از نکات قابل توجه در مدیریت مخازن، اتخاذ روش*هایی برای حفظ و صیانت مخزن، بالابردن راندمان تولید و سعی بر نگه *داشتن آن در حد مطلوب در طول زمان می*باشد. بدین منظور، در متن زیر سعی شده است تا ضمن آشنایی اجمالی با روش*های ازدیاد برداشت از مخازن نفتی، بستری برای انعکاس نظرات کارشناسان کشور به منظور ارائه راه حل*های مناسب در بهبود عملکرد مخازن نفتی ایجاد شود. همچنین در انتهای این مطلب، تحلیلی با استفاده نظرات برخی از کارشناسان در مورد به*کارگیری این روش*ها ارائه می*گردد:
تولید اولیة (طبیعی) نفت

مهمترین نیروهای موجود در مخازن که نفت به کمک آن به*طور طبیعی جریان می*یابد، عبارتند از:

1- نیروی حاصل از فشار گاز حل شده در نفت

2- نیروی حاصل از فشار گاز جمع*شده در قسمت بالای کلاهک

3- فشار هیدرواستاتیک سفرة 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 می*برند، نیروی ریزش ثقلی است.

سهم مشارکت هر یک از این نیروها در رانش نفت متفاوت است و به وضعیت ساختمانی و زمین*شناسی سنگ مخزن و خواص فیزیکی و ترمو*دینامیکی سیال*های موجود در مخزن بستگی دارد. در مقابل این نیروها، نیروهای مخالفی سبب محبوس نگه *داشتن یا ایجاد تنگنا در بازیابی نفت می*شوند 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 نیرو*های مخالف، موجب رانش نفت به سمت بالا گردد.
ازدیاد برداشت

کاهش و افت نیروهای موافق باعث می*شود تا بازیافت نهایی کم شود. به همین دلیل از روش*هایی تحت عنوان "روش*های ازدیاد برداشت" برای بالابردن تولید از مخزن نفتی استفاده می*شود. معمولا 30 درصد از نفت به*طور طبیعی از مخزن برداشت می*گردد و 70 درصد آن نیاز*مند بکار*گیری برخی روش*های ازدیاد برداشت می*باشد.
روش*های به*کار رفته جهت افزایش بازده عبارتند از :
1- تزریق گاز

2- تزریق آب

3- تزریق متناوب آب و گاز

4- روش حرارتی

5- تزریق فوم و ژل*های پلیمری

6- استفاده از مواد شیمیایی کاهش*دهندة نیروی کشش سطحی

7- استفاده از روش میکروبی(M.E.O.R.)

1- تزریق گاز: روش تزریق گاز به دو صورت امتزاجی و غیر*امتزاجی صورت می*گیرد. در روش امتزاجی، گاز طبیعی با افزودن ترکیبات هیدروکربنی میانی c2 تا c6 غنی می*شود؛ به*طوری که بخش غنی*شدة گاز تزریقی که در ابتدای کار تزریق می*گردد، با نفت مخزن امتزاج یافته و آن را از درون خلل و فرج سنگ مخزن به طرف چاه*های تولیدی هدایت می*کند. راندمان افزایش بازیافت در این روش، بیشترین درصد را به خود اختصاص می*دهد و اگر سنگ مخزن دارای خواص همگن و یک*دست و تراوایی آن نیز مناسب باشد، به 65 تا 75 درصد حجم نفت باقی*مانده، می*توان دست یافت.

در روش غیر امتزاجی، گاز به مخازن نفتی تزریق می*گردد که این تزریق نسبتاً ارزان است و در تعدادی از مخازن نفت*خیز خشکی و دریایی ایران اعمال می*گردد. در این روش، گاز تزریقی در قسمت بالای مخزن متراکم می*شود و فشار مخازن را افزایش می*دهد و حرکت نفت را سهولت می*بخشد.

