پس از اکتشاف، حفاری و تکمیل، چاه تولید عادی خود را آغاز میکند و میدان نفتی وارد مرحله تولید میشود. بر اساس نیازهای میدان نفتی، هدف، به حداکثر رساندن استخراج نفت خام زیرزمینی به سطح زمین، افزایش تولید چاه و بازیافت نفت و توسعه منطقی مخزن برای دستیابی به تولید بالا و پایدار است. این فرآیند، بازیافت نفت نامیده میشود.
۱. مسیر تولید نفت خام:
سازند نفتی - ناحیه نزدیک چاه - مسیر سوراخکاری - داخل چاه - دستگاه فرازآوری مصنوعی - خط لوله نفت - سرچاه - درخت کریسمس - خط لوله سطحی - ایستگاه اندازهگیری - جداکننده نفت و گاز - شبکه خطوط لوله نفت
۲. روشهای رایج بازیابی نفت:
۱) بازیابی جریانی:
بازیابی جریانی از انرژی الاستیک سازند نفتی برای آزاد کردن نفت خام به سطح استفاده میکند. بازیابی جریانی در درجه اول به انبساط گازهای محلول در نفت با کاهش فشار متکی است. در کل سیستم تولید، نفت به طور طبیعی جریان مییابد و به انرژی فشاری که توسط سازند برای غلبه بر جاذبه و مقاومت جریان فراهم میشود، متکی است. هیچ انرژی مصنوعی مورد نیاز نیست، و بازیابی جریانی را به سادهترین، راحتترین و اقتصادیترین روش بازیابی نفت تبدیل میکند.
۲) فرازآوری مصنوعی:
فرازآوری مصنوعی روشی برای افزودن مصنوعی انرژی به کف چاه نفت برای بالا بردن نفت از مخزن به سر چاه است. با افزایش مقدار کل نفت تولید شده، فشار مخزن کاهش مییابد. در میدانهای نفتی که از طریق تزریق آب توسعه مییابند، درصد آب تولید شده توسط چاه به تدریج افزایش مییابد و وزن مخصوص سیال را افزایش میدهد. هر دوی این موقعیتها به تدریج ظرفیت جریان چاه را تضعیف میکنند. برای افزایش تولید، از فرازآوری مصنوعی (که به عنوان بازیابی مکانیکی نفت نیز شناخته میشود) استفاده میشود. این روش اصلی تولید میدان نفتی، به ویژه در مراحل بعدی توسعه میدان است. دو روش عبارتند از پمپاژ و فرازآوری با گاز. واحدهای پمپاژ معمولاً در میدانهای نفتی ساحلی استفاده میشوند، در حالی که پمپهای شناور برقی معمولاً در فراساحل استفاده میشوند. پمپهای حفرهای پیشرونده اغلب برای چاههایی که ماسه یا نفت سنگین تولید میکنند، استفاده میشوند. سایر روشهای رایج شامل پمپهای جت، فرازآوری با گاز و پمپهای پیستونی است.
۳. تکنیکهای تحریک چاههای نفت و گاز:
تکنیکهای تحریک چاههای نفت و گاز، اقدامات فنی برای افزایش ظرفیت تولید چاههای نفت (از جمله چاههای گاز) و ظرفیت جذب آب چاههای تزریق آب هستند. روشهای متداول مورد استفاده شامل شکست هیدرولیکی و اسیدکاری و همچنین انفجارهای درون چاهی و تصفیه با حلال است.
۱) شکست هیدرولیکی:
شکست هیدرولیکی شامل تزریق یک سیال شکست با ویسکوزیته بالا به داخل چاه با سرعتی بیش از ظرفیت جذب سازند، افزایش فشار ته چاه و شکستن سازند است. با تزریق مداوم سیال شکست، شکستگیها به عمق بیشتری در سازند نفوذ میکنند. سیال شکست باید حاوی مقدار مشخصی پروپانت (عمدتاً ماسه) باشد تا از بسته شدن شکستگیها هنگام توقف پمپ جلوگیری کند. شکستگیهای پر شده با پروپانت، الگوی جریان نفت و گاز در سازند را تغییر میدهند، سطح نفوذپذیری را افزایش داده و مقاومت جریان را کاهش میدهند و در نتیجه تولید چاه نفت را به صورت تصاعدی افزایش میدهند. افزایش اخیر محبوبیت گاز شیل در صنعت نفت جهانی، نتیجه توسعه سریع فناوری شکست هیدرولیکی است!
۲) اسیدکاری چاه نفت:
اسیدکاری چاه نفت عموماً به دو دسته تقسیم میشود: اسیدکاری سازندهای کربناته با اسید هیدروکلریک و اسیدکاری سازندهای ماسهسنگی با اسید خاک. اسیدکاری سازندهای کربناته با اسید هیدروکلریک شامل واکنش سنگهای کربناته، مانند سنگ آهک و دولومیت، با اسید هیدروکلریک برای تولید کلرید کلسیم یا کلرید منیزیم محلول در آب است که نفوذپذیری سازند را افزایش داده و به طور مؤثر ظرفیت تولید چاه را بهبود میبخشد. در شرایط دمای سازند، اسید هیدروکلریک به سرعت با سنگ واکنش میدهد و بیشتر آن در نزدیکی کف چاه مصرف میشود و از نفوذ آن به عمق لایه نفت جلوگیری میکند و در نتیجه بر اثر اسیدکاری تأثیر میگذارد.
عملیات اسیدی خاک سازند ماسهسنگ: اجزای معدنی اصلی ماسهسنگ کوارتز و فلدسپات هستند. مواد سیمانی عمدتاً سیلیکاتها (مانند رس) و کربناتها هستند که هر دو در اسید هیدروفلوئوریک محلول هستند. با این حال، واکنش بین اسید هیدروفلوئوریک و کربناتها میتواند باعث رسوب فلوراید کلسیم شود که برای تولید چاههای نفت و گاز مضر است. ماسهسنگ معمولاً با مخلوطی از ۸ تا ۱۲ درصد اسید هیدروکلریک و ۲ تا ۴ درصد اسید هیدروفلوئوریک تیمار میشود تا از رسوب فلوراید کلسیم جلوگیری شود.
غلظت اسید هیدروفلوئوریک در اسید خاک نباید خیلی زیاد باشد تا از آسیب رساندن به ساختار ماسهسنگ و ایجاد حوادث تولید ماسه جلوگیری شود. برای جلوگیری از واکنشهای نامطلوب بین یونهای کلسیم و منیزیم در سازند و اسید هیدروفلوئوریک و همچنین سایر مشکلات احتمالی، سازند باید قبل از تزریق اسید خاک با اسید هیدروکلریک پیشتیمار شود. محدوده پیشتیمار باید بزرگتر از محدوده تیمار اسید خاک باشد. در سالهای اخیر، یک فناوری اسید خاک خودتولید شونده توسعه یافته است. متیل فرمات با فلوراید آمونیوم در سازند واکنش میدهد تا اسید هیدروفلوئوریک تولید کند که در داخل لایه نفتی با دمای بالای چاه عمیق عمل میکند تا اثر تیمار اسیدی خاک را بهبود بخشد و در نتیجه ظرفیت تولید چاه نفت را افزایش دهد.