفت یا گاز نیز مثل ما انسانها گاهی “قاطی می کند”! مثلا قرار است نفت تولید کند، اما به جایش گاز تولید می کند! گاهی هم به عوض نفت یا گاز، آب تولید می کند!! گاهی اوقات که مشکلات چاه غیر قابل حل باشد، آن را “می کشند”!
بدین معنی که با بستن چاه، آن را از مدار تولید خارج می کنند. شرایطی که منجر به کشتن چاه می گردد بستگی به عوامل بسیاری دارد.

از لینک زیرببینید

http://www.montereyinstitute.org/courses/AP%20Environmental%20Science/course%20files/multimedia/lesson64/animations/4e_oil_recovery.html

سازمان کشورهای صادر کننده نفت با نام اختصاری اوپک، یک کارتل نفتی است که متشکل از کشورهای الجزایر، ایران، عراق، کویت، لیبی، نیجریه، قطر، عربستان سعودی، امارات متحده عربی٬ اکوادور، آنگولا و ونزوئلا است.

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

امروز با اعمال روش‌های مختلف ازدیاد برداشت در مخازن نفت ایران روش‌های اولیه بازیافت طبیعی، راندمان بازیافت متوسط حدود %20 بوده که با اعمال روش‌های بازیافت ثانویه شامل تزریق گاز و یا آب این مقدار به %25 افزایش یافته است.

چگونگی تشکیل مخازن نفت

منشاء نفت مواد آلی موجود در موجودات زنده است. قبل از دوره کامبرین به علت عدم و یا کمی موجودات زنده، در رسوبات مربوط به این دوران نشانه ای از مواد آلی و در نتیجه نفت وجود ندارد. اما بعد از این دوره بقایای جانوران و گیاهان همراه رسوبات ته نشین شدند و رسوبات بعدی آنها را مدفون کردند.