پژوهش مهندسی نفت
پژوهش و تحقیق در زمینه های مختلف مهندسی نفت ( معرفی و آموزش نرم افزارها، مقاله و تحقیق، پروژه ، جزوه و کتاب های مهندسی نفت، مشاوره علمی)
پژوهش مهندسی نفت
پژوهش و تحقیق در زمینه های مختلف مهندسی نفت ( معرفی و آموزش نرم افزارها، مقاله و تحقیق، پروژه ، جزوه و کتاب های مهندسی نفت، مشاوره علمی)شبیه سازی تزریق دی اکسیدکربن بصورت ترکیبی
تزریق دی اکسیدکربن به عنوان یک روش ازدیاد برداشت نفت برای مخازن با نفت های سبک و سنگین کاربرد دارد.
- تزریق امتزاجی و غیر امتزاجی
شبیه سازی آن با شبیه ساز ترکیبی مانند ایکلیپس 300 یا GEM انجام می شود.
مکانیزم ها:
- کاهش ویسکوزیته
- متورم شدن نفت
- جریان تک فازی در حالت امتزاجی
- کاهش کشش بین سطحی
روش های ازدیاد برداشت مخازن شکافدار طبیعی
روش ازدیاد برداشت پلیمر در مخازن شکافدار طبیعی
روش تزریق گاز برای مخازن شکافدار طبیعی
شبیه سازی مدل تخلخل دوگانه و تراوایی دوگانه.........
پذیرفته می شود..
بسته نرم افزاری IPM
شکاف هیدرولیکی - لایه شکافی - شکاف در سنگ مخزن
. خصوصیات یک سیال مناسب برای عملیات شکاف هیدرولیکی عبارتند از:
- باید توانایی انتقال عامل پروپانت در شکاف را داشته باشد.
- با سنگ و سیال سازند سازگار باشد.
- ایجاد افت فشار کافی در شکاف برای گسترش عرضی شکاف ها.
- حداقل سازی افت فشار اصطکاکی طی تزریق
- مشکلات زیست محیطی نداشته باشد.
- توانایی پاکسازی بعد از عملیات را داشته باشد
- از لحاظ اقتصادی مقرون به صرف باشد.
برای موفقیت یک عملیات شکاف هیدرولیکی بسته به چاه مورد نظر و طراحی مناسب نیاز به انتخاب رویه خاص خود می باشد. مهمترین پارامترها برای عملیات شکاف هیدرولیکی عبارتند از:
- تراوایی سازند
- توزیع تنش های درجا
- ویسکوزیته سیال مخزن
- ضریب پوسته
- فشار مخزن
- عمق مخزن
- شرایط دیواره چاه
بهترین چاه برای کاندید شدن عملیات شکاف هیدرولیکی در مخزنی است که ضخامت لایه بهره ده و فشار آن بالا بوده و زون تولیدی تراوایی کم داشته یا آسیب دیده باشد. همچنین تنش های درجا مانع از گسترش ارتفاع عمودی شکاف ها هستند.
سیلابزنی آلکالین-سورفکتانت-پلیمر(ASP)
مکانیزهای اثر روش ASP به شرح زیر می باشد:
- تزریق آلکالین موجب کاهش جذب سطحی سورفکتانت می شود.
- آلکالین با نفت ایجاد صابون[1] می کند که صابون شوری بهینه پایینی دارد در حالیکه سورفکانت های مصنوعی شوری بهینه نسبتا بالایی دارند. ترکیب صابون و سورفکتانت مصنوعی رنج بیشتری از شوری در کشش بین سطحی(IFT) پایین را شامل می شود.
- امولسیون باعث بهبود بازده جاروبی می شود. صابون و سورفکتانت با کاهش کشش بین سطحی ایجاد امولسیون پایدار می کنند. پلیمر با توجه به ویسکوزیته بالای خود به پایداری امولسیون کمک می کند.
- بین سورفکتانت و پلیمر برای جذب رقابت وجود دارد. بنابراین افزودن پلیمر جذب سورفکتانت را کاهش می دهد.
- افزودن پلیمر بازده جاروبی آلکالین و سورفکتانت را بهبود می دهد.
