توضیح لینک توضیح لینک
امتیاز موضوع:
  • 0 رای - 0 میانگین
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
MEOR
#1
ازدیاد برداشت میکروبی


امروزه بخش عظیمی از انرژی جهان از نفت خام حاصل میشود. بخش زیادی از این منبع با ارزش و تجدید ناپذیر پس از روشهای
استخراج در حفاریها در اعماق زمین باقی میماند به علاوه نیاز وحشتناک تولید سوخت خام جهت جبران افزایش تقاضای انرژی
بشدت در حال افزایش است که نشان دهندهی ضرورت استفاده از فرآیندهای تقویت کننده بازیابی سوخت EOR است. این روشها

در تلاشند که بر مهمترین موانع در مسیر بازیابی مناسب سوخت مانند قابلیت نفوذ پایین برخی مخازن، ویسکوزیتهی بالای نفت
خام و کشش سطحی بالای آب- نفت فایق آیند.

ازیاد برداشت میکروبی ( MEOR ) یکی از روشهای EOR است که شامل مجموعهای از تکنیکها است که در آن از میکروارگانسیمها
و محصولات متابولیکی آنها برای گسترش برداشت نفت خام از مخازن صخرهای استفاده میکنند. ایدهی افزایش ازیاد برداشت به
روش میکروبی برای اولین بار توسط بکمن در سال 1۹2۶ ارائه شد.

مراحل استخراج نفت از یک مخزن نفتی

استخراج نفت از یک مخزن نفتی طی سه مرحله صورت میگیرد:

در مرحله اول نفت با استفاده از فشار داخل مخزن استخراج میشود. به تدریج و با گذشت زمان و برداشت از مخزن از میزان فشار
مخزن کاسته شده و پیرو آن میزان استخراج از مخزن رو به کاهش خواهد گذاشت. به این ترتیب مخزن به مرحله دوم استخراج خود
وارد می شود و در این مرحله برای حفظ برداشت از مخزن باید از فرآیندهای افزایش یا حفظ فشار استفاده نمود. مهمترین روشهایی
که در این مرحله بکار گرفته میشوند، روشهای تزریق آب، تزریق گاز و تزریق دورهای بخار آب میباشند. در پایان مرحله دوم
استخراج نفت، هنوز حجم زیادی از نفت در مخزن باقی مانده است که از روشهای متنوعی برای استخراج آن استفاده میشود. این مرحله از استخراج، مرحله ی سوم برداشت نفت میباشد که در آن از روشهای مختلف همچون تزریق گازهایی مانند دی اکسید کربن

