امتیاز کاربران

ستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعالستاره فعال
 

شیل نفتی یک سنگ رسوبی دانه ریز، غیرمتخلخل و غیرآلی است که حاوی مواد آلی به شکل کروژن است.

 شیل نفتی می تواند در محیط های دریایی و غیردریایی تشکیل شود. گرچه شیل ها سنگهایی دانه ریز هستند و ته نشست مواد غیرآلی نیز آرام می باشد اما رشد مواد آلی (کروژن) سریع است. ماده ی اصلی تولیدکننده ی نفت در شیل نفتی جامد و غیرقابل پمپ به سطح زمین است. شیل نفتی باید ابتدا استخراج شده، حرارت داده شود و مایع حاصل از آن تفکیک و ذخیره گردد. عملیات های تجربی موجود اغلب از فرآیندهای جایگزین (که به صورت تقطیر برجا و شامل حرارت دادن شیل نفتی در زیر زمین و انتقال سیال حاصل از آن به سطح زمین است)، استفاده می کنند. بازیافت کم مخازن شیل نفتی و حجم زیاد آنها سبب اهمیت بررسی روش های افزایش برداشت از این مخازن شده است. در ادامه روش های اصلی برداشت از این منابع انرژی شرح داده خواهد شد.

حرارت سطحی:

در این روش شیل نفتی را به روش سنتی استخراج کرده و پس از انتقال به ساختمان های ویژه ی فرآیند، آن را تا دمای 500-450 درجه سانتی گراد حرارت می دهند. همچنین شیل نفتی را با هیدروژن غنی کرده و نفت حاصل را از مواد زائد جدا می کنند. در فن آوری جدید که توسط کریستال های قیر انجام می شود شیل نفتی را کمتر حرارت می دهند.

حرارت درجا:

حرارت دادن شیل نفتی در زیر زمین توسط حرارت دهنده های الکتریکی انجام می شود که در داخل چاه های عمیق قرار گرفته اند. این روش که نیازمند حفاری چاه های زیادی است مستلزم انرژی ورودی زیادی برای تبدیل کروژن به سیال نیز هست. حجمی از شیل نفتی طی دورهای 3-2 ساله حرارت داده می شود تا دمای آن به 700-650 درجه سانتی گراد برسد که در این دما نفت از شیل جدا می گردد. محصولات آزاد شده در چاه های گردآوری، جمع می شوند. به طور میانگین در هر 4000 متر مربع، 20-15 حرارت دهنده ی الکتریکی نیاز است. اصطلاح ازدیاد برداشت نفت اساساً به هر روشی برای بازیافت فراتر از مرحله ی اولیه تولید اشاره دارد. ازدیاد برداشت نفت جهت تولید نفت خام از مخازن با استفاده از فرآیندهایی برای رانش اولیه ی مخزن به کار می رود. این روش ها شامل حفظ فشار، تزریق سیالات جابجاکننده و روش های حرارتی است. مکانیزم های رانش کلی که انرژی طبیعی لازم برای بازیافت نفت فراهم می کنند را می توان به رانش انبساط سنگ و سیال، رانش تخلیه، رانش کلاهک گازی، رانش آب، رانش زهکشی ثقلی و رانش ترکیبی طبقه بندی کرد. در این میان اگر هیچ منبع انرژی مصنوعی دیگری وجود نداشته باشد انبساط نفت مکانیزم بسیار مهمی است. سنگ و سیال با توجه به ویژگی های تراکم پذیر بودنشان منبسط می شوند. هنگامی که انبساط سیالات و کاهش حجم منافذ همراه با کاهش فشار مخزن رخ می دهد باید نفت خام و آب توسط نیروهای دیگری به داخل چاه فرستاده شوند. با افت فشار در سیستم شکاف ها، برای متعادل کردن فشار ماتریکس با فشار شکستگی های اطراف، نفت از ماتریکس خارج می شود. این مکانیزم تولید را می توان مکانیزم انبساط نفت در بلوک ماتریکس درنظر گرفت.

در مخازن نفتی شیل، بیشترین مقدار نفت در ماتریکس است. اما تولید و حرکت نفت به داخل چاه نیازمند سیستم شکستگی بسیار تراوایی است. تولید از بلوک های ماتریکس با مکانیزم های فیزیکی مختلفی از جمله مکانیزم تزریق دورهای گاز برای افزایش برداشت نفت استفاده می شود. گاز تزریقی، هم به تأمین انرژی مخزن کمک می کند و هم از طریق کاهش گرانروی نفت و انبساط نفت خام در آن حل می شود. سیلابزنی امتزاج پذیر گاز و نفت به کاهش فشار موئینه ی آنها کمک می کند و تزریق آب نسبت به تزریق گاز کارآیی مناسبی ندارد. افزایش قیمت جهانی نفت خام و نیاز روزافزون کشورهاي جهان به این انرژي، مهندسان مخزن را به طراحی شیوه های مناسب جهت تولید بیشترین مقدار نفت از مخازن با کمترین هزینه واداشته است. جهت دستیابی به این هدف، قبل از انجام عملیات بازیابی نفت از میدان، تمامی متغیرهاي مؤثر بر تولید نفت در آزمایشگاه مطالعه و بررسی می شوند. به دلیل تولید مقدار کمی نفت خام پس از بازیافت اولیه و ثانویه و با توجه به ارزشمندي این انرژي، براي تولید نفت باقیمانده باید از روش هاي ازدیاد برداشت که منجر به افزایش بازیافت نهایی نفت می شوند استفاده کرد. این روش ها از طریق گرما یا تزریق موادي که به طور معمول در مخزن وجود ندارند مانند مواد شیمیایی، حلال ها و اکسیدکننده ها و توسط مکانیزم هاي جدید و متفاوتی سبب جابجایی نفت می شوند. روش هاي ازدیاد برداشت نفت شامل سیلابزنی با آب، روش هاي گرمایی (تحریک با بخار، سیلابزنی با بخار، رانش با آب داغ، احتراق درون مخزن)، روش هاي شیمیایی (سیلابزنی پلیمری، مواد کاهش دهنده ی کشش سطحی و مواد قلیائی) و روش هاي امتزاج پذیري (گاز هیدروکربنی، دي اکسیدکربن و نیتروژن) است. هدف هر فرآیند ازدیاد برداشت، به حرکت در آوردن نفت باقیمانده است که منجر به افزایش بازده جاروبی حجمی و در نتیجه جابجایی نفت می شود. از روش های بازیافت ثانویه ای که به طور گسترده در این مخازن استفاده می شود روشهای حرارتی (شامل احتراق درجا و تزریق سیال گرم) هستند. بازیافت حرارتی نفت معمولاً شامل استفاده از حرارت در فاز بخار برای کاهش گرانروی نفت و افزایش عوامل بازیافت است. دو روش تزریق دوره ای بخار و سیلابزنی با بخار وجود دارد. تزریق دوره ای بخار که در کانادا Huff & Puff یا CSS نامیده می شود شامل تزریق بخار به چاه طی مدت چند روز و سپس تولید نفت از همان چاه است. در اینجا مساحت تخلیه ی چاه، تنها بخشی از مخزن می باشد که با بخار پر شده است. سیلابزنی با بخار شامل چاه اختصاصی برای تزریق و تولید است. بخار تزریقی از تزریق کننده به تولیدکننده جریان یافته و مخزن را پر می کند. به دلیل اینکه باید تمامی مخزن حرارت داده شود جهت عملی شدن تزریق بخار، باید تخلخل مخزن بیش از 25 درصد باشد. به همین دلیل اخیر نیز این روش در 90 درصد مخازن عملی نیست؛ چراکه تخلخل اکثر مخازن ایران کمتر از 25 درصد است. عمق 1500-500 فوت بهترین عمق است. احتراق درجا نیز از روش های حرارتی است که در آن برای سوزاندن بخشی از نفت های درجا، هوا تزریق می شود. در برخی مخازن نفت شیلی به دلیل زیاد بودن API نفت، استفاده از روش های حرارتی بی فایده خواهد بود؛ چراکه سبب تغییر ناچیز گرانروی خواهد شد. در مورد شیل های نفتی از آنجا که مساحت ناحیه ی تخلیه شده ی چاه معطوف به مساحت مورد انگیزش است، اگر نفت سنگین باشد روش CSS بهترین روش حرارتی خواهد بود.

در آغاز، بهره برداری و استخراج از طریق حفاری افقی و شکست هیدرولیکی و با هدف افزایش نفوذپذیری و رساندن نفت خام تولیدی به سطح اقتصادی انجام می شود. با توجه به اینکه نفوذپذیری سازند شیلی بسیار کم است صرف نظر از محل قرارگیری هیدروکربن، تولید اقتصادی نیازمند شکست هیدرولیکی است. انتخاب محل مناسب شکنندگی برای عملیات حفاری بسیار مهم و کلیدی است. شیل گازی که بیش از 50 درصد وزنی آن کوارتز یا کربنات است و تمایل بیشتری به شکنندگی دارد به عملیات تحریک متداول چاه بهتر پاسخ می دهد. مثلاً یکی از نمونه های شیل نفتی، سازند Bakken (اواخر دوونین) در شمال ایاالت متحده است که میدان سانیش در داکوتای شمالی از 2006 در حال تولید از این شیل می باشد. خصوصیات مخزنی و سیال این میدان شیل بدین ترتیب است: 

تخلخل 10-4 درصد، تراوایی 1.9-0.01 میلی دارسی، API نفت 45-36 و فشار مخزن 8000-6000 پام. تولید از چاه های این میدان با نرخ حدود 1000 بشکه در روز آغاز شده و با افت شدید همراه بوده است؛ به طوری که تولید پس از حدود شش ماه به کمتر از 400 بشکه در روز کاهش یافته و پس از آن طی چند سال به 200 بشکه در روز رسید.

محبوب ترین ها

خواص سنگ مخزن 15 ارديبهشت 1395 8
اسیدکاری 21 تیر 1395 5
نمودارگیری چاه 11 مرداد 1395 4
خواص سنگ مخزن 23 تیر 1395 3
تکمیل چاه 02 تیر 1395 3

پربازدیدترین مطالب

آخرین مطالب گروه

مطالب مرتبط