عملیات بهره برداری نفت

کد محصول SH38

تعداد صفحات: ۱۱۱ صفحه فایل WORD

قیمت: ۱۵۰۰۰ تومان

فهرست مطالب

مقدمه ۱
چگونگی پیدایش نفت ۳
خواص فیزیکی نفت ۵
انواع مخازن نفت ۹
نفت چیست ۱۷
ترکیبات نفت ۱۷
تاریخچه اکتشاف نفت ۲۲
تاریخچه اکتشاف نفت ۲۳
اقدامات اولیه قبل از حفاری جهت شناسایی منطقه ۲۴
چگونگی انجام عملیات حفاری ۲۸
اساس کار کنترل کننده ها بطور کلی ۴۱
انواع اوریفیس ۴۳
اندازه گیری فشار ۴۷
اندازه گیری درجه حرارت ۵۰
اندازه گیری سطح مایع ۵۲
تلمبه ها:Pumps 55
توربین هاTurbines 56
طرز کار توربین ۵۷
دستگاههای تفکیک:Seperators 58
برج تفکیک هیدروژن سولفوره( ) ۶۱
انواع چاهها از نظر ساختمان سر چاهی ۶۸
طریقه راه اندازی و باز کردن یک دستگاه تفکیک سر چاهی معمولی ۷۹
مخزن بهره برداری و مخزن آزمایش ۹۵
سیستمهای کنترل مخازن بهره برداری و آزمایش ۹۶
دستگاه کنترل سطح خیلی کم نفت ۹۶
سیستم کنترل فشار مخزن بهره برداری و آزمایش ۹۷
مخزن نوسان گیر SURGE TANK 98
سیستم هوای مصرفی کارخانه ۱۰۰
طریقه بکار انداختن واحد بهره برداری ۱۰۳
منابع ۱۱۱
مقدمه
آشنایی با مسائل علمی و خواندن کتب علمی جهت آشنایی با اصول و اساس مسائل علمی بسیار مفید است اما در کنار آن ، آشنایی با کاربرد عملی این اطلاعات نظری نیز ضروری و مهم می باشد . در واقع رابطه بین علم و کاربرد عملی در صنعت دوطرفه است . آشنایی با اطلاعات علمی باعث می شود که درک بهتری در زمینه کار عملی ایجاد شده و فرایندهای مختلف بهتر تشریح و نتیجه گیری شوند . از طرف دیگر آشنایی عملی با دستگاهها و فرایندهایی که باید بصورت علمی بررسی شوند باعث می شوند که مسائل نظری بهتر درک و فهمانده شوند . پس آشنایی عملی با دستگاهها و فرایندها و کاربرد آنها در صنعت که قبلاً بصورت علمی بررسی شده اند بسیار لازم و ضروری است .
امروزه رشته مهندسی شیمی در صنایع بسیاری مثل صنعت نفت ، صنایع غذایی ،ذوب آهن و کارخانجات و واحدهای صنعتی مختلف کاربرد دارد آما بیشتر کاربرد آن در صنایع نفت است . بطور کلی صنعت نفت را می توان به درخت بزرگی تشبیه کرد . این درخت کامل شامل ریشه ، ساقه ، شاخ و برگ و سرانجام میوه است و می توان گفت که بهره برداری ریشه درخت بزرگ صنعت نفت است و همانطوری که ریشه درخت کار تغذیه و رساندن مواد اولیه خام از زمین به قسمتهای مختلف درخت را انجام می دهد ، بهره برداری نیز نفت خام را که ماده اولیه صنایع نفت مثل پالایشگاهها و سایر قسمتها است از زمین استخراج کرده و به کارخانجات و پالایشگاهها می فرستد و بطور کلی بهره برداری نقطه شروع و تغذیه کننده صنایع نفت است . در بهره برداری نفت پس از استخراج و جداسازی گاز و کنترل کردن نمک و H2S آن به قسمتهایی که باید از نفت فراورده هایی تهیه شود فرستاده می شود . در طول عملیات بهره برداری عملاً دستگاههایی مانند جداکننده ها ( Separators ) ، برجهای تفکیک عمومی ( Stripping Column ) ،تلمبه ها ( Pumps ) ، توربینها ( Turbines ) ، مبدلهای حرارتی و سایر دستگاههایی مورد استفاده قرار می گیرند که قبلاً در کتابهایی مثل عملیات