30-09-2020, 03:20 PM
رسوب آسفالتین در برخی میادین نفتی نقاط مختلف جهان در خلال تولید و فراورش نفت از مسائل بسیار جدی محسوب می گردد . در بعضی از میادین جاههایی وجود داشته است که در آغاز بهره برداری ۳۰۰۰ بشکه در روز دبی تولیدی داشته اند اما ظرف مدت کوتاهی پس از تولید ، جریان نفت در آنها قطع شده است . هزینه تعمیر و رفع اشکال این چاهها از لحاظ اقتصادی بسیار قابل ملاحظه است . اغلب مشاهده شده است که پس از بستن موقت چاهها شده است .
در برخی از موارد نیز رسوب آسفالتین در داخل لوله های مغزی مشکلات متعددی ایجاد نموده است که شستشو یا تراشیدن و تمیز کردن لوله های مغزی را جهت حفظ سطح تولید ایجاب کرده است . در یک حالت دیگر مشکلات ناشی از آسفالتین ، از رسوب آن در خلال تولید اولیه گرفته تا رسوب و انعقاد آن در اثر اسید زنی به چاهها و تزریق انیدرید کربنیک برای ازدیاد برداشت از نفت مشاهده شده است . حتی برای مخازنی که رسوب آسفالتین در خلال تولید طبیعی یا اولیه گزارش نشده بود . این رسوب در حین پروژه های ازدیاد برداشت در لوله های مغزی چاههای تولیدی مشاهده گردیده است .
به عنوان مثال برخی میادین مشخص که با مشکل رسوب آسفالتین مواجه اند را بطور خلاصه معرفی می کنیم .
الف – میدان Prinos – شمال دریای اژه یونان
این میدان نفتی در سال ۱۹۷۴ کشف و در سال ۱۹۸۱ مورد بهره برداری قرار گرفت . جنس سنگ مخزن آن از نوع ماسه سنگ میوسن ، فشار نقطه حباب در حدود ۵۷۳۰ Psig ، دمای آن ۲۶۲ درجه فاز نهایت ، فشار نقطه حباب نفت در حدود ۱۲۵۰ Psig و GOR آن در حدود ۸۵۰ scf/BBL گزارش شده است . نفت این میدان دارای درصد بالایی از H2S ( در حدود ۴۰ درصد ) است . از اولین روزهای بهره برداری از این مخزن مسئله رسوب مواد آسفالتینی در بخشهای مختلف از قبیل خطوط لوله ، تفکیک گرها و پمپها مشاهده گردید و ایجاد مشکل نمود . محتوای آسفالتین در این میدان ۴٫۵ % بود اما مشکل تشکیل رسوب به اندازه ای شدید بود که می توانست از نظر اقتصادی پروژه را متوقف سازد . انجام عملیاتی مثل کاربرد لوله های دوگانه برای نمونه برداری و تزریق نفت برای چرخش مجدد توسعه تحقیقات آزمایشگاهی و نهایتاً کاربرد گزیلن به عنوان حلال و متوقف کننده تشکیل رسوب آسفالتین مؤثر واقع گشت .
ب – میادین Mata Acema و Boscan ، ونزوئلا
عمق میدان Mata Acema حدود ۳۵۰۵ و دمای مخزن آن ۱۳۵ درجه سانتیگراد بود . جنس سنگ مخزن آن از نوع ماسه سنگ میوسن بوده و ۲۵ % حجمی نفت موجود در مخزن شامل مواد سبک و باقیمانده آنرا C7 تشکیل می داده است . مشکل رسوب آسفالتین در این میدان بسیار شدید بود اما میدان نفتی Boscan که جنس سنگ مخزن آن از نوع ماسه سنگ میوسن نفت آن سنگین و دارای API در حدود ۹ – ۱۲ بوده است و در عمق ۲۵۹۱ متری با دمای ۸۲ درجه سانتیگراد قرار دارد ، با مشکل تولید آسفالتین مواجه نبود . اهمیت این مخزن نفتی در آن است که یکی از بزرگترین میادین تولید نفت سنگین می باشد . بسیار قابل توجه است که محتوای آسفالتین در میدان نفتی Mata Acema بین ۰٫۴ تا ۹٫۸ درصد وزنی است در حالی که محتوای آسفالتین در میدان نفتی Boscan ، ۱۷٫۲ درصد وزنی می باشد . تاکنون مسئله رسوب آسفالتین در آن مشاهده نگردیده است .
