طبقه بندی مخازن و سیالات آن ها

39 خواندن ثانیه
0
758

مخازن هیدروکربنی به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند :

۱)مخازن گازی ؛ اگر دمای مخزن بیشتر از دمای بحرانی سیال هیدروکربنی داخل آن باشد مخزن را گازی می نامند.
۲)مخازن نفتی ؛ اگر دمای مخزن کمتر از دمای بحرانی سیال هیدروکربنی داخل (Tc) باشد مخزن مورد نظر به عنوان مخزن نفتی نامیده می‌شود.

این مخازن حاوی سیالات متفاوتی می باشند که از این دیدگاه سیالات مخازن را به پنج دسته طبقه بندی می نمایند ؛
نفت سیاه
نفت رقیق
گاز میعانی معکوس
گاز خشک
گاز تر

نوع سیال مخزن دقیقا با مشاهده در آزمایشگاه مشخص می شود اما با استفاده از اطلاعات مهندسی بهره‌برداری نیز می توان قوانین سر انگشتی برای طبقه بندی سیالات عنوان نمود.
خواص مورد نیاز که می توان از مهندسی بهره‌برداری گرفت عبارتند از نسبت گاز به نفت اولیه بهره‌برداری شده، گراویتی مایع تانک ذخیره و رنگ مایع تانک ذخیره که نسبت گاز به نفت مهمترین مشخصه نوع سیال می باشد.

مخازن نفتی

مخازن نفتی بستگی به فشار اولیه مخزن، به دسته های زیر تقسیم بندی می شوند ؛

۱)مخازن نفتی غیر اشباع ؛
اگر فشار اولیه مخزن (Pi)بیشتر از فشار نقطه حباب(Pb) سیال مخزن باشد به آن مخزن نفتی غیر اشباع گفته می‌شود .
❗در تصویر پایین به وسیله نقطه ۱ نشان داده شده است .

۲) مخازن نفتی اشباع ؛
وقتی که فشار اولیه مخزن برابر فشار نقطه حباب سیال مخزن باشد به آن مخزن نفتی اشباع می گویند.
❗در تصویر پایین به وسیله نقطه ۲ نشان داده شده است .

۳)مخازن نفتی با کلاهک گازی(Gas Cap)؛
اگر فشار اولیه مخزن زیر فشار نقطه حباب سیال مخزن باشد ،سیال به صورت دو فازی در مخزن موجود می باشد و نسبت حجم گاز به حجم نفت آن بستگی به خط کیفیت دارد .
❗در تصویر پایین به وسیله نقطه ۳ نشان داده شده است .

طبقه بندی سیال موجود در مخازن نفتی

?سیال موجود در مخازن نفتی با توجه به ترکیب آن و نحوه قرار گرفتن خواص فیزیکی سیال روی دیاگرام فازی فشار – دما به چهار گروه زیر تقسیم می‌شوند ؛

۱)نفت خام معمولی

۲)نفت خام با انقباض کم

۳)نفت خام با انقباض زیاد (نفت خام رقیق)

۴)نفت خام نزدیک نقطه بحرانی

نفت خام معمولی

?دیاگرام فازی نفت خام معمولی در تصویر A پایین نشان داده شده است. مشخصات دیاگرام فازی به وسیله خطوط کیفیت(Quality Line) که به فاصله مساوی نشان داده شده اند کاملا مشخص است.
?نسبت گاز به نفت این سیالات در حدود SCF/STB 200-700 می باشد و مقدار وزن مخصوص آن از ۱۵ تا ۴۰ درجه API متغیر می باشد.
?رنگ این نوع سیال در تانک های ذخیره معمولا قهوه ای یا سبز تیره می باشد.
?اثر کاهش فشار بر روی منحنی انقباض در تصویر B پایین نشان داده شده است.