واحد ، انتقال جرم ، مکانیک سیالات ، انتقال حرارت و . . . بررسی شده اند . پس کارآموزی در بهره برداری باعث می شود که بسیاری از مسائلی که قبلاً بصورت نظری بررسی شده اند و یا دستگاههایی که معرفی شده اند عملاً دیده شده و طرز کار عملی و کاربرد آنها مشاهده می شود . در این گزارش کارآموزی ، ما مسیری که نفت از مخازن زیر زمینی تا خروج از یک واحد بهره برداری طی می کند را بررسی می کنیم . در فصل اول به بررسی مواد تشکیل دهنده نفت و منشأ نفت و همچنین مراحل حفاری یک چاه نفت می پردازیم . فصل دوم معرفی مختصر دستگاهها و وسائلی است که در بهره برداری مورد استفاده قرار می گیرند . فصل سوم به بررسی یک چاه نفت و وسائل روی آن اختصاص دارد . در فصل چهارم دستگاههای تفکیک سرچاهی و انواع سیستم کنترل آنها بررسی شده است . فصل پنجم قسمتهای مختلف یک واحد بهره برداری مورد بحث قرار گرفته اند و فصل ششم به آزمایشاتی اختصاص دارد که در واحد بهره برداری انجام می شوند .
چگونگی پیدایش نفت
بشر از قرنها پیش پی به وجود نفت برده و این ماده روغنی شکل و سوزان را از دیرزمان مورد مصرف قرار داده و به اشکال مختلف از آن استفاده کرده است ولی همواره کنجکاو بوده که این روغن معدنی چگونه در قطر زمین تشکیل شده و سپس از شکافهای زمین نفوذ کرده و به سطح زمین آمده است .
همانطورکه از اسم آن پیدا است آنرا روغن سنگ (پترولیوم ) یا روغن معدنی می نامیدند .
راجع به چگونگی تشکیل و منشأ نفت دو فرضیه وجود دارد .
بطور کلی عده ای معتقدند که نفت در نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی در زمین تشکیل می شـود و عـده ای دیگر تشـکیل نـفت را در نتیجـه فراینـدهـای آلی می دانند .تئوری شیمیائی راجع به اصل و منشأ نفت بوسیله عده ای از شیمیدانها بیان شده است . آنها معتقدند که نفت در زمین در نتیجه فعل و انفعالات شیمیایی ایجاد و ذخیره شده است .
مثلا برتلو تشکیل نفت را در زمین طبق تجربه ای که عملاً نموده است میداند ( چنانچه در حرارت زیاد CO2 بر روی فلزات قلیائی اثر کرده کربنات بوجود می آید و درهمان درجه حرارت اگر بخار آب را از روی این کربنات عبور دهیم استیلن تشکیل می شود ) برتلو بدین طریق توانست ترکیبات زیادی از هیدرو کربورها را بدست آورد .
شیمیدان روسی مندلیف تشکیل نفت را بر اثر عمل آب بر روی کربناتهای فلزی مخصوصاً کربنات آهن در اعماق زمین می داند . بدین طریق که حرارت زیاد زمین باعث ایجاد استیلن می شود و در اثر اشباع شدن استیلن هیدروکربورهای نفتی بوجود می آیند .
از طرفی عده ای از زمین شناسان تجاربی برای تأیید منشأ حیوانی نفـت کرده اند . مثلا یکی از دانشمندان لهستانی از گندیدن و تجزیه کردن سلولز چند سری از کربورهای متالیک را بدست آورده است .
از تقطیر روغن ماهی درظرف سربسته نیز کربورهای متالیک بدست می آید و نیز از تجزیه موم و کره و روغن زیتون کربورهای مختلفی بدست آورده اند این عمل تقطیر دور از هوا انجام گرفته است بدین ترتیب زمین شناسان عقیده دارند که در زمین یک چنین تقطیری دور از هوا انجام گرفته است .
