فهرست مطالب:
روش فواره - مهار انرژی درونی در یک کانسار
نیروی محرکه تولید نفت در شرایط مخزن چیست؟
یک چاه تا چه مدت می‌تواند آب تولید کند؟
در این مقاله، به طور خلاصه روش‌های اصلی استخراج نفت را معرفی خواهم کرد. نفت در لایه‌هایی از سنگ متخلخل (انباره‌ها) وجود دارد. در این انباره‌ها است که نفت جمع می‌شود. پیش‌نیاز دوم این است که انباره‌ها باید توسط یک درزگیر نفت و گاز نفوذناپذیر پوشانده شوند؛ در غیر این صورت، گاز تبخیر شده و نفت در نهایت به قیر تبدیل می‌شود.
برای استخراج نفت، باید چاهی حفر شود. چاه وارد لایه تولیدکننده نفت می‌شود و اینجا ماجرا شروع می‌شود - نفت باید به نحوی به سطح زمین آورده شود.
نفت چگونه در زمین ظاهر می‌شود؟ (بخش اول)
سه روش اصلی برای استخراج نفت (استخراج از چاه) وجود دارد: فواره‌ای و مکانیزه (مبتنی بر پمپ). گاهی اوقات از بالابر گازی نیز استفاده می‌شود که از پمپ استفاده نمی‌کند اما نیاز به تزریق انرژی خارجی دارد. بنابراین، بالابر گازی را می‌توان یک روش گذار بین روش‌های استخراج فواره‌ای و مکانیزه در نظر گرفت.
روش فواره - مهار انرژی درونی در یک کانسار:
وقتی یک میدان نفتی به تازگی توسعه می‌یابد، نفت درون آن معمولاً تحت فشار بالایی قرار دارد. فشار درون سازند، فشار سازند و فشار درون چاه، فشار ته چاه نامیده می‌شود. معمولاً در یک چاه مسدود شده، این مقادیر ثابت هستند. در یک چاه که به طور عادی کار می‌کند، سازند دچار یک فرورفتگی می‌شود - فشار ته چاه کمتر از فشار سازند است. برعکس، در یک چاه مسدود شده، سازند دچار یک فرورفتگی می‌شود - فشار ته چاه بیشتر از فشار سازند است. اگر فشار سازند به اندازه کافی بالا باشد، می‌تواند بر مقاومت فشار اتمسفر غلبه کند و نفت را به بیرون براند. در این حالت، یک فواره نفتی تشکیل می‌شود.
نیروی محرکه تولید نفت در شرایط مخزن چیست؟
۱. مدل درب مخزن:
به ویژه، نهشته‌های تاقدیس (گنبدی شکل) دارای یک ناحیه پر از گاز در بالا - کلاهک گازی - هستند.
همانطور که همه ما می‌دانیم، گاز به شدت قابل فشرده شدن است. وقتی یک چاه نفت بهره‌برداری می‌شود، گاز شروع به انبساط می‌کند و این نیروی محرکه‌ای است که نفت را از طریق چاه به سطح زمین می‌راند.
در این حالت، میدان نفتی به گونه‌ای تولید می‌شود که گاز طبیعی موجود در پوسته زمین (کاپراک) به طور زودرس از میدان خارج نشود؛ این گاز در ترازنامه ذخایر ملی لحاظ شده و پس از تولید نفت، بازیابی می‌شود.
۲. مدل گاز محلول:
علاوه بر کلاهک گازی، نفت حاوی گاز محلول نیز هست. فشار بالاتر، مقدار گاز محلول را افزایش می‌دهد. نسبت حجم گاز محلول به حجم یا جرم نفت در شرایط استاندارد، کسر گازی (جی اف) نامیده می‌شود. به عنوان مثال، اگر جی اف برابر با ۵۰ متر مکعب در هر تن باشد، به این معنی است که ۵۰ متر مکعب گاز در هر تن نفت (در شرایط استاندارد) حل شده است.
وقتی فشار افت می‌کند، گاز به شکل حباب شروع به بالا آمدن می‌کند و نفت را نیز با خود حمل می‌کند. نکته کلیدی این است که مطمئن شوید تعداد حباب‌ها کافی و اندازه آنها به اندازه کافی بزرگ است؛ در غیر این صورت، فقط گاز حباب می‌زند و مایع بالا نمی‌آید.
گاز طبیعی تولید شده همراه با نفت، گاز همراه نامیده می‌شود. گاز همراه مشابه گاز طبیعی معمولی است، اما با غلظت‌های بالاتر. به طور خاص، حاوی گاز مایع (گاز مایع، بخش وسیعی از هیدروکربن‌های سبک، با محتوای پروپان و بوتان بالاتر) و میعانات (پنتان و هیدروکربن‌های بالاتر) بیشتری است. گاز همراه، خوراک ارزشمندی برای صنعت پتروشیمی و منبعی برای مخلوط‌های پروپان-بوتان است که به عنوان سوخت برای موتورهای گازی استفاده می‌شود.
۳. حالت فشار آب:
در این حالت، نیروی محرکه اصلی برای جابجایی نفت به کف چاه تولیدی، فشار آب حاشیه‌ای است. آب در کف مخزن وجود دارد، یا به عنوان آب باقیمانده از زمان تشکیل آن یا به عنوان منبع مداوم آب حاشیه‌ای که به سطح متصل است و از منابعی مانند آب ذوب شده و آب باران ناشی می‌شود.
