فصــل۱
مقدمه ای بر تاریخچه نفت
کشف و حفاری یک چاه نفت :
اکتشاف نفت :
نفت معمولاً پس از مهاجرت در زیر لایه های سخت و غیر قابل نفوذ زمین یا همان نفت گیرها حبس می شود . بدلیل اینکه علیرغم پیشرفت تکنولوژی هنوز نمی تواند محل یک حوضچه نفتی را معین نمود .
پس در اکتشاف نفت از راه های مختلفی مناطقی که در آنها لایه های غیر قابل نفوذ زیر زمینی وجود دارد را پیدا کرده سپس بوسیله نمونه برداری آزمایشاتی انجام داده و بوجود نفت در لایه های زیر زمینی آن منطقه پی برده می شود پس از اطمینان از وجود نفت در منطقه ، عملیات حفاری آغاز خواهد شد .
چگونگی انجام عملیات حفاری :
پس از انتخاب دکل مناسب ونصب آن عملیات حفاری شروع می شود . حفاری در مراحل مختلف صورت گرفته وقطر حفاری شده در هر مرحله از بالا به پایین کمتر می شود .
مثلاً اولین مته حفاری ۲۶ اینچ ودومین مته حفاری ۱۷٫۵ اینچ و….. هر کدام تاعمق معینی مورد استفاده قرار می گیرد . پس از هرمرحله حفاری یک لوله قرارداده شده است واطراف آن سیمانکاری می کنند تا سرانجام لوله سرپوش سوراح شده وبه نفت برسد .
پس از پایان حفاری وسایل ودستگاه سرچاهی نثب شده وچاه را برای مدتی بطرف گودال سوخت باز می کنند وپس از آنکه به گل حفاری و سایر مواد زائد تخلیه شده وکیفیت نفت به حد استاندارد رسید آنرا به گودال بسته وبه طرف کارخانه تفکیک گاز ونفت باز کرده ومورد بهره برداری قرار می دهند .
ساختمان داخلی چاه :
وقتی یک چاه حفاری می شود با حرکت به سمت پایین قطر مته های حفاری کوچکتر ودر نتیجه اندازه لوله های کار گذاشته شده کمتر می شود وبین این لوله ها واطراف آنها سیمانکاری می شوند .
آخرین لوله ای که به نفت می رسد لوله جداری است که نفت از آن استخراج می شود . علاوه بر لوله جداری دو لوله دیگر در داخل چاه بکار میرود .
۱- لوله آستری که وقتی که سطح نفت مخزن پائین برود با استفاده از این لوله مجدداً به نفت می رسد .
لوله آستری به دو صورت زیر مورد استفاده قرار می گیرد :
الف – بمنظور جلوگیری از بالا آمدن شن وماسه موجود در نفت خام از لوله آستری مشبک استفاده می کنند .
ب – برای پایین بردن مجرای ورودی در مواقعی که به دلیل بهره برداری از نفت سطح نفت پایین رفته وچاه به گاز زده باشد .
قطر داخلی لوله آستری ۴ الی ۷ اینچ است ودر داخل لوله جداری بوسیله Packer نگه داشته می شود .
۲- دومین لوله ای که علاوه بر لوله جداری ولوله آستری در درون چاه قرار دارد ولوله مغزی TUBING است که موارد استفاده از آن بطور خلاصه بصورت زیر است :
× گاز رانی
× سیستم راه اندازی با گاز
× بکار بردن تلمبه
× تزریق مواد شیمیایی
× بهره برداری از چند مخزن نغتی ( آسماری وبنگستان )
× جلوگیری از خورندگی لوله جداری
× بمار بردن شیر ایمنی عمقی
۹- عوامل بالا آورنده نفت از عمق به سطح زمین :
× عوامل طبیعی
× عوامل مصنوعی
الف – عوامل طبیعی :
۱- بوسیله آب Water drive
در این گونه مخازن فشار آب از قسمت پایین مخزن باعث رانده شدن نفت به طرف دهانه چاه وسطح زمین می گردد .
۲- بوسیله گاز Gas- Cap drive
در این گونه مخازن فشارگاز از بالا نفت را از عمق چاه بطرف بالا می فرستد .
۳- بوسیله محلول نفت وگاز Disolved Gas drive
در این مخازن مقداری از هیدروکربنها که در شرایط متعارفی به صورت گاز هستند در نفت بصورت محلول وجود دارد وهنگام استخراج عامل بالا آورنده نفت همین هیدروکربنهای گازی محلول می باشند که به تدریج از نفت جدا شده در ابتدا بصورت حباب هایی در داخل نفت است وسپس در اثر افت فشار درجداکننده ها بصورت گاز درمی آید .
ب – روشهای مصنوعی :
نفت چاهائیکه بطور طبیعی قادر به بالا آمدن نیست بوسیله روشهای مصنوعی استخراج می شود :
۱- استفاده از تلمبه :
دراین روش با نصب تلمبه در عمق چاه ، نفت را از درون چاه به بیرون می فرستند که تلمبه های مختلفی دراین روش ممکن است مورد استفاده قرار گیرد که بشرح زیر است :
۲- تلمبه رفت و برگشت : Rod pumping
این تلمبه را در عمقی از چاه ودر درون لوله مغزی قرار می دهند ونیروی محرکه آن خارج از چاه قرار دارد وبوسیله بالا وپایین نمودن میله ای وبا حرکتی مقداری از نفت را بالا می آورد .