ج – میدان Hassi Messaoud ، الجزایر
اعماق چاههای این میدان ۱۱۰۰۰ فوت و از جنس ماسه سنگ میوسن می باشد . فشار مخزن ۶۸۲۵ Psi و فشار نقطه حباب ۲۸۸۰ Psig و میزان GOR در حدود ۱۲۰۰ scf/BBI می باشد . نفت این میدان دارای API حدود ۴۲٫۳ و میزان آسفالتین موجود در آن در حدود ۰٫۲ درصد وزنی می باشد . نفت حاصل از میدان حاوی ۴۰ درصد وزنی Gasoline بود . از آغاز بهره برداری از این میدان مسئله رسوب آسفالتین در لوله های جریانی چاههای تولیدی مشاهده و باعث ایجاد اشکالات عمده ای در بهره برداری از این مخزن گردید . بطوری که چاه حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد فشار اولیه خود را در ۱۵ تا ۲۰ روز اول تولید از دست داده و به این ترتیب کاهش قابل توجهی در تولید به وجود آمد . روش بکار برده شده برای تمیز سازی لوله های جریانی از آسفالتینها ، استفاده از حلالهای مناسب بوده است . بطوریکه در طی سال ۱۹۶۱ – ۱۹۶۲ در حدود ۴۰۰ بار تمیز سازی خطوط لوله جریانی گزارش شده است . در حالی که مشاهده گردید رسوب آسفالتین پس از رسیدن فشار به زیر نقطه حباب تشکیل نمی شود و رسوبات قبلی مجدداً در نفت حل می شود . همچنین اگر بتوان یک شوک مکانیکی در عمق کافی بوجود آورد جریان دو فلزی با حداقل رسوب آسفالتین بوجود می آید که نیازی به شستن لوله ها ندارد . این عمل در پنج چاه مختلف در این میدان انجام شد . به این ترتیب اعمال شوک و کاهش فشار ستونک سر چاه منجر به افزایش تولید گشت .
د – میدان Ventura Avenue ، کالیفرنیا
رسوب آسفالتین در میدان نفتی Ventura Avenue در تولید اولیه ، ثانویه و کاربرد روشهای ازدیاد برداشت مشاهده گردید . این مخزن در عمق ۲۵۹۰ متری قرار دارد . فشار مخزن این میدان حدوداً ۸۵۰۰ Psig و دمای آن در حدود ۲۱۲ تا ۳۵۰ درجه فارنهایت بوده است . فشار نقطه حباب در حدود ۴۵۰۰ Psig گزارش شده است . در این مخزن جهت جلوگیری و کاهش میزان رسوب آسفالتین از بازگردانی نفت استفاده شده است که در این میدان نفتی پس از کاهش فشار مخزن به فشار نقطه حباب از میزان رسوب این مواد کاسته شده است . در آغاز عملیات چرخش مجدد نفت با هدف کاهش رسوب آسفالتین به کار رفت .
در این مرحله ، عملیات با حلال ( عموماً آروماتیکها ) موفق نبود . مشکل این میدان نفتی پس از رسیدن فشار به فشار پایینتر از نقطه حباب ، کاملاً از بین رفت و چاههای آن بدون داشتن مشکل ، تولید کردند . بهر حال حفر چاههای زیاد در ابتدای برداشت از این میدان مسائل اقتصادی فراوان به این پروژه تحمیل کرد . همچنین آزمایش تطابق سیالات تزریقی EOR و تخریب چاه با سیال مخزن ، بخصوص در نفتهای آسفالتینی تأیید شده است .
