فرمت فایل: word
تعداد صفحه:159
گزارش کارآموزی مقطع کارشناسی رشته صنایع شیمیایی
فهرست مطالب
پیشگفتار ۱
مقدمه ۲
فصل اول:نفت خام ۷
خواص فیزیکی نفت خام ۸
فصل دوم: انواع سازنده های زمین شناسی ۱۲
توصیف سازندها ۱۳
فصل سوم: مهندسی مخزن ۲۶
سنگ مخزن ۲۷
انواع مخازن هیدروکربنی ۳۳
پوش سنگ ۴۱
فصل چهارم: اکتشاف ۴۳
اکتشاف ۴۴
فصل پنجم: حفاری ۴۸ انواع روشهای حفاری ۴۹
انواع مته ۵۶
گل حفاری ۵۸
تکمیل چاه ۶۱
فصل ششم: استخراج نفت و روشهای EOR 62
بازیافت حرارتی ۶۴
بازیافت شیمیایی ۶۶
رانش میکروبی ۶۷
بازیافت امتزاجی ۶۹
تکنولوژی بهبود یافته حفاری ۷۴
شکافت هیدرولیکی ۷۶
فصل هفتم: بررسی تزریق گاز امتزاجی ۸۵
رفتار فاز و خواص مایعات ۸۶
آب در مهندسی نفت ۱۱۲
نمودارهای فازی ۱۱۶
اثرات فشار ۱۴۵
اثرات دما ۱۵۱
منابع ۱۵۵
منابع و ماخذ:
دانشیار، کمال- مهرانفر، رضا؛ تزریق گاز امتزاجی در مخازن نفتی ترک دار- امور پژوهش و توسعه شرکت مهندسی توسعه نفت، واحد انتقال تکنولوژی
رضایی، محمدرضا؛ زمین شناسی نفت- انتشارات علوی
امیری بختیاری، حسن؛ مبانی زمین شناسی عمومی- – امور پژوهش و توسعه شرکت مهندسی توسعه نفت، واحد انتقال تکنولوژی
امین زاده، علی- Jeo.R. Lindley ؛ روشهای افزایش بازیافت نفت خام (ترجمه) – امور پژوهش و توسعه شرکت مهندسی توسعه نفت، واحد انتقال تکنولوژی
جزوه آموزشی زمین شناسی نفت، اداره کل زمین شناسی گسترش، اداره مطالعات
بلکه جانی، ویدا؛ اکتشاف و تولید نفت- گزارش کارآموزی
پیش گفتار:
کشورما بر پایه صنعت نفت به پیشرفتهای اقتصادی فراوانی دست یافته است و آشنایی با دانش فنی این صنعت و روش ها و فعالیت هایی که برای استخراج و بهره برداری از این سرمایه ملی مورد استفاده می باشد برای ما از اهمیت فراوانی برخوردار است. به طور کلی این فعالیت ها به دو دسته پایین دستی و بالا دستی تقسیم می شود. فعالیت های بالا دستی شامل مراحل زمین شناسی، اکتشاف، مطالعه مخزن، حفاری و سایر تلاش هایی است که برای به بهره برداری رساندن یک میدان نفتی انجام می شود و فعالیت های پایین دستی شامل استخراج، جداسازی، پالایش و سایر عملیات از این قبیل می باشد.
در این پژوهش که در قالب ۲۴۰ ساعت کار عملی تحت عنوان کارآموزی انجام شده است به شرح وظایف و فعالیت های بالا دستی صنعت نفت اشاره گردیده است که امیدوارم مورد توجه و استفاده علاقه مندان به این رشته قرار گیرد.
مقدمه:
پترولیوم[۱] واژه ای لاتین است که در زبان فارسی معادل مناسبی ندارد. پترولیوم در واقع مواد هیدروکربنی است که به صورت طبیعی عمدتا در سنگ های رسوبی واقع می گردد. پترولیوم می تواند به صورت فازهای مختلف از جمله فاز گازی، نظیر گاز طبیعی[۲]، فاز مایع، نظیر نفت خام[۳] و فاز جامد مثل قیر[۴] در خلل و فرج و شکستگی های سنگ ها تجمع یابد.
