دسته: زمین شناسی ایران دارای یکی از بزرگ ترین ذخایر « نفت در جا »1 در دنیاست که حجم اولیه آن بیش از 450 میلیارد بشکه تخمین زده میشود از این مقدار حدود 400 میلیارد بشکه در مخزن « شکاف دار»2 و بقیه آن در مخازن « تک تخلخلی »3 قراردارند
قیمت فایل فقط 4,900 تومان
برنامه ریزی استراتژیک برای مدیریت مخازن نفت و گاز ایران
مقدمه
ایران دارای یکی از بزرگ ترین ذخایر « نفت در جا »1 در دنیاست که حجم اولیه آن بیش از 450 میلیارد بشکه تخمین زده میشود. از این مقدار حدود 400 میلیارد بشکه در مخزن « شکاف دار»2 و بقیه آن در مخازن « تک تخلخلی »3 قراردارند.
از این مجموعه بیش از 91 میلیارد بشکه نفت خام یعنی بیش از 20 درصد قابل برداشت است. به علاوه باید توجه داشت که متوسط بازیافت نفت خام از مخازن شکاف دار تا حدودی کمتر از مخازن تک تخلخلی با همان خصوصیات است.
هدف اصلی این نوشته بررسی بازیافت اقتصادی و قابل قبول نفت از این مخازن عظیم است. این امر نه تنها به سود کشور ایران است بلکه سایر کشورهای جهان نیز از آن منتفع میشوند. برای بررسی این موضوع کلیدی لازم است هر یک از عوامل اصلی مهندسی مخازن نفت به شرح زیر مطالعه شوند.
برای بررسی ظرفیتهای ممکن بازیافت و استحصال نفت از مخازن کشف شده موجود، مطالعه گسترده مخازن نفت و گاز کشور چه در خشکی و چه در مناطق دریایی لازم به نظر میرسد.
به منظور انجام این مطالعات به زمان، نیروی انسانی متخصص و حمایتهای مالی نیازمندیم. این کار لزوماً باید از طریق «مدل سازی مفهومی »4 از تمام مخازن موجود کشور انجام گیرد. با انجام این روش میتوان کلیه مخازن نفت و گاز کشور را طی دوره زمانی قابل قبول و با هزینه معقول مطالعه نمود، و این در حالی است که از کیفیت کار نیز کاسته نخواهد شد.
قبل ورود به مباحث اصلی، بهتر از به طور اجمال فرقهای اساسی بین مخازن شکافدار و تک تخلخلی را بیان کنیم. تفاوتهای اصلی مخازن نفتی شکافدار و تک تخلخلی به شرح زیر خلاصه میشود:
تعریف مخزن شکاف دار
مخزن شکاف دار مخزنی است که در ساختار آن شکستگی یا ترک وجود داشته باشد ضمن آن که این شکافها شبکهای را ایجاد کنند. این شبکه میتواند تمام یا بخشی از مخزن نفت را شامل شود. در ساختار این شبکه هر یک از سیالها میتوانند درون شبکه شکافها از هر نقطه به نقطه دیگر جریان یابند. مثالهای بارز مخازن شکافدار در ایران به مفهوم کامل آن، مخازن نفتی هفتکل، گچساران و آغاجاری است. مخازن کرکوک در عراق و « کان ترل»5 در مکزیک از نمونههای دیگر این مخازن به شمار میروند. نمونههای مخازن شکاف دار غیر کامل، مخازن بی بی حکمیه، بینک، مارون و اهواز است. به بیان دیگر، در مخازن مذکور وجود شبکه شکستگیهای نامنظم در مخزن، کل ساختار مخزن را شامل نمیشود.
مخازن شکاف دار، مرکب از سنگهای شکسته با فضاهای کوچک خالی بین آنها است و این شکستگیها به صورت منظم و غیرمنظم تشکیل شدهاند. در این گونه مخازن « حفرهها »6 و حتی غارهای بزرگ میتواند نیز وجود داشته باشد. فواصل شکافهای افقی معمولاً از مواد غیر قابل نفوذ پر شدهاند، در حالی که فواصل شکافهای عمودی غالباً خالی هستند. بنابراین چنین مخازنی دارای دو گونه بریدگی است: یکی شکافها یا شکستگیهای باز و توخالی و دیگری لایههای افقی نازک غیر قابل نفوذ.
« بلوکهای ماتریسی»7 بر حسب فاصله بین دو گسستگی تعریف میشوند. این گسستگیها میتوانند فاصله بین دو لایه قابل نفوذ یا دو لایه غیر قابل نفوذ افقی و یا فاصله بین دو لایه قابل نفوذ و غیر قابل نفوذ باشند.