باید توجه کرد که هیدروکربورهای طبیعی دارای برخی خواص می باشند که این خواص در هیدروکربورهای حاصل از تقطیر مواد حیوانی مشاهده میشوند ولی در مواد حاصل از اعمال شیمیایی دیده نمی شوند . لذا منشأ حیوانی بودن نفت بیشتر مورد قبول است .
امروزه در آبهای خیلی گرم و شور دریای احمر و سایر دریاهای گرم که حاوی موجودات فراوان هستند همیشه قشرهای چربی که همان هیدروکربورهای مختلف می باشند در سطح آب مشاهده می شوند .
این قشرهای چربی حاصل از بین رفتن بدن موجودات زنده است که لاشه های آنها روی هم متراکم شده تجزیه می شوند ولی چون مجاور هوا می باشند از بین می روند .
نفتهای طبیعی که در دوران زمین شناسی تشکیل شده و روغنهای سوختنی نام دارند از نظر ترکیب شیمیائی مخلوطی از هیدروکربورهای مختلف هستند ( ترکیب کربن هیدروژن به نسبت مختلف ) . هیدروکربورهایی که درترکیب نفت مشارکت دارند چند سری می باشند :
۱- سری کربورهای مشبع یا دسته متان ( CnH2n+2 )یعنی آنها که تمام اتمهای کربن بوسیله هیدروژن اشباع شده اند . سردسته آنها متان ( CH4 ) است . بهمین جهت آنها را کربورهای متالیک هم میگویند
۲- سری کربورهای غیر مشبع بفرمول کلی ( CnH2n ) با کربورهای اتیلنی که اقسام اولیه آنها گاز واقسام بعدی مایع وجامد می باشند . این دسته ترکیب اصلی نفت ها را تشکیل می دهند و هرچه ترکیب اتیلنی بیشتر باشد نفت سبکتر است .
۳- سری کربورهای استیلنی ( CnH2n – 2 ) که از دو سری بالا کمتر در نفتها دیده می شود . غیر از کربورهای گفته شده در نفتها مواد دیگری مثل ترکیبات ازته ، گوگرد و ترکیبات گوگردی هم یافت می شوند .
نفتها بر حسب آنکه متعلق به چه دوران و دوره ای باشند نسبت مواد فوق در آنها فرق می کند در ایران کربورهای اتیلنی بیشتر است در صورتی که در نفتهای آمریکا کربورهای اشباع زیادتر وجود دارد .
خواص فیزیکی نفت :
نفت ها بحالت طبیعی مایعی هستند تیره ( سیاه ، قهوه ای روشن یا قهوه ای مایل به سبز و یا سبز تیره ) که بوی خاصی شبیه بوی گوشت سوخته می دهند .
مایع نفتها نسبتاً غلیظ است و غلظت آن هم ارتباطی با نسبت کربورهای مایع و جامد و گاز آن دارد . هر چه سری کربورهای جامد در نفتها بیشتر باشد غلظت آنها بیشتر است و درنتیجه وزن مخصوص آن زیادتر است .
سنگین ترین نفتها نوعی است در مکزیک که وزن مخصوص آن ۰۸/۲ و سبکترین آنها نوعی است در بادکوبه که وزن مخصوص آن ۶۵/۰ می باشد . بقیه نفت ها واسط بین این دو رقم هستند . نفت ایران وزن مخصوصی (Specific Gravity ) بین ۸/۰ تا ۹/۰ دارد .
ازنظر زمین شناسی نفتها در اکثر دوره های گذشته دیده شده اند . اما نفتهای متعلق به دورانهای قدیمی مثل دوران اول و دوم وسعت چندانی ندارند . تقریباً‌ نفت های موجود متعلق به تشکیلات دوره کرتاسه (Cretaceous ) و دوران سوم هستند .
تشکیلات نفت آمریکای شمالی اغلب متعلق به دورانهای قدیمی است مثلاً‌ معدن اوهایو متعلق به دوره سیلورین و دونین است . این نفت ها عموماً خیلی سنگین هستند .
در اطراف کوههای متعلق به چین خوردگیهای هرسنین نفت بدست نیامده ولی شیست ( Shale ) های قیری فراوان وجود دارد که همان هیدروکربورهای اکسید شده اند .
سنگ مادر ( Source Rock )
قبل از آنکه راجع به سنگ مادر صحبت شود بی مناسب نیست مختصری راجع به چین خوردگیها و تغییراتی که دراثر چین خوردگیها در سطح زمین می آید بحث و گفتگو نمائیم .
سنگهای رسوبی در اثر تخریب بلندیها بوسیله رودخانه ها تشکیل می شود . بدین معنی که رودخانه ها در حین فرود آمدن ازکوهها تخته سنگهای بزرگ را با خود می آورند که آنها درحین فرو ریختن و در اثر سائیدگی خرد شده به قطعات کوچکتر تبدیل می شوند و بالاخره در دریاها برحسب درشتی و ریزی مواد آورده شده به قسمتهای مختلف دریا می روند و درآنجا ته نشین میشوند . واضح است که خرده سنگهای درشت در قسمتهای کم عمق دریا و نزدیک ساحل و مواد بسیار نرم و ریز مثل مارن به قسمتهای خیلی عمیق دریا رفته و رسوب می نمایند .
دراین حالت رسوبات عموماً‌ بطور افقی و یا خیلی نزدیک به افقی هستند . در ضمن مواد آورده شده بوسیله رودخانه ها در حین رسوب گذاری تعدادی از جانوران ریز و بزرگ دریاها را درخود مدفون می نمایند .
بستر دریاها که سفره گاه رسوبات متعدد هستند با ته نشین شدن رسوبات رفته رفته فرو می روند و در نتیجه مقدار زیادی مواد گل رس ، مارن و آهک درآن رسوب می نمایند و بالاخره دراثر فشار جانبی و فشارهای سطحی که هر دو فوق العاده زیادمی باشند چین می خورند . بدین طریق مشاهده میشود که پوسته جامد سطح کره زمین از بدو تشکیل تاکنون ، بعلت حرکات شدید زمین مرتب تغییر می کند . این تغییر شکل ممکن است جزئی یا کلی باشد در هر صورت بر اثر ایجاد شکافهای کوچک و بزرگ قسمتهایی از زمین تغییر محل می دهند .
همانطور که شرح آن گذشت در طی دوران های زمین شناسی چند چین خوردگی عظیم بوقوع پیوسته است که شکل سطح کره را در هر موقع کاملاً دگرگون نموده و بیشتر دریاها را که محل تشکیل رسوبات فوق العاده زیاد بودند به خشکی و اکثراً به کوههای مرتفع تبدیل کرده است در بسیاری از ارتفاعات و در اعماق زمین می توان آثار و علائم جانوران ( فسیل ها ) و گیاهان را دید که مؤید این نظریه هستند که این طبقات حاوی جانوران دریایی زمانی در آب دریا رسوب نموده بودند و بعداً‌ در اثر حرکات شدید چین خوردگی به ارتفاعات و یا برعکس به اعماق زمین فرو رفته اند .
واضح است که قسمت عمده آنها خارج می شوند و بعضی ها فقط تا حدی بالا می آیند یا بعبارت دیگر عمق آنها کم می شود . دراثر پیشروی و عقب نشینی آب دریا نیز برآمدگیهای کم عمق گاهی کاملاً زیر آب فرو می روند و یا از آب خارج می شوند . در هر صورت روی برآمدگیها که آنها را طاقدیس (Anticline ) و فرو رفتگیها که آنها را ناودیس(Syncline ) گویند رسوبات جدید بصورت کم و بیش افقی قرار می گیرند .
رسوبات جدید اگر کم عمق باشد معمولاً از نوع رسوبات ساحلی و یا تبخیری است مثل سنگ نمک و گچ و یا رسوبات دریایی کم عمق است مثل رسوبات آهکی