مباحث ومطالب زمین شناسی , هیدرولوژی , زمین شناسی نفت , تصاویر میکروسکوپی از کانی ها و...

 

3-9 طبقه بندی انواع نفت خام:

نمودارهای متنوعی برای طبقه بندی انواع نفت خام پیش نهاد شده است شکل زیر دیاگرام مثلثی ارائه شده توسط تیسوت – ولته نشان داده شده است.

این نمودار برپایه ی فراوانی آروماتیک ها پارافین ها ونفتن ها وآسفالتین ها می باشد .این طبقه بندی به دلیل آن که علاوه بر تفکیک نوع هیدروکربن ها مسیر دگرسانی نفت به وسیله ی بلوغ حرارتی یا تجزیه ی باکتریایی رانشان می دهدازسایرطبقه بندی هامهم تراست.

 

نفت های پارافینی عموما سبک هستند و گوگرد آن هاکم است ونفت های بالغی محسوب می شوند.

مثال ازنفت های پارافینی »قطب شمال ،لیبی ،واندونزی

نفت های پارافینیک – نفتنیک که بخش میانی نمودار نموداررااشغال می کنند معمولا دارای چگالی متوسطی بوده وحاوی نفت ویسکوزبا گوگرد پایین می باشد مثال ،نفت های دونین – کرتاسه وترشیری شمال وغرب افریقا .نفت های آروماتیک حدواسط نسبتا سنگین بوده وحاوی گوگرد زیادی می باشند.مثال ،حوضه ی زاگرس ایران ،تگزاس غربی ،برخی از چاه های ونزوئلا وکالیفرنیا .

عمده ی نفت های خام دنیا ازنوع پارافینی- نفتنی ویاآروماتیک حدواسط هستند که ذخایرعظیم کرتاسه وژوراسیک خاورمیانه راتشکیل می دهند.

 

۳-10 پالایش نفت:

عمل پالایش نفت خام درپالایشگاه به منظور تفکیک بخش های مختلف هیدروکربنی است که مواد استفاده ی مختلف دارند اساس کار پالایشگاه درواقع تقطیریا تفکیک مواد هیدروکربنی بااستفاده از حرارت است .حرارت سبب می شود که اجزای هیدروکربن جوشیده وتبدیل به بخار شوند .به واسطه ی این امرمی توان بخش های مختلف هیدروکربن را که نقطه ی جوش متفاوت دارند ازیک دیگرتفکیک نمود .باافزایش وزن ملکولی هیدروکربن ودرپی آن افزایش چگالی وگرانروی درجه ی حرارت وجوش آن افزایش می یابد.تقطیر نفت خام نشان می دهد که حدود 70-80 درصد آن ها ازهیدروکربن های سنگین تراز C10 تشکیل شده اند.درطی تقطیر نفت خام مواد هیدروکربنی زیربه ترتیب حاصل می شوند:

1.گازولین ونفتا(C4-C10)

2.نفت چراغ(C11-C13)

3.نفت گازسبک یا گازوئیل سبک(C14-C18)

4.نفت گازسنگین(C19-C25)

5.روغن های روان کننده (C26-C40)

6.موادباقی مانده و نفت های سوختنی سنگین (بیش ازC40)

ارزش یک نفت خام بستگی به مقدار درصد هرکدام ازبخش های فوق دارد .وهرچه نفت سبک تر باشد دارای ارزش بیش تری است.

3-11خواص فیزیکی نفت خام:

مهم ترین ویژگی های نفت خام که تخت تاثیر خواص شیمیایی آن می باشد به شرح زیر است:

1)رنگ:نفت به رنگ های مختلف ازجمله زرد ،سبز، قهوه ای ،قهوه ای تیره وسیاه دیده می شود.نفت های پارافینی به رنگ های روشن و سبزدرنورانعکاسی هستندونفت های آسفالتین غالبا قهوه ای تاسیاه هستند.هیدروکربن هاوقتی درمعرض اشعه ی ماروای بنفش قرار می گیرند تحریک می شوند واز خود خاصیت فلورسانس نشان می دهند .

