|
گزارش کارآموزی نگرشی بر فعالیتهای بالادستی صنعت نفت
گزارش کارآموزی نگرشی بر فعالیتهای بالادستی صنعت نفت (رشته صنایع شیمیایی)در 160 صفحه ورد قابل ویرایش
|
|
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 5061 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 160 |
گزارش کارآموزی نگرشی بر فعالیتهای بالادستی صنعت نفت
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 240 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.
با تشکر
فاطمه فدایی نیا
مقدمه:
پترولیوم[1] 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[2]، فاز مایع، نظیر نفت خام[3] و فاز جامد مثل قیر[4] 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[5] 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 :
1- سنگ منشا بالغ[6]، که تولید هیدروکربن کرده باشد.
2- سنگ مخزن[7]، که بتواند هیدروکربن را در داخل خود جای دهد.
3- مهاجرت هیدروکربن بین سنگ منشا و سنگ مخزن[8] عملی باشد.
4- پوش سنگ[9] ناتراوا که از خروج نفت از داخل سنگ مخزن جلوگیری کند.
5- تله نفتی[10] 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[11] از تراوش های طبیعی سطحی[12] 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 1745 در فرانسه حفر شد و اولین چاه استخراج نفت توسط کلنل دریک در پنسیلوانیا در سال 1859 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[13] بود ه به وسیله هانت[14] در سال 1861 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 1880 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[15] با این کشف فراگیر شد.
تا اواسط دهه 1920، 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 1925 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 1920 با روی کار آمدن روش های جدید نظیر مغناطیس سنجی[16]، ثقل سنجی[17] و مطالعات لرزه ای[18]، 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 1927 در فرانسه اولین نمودارهای ژئوفیزیکی برای اندازه گیری تخلخل[19] و آب اشباع شدگی[20] در چاه های حفاری شده، مورد استفاده قرار گرفت.
پیشرفت در علوم زمین شناسی نظیر میکرو پالئونتولوژی[21] و ارائه مدل های رخساره ای[22] در دهه 1960 کمک شایان توجهی برای اکتشافات نفتی بود. تا دهه 1960 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[23] و خرده های[24] 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[25] کمک موثری در تشخیص شکل هندسی مخازن[26] کردند و پیش بینی قابل اعتمادی از کیفیت مخازن از نظر تخلخل و تراوایی ارائه دادند.
در دهه 1950 قانون دینامیک سیالات به طور موفقی توسط هوبرت وهیل[27] برای توصیف مهاجرت و ذخیره نفت به کار برده شد. در دهه 1970 پیشرفت در کسب و پردازش[28] 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 1980، 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.
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[29] 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[30]
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 50 – 2/0 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[31]
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 حدود 0 C 40 است.
نقطه ریزش برای نفت های سبک خاورمیانه و آفریقا به 0 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[32]
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[33] 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 40 را دارند که معادل با وزن مخصوص 83/0 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 25 هستند که معادل با وزن مخصوص 9/0 است. وقتی که درجه API نفت به 10 برسد، دارای وزن مخصوص یک است که همان چگالی آب شیرین می باشد.
نفت های با API بیشتر از 30 درجه به عنوان سبک، با API 30 – 22 درجه به عنوان نفت متوسط و با API کمتر از 22 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[34] نامیده می شود.
پوش سنگ[35]:
پوش سنگ (سنگ پوشش): برای آنکه نفت بتواند در زیر زمین و در طبقات متخلخل ذخیره گردد، بر خلاف آنکه باید سطح زیر آنها غیر قابل نفوذ باشد در این مورد می بایست سطح فوقانی سنگ مخزن غیر قابل نفوذ باشد، زیرا نفت ها دارای خاصیت مویینگی شدید هستند ودر حالی که طبقه روی آنها غیر قابل نفوذ نباشد نفت ضمن صعود به سطح زمین می رسد.
برای آنکه خاصیت غیر قابل نفوذ پوش سنگ تحقق یابد لازم است سنگهای پوششی پلاستیک و غیر قابل نفوذ بوده و به مقدار کافی ضخیم باشند. خاصیت پلاستیکی سنگهای پوششی و ضخامت کافی برای مناطقی که دارای فعالیتهای تکتونیکی شدید می باشد مورد لزوم است زیرا اگر این دو کیفیت با هم وجود نداشته باشد در اثر حرکات تکتونیکی شدید، طبقات پوش سنگ شکسته می شود و نفت از امتداد شکافتها و شکستگی های موجود آمده به خارج نفوذ می کند.
رسوبات سمی ومارنی که نسبت به آبهای شیرین و شور غیر قابل نفوذ باشند بهترین سنگهای پوششی را تشکیل می دهند. همچنین رسوبات تبخیری مثل سنگ گچ بدون آب با انیدریت (CaSo4) و سنگ نمک (NaCl) سنگهای پوششی بسیار مناسبی برای مخازن محسوب می شوند، زیرا نسبت به آب و ترکیبات هیدروکربوی کاملا غیر قابل نفوذ می باشند.
در ایران مهمترین سنگ پوشش مخازن از یک سری رسوبات خیلی ضخیم تبخیری نظیر سنگ گچ، سنگ نمک و مارن تشکیل شده است که غیر قابل نفوذ بوده و بر روی رسوبات آهکی سازند آسماری (سن الیگو – میوسن) قرار دارد. این سنگ پوشش که اغلب مخازن جنوب و جنوب غربی ایران را می پوشاند در واقع بخش یک از سازند گچساران می باشد.