فرایند جا به جایی نفت با گاز یا با آب تحت « ریزش ثقلی»8
جا به جایی نفت چه در مخازن تک تخلخلی و چه در مخازن شکاف دار شبیه یکدیگر است9، هر چند که مکانیسم تزریق گاز یا آب در هر یک از این دو نوع مخزن با یکدیگر متفاوت است. به بیان دیگر، در مخازن شکافدار به علت نفوذپذیری کم سنگ مخزن، بخشی از گاز یا آب تزریقی وارد سنگ مخزن شده و بقیه گاز یا آب تزریقی به ناچار از طریق شکافها سنگهای با نفوذپذیری کم را دور میزند، در حالی که در مخازن تک تخلخلی، سیال تزریق شده از خلل و فرج به هم پیوسته عبور میکند.
به هر حال جریان سیال تزریقی چه در مخازن تک تخلخلی و چه در مخازن شکافدار از قوانین خاص خود تبعیت میکند، ولی سازوکار حاصل در هر دو حالت تقریباً یکسان است.
وجود شکستگیهای موجود در مخازن شکافدار در مقایسه با مخازن تک تخلخلی دارای ویژگیهای زیر است:
الف ـ فرایند « ریزش ثقلی» و در مخازن شکافدار در مقایسه با مخازن تک تخلخلی سرعت نسبی بالاتری دارد. دلیل این امر آن است که نفوذپزیری بسیار پایین تر سنگ مخزن در مقایسه با نفوذپذیری شکافها موجب میشود که سطح گاز و نفت در شکافها پایین تر از سطح آب و گاز در بلوکهای ماتریسی نفتی قرار گیرد. به ترتیبی مشابه میتوان گفت که سطح آب و نفت در شکافها از سطح آب و نفت در بلوکهای ماتریسی بالاتر است.
بر طبق آزمایشهای انجام شده در مخازن تک تخلخلی با نفوذپذیری مثلاً یک میلی دارسی، جریان « ریزش ثقلی» به زمان بسیار طولانی تری در مقایسه با مخازن شکافدار با همان نفوذپذیری نیاز دارد.
ب ـ در سیستم مخازن شکافدار، نفت تولید شده از سنگ مخزن، در فاصلههای دورتری از « چاههای تولیدی » به دست میآید. لذا به دلیل بهرهوری بالا در مخازن شکافدار، فاصله چاههای تولیدی از یکدیگر به مراتب بیش از فواصل چاه
های تک تخلخلی در نظر گرفته میشود.
ج ـ وجود شکافها، به تفکیک گاز یا آب از نفت کمک میکند. این امر باعث میشود که میزان گاز اضافی یا آب اضافی قابل تولید در ستون نفت، کمتر شده و بدین ترتیب انرژی مخزن با بازدهی بیشتری حفظ میشود.
د ـ فرایند « همرفت حرارتی »10 در مخازن شکافدار موجب ایجاد نفت اشباع نشده در ستون نفتی میشود، حتی هنگامی که فشار مخزن به پایین تر از نقطه اشباع برسد. این فرایند را اطلاحاً « کاهش فشار نقطه اشباع »11 مینامند. در نتیجه تا وقتی که عملاً گازی در مخزن تزریق نمیشود، آثار ریزش ثقلی افزایش مییابد؛ در غیر این صورت گاز ایجاد شده در درون سنگ، نفوذپذیری سنگ را کاهش میدهد.
ه ـ وجود شکافها باعث یکنواخت تر شدن فشار آب یا گاز یا نفت در مخازن شکافدار میشود، لذا سطوح آب و نفت یا گاز و نفت یکنواخت تر خواهد شد.
و ـ فرایند اشاعه « گاز در گاز »12 یا « نفت در نفت »13 و یا « گاز در نفت»14 موجب به تعادل رسیدن ترمودینامیکی هر چه سریع تر سیالات موجود در مخزن میشود. به همین دلیل است که در جریان شبیه سازی این مخازن، فرایندهای «همرفت ـ اشاعه »15 را نمیتوان نادیده گرفت.
با توجه به مزیتهای فوق، مخازن شکافدار با نفوذپذیری کم را میتوان از نظر تجاری، با سرعت زیاد و هزینهها ی نسبتاً پایین تر از مخازن تک تخلخلی با همان مشخصات تخلیه کرد.
مخازن شکافدار دارای معایب زیر نیز هستند:
الف ـ وجود گسستگی های افقی باز یا بسته، تاثیر فرایند ریزش ثقلی بین گاز و نفت یا نفت و آب را در مقایسه با مخازن تک تخلخلی کاهش میدهد.
