سارا شکرالله زاده بهبهانی

زمان برون زد سیال تزریقی در فرآیند تزریق آب یک معیار عملکرد مخزن است که تحت تاثیر موقعیت و عملیات چاه است. پیش بینی این زمان برون زد  برای طراحی فرآیند و الگوهای تزریق در توسعه مخزن مفید است. روش متعارف برای این کار شبیه سازی مخزن بوده که که وقتی توزیع زمان برونزد مورد نظر باشد این کار بسیار زمان بر است.یک روش  جایگزین در تعیین سریع زمان برون زد استفاده از رویکرد تیوری پرکولاسیون است. در این روش با استفاده از برخی خصوصیات مخزنی موجود مانند نسبت خالص به ناخالص، و ابعاد مخزن، امکان پیش بینی سریع نمودار توزیع زمان برون زد وجود دارد. به هرحال، برخی فرضیات لحاظ شده در توسعه اولیه رابطه مقیاس بندی توزیع زمان برون زد مانند فرض برابری گرانروی دو سیال تزریقی و تولیدی کاربردهای میدانی آنرا محدود نموده است. به منظور بسط کاربرد روابط مقیاس بندی زمان برونزد لازم است اثرات گرانروی متفاوت دو سیال بر روابط مقیاس بندی زمان برون زد دیده شود. به طور خاص از یک رویکرد بدون بعدسازی زمان برون زد بر مبنای زمان مشخصه بی بعد استفاده می شود. با اجرای شبیه سازی های مختلف جریان در مخزن تاثیر تغییرات گرانروی فازها بر زمان برون زد  بررسی گردید. نتایج این مطالعه نشان می دهد زمان مشخصه مناسب در رابطه مقیاس بندی زمان برونزد وابستگی به درجه اشغال شدگی و نسبت گرانروی دو فاز به فرم یک رابطه توانی با توان 3/1 دارد. لذا با تعمیم رابطه توزیع زمان برون زد با در نظر گرفتن این وابستگی توانی پیش بینی زمان برون زد  سیال تزریقی در چاه تولیدی مخزن با دقت قابل قبولی امکان پذیر است. در انتها با پیاده سازی این رویکرد در یک مخزن واقعی و مقایسه نتایج زمان برون زد با نتایج شبیه سازی های تجاری به اعتبارسنجی رابطه تعمیم داده شده برای زمان برون زد تعمیم داده شده پرداخته شد.

در این نوشتار با مطالعه منابع مرتبط با شکافت هیدرولیکی، به بحث در مورد وضعیت این فن آوری در تولید از منابع هیدروکربوری پرداخته و دلایل توسعه شکافت هیدرولیکی، وضعیت بازارهای مرتبط با این فن آوری و مخاطرات شکافت هیدرولیکی بررسی می شود و در پایان برخی شرکت های فعال در حوزه شکافت هیدرولیکی معرفی می شود.

در اثر تولید از یک مخزن هیدروکربوری و افت فشار مخزن به زیر فشار اشباع، نمونه سرچاهی تولیدی مخزن با نمونه سیال واقعی مخزن تفاوت دارد. از سوی دیگر، برای تعیین دقیق مقدار نفت درجای مخزن و تعیین ضریب برداشت در مخازن تخلیه شده، اطلاعات اولیه سیال مخزن ضروری است. علاوه بر سیال درجا، برنامه ریزی برای توسعه مخزن و طراحی تاسیسات سطح الارض مستلزم معین بودن ترکیب دقیق سیال است. در صورت نبود این اطلاعات، هزینه های اضافی صرف طراحی بیش از اندازه تاسیسات خواهد شد. اطلاعات از سیال درجای اولیه ممکن است به دلیل عدم نمونه گیری، نمونه گیری اشتباه، گم شدن اطلاعات و... موجود نباشد. روش اختلاط تماس تعادلی روشی پیشنهادی برای تهیه نمونه معرف از مخزن در نیمه عمر آن است. در این روش با وجود تفاوت نفت و گاز به دست آمده از تفکیک گر با سیال واقعی مخزن، سیال مخزنی براساس مراحل تعیین شده ای محاسبه می شود.
طی این مقاله سعی شده است ضمن مطالعه و معرفی روش اختلاط تماس تعادلی، صحت این روش برای یک مخزن گاز میعانی بررسی شود. نتایج شبیه سازی نشان دهنده دقت بالای روش اختلاط تماس تعادلی در بازتولید نمونه واقعی و اولیه در لایه نفتی و گازی مخزن است.