باید توجه داشت که لزومی ندارد گاز تزریقی حتما از نوع ترکیبات هیدرو*کربنی باشد. در کشورهای صنعتی، از گازهای خروجی از تاسیسات بزرگ صنعتی که بخش اعظم آن *را دی*اکسیدکربن تشکیل می*دهد، برای تزریق استفاده میشود. در این روش، حتی راندمان بالاتر از تزریق گاز*های هیدرو*کربنی است و فواید زیست*محیطی نیز در پی دارد .
2- تزریق آب:
در این روش، آب به عنوان عامل فشار*افزایی به مخزن به کار برده می*شود.
3- تزریق آب و گاز:
از تزریق متناوب آب و گاز برای افزایش فشار در مخزن نیز می*توان سود جست.
4- روش حرارتی:
روش*های حرارتی معمولاً در بهره*برداری از مخازنی که نفت آنها نسبتا سنگین است، به کار برده می*شود و برای نفت خام با شاخص API بین 10 تا 20 کاربرد دارد. حرارت*دادن به منظور کاستن گران*روی شامل تزریق آب داغ یا بخار به درون مخزن و یا ایجاد حرارت به کمک انرژی الکتریکی می*باشد.
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 گران*روی نفت مخزن, مورد استفاده قرار می*گیرد. 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 میکروب*ها جهت تولید گاز به منظور افزایش بازده و یا دفع موادی که باعث کاهش غلظت و گران*روی نفت و انتقال آسان آن به سمت چاه*های تولیدی می*شود، تحت روشی به نام MEOR انجام می*شود. روش*های میکروبی از روش*های نوین افزایش بازده ذخایر به شمار می*رود که این روش از جنبه*های نوین کاربرد علوم بیو*تکنولوژی در صنعت نفت می*باشد.
تحلیل:

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

بدین*ترتیب برای حفظ سطح تولید، باید در هر سال تعدادی چاه جدید حفر نمود که این امر با توجه به هزینة بالای حفر هر چاه منطقی به*نظر نمی*رسد. در نتیجه می*باید این کاهش را با بازیافت ثانویه و به*کار*گیری روش*های مناسب ازدیاد برداشت جبران نمود.

قبل از به*کارگیری 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 شکاف*دار هستند و استخراج ثانویه از این مخازن کمتر از 30 درصد است. مخازن شکاف*دار عمدتاً مربوط به خشکی است و برخی از مخازن دریایی مانند جزیرة سیری، مخازن شنی هستند. با توجه به وجود مخازن گازی زیاد در کشور، می*توان از گاز برای ازدیاد برداشت از چاه*های نفت سود جست.

همچنین تزریق گاز به مخازن باید حساب شده باشد، زیرا در غیر این صورت، تعادل دینامیکی چاه به هم می*خورد و اگر تزریق گاز به*درستی انجام نشود، ممکن است باعث رسوب مواد قیری و بسته*شدن خلل*وفرج 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 می*باشد 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 شکاف*دار هستند نباید مورد استفاده قرار گیرد.

استفاده از مواد شیمیایی کاهش*دهندة 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 می*باشد.

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 هزینه*ای، می*تواند قابل رقابت با سایر روش*ها باشد.

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

روش*هایی چون تزریق امتزاجی، روش*های شیمیایی و حرارتی و تزریق 2CO به عنوان روش*های ثالثیه ازدیاد برداشت شناخته شده*اند، تزریق نیتروژن به عنوان یکی از روش*های EOR در سال*های اخیر کاربرد زیادی داشته است. بطوری که این گاز به عنوان جانشین مناسبی برای گاز طبیعی و متان از نظر اقتصادی، برای 2CO از نظر اقتصادی و قابلیت دسترسی معرفی شده است. گزارش حاضر در همین زمینه توسط پایگاه اینترنتی مهندسی اکتشاف ارائه شده است.تزریق نیتروژن با اهدافی مانند جابه*جایی غیر امتزاجی، جابه*جایی امتزاجی، تزریق با هدف تثبیت فشار و یا فشارافزایی، بالا بردن راندمان جابه*جایی ثقلی به همراه تزریق 2CO، در برداشت ثالثیه (برداشت نفت ته مانده بعد از تزریق آب)، برای بازگردانی گاز در مخازن گاز قطران و تزریق از نوع WAGدر مخازن نفتی و گازی قابل انجام است.


