فرآورده‌های نفتی

نفت خام مایعی است غلیظ به رنگ سیاه یا قهوه‌ای تیره که اساساً از هیدروکربن‌ها تشکیل شده است در مورد منشاء نفت به دو نظریهء معدنی و آلی می‌رسیم

دسته بندی	شیمی
بازدید ها	0
فرمت فایل	doc
حجم فایل	512 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	275

فروشنده فایل

کد کاربری 2106

تمام فایل ها

فرآورده‌های نفتی

نفت خام مایعی است غلیظ به رنگ سیاه یا قهوه‌ای تیره که اساساً از هیدروکربن‌ها تشکیل شده است. در مورد منشاء نفت به دو نظریهء معدنی و آلی می‌رسیم. نظریهء منشاء معدنی نفت: که در سال 1886 توسط برتلو داده شد اینک رد شده است. همچنین در سالهای 1889( مندلیوف) نظریهء برتلو را تایید کرد و پس از ان در سال1901 سا باتیه و ساندرنس نظریهء منشاء معدنی بودن نفت را تایید کردند

نظریهء منشاء آلی:

امروزه می‌توان گفت که نظریهء منشاءآلی نفت برای نفت خام سبک به هر نظریه دیگری قابل قبول تر است این نظریه به دلایل زیر متکی است:

1- نفت خام همیشه در لایهای رسوبی یافت می‌شود که همواره مقدار زیادی از مواد آلی نیز در این لایها وجود دارند.

2- نفت خام محتوی ماده ای به نام پور فیرین می‌باشد. این ماده فقط در عامل سرخی خون (هِمین) حیوانات و نیز در سبزینهء گیاهان وجود دارد.

3- اکثر نفت‌های خام خاصیت چر خش سطح پلاریزاسیون نور را دارند. این خاصیت مربوط به وجود کلسترول است با منشاء حیوانی یا گیاهی.

به نظر می‌رسد که موجودات بسیار کوچک و بیشماری که در دریا‌ها و مرداب‌ها زندگی می‌کنندو پلانگتون (فیتو پلانگتون و زئوپلانگتون‌ها) نامیده می‌شوند منشاء آلی نفت می‌باشند. توزیع پلانکتون‌ها در سطح دریا یکنواخت نیست. این موجودات در قسمت بالای آب دریا (عمق 50 تا 100 متری) که اشعهء خورشید نفوذ می‌کند و نیز در مجاورت سواحل متمرکزند. تولید مثل این موجودات بسیار زیاد است و پس از نابودی در کف دریا سوب می‌دهند. البته پلانکتون‌ها تنها منبع مواد آلی نیستند. آب رود خانه‌هایی که به دریا میریزند حاوی مقداری مواد هیو میک است که ترکیبشان نزدیک به هیدرو کربنها است.

نفت خام

بسیاری از دانشمندان عقیده دارند که نفت از باقیمانده موجودات ریز و گیاهانی که صدها میلیون سال پیش در دریاها می‌زیسته اند به وجود آمده است. زمانی که آنان مرده اند، بدن آنان در کف دریا، بین رسوبات دریا محصور شده است. بعد از میلیونها سال، گرما و فشار آنها را به نفت و گاز تبدیل کرده است. نفت و گاز معمولاً همراه با هم در پوسته زمین یافت می‌شوند و برای به دست آوردن آنها نیاز به حفاری در پوسته زمین است. در نمودار زیر دوره زمانی شکل گیری نفت خام نمایش داده شده است.

نفت خام و گاز در اعماق زمین، بین چین خوردگیها و سنگهایی که دارای خلل و فرج است یافت می‌شود. اما ترکیبات نفت خام چیست؟ نفت خام مخلوطی از هیدروکربنهای مختلف است از هیدروکربنهای سبک C₁ تا هیدروکربن‌های سنگین. همچنین شامل بعضی از نمکها، فلزات و غیره می‌باشد. اگر هر هیدروکربن را به وسیله یک توپ با اندازه مشخص نشان دهیم، شکل زیر بیانگر ترکیبات نفت خام است:

همانطور که در شکل مشخص است، نفت خام مشتمل بر انواع هیدروکربن‌ها می‌باشد. به علاوه ترکیبات دیگری به رنگهای آبی و زرد نیز دیده می‌شود که نمکها و سایر ناخالصی‌ها می‌باشند.

مواد آلی موجود در رسوبها حاوی 15-30% اکسیژن و 10-7% هیدروژن میباشند در حالی که مواد نفتی حد اکثر 4% اکسیژن و15-11% هیدروژن دارند. بنا بر این تبدیل مواد آلی به هیدرو کربن‌ها یک پدیده احیا است که به کمک باکتری‌های غیر هوازی مو جود در اعماق آبها صورت می‌گرد. بدین ترتیب مواد آلی طی یک رشته واکنش‌های فساد- تجزیه مولکولی- تراکم وپلیمری شدن به ماده هیدرو کربنی بیار غلیظ به نام کروژن تبدیل میشود. مجموعه این تغییر وتبدیلها را دگرگونی دیا ژنتیک می‌نامند. این دگر گونی از لایه‌های یک متری آغاز شده و تا اعماق هزار کیلو متری ادامه میابد و مدت ان نیز 5 تا 10 هزار سال است.

با ادامه رسوب گزاری عمق لایه‌ها نیز زیاد می‌شود و در نتیجه فشار ودما افزایش میابد. تحت چنین شرایطی
t>100c, p>1000atm کروژن در اثر تجزیه حرارتی به هیدرو کربن‌های مایع سبکتر تبدیل میگردد وبا ادامه رسوب گذاری، مقداری از این هیدرو کربنها در اثر شکست تبدیل به هیدرو کربن‌های سبک و گاز متان می‌شوند.

شکوفایی فصلی یا سالیانه جلبک‌های پلانکتونیک، غالبا به عنوان بوجود آورنده لامیناسیون ریتمیک در نظر گرفته‌ می‌شود. همانند تشکیل زغال، شرایط هوازی برای ممانعت از اکسیداسیون مواد آلی و احیا تجزیه باکتریائی مورد نیاز است. بنابراین بیشتر شیلهای نفتی در توده‌های آبی لایه‌لایه در جایی که آبهای سطحی اکسیژن‌دار اجازه رشد پلانکتونها و آبهای احیایی کف اجازه حفظ شدن مواد آلی را می‌دهد، تشکیل می‌شوند.