این امر در مقایسه با مخازن تک تخلخلی نشان میدهد که بازیافت نفت با یک ضخامت نفتی مساوی از یک بلوک نفتی در مخزن شکافدار بازیافتی کمتر از مخازن تک تخلخلی پیوسته دارد. این امر به دلیل وجود « ارتفاع ناحیه نگهدارنده »16 و « خصوصیت موئینگی سنگ مخزن»17 است. در واقع در مخازن شکافدار، ضخامت کل سنگ مخزن در جهت عمودی به قطعات یا بلوکهای جدا از هم تقسیم میشود و این بلوکها به طور مشابه با خصوصیاتی متفاوت تکرا میشوند. در صورتی که در مخازن تک تخلخلی در وضعیت فوق این گونه قطعات جدا از هم وجود ندارد. لذا میزان نفت غیر قابل استحصال در مخان تک تخلخلی بیش از مخازن شکافدار بوده و در حالیکه سرعت استحصال نفت در مخازن شکافدار نسبت به مخازن تک تخلخلی در شرایط مساوی بالاتر است.
بعضی از افراد به دلیل عدم شناخت مکانیسم بازیافت نفت در مخازن شکافدار استنباط نادرستی دارند. و تصور میکنند که در مخازن شکافدار همواره یک فشار « موئینگی پیوسته»18 درون بافتی وجود دارد. تولید از مخازن شکافدار در کشورهای مختلف نشان میدهد که در بهرهبرداری دراز مدت از آنها، فرایند « موئینگی پیوسته » در این گونه مخازن قابل توجه نیست؛ برای مثال، اگر فشار موئینگی درون بافتی پیوستهای در میادین هفتکل یا آغاجاری وجود میداشت میزان بازیافت نفت از آنها به وسیله گاز به 60 درصد میرسید، در حالی که ضریب بازیافت نفت در میدان هفتکل در بخش گازی آن به حدود 28 درصد و در آغاجاری به 35 درصد میرسد.
ب ـ کاربرد روش امتزاجی جهت بالا بردن ضریب بازیافت نفت در مخازن شکافدار، مستلزم استفاده از حجم زیادی کندانسه است که این امر از نظر اقتصادی توجیه پذیر نیست.
بنابراین نتیجه میگیریم که فرایند جا به جایی نفت از طریق گاز یا آب در مخازن شکافدار و تک تخلخلی مشابه یکدیگر است، با این تفاوت که بازیافت نفت در مخازن شکافدار به دلیل شکستگی سنگ مخزن و کوتاه شدن ارتفاع بلوکهای ماتریسی کمتر از مخازن تک تخلخلی است.
1. چرا ضریب بازیافت نفت از مخازن ایران در مقایسه با نقاط دیگرجهان پایین تر است؟
قبل از ورود به این بحث لازم است مکانیسمهای جا به جایی نفت را به دو روش زیر مورد بررسی قرار دهیم.
الف ـ « جا به جایی نفت به طرف جلو»19 یا به عبارت بهتر « جا به جایی با استفاده از فشار»20
ب ـ جا به جایی از طریق « ریزش ثقلی» یا به عبارت بهتر « جا به جایی به صورت طبیعی »21
که بر اثر اختلاف وزن مخصوص بین مایع تزریقی و نفت ایجاد میشود. این فرایند در یک سیستم متخلخل مرتفع به صورت فیزیکی اندازهگیری شده22، و به لحاظ نظری نیز مشخص شده است23 که اختلاف فاحشی بین بازیافت نفت در دو روش فوق الذکر وجود دارد. بازیافت نفت با روش کندتر « ریزش ثقلی» از بازیافت نفت با روش سریع « جا به جایی رو به جلو» بیشتر است.
اما در اوایل دوره تولید، روش بازیافت نفت از طریق جا به جایی سریع رو به جلو از روش جریان نفت از طریق ریزش ثقلی، عملکرد بهتری دارد. بر اساس میزان تزریق، بازیافت نفت از طریق ریزش ثقلی میتواند تا دو برابر روش جا به جایی رو به جلو یا « استفاده از فشار» باشد24.
جهت دریافت فایل برنامه ریزی استراتژیک برای مدیریت مخازن نفت و گاز ایران لطفا آن را خریداری نمایید
قیمت فایل فقط 4,900 تومان
برچسب ها : برنامه ریزی استراتژیک برای مدیریت مخازن نفت و گاز ایران , طرح توجیهی برنامه ریزی استراتژیک برای مدیریت مخازن نفت و گاز ایران , دانلود برنامه ریزی استراتژیک برای مدیریت مخازن نفت و گاز ایران , برنامه ریزی استراتژیک , مدیریت مخازن نفت و گاز ایران , فرایند جا به جایی نفت با گاز یا با آب , مخزن شکاف دار , زمین شناسی , مدیریت مخازن نفت و گاز , دانلود طرح توجیهی