مقایسه*ی خواص فیزیکی و کاربرد گاز طبیعی دی*اکسید کربن (2)CO و ازت (2)N
گاز طبیعی جهت تزریق گاز از انواع امتزاجی و غیرامتزاجی و هم*چنین تثبیت فشار مخزن بسته به شرایط دما، فشار و سیال مخزن، کاربرد د ارد، که از مهم*ترین خصوصیات آن می توان به در دهه*ی اخیر به عنوان تمیزترین منبع انرژی معرفی شده است.گاز دی*اکسید کربن (2)CO جهت تزریق گاز از نوع امتزاجی و گاه غیرامتزاجی کاربرد دارد، اما (2)N جهت تزریق گاز از نوع امتزاجی (با شرایط محدود) و غیر امتزاجی در مخازن شکافدار و بدون شکاف، جهت تثببیت فشار مخزن، در بازیافت ثالثیه بعد از تزریق آب جهت تولید نفت باقی*مانده، تزریق به صورت WAG و هم*چنین در مخازن گاز میعانی جهت جلوگیری از تشکیل مایعات گازی در شرایط مخزن و یا بالا بردن تحرک*پذیری مایعات گازی تشکیل شده کاربرد دارد.
از مهم*ترین خصوصیات آن نیتروژن جانشین مناسبی برای گاز متان بوده و در اکثر موارد کاربرد این گاز، گاز ازت بی*اثر است، رسوب آسفالتین و خوردگی ایجاد نمی*کند و مشکلی نیز در رابطه با تزریق*پذیری ایجاد نمی*کند، در کشورهای صنعتی گاز نیتروژن تزریقی را از هوا و یا از گازهای حاصله از سوخت تهیه می*کنند. در کشورهای صنعتی هزینه*ی تولید ازت در فشار تزریق تقریبا یک سوم ارزش گاز طبیعی است، ذخایر بزرگ گازی ازت موجود در کشور، ضریب تراکم*پذیری بالا سبت به 2CO و گاز طبیعی به این معنا که در شرایط مساوی از نظر فشار و دما مقدار بیشتری گاز ازت در حجم معین موجود است.امروزه در مخازن متعددی در آمریکا و کانادا تزریق گاز ازت به طور خالص و یا همراه گاز 2CO حاصل از سوخت به صورت امتزاجی و غیرامتزاجی انجام می*گیرد.ازت لازم برای پروژه*های تزریق در این کشورها بیشتر از طریق جداسازی ازت از هوا )Cryogenic Air Separation( تامین می*شود.اکسیژن همراه با نیتروژن در هوا، می*تواند مشکل*ساز باشد، به این صورت که با S2H موجود در مخزن واکنش انجام داده و ترکیبات اسیدی ایجاد می*کند. هرقدر میزان گوگرد سیال مخزن بیشتر باشد (سیال مخزن ترش*تر باشد) حضور اکسیژن مشکل*سازتر است. در پروژه*های تزریق نیتروژن که تا امروز انجام شده درجه خلوص آن گاز به طور متوسط یبن 9/99% - %93 بوده است.تزریق ازت با هدف ازدیاد برداشت به صورت گسترده در مخازن نفتی و هم*چنین با هدف recycling و تثبیت فشار مخزن در مخازن گازی و gas lift قابل انجام است، محدودیت*های موجود در رابطه با استفاده از گازهای طبیعی و دی اکسید کربن، ازت را به عنوان یک جانشین اقتصادی در پروژه*های امتزاجی مطرح می*سازد.