فصل اول

مطالعه اولیه نفت قبل از پالایش

مقدمه

کروژنها مواد آلی رسوبی شکننده‌ای هستند که در حلالهای مواد آلی غیرمحلول هستند و دارای ساختمان پلمری می‌باشند. مواد آلی شکننده‌ای که در حلالهای آلی محلول باشند، بیتومن نامیده می‌شوند. ولی کروژن‌ها را می‌توان توسط اسیدهایی مانند HCL و HF از سنگهای رسوبی باز پس گرفت. همچنین ممکن است توسط روش دانسیته و استفاده از مایعات سنگین بتوان کروژن را جدا ساخت. چون کروژن نسبت به کانیهای دیگر سبک بوده و وزن مخصوص کمتری دارد.

روشهای مطالعه کروژن

تمرکز کروژن بوجود آمده را می‌توان با میکروسکوپهای با نور عبوری یا انعکاسی مورد بررسی قرار داد و هویت بیولوژیکی و منشا و نحوه بوجود آمدن اولیه آنها را مطالعه نمود. همچنین با استفاده از میکروسکوپهای با نور ماورای بنفش و مشاهده کردن رنگهای فلورسانس، اجزا اصلی تشکیل دهنده کروژنها را مشخص ساخت و از اسپکتروسکوپهای مادون قرمز نیز جهت بررسی ترکیب شیمیایی و ساختمانی کروژنها کمک گرفت.

تجزیه کروژن

مولکولهای بزرگ و پیچیده کروژن به سختی قابل تجزیه بوده ولی در اثرحرارت دادن در اتمسفر به ذرات کوچکتری شکسته می‌شوند که بعدا آنها را می‌توان توسط دستگاههای کروماتوگرافی گازی و اسپکترومترهای جرمی تجزیه نمود.

تغییرشکل کروژن‌های مدفون در اثر افزایش حرارت

تبدیل کروژنها به نفت و گاز فرایندی است که به درجه حرارت بالایی نیازمند است. برای شروع تبدیل مواد حیوانی و گیاهی آلی به هیدروکربنها درزیرفشار 1-2 کیلومتر رسوب، حرارتی درحدود 70-50 درجه سانتیگراد لازم است. درجه حرارت نهایی برای این تبدیل که بلوغ یا مچوراسیطون نامیده می‌شود. حتی به بیش از 150 درجه سانتیگراد می‌رسد. لازم به ذکر است که در نواحی با گرادیان زمین گرمایی بیشتر، به عنوان مثال نواحی با جریان حرارتی بالا، امکان دارد مواد آلی درعمق کمتری به درجه بلوغ (مچوریتی) برسند.

تاثیر فشار بر ساختمان کروژنها

با افزایش حرارت در اثر افزایش بار رسوبی فوقانی عاملهای باندی C- C مولکولهای آلی موجود در کروژن شکسته می‌شوند و گاز نیز در این مرحله تشکیل می‌شود. بنابراین با بالا رفتن حرارت همگام با افزایش فشار، باندهای C- C بیشتری در کروژن و مولکولهای هیدروکربنی که قبلا تشکیل شده بودند، شکسته می‌شود. این شکستگی راهنمایی برای تشکیل هیدروکربنهای سبک تر، از زنجیره‌های هیدروکربنی طویل و از کروژن است. جدا شدن متان و دیگر هیدروکربنها سبب می‌شود که کروژن باقیمانده نسبتا از کربن غنی شود. زیرا در آغاز، کروژنهای تیپ 1و 2 نسبت H/C برابر 1. 7 و 1. 3 دارند.

دیاژنز کروژن

شروع دیاژنز با درجه حرارت 70-60 صورت می‌گیرد و ازدیاد درجه حرارت تا زمانی که نسبت H/C=0 6 و نسبت O/C=0.1 باشد تا حدود 150 درجه سانتیگراد ادامه می‌یابد. در درجه حرارتهای بیشتر تمام زنجیره‌های هیدروکربنی طویل تقریبا شکسته می‌شوند و بنابراین باقیمانده آن بطور کلی تنها از گاز متان (گازخشک) می‌باشد و ترکیب کروژن تدریجا به سمت کربن خالص میل خواهدکرد. (H/C=0).

محاسبه مچوریتی

محاسبه مچوریتی (به بلوغ رسیدن) سنگ مادر برای پیشگویی اینکه چه سنگهای مادری برای توید نفت بقدر کافی رسیده هستند و همچنین جهت محاسبه کامپیوتری و طرح ریزی بکار می‌رود که اینها یک قسمت مهم از آنالیز حوضه برای اکتشافات نفت می‌باشند و مهمترین بهره از این محاسبات تعیین تاریخچه فرونشینی است که از ثبت چینه شناسی و تخمین گرادیان زمین گرمایی مشتق می‌شود. بنابراین تاریخچه فرونشینی تابعی از زمان زمین شناسی می‌باشد.

انواع کروژن

بطور کلی سه نوع کروژن قابل تشخیص است. وجه تمایز این سه نوع کروژن به نوع ماده آلی تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی آن بستگی دارد.

کروژن نوع اول:

این نوع کروژن دارای منشا جلبکی بوده و نسبت هیدروژن به کربن موجود در آن از سایر کروژنها بیشتر می‌باشد نسبت هیدروژن به کربن حدود 2/1 تا 1. 7 است.

v کروژن نوع دوم:

کروژن نوع دوم یا لیپتینیک‌ها نوع حد واسط کروژن محسوب می‌شود. نسبیت هیدروژن به کربن نوع دوم، بیش از 1 می‌باشد. قطعات سر شده جلبکی و مواد مشتق شده از فیتو پلانکتونها و زئوپلانکتونها متشکلین اصلی (کروژن ساپروپل) کروژن نوع دوم است.

v کروژن نوع سوم:

کروژن نوع سوم یا هومیک دارای نسبت هیدروژن به کربن کمتر از 84 % می‌باشد. کروژن نوع سوم از لیگنیت و قطعات چوبی گیاهان که در خشکی تولید می‌شود به وجود می‌آید.