زمین شناسی مخازن نفت و گازی ایران
کشور های خاورمیانه که شامل ایران، بحرین، عراق، کویت، عمان، قطر، عربستان سعودی و امارات متحده عربی است، ۶٠ در صد مخازن قطعی نفت جهان و ۴٠ درصد مخازن گاز طبیعی دنیا را دارا هستند (Riazi and AliMansoori, 2006). مخازن خاورمیانه عمدتاً سن مزوزوئیک، تله از نوع ساختمانی، سنگ مخزن کربناته، عمق مخزنی متوسط (کمتر از ۵/۴ کیلومتر) و قابلیت بازیافت دارند که در ۶٠ سال اخیر اکتشاف یافته اند (Horn, 2003).
کشور ما از لحاظ منابع نفتی و گازی به ترتیب مقام سوم و دوم را در جهان دارد. در واقع ١٠ درصد کل نفت کره زمین (۵/١٣٢ بیلیون بشکه) و ١۶ درصد کل گاز کشف شده جهان (٩٧١ تریلیون فوت مکعب) در سرزمین ما قرار دارد.
تاریخچه تولید اقتصادی نفت در خاورمیانه با اکتشاف مخزن نفتی (مسجد سلیمان) در سال ١٩٠٨ در ایران آغاز شد. در سالهای بعد اکتشافات با میادین نفتی در کویت (١٩٣٧) و عربستان صعودی (۱۹۳۸) ادامه یافت (Riazi et al, 2004).
قسمت اعظم مخازن ایران در پهنه زمین شناسی زاگرس و حوضه خلیج همیشه فارس واقع شده است. در شمال شرق (کپه داغ) و شمال غرب (دشت مغان) کشور نیز اکتشافاتی صورت گرفته است و هم اکنون پی جویی ها برای یافتن مخازن جدیدتر در این قسمت ها نیز در حال انجام است.
برخی از این مخازن در مرز سیاسی بین ایران و کشورهای همسایه توسعه یافته است. این مخازن از لحاظ زمین شناسی یکپارچه و از لحاظ مالکیت مشترک است. بزرگترین میادین نفتی و گازی کشف شده ایران تاکنون جزء مخازن مشترک محسوب می شوند. میدان نفتی فوق عظیم آزادگان که در ۸۰ کیلومتری غرب اهواز و نزدیک مرز ایران و عراق واقع است با ذخیره ۳۱ میلیارد بشکه نفت درجا و وسعت ۱۴۰۰ کیلومتر مربع در سال ۱۳۷۸ کشف شده است و بزرگترین مخزن گازی دنیا (میدان پارس جنوبی به همراه میدان شمال قطر) نیز یک مخزن مشترک می باشد که به تنهایی ١٩ درصد گاز کل دنیا را در خود ذخیره کرده است
در حدود ۴٣ درصد مخازن ایران جزء مخازن بزرگ و بسیار بزرگ محسوب می شود که تعداد ۶۴ مخزن گازی و نفتی را شامل می شود. صرفاً از لحاظ تعداد مخازن و بدون توجه به حجم هیدروکربورها تقریباً ٩٠ درصد مخازن بزرگ ایران کربناته و ١٠ درصد ماسه سنگی می باشد از این تعداد ۱۲/۵۳ درصد مخازن بزرگ نفتی و ۸۷/۴۶ درصد آن گازی می باش. به نظر می رسد از لحاظ حجم هیدروکربوری نیز نسبت مخازن کربناته به ماسه سنگی تقریباً ۹ به ۱ صادق باشد.
مخازن اهواز، نوروز، فریدون، ابوذر، فروزان، ساختارB ، سروش از مخازن بزرگ ماسه سنگی و برخی از مشهورترین مخازن بزرگ کربناته شامل میدان پارس جنوبی،آزادگان، آسماری، هفت کل ، بی بی حکیمه و خانگیران است.
بسیاری از نام های میادین نفتی و گازی ایران بعد از انقلاب اسلامی تغییر یافت و گزارشی دقیق از آن ارائه نشد. گاهاً برخی میادین دارای دو نام متفاوت می باشند و یا با تلفظ های مختلف بیان می شوند. برای مثال میادین کوشک و حسینیه امروزه با یک نام (یادآوران) مصطلح می باشد یا میادین ابوذر (اردشیر سابق) و دورود (داریوش سابق) از مثال های تغییر نامی می باشد این چنین تغییرات اسمی اجتناب ناپذیر است و در اکثر کشور های دیگر نیز رایج می باشد مثلاً بعد از فروپاشی رژیم بعث عراق میدان نفتی صدام به آجیل (Ajil) تغییر نام یافت.
