بررسی و آشنایی با نفت و فراورده های آن

بخشی از فهرست مطالب پروژه بررسی و آشنایی با نفت و فراورده های آن
مقدّمه     
فصل اوّل : اطلاعات عمومی در مورد نفت    
۱-۱- تشکیل نفت    
۱-۲- ترکیب نفت    
۱-۳- خواص فیزیکی نفت و نحوه محاسبه آنها    
فصل دوّم : کاربرد روش های ازدیاد برداشت در مخازن نفتی کشور    
۱-۲- تزریق گاز و آب به میادین نفتی    
۲-۱-۱- تزریق گاز در ایران    
۲-۱-۲- تزریق آب    
فصل سوّم : تعاریف و مفاهیم اولیه    
۳-۱- انواع سنگ مخزن    
۳-۲- درجه تخلخل    
۳-۳- درجه نفوذ پذیری    
۳-۴- رابطه بین نفوذ پذیری و درجه تخلخل    
۳-۵- ضریب مقاومت الکتریکی مخازن    
۳-۶- ضریب حجمی    
۳-۷- درجه پیچش    
۳-۸- قانون دارسی    
۳-۹- تحرک و نسبت تحرک ها    
۳-۱۰- درجه سیر شدن    
۳-۱۱- شرایط مخازن – تغییرات فشار و دما    
۳-۱۲- تعریف انواع مخازن    
۳-۱۳- ازدیاد برداشت نفت    
فصل چهارم : روش های اولیّه تولید از مخزن    
۴-۱- مکانیزم های طبیعی    
۴-۱-۱- مکانیزم رانش آبی    
۴-۱-۲- مکانیزم رانش توسط کلاهک گازی    
۴-۱-۳- مکانیزم رانش گاز محلول    
۴-۱-۴- رانش ثقلی    
۴-۱-۵- مکانیزم رانش در اثر فشردگی مخزن    
۴-۱-۶- مکانیزم رانش مرکب    
۴-۲- مکانیزم های حفظ فشار مخزن    
۴-۲-۱- تزریق آب با هدف حفظ فشار         
۴-۲-۲- تزریق گاز با هدف حفظ فشار        
فصل پنجم : معادلات دیفرانسیل برای جریان شعاعی در محیط های متخلخل    
۵-۱- معادلات حاکم بر جریان سیالات در حالتهای پایا و گذرا    
۵-۲- ساخت فشار در اثر بسته شدن چاه در حالت پایا    
۵-۳- حل معادله حرکت سیال در جریان شعاعی برای حالت نیمه پایا    
۵-۴- تأثیر تزریق بخار آب روی شاخص بهره دهی    
۵-۵- جریان شعاعی گازها در حالت پایا    
فصل ششم : ازدیاد برداشت نفت با تزریق آب    
۶-۱- موارد مورد توجه در پروژه سیلاب زنی    
۶-۲- مکانیزم رانش نفت بوسیله آب تزریقی    
۶-۳- فرآیند جابجایی بوکلی- لورت    
۶-۴- الگوی قرارگیری چاههای تزریقی آب    
۶-۵- راندمان جاروبی    
۶-۶- عملیات روی آب تزریقی    
۶-۷- پمپ های تزریق آب    
۶-۸- الگوی تزریق آب    
فصل هفتم : روشهای گرمایی ازدیاد برداشت نفت    
۷-۱- تزریق سیالات گرم    
۷-۱-۱- تزریق آب داغ        
۷-۱-۱- تزریق آب داغ    
۷-۱-۲- تزریق بخار آب    
۷-۲- روشهای احتراقی    
۷-۳- ریزش ثقلی به کمک بخار    
۷-۴- گرم کردن مخزن به روش الکتریکی    
۷-۵- گرم کردن مخزن به روش الکترومغناطیسی    
۷-۶- مقایسه روشهای حرارتی :    
۷-۶-۱- مقایسه روشهای تزریق آب داغ و بخار آب    
۷-۶-۲- مقایسه عملیات تزریق بخار آب و احتراق درجا    
۷-۷- مقالات ارائه شده در خصوص تزریق بخار آب    
فصل هشتم : ازدیاد برداشت نفت با تزریق گاز    
۸-۱- تزریق گاز به روش امتزاجی    
۸-۱-۱- تعریف امتزاج        
۸-۱-۲- تئوری امتزاج    
۸-۱-۳- جابجایی امتزاجی    
۸-۱-۴- عوامل مؤثر بر راندمان جابجایی        
۸-۱-۵- تزریق نیتروژن و گازهای تولیدی    
۸-۱-۶- تزریق گاز هیدروکربنی    
۸-۱-۷- تزریق گاز دی اکسید کربن    
۸-۲- تزریق گاز به صورت غیر امتزاجی    
۸-۲-۱- فرآیند GAIGI    
۸-۳- عوامل مؤثر در راندمان تزریق گاز    
فصل نهم : روشهای دیگر ازدیاد برداشت     
۹-۱- تزریق آب و گاز    
۹-۲- روشهای شیمیایی     
۹-۲-۱- تزریق پلیمر        
۹-۲-۲- تزریق آکلالین        
۹-۲-۳- تزریق فعال کننده های سطحی    
فصل دهم : معادلات ریاضی حاکم در ازدیاد برداشت نفت با تزریق آب    
۱۰-۱- رابطه نفوذپذیری نسبی با میزان سیر شدن    
۱۰-۲- خاصیت تر شوندگی    
۱۰-۳- فشار موئینه    
۱۰-۴- معادله مقدار جریان جزئی نفت و آب    
۱۰-۵- محاسبه بازیابی نفت    
فصل یازدهم : بهبود بازیابی نفت    
۱۱-۱- بهبود بازیابی نفت با استفاده از تجهیزات کمکی    
۱۱-۲- انتخاب روش ازدیاد برداشت نفت     
۱۱-۳- تأثیر دراز مدّت روش های ازدیاد برداشت نفت در تولید نفت نهایی    
نتیجه گیری   