از آنجاییکه سیلاب زنی امتزاجی دارای پتانسیل بازیابی نفت بیشتری نسبت به روشهای معمول تزریق آب می باشد ، در ایران به دلیل دارا بودن بیش از ۱۳ درصد کل مخازن گاز دنیا اکثراً به منظور ازدیاد برداشت از روش تزریق گاز طبیعی استفاده می شود . به عنوان مثال می توان به واحدهای تزریق گاز در منطقه جایزان ، تزریق گاز خروجی کارخانه NGL 1000 آغاجاری و تزریق گاز پازنان توسط کارخانه NGL 900 گچساران جهت تحریک میادین نفتی اشاره کرد . نفت با جذب گاز به مانند هیدروکربنی مایع با کشش سطحی پایین عمل می کند که با رزین ها قابل امتزاج است . بدین ترتیب اجسام حافظ ( رزین ها ) از آسفالتینها جدا شده و آسفالتینها پس از انعقاد بعنوان یک فاز سنگین رسوب می کنند . گاز به عنوان حلال تشکیل دهنده رسوب ، عامل بر هم زننده تعادل ترمودینامیکی شناخته می شود .
در پاره ای از میادین ، پارامترهای مؤثر دیگر در تشکیل رسوب آسفالتین مانند دما ، فشار و . . . می تواند عامل جابجایی تعادل ترمودینامیکی و مسبب تشکیل رسوب آسفالتین شناخته شوند .
احتمال بسته شدن منافذ و کم شدن یا از بین رفتن نفوذ پذیری سیال از درون بستر متخلخل سنگ در اثر به وجود آمدن رسوب یاد شده باعث می شود که به پروژه های ازدیاد برداشت با دید احتیاط نظر شده و به عوارض جانبی در کنار اثرات مثبت آنها در بالا بردن میزان نفت قابل برداشت نیز توجه شود .
لازم بود برای رفع مشکلات ناشی از رسوب آسفالتین که سبب انسداد مخازن نفتی ، کاهش تراوایی ، هزینه های عملیاتی و از دست دادن منابع نفی می شود ، کارهای تحقیقاتی و مطالعاتی انجام گیرد . در کارهای تحقیقاتی و مطالعاتی که تاکنون انجام شده ، اغلب سیستمهای ناپیوسته و فاقد و محیط متخلخل مدنظر بوده که اصولاً هدفشان پاسخ به این سؤال می باشد که چه وقت و چه مقدار رسوب تحت شرایط مشخص تشکیل خواهد شد . لذا مدلهای ترمودینامیکی را به کار گرفتند که فقط قادرند رفتار سیستم را به هنگام تعادل پیش بینی کنند و از ارائه رفتار سیستم نسبت به زمان عاجزند .
عدم توجه به سرعت سیال و بستر متخلخل سنگ مخزن ، یکی از جمله عواملی بود که سبب می شد تا معمای بسته شدن اطراف دهانه چاه بدون جواب بماند . در کار حاضر ملاحظه خواهید نمود که این معضل صرفاً در محدوده مکانیک سیالات ، طبیعت رسوب آسفالتین و ساختار محیط متخلخل بوده و تنها کاری که در اینجا از مدلهای ترمودینامیکی پیشنهاد شده بر می آید ، این است که مشخص می نماید که در شرایط موجود رسوبی تشکیل می شود یا خیر و اگر می شود میزان آن چقدر است ؟
مدلهای ترمودینامیکی پیشنهاد شده از طرف شرکت شل و پروفسور منصوری از دانشگاه ایلینوی آمریکا راحت به این سؤال پاسخ می دهند که « تحت چه شرایط ترمودینامیکی رسوب آسفالتین تشکیل می شود ؟ » ولی قادر نیستند با توجه به مقدار و طبیعت ذرات رسوب ، پیش بینی کنند حرکت نفت در سازند چگونه بوده و تأثیر آن در بازیافت نهایی چه خواهد بود .