2)گرانروی یاویسکوزیته:ویسکوزیته یا گرانروی اصطکاک درونی یک سیال است که درمقابل جریان یافتن آن سیال مقاومت می کند .گرانروی نفت به تعداد اتم های کربن وهم چنین به کازهای حل شده درآن بستگی دارد هر چه تعداد اتم های کربن زاید تر ومیزان گاز حل شده درنفت کم تر شود گران روی بیش تر می شود .گران روی نفت دامنه ی بسیار وسیعی بین 2/0-50 سانتی پوآزدارد .به طوری که برخی ازنفت های خام یا گران روی بالا قادر نیستند درخطوط لوله پمپاژشوند.برخلاف گازها گران روی مایع با افزایش حرارت کاهش می یابد واصطکاک درونی اش کم می شود وقتی نفت به سطح زمین می رسد چون دما کاهش پیدا می کند وگاز خارج می شود درنتیجه گران روی آن افزایش می یابد.

3)نقطه ی ریزش(Pour Point):نقطه ی ریزش یک راهنمای خوب برای تعیین گران روی است .نقطه ی ریزش یک نفت خام کم ترین دمایی است که نفت می تواند تحت شرایط استاندارد جریان پیدا کند. نقطه ی ریزش یک نفت خام سنگین حدودc˚40 وبرای نفت خام سبکc˚26- است.

4)چگالی(Density):چگالی نفت درسطح زمین به وسیله ی قراردادن نمونه دریک تنگ استوانه ای با استفاده از یک هیدرئومتر اندازه گیری می شود چگالی نفت معمولا درواحد API (American Petroleum Institute)که به وسیله ی موسسه ی نفت آمریکا تعریف شده بیان می گردد.فرمول زیر:

API=

درجه ی APIباچگالی نفت نسبت معکوس دارد .نفت های سبک وزن مخصوص پایینی دارند(وزن مخصوص کم دارای APIبالاهستند)مثلانفت خام دارای API  40دارای وزن مخصوص 83/0ونفت خام دارای APIکم تر از 25دارای چگالی 9/0می باشد.

ρ=83/0 →   API=40

ρ=9/0        API=25↓

ρ=1            API=10

به طورکلی درطبقه بندی جهانی نفت های خام سبک وسنگین نفت های باAPI بیش از 30 به عنوان نفت خام سبک 22- 30به عنوان نفت خام متوسط وکم تر از 22APIبه عنوان نفت خام سنگین درنظر گرفته می شودبهترین نفت های خام دارای APIبالای 37هستند که درخاورمیانه – دریای شمال ولیبی یافت می شود.نفت های خام خیلی سبک درالجزایر ،استرالیا واندونزی ونفت های خیلی سنگین درایران وکالیفرنیا یافت می شود.نفت های خام لزوما فقط هیدروکربن مایعی که ممکن است ازیک مخزن زیرزمینی تولید شود نیست غالبا هم راه باتولید گاز طبیعی یک هیدروکربن سبک وروشن باAPIبالا به دست می آید که نفت میعانی (Condensate) نامیده می شود که شامل گازهای هیدروکربنی سنگین است که درشرایط وفشارودمای مخزن به صورت فازگازی است ولی وقتی که به سطح می رسد میعان یافته وبه شکل فازمایع درمی آید. 

5)قابلیت تراکم پذیری نفت(Compressibility)قابلیت تراکم پذیری نفت به میزان گازحل شده در آن بستگی دارد.نفت های باقابلیت تراکم کم که مقدار گازمحلول کمی دارند .درهنگام تولید فشارآن ها به زودی پایین می آید

6)دگرسانی نفت:نفت خام ممکن است باافزایش حرارت وفعالیت های باکتریایی دگرسان شود.دگرسانی نفت های خام به وسیله ی بلوغ حرارتی باافزایش عمق تدفین وزمان رخ می دهد .اجزای سنگین ترنفت های خام دراثرفرایندشکست ملکولی سبک تروپارافینی تر می شود.یعنی محتوی گاز↑ومحتوی S↓خواهد داشت.نفت های خام رامی توان ازنظر سن وعمق تدفین تقسیم بندی نمود .دراین تقسیم بندی نفت هابه چهار گروه کم عمق جوان ،عمیق جوان ،وعمیق قدیمی وکم عمق قدیمی تقسیم می شوند:

کم عمق جوان دارای ویسکوزیته ی بالا

عمیق جوان دارای گران روی یا ویسکوزیته ی کم و APIبالا تر

عمیق قدیمی دارای کم ترین گران روی وکم ترین چگالی وکم ترین محتوی S را دارایند(بهترین کیفیت)

کم عمق قدیمی که قابل مقایسه با عمیق جوان می باشد وتقریبا بیش ترویژگی های آن رادارا می باشد.