مراحل تشکیل کروژن

مواد آلی راسب شده در حوضه‌های رسوبی با گذشت زمان در لابه‌لای رسوبات دفن می‌شود. ازدیاد عمق دفن‌شدگی با افزایش فشار و دمای محیط ارتباط مستقیم دارد. تی‌سوت (1977) تحولات مواد آلی در مقابل افزایش عمق را تحت سه مرحله به شرح زیر تشریح می‌کند:

مرحله دیاژنز

تحولات مواد آلی در مرحله دیاژنز در بخشهای کم عمق‌تر زیر زمین و تحت دما و فشار متعارف انجام می‌شود. این تحولات شامل تخریب بیولوژیکی توسط باکتریها و فعل و انفعالات غیر حیاتی می‌باشد. متان، دی‌اکسید کربن و آب از ماده آلی جدا شده و مابقی به صورت ترکیب پیچیده هیدروکربوری تحت عنوان کروژن باقی می‌ماند. در مرحله دیاژنز محتویات اکسیژن ماده آلی کاسته می‌شود ولی نسبت هیدروژن به کربن ماده‌ آلی کم و بیش بدون تغییر باقی می‌ماند.

v تاثیر مرحله دیاژنز در بوجود آمدن هیدروکربنها:

در اوائل مرحله دیاژنز مقداری از مواد جامد از قبیل خرده فسیلها و یا کانیهای کوارتز و کربنات کلسیم و …، ابتدا حل شده بعدا از آب روزنه‌ای اشباع گشته، سپس به همراه سولفورهای آهن - سرب و روی و مس و غیره دوباره رسوب می‌کنند. در این مرحله مواد آلی نیز به سوی تعادل می‌روند. یعنی اول در اثر فعالیت باکتریها مواد آلی متلاشی شده و بعدا همزمان با سخت شدن رسوبات (سنگ شدگی) این مواد نیز پلیمریزه شده و مولکولهای بزرگتری را تشکیل داده سپس به تعادل می‌رسند که در این حالت تعادل آنها را کروژن می‌نامند.

مرحله کاتاژنز

تحولات مواد آلی در مرحله کاتاژنز در عمق بیشتر تحت دمای زیادتر صورت می‌گیرد. جدایش مواد نفتی از کروژن در مرحله کاتتاژنز به وقوع می‌پیوندد. در ابتدا نفت و سپس گاز طبیعی از کروژن مشتق می‌شود. نسبت هیدروژن به کربن ماده آلی کاهش یافته ولی در مقدار اکسیژن به کربن تغییر عمده‌ای صورت نمی‌گیرد.

v تاثیر مرحله کاتاژنز در بوجود آمدن هیدروکربنها:

در این مرحله مواد آلی تغییرات زیادی پیدا می‌کنند و حین تغییر وضع مداوم مولکولی در کروژنها در ابتدا نفتهای سنگین، بعدا نفتهای سبک و در آخر گازهای مرطوب تولید می‌شوند. در آخر مرحله کاتاژنز تقریبا تمامی شاخه‌های زنجیری هیدروکربنها از مولکول کروژن جدا شده و مواد آلی باقیمانده در مقایسه با زغال سنگها از نظر درجه بلوغ، شبیه به آنتراسیت بوده و ضریب انعکاسی بیش از 2% دارند.

مرحله متاژنز

تحولات ماده آلی در مرحله متاژنز تحت دما و فشار بالاتر نسبت به مراحل قبلی انجام می‌شود. بقایای هیدروکربن بخصوص متان از ماده آلی جدا می‌شود. نسبت هیدروژن به کربن کاهش یافته، به نحوی که در نهایت کربن به صورت گرافیت باقی خواهد ماند. تخلخل و تراوایی سنگ در این مرحله به حد قابل چشم پوشی می‌رسد.

v تاثیر مرحله متاژنز در بوجود آمدن هیدروکربنها:

در مرحله متاژنز و متامورنیسم رسوبات در عمق بیشتر و تحت تاثیر حرارت و فشار بیش از حد قرار دارند. در این مرحله کانی‌های رسی، آب خودشان را از دست داده و در نتیجه تبلور مجدد در بافت اصلی سنگ تغییرات بوجود می‌آید. در این مرحله کروژن باقی مانده (موادآلی باقی مانده) تبدیل به متان و کربن باقیمانده می‌شود. این مواد را می‌توان قابل قیاس با تبدیل زغال سنگ به آنتراسیت دانست که ضریب انعکاسشان تا 4% می‌رسد. بالاخره در آخراین مرحله باقیمانده مواد آلی که به صورت کربن باقی مانده در آمده بود، تبدیل به گرافیت می‌شود.

مواد آلی تشکیل دهنده شیل‌های نفتی

v بیشتر مواد آلی در شیلهای نفتی، بقایای جلبک و اسپورهای جلبکی فراوانند. بنابراین، فرض بر این است که بیشتر مواد آلی دارای منشا جلبکی باشند. خرده‌های دانه ریز گیاهان کاملتر و مگااسپورها نیز ممکن است یک جز تشکیل دهنده مهم باشند. شکل تیپیک رسوبی در بسیاری از شیلهای نفتی وجود لامیناسیون مشخص، در مقیاس میلیمتر، تناوبی از لامینه‌های آواری و آلی می‌باشد. .

نوع کروژن در شیل‌های نفتی

کروژن در شیلهای نفتی عمدتا از نوع I است که دارای نسبت بالای H/C و نسبت پایین O/C است و عمدتا از مواد جلبکی لیپید چربیها و اسیدهای چرب سرچشمه گرفته است، تا اینکه از کربوهیدراتها، لیگینها یا صمغها باشد. برخی از کروژنها در شیلهای نفتی، ممکن است از نوع II باشد که از خرده‌های گیاهان آوندی تشکیل شده‌اند. برخی فلزات، نظیر وانادیوم، نیکل، اورانیوم و مولیبدنیوم در شیلهای نفتی فراوانند که با کروژن مخلوط شده‌ یا اینکه به صورت کلات در کروژن هستند.