از نظر مهندسی مخزن ، مهم خطر آفرینی رسوب آسفالتین از نقطه نظر تشکیل و میزان آن نیست بلکه مهم اینست که رسوبات ایجاد شده به شکلی ، از محیط متخلخل تخلیه شده و باعث بسته شدن منافذ سنگ مخزن نگردند . چنانچه بوجود آمدن و عبور ذرات ایجاد شده در محیط متخلخل طوری باشد که سیستم متخلخل مخزن مواجه با کاهش تراوایی نسبت به زمان نگردد ، نگرانی که از ناحیه رسوب آسفالتین متوجه مخزن می باشد ، بدون پایه خواهد بود . لذا در کار حاضر از این زاویه به مسئله نگریسته شده و با استفاده از یک دستگاه نیمه صنعتی آزمایشگاهی بطور تجربی در محیط متخلخل ، آن هم بطور پیوسته ، حرکت نفت در سازند و تأثیر آن در بازیافت نهاییی با توجه به مقدار و طبیعت ذرات رسوبی بررسی می شود .
بنابراین در کار حاضر روند کار بدین قرار است که پس از موفقیت در طراحی ، نصب و کارآیی سیستم در فشارهای مختلف ، میزان تراوایی بستر متخلخل در شدت جریانهای مختلف بر حسب زمان طبق قانون دادرسی محاسبه می شود . سپس مدلی بسیار جالب که دو تئوری « اضافه بر سطح » و « به دام افتادن مکانیکی » را همزمان به کار می برد ، ارائه می گردد که در نهایت به کمک این مدل ، سیستم توسط یک برنامه قابل انعطاف رایانه ای شبیه سازی می گردد . در ضمن نتایج آزمایشها با پیش بینی های مدل مقایسه و مورد بحث واقع می شوند . تئوری « اضافه بر سطح » ، پدیده جذب سطحی آسفالتین و تئوری « به دام افتادن مکانیکی » ، پدیده های نشست ، کنده شدن ، گلوله برفی و پل زدن را در بستر متخلخل توجیه می کنند .
در این مدل از پدیده های طبیعی و تکنیکهای کلاسیک برای محاسبه پارامترهای مورد نیاز استفاده شده است . این روش در حال حاضر تنها ابزار موجود در بررسی عملکرد و رفتار حرکت نفت در سازند ، با توجه به مقدار و طبیعت ذرات رسوب می باشد که قادر است تأثیر این مقدار رسوب را در بازیافت نهایی پیش بینی کند .
محققینی چون پروفسور منصوری ، رسام دانا ، نیک آذر و غیره با ارائه مدلهای ترمودینامیکی قصد دارند ضمن شناخت پارامترهای مؤثر در تشکیل رسوب ، میزان آن را در مخازن نفتی و تجهیزات فرایندی پیش بینی کنند لیکن در اینجا سعی می شود که با تنظیم شدت جریان ، رسوبات ایجاد شده از سیستم تخلیه شوند تا سبب کاهش تراوایی یا از دست دادن آن و هزینه های عملیاتی نظیر اسید زنی ، پاکسازی و غیره نشوند .