در کنار این مسائل دشواری دسترسی به اطلاعات به روز شده و دقیق، خلأ یک بانک اطلاعاتی برای کشوری که جز سه کشور اول از لحاظ منابع انرژی هیدروکربوری است را نشان می دهد. داشتن اطلاعاتی کلی درباره موقعیت و پراکندگی، ذخیره قطعی، نوع تله مخزنی، سنگ مخزن، سنگ منشاً، سنگ پوش و معلوماتی از این قبیل بسیار ضروری است.
بر اساس تخمین مجله نفت و گاز در سال ٢٠٠۵ مخازن قطعی نفتی ایران به ٨/١٢۵ بیلیون بشکه (١٠ درصد کل نفت دنیا) رسیده است. با محاسبه گزارش وزارت نفت بعد از کشف میادین کوشک و حسینیه در ایالت خوزستان ذخیره قطعی به ١٣٢ بیلیون بشکه افزایش یافت. اکثر مخازن نفتی ایران در میادین بزرگ خشکی (Onshore) در منطقه خوزستان و نزدیک مرز عراق قرار دارد. بطور کلی ایران ۴٠ مخزن تولیدی بزرگ ( ٢٧ میدان در خشکی و ١٣ میدان در دریا (Offshore) دارد. میادین نفتی خشکی به ترتیب اهمیت و حجم تولید عبارتند از: اهواز- آسماری ، گچساران، بنگستان، مارون، آقاجری، کرنج- پارسی، رگه سفید، بی بی حکیمه، پازانان. همچنین میادین نفتی سلمان، دورود ، ابوذر، سیری EوA وسروش- نوروز به ترتیب دارای مهم ترین مخازن نفتی دریایی هستند.
متد اکتشاف اکثر مخازن هیدروکربوری ایران بررسی های لرزه ای و زمین شناسی بوده است ولی در برخی موارد تراوش هیدروکربورها به سطح زمین موجب اکتشاف میادین شده است برای مثال مخازن مسجد سلیمان، نفت شاه، آقاجری، نفت سفید به این طریق یافت شده اند. عمدتاً مخازن در ایران دارای تله های ساختمانی طاقدیسی می باشند و تعدادی نیز تله های ساختمانی در ارتباط با نفوذ توده های نمکی می باشد (مثلاً میدان رخش).
ایران دارای مخازن شکسته بزرگ و بسیار بزرگی می باشد که غالباً سنگ مخزن آنها سازند آسماری با سن الیگو میوسن می باشد مخازن آقاجری، بی بی حکیمه، هفت کل، سلیمان (کوه آسماری)، کازرون (کوه دشتک)، لالی (کوه پابده-گورپی)، گچساران (کوه پاهین)، پارسی، پازانان، کرنج، پر سیاه، مسجد سلیمان از این جمله مخازن هستند همچنین شکستگی گروه بنگستان در مخزن بل حوران و یاماما در مخزن دورود (هر دو به سن کرتاسه) عامل اصلی ایجاد مخزن بوده است.
عمدتاً شیل ها و سنگ آهک های آرژیلیتی سازند های گورپی و کژدمی سنگ منشأ اکثر میادین را تشکیل می دهد در برخی مخازن نیز، سازند گرو، برخی از سازندهای گروه بنگستان (بویژه سروک و ایلام) و برخی از سازندهای گروه خامی (بویژه گدون و بخش زیرین سورمه) سنگ منشأ نفت و گاز شناخته شده است.
سازند گورپی در میادین هفت کل، کرنج، مسجد سلیمان، نفت شاه ، پرسیاه، پارسی، پازانان، مارون، نفت سفید و سازند کژدمی در مخازن سیروس، بل حوران، نوروز به تنهایی سنگ منشأ می باشند و در مخازن آقاجری، بی بی حکیمه، بینک، لبه سفید، رگه سفید، اهواز و منصوری هر دو این سازند ها (گورپی و کژدمی) مشترکاً سنگ منشأ را تشکیل می دهند. در بقیه مخازن چون خرگ ( گدون و گچساران)، کوپل ( گورپی و گروه بنگستان)، مارون و نفت سفید (گروه بنگستان) ، رستم ( سروک و بخش زیرین سورمه )، رخش ( گدون و بخش زیرین سورمه)، سولابدار (کژدمی و گروه خامی)، بحرگانسار (گورپی، ایلام و کژدمی) سنگ منشأ می باشند.
سنگ منشأ ایالت مخازن گازی حوضه خلیج فارس شیل های سیلورین زیرین (سازند سرچاهان) است.