انباشته شدن مواد هیدروکربنی در زیر سطح زمین در سنگ هایی صورت می گیرد که توانایی نگهداری و انتقال سیالات را داشته باشند. این سنگ ها، مخزن[۵] نامیده می شوند. تجمع مواد هیدروکربنی به صورت اقتصادی در سنگ مخزن منوط به وجود عوامل متعددی است. به طور کلی وجود پنج عامل برای تجمع اقتصادی نفت و گاز لازم و ضروری است.
این پنج عامل عبارتند از :
۱- سنگ منشا بالغ[۶]، که تولید هیدروکربن کرده باشد.
۲- سنگ مخزن[۷]، که بتواند هیدروکربن را در داخل خود جای دهد.
۳- مهاجرت هیدروکربن بین سنگ منشا و سنگ مخزن[۸] عملی باشد.
۴- پوش سنگ[۹] ناتراوا که از خروج نفت از داخل سنگ مخزن جلوگیری کند.
۵- تله نفتی[۱۰] که در آن نفت به صورت اقتصادی متمرکز گردد.
تاریخچه اکتشاف نفت:
نفت و گاز از زمان های بسیار قدیم به صورت تراوشهای سطحی، شناخته شده و مورد استفاده بوده اند. برای مثال می توان شعله های آتش جاویدان را نام برد که از شیل های نفتی نزدیک باکو نشات می گرفت. اکتشاف نفت یک دانش بسیار قدیمی و کاربردی است که با جمع آوری قیر[۱۱] از تراوش های طبیعی سطحی[۱۲] به قلمرو علم وارد شد. در آن زمان ها، نفت برای مقاصد پزشکی، گرمایی و همچنین مصارف عایق کاری استفاده می شد.
خلاصه ای از مراحل پیشرفت در اکتشاف نفت:
اولین چاه اکتشاف نفت در سال ۱۷۴۵ در فرانسه حفر شد و اولین چاه استخراج نفت توسط کلنل دریک در پنسیلوانیا در سال ۱۸۵۹ حفاری شد. این آغازی برای اکتشافات زیر سطحی نفت بود که بعدها، خصوصا بعد از افزایش تقاضا برای استخراج نفت در طول جنگ جهانی اول، شدت گرفت.
قدیمی ترین تئوری برای اکتشاف نفت، تئوری طاقدیس[۱۳] بود ه به وسیله هانت[۱۴] در سال ۱۸۶۱ معرفی شد. کاربرد این تئوری برای یافتن نفت در قله طاقدیس ها ابزار موفقی بود. این تئوری به عنوان تئوری اصلی برای اکتشافات مهم نفتی امریکا، ونزوئلا، آرژانتین، برمه و به خصوص در مسجد سلیمان ایران مورد استفاده قرار گرفت.
بعد از پیدا شدن نفت در سال ۱۸۸۰ در رسوبات دریایی پنسیلوانیا که ارتباطی با ساختمان های طاقدیسی نداشت و شکل گیری نفتگیر صرفا ناشی از تغییر رخساره رسوبات بود، مشخص شد که ذخایر نفتی می توانند در حوضچه های غیر چین خورده هم وجود داشته باشند. در نتیجه مفهوم نفتگیرهای چینه ای[۱۵] با این کشف فراگیر شد.
تا اواسط دهه ۱۹۲۰، تهیه و استفاده از نقشه های سحطی طاقدیس ها ابزار اصلی اکتشافات نفتی بود و پیدا کردن نفتگیرهای چینه ای معمولا به صورت اتفاقی رخ می داد.
تا سال ۱۹۲۵ فقط ماسه سنگ ها به عنوان مخازن هیدروکربنی مورد نظر و مطالعه بودند، اما اکتشاف مخازن عظیم هیدروکربنی در کربناتها در میدان هایی نظیر مسجد سلیمان ایران، کرکوک عراق، کرتاسه مکزیکی و Smackover آمریکا نشان داد که نفت می تواند در سنگ های کربناته نیز یافت شود.
بعد از اواسط دهه ۱۹۲۰ با روی کار آمدن روش های جدید نظیر مغناطیس سنجی[۱۶]، ثقل سنجی[۱۷] و مطالعات لرزه ای[۱۸]، اکتشاف نفتی راه تازه ای برای پی بردن به آنومالی ها و ساختارهای زیر سطحی غیر قابل مشاهده از سطح پیدا نمود.