علاوه برتاثیردما وعمق تدفین برروی کیفیت نفت نوع سنگ منشاءنیز مهم است به عنوان مثال نفت تولید شده ازرسوبات احیایی دریایی معمولا ازنوع آروماتیک – حدواسط با گوگرد بالا ست.درصورتی که رسوبات دلتایی یاساحلی سنگ منشاء بهتری هستند ونفت خام ازنوع پارافینی تا پارافینی – نفتنی باگوگرد کم ترازیک درصد تولید می کنند .جریان های آب زیرزمینی وبرخی فعالیت های باکتریایی می توانند نفت سنگین ونهشته های ماسه ی قیری (Tar Sand) رابه وجود آورند.

7)رفتارفازی هیدروکربن ها:درک ارتباط بین دما وفشار وحجم درمورد یک ترکیب می تواندبرای درک رفتارفازی ترکیبات پیچیده نفتی باشد.این ارتباط به راحتی درآزمایشگاه با اندازه گیری تغییرات فشاروحجم ترکیب دردماهای ثابت به دست می آید به دست می آید .فاز درتعریف یعنی ناحیه ای مجزاوهم گن ازنظر خواص فیزیکی که ازنواحی دیگر به وسیله ی مرزهای مشخص جدا می شودبرای مثال یک لیوان آب بامقداری یخ تشکیل دهنده (آب)دارد که سه فاز جامد مایع وگاز است در صنعت نفت وگاز دوفازمایع(نفت وآب)وگازبسیار اهمیت دارد وفاز جامد ازاهمیت کم تری برخورداراست .درشرایط فشار ودمای متفاوت فازهای هیدروکربنی تغییر می کند.پیش گویی تغییرات فازی با تغییرات درجه حرارت وفشار درمخزن ازاهمیت زیادی برخوردار است .شکل زیررادرنظرمی گیریم تاثیر دوعامل فشار وحجم برفازهای مختلف هیدروکربن بررسی شده است.

 

 

 این نموداریک نمودار فشار- حجم (P-V) است .ناحیه ی Iبیان گر خواص مایع متراکم است. منحنی A-Cیامنحنی نقطه ای نقطه ی حباب مکان هندسی نقاط وفشاروحجم است که درآن جا اولین حباب های گاز تشکیل می شود.ناحیه ی II منطقه ی دوی فازی است .منحنی B-C یامنحنی نقطه ی شبنم مکان هندسی نقاطی از فشاروحجم که درآن ها اولین نظرات مایع تشکیل شده است راتوصیف می کند .ناحیه ی III بیان گر خواص گاز است ومنحنی نقطه ی شبنم ونقطه ی حبا ب B-C درنقطه ی C (نقطه ی بحرانیCritical Point ) به هم می رسندفشار ودما وحجم بحرانی به ترتیب Pc,Tc,Vc نشان داده می شود.درنقطه ی بحرانی فازهای مایع وگاز رانمی توان ازیک دیگر تشخیص داد،زیراخواص آن ها مشابه است.

اگرفشارنقطه ی حباب وفشار نقطه ی شبنم روی نمودارP-V برای ایزوترم های مختلف به عنوان تابعی ازدما رسم شود یک نمودار فشار – دما (P-T) به دست می آید (شکل 3-22) همان گونه که درشکل دیده می شود خطوط خط چین داخل منحنی خطوط کیفیت نا م دارند وبیان گر شرایط دما وفشار درحجم های مساوی مایع است وبالاخره درشکل (3-24)توصیف فازدیاگرام های انواع اصلی سیالات مخزن رانشان می دهد که برای پیش گویی رفتار سیالات درطول تولید استفاده می شود.

همان گونه که دیده می شودشرایط اولیه برای گا زخشک خارج ازپوشش دوفازی ودرسمت راست نقطه ی بحرانی است درجه ی حرارت یک گاز میعانی بین درجه حرارت بحرانی ودرجه حرارت ماکزیممی است که درآن دوفاز مایع وگاز باهم وجوددارندوبالاخره برای هردونوع نفت ندارد نفت سیاه درجه حرارت اولیه ی مخزن زیرنقطه ی بحرانی است .وبنابراین سیال به حالت مایع درمخزن می باشدچنان چه فشار پایین بیافتد عاقبت به نقطه ی جوش می رسدوگاز ازمایع جدا می شود.ترکیب این گاز بیش تر مخلوطی از تشکیل دهنده های فرارخواهد بود.