در کار حاضر ضمن پی بردن به راز بسیاری از مجهولات در زمینه طبیعت رسوب آسفالتین ، محیطهای متخلخل و مخازنی که با مشکل رسوب مواجه اند ، پس از شناخت دقیق مکانیسم تراوایی و پارامترهای مؤثر بر آن ، راه حلهای مناسبی برای کاهش نشست یا افزایش تراوایی مانند انتخاب سیال مناسب جهت ازریق ، تنظیم شدت جریان با تنظیم فشار چاه ، تنظیم فشار تزریقی ، تعبیه سوراخهای مناسب در لوله های جداری چاه ، استخراج نفت در چند نقطه مخزن و غیره ارائه می شود که باعث کاهش هزینه های عملیاتی و حفظ منابع زیر زمینی برای نسل آینده خواهد شد .
http://kishindustry.com
در برخی از موارد نیز رسوب آسفالتین در داخل لوله های مغزی مشکلات متعددی ایجاد نموده است که شستشو یا تراشیدن و تمیز کردن لوله های مغزی را جهت حفظ سطح تولید ایجاب کرده است . در یک حالت دیگر مشکلات ناشی از آسفالتین ، از رسوب آن در خلال تولید اولیه گرفته تا رسوب و انعقاد آن در اثر اسید زنی به چاهها و تزریق انیدرید کربنیک برای ازدیاد برداشت از نفت مشاهده شده است . حتی برای مخازنی که رسوب آسفالتین در خلال تولید طبیعی یا اولیه گزارش نشده بود . این رسوب در حین پروژه های ازدیاد برداشت در لوله های مغزی چاههای تولیدی مشاهده گردیده است .
به عنوان مثال برخی میادین مشخص که با مشکل رسوب آسفالتین مواجه اند را بطور خلاصه معرفی می کنیم .
الف – میدان Prinos – شمال دریای اژه یونان
این میدان نفتی در سال ۱۹۷۴ کشف و در سال ۱۹۸۱ مورد بهره برداری قرار گرفت . جنس سنگ مخزن آن از نوع ماسه سنگ میوسن ، فشار نقطه حباب در حدود ۵۷۳۰ Psig ، دمای آن ۲۶۲ درجه فاز نهایت ، فشار نقطه حباب نفت در حدود ۱۲۵۰ Psig و GOR آن در حدود ۸۵۰ scf/BBL گزارش شده است . نفت این میدان دارای درصد بالایی از H2S ( در حدود ۴۰ درصد ) است . از اولین روزهای بهره برداری از این مخزن مسئله رسوب مواد آسفالتینی در بخشهای مختلف از قبیل خطوط لوله ، تفکیک گرها و پمپها مشاهده گردید و ایجاد مشکل نمود . محتوای آسفالتین در این میدان ۴٫۵ % بود اما مشکل تشکیل رسوب به اندازه ای شدید بود که می توانست از نظر اقتصادی پروژه را متوقف سازد . انجام عملیاتی مثل کاربرد لوله های دوگانه برای نمونه برداری و تزریق نفت برای چرخش مجدد توسعه تحقیقات آزمایشگاهی و نهایتاً کاربرد گزیلن به عنوان حلال و متوقف کننده تشکیل رسوب آسفالتین مؤثر واقع گشت .
ب – میادین Mata Acema و Boscan ، ونزوئلا
عمق میدان Mata Acema حدود ۳۵۰۵ و دمای مخزن آن ۱۳۵ درجه سانتیگراد بود . جنس سنگ مخزن آن از نوع ماسه سنگ میوسن بوده و ۲۵ % حجمی نفت موجود در مخزن شامل مواد سبک و باقیمانده آنرا C7 تشکیل می داده است . مشکل رسوب آسفالتین در این میدان بسیار شدید بود اما میدان نفتی Boscan که جنس سنگ مخزن آن از نوع ماسه سنگ میوسن نفت آن سنگین و دارای API در حدود ۹ – ۱۲ بوده است و در عمق ۲۵۹۱ متری با دمای ۸۲ درجه سانتیگراد قرار دارد ، با مشکل تولید آسفالتین مواجه نبود . اهمیت این مخزن نفتی در آن است که یکی از بزرگترین میادین تولید نفت سنگین می باشد . بسیار قابل توجه است که محتوای آسفالتین در میدان نفتی Mata Acema بین ۰٫۴ تا ۹٫۸ درصد وزنی است در حالی که محتوای آسفالتین در میدان نفتی Boscan ، ۱۷٫۲ درصد وزنی می باشد . تاکنون مسئله رسوب آسفالتین در آن مشاهده نگردیده است .
ج – میدان Hassi Messaoud ، الجزایر
اعماق چاههای این میدان ۱۱۰۰۰ فوت و از جنس ماسه سنگ میوسن می باشد . فشار مخزن ۶۸۲۵ Psi و فشار نقطه حباب ۲۸۸۰ Psig و میزان GOR در حدود ۱۲۰۰ scf/BBI می باشد . نفت این میدان دارای API حدود ۴۲٫۳ و میزان آسفالتین موجود در آن در حدود ۰٫۲ درصد وزنی می باشد . نفت حاصل از میدان حاوی ۴۰ درصد وزنی Gasoline بود . از آغاز بهره برداری از این میدان مسئله رسوب آسفالتین در لوله های جریانی چاههای تولیدی مشاهده و باعث ایجاد اشکالات عمده ای در بهره برداری از این مخزن گردید . بطوری که چاه حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد فشار اولیه خود را در ۱۵ تا ۲۰ روز اول تولید از دست داده و به این ترتیب کاهش قابل توجهی در تولید به وجود آمد . روش بکار برده شده برای تمیز سازی لوله های جریانی از آسفالتینها ، استفاده از حلالهای مناسب بوده است . بطوریکه در طی سال ۱۹۶۱ – ۱۹۶۲ در حدود ۴۰۰ بار تمیز سازی خطوط لوله جریانی گزارش شده است . در حالی که مشاهده گردید رسوب آسفالتین پس از رسیدن فشار به زیر نقطه حباب تشکیل نمی شود و رسوبات قبلی مجدداً در نفت حل می شود . همچنین اگر بتوان یک شوک مکانیکی در عمق کافی بوجود آورد جریان دو فلزی با حداقل رسوب آسفالتین بوجود می آید که نیازی به شستن لوله ها ندارد . این عمل در پنج چاه مختلف در این میدان انجام شد . به این ترتیب اعمال شوک و کاهش فشار ستونک سر چاه منجر به افزایش تولید گشت .
د – میدان Ventura Avenue ، کالیفرنیا
رسوب آسفالتین در میدان نفتی Ventura Avenue در تولید اولیه ، ثانویه و کاربرد روشهای ازدیاد برداشت مشاهده گردید . این مخزن در عمق ۲۵۹۰ متری قرار دارد . فشار مخزن این میدان حدوداً ۸۵۰۰ Psig و دمای آن در حدود ۲۱۲ تا ۳۵۰ درجه فارنهایت بوده است . فشار نقطه حباب در حدود ۴۵۰۰ Psig گزارش شده است . در این مخزن جهت جلوگیری و کاهش میزان رسوب آسفالتین از بازگردانی نفت استفاده شده است که در این میدان نفتی پس از کاهش فشار مخزن به فشار نقطه حباب از میزان رسوب این مواد کاسته شده است . در آغاز عملیات چرخش مجدد نفت با هدف کاهش رسوب آسفالتین به کار رفت .
در این مرحله ، عملیات با حلال ( عموماً آروماتیکها ) موفق نبود . مشکل این میدان نفتی پس از رسیدن فشار به فشار پایینتر از نقطه حباب ، کاملاً از بین رفت و چاههای آن بدون داشتن مشکل ، تولید کردند . بهر حال حفر چاههای زیاد در ابتدای برداشت از این میدان مسائل اقتصادی فراوان به این پروژه تحمیل کرد . همچنین آزمایش تطابق سیالات تزریقی EOR و تخریب چاه با سیال مخزن ، بخصوص در نفتهای آسفالتینی تأیید شده است .