این تکنولوژی به تشخیص موقعیت پی سنگ و آنومالی های دیاپیریک کمک می کنند و به طور کلی یک شمای عمومی از ساختارهای زیر سطحی را آشکار می سازند.
در سال ۱۹۲۷ در فرانسه اولین نمودارهای ژئوفیزیکی برای اندازه گیری تخلخل[۱۹] و آب اشباع شدگی[۲۰] در چاه های حفاری شده، مورد استفاده قرار گرفت.
پیشرفت در علوم زمین شناسی نظیر میکرو پالئونتولوژی[۲۱] و ارائه مدل های رخساره ای[۲۲] در دهه ۱۹۶۰ کمک شایان توجهی برای اکتشافات نفتی بود. تا دهه ۱۹۶۰ مطالعات فسیل شناسی، صرفا بر روی ماکرو فسیل ها متمرکز بود که کاربرد محدودی داشتند چرا که بسیاری از آنها در اثر حفاری به دلیل اندازه بزرگشان کاملا منهدم شده و قابل شناسایی نبودند. بنابراین گسترش میکروپالئونتولوژی و تعریف بسیاری از بیوزون ها بر پایه میکرو فسیل ها که به آسانی در مغزه ها[۲۳] و خرده های[۲۴] حاصل از حفاری یافت می شوند،
در این راه کمک موثری بود، زیرا تطابق ناحیه ای چینه ها بسیار آسانتر و دقیق تر صورت می گرفت.
بعدها توسط مدل های رخساره ای و تفسیر جزییات محیط های رسوبی قدیمی[۲۵] کمک موثری در تشخیص شکل هندسی مخازن[۲۶] کردند و پیش بینی قابل اعتمادی از کیفیت مخازن از نظر تخلخل و تراوایی ارائه دادند.
در دهه ۱۹۵۰ قانون دینامیک سیالات به طور موفقی توسط هوبرت وهیل[۲۷] برای توصیف مهاجرت و ذخیره نفت به کار برده شد. در دهه ۱۹۷۰ پیشرفت در کسب و پردازش[۲۸] اطلاعات لرزه ای و نیز استفاده از کامپیوترهای سریع برای این منظور توانست نیمرخ های لرزه ای بسیار دقیق را بدست دهد و لذا امروزه این مقاطع سیمای عمومی درون زمین را به خوبی مشخص می کنند.
بعد از دهه ۱۹۸۰، تا کنون توسعه صرفا به صورت پیشرفته در تکنولوژیهای گذشته و نیز معرفی نرم افزار های مختلف کامپیوتری بوده که باعث شده است اکتشاف هیدروکربن ها آسانتر، سریعتر و مطمئن تر انجام شود.
[۱] Petroleum
[2] Natural gas
[3]Crude oil
[4] asphalt
[5] reservoir
[6] Mature source rock
[7] Reservoir rock
[8] Migration pathway
[9] Cap rock
[10] Oil trap
[11] asphalt
[12] Natural seepages
[13] Anticline theory
[14] Hunt
[15] Stratigraphic traps
[16] magnetometry
[17] gravimetry
[18] Seismic surveys
[19] Porosity
[20] Water saturation
[21] micropaleontology
[22] Facies models
[23] cores
[24] cuttings
[25] Paleo enviroments
[26] Reservoir geometry
[27] Hubbert & Hill
[28] Acquisition and processing
خواص فیزیکی نفت خام:
خواص فیزیکی نفت خام، توسط ساختمان شیمیایی آن کنترل می شود.
- رنگ
نفت به رنگ های مختلف از جمله زرد، سبز، قهوه ای تیره و یا سیاه دیده می شود. نفت های پارافینی معمولا دارای رنگ روشن تا قهوه ای در نور عبوری و به رنگ سبز در نور انعکاسی اند. نفت های آلفالتیک غالبا قهوه ای تا سیاه هستند که به عنوان نفت سیاه[۱] شناخته می شوند. هیدروکربن ها وقتی در معرض تابش اشعه ماوراء بنفش قرار گیرند تحریک می شوند و از خود خاصیت فلورسانس نشان می دهند. رنگ فلورسانس ساطع شده با نوع نفت تغییر می کد.
- گرانروی[۲]
ویسکوزیته یا گرانروی، اصطکاک درونی یک سیال است که در مقابل جریان یافتن آن سیال مقاومت می کند. گرانروی پارامتر مهمی است که برای پیش بینی جریان سیال در مخزن ودر سطح نیاز است. گرانروی نفت به دانسیته یا تعداد اتم های کربن و همچنین به گازهای حل شده در آن بستگی دارد. هر چه تعداد اتم های کربن نفت زیادتر شود، گرانروی آن بالاتر می رود وهر چه میزان گاز حل شده در نفت بیشتر شود گرانروی آن کمتر می شود. گرانروی نفت به طور معمول بین ۵۰ – ۲/۰ سانتی پوآز است. نفت خام در سطح زمین گرانروی بالاتری نسبت به وقتی که در زیر زمین است نشان می دهد. گرانروی نفت با افزایش فشار تا رسیدن به نقطه جوش افزایش می یابد.
- نقطه ریزش[۳]
نقطه ریزش یک راهنمای خوب برای تعیین گرانروی است. نقطه ریزش یک نفت کمترین دمایی است که نفت می تواند تحت شرایط استاندارد جریان پیدا کند. نقطه ریزش برای نفت خام با محتوای واکسی پارافینیک بالا در حدود۰ C 40 است.
نقطه ریزش برای نفت های سبک خاورمیانه و آفریقا به ۰ C 26- هم می رسد که پمپاژ آن را حتی در شرایط سرد قطبی نیز امکان پذیر می کند. نفت های خام با نقطه ریزش بالا به علت محتوای واکس زیاد ظاهری درخشنده دارند. این نوع نفت ها ممکن است محتوای واکس خود را در طی مهاجرت رسوب دهند و به تدریج سبک تر شود.
- چگالی[۴]
چگالی نفت در سطح، به وسیله قراردادن نمونه در یک تنگ استوانه ای با استفاده از یک هیدرومتر اندازه گرفته می شود. چگالی نفت معمولا در واحد API که به وسیله موسسه نفت امریکا[۵] تعریف شده بیان می گردد.
API نمونه نفت خام تحت تاثیر درجه حرارت است، چون انبساط حرارتی مایعات هیدروکربنی، به خصوص برای بیشتر نفت های فرار مهم می باشد. بنابراین ثبت درجه حرارت در نمونه ای که اندازه گرفته می شود، مهم است.
درجه API نسبت معکوس با چگالی دارد. نفت های سبک درجه API بالا تا حدود ۴۰ را دارند که معادل با وزن مخصوص ۸۳/۰ است، در حالی که نفت های سنگین دارای API پایین نمی باشند. معمولا نفت های سنگین، نفت هایی می باشند که دارای API کمتر از ۲۵ هستند که معادل با وزن مخصوص ۹/۰ است. وقتی که درجه API نفت به ۱۰ برسد، دارای وزن مخصوص یک است که همان چگالی آب شیرین می باشد.
نفت های با API بیشتر از ۳۰ درجه به عنوان سبک، با API 30 – ۲۲ درجه به عنوان نفت متوسط و با API کمتر از ۲۲ درجه به عنوان نفت سنگین در نظر گرفته می شوند.
نفت خام لزوما فقط هیدروکربن مایعی که ممکن است از یک مخزن زیرزمینی تولید شود، نیست. غالبا همراه با تولید گاز طبیعی، یک هیدروکربن سبک و روشن با API بالا بدست می آید که نفت میعانی[۶] نامیده می شود.
- قابلیت تراکم پذیری نفت:[۷]
قابلیت تراکم پذیری نفت، بستگی به مقدار گاز حل شده در آن دارد. تراکم پذیری نفت در حدود می باشد و برای آب و گاز به ترتیب است. نفت های با قابلیت تراکم کم که مقدار گاز محلول کمی دارند. در هنگام تولید فشار آن ها به زودی پایین می آید. اگر انبساط نفت، تنها عامل رانش نفت از مخزن به چاه باشد، تولید در سطح احتمالا به کمتر از ۵% نفت اولیه خواهد رسید.
[۱] Black oil
[2]Viscosity
[3] Pour point
[4] Density
[5] Condensate
[6] condensate
[7]compressibility
گزارش کارآموزی نگرشی بر فعالیتهای بالادستی صنعت نفت