 

فصل چهارم

سیالات وشرایط زیرسطحی

4-1 مقدمه

برای اکتشاف نفت لازم است که مناسبی درباره ی شرایط زیرسطحی (Subsurface) حوضه ی مورد مطالعه داشته باشیم ،این شرایط ازحوضه ای به حوضه ی دیگرمی تواند متفاوت باشد.ومی تواند اثرات اساسی ومهمی روی سیستم های نفتی داشته باشد.

4-2 سیالات زیرسطحی :بهترین سیالاتی که درزیر سطح زمین مورد توجه زمین شناسان نفتی می باشدهیدروکربن ها و آب می باشد .راجع به هیدروکربن ها قبلا بحث شد.اما درارتباط با آب مطالب زیرارائه می گردد:

براساس چگونگی پیدایش آب ها به 4گروه زیرتقسیم بندی می شوند:

1-      آب های جوی که درواقع آب های جوی موجود درنزدیکی سطح زمین هستند .که ازنفوذ آب باران به وجود می آیند PHپایین ،اکسیژن بالاوفاقد شوری

2-      آب های فسیل ؛به آب های میان روزنه ای اطلاق می شود که برای مدت طولانی درچرخه ی هیدرولیکی قرارنداشته اندواحتمالامیان آب های اولیه محبوس شده دررسوبات درطی چرخه رسوب گذاری می باشندکه ممکن است شوری اولیه آب را درمحیط رسوب گذاری نشان دهد.

3-      آب های جوان که ازماگما منشاء می گیرند.

4-      آب های مخلوط(Mix)که می تواند مخلوطی از گروه های دیگر آب های زیرسطحی باشد.

آب های زیر سطحی هم چنین براساس نحوه ی قرارگیری درداخل مخزن به دوگروه آب آزاد وآب ثابت تقسیم می شود.

آب آزاد یا جاری می تواند درداخل شبکه منافذ سنگ مخزن وقتی که تحت تاثیر اختلاف فشار قرار گیرد حرکت نماید وآب ثابت یا به سطح کانی هاچسبیده ویا داخل شبکه منافذ موئین به تله افتاده است.

درجه ی شوری آب منفذی با مقیاس PPM یا میلی گرم درلیتربیان می شود.شوری آب دریاحدود PPM 35000 است وشوری آب منفذی داخل مخزن بسیارمتغییر می باشد.شوری آب به دلیل وجود کاتیون ها وآنیون های

,  , , , ,   ,

است شوری آب منفذی هدایت الکتریکی سنگ ها راتحت تاثیر قرار می دهد.درماسه سنگ ها باافزایش هرکیلومترعمق ،حدود PPM100 برمیزان شوری آب افزوده می شود ولی این مقداردرشیل ها بسیار کم تر است. زیرا شیل ها ازحرکت یون ها ی نمک جلوگیری می کنند.

4-3 دما ی زیر سطحی :ازسطح تا مرکز زمین دما به طور تدریجی افزایش می یابد .نسبت به افزایش دما به عمق شیب زمین گرمایی نامیده می شود.دانستن شیب زمین گرمایی برای درک زمان زایش هیدروکربن ازسنگ منشاءدارد.برای به دست آوردن شیب زمین گرمایی ازرابطه ی زیر استفاده می شود»

1000   =گرادیان حرارتی

 = گرادیان

متوسط شیب عمق زمین گرمایی حدود 30است .اما درسپرهای پرکامبرین 15ودرمناطق ریفی  گرابنی وبه ویژه حوضه های پیش کمانی به 65 تا90درجه ی سانتی گرادبرکیلومتر می رسد. به طورمعمول دمای چاه درعمق 3000کیلومتری 100تا125درجه ی سانتی گراد در6000 کیلومتری 200تا˚c 240   (سانتی گراد برکیلومتر) ودر7265کیلومتری˚c 290 است.

گرادیان های حرارتی برای انواع سنگ های مختلف متفاوت است.به عنوان مثال به ازای هر کیلومتر افزایش عمق برای سنگ آهک 13، گرانیت 15، ماسه سنگ 5/22 ،شیل آهمکی (مارن)30ومادستون 35 می باشد.