با کاهش اکتشافات نفت طی دهه های گذشته به نظر می رسد در سال های آینده فنآوری های ازدیادبرداشت نقشی کلیدی در پاسخگویی به تقاضای انرژی خواهد داشت. در این مقاله مطالعات انجام شده توسط مجله ی بین المللی انرژی و شرکت نفت انگلیس جمع آوری شده و به شکل گزارشی جامع از وضعیت روش های پیاده شده ی ازدیادبرداشت در سطح جهان با محوریت سازندهای ماسه سنگی ارائه می گردد. در گزارش حاضر با محوریت سه روش اصلی تزریق گاز، سیلابزنی شیمیایی و روش های گرمایی به چالش ها و مزایای روش های ازدیادبرداشت پرداخته می شود. در این مطالعه روند تغییرات این روش ها از جمله روندهای روبه رشد در سال های اخیر مانند تزریق دی اکسیدکربن، تزریق هوا با فشار زیاد و سیلابزنی شیمیایی پرداخته شده و مروری کوتاه بر اقتصاد پروژه های ازدیادبرداشت در این سازند صورت گرفته است. در پایان بر اساس مطالعه ی انجام شده توسط شرکت نفت انی ایتالیا محدوده ی عملکرد و خصوصیات هریک از این روش ها در مخازن ماسه سنگی مقایسه می گردد.

ایجاد رسوبات هیدروکربنی در نفت خام مشکلات عمده ای در فرایند بهره بردای، فرآورش و انتقال نفت خام ایجاد می کند. افزایش افت فشار خطوط جریان، انسداد خطوط لوله، از بین رفتن ابزارهای مختلف در اثر تشکیل وکس و آسفالتین، از مشکلات روزمره واحدهای بهره برداری است. مهم ترین عامل تشکیل رسوب وکس در نفت خام افت دماست. تشکیل رسوب وکس سبب کاهش کیفیت سیال، افزایش گرانروی نفت خام و به تبع آن، افزایش افت فشار خطوط جریان می شود. تعیین دقیق نقطه تشکیل وکس و تاثیر آن بر افزایش گرانروی نفت خام موضوع مهمی است که در طراحی واحدهای بهره برداری و فرآورش نفت خام ضروری است. در این مقاله سعی شده است با بررسی روش های مختلف تعیین دمای تشکیل وکس و انتخاب نزدیکترین روش به شرایط عملیاتی، تاثیر تبلور وکس در تغییر گرانروی نفت مورد بررسی قرار گیرد. علاوه بر این، در این مقاله، رفتار گرانروی نفت نسبت به دما با توجه به دو متغیر درجه سنگینی و دمای تشکیل وکس با ارائه یک رابطه تجربی مدلسازی شده است.

تطبیق تاریخچه ی تولید جهت ارزیابی مدل شبیه سازی شده ی مخزن و انتخاب بهترین سناریوی تولیدی بر اساس مدل، بسیار حائز اهمیت است. پذیرش تطبیق تاریخچه به این معناست که مدل قادر به پیش بینی رفتار مخزن است. در صورت کافی نبودن کیفیت یا کمیت داده های ورودی به شبیه ساز، تطابق انجام شده مناسب نخواهد بود. علاوه بر این خطای ناشی از ساده سازی جهت تعریف مسئله با معادلات ریاضی، خطای محاسباتی شبیه ساز و عدم قطعیت داده های ورودی از دیگر ضعف های شبیه سازی است. از طریق آمیختن اطلاعات لرزه نگاری چهار بعدی با داده های تولیدی می توان مدل شبیه سازی شده را محدودتر کرد تا تطبیق تاریخچه بهتر صورت گیرد. با استفاده از لرزه نگاری چهاربعدی که با انجام مکرر لرزه نگاری سه بعدی در زمان های متفاوت صورت می گیرد می توان جابجایی سیال را در مخزن و به ویژه بین چاه های تولیدی و تزریقی (که معمولا اطلاعات کمی از این نواحی موجود است) بررسی کرد. در این مطالعه، لرزه نگاری چهاربعدی بررسی شده و درباره ی جایگاه این شیوه ی نوین در صنعت نفت و نحوه ی بهره گیری از نتایج آن بحث خواهد شد. در نهایت با مطالعه ی موردی روی میدان نلسون در دریای شمال، به شرح نحوه ی اجرا و تحلیل نتایج بهره گیری از نتایج لرزه نگاری چهاربعدی در کنار داده های تولیدی جهت تطبیق بهتر تاریخچه ی تولیدی خواهیم پرداخت.