از آنجاییکه سیلاب زنی امتزاجی دارای پتانسیل بازیابی نفت بیشتری نسبت به روشهای معمول تزریق آب می باشد ، در ایران به دلیل دارا بودن بیش از ۱۳ درصد کل مخازن گاز دنیا اکثراً به منظور ازدیاد برداشت از روش تزریق گاز طبیعی استفاده می شود . به عنوان مثال می توان به واحدهای تزریق گاز در منطقه جایزان ، تزریق گاز خروجی کارخانه NGL 1000 آغاجاری و تزریق گاز پازنان توسط کارخانه NGL 900 گچساران جهت تحریک میادین نفتی اشاره کرد . نفت با جذب گاز به مانند هیدروکربنی مایع با کشش سطحی پایین عمل می کند که با رزین ها قابل امتزاج است . بدین ترتیب اجسام حافظ ( رزین ها ) از آسفالتینها جدا شده و آسفالتینها پس از انعقاد بعنوان یک فاز سنگین رسوب می کنند . گاز به عنوان حلال تشکیل دهنده رسوب ، عامل بر هم زننده تعادل ترمودینامیکی شناخته می شود .
در پاره ای از میادین ، پارامترهای مؤثر دیگر در تشکیل رسوب آسفالتین مانند دما ، فشار و . . . می تواند عامل جابجایی تعادل ترمودینامیکی و مسبب تشکیل رسوب آسفالتین شناخته شوند .
احتمال بسته شدن منافذ و کم شدن یا از بین رفتن نفوذ پذیری سیال از درون بستر متخلخل سنگ در اثر به وجود آمدن رسوب یاد شده باعث می شود که به پروژه های ازدیاد برداشت با دید احتیاط نظر شده و به عوارض جانبی در کنار اثرات مثبت آنها در بالا بردن میزان نفت قابل برداشت نیز توجه شود .
لازم بود برای رفع مشکلات ناشی از رسوب آسفالتین که سبب انسداد مخازن نفتی ، کاهش تراوایی ، هزینه های عملیاتی و از دست دادن منابع نفی می شود ، کارهای تحقیقاتی و مطالعاتی انجام گیرد . در کارهای تحقیقاتی و مطالعاتی که تاکنون انجام شده ، اغلب سیستمهای ناپیوسته و فاقد و محیط متخلخل مدنظر بوده که اصولاً هدفشان پاسخ به این سؤال می باشد که چه وقت و چه مقدار رسوب تحت شرایط مشخص تشکیل خواهد شد . لذا مدلهای ترمودینامیکی را به کار گرفتند که فقط قادرند رفتار سیستم را به هنگام تعادل پیش بینی کنند و از ارائه رفتار سیستم نسبت به زمان عاجزند .
عدم توجه به سرعت سیال و بستر متخلخل سنگ مخزن ، یکی از جمله عواملی بود که سبب می شد تا معمای بسته شدن اطراف دهانه چاه بدون جواب بماند . در کار حاضر ملاحظه خواهید نمود که این معضل صرفاً در محدوده مکانیک سیالات ، طبیعت رسوب آسفالتین و ساختار محیط متخلخل بوده و تنها کاری که در اینجا از مدلهای ترمودینامیکی پیشنهاد شده بر می آید ، این است که مشخص می نماید که در شرایط موجود رسوبی تشکیل می شود یا خیر و اگر می شود میزان آن چقدر است ؟
مدلهای ترمودینامیکی پیشنهاد شده از طرف شرکت شل و پروفسور منصوری از دانشگاه ایلینوی آمریکا راحت به این سؤال پاسخ می دهند که « تحت چه شرایط ترمودینامیکی رسوب آسفالتین تشکیل می شود ؟ » ولی قادر نیستند با توجه به مقدار و طبیعت ذرات رسوب ، پیش بینی کنند حرکت نفت در سازند چگونه بوده و تأثیر آن در بازیافت نهایی چه خواهد بود .