4-4 فشارهای زیر سطحی :

بعد ازتدفین سنگ درزیر فشار طبقات بالایی قرارمی گیرند.فشار طبقات بالایی شامل مجموع فشارهای لیتواستاتیک وهیدرواستاتیک می باشد.فشارلیتواستاتیک وزن لایه های سنگی است که برروی هم قرار دارد وفشاررادانه به دانه به پایین منتقل می کند.وفشار هیدرواستاتیک دراثر وزن ستون سیالات منفذی مرتبط به هم به وجود می آید.با افزایش عمق فشار لیتواستاتیک وهیدرواستاتیک درنتیجه ی فشار طبقات بالایی افزایش می یابد.فشار لیتواستاتیک حدود  برای سنگ های باچگالی 3/2 گرم برسانتی مترمکعب می باشد.گرادیان فشاربرای سیالات مختلف متفاوت است .به عنوان مثال برای گاز طبیعی 01/0 ،نفت خام 35/0آب شیرین 433/0 وآب دریا466/0 می باشد.

فشار سازند ی دریک مخزن می تواند 3حالت نرمال – تحت نرمال – وفوق نرمال داشته باشد.اگر گرادیان فشارسیال درون مخزن برابرگرادیان هیدرواستاتیک باشد،فشارسازند نرمال است.چنین حالتی وقتی به وجود می آیدکه سنگ های اطراف مخزن کاملا تراوا بوده ودرنتیجه با یک دیگرتبادل داشته باشند.فشار تحت نرمال وقتی است که هنگامی که فشار داخل سیالات منفذی کم تر ازفشار هیدرواستاتیک باشد.این وضعیت زمانی به وجود می آید که سنگ مخزن دربین سنگ های ناتراوا محدود شده باشد.هم چنین به علت بهره برداری زیادازمخزن وفرآیند هایی که باعث افزایش حجم مخازن ویا انقباض سیالا ت منفذی می شوند به وجود می آید .مثل کاهش فشردگی سنگ درطی بالا آمدگی وفرسایش وایجاد شکستگی های کششی دراثر گسل و...

وقتی که فشار سیالات منفذی سازندی بیش تر ازفشار هیدرواستاتیک باشد فشار فوق نرمال نامیده می شود که می تواند درطی حفاری بسیار مخاطره آمیز باشد علل زیادی برای ایجاد فشار فوق نرمال وجود دارد مانند فرآیند های آرتزین ،فرآیند های تراکمی ودیاژنزی .درفرآیند دیاژنزی که سبب آزاد شدن آب درسیستم بسته شود می تواند فشار فوق نرمال را ایجاد کند .مثال تبدیل ژیپس به انیدریت ،تبدیل کانی های رسی به یک دیگر که آب زا می باشند .هم چنین بلوغ کروژن به دلیل تغییر ازفاز جامد به فاز مایع می تواند باافزایش حجم ،افزایش فشار منفذی را دریک سیستم بسته موجب گردد.

4-5 فشار سازندی فشارسازندی درزیر سطح زمین از رابطه ی زیر به دست می آید:

Pfm= Ps+(TVD Ge)

Pfm:                                    فشار سازندی

Ps:                     فشار سطحی( psi7/14)

TVD:                       عمق عمودی حقیقی (ft)

Ge:گرادیان فشارسیال نسبت به عمق

فشار سازندی درزیر سطح زمین قبل از حفر یک چاه باید تخمین زده شود تا بتوان گل حفاری و جداره ی مناسب برای چاه به کاربرد.بدیهی است که پس ازتخمین فشار سازندی درطی حفاری ازگل حفاری با چگالی مناسب به منظور جلوگیری ازفوران چاه استفاده خواهد شد .فشار هیدرولیکی حاصل از گل حفاری درته چاه ازرابطه ی زیر محاسبه می شود.

Pmud= Ps+(TVD Gm)

Pmud:       فشار هیدرولیکی گل حفاری درته چاه

Ps:                     فشار سطحی( psi7/14)

TVD:                      عمق عمودی حقیقی (ft)

Gm:            گرادیان فشارگل حفاری

معمولا چگالی گل حفاری برحسب پوند /گالن بیان می شود.یک پوند درگالُن ،گرادیان فشاری معادل psi 0519/0 درهرفوت دارد.معمولاحفارها سعی می کنند گل حفاری با چگالی یک پوند برگالن (PPG1 ) بیش تر به عنوان ضریب اطمینان به کاربرند.تا فشار گل حفاری برفشار سازندی غلبه کند .اگرفشارسازندی درهرعمق بیش تر از فشارگل حفاری می باشد.سیال سازند به داخل چاه جریان خواهد یافت .اگرسیال سازندی دارای گازباشد .گاز درطی بالا آمدن افزایش حجم پیدامی کند وچگالی گل کاهش می یابد.این پدیده سبب کاهش فشارهیدرولیکی گل می شود . دراین حالت چاه دروضعیت خطرناک فوران قرارمی گیرد.درچنین وضعیتی بایدچگالی گل حفاری به سرعت افزایش یابد وگازهای حاصله سریعا ازگل تخلیه شود.