محیط‌های رسوبی شیل‌های نفتی

شیلهای نفتی، در محیطهای دریاچه‌ای و دریایی رسوب کرده‌اند. شیلهای نفتی در سازند گرین ریور ائوسن حاوی دولومیت و کلسیت بیشتری بوده و به صورت لامینه‌ها یا واروهای ریتمیک هستند. اگر چه قبلا به منشا آبهای نسبتا عمیق نسبت داده می‌شد، ولیکن در حال حاضر، تصور بر این است که رسوبگذاری در دریاچه‌های موقتی، نسبتا کم عمق که اغلب در معرض خشک شدگی قرار گرفته‌اند، صورت گرفته باشد. سیکلهای کوچک مقیاس شیلهای نفتی که به طرف بالا به تبخیری‌ها تبدیل می‌شود منعکس کننده گسترش مداوم یک دریاچه لایه‌لایه غیرشور، به یک دریاچه شور می‌باشد.

شیل نفتی تشکیل شده از یک گونه منفرد جلبکی در چندین افق در کربونیفر تحتانی دره میدلند در اسکاتلند دریافت می‌شود. این افق‌ها، در دریاچه‌های آب شیرین در یک کمپلکس دلتایی که زغالهای هومیکی نیز گسترش دارند، یافت می‌شود. چون جلبکهای پلانکتونیک، منشا اصلی مواد آلی هستند و اینها دارای یک تاریخچه زمین شناسی طولانی هستند، لذا شیلهای نفتی در کامبرین یافت می‌شوند. برای مثال، شیل ناساج در میشیگان و وسیکانسین سنی در حدود 1100 میلیون سال دارد.

اهمیت شیل‌های نفتی از نظر اقتصادی

در حال حاضر، توجه نسبتا زیادی به شیلهای نفتی می‌شود چون آنها یک منشا سوخت فسیلی هستند و ممکن است به جایگزینی ذخایر نفتی که انتظار اتمام آن می‌رود، کمک کند. رسوبات گسترده‌ای از شیلهای نفتی در روسیه، چین و برزیل یافت می‌شود و رسوبات با عیار پایین که ممکن است از نظر اقتصادی باارزش شود در تعداد زیادی از کشورهای دیگر جهان یافت می‌شود. شیلهای نفتی همچنین پتانسیل سنگهای مولد نفت هستند.

علائم و شواهد مهاجرت هیدروکربورها

• مواد آلی موجود در منافذ مرتبط سنگهای سطحی زمین، اکسید شده و فاسد می‌شود. بنابراین، لازمه حفظ مواد نفتی در مخزن به دنبال افزایش عمق و ازدیاد دمای مخزن می‌باشد.
• بخش بسیار کوچکی از مواد ارگانیکی سنگهای منشا به نفت و گاز تبدیل می‌شود. مقدار نفت به صورت جازا بسیار ناچیز است. به همین دلیل تشکیل مخزن دارای ذخیره قابل ملاحظه هیدروکربور در سنگ منشا غیر ممکن به نظر می‌رسد.
• نفت و گاز بطور کلی همراه آب در منافذ سنگ مخزن تجمع می‌یابد. به همین دلیل، وجود نفت و گاز در منافذ و شکستگیها همزمان با دفن شدگی مخزن در صورت گرفته است.
• نفت و گاز در بالاترین نقطه مخزن تجمع و تمرکز یافته که خود تاثیری بر حرکت نفت به سمت بالا و یا در جهات عرضی می‌باشد.
• نفت و گاز و آب بر اساس وزن مخصوص نسبت به یکدیگر در مخزن قرار می‌گیرد. نحوه قرار گرفتن گاز، نفت و آب حاکی از حرکت آنها در داخل مخزن است.

مهاجرت اولیه و ثانویه نفت

منظور از مهاجرت اولیه، جز بیش مواد هیدر و کربنی از سنگ منشا بصورت محلول در آب، ملکول آزاد، جذب در مواد ارگانیکی یا غیر ارگانیکی و یا تلفیقی از آنها می‌باشد. هیدروکربورها ضمن انتقال اولیه بایستی از سنگ منشا، آزاد شده تا بتوانند حرکت کنند. به هرحال، جدایش مواد ارگانیکی قابل حل از سنگ منشا، مکانیسم اصلی انتقال اولیه را بوجود می‌آورد. مقدار از این تولید در واحد حجم بسیار کم است. دما و فشار با ازدیاد عمق و دفن سنگها افزایش پیدا می‌کند.

این عمل سبب کاهش مقدار غلظت سنگهای قابل انعطاف شده و به نحوی که در نهایت منجر به خروج مقدار زیادی از مایع درون خلل سنگ می‌شود. سنگهای دانه ریز مانند رسها بیشترین فشار را متحمل می‌شود. مایع محتوی این سنگهای تحت فشار به طرف بالا صعود می‌کند. به همین دلیل افزایش فشار می‌توانند سر آغاز حرکت صعودی سیالات محسوب شود. مطالعه‌ای که بر قابلیت انحلال پذیری هیدروکربورها در آب سازند صورت گرفته حاکی از کاهش قابلیت انحلال قابلیت انحلال هیدروکربورها ضمن افزایش اندازه ملکولی آن می‌باشد. افزایش دما قابلیت حل هیدروکربور در آب را افزایش می‌دهد.

قابلیت انحلال هیدروکربورهای سنگینتر با کاهش دما کم می‌شود. بنابراین هیدروکربورها بر اثر کاهش دما به تدریج از محلول اشباع شده خارج می‌شود. این رهایی در هر سنگی که دمایی کمتر از دمای قبلی خود داشته باشد می‌تواند صورت گیرد. نتیجه آزاد شدن هیدروکربور، راه یابی آن به مسیر اصلی جریان است. آزاد سازی نفت، ناشی در کاهش دما، در هر حال، تنها مقدار کمی نفت از سنگهای ضخیم لایه، می‌تواند از آب عبور جدا شود.

مهاجرت ثانویه نفت

تمرکز مواد آلی و هیدروکربورها و یا واحد حجم سنگ بسیار محدود است و حرکت آن مواد نسبت به سنگ مخزن نیز به آهستگی صورت می‌گیرد. مولکولهای هیدروکربور آزاد شده و یا بخشهای کوچک نفتی در حال ورود به سنگ مخزن اصولا کوچکتر از معبر سنگ بود و استفاده از نیروی ارشمیدس، نیروی موئین، نیروی هیدرودینامیکی، تراوایی موثر و در صد اشباع آب سنگ مخزن به بخش بالاتر مخزن انتقال پیدا می‌کند. حرکت صعودی هیدروکربور در مخزن منوط به جابجایی دیگر ملکولهای هیدروکربور بوده با این که بوسیله جریان آب صورت می‌گیرد.