وازت، تزریق مواد شیمیایی، روشهای حرارتی، روشهای میکروبی و .. استفاده میشود.
بطور کلی روشهای استخراج نفت مرحله دوم و سوم را فرآیندهای ازیاد برداشت مینامند. به علت باقی ماندن سی الی هفتاد درصد
نفت در مخازن بعد از بکارگیری روشهای اولیه و ثانویه برداشت نفت، گران بودن هزینه های تزریق مواد شیمیایی و گاز، افزایش
هزینه های اکتشاف و گسترش حدود و مرزهای میدان نفتی، تاکید زیادی روی شناخت و بکارگیری روشهای جدید برداشت نفت
شده است. از اینرو طی سالهای اخیر کوششهای فراوانی در جهت پیدا کردن روشهای مناسبتر و موثرتر صورت گرفته که از میان
آنها میتوان به روش افزایش برداشت نفت به کمک میکروبها MEOR اشاره کرد.
بازیابی نفت از طریق ازدیاد میکروبی یکی از روشهای EOR است که در آن باکتریها و محصولات جانبی آنها برای افزایش تحرک
نفت در یک مخزن استفاده میشوند. بطور عمده MEOR فرآیندی است که باعث افزایش بازیابی نفت توسط تلقیح میکروارگانیسمها
در یک مخزن میشود که هدف آن استفاده از اثرات مثبت باکتریها و محصولات جانبی آنها مانند امولسیونهای آب-نفت، تحرک
باقیمانده نفت در نتیجه کاهش کشش سطحی است. تکنولوژیهای میکروبی در سطح جهانی به عنوان یک روش مقرون به صرفه و
عملکردهای سازگار با محیط در حال پذیرش هستند.
-محصول اولیه
نفت در حفرات کوچک و شکافهای باریک در درون بدنه سنگهای مخازن و در زیر لایه های سطحی زمین قرار دارد. فشار طبیعی
مخازن منجر به حرکت نفت به سطح شده و سبب فراهم شدن محصول اولیه میشود که وابسته به انرژی درونی، ویژگیهای سنگ
مخزن و خصوصیات مایعات هیدروکربنی است. در بعضی از مخازن بخشی از یک سیستم آبخان یک جریان طبیعی از آبهای زیر
زمینی)خروج یا رانش( ممکن است با اعمال انرژی منجر به خروج نفت شده و با آن جایگزین گردد. فشار اولیه مخزن معمولا به
اندازهای است که توانایی بالا بردن نفت تا سطح را دارد. با این وجود هر چه فرآیند تولید نفت افزایش مییابد فشار مخزن بطور مداوم
خالی میشود تا اینکه خارج کردن به روش مصنوعی یا پمپاژ جهت نرخ استخراج اقتصادی نفت نیازمیشود.

۲ - محصول ثانویه
زمانیکه فشار مخزن در طی استخراج اولیه کاهش مییابد نقطهای بحرانی حاصل میشود . نقطه بحرانی زمانی بدست میآید که برای
بدست آوردن نفت بیشتر نیاز به انرژی خارجی باشد که به آن بازیابی ثانویه گویند. انرژی مازاد را میتوان بوسیله تزریق گاز و یا آب
)سیلاب زنی( اعمال نمود. سیلاب زنی آبی که امروزه یکی از روشهای متداول بازیابی نفت است فشار مخزن را نزدیک نقطه جوش
نگه میدارد. بنابراین مانع بسته شدن حفرات توسط گاز محلول میشود. همچنین بر اساس ویژگیهای ترمودینامیکی هیدروکربنها
در نقطهی جوش، در این شرایط نفت کمترین میزان ویسکوزیته را خواهد داشت.

۳ - محصول سوم یا افزایش برداشت EOR
عموما ازیاد برداشت نفت شامل استخراج نفت باقیمانده بعد از فازهای اولیه و ثانویه استخراج است. در این مرحله استفاده از
تکنولوژیهای پیشرفته وابسته به ویژگیهای بستر و مایعات مخزن است که هدف از آنها برداشت هرچه بیشتر نفت است. این هدف
میتواند با استفاده از مکانیزمهای مختلفی مانند کاهش کشش سطحی بین نفت و آب، کاهش ویسکوزیته آب و افزایش ویسکوزیته
مایع جایگزین شونده به بالای ویسکوزیته نفت فراهم شود. عموما فرآیندهای EOR به چهار دستهی مهم طبقه بندی میشوند که
شامل روشهای حرارتی، روشهای شیمیایی، تزریق حلال و روشهای میکروبی هستند.