 

+ نوشته شده در  دوشنبه سی ام اردیبهشت 1387ساعت 18:54  توسط مهدی داودی(کارشناس ارشد چینه فسیل) | 

فصل پنجم

مهاجرت نفت

5-1مقدمه:

پدیده ی مهاجرت به دوبخش مهاجرت اولیه وثانویه قابل تقسیم است.

مهاجرت اولیه به حرکت نفت وگاز ازسنگ منشاء به لایه های تراواویا معبر گفته می شود.درصورتی که درطی مهاجرت ثانویه نفت وگازدرلایه ی تراوا حرکت می کنند تا این که دریک تله نفتی متمرکز شود.تفکیک وجدایش این دونوع مهاجرت ازیک دیگر بسیار مهم است. مهاجرت اولیه احتمال به مسافت کم تر از 4100 متراست ودیگر رفتارپیچیده ی نفت ،آب منفذی آزاد وسطوح کانی های رسی که دراطراف ساختمان خود آب رانگه می دارند می باشد.درصورتی که مهاجرت ثانویه می تواند درساختمان طولانی انجام شود.دراین نوع مهاجرت حرکت قطرات هیدروکربنی درسیال شبکه پیوسته منفذی که اشباع ازآب می باشد صورت می گیرد.

5-2 مهاجرت اولیه :مهاجرت اولیه درحقیقت یکی ازناشناخته های ی زمین شناسی نفت است چراکه مکانیزم آن به خوبی شناخته نشده است.کوچک بودن منافذ موجود درسنگ های منشاء وعدم تابعیت حل شدن هیدروکربن ها درآب ،ازدلایل شکل گیری پدیده ی مهاجرت اولیه است .مکانیزم های متفاوتی برای مهاجرت اولیه پیش نهاد شده است.

کلیه ی مکانیزم های مهاجرت اولیه رای می توان دردو دسته قرارداد یک دسته که نیاز به جرکت آب منفذی دارد.(مکانیزم های قطرات وحباب های هیدریوکربن)که توسط حرکت آب منفذی مهاجرت می کنند.دسته ی دوم شامل مکانیزم هایی است که مستقل از جریان آب منفذی است (مثل مکانیزم های انتشاروحرکت مستقل فاز هیدروکربن).

الف)مکانیزم قطرات یاحباب های هیدروکربن:حرکت هیدروکربن به صورت قطره یا حباب ازمیان خلل وفرج ریز واشباع ازآب سنگ منشاءدرگیرپدیده ی مویینگی است.تازمانی که اندازه قطرات یا حباب های هیدروکربن کو چک تر یا هم اندازه ی مجاری موجود درسنگ منشاءاست.هیچ محدودیتی درحرکت وجود نداردولی اگراندازه ی مجاری موجود درسنگ منشاءکوچک تراز قطرقطرات یاحبابهای هیدروکربن باشد برای حرکت باید بتوان برنیروی موینی غبله کردیعنی قطره باید تغییر شکل پیدا کند .کشش سطحی بین دو سیال آب هیدروکربن سبب ایجادمقاومت درمقابل این تغییر شکل می شود .زایش هیدروکربن هایی باوزن ملکولی کم از کروژن سبب افزایش حجم زیاد مولی می شود که موجب ایجاد نقاط یابسته های فشار درسنگ منشاء می شود که این فشارزیاد می تواندنیروی موردنیاز برای غلبه برنیروی مویینگی رادردسترس قراردهد.

ب) مکانیزم محلول ملکولی :

مهاجرت هیدروکربن به صورت محلول ملکولی برای برخی از آروماتیک های سبک مثل بنزن مکانیزم مناسبی به نظر می رسد.حتی باوجود قابلتی حلالیت کم درصورتی که حجم قابل توجهی آب بتواند ازسنگ فشرده وخارج شود ممکن است مقادیر قابل توجهی ازهیدروکربن ازسنگ منشاءخارج شود.

راه هایی وجود داردکه باآن ها قابلیت حلالیت هیدروکربن درآب افزایش می یابد یکی از آن های باتشکیل پترولیوم است.این مدل پیش نهاد می کند که آن چه از سنگ منشاءخارج می شود هیدروکربن های نفتی نیستند.بلکه مواد اولیه مهم تری مثل الکل ها واستون ها می باشد که باسهولت بیش تری نسبت به هیدروکربن درآب ازسنگ های منشاءخارج می شود.

