مطالعه ی مخزن مورد حفاری
-
- مکانیزم حرکت سیال نفت و گاز در داخل مخزن
-
- مشخصات مخزن، مخصوصا زمین شناسی
- مشخصات جریان نفت در داخل مخزن
توسط این مشخصه ها عملکرد چاه درون مخزن[۶۸] مشخص می شود و از طریق IPR هندسه ی چاه تعیین می شود. این مشخصه ها توسط قانون دارسی افت فشار(P ) و نمودار عملکرد چاه بررسی می شود[۶۹].
چاه تنها رابط با مخزن است. بهینه بودن این عامل، ارتباط یک پارامتر بسار مهم در تخلیه ی مخزن و به همان میزان در اقتصاد کلی تولید است. چاه یکی از پر هزینه ترین قسمت های توسعه ی مخزن را تشکیل می‌دهد. چاه های نفتی، چاه های گازی و چاه های تزریقی هر یک مشکلات مریوط به خود را در طول مدت تولید بسته به شرایط کاری ایجاد می‌کند. شیوه ی تکمیل هر چاه باید طوری طراحی شود که حداکثر بازدهی از آن چاه را میسر کند.
شیوه ی تکمیل ایده آل برای یک چاه، کم هزینه ترین روشی است که بتواند توقعات مورد انتظار از آن چاه را در طول عمر آن برآورد سازد. برای طراحی هوشمندانه ی شیوه ی تکمیل چاه، باید یک تخمین منطقی از خصوصیات تولیدی آن چاه، در طول عمر آن برآورد شود. هم شرایط مخزن و هم امکانات موجود برای تولید در این مخزن باید مورد ارزیابی قرار گیرند.
دبی تولید از مخزن جهت به دست آوردن حداکثر بازیافت اقتصادی، اغلب به عنوان نقطه ی شروع فرایند طراحی شیوه ی تکمیل چاه در نظر گرفته می شود. دبی تولید چاه عاملی است که اندازه ی لوله های تولیدی را تعیین می‌کند. مکانیزم های تولید مخزن با توجه به شکل حرکت منطقه ی تماس آب و نفت و منطقه ی تماس نفت و گاز تعیین کننده ی منطقه ی تکمیل چاه هستند. یک مخزن دارای آبده ممکن است، مشکل تولید آب ایجاد کند. یک مخزن با مکانیزم گاز محلول ممکن است به تولید با روش های فرآوری مصنوعی احتیاج پیدا کند.
لزوم انجام بازیافت ثانویه باعث انتخاب روشی برای تکمیل چاه می شود که در آینده قابلیت تطبیق با هر دو حالت چاه تولیدی و تزریقی را داشته باشد. تزریق آب در یک مخزن باعث افزایش حجم سیالات خروجی از چاه ها می شود که باید از قبل در مرحله ی تکمیل چاه مورد بررسی قرار گرفته باشد. روش هایی که برای بازیافت احتیاج به دمای بالا دارند نیازمند استفاده از انواع خاصی از لوله و سیمان جهت تکمیل چاه می‌باشند تا چاه ها توانایی مقاومت در مقابل دمای بالا را داشته باشند.
ترکیب مخزن ممکن است احتیاج به الگوهای خاصی از مشبک کاری داشته باشد که اجازه ی عایق شدن یک منطقه از مناطق دیگر را پوشش بدهد. همچنین احتمالا باید توانایی مقاومت در مقابل فشار بالای تزریق یا سیالاتی مانند انواع اسیدهایی که برای تمیز کردن چاه یا سنگ مخزن استفاده می‌شوند، داشته باشد[۷۰].
گاز طبیعی
ترکیب شیمیایی
گاز طبیعی ترکیبی از مولکول ها ی هیدروکربنی با یک تا حداکثر چهار اتم کربن در مولکول خود می‌باشد . گاز با یک اتم کربن متان و با دو اتم کربن، اتان و با سه اتم کربن، پروپان و چهار اتم کربن را بوتان می‌نامند. تمام این هیدرو کربن ها سیرشده یا پارافین می‌باشند، ترکیب شیمیایی یک نمونه گاز طبیعی به صورت زیر می‌باشد.