تلمبه هیدرولیکی : Hydraulic pump
تلمبه وموتور هیدرولیکی آن در عمق چاه قراردارند وفشار نفت توسط تلمبه ای که در خارج از چاه نصب شده است فراهم می گردد وبه درون چاه تزریق می شود وباعث به حرکت درآوردن موتور هیدرولیکی وتلبه اصلی که در ته چاه قرار دارد می گردد .
۱- تزریق گاز :
دراین روش با استفاده از راههای مختلف گاز فشرده شده وفشار بالا را بدرون چاه تزریق می کنند واین عمل باعث می شود که گاز نفت را از درون چاه به بالا بفرستد .
تزریق گاز خود به چند روش صورت می گیرد که بشرح زیر است :
گازرانی Gas lift
درون داخلی ترین لوله جداری اینگونه چاهها لوله مغزی قرار داده میشود که در فواصل معینی شیرهای یکطرفه روی آن نصب شده است ودر قسمت پایین لوله مغزی را بوسیله نگهدارنده از مخزن جدا می کنند .
گاز را از منابعی دیگر تهیه وبوسیله کمپرسور فشرده می کنند .گاز فشرده شده را داخل لوله جداری به پشت لوله مغزی راه می یابد وبا نفت درون آن مخلوط شده وباعث بالا آوردن آن می گردد .
دراین سیستم تا زمانیکه تزریق گاز ادامه دارد استخراج نفت هم از طریق لوله مغزی ادامه می یابد ودر صورت قطع تزریق گاز نفت هم قطع می شود .
راه اندازی با گاز : Gas kick off – system
در برخی چاهها وقتی مدت زمانی چاه بسته باشد نفت وگاز در لوله جداری از یکدیگر جدا شده وگاز در بالای چاه و نفت در پایین قرار میگیرد .
هنگامیکه بخواهند این چاهها را باز کنند مقداری گاز بالای چاه تخلیه شده ونفت درون لوله جداری که گاز آن جدا شده وسنگین است نمی تواند بطرف بالا حرکت کند وخارج شود .
حال آنکه مخزن دارای گاز است وقابلیت استخراج دارد واگر ستون نفت سنگین که نفت مرده گفته می شود وخارج شود چاه فعال خواهد شد .
در گذشته با استفاده از ماشینهای سنگین گاز مایع روی چاه حمل کرده وبه چاه تزریق می کردند تا ستون نفت مرده تخلیه شود اما وقتی تعداد این گونه چاهها زیاد شد به علت گرانی گاز مایع وحمل ونقل آن این عمل مقرون به صرفه نبوده وسیستم راه اندازی با گاز طرح ریزی شد .
بدین منظور یک شبکه گازرسانی فشاربالا احداث کرده وگاز آنرا از چاههای گازی تامین می کنند واز این شبکه یک لوله به لوله تیوبینگ ( مغزی) هر چاه متصل کردند .
گاز از طریق لوله مغزی به درون چاه فرستاده میشود تا به تدریج نفت مرده را از درون چاه خارج کنند ضمن این عمل کم کم فشار مخزن ونفت تازه باعث فعال شدن چاه می شود .
که دراین هنگام گاز تزریقی بسته می شود وچاه با فشار طبیعی خودش جریان می یابد. در این گونه چاهها لوله مغزی فاقد Packer بوده و فقط از بالا به وسیله Hanger نگه داشته می شود .
تزریق گاز Gas injection
در برخی مواقع وقتی از یک مخزن نفتی برای مدت زیادی بهره برداری شود فشار کلی مخزن کم شده ودر اثر آن بهره برداری از چاههای این مخزن نیز کاهش می یابد .
بمنظور بالا بردن فشار این مخازن وافزایش بهره دهی آنها گاز را از مخازن دیگر که دارای فشار بالاتری هستند با استفاده از چاههای گازی به مخزن مورد نظر تزریق می کنند .
در حال حاضر گاز مخزن پازنان به مخزن گچساران تزریق می شود از طرفی دیگر با استفاده از ایستگاههای تزریق فشار گاز تفکیک شده از نفت را وسیله کمپرسورهایی فشرده کرده وبه همان مخزن تزریق می کنند .
این عمل علاوه بر اینکه از سوختن وهدر رفتن گاز وآلودگی محیط زیست جلوگیری می کنند باعث ذخیره شده گاز وافزایش فشار مخازن نفتی وبیشتر شدن بهره دهی آن می گردد .
تزریق آب Water injection
گاهی اوقات ممکن است برای بالا آوردن نفت مخازنی که فاقد فشار هستند آب را با فشار به پایین ترین عمق مخزن تزریق کنند تا تحت فشار آب ، نفت به طرف بالا حرکت کند .