فرآیندهای حرارتی

فرآیندهای حرارتی که اغلب برای ازیاد برداشت روغنهای سنگین و با ویسکوزیته بالا استفاده میشوند شامل فراهم کردن انرژی
حرارتی لازم جهت افزایش دمای نفت، کاهش ویسکوزیته و افزایش سیالیت آن به منظور تولید بهتر است. در فرآیندهای حرارتی
میتوان به دو روش مختلف عمل کرد که عبارتند از:
1 -سیلاب زنی بخار
2 - احتراق در محل
در سیلاب زنی بخار، بخار با کیفیت ۸۰ درصد به درون یک مخزن نفت تزریق میشود که با میعان آن )متراکم و به مایع تبدیل شدن
آن( انرژی حرارتی آن به سنگهای بستر مخزن و مایع منتقل میشود. این عمل منجر به انبساط حرارتی نفت و در نتیجه کاهش
ویسکوزیته و رها سازی گاز حل شده میشود. سیلاب زنی بخار روش متداول مورد استفاده در EOR و مقرون به صرفه ترین روش
ازیاد برداشت نفت است. در روش احتراق در محل که بطور تئوری بسیار کارآمدتر از روش تزریق بخار است مقداری از سوخت مخزن
را میسوزانند که منجر به گرم شدن مخزن و جایگزینی باقیماندهی نفت با محصول بالا رونده میشود. اما با توجه به مشکلات پیچیدهی
عملکردی این روش بطور گسترده کاربرد ندارد.
روشهای شیمیایی
روشهای شیمیایی بر پایهی عملکردهای موفقیت آمیز آزمایشگاهی بوجود آمدند اما نتایج در میدان عمل چندان رضایت بخش نبود.
در این فرآیند مواد شیمیایی مانند سورفاکتانتها، محلولهای آلکالین و پلیمرها به آب جایگزین شونده به منظور تغییر در ویژگیهای
فیزیولوژیکی آن افزوده میشوند تا فرآیند جایگزینی را موثرتر کنند. در روش استفاده از سورفاکتانتها با کاهش کشش سطحی بین
نفت و آب جایگزین شونده میتوان باقیماندهی نفت را جایگزین و برداشت کرد. به علاوه در تزریق سریع مواد شیمیایی، واکنش
ترکیبات آلکالین با اسیدهای ارگانیک نفت باعث تولید سورفاکتانتهای طبیعی میشود که کشش سطحی بین آب و نفت را کاهش
میدهد. علاوه بر آلکالین و سورفاکتانتها از پلیمرها نیز برای افزایش ویسکوزیتهی آب جایگزین شونده جهت بهبود خروج نفت
استفاده میکنند.
فرآیندهای میکروبی
ازدیاد برداشت به روش میکروبی به اختصار به نام روش MEOR شناخته میشود که امروزه در حال تبدیل شدن به یک روش مهم
است و به سرعت در حال توسعه است. در این روش از میکروارگانیسمها و یا محصولات آنها برای ازدیاد برداشت نفت باقیمانده
استفاده میشود. در این روش ماده غذایی و باکتریهای مناسب که توانایی رشد در شرایط بیهوازی مخزن را دارند به درون مخزن
تزریق میشوند. محصولات تولید شده توسط باکتریها که شامل بیوسورفاکتانتها، بیو پلیمرها، اسیدها، حلالها، گازها و همچنین
آنزیمها هستند باعث تغییر ویژگیهای نفت مانند کشش سطحی مابین نفت، آب و محیط متخلخل میشوند که سیالیت نفت را
افزایش میدهد و در نتیجه برداشت نفت بویژه از مخازن خالی و حاشیه آب افزایش مییابد. میکروارگانیسمهای استفاده شده در
روش MEOR اغلب از انواع میکروارگانیسمهای بیهوازی شامل هالوفیلها و ترموفیلها بدلیل سازش پذیری بهتر آنها با شرایط
مخزن نفتی هستند.
این باکتریها معمولا مصرف کنندهی هیدروکربنها و غیر پاتوژنها هستند و بطور طبیعی در مخزن وجود دارند. در گذشته
میکروارگانیسمهای انتخاب شده تنها توانایی رشد در دماهای زیر ۸۰ درجه سانتیگراد را داشتند، اما امروزه میکروارگانیسمهایی
شناخته شدهاند که توانایی رشد تا دماهای 121 درجه سانتیگراد را دارند. انواع باسیلوس که در محیطهای نمکی حاوی مواد معدنی
و گلوکز رشد میکنند اغلب باکتریهای مورد استفاده در تکنولوژی MEOR هستند.
اهمیت MEOR برای کشور
با توجه به قدمت چاههای نفتی ایران) نخستین چاه نفتی در ایران در سال 12۸۷ حفر شده است( و از آنجا که MEOR معمولا پس
از اجرای روشهای دیگر استفاده می شود، بنظر میرسد که اهداف متعددی در ایران برای این شیوه وجود داشته باشد. بویژه اینکه
این روش برای چاههایی که بدلیل تزریق آب دیگر قادر به تولید نفت نیستند و در اصطلاح غرقابی شدهاند و همچنین چاههایی که
بدلیل رسوبات آلی و معدنی مسدود شدهاند روش مناسبی است. از طرفی بدلیل اینکه این روش نسبت به سایر روشها کم هزینه
است و مشکلات آلودگی آبهای زیر زمینی و حتی اکتشاف مجدد را ندارد برای مخازن ایران سودمند است.