نفت خام با انقباض کم

?از مشخصات این نوع سیالات فشرده بودن و نزدیک بودن خطوط کیفیت در نزدیک نقطه شبنم می باشد. منحنی انقباض مایع(shrinkage) که در تصویر A پایین نشان داده شده است مبین این است که نفت باقی‌مانده در مخزن در فشار های پایین، خیلی بالاست.
?منحنی فازی فشار- دما برای این گونه سیالات در تصویر B پایین نشان داده شده است.
?مشخصات فیزیکی مخازن حاوی این سیالات به صورت زیر تعریف می گردد؛
➕نسبت گاز به نفت این مخازن کمتر از ۲۰۰ SCF/STB می باشد.
➕گراویتی نفت کمتر از ۱۵درجه API می باشد.
➕رنگ اینگونه سیالات سیاه یا خیلی تیره است.
➕بازیافت مایع در شرایط تفکیک کننده در حدود ۸۰% می باشد.

نفت خام با انقباض زیاد(نفت خام رقیق)

?همانطور که از دیاگرام فازی این نوع سیالات در تصویر A پایین دیده می‌شود خطوط کیفیت در نزدیکی نقطه حباب به هم فشرده می باشند اما در فشار های پایین فاصله هایشان خیلی زیاد شده و خیلی سریع زیر نقطه حباب می افتند.
?از دیگر مشخصات فیزیکی اینگونه سیالات می توان به
➕نسبت گاز به نفت بین ۳۵۰۰-۲۰۰۰ SCF/STB
➕گراویتی نفت بین ۵۵-۴۵ API
➕بازیافت مایع در شرایط تفکیک کننده مقدار کمی می باشد و رنگ آن پرتقالی یا متمایل به سبز است.
?اثر کاهش فشار بر روی منحنی انقباض در تصویر B پایین نشان داده شده است.

نفت خام نزدیک بحرانی

?چنانچه دمای مخزن نزدیک دمای بحرانی سیال هیدروکربنی باشد به مخلوط هیدروکربنی نفت خام نزدیک نقطه بحرانی گفته می‌شود.
?با توجه به فاز دیاگرام این نوع نفت ها که در تصویر A پایین مشاهده می کنید، به دلیل نزدیکی خطوط کیفیت در نقطه بحرانی با افت فشار در دمای ثابت ممکن است نفت خام از ۱۰۰ % حجم خالص هیدروکربن در زیر نقطه حباب تا ۵% منقبض شود.
?اثر کاهش فشار بر روی منحنی انقباض در تصویر B پایین نشان داده شده است.

مخازن گازی

? مخازن گازی را می توان بر اساس ناحیه ای که بر روی دیاگرام فازی به خود اختصاص می دهند به چهار دسته کلی دسته بندی کرد ؛

۱)مخازن گاز شبه بحرانی (نزدیک نقطه بحرانی)

۲)مخازن گاز میعانی میعان معکوس (Retrograde Gas Condenste)

۳)مخازن گاز تر (Wet Gas)

۴)مخازن گاز خشک (Dry Gas)

مخازن گاز شبه بحرانی (نزدیک نقطه بحرانی)

? اگر دمای مخزن بر روی دیاگرام فازی نزدیک دمای بحرانی سیال قرار گیرد، هیدروکربن مخزن جزو سیالات نزدیک نقاط بحرانی دسته‌بندی می گردد.
?رفتار حجمی این نوع سیالات در فشار متغیر و دمای ثابت در تصویر A پایین نشان داده شده است.
?از خواص مشخصه این مخازن تشکیل سریع مایع در اثر یک افت فشار کم، در نقاط فشاری پایین تر از فشار اشباع می باشد.
?در تصویر B پایین منحنی فازی مخازن گازی میعانی نزدیک نقطه بحرانی را مشاهده می‌کنید.