ج)مکانیزم حرکت مستقل فاز هیدروکربن :این مکانیزم چنین بیان می کند که درابتدا فاز هیدروکربنی تشکیل شده از کروژن به وسیله ی پدیده ی انتشار خود رابه منافذ درقشر سنگ منشاء رسانده وتمرکزمی نماید.پس ازشکل گیری قطرات درشت واتصال آن ها به یک دیگر آن ها به یک دیگر آن ها می توانند شروع به حرکت نمایند.

د)ایجاد ریز شکستگی درسنگ منشاء:همان گونه که گفته شد زایش هیدروکربن از کروژن می تواند فشار زیادی ایجاد نماید این فشارممکن است آن قدر زیاد شود که سبب ایجاد ریز شکستگی هایی با قطران برزگ تر ازقطر منافذ درشبکه شود که موجب تسهیل مهاجرت اولیه نفت خواهد شد.

و) مکانیزم شبکه ی سه بعدی به هم پیوسته مواد آلی:این مدل بیان می کند که مهاجرت اولیه ی هیدروکربن هاازمیان شبکه ی سه بعدی به هم پیوسته  کروژن بدون این که وارد متن سنگ شوندانتقال می یابند این فرایند فقط درشیل های سیاه غنی ازمواد آلی وبرخی ازسن های کربناته امکان پذیراست.

ه)مکانیزم های متفرقه:ممکن است افزایش فشار درسنگ منشاء به دلیل افزایش دما اتفاق بیش تر وممکن است وضعیت های مختلف زمین شناسی سبب ایجاد یک یاچند مکانیزم برای مهاجرت اولیه نفت باشد .پس درنتیجه درمکانیزم های متفرقه ممکن دویا چند مکانیزم دخیل باشد.

5-3 تاثیرزه کشی سنگ منشاءمهاجرت اولیه:زه کشی سنگ منشاء فاکتوردیگری نیز وجود داردکه مهاجرت اولیه را کنترل می کند.زه کشی درواقع توانایی سنگ منشاءدرانتقال هیدروکربن تولید شده به لایه های سنگ معبر است.حرکت هیدروکربن درمواردی درامتداد لایه بندی سنگ آسان تر ازجهت عمود برلایه بندی است.هم چنین هیدروکربن های سبک تر آسان تر از هیدروکربن های سنکین تر حرکت می کند هم چنین هرچقدر ضخامت لایه های سن منشاء کم تر باشد.میزان زه کشی بیش ترمی شود.پس هر چه انباشته نفتی بزرگ تر باشد نفت بایستی از سطوح بیش تری ازسنگ منشاء سرچشمه گرفته باشد .به عنوان مثال یک میدان نفتی به قطر3 کیلومتر یک شبکه ی زه کشی به شعاع 15کیلومتر داشته باشد.

5-4 مهاجرت ثانویه:مکانیزم مهاجرت ثانویه خیلی بهتراز مهاجرت اولیه شناخته شده است.درخلال مهاجرت ثانویه پترولیوم به صورت قطرات نفت درمنافذ سنگ مخزن تراوا حرکت می کند.چون قطر منافذ درسنگ مخزن داشته است حتی قطرات نسبتادرشت نفت نیز قاردبه حرکت هستند فرآیند های فیزیکی که باعث مهاجرت ثانویه می شوند شامل شناوری ،فشارمویینگی ،گرادیان هیدرودینامیکی است.دراثر پدیده ی شناوری که ناشی ازاختلاف چگالی بین هیدروکربن وآب سازندی است.قطرات نفت درداخل لایه های بعد به طرف بالا حرکت می کند.حرکت تازمانی که قطرات به منافذی با قطر کم ترازخود برسد ادامه دارد.

مهاجرت ثانویه عموما درامتداد لایه بندی لایه ها ی معبر صورت می گیرد .بنابراین مهاجرت جانبی می توانددردامنه ی وسیعی ازمسافت ها صورت گیرد.وقتی که  سنگ مخزن به سنگ منشاء نزدیک باشد مهاجرت کوناه صورت می گیرد .

5-5 مسیرهای مهاجرت ونوع حوضه : به طور کلی سه سیستم مهاجرت اصلی درحوضه هایی با طرح  های تکتونیکی مختلف شناسایی شده است.

1-      سیستم مهاجرت گسلی :دراین سیستم بیش تر درریف های قاره ای (قسمت های درحال کشش حوضه وحوضه های پشت کمان ) دیده می شود.فرونشست شدید وجریان ماگمایی زیاد باعث نهشته شدن سریع وبلوغ سن گهای منشاء می شود.نفت عمدتا درجهت عمودی ودرطول شبکه حاصل از گسل حرکت می کند.گسل های بسته باعث متوقف شدن مهاجرت می شود.

2-      سیستم های مهاجرت طولانی:این سیستم مهاجرت بیشتردر حوضه های کراتونی قدیمی یافت می شود .این حوضه ها درطول دوران زمین شناسی پایدار و دارای فرونشست کم وجریان گرمایی کم بوده اند.تعداد لایه های سنگ منشاء خیلی محدود بوده واغلب به یک واحدچینه ای محدود می شود.زایش نفت عمدتا درمرکز حوضه صورت می گیرد .درحالی که نفت گیر ها درلبه های حوضه قرار دارند ،مسیر های طولانی مهاجرت ،مناطق زه کشی شده وسیعی ایجاد می کنند که ازدست دادن مقدارزیادی نفت سبک باعث ایجاد ماسه های قیری دراین سیستم مهاجرت می شود.

3-      سیستم مهاجرت پراکنده :این سیستم درمناطقی که تحت کوه زایی فعال قرار دارد دیده می شود پراکندگی گسترده ی مخازن نفت وگاز درحضه ی رسوبی نتیجه ی ا این سیستم است این سیستم برای مهاجرت طولانی مناسب نیست  ومسیرهای مهاجرت به صورت جانبی ،عمودی وکم مسافت است .میزان پراکندگی سیستم بستگی به تکتونیک ،گسل ها وچین های حاصله دارد.

5-6 مسیرهای مهاجرت(Migration Pathways):مسیرهای مهاجرت راه هایی است که هیدروکربن به طرف محل تجمع خود حرکت می کندکه می تواند به شکل های تقارن دایره ای تا منحنی های نامتقارن کشیده ،متغییر است.شکل زیر

5-7 نحوه ی پرشدن مخازن ازهیدروکربن :پرشدن یک مخزن اشباع ازآب فرایندی تدریجی  است که درطی این فرایند نفت به صورت پیش رونده ای جایگزین آب منفذی می شود .عقیده براین است که نفت مهاجرت کرده ،فقط درسیستم های منفذی بزرگ تر لایه های معبر که فشارهای مویینه ی پایین تری دارند جای می گیرد .درحالی که تجمع نفت بیش تر وبیش تر می شود نیروی شناوری افزایش یافته وبه تدریج بخش های دیگرمخزن ازنفت پرخواهد شد.

5-8 اهمیت توالی فرآیند ها درتجمع اقتصادی هیدروکربن

عموما برای تجمع اقتصادی نفت چندین عامل وفرآیند مهم لازم است که بایستی دریک توالی به خصوص رخ دهند.هرانحرافی ازاین توالی مانع تجمع نفت خواهدشد.دراین توالی زمان بحرانی (Critical Moment) برای تجمع هیدروکربن درنظر گرفته شده است. زمان بحرانی ،مبین این است که زایش ومهاجرت نفت قطعا بایستی بعد ازتشکیل نفت گیرباشد ،درغیر این صورت ،نفت حاصله ممکن است درسطح وسیع پخش وبه هدربرود.شکل زیرتوالی فرآیند های لازم برای انباشت اقتصادی هیدروکربن رانشان می دهد.

 

 

+ نوشته شده در  یکشنبه بیست و نهم اردیبهشت 1387ساعت 19:31  توسط مهدی داودی(کارشناس ارشد چینه فسیل) | 

فصل ششم

سنگ مخزن(The Reservoir Rock)

1-6 مقدمه:سنگ مخزن سنگی است که هم دارای ظرفیت ذخیره سازی بوده (متخلخل باشد)وهم توانایی عبورسیال از میان خود را داشته باشد (تراوا باشد)درارزیابی یک مخزن ازکلیه ی تکنیک ها وروش های استفاده می شود تابتوان پارامترهای زمین شناسی وپتروفیزیک کنترل کننده ی حرکت سیال را درآن مشخص نمود پس به طور کلی دو خاصیت مهم فیزیکی سنگ مخزن دارا بودن تخلخل ونفوذپذیری است .توصیف یک مخزن برای کسب پارامترهای زیر ضروری است:

تعیین ظرفیت ذخیره