مزایای استفاده از روش MEOR

1 - کاربرد روش MEOR در مقایسه با سایر روشها نظیر تزریق گاز سادهتر بوده و با استفاده از تجهیزات بکار گرفته شده در عملیات
سیلاب زنی قابل انجام است.

2 - هزینههای تزریق میکروب به مخازن معمولا پایین است و همچنین استفاده از این روش نیاز به صرف انرژی زیادی ندارد.

۳ - از آنجایی که بهترین انتخاب برای تزریق میکروب به یک مخزن خاص میکروبی است که خود مخزن باشد با شناسایی دقیق و
مطالعه میکروارگانیسمهای موجود در مخزن میتوان بهترین میکروب را برای انجام عملیات ازدیاد برداشت انتخاب نمود. به این ترتیب
نیازی به ورود میکروب از خارج وجود ندارد.

۴ - فرآیند MEOR به راحتی قابل کنترل است و میتوان با کنترل شرایط زیستی میکروب عملیات را به دلخواه پیش برد.

۵ - میتوان از ضایعات و پسابهای سایر صنایع مانند ملاس کارخانههای تولید شکر به عنوان خوراک مصرفی میکروبها استفاده کرد
و به این ترتیب ضمن کنترل آلودگیهای زیست محیطی ناشی از ورود پسابها به آب جاری برداشت از مخازن را افزایش داد.

محدودیتهای روش MEOR

مهمترین محدودیتی که برای استفاده از این روش داریم اینست که در این روش بر خلاف سایر روشهای ازدیاد برداشت با موجود
زنده روبرو هستیم و به ناچار باید شرایط رشد و ادامه حیات را برای آن فراهم کنیم. به طور کلی برای استفاده از این روش باید به
نکات زیر توجه کرد:

1 - دمای مخزن نباید بالای ۵۰ درجه سانتی گراد و میزان شوری آب نباید بیشتر از 1۵ درصد باشد.
2 - عدم وجود فلزات سنگین در محیط چون باعث مسمویت باکتریها خواهند شد.
۳ - این روش برای مخازن با عمق بیش از ۳۰۰۰ متر کاربرد ندارد زیرا فشار و دما بیش از حد تحمل باکتریها است.

نتیجه گیری
کاربرد بیوتکنولوژی در صنعت نفت برای افزایش بازدهی نفت باقی مانده در مخازن بسیار حیاتی و ارزشمند میباشد. با کمک این
تکنولوژی مدرن میتوان به جمع آوری، خالص سازی، شناسایی و ایجاد تغییرات ژنتیکی در میکروارگانیسمها پرداخته و باکتریهای
مناسب را بر حسب ویژگیهای مخازن هر منطقه ایجاد کرده و همچنین میزان تولید مواد متابولیکی آنها را نسبت به ماده مورد نیاز
تغییر داده و گامی مهم در بهبود این صنعت پر سود برای کشورمان برداشت.
پاسخ


پیام‌های این موضوع
MEOR - توسط امیر پویا شهریاری - 08-09-2020, 11:53 AM

پرش به انجمن:


کاربران در حال بازدید این موضوع: 1 مهمان