در فرایند استخراج از چاه های نفت در ابتدا با استفاده از انرژی درون مخازن نفت این روند انجام می گردد.اما بعد از گذشت مدتی باید ترفندها و راه حل های متنوعی را به کار برد تا بتوان این ماده ارزشمند را برداشت کرد که به آن ازدیاد برداشت نفت(enhanced oil recovery) یا  EOR می گویند.در ادامه این روش ها را بررسی می کنیم.

روش های ازدیاد برداشت نفت

 

  • روش های شیمیایی

تزریق پلیمر :

این فرآیند که یک روش بازیابی ثانویه محسوب می شود از پر کاربردترین روش های EOR برای بازیابی نفت پس از طی کردن مراحل معمولی است.

برای انجام این عمل از پلیمرهایی با وزن مولکولی بالا مانند پلی اکریلامید، مواد قلیایی مانند سدیم هیدروکسید یا کاستیک استفاده می گردد که آن را به همراه آب تزریق می کنند.در نتیجه ویسکوزیته این ترکیب بالا رفته و راندمان تبادل حجمی را ارتقا می بخشد.

 این مجموعه روش ها بر اساس نظریه نیروی مویینگی و کشش سطحی است که باعث نگهداری نفت در خلل و فرج سنگ مخزن می شود استوار است..در نتیجه برای کم کردن این عوامل باید موادی را برای تزریق انتخاب کنیم که این دلایل را به حداقل برسانند.این مواد در آمیختگی بین نفت و سنگ مخزن را کاهش داده و باعث افزایش استخراج می شوند.استفاده از سورفکتنت ها نمونه خوبی برای کاربرد این نظریه در بازیابی استخراج نفت هستند.

معایب :

تقریبا نیمی از ذخایر زیرزمینی در طی استفاده از این روش دست نخورده خواهند ماند و تاثیری روی این دسته از ذخایر نخواهد داشت.

بعد از استفاده مداوم از روش تزریق پلیمر مثلا برای 2 تا 3 سال مخازن زیر زمینی چاه  دچار آسیب های جدی مانند آلودگی تجهیزات استخراج خواهند شد.

ملزومات پیچیده و قیمت نسبتا بالا مواد باعث شده که این روش برای شرکت های کوچک و متوسط قابل اجرا نباشد.

تزریق کربن دی اکسید مایع :

وقتی که فشار مخازن بوسلیه برداشت اولیه از بین رفته باشد تزریق کربن دی اکسید روش ایده الی برای بهبود استخراج در چاه های عمیق تر از 2000 فوت جایی که دی اکسید کربن در حالت فوق بحرانی قرا می گیرد است.

این روش بر این فرضیه استوار است که وقتی کربن دی اکسید به درون نفت تزریق و در آن حل می شود،نفت متورم می شود و ویسکوزیته همه هیدروکربن ها کاهش می یابد بنابراین برای استخراج مسیر آسانتری پیش رو خواهد بود. برای مناطقی که کربن دی اکسید بطور طبیعی وجود داشته باشد بسیار به صرفه است.

  • روش های فیزیکی :

بازیابی حرارتی :

در این روش دمای مناطق مختلف از سنگ مخزن بالا می رود در نتیجه درجه حرارت نفت خام بالا می رود به این ترتیب ویسکوزیته کاهش می یابد. روش های حرارتی شامل تزریق آب گرم، بخار آب یا گازهای دیگرو یا با احتراق در محل نفت یا گاز انجام می گیرد.

افزایش گرما تنش سطحی را کاهش می دهد و نفوذپذیری را افزایش و شرایط رسوخ مخزن را بهبود می بخشد.بطور کلی دو فرایند زیر از اجزای اصلی این روش می باشند.

تزریق بخار:

تزریق بخار شامل تزریق سیکلی بخار است که این گاز با رانش و احتراق خود گرما را به مخزن وارد می کند.

سه روش احتراق وجود دارد: احتراق به جلو، معکوس و مرطوب.

روش رو به جلو استفاده از آتش سوزی برای آتش زدن نفت استفاده می کند.

در روش معکوس،تزریق هوا و احتراق از جهت مخالف صورت می گیرد.

در احتراق مرطوب روش، آب فقط در پشت جلو تزریق می شود و توسط سنگ داغ به بخار تبدیل می شود. این آتش را خنثی می کند و گرما را به طور مساوی پخش می کند.

شرایط استفاده برای این نوع فناوری بسیار سخت است. آتش سوزی زیرزمینی بسیار دشوار است، بنابراین این فناوری به ندرت اعمال می شود.

تزریق گاز :

این گازها که شامل گاز طبیعی،نیتروژن یا کربن دی اکسید (CO2)هستند با حل شدن در نفت (فرایند امتزاج پذیر) و یا منبسط کردن نفت و هل دادن نفت به سمت جلو(فرایند امتزاج ناپذیر) باعث پایین آمدن ویسکوزیته و در نتیجه برداشت آسان تر می شوند.البته تمام این مراحل در کنار تزریق آب انجام می گیرد.

 

 

  • روش های بیولوژیکی :

تزریق میکروبی :

این روزها یک نظریه جدید بیولوژیکی وجود دارد که شامل تزریق باکتری ها به درون مخزن برای بهبود بهره وری و بازیابی است.

گونه های خاصی از این باکتری ها وجود دارند که از طریق متابولیسم متفاوتی اسیدهایی آلی و سورفکتنت های طبیعی تولید می کنند.این اسیدهای آلی ممکن است اقدام به بازگرداندن حیات به چاه و افزایش بهره وری شوند.از ایرادات این روش می توان  به گرفتی منافذ و تجهیزات بعد از مرگ و میر باکتری ها اشاره کرد.

منابع :

Professor Robert B. Laughlin, Department of Physics, Stanford University. (n.d.). Retrieved February 25, 2019, from http://large.stanford.edu/

Enhanced Oil Recovery. (n.d.). Retrieved February 25, 2019, from https://www.energy.gov/fe/science-innovation/oil-gas-research/enhanced-oil-recovery