ورود هیدروکربور به مخزن تداوم حرکت صعودی آن را تامین می‌کند. نفت و گاز شناور در آب با استفاده از نیروهای ارشمیدس و هیدرودینامیکی به سمت قله تاقدیس حرکت می‌کند. تمرکز نفت و گاز در قله تاقدیس مقاومت آن دو را در مقابل جریان افزایش می‌دهد. آب به ناچار در جهت شیب جریان به حرکت خود ادامه می‌دهد. حضور جریان قوی آب و وجود اختلاف فشار، سبب کج شدگی سطح آب و نفت می‌شود. تداوم فشار هیدرودینامیکی ممکن است باعث جدایش مخازن از یکدیگر شده و تغییر کلی در تعادل مخزن را ایجاد کند. مخزن در شرایطی تشکیل می‌شود که نفت و گاز در جهت مخالف نیروی هیدرودینامیکی به طرف بالا حرکت کرده و در ناحیه رخساره‌ای، نیروی هیدرودینامیکی و نیروی موئین بر نیروی ارشمیدس غلبه کند. بطور طبیعی در ناحیه تغییر رخساره‌ای مقدار تخلخل و تراوایی سنگ به سمت بالا کاهش یافته است.

نفت از منافذ ریز یا معابری که بر اثر صعود نفت خام از لابه‌لای رسوبات آغشته به آب ایجاد شده است به سمت بالا حرکت می‌کند. حرکت صعود کننده نفت تا زمانی که نیروی ارشمیدس نفت خام، بر فشار موئین بین خلل برتر باشد تداوم پیدا می‌کند. نفت و گاز خارج شده از سنگ منشا ابتدا در مرز بین سنگ منشا و مخزن تجمع پیدا می‌کند. حرکت صعود کننده نفت خام و گاز به دنبال تجمع آنها و افزایش فشار جابجایی به صورت رشته‌های باریک به سمت بالای سنگ مخزن آغاز می‌شود. تجمع هیدروکربور در سنگ مخزن پس از رسیدن هیدروکربورهای رشته مانند به بخش فوقانی سنگ مخزن شروع می‌شود.

ویژگیهای زمین شناسی در مهاجرت و تمرکز هیدروکربورها

این ویژگیها با توجه به شناخت نواحی هیدروکربوردار به شرح زیر است:

1. آب اطراف مخزن نفت را فرا گرفته است. به همین دلیل مشکلات نفت به هیدرولوژی، فشار سیال و حرکت آب بستگی دارد. حرکت آب به سمت ناحیه کم فشار بوده و مقدار حرکت به پتانسیل بالا و قدرت جریان در سازند آبدار بستگی دارد.
2. گاز و نفت هر دو نسبت به آب شناور بوده و همچنین نسبت به آب دارای وزن حجمی پایین‌تری می‌باشند. از آهکی تا سیلیس، منشا رسوبی سنگ، در صد تخلفل سنگ از 1 تا 40در صد و به تراوایی از 1 تا چندین میلی‌داری بستگی دارد.
3. نفتگیرها ممکن است حاصل پدیده ساختمانی، چینه‌ای و یا تلفیقی از هر دو باشد. در شرایطی که اختلاف پتانسیل سیال وجود داشته باشد. احتمال ایجاد معبر و تمرکز فراهم می‌آید.
4. اندازه و شکل میکروسکوپی خلل و پیچا پیچی معابر تراوا و خصوصیات سنگهای مخزن بطور کامل متغیر است. مهاجرت و تجمع در خلال معبر تراوا و محیط شیمیایی صورت می‌گیرد.
5. حداقل زمان تشکیل، مهاجرت و تجمع نفت کمتر از 1 میلیون سال است.
6. مرز فوقانی یا سقف مخازن کم و بیش غیر قابل نفوذ است.
7. دمای مخازن نفت متغیر و از 50 تا 100 درجه سانتیگراد نوسان دارد.
8. فشار مخازن متفاوت بوده و مقدار آن برحسب تاریخچه زمین شناسی متغیر می‌باشد.

نقش سطح تماس آب و نفت در مهاجرت نفت

سطح تماس آب و نفت در بسیاری از مخازن کج شدگی داشته و مقدار کج شدگی از یک متر تا دو متر و یا بیشتر در کیلومتر می‌باشد. بطور استثنا کج شدگی سطح آب و نفت تا 250 متر در کیلومتر نیز مشاهده شده است. کج شدگی سبب جابجایی نفت و گاز از یک سوی مخزن به طرف دیگر آن می‌شود. این امر از نظر توسعه و استخراج چنین مخازنی حائز اهمیت می‌باشد. در شرایطی که جابجایی تجمع نفت بسیار شدید باشد ذخیره نفتی از موضع واقعی خود، متد حرکت می‌کند. به نحوی که ممکن است ضمن صفر اولین چاه آثاری از وجود مخزن در محل دیده نشود.

زمین شناسی نفت

زمین شناسی نفت از دو کلمه Petroleum Geology تشکیل شده که اصطلاح پترولِِِیوم (روغن سنگ)، دو کلمه لاتین پترا، یعنی سنگ والیوم، یا روغن را شامل می‌شود و Geology هم که به معنی زمین شناسی می‌باشد.

نفت یا پترولیوم نوعی قیر و یا بیتومین است که به صورت مجموعه‌ای از هیدروکربورهای مختلف، به اشکال مایع و یا گاز در مخازن زیرزمینی وجود دارد. پترولیوم در شیمی و زمین شناسی، اصطلاحا به ترکیبات هیدروکربوره‌ای اطلاق می‌شود که توسط چاههای نفت از داخل زمین استخراج می‌شوند. شکل اصلی پترولیوم در داخل مخازن به صورت گاز است که به نام گاز طبیعی نامیده می‌شود بخشی از پترولیوم در شرایط متعارفی (15 درجه سانتیگراد و 760 میلیمتر فشار جیوه، به صورت مایع در آمده که به آن نفت خام می‌گویند و بخش دیگر به همان صورت گاز باقی می‌ماند.