تزریق گاز بیش از 60 درصد روش های مرسوم ازدیاد برداشت را شامل می شود. تزریق بخار آب، دی اکسیدکربن، نیتروژن و بازگردانی گاز مخزن از جمله روش ها رایج تزریق گاز هستند. تامین انرژی حرارتی جهت تبخیر، جداسازی و خالص سازی دی اکسیدکربن و در نهایت اتلاف گاز از جمله معایب این روش هاست. فرآیندهای تزریق گاز اغلب در مخازنی که کلاهک گازی قوی دارند کارایی دارد؛ از این رو مشکل عمده دیگر این نوع فرآیندها تامین حجم زیاد گاز تزریقی است که در اکثر موارد شرکت های بهره برداری جهت تامین منبع قابل اطمینان و طولانی مدت گاز با مشکل مواجهند. در نوشتار حاضر پیشنهاد می شود که برای ازدیاد برداشت نفت، گازهای ناشی از احتراق به مخزن تزریق شوند. در این روش که ترکیبی از هر چهار روش مرسوم تزریق گاز است بدون نیاز به تامین انرژی خارجی برای تبخیر آب، غلظت زیادی از گازهای نیتروژن و دی اکسیدکربن با نرخ حجمی حداکثر 14 برابر گاز خروجی از مخزن به مخزن تزریق میشود. در این مقاله با بررسی فنی-اقتصادی تزریق گازهای احتراق در یکی از مخازن فعال کشور، میزان انرژی بهینه سازی شده، ذخیره سازی گازهای گلخانه ای و بازده تزریق گازهای احتراق نسبت به روش بازگردانی گاز مخزن و سایر روش های تزریق گاز بررسی شده است.

برنامه ریزی برای عملیات تزریق و تعیین زمان بهینه جهت اسیدکاری یک چاه تزریقی نیازمند تعیین خواص مخزن در اطراف دهانه چاه است. روش مرسوم برای تعیین این خواص، استفاده از دو چاه مشاهده ای و تزریقی است که این کار مستلزم توقف عملیات تزریق و صرف زمان و هزینه های اضافی است. بر اساس تحقیقات انجام شده استفاده از داده های روزانه تولیدی یا تزریقی می تواند راه حل مناسبی برای کاهش هزینه های جانبی باشد. در این مقاله سعی شده با استفاده از داده های روزانه تزریق شامل فشار، نرخ و مدت زمان تزریق، خواص اصلی دهانه چاه مانند میزان و شعاع آسیب تعیین گردد. در این روش به صورت مستقیم تنها از داده های روزانه تزریق استفاده می شود و وضعیت دهانه چاه و مخزن به شکل لحظه ای قابل بررسی است. در این مقاله با مطالعه کارهای انجام شده، فرآیند تزریق مدلسازی و روشی برای تعیین خواص مخزن در دهانه چاه ابداع گردید. در نهایت این روش به عنوان روش استاندارد تحلیل داده های تزریق برای تعیین خواص اطراف دهانه یک چاه تزریقی به مدت دو سال به کار برده شدکه نتایج حاصل با وضعیت واقعی چاه انطباق داشت.

وجود هیدروکربن های سنگین آسفالتینی در بسیاری از فرآیندهای صنعت نفت چالشی عمده در بهره برداری و پالایش نفتخام به شمار می رود. رسوب آسفالتین موجود در نفتخام، سبب بروز پدیده هایی چون کاهش تراوایی و تخلخل مخازن هیدروکربنی، کاهش کارایی فراینده ای ازدیاد برداشت، انسداد ستون چاه، انسداد یا افزایش افت فشار خطوط لوله انتقال نفتخام خط و کاهش شدید بازدهی فرایندهای پالایشگاهی و پتروشیمی می شود. پرهزینه ترین و زمانبرترین مشکل در چرخه تولید و فرآوری نفتخام از مخازن هیدورکربوری تا واحدهای پتروشیمی و پالایشی زمانی است که دسترسی به محل ایجاد رسوبات مشکل باشد. بنابراین زمانی که رسوب در جایی مانند ستون عمودی چاه ایجاد میشود، رفع آن علاوه بر مشکلات زیست محیطی نیاز به تجهیزات، زمان و هزینه زیادی دارد. از اینرو باید تا حد امکان از ایجاد رسوب در ستون چاه جلوگیری شود. با مطالعه ترمودینامیکی فرایند ایجاد رسوب و مسیری که نفتخام در ستون چاه می پیماید میتوان احتمال ایجاد رسوب آسفالتین در ستون چاه را پیش بینی کرد. در این مقاله با مطالعه ترمودینامیکی نفتخام میدان نفتی دارخوین و بررسی نمودارهای شدت جریان تولیدی، دما و فشار در چاه 10 که به شدت مبتلا به مشکل رسوب آسفالتین بود، این نتیجه حاصل شد که تنها با تغییر اندازه چوک می توان تولیدی مطمئن و بدون ریسک ایجاد رسوب در ستون چاه را داشت. این روش که در واقع نوعی پیشگیری از ایجاد رسوب محسوب می شود برخلاف روش های مرسوم رفع رسوب، به لحاظ هزینه مقرون به صرفه و به لحاظ ضرورت های بهداشتی، ایمنی و زیست محیطی (HSE) به دلیل عدم استفاده از مواد BETX (بنزن، اتیل بنزن، تولوئن و زایلین) بسیار مناسب است.