سنگ مخازن نفتی ایران عمدتاً سن کرتاسه و ترشیری دارد در میادینی مانند ساسان و رخش سازند عرب به سن ژوراسیک سنگ مخزن می باشد. سازند آسماری در مخازن شکسته و همچنین در مخازن لبه سفید، رگه سفید، بینک، خرگ، کوپل، مارون، نفت شاه، نفت سفید از اصلی ترین سنگ مخازن ایران است. گروه بنگستان (در مخازن بل حوران، آقاجری، بینک، کوپال، مارون، لبه سفید، نفت سفید) ، نحر امر، کژدمی، بورگان، سروک، فهلیان، گروه خامی، ایلام، عرب، غار،جهرم از دیگر توالی های مخزنی مهم می باشند. برخی مخازن دارای سنگ مخزن ماسه تحکیم‌نیافته هستند که مخازن سیروس (بورگان) و فروزان از آن جمله می باشند.
سنگ مخزن مخازن گازی ایران عمدتاً سن پرموتریاس داشته و در گروه دهرم (سازند های فراقون، دالان و کنگان) واقع شده است. تولید مخازن بسیار بزرگ گازی کوه مند، پارس جنوبی و پارس شمالی، نار، دالان، آغار، لامرد، واروی، سمند، کنگان، بندوبست ، هما ، تابناک، شانول وعسلویه در ایران و سایر میادین در منطقه خلیج فارس و کشورهای پیرامون آن نیز از این توالی های کربناته صورت می گیرد. بقیه مخازن سنی جوانتر دارند همچون میدان های تنگ بیجار در سازند سروک، سرخون در سازند جهرم و عضو گوری، گورزین در سازند آسماری، سازندهای سروک و فهلیان، گشوی جنوبی در سازندهای سروک، پایده و آسماری، سورو در سازندهای گدوان و داریان. مخازن پارس جنوبی ، پارس شمالی، کنگان، نار در حوضه خلیج فارس و خانگیران ( حوضه شمال شرق) به ترتیب بیشترین حجم گاز را دارا هستند .
سنگ پوش مخازن نیز اغلب سازند گچساران و بنگستان بوده و همچنین سازندهای کژدمی، هیث، بورگان، سروک، گدون، گورپی، گروه خامی، بخش زیرین سورمه، بخش زیرین فارس، جهرم در میادین مختلف سنگ پوش می باشند. سازند گچساران در هفت کل، کرنج، مسجد سلیمان، پرسیاه، پارسی، پازنان، آقاجری، بی بی حکیمه، بینک، خرگ، لبه سفید، مارون، نفت سفید، رگه سفید، اهواز، میدان گچساران ، منصوری، نفت شاه سنگ پوش می باشد. سازند بنگستان هم در میادین بل حوران، نفت سفید، آقاجری، بینک، لبه سفید، مارون، گچساران، بحر گانسار و کوپال و سازند کژدمی در مخازن رخش، رستم، منصوری، نوروز و سولابدار (به همراه گروه خامی) سنگ پوش می باشد. سازند های سروک ( در مخازن بی بی حکیمه ، رگه سفید و اهواز)، هیث (در مخازن ساسان، رخش و رستم) ، بورگان به همراه کژدمی (سیروس)، گدون (خرگ)، گورپی (در مخازن کوپال و اهواز)، سورمه زیرین (رستم)، فارس زیرین (بحر گانسار) و جهرم (بحرگانسار) نیز سنگ پوش می باشد
شبیه سازی در مقیاس حفراتPore-scale modelling
شبیه سازی در مقیاس حفرات
در این روش مدلسازی در مقیاس میکروسکوپی برای فهمیدن مکانیزم ها و پدیده ها در مقیاس حفرات محیط متخلخل انجام می پذیرد.
مدل های مورد استفاده در این روش:
مدل های شبه استاتیک = نیروهای مویینگی غالب بوده و نیروی ویسکوز ناچیز است.
مدل های دینامیک= نیروهای مویینگی و ویسکوز هر دو در نظر گرفته می شوند.