مخازن گازی میعان معکوس

?در دماهای کمتر از دمای بحرانی در دمای ثابت با کاهش فشار مایع تبدیل به گاز و با افزایش فشار نیز گاز به مایع تبدیل می شود. در موردی که درجه حرارت مخزن از درجه حرارت بحرانی تجاوز کند، میعان با کاهش فشار اتفاق می‌افتد و در حقیقت رفتار سیستم برعکس حالتی است که معمولا اتفاق می‌افتد.
?میعان معکوس فقط در مخازن گاز میعانی که درجه حرارت مخزن بین درجه حرارت بحرانی و ماکزیمم دمای دیاگرام فازی قرار گیرد اتفاق می افتد.
?در تصویر A پایین،نمودار فشار و دمای اولیه مخزن می باشد. با توجه به اینکه در مخزن با کاهش فشار، دما ثابت می ماند خط عمودی نشان دهنده سیر شرایط مخزن می باشد. هنگامی که با تولید، فشار مخزن به نقطه شبنم برسد، تشکیل مایع در مخزن آغاز می گردد. میعان تا نقطه b که در آن درصد حجمی مایع به ماکزیمم خود می رسد، ادامه می یابد. در اثر افت فشار بیشتر مایعات تشکیل شده تبدیل به گاز می شوند و بالاخره در صورتی که فشار مخزن به اندازه کافی کاهش یابد تا به نقطه c برسیم کل مایعات تشکیل شده مجدداً تبدیل به گاز خواهند شد.
?همانطور که در تصویر B پایین دیده می‌شود با افزایش درجه حرارت از نقطه مثل ۱ به نقطه ۲ در فشار ثابت مایع تشکیل می شود که یک حالت غیر عادی می باشد و به همین دلیل به این پدیده میعان معکوس گفته می‌شود. لازم به ذکر است که در مخازن گازی غنی از مایع بر اثر افزایش درجه حرارت هیچ وقت مایع تشکیل نمی شود.
?خواص عمومی سیالات میعان معکوس عبارتند از ؛
➕نسبت گاز به مایع آنها بین ۳۰۰۰ تا ۱۵۰۰۰۰ lt ۳ / bnl می باشد.
➕ گراویتی مایع معمولا بین ۴۰ تا ۶۰ درجه API می باشد.
➕رنگ تانک ذخیره معمولا بیرنگ می باشد.
➕نسبت گاز به نفت (مایع) برای گازهای میعان معکوس با بهره‌برداری از مخزن افزایش می یابد.

مخازن گاز تر (Wet Gas)

?با توجه به دیاگرام فازی، در مخازن گاز تر دمای مخزن بیشتر از دمای کری کاندن ترم (Criconden Therm) می باشد.
?در هنگام بهره‌برداری از این نوع مخازن گازی در تفکیک کننده سرچاه ،سیال به صورت دو فازی می باشد و امکان تشکیل مایع وجود دارد.
?مشخصات عمده این مخازن ؛
➕نسبت گاز به مایع آنها بین ۶۰۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰۰ SCF / STB می باشد.
➕گراویتی تانک ذخیره بالای ۶۰ درجه API می باشد.
➕رنگ مایع مثل آب، بی رنگ است.
➕در شرایط تفکیک کننده، فشار و دمای تفکیک کننده بین ناحیه دو فازی قرار دارد.
?در تصویر پایین منحنی فازی برای مخازن گاز تر را مشاهده می کنید.

مخازن گاز خشک (Dry Gas)

 

?در مخازن گاز خشک سیال هیدروکربنی چه در شرایط مخزن و چه در شرایط تفکیک کننده به صورت گاز می باشد.
?از مشخصات عمده اینگونه مخازن نسبت گاز به مایع بیشتر از ۱۰۰۰۰۰ SCF / STB می باشد.
?در آزمایشگاه PVT فقط تراکم پذیری این نوع گاز اندازه‌گیری می‌شود.
?دیاگرام فازی اینگونه مخازن گازی در تصویر پایین نشان داده شده است.

 

بارگذاری توسط pedram nouri
بارگذاری در مخازن هیدروکربوری

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *