هنگامی که استخراج نفت از مخزن شروع می­گردد، فشار مخزن رو به کاهش می­گذارد، مگر آنکه نفت استخراجی با جریان سیال دیگری جایگزین شود. بنابراین، چاه نیازمند به‌کارگیری روش­های ازدیاد‌ برداشت می‌باشد.

اولین روش­هایی که برای ازدیاد ‌برداشت به ذهن می­رسد، تزریق آب یا گاز می­باشد. به‌طور معمول، تزریق آب قابلیت‌های کمتری دارد، زیرا آب معمولاً در قسمت فوقانی امتداد نیافته و قسمتی از نفت موسوم به اتیک را به حال خود می­گذارد. اما گاز نسبت به آب دارای چگالی کمتری است، بنابراین گرایش به قسمت­های فوقانی مخزن دارد و هنگامی که نفت در قسمت بالای آن مخزن قرار دارد، تزریق گاز به منظور ازدیاد برداشت اهمیت زیادی دارد. به‌همین منظور برای حداکثر نمودن بازیافت، برخی مواقع از ترکیب دو روش تزریق آب و گاز، موسوم به روش WAG استفاده می­شود.

از طرف دیگر، گاز به تنهایی نیز تزریق می­گردد و آزمایش‌های به‌عمل آمده بر روی بسیاری از مخازن ثابت نموده است که در حالت منفرد، تزریق گاز نسبت به آب دارای کارایی بیشتری است. اما امروزه به دلیل با ارزش بودن گازهای هیدورکربوری از گازهایی نظیر CO2­ به منظور تزریق بهره می­جویند.


روش ازدیاد برداشت از طریق تزریق CO2­، یک تکنولوژی کاملاً شناخته‌شده می­باشد و استفاده از این روش دارای توجیه اقتصادی بوده و در ایالات متحده امریکا نیز در سطح وسیعی مورد استفاده قرار گرفته است. در حال حاضر، 74 پروژه ازدیاد برداشت از چاه­های نفت این کشور با استفاده از تزریق CO2 ­دنبال می­شود. گاز دی‌اکسید‌کربن CO2­، هم به‌صورت مختلط با نفت و هم به صورت غیر‌مختلط، می‌تواند بر فشار مخزن تاثیر مطلوب بگذارد.

در حالت مختلط، CO2­سبب ایجاد حالت تورم در نفت می­گردد و باعث می­شود که گرانروی نفت خام کاهش یابد. کاهش گرانروی، باعث حرکت آسانتر نفت به طرف چاه­های تولیدی می­گردد. هم‌چنین CO2 به صورت غیر‌مختلط نیز باعث افزایش فشار مخزن می­گردد. ترکیب این عوامل سبب می­شود که میزان استحصال نفت افزایش یابد.

میزان افزایش بازده در این روش حداقل 25 درصد می‌باشد، اما نتیجة حقیقی بسیار قابل ملاحظه­تر است، زیرا با تزریق CO2­ به مخازن نفت، یکی از مهمترین آلاینده­های محیط‌زیست، کاهش می­یابد.

دی‌اکسید‌کربن مورد نظر برای تزریق را می­توان از گازهای متصاعد شده از کارخانجات صنعتی، واحدهای پایین‌دستی نفت مانند پالایشگاه­های گاز، تاسیسات پتروشیمی و کارخانه­های کود‌شیمیایی تامین نمود. در آینده، یکی از روش­­ها برای کاهش آلاینده­هایی نظیر CO2، تزریق آن به مخازن نفت می­باشد. به همین منظور دولت فدرال آمریکا، این روش را جزء برنامه­های استراتژیک برای صیانت و افزایش تولید ذخایر نفتی خود قرار داده است. اغلب پروژه­های ازدیاد برداشت از طریق دی‌اکسید‌کربن، در غرب ایالت تگزاس‌ مورد استفاده قرار می‌گیرند. البته در نواحی دیگری مانند کانزاس و کالیفرنیا نیز از CO2 ­ استفاده می­شود؛ به‌طوری‌که، در حدود 55 درصد از نفت تولید شده در کالیفرنیا با استفاده از روش تزریق CO2 ­­به دست می­آید. هم‌چنین بررسی­های فنی نشان داده است که استفاده از روش تزریق CO2 در کالیفرنیا محصول بیشتری نسبت به سایر روش­ها ارائه می­دهد.

شکل ضمیمه، نمای کلی این روش را نشان می‌دهد.


تزریق دی‌اکسید‌کربن به مخازن و چالش­ها

مسئلة مهم در به‌کارگیری این روش، ذخیره‌سازی CO2 و تزریق متناسب آن با نفت تولیدی است. در برخی از میادین واقع در دریا، مانند میادین نروژ، این روش چندان مقرون‌به‌صرفه نیست، زیرا با توجه به در دسترس بودن آب روش تزریق آن بسیار ارزان‌قیمت می‌باشد.

در میادین خشکی نیز تانکرهای ذخیره­ساز CO2 و هزینه­های حمل و نقل آن تاثیر به‌سزایی در هزینه­ها دارد که در این مورد جایگزین نمودن خط لوله­ای که بتواند ،CO2را از محل تولید تا محل تزریق حمل نماید، باعث کاهش هزینه­ها می­گردد. اما این امر برای مسافت‌های طولانی هزینه­بر است، زیرا گاز استحصالی باید از CO2 خروجی کارخانه­ها باشد، نه اینکه از طریق تولید حاصل شود.

کنترل عملیات ازدیاد برداشت

با وجود سهولت تزریق گاز دی‌اکسید‌کربن، کنترل عملیات در زیرزمین بسیار مهم است. امروزه، استفاده از تکنیک­های جدید، مانند عکسبرداری مغناطیسی، ابزاری گرانبها برای کنترل تزریق است. با استفاده ازتکنیک پیشرفتة عکسبرداری مغناطیسی با کیفیت بالا، می­توان موانعی را که باعث جریان نیافتن گاز و آب می‌شود، شناسایی نمود تا محل دقیق برای تزریق مشخص گردد.

شایان ذکر است، تزریق گاز باید حساب شده باشد، زیرا در صورت به‌هم‌خوردن حالت دینامیکی مخزن، تولید نه تنها افزایش نمی­یابد، بلکه مخازن صدمه دیده و تولید را نیز کاهش می‌دهد.

تحلیل :

در کشور ما به علت نوع مخازن نفت، معمولاً تزریق گاز در اولویت می­باشد و می‌توان مجتمع­های پتروشیمی بندر امام و ماهشهر را از منابع مهم برای تزریق CO2 به شمار آورد. گرچه گازهای هیدروکربوری در کشور بیشتر از CO2 در دسترس هستند، ولی با توجه به مسائل زیست‌محیطی، این روش تزریق نیز ممکن است در برخی مخازن مورد توجه قرار گیرد.
 منبع:

http://naft.itan.ir