مقدّمه
 
علی رغم رشد صادرات محصولات غیر نفتی، نفت هنوز عمده ترین منبع درآمد ارزی و تأمین کننده بیش از ۹۸ درصد انرژی اولیه مورد نیاز کشور است. با این حال این بخش از نظر امکان تداوم تولید در بلند مدت با مشکلات و محدودیتهایی روبه رو است که لازم است با توجه به رشد جمعیت و نیازهای توسعه اقتصادی کشور طی سالهای آینده، در جهت رفع این محدویتها از هم اکنون اقدامهای جدی در خصوص افزایش توان تولید و بهینه سازی مصرف داخلی، صورت گیرد. این اقدامات با توجه به افزایش تقاضای جهانی نفت وگاز در آینده می تواند جایگاه جمهوری اسلامی ایران را در بین کشورهای عضو اوپک و جهان حفظ نماید. بی تردید با توجه به اهمیت نفت و گاز در اقتصاد ایران ضروری است این منابع به عنوان ثروت ملی تجدید شونده تبدیل و از بکارگیری آن برای تأمین هزینه های مصرفی و یا انجام سرمایه گذاری غیر اقتصادی پرهیز شود.
بر اساس اطلاعات و آمار موجود بعد از مرحله اول تولید نفت به روش طبیعی (Natural Drive) مقدار زیادی از نفت اولیه در مخزن باقی می ماند. این مقدار از نفت بسیار با ارزش بوده و سرمایه گذاری جهت تولید آن دارای اهمیت بسزایی است.
یک مخزن (بالاخص مخزن نفت سنگین) بعد از تولید مقداری نفت اولیه دچار افت تولید می شود با توجه به اینکه اقتصاد کشورمان در حد زیادی به نفت وابسته است ضرورت استصال بیشتر این ماده و تبدیل آن به محصولات با ارزش افزوده بالا احساس می شود. بنابراین وجود روشهایی که بتوان با آن تولید را افزایش داد و یا مقداری از نفت باقیمانده در مخزن را به صورت اقتصادی تولید نمود حائز اهمیت فراوان است. برای حفظ و افزایش فشار مخزن ممکن است سیالات مختلفی به آن تزریق شود. این کار بازیابی ثانویه نام دارد . معمولاً در این حالت از تزریق آب یا تزریق گاز غیر محلول استفاده می شود.
    با تزریق سیال به مخزن، تولید نفت افزایش یافته و با ادامه عملیات نهایتاً خود ماده تزریقی از مخزن خارج می شود. لازم به ذکر است که سیال تزریقی نمی تواند تمام نفت را جابجا کند زیرا مقدار قابل ملاحظه ای از نفت در منافذ سنگ ها به دام می افتد. بازده کلی عملیات مرحله دوم به تعداد و محل تزریق کننده ها، مشخصات مخزن، مشخصات نفت و عوامل دیگری بستگی دارد.
    درصورتی که ادامه عملیات تولید نفت توسط بازیابی ثانویه توجیه اقتصادی نداشته باشد از روش بازیابی مرحله سوم استفاده می شود. روشهای بازیابی مرحله سوم را روش های ازدیاد برداشت نفت می نامند.
    ازدیاد برداشت نفت بوسیله کاهش ویسکوزیته نفت (روشهای گرمایی) یا به وسیله کاهش نیروهای موئینگی یا تنش سطحی (سیلابهای شیمیایی) صورت می گیرد. متوسط درصد بازیابی نفت از عملیات مرحله اول تولید طبیعی) حدود ۱۹ درصد، عملیات مرحله دوم ۳۲ درصد (۳۲ درصد نفت باقی مانده از مرحله اول) و عملیات مرحله سوم ۱۳ درصد (۱۳ درصد نفت باقی مانده از مرحله اول و دوم) می باشد. با توجه به اطلاعات فوق درصد بازیابی متوسط به صورت زیر محاسبه می شود :
Total Recovery
    یعنی به طور متوسط ۵۲ درصد از نفت اولیه مخزن را میتوان بازیابی کرد.
بازیافت نفت در کشورهای مختلف (مربوط به سال ۱۹۸۹) در جدول مقایسه شده است.

    Thermal    Gas    Chemical    Total
USA    454    191    9/11    656
Canada    8    127    2/17    2/152
Venezuela    108    11    0    119
USSR    20    90    50    160
Other    171    280    5/1    5/452
Total    761    699    6/80    6/1540
جدول : مقایسه بازیافت نفت (bbl/d 103 ) در کشورهای مختلف
    به کارگیری روشهای ازدیاد برداشت نفت در جهان رو به گسترش بوده و از این طریق میانگین بازدهی مخازن نفتی به میزان قابل ملاحظه ای افزایش یافته است.
    به طوری که در حال حاضر حدود ۷۲۵ هزار بشکه در روز از تولیدات نفت آمریکا بوسیله روشهای ازدیاد برداشت صورت می گیرد. به ازای هر بشکه نفت خامی که در ایالات متحده تولید می شود، دو بشکه نفت خام در زیرزمین باقی می ماند. میانگین بازیافت نفت از ذخائر ایالات متحده حدود ۳۲ درصد است.
    اگرچه عملاً استحصال تمامی نفت کشف شده از ذخائر ممکن نیست، اما پتانسیل موجود برای افزایش درصد بازیافت بسیار بالا می باشد.
    لازم به ذکر است ایران ۹ درصد مخازن نفت و ۱۵ درصد مخازن گاز دنیا را دارد. هدف اصلی این پایان نامه، بررسی ازدیاد برداشت نفت در مخازن مختلف (از لحاظ نوع نفت و درجه تخلخل مخزن) توسط روشهای تزریقی آب و بخار آب و تزریق گاز است.

منابع پروژه بررسی و آشنایی با نفت و فراورده های آن
۱- دکتر محمدرضا ریاضی، مهندسی مخازن نفت و گاز، چاپ اول، تهران ، مؤسسه انتشارات دانشگاه صنعتی شریف، س ۱۳۷۴ .
۲- مهندس سید علیرضا طباطبائی نژاد، خواص سیالات مخازن نفتی، چاپ اول، تبریز، دانشگاه صنعتی سهند، س ۱۳۷۳ .
۳- B.C.Craft and M.F.Hawkins, petroleum reservoir Engineering, Perentice – Hall, 1959
۴- M.Baviere, Basic concepts in Enhanced oil Recovery Processes, 1991
۵- رضا رضایی، زمین شناسی نفت، ۱۳۸۰ .
۶- ماهنامه نفت گاز پتروشیمی، شماره ۱۵ اسفند ۱۳۸۰ .
۷- ماهنامه اقتصاد انرژی، شماره ۲۹ مهر ۱۳۸۰ .
۸- کمال دانشیار، مختصری بر تکنولوژی اردیاد برداشت از مخازن نفتی ایران، شرکت مهندسی و توسعه نفت، نشریه ۱۰۴، ۱۳۸۰ .
۹- عباس خدادای اسکی، مختصری بر تزریق دی اکسید کربن، شرکت مهندسی و توسعه نفت، نشریه ۱۰۱، ۱۳۸۰ .
۱۰- گزارشات داخلی شرکت ملّی نفت .