این کارآمدترین حالت بهره‌برداری از میدان نفتی است و استفاده مؤثر از آن امکان استخراج مقادیر زیادی نفت از سازند را فراهم می‌کند. با این حال، بهره‌برداری طولانی‌مدت تنها تحت یک شرط امکان‌پذیر است: تزریق مداوم آب خارجی از طریق سیستمی از چاه‌های تزریقی (سیستمی که فشار سازند را حفظ می‌کند)؛ در غیر این صورت، منبع انرژی به سرعت تمام می‌شود.
۴. فشار آب الاستیک:
در این حالت، جابجایی نفت به دلیل انبساط الاستیک خود نفت، آب اطراف مخزن و چارچوب سازند رخ می‌دهد. این بدان معناست که تحت تأثیر سنگ رویی، نفت، مایع و چارچوب سنگ، هر سه، هرچند به مقدار کم، فشرده می‌شوند. خاصیت ارتجاعی مایع و خود سازند بسیار کم است. با این حال، هنگامی که سیستم هیدرولیک بزرگ و فشار سازند زیاد است، مقادیر زیادی مایع می‌تواند به دلیل انبساط مایع و کاهش حجم منافذ (شکستگی) از سازند به داخل چاه جابجا شود. خواص الاستیک مایع و سازند به ترتیب با ضرایب تراکم‌پذیری مایع و سازند مشخص می‌شوند. همچنین یک حالت گرانشی وجود دارد، اما این حالت انرژی کافی برای بلند کردن نفت را فراهم نمی‌کند.
یک چاه تا چه مدت می‌تواند به فوران خود ادامه دهد؟
این کاملاً به میدان نفتی و روش استخراج بستگی دارد. به طور کلی، هر چه میدان جوان‌تر باشد، چاه‌های بیشتری دارد. با این حال، انرژی به سرعت، ظرف چند ماه یا حتی چند سال، تمام می‌شود و استفاده از روش‌های استخراج مکانیزه را که همیشه گران‌تر هستند، ضروری می‌کند. استثنائاتی نیز وجود دارد، مانند میدان نفتی تنگیز در قزاقستان که حداقل ۲۱ سال (۱۹۹۱-۲۰۱۰) در حال فوران بود. نفت ممکن است هنوز جریان داشته باشد، اما مدت زیادی است که هیچ اطلاعاتی در مورد آن ندیده‌ایم.
چاه‌های جدید در میدان‌های قدیمی‌تر نیز به عنوان چاه‌های ددد هه جوشان دد دد هه عمل می‌کنند. با این حال، این چاه‌ها معمولاً به خط لوله اصلی تولید متصل نیستند زیرا خط لوله تحت فشار است، معمولاً حدود ۲۰ تا ۲۵ اتمسفر. یک چاه دد هه جوشان این فشار را ایجاد نمی‌کند، بنابراین نفت از آن جریان نمی‌یابد.
در این موارد، یک جداکننده گاز نصب می‌شود تا گاز را از مایع جدا کند، نفت را در یک ظرف جمع‌آوری کند و سپس گاز را بسوزاند. این قطعاً اتلاف بی‌رحمانه منابع است، اما در برخی موارد، سوزاندن گاز مرتبط و پرداخت جریمه ارزان‌تر از جمع‌آوری و استفاده از آن است.
وقتی چاه جوشان خشک شود چه اتفاقی می‌افتد؟
حالا، فقط یک کار باقی مانده بود - تغییر به یک پمپ میله‌ای مکنده نفت چاه عمیق. با این حال، در برخی موارد، تغییر فوری به سیستم پمپاژ می‌تواند مشکل‌ساز باشد. به عنوان مثال، در میادین گاز طبیعی و نفت. پمپ‌های میله‌ای مکنده نفت چاه عمیق، پمپ‌های جابجایی مثبت هستند که عمدتاً پیستونی و گریز از مرکز هستند. اگر ضریب گاز بالا باشد، پمپ با هوا پر می‌شود یا به عبارت دقیق‌تر، هوادهی می‌شود. این بدان معناست که محفظه کار با گاز پر می‌شود و باعث می‌شود پمپ خشک کار کند و به سرعت بسوزد.
برای جلوگیری از این امر، یک جداکننده گاز روی واحد پمپاژ نصب می‌شود تا گاز آزاد را حذف کند. روش دیگر استفاده از یک پخش‌کننده است که برای تجزیه گاز موجود در سیال سازند طراحی شده است و یک مخلوط گاز-مایع یکنواخت ایجاد می‌کند که سپس به ورودی پمپ گریز از مرکز شناور تحویل داده می‌شود.
با این حال، اگر میزان گاز زیاد باشد، این روش مؤثر نیست. بنابراین، در چنین مواردی، از بالابر گازی استفاده می‌شود. این روش نیاز به پایین آوردن پمپ را از بین می‌برد و به طور مؤثرتری از انرژی داخلی گاز محلول در سازند استفاده می‌کند. گاز از سطح از طریق یک سری خطوط لوله به پایین پمپ پمپ می‌شود، جایی که با مایع مخلوط می‌شود. گاز تزریق شده با گاز آزاد شده از سیال سازند مخلوط می‌شود و یک مخلوط گاز-مایع با چگالی تشکیل می‌دهد که به فشار موجود در پایین چاه اجازه می‌دهد تا مایع را از طریق رایزر به سطح بالا بیاورد.
بخش زیر اصول عملکرد پمپ میله‌ای مکش نفت چاه عمیق را بررسی خواهد کرد.
اگر این مطلب برایتان جالب بود، لطفاً لایک و سابسکرایب کنید.