اکتشاف نفت

سابقه اکتشاف نفت در ایران به حدود 4000 سال پیش می‌رسد. ایرانیان باستان به عنوان مواد سوختی و قیراندود کردن کشتی‌ها، ساختمانها و پشت بامها از این مواد استفاده می‌کردند. نادر شاه در جنگ با سپاهیان هند قیر را آتش زد و مورد استفاده قرار داد. در بعضی از معابد ایران باستان برای افروختن آتش مقدس از گاز طبیعی استفاده شده و بر اساس یک گزارش تاریخی یک درویش در حوالی باکو چاه نفتی داشته که از فروش آن امرار معاش می‌کرده است.

فرآورده‌های نفتیطرح توجیهی فرآورده‌های نفتیدانلود فرآورده‌های نفتیشیمینفت خامنفتنظریهء منشاء آلیمطالعه اولیه نفت قبل از پالایشروشهای مطالعه کروژنمحاسبه مچوریتیدیاژنز کروژنمرحله دیاژنزاکتشاف نفتاکتشاف نفتزمین شناسی نفتنقش سطح تماس آب و نفت در مهاجرت نفتاهمیت شیل‌های نفتی از نظر اقتصادیمحیط‌های رسوبی شیل‌های نف

اسید کاری

عمده مخازن نفتی دارای ساختار سنگ آهکی و یا ماسه سنگی با بستر کربناته هستند چنین سازندهایی دارای منافذ ریز و درشت بوده و جریان نفت خام به نفوذپذیری آنها بستگی دار

دسته بندی	نفت و گاز
بازدید ها	0
فرمت فایل	zip
حجم فایل	225 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	34

فروشنده فایل

کد کاربری 3230

تمام فایل ها

مقدمه

عمده مخازن نفتی دارای ساختار سنگ آهکی و یا ماسه سنگی با بستر کربناته هستند . چنین سازندهایی دارای منافذ ریز و درشت بوده و جریان نفت خام به نفوذپذیری آنها بستگی دارد. برای افزایش تولید و بهره دهی مخازن لازم است میزان نفوذ پذیری افزایش یابد . بویژه اینکه مخازن کربناتی سفت و متراکم بایستی تحت روشهای درمانی خاص قرار گیرند زیرا نفوذ پذیری سنگ تحت تاثیر عوامل مختلف فیزیکی و یا شیمیائی کاهش می یابد. انسداد منافذ توسط ذرات جامد و بهم ریختن نواحی بهره ده و تشکیل امولسیون و تغییر نفوذپذیری نسبی بدنبال فرآیند مکانیکی اتفاق می افتد.روشهای مختلفی برای رفع آسیب سازند و افزایش تولید از چاه وجود داردکه دراین رابطه اسیدکاری در زمره قدیمی ترین روشهای مورد استفاده در صنعت نفت محسوب می شود زیرا که روش شکست هیدرولیکی به تازگی پا به عرصه وجود گذاشته و با وجود بهره گیری از دانش و کارآیی بالا هنوز نتوانسته در مبحث عملیاتی انگیزش چاه بعنوان روشی توانمند در اسید کاری مؤثرواقع شود .

انتخاب نوع سیال محرک :

انتخاب سیال محرک یکی از موارد مهم در طراحی انگیزش چاهها با اسید می باشد .پیشرفتهای اخیر در اسیدکاری ماتریکس سنگ به توسعه تعدادزیادی سیال محرک جهت استفاده در موقعیتهای خاص منجر گردید . انتخاب سیال باتوجه به تعداد پارامترهای موثر در آن مانند نوع آسیب دیدگی ، جنس سازند ، شرایط چاه ، نوع تکمیل و جنس فلزات بکار رفته در تکمیل چاه بسیار مشکل می باشد ، ضمن اینکه عامل اقتصادی نیز نقش تعیین کننده ای در انتخاب نوع سیال محرک دارد .

اصول اولیه انتخاب نوع سیال محرک :

انگیزش ماتریکس شامل از بین بردن صدماتی است که منجر به کاهش تولید چاه شده است ، بنابراین ضروری است راجع به مقدار ونوع آسیب دیدگی محل و منشأ تولید آن اطلاعاتی داشته باشیم .

آسیب دیدگی با دو پارامتر مهم شناخته می شود .

اسید کاریاسید

جلو گیری از تولید شن در مخازن نفتی

پروژه روش‌های جلوگیری از تولید شن در مخازن نفتی

دسته بندی	نفت و گاز
بازدید ها	1
فرمت فایل	doc
حجم فایل	6217 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	144

فروشنده فایل

کد کاربری 3230

تمام فایل ها

روش‌های جلوگیری از تولید شن در مخازن نفتی

فهرست مطالب

چکیده. 1

مقدمه. 1

1-1-انواع تولید ماسه. 9

1-1-1-تولید ماسه بصورت گذار10. 9

1-1-2- تولید ماسه بصورت پیوسته. 11

1-1-3- تولید فاجعه آمیز ماسه14. 12

1-2-تغییر هندسۀ چاه در اثر تولید ماسه. 15

1-3- شکست ماسه. 18

1-4- گسترش شکست.. 29

تکنیکهای پیش بینی ماسه. 37

1-5-1- روشهای تک پارامتری.. 38

1-2-1-3- استفاده از نسبت G/cb. 40

1-5-2- روشهای دو پارامتری.. 42

1-5-3-روشهای چند پارامتری.. 43

1-6- روشهای آزمایشگاهی.. 45

1-7- مدلهای تحلیلی.. 50

1-7-2- مدلهای تنش کششی.. 54

1-8- مدلهای ارائه شده بر مبنای تئوریهای پیوسته. 57

مشکلات ناشی از تولید شن. 62

2-2 تجمع شن در مجموعه‌های تفکیک.. 63

2-3 تجمع شن در ستون چاه. 64

1-1-4 غربال. 67

2-1-4 دانه فرش... 67

3-1-4 غربال و دانه فرش... 68

2-4 روشهای شیمیائی.. 69

5- نتیجه گیری و پیشنهادات.. 71

مزایای ESS بر ............ 77

روش‌های کنترل ماسه در چاه. 91

منبع: WWW.oihfield.com.. 96

مطالعه کنترل شن در یکی از میادین نفتی جنوب ایران (لایه آسماری) 96

مقدمه. 96

لوله داخلی (Base Pipe) 100

منابع. 134

چکیده

درمخازن ماسه سنگی با بزرگترین مشکلی که مواجه می‌باشیم، پدیده تولید ماسه می‌باشد. این پدیده که در آن دانه‌های ماسه به علت فشارهای زیادی وارده از سنگ مخزن جدا می‌شوند، هرساله هزینه‌های قابل توجهی را به شرکتهای نفتی تحمیل می‌کند. درطی فرآیند تولید ماسه، تنشهای کششی وبرشی وارد بر دیواره اطراف چاه از مقاومت آن تجاوز می‌کند و در نتیجه ذرات ماسه بصورت دانه دانه از ماتریکس اولیه خود جدا می‌شوند. از اینرو می‌بایست که قبل از رسیدن به این مرحله، پیش گیری‌های لازم انجام شود که برای انجام این امر بایستی زمان و مقدار تولید ماسه قبل از تولید تخمین زده شود. دراین راستا تکنیکهای پیش بینی تولیدی ماسه مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله ابتدا مکانیزم وعلل تولید ماسه مورد بررسی قرار گرفته‌اند و در ادامه تکنیهای مورد استفاده مورد تحلیل قرار گرفته اند.

مقدمه

مدت‌های مدیدی است که تولید ماسه به عنوان یکی از منابع هزینه بروتهدید کنندۀ ایمنی در صنعت نفت مطرح شده است. دربسیاری از مقالات مشاهده می‌شود که از این پدیده به عنوان مشکلی اساسی نام برده می‌شود. اما تولید ماسه در واقع چه می‌باشد؟و به چه علت تا بدین حد در صنعت نفت اهمیت دارد. برخی از دلایل این امررا می‌توان به قرارزیردانست:

- فرسایش تجهیزاتی مانند لوله ها،پمپها،شیرها و...

- مسدود کردن تجهیزات سطحی و دورن چاهی مثل لوله ها

- نیاز به نیروی کاری بیشتر جهت تعویض وتعمیروسایل وتمیز کردن چاه

- کاهش ضریب هدایت سازند و در پی آن کاهش راندمان بازیافت مخزن

- ایجاد نشست در سازند وتخریب جداره

- مشکلات مربوط به دفع ماسه‌های تولید شده

لذا متوجه می‌شویم که چرا از این مشکل به عنوان یکی از بزرگترین مشکلات صنعت نفت نام برده می‌شود. ماسه به ذرات ریزی گقته می‌شود که دارای ابعاد خاصی می‌باشند. محدودۀ ابعاد دانه‌های ماسه توسط انجمنهای مختلف، بصورت متفاوت ارائه شده است. در سیستم طبقه بندی متحد که مورد پذیرش ادارۀ اتاندارد آمریکا (ASTM)1 نیزمی باشد،به دانه هایی ماسه گفته می‌شود که در محدودۀ 76/4-074/0میلیمتر قراردارند. این بدان معنا نیست که درمخزن فقط دانه هایی با این اندازه تولید می‌شود بلکه دانه هایی که در چاه تولید می‌شود از نظر دانه بندی عموماً دراین محدوده قراردارند. تا بدین جا مباحث گفته شده تمامی از معایب تولید ماسه حکایت داشتند. نکته در اینجاست که آیا در کنار این همه معایب، تولید ماسه دارای محاسنی نیز می‌باشد واینکه آیا در بعضی موارد می‌توان از تولید ماسه به عنوان یک پدیدۀ مثبت در چاهها نام برد

دردهۀ 1980 محققانی شروع به ترویج این مطلب نمودند که تولید ماسه علیرغم معایبی که دارد، می‌تواند دارای محاسنی نیز باشد. در ذخایر نفت سنگین آلبرتای کانادا2، موارد صحرایی نشان دادند که تولید ماسه منجر به بیشتر شدن تولید می‌شود. دربسیاری از چاه‌های نفت منطقۀ LIoydminster مفهوم جدیدی از مدیریت ماسه به نام "تولید نفت سنگین سرد همراه با ماسه "(CHOPS یا CHOP)3 را به جای روشهای کنترل ماسه، به موفقیت تمام به طور گسترده جهت تولید نفت به صورت اقتصادی،ارائه گردید. برخی از فواید اصلی تولید ماسه را می‌توان به قرار زیر دانست:

افزایش نفوذ پذیری تخلل به واسطه حذف دانه‌های ماسه از ماتریکس سنگ مخزن در اثر خارج شدن آنها و حذف ضریب نفوذ پذیری منفی4 افزایش تحرک نفت5 ودر نتیجه بالا رفتن نرخ تولید زیرا با توجه به مفهوم سرعت نسبی در قانون دارسی6 چنانچه دانه‌های ماسه حرکت کنند، مقاومت در برابر حرکت سیال کاهش می‌یابد.

جهت دریافت فایل روش‌های جلوگیری از تولید شن در مخازن نفتی لطفا آن را خریداری نمایید

تولید شنمخازن نفتیماسهشنروش‌های جلوگیری از تولید شن در مخازن نفتیروش‌های جلوگیری از تولید شنمخازن نفتیتولید شن در مخازن نفتی

جلو گیری از تولید شن در مخازن نفتی

پروژه روش‌های جلوگیری از تولید شن در مخازن نفتی

دسته بندی	نفت و گاز
بازدید ها	1
فرمت فایل	doc
حجم فایل	6217 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	144

فروشنده فایل

کد کاربری 3230

تمام فایل ها

روش‌های جلوگیری از تولید شن در مخازن نفتی

فهرست مطالب

چکیده. 1

مقدمه. 1

1-1-انواع تولید ماسه. 9

1-1-1-تولید ماسه بصورت گذار10. 9

1-1-2- تولید ماسه بصورت پیوسته. 11

1-1-3- تولید فاجعه آمیز ماسه14. 12

1-2-تغییر هندسۀ چاه در اثر تولید ماسه. 15

1-3- شکست ماسه. 18

1-4- گسترش شکست.. 29

تکنیکهای پیش بینی ماسه. 37

1-5-1- روشهای تک پارامتری.. 38

1-2-1-3- استفاده از نسبت G/cb. 40

1-5-2- روشهای دو پارامتری.. 42

1-5-3-روشهای چند پارامتری.. 43

1-6- روشهای آزمایشگاهی.. 45

1-7- مدلهای تحلیلی.. 50

1-7-2- مدلهای تنش کششی.. 54

1-8- مدلهای ارائه شده بر مبنای تئوریهای پیوسته. 57

مشکلات ناشی از تولید شن. 62

2-2 تجمع شن در مجموعه‌های تفکیک.. 63

2-3 تجمع شن در ستون چاه. 64

1-1-4 غربال. 67

2-1-4 دانه فرش... 67

3-1-4 غربال و دانه فرش... 68

2-4 روشهای شیمیائی.. 69

5- نتیجه گیری و پیشنهادات.. 71

مزایای ESS بر ............ 77

روش‌های کنترل ماسه در چاه. 91

منبع: WWW.oihfield.com.. 96

مطالعه کنترل شن در یکی از میادین نفتی جنوب ایران (لایه آسماری) 96

مقدمه. 96

لوله داخلی (Base Pipe) 100

منابع. 134

چکیده

درمخازن ماسه سنگی با بزرگترین مشکلی که مواجه می‌باشیم، پدیده تولید ماسه می‌باشد. این پدیده که در آن دانه‌های ماسه به علت فشارهای زیادی وارده از سنگ مخزن جدا می‌شوند، هرساله هزینه‌های قابل توجهی را به شرکتهای نفتی تحمیل می‌کند. درطی فرآیند تولید ماسه، تنشهای کششی وبرشی وارد بر دیواره اطراف چاه از مقاومت آن تجاوز می‌کند و در نتیجه ذرات ماسه بصورت دانه دانه از ماتریکس اولیه خود جدا می‌شوند. از اینرو می‌بایست که قبل از رسیدن به این مرحله، پیش گیری‌های لازم انجام شود که برای انجام این امر بایستی زمان و مقدار تولید ماسه قبل از تولید تخمین زده شود. دراین راستا تکنیکهای پیش بینی تولیدی ماسه مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این مقاله ابتدا مکانیزم وعلل تولید ماسه مورد بررسی قرار گرفته‌اند و در ادامه تکنیهای مورد استفاده مورد تحلیل قرار گرفته اند.

مقدمه

مدت‌های مدیدی است که تولید ماسه به عنوان یکی از منابع هزینه بروتهدید کنندۀ ایمنی در صنعت نفت مطرح شده است. دربسیاری از مقالات مشاهده می‌شود که از این پدیده به عنوان مشکلی اساسی نام برده می‌شود. اما تولید ماسه در واقع چه می‌باشد؟و به چه علت تا بدین حد در صنعت نفت اهمیت دارد. برخی از دلایل این امررا می‌توان به قرارزیردانست:

- فرسایش تجهیزاتی مانند لوله ها،پمپها،شیرها و...

- مسدود کردن تجهیزات سطحی و دورن چاهی مثل لوله ها

- نیاز به نیروی کاری بیشتر جهت تعویض وتعمیروسایل وتمیز کردن چاه

- کاهش ضریب هدایت سازند و در پی آن کاهش راندمان بازیافت مخزن

- ایجاد نشست در سازند وتخریب جداره

- مشکلات مربوط به دفع ماسه‌های تولید شده

لذا متوجه می‌شویم که چرا از این مشکل به عنوان یکی از بزرگترین مشکلات صنعت نفت نام برده می‌شود. ماسه به ذرات ریزی گقته می‌شود که دارای ابعاد خاصی می‌باشند. محدودۀ ابعاد دانه‌های ماسه توسط انجمنهای مختلف، بصورت متفاوت ارائه شده است. در سیستم طبقه بندی متحد که مورد پذیرش ادارۀ اتاندارد آمریکا (ASTM)1 نیزمی باشد،به دانه هایی ماسه گفته می‌شود که در محدودۀ 76/4-074/0میلیمتر قراردارند. این بدان معنا نیست که درمخزن فقط دانه هایی با این اندازه تولید می‌شود بلکه دانه هایی که در چاه تولید می‌شود از نظر دانه بندی عموماً دراین محدوده قراردارند. تا بدین جا مباحث گفته شده تمامی از معایب تولید ماسه حکایت داشتند. نکته در اینجاست که آیا در کنار این همه معایب، تولید ماسه دارای محاسنی نیز می‌باشد واینکه آیا در بعضی موارد می‌توان از تولید ماسه به عنوان یک پدیدۀ مثبت در چاهها نام برد

دردهۀ 1980 محققانی شروع به ترویج این مطلب نمودند که تولید ماسه علیرغم معایبی که دارد، می‌تواند دارای محاسنی نیز باشد. در ذخایر نفت سنگین آلبرتای کانادا2، موارد صحرایی نشان دادند که تولید ماسه منجر به بیشتر شدن تولید می‌شود. دربسیاری از چاه‌های نفت منطقۀ LIoydminster مفهوم جدیدی از مدیریت ماسه به نام "تولید نفت سنگین سرد همراه با ماسه "(CHOPS یا CHOP)3 را به جای روشهای کنترل ماسه، به موفقیت تمام به طور گسترده جهت تولید نفت به صورت اقتصادی،ارائه گردید. برخی از فواید اصلی تولید ماسه را می‌توان به قرار زیر دانست:

افزایش نفوذ پذیری تخلل به واسطه حذف دانه‌های ماسه از ماتریکس سنگ مخزن در اثر خارج شدن آنها و حذف ضریب نفوذ پذیری منفی4 افزایش تحرک نفت5 ودر نتیجه بالا رفتن نرخ تولید زیرا با توجه به مفهوم سرعت نسبی در قانون دارسی6 چنانچه دانه‌های ماسه حرکت کنند، مقاومت در برابر حرکت سیال کاهش می‌یابد.

جهت دریافت فایل روش‌های جلوگیری از تولید شن در مخازن نفتی لطفا آن را خریداری نمایید

تولید شنمخازن نفتیماسهشنروش‌های جلوگیری از تولید شن در مخازن نفتیروش‌های جلوگیری از تولید شنمخازن نفتیتولید شن در مخازن نفتی