مدلسازی در مقیاس حفرات (pore scale modeling) به دو روش شبیه سازی مستقیم و مدلسازی شبکه ای انجام می پذیرد. در شبیه سازی مستقیم معادلات جریان و انتقال بر روی عکس ها محاسبه می گردد. در روش مدلسازی شبکه ای، ابتدا توپولوژی نشان دهنده شبکه از عکس ها استخراج شده که از طریق آن معادلات جابجایی و انتقال محاسبه می گردد. مدل های مورد استفاده در مدلسازی در مقیاس حفرات شامل مدل های شبه استاتیک (غالب بودن نیروی مویینگی و ناچیز بودن نیروی ویسکوز) و مدل دینامیک (هر دو نیروی مویینگی و ویسکوز در نظر گرفته می شوند) می باشد. محاسبات برای مدل دینامیک پیچیده تر بوده که معمولا توسط روش عددی حجم محدود و لتیز-بولتزمن انجام می پذیرد.
گاز طبیعـی
منابع نفت خام غالباً همراه با گاز می باشند. این گازها یا در نفت خام حل شده و یا به شکل سرپوشی روی آن قرار گرفته اند و یا به هر دو شکل آن یافت می شوند. برای آنکه نفت خام را آماده مصرف کنیم بایستی گازهای همراه آن را جدا سازیم. چنانچه نفت خام مستقیماً به مخازن نگهداری نفت هدایت شوند، گازهای همراه و محلول در آن از منافذ فوقانی مخازن به هوا رفته و ضمن این عمل مقداری از اجزاء سبک و گرانبهای نفت را نیز با خود خارج می سازند. از این رو نفت خام را، قبل از آنکه به مخازن بیرون چاه ارسال داریم، به درون دستگاه تفکیک برده و گاز و آب موجود یا همراه آن را جدا می سازیم.
دستگاه تفکیک نفت و گاز به شکل یک استوانه قائم است که در آن ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط می گردند. در طول این انبساط (ورود به فضای باز) از سرعت و فشار آنها کاسته شده و از نفت خام جدا می گردند. گازی که با نفت استخراج می گردد، مخلوطی است از چندین گاز گوناگون که هر یک از ترکیب هیدروژن و کربن پدید آمده و نامی مخصوص دارد.
نفت خام به صورت طبیعی آن قابل استفاده نمی باشد. برای آنکه بتوان نفت خام را به فرآورده های قابل مصرف (گاز مایع، بنزین، نفت سفید، سوخت جت، روغن موتور و ...) تبدیل نمود، بایستی آن را در پالایشگاههای نفت تصفیه کرد.
دانلود نرم افزارweatherford wellflo 2010 v4.1.0.7
دانلود نرم افزارweatherford wellflo 2010 v4.1.0.7
طراحی چاه
نفت خـام
داستان نفت خام مربوط می شود به زمانهای خیلی خیلی پیش. بعضی از دانشمندان بر این عقیده اند که داستان نفت به 440 میلیون سال قبل مربوط می گردد. در تئوریها آمده است که نفت خام در اثر از بین رفتن فعالیت میلیارها میلیارد از موجودات ذره بینی دریاها (پلانکتوم ها) به وجود آمدهاست. مدفون شدن این موجودات در اعماق دریاهای آن زمان و تبدیل آنها به نفت خام خود صدهاهزار سال طول کشیده است.
نفت خام عموماً از تریکبات هیدروژن و کربن (هیدروکربنها) تشکیل شده است. پارافین ها (اتان، متان، پروپان و ...)، ایزوپارافینها (ایزوبوتان، ایزوپنتان و ...)، اروماتیک ها (بنزن، تولوئن و ...) از انواع هیدروکربن ها می باشند.
به جز هیدروژن و کربن، مقادیر بسیاری از عناصر دیگر (گوگرد، ازت، اکسیژن، آهن، نیکل و انادیوم) در ساختمان شیمیایی این هیدروکربن ها دیده می شوند. مقدار اینگونه ناخالصی ها بین صفر تا پنج درصد وزنی نفت خام می باشد. ناخالصیهای نفت خام، علی الخصوص ترکیبات گوگردی آن، همه ساله زیانهای فراوانی به وسائل پالایش وارد می سازند. با اینکه درصد ناخالصیها در نفت های مختلف دنیا متفاوت می باشد، معذالک درصد کربن و درصد هیدروژن نفت خامهای مختلف دنیا تفاوت چندانی با یکدیگر ندارند. درصد وزنی کربن کلیه نفتهای جهان بین 83 تا 87 درصد وزنی هیدروژن کلیه نفتهای جهان بین 11 تا 14 می باشد. توزیع انواع هیدروکربنها و ناخالصیها در نفت خام به طور یکسان انجام گرفته و به همین خاطر خواص فیزیکی و شیمیایی نفت خام در هر لیتر یا متر مکعب آن یکنواخت می باشد.