این مهم را باید مدنظر قرار داد که متدهای امتزاجی با گاز ازت تنها در مخازن خاصی قابل اجرا است. حالت امتزاجی گاز ازت و نفت*های سبک حدودا مثل گاز متان است، امتزاج گاز ازت و نفت*های سبک از نوع تبخیری (VaporizingGas Drive) و به واسطه*ی تبخیر ترکیبات سبک و میانی نفت در فاز گاز در اثر تماس*های متوالی و مکرر گاز و نفت است. فشار امتزاج (MMP) ازت و نفت*های سبک از متان بالاتر بوده (اعداد 5000 تا 8000 پام در مقالات گزارش شده است) و بعضی از مطالعات نشان داده*اند که اگر مقدار متان نفت مخزن بالاتر از 40 درصد مولی باشد MMP دو گاز ازت و متان مساوی*اند.در مطالعات فوق مشخص شده است که با افزایش میزان گاز محلول موجود در نفت میزان MMP نفت مخزن و ازت کاهش می*یابد.تزریق امتزاجی گاز ازت با نفت سبک در واقع عمل امتزاج در تماس اول انجام نشده و بنا بر مکانیزم تبخیری به تدریج اجزای سبک نفت در داخل گاز ازت تبخیر می*شوند. از این رو تزریق امتزاجی ازت در مراحلی مانند تغییر ترکیب نفت در طی جابه*جایی آن با گاز ازت، تغییر در خواص نفت و گاز در طی تزریق ازت، امتزاج نفت و گاز بعد از تماس*های متوالی به وقوع می*پیوندد.
در صورتی که شرایط ذکر شده جهت تزریق امتزاجی ازت فراهم نباشد (فشار و نوع سیال مخزن)، تزریق از نوع غیرامتزاجی و با هدف تثبیت فشار و یا در پروژه*های ریزش ثقلی انجام می*گیرد. یکی از قدیمی*ترین و ساده*ترین روش*های بازیافت نفت تزریق گاز از نوع غیرامتزاجی می*باشد که با توجه به قیمت بالای گاز طبیعی، گاز ازت جانشین مناسبی برای آن است. گاه با توجه به پارامترهای سنگ مخزن از جمله فشار موئینگی و تر شوندگی، عبورپذیری نسبی و هم*چنین مشخصات فیزیکی نفت، تزریق گاز غیرامتزاجی کارآیی مناسب را ندارد. تعدادی از مقالات جهت بهبود شرایط تزریق امتزاجی ازت راه*حل*هایی را ارائه کرده*اند. از آن جمله تاثیر تزریق اولیه مقادیری 2-C6C در کاهش قابل توجه فشار امتزاجی (MMP) ازت است، گاه نیز به تزریق همزمان گازهای 2CO و 2N جهت کاهش فشار امتزاجی اشاره شده است.در مخازن گاز میعانی با درصد مایعات گازی بالا تزریق گاز ازت جهت تثبیت فشار و عدم کاهش آن به زیر فشار نقطه شبنم از تشکیل مایعات گازی در شرایط مخزن و به تله افتادن آنها جلوگیری کرده و بسیار موثر است.
بنابراین تزریق گاز ازت از کاهش راندمان تولید مایعات گازی جلوگیری کرده و با نگاه داشتن فشار مخزن در بالای فشار نقطه شبنم با سیال موجود در چاه نیز ممزوج شده و راندمان تولید گاز و میعانات را بالا می*برد.مورد کاربرد دیگر گاز ازت در پروژه*های ازدیاد برداشت استفاده از این گاز در تزریق از نوع WAG است که به نظر می*رسد می*تواند به عنوان جانشین مناسبی برای گاز طبیعی به صورت متناوب با آب، به مخزن نفتی تزریق شده و راندمان تولید را افزایش دهد.در تعدادی از مقالات نیز به نقش ازت در برداشت ثالثیه بعد از تزریق آب اشاره شده است. به طوری که نفت*های در تله افتاده که توسط مکانیزم تزریق آب قابل برداشت نبوده*اند با تزریق گاز ازت قابل جابه*جایی است. معمولا در پروژه*های ازدیاد برداشت با تزریق نیتروژن، فاصله چاه*های تزریقی و تولیدی را به اندازه*ای انتخاب می*کنند که مسئله آلودگی با نیتروژن به تعویق بیافتد.در صورت نیاز به تولید بعد از تولید گاز آلوده به نیتروژن جداسازی (Rejection) صورت خواهد گرفت. جداسازی نیتروژن از گاز در دمای فوق سرد انجام می*گیرد. برای این*که در آن دما مشکلی از لحاظ یخ زدن اجزای موجود در گاز پیش نیاید باید اجزای مورد نظر را جدا کرد.
مثلا آب توسط غربال*های مولکولی جدا خواهد شد. دی*اکسید کربن و سولفید هیدروژن نیز توسط سیستم آمین جدا شده و نهایتا نیتروژن از گاز جدا می*شود. نیتروژن جدا شده جهت تزریق مجدد، و گازهای با ارزش جهت فروش ارسال می*شوند. در مقالات موجود در رابطه با بهبود ضریب برداشت نفت و گاز به هنگام تزریق ازت اعدادی ارایه شده*اند که بسته به شرایط مخزن از نظر فشار، دما، مکانیزم به کار گرفته شده و خصوصیت سنگ مخزن متفاوت است.از این رو با توجه به وجود چند مخزن بزرگ گاز ازت با درصد بالا همچون مخزن گازی کبیرکوه (دهرم با حجم گاز درجای 21 تریلیون فوت مکعب (TCF)، مخزن میلاتون (سورمه با حجم گاز درجای بیش از 24 تی سی اف)، مخزن سمند (دالان بالایی با حجم گاز درجای بیش از 75 تی.سی. اف)، با در نظر گرفتن این گاز به عنوان جانشین مناسب برای گاز طبیعی بعد از انجام آزمایش*های لازم منطقی به نظر می*رسد.آزمایش*های لازم شامل اندازه*گیری حداقل فشار امتزاج (MMP) و تعیین درصد برداشت در نمونه سنگ واقعی مخزن در شرایط فشار و درجه حرارت مخزن با نمونه سیال واقعی مخزن با اعمال مکانیزم*های مختلف و مقایسه آنها، انجام آزمایش*های سرچاهی، مطالعات اقتصادی و انجام پروژه*های نمونه صنعتی (Pilot) است.

http://www.oil-eng.ir/forum/-ac/eor/104-

فرآیند کاهش تولید پارس جنوبی آغاز شده و هر سال سرعت خواهد گرفت  هیچ جای جهان مثل ایران نیست که تمامی خانه‌ها گازکشی شده باشند  پایان قرن نفت و هزاران میلیارد دلار سرمایه ای که کم ارزش می شود  طرح تبدیل دودکش نیروگاه به خوراک واحد پتروشیمی  تحلیل مقایسه ای مصرف واقعی انرژی برق در ایران