جدول ۲‑۱-ترکیب شیمیایی گاز طبیعی
۷۰ to 98%
Methane
۱ to 10 %
Ethane
Trace to 5%
Propane
Trace to 2%
Butane
این درصدها از یک میدان تا میدان دیگر متفاوت است ولی بدون شک متداول ترین آن ها متان می‌باشد. گاز خط لوله که در منازل و صنعت می سوزد متان است. پروپان و بوتان در اثر سوختن حرارتی به مراتب بیشتر از متان تولید می‌کنند. آن ها معمولا از گاز طبیعی تقطیر شده و جداگانه فروخته می‌شوند. گاز طبیعی مایع شده (LPG)، از گاز پروپان ساخته شده است. ناخالصی های گازی غیر هیدروکربنی در گاز طبیعی که قابلیت اشتغال ندارند را بی اثر می‌نامند. یکی از متداول ترین آن ها بخار آب می باشد و دیگری گاز بی رنگ و بی بو به نام دی اکسید کربن می‌باشد. از آنجا که این گاز نمی سوزد، هر چه دی اکسید کربن گاز طبیعی بیشتر باشد، ارزش آن کمتر است. گاز دی اکسید کربن در تزریق گاز در فرایند بازیافت پیشرفته ی نفت در میادین دچار کاهش فشار استفاده می شود. نیتروژن گازی بی رنک و بی بو است که در ،رآیند تزریق استفاده می شود.
سولفید هیدروژن[۷۱] گازی است که به صورت مخلوط با گاز طبیعی و یا به صورت مستقل یافت می شود.. این گاز، گاز بی اثری نیست و در غلظت های خیلی کم مرگ آور است. قبل از اینکه این گاز تحویل لوله های انتقال گردد، بایستی سولفید هیدروژن آن جدا گردد.
کندانست
در بعضی از مخازن زیرزمینی، در دمای بالا، هیدروکربن های مایع با زنجیر کوتاه معمولا با ۷-۵ کربن به شکل گازی دیده می‌شوند.، هنگامی که این گاز تولید می شود، درجه حرارت کاهش یافته، هیدروکربن‌های مایع به حالت میعان خارج می‌شوند. این مایه کندانست نامیده می شود که تقریبا بنزین خالص است. رنگ آن زردآبی رنگ و درجه ی (API) آن ۴۵-۶۲ می شود.
پالایشگران تقریبا به اندازه ی نفت خام برای کندانست پرداخت می‌کنند. کندانست اکتان بالایی ندارد و باید با بنزین با اکتان بالایی که از کراکینگ به دست می‌آید، در پالایشگاه مخلوط شود. به علت اکتان پایین قیمت پرداخت شده برای کندانست معمولا کمی کمتر از نفت خام است. گاز طبیعی با داشتن کنداست را در اصطلاح گاز مرطوب و گاز طبیعی فاقد کنداست را گاز خشک می‌گویند. کندانست همراه با بوتان، پروپان، و اتانی که از گاز طبیعی جدا می شود را اصطلاحا، مایعات گاز طبیعی یا LNG)) می‌گویند.
هیدروکربن های مخزن
شیمیدانان هیدروکربن های مخزن را به نفت سیاه، نفت فرار، گاز برگشتی، گاز مرطوب و گاز خشک تقسیم می‌کنند. نفت سیاه و نفت خام در زیر زمین به صورت مایع اند. گاز برگشتی، گازی است که در مخزن تحت فشار اولیه ولی با کاهش فشار در هنگام تولید به شکل مایع، میعان می شود. گاز مایع در مخزن به شکل کامل به صورت گاز و در هنگام تولید به صورت گاز است ولی در سطح میعانات تولید می‌کند. گاز خشک، متان خالص است و نه در مخزن و نه در سطح، کندانست تولید نمی کند.
یکپارچه بودن میدان
کشور ما با کشورهای همسایه یعنی عراق، کویت، عربستان، قطر، امارات و عمان دارای مخازن مشترک است. غنی بودن حوضه ی زاگرس از ساختارهای حاوی هیدروکربور در منطقه ی خاورمیانه موجب شده است که مقداری از مخازن به لحاظ زمین شناسی بکپارچه بوده ولی از لحاظ مالکیت اشتراکی باشند.
برای اینکه به مفهوم یکپارچه بودن از نظر زمین شناسی برسیم باید ابتدا انواع سنگ ها را بشناسیم. ما در طبیعت سه نوع سنگ داریم:
-
- سنگ های آذرین
-
- سنگ های دگرگونی
- سنگ های رسوبی
سنگ های آذرین
هرچه بیشتر به ژرفای زمین برویم، دما بالاتر می رود و درژرفای زیاد به اندازه ای می‌رسد که برای ذوب شدن سنگ ها کافی است. با این همه، مواد درونی زمین به حالت مذاب نیستند و فشار زیادی که از لایه‌های بالا بر لایه ای پایینی وارد می شود از ذوب شدن سنگ ها جلوگیری می‌کند، اما در جاهایی از ژرفای زمین بنا به دلایلی از فشار کاسته می شود یا سنگ های سطحی زمین به زیر سطح فرو می‌روند، سنگ ها ذوب می‌شوند. هر جایی که سنگ ها ذوب شوند، ماده ی مذاب، که همان ماگما نام دارد، به سوی بالا راه پیدا می‌کند و آرام آرام دمای آن کاهش می‌یابد و سنگ آذرین را پدید می آورد.