از نظر مهندسی مخزن ، مهم خطر آفرینی رسوب آسفالتین از نقطه نظر تشکیل و میزان آن نیست بلکه مهم اینست که رسوبات ایجاد شده به شکلی ، از محیط متخلخل تخلیه شده و باعث بسته شدن منافذ سنگ مخزن نگردند . چنانچه بوجود آمدن و عبور ذرات ایجاد شده در محیط متخلخل طوری باشد که سیستم متخلخل مخزن مواجه با کاهش تراوایی نسبت به زمان نگردد ، نگرانی که از ناحیه رسوب آسفالتین متوجه مخزن می باشد ، بدون پایه خواهد بود . لذا در کار حاضر از این زاویه به مسئله نگریسته شده و با استفاده از یک دستگاه نیمه صنعتی آزمایشگاهی بطور تجربی در محیط متخلخل ، آن هم بطور پیوسته ، حرکت نفت در سازند و تأثیر آن در بازیافت نهاییی با توجه به مقدار و طبیعت ذرات رسوبی بررسی می شود .
بنابراین در کار حاضر روند کار بدین قرار است که پس از موفقیت در طراحی ، نصب و کارآیی سیستم در فشارهای مختلف ، میزان تراوایی بستر متخلخل در شدت جریانهای مختلف بر حسب زمان طبق قانون دادرسی محاسبه می شود . سپس مدلی بسیار جالب که دو تئوری « اضافه بر سطح » و « به دام افتادن مکانیکی » را همزمان به کار می برد ، ارائه می گردد که در نهایت به کمک این مدل ، سیستم توسط یک برنامه قابل انعطاف رایانه ای شبیه سازی می گردد . در ضمن نتایج آزمایشها با پیش بینی های مدل مقایسه و مورد بحث واقع می شوند . تئوری « اضافه بر سطح » ، پدیده جذب سطحی آسفالتین و تئوری « به دام افتادن مکانیکی » ، پدیده های نشست ، کنده شدن ، گلوله برفی و پل زدن را در بستر متخلخل توجیه می کنند .
در این مدل از پدیده های طبیعی و تکنیکهای کلاسیک برای محاسبه پارامترهای مورد نیاز استفاده شده است . این روش در حال حاضر تنها ابزار موجود در بررسی عملکرد و رفتار حرکت نفت در سازند ، با توجه به مقدار و طبیعت ذرات رسوب می باشد که قادر است تأثیر این مقدار رسوب را در بازیافت نهایی پیش بینی کند .
محققینی چون پروفسور منصوری ، رسام دانا ، نیک آذر و غیره با ارائه مدلهای ترمودینامیکی قصد دارند ضمن شناخت پارامترهای مؤثر در تشکیل رسوب ، میزان آن را در مخازن نفتی و تجهیزات فرایندی پیش بینی کنند لیکن در اینجا سعی می شود که با تنظیم شدت جریان ، رسوبات ایجاد شده از سیستم تخلیه شوند تا سبب کاهش تراوایی یا از دست دادن آن و هزینه های عملیاتی نظیر اسید زنی ، پاکسازی و غیره نشوند .
در کار حاضر ضمن پی بردن به راز بسیاری از مجهولات در زمینه طبیعت رسوب آسفالتین ، محیطهای متخلخل و مخازنی که با مشکل رسوب مواجه اند ، پس از شناخت دقیق مکانیسم تراوایی و پارامترهای مؤثر بر آن ، راه حلهای مناسبی برای کاهش نشست یا افزایش تراوایی مانند انتخاب سیال مناسب جهت ازریق ، تنظیم شدت جریان با تنظیم فشار چاه ، تنظیم فشار تزریقی ، تعبیه سوراخهای مناسب در لوله های جداری چاه ، استخراج نفت در چند نقطه مخزن و غیره ارائه می شود که باعث کاهش هزینه های عملیاتی و حفظ منابع زیر زمینی برای نسل آینده خواهد شد .
http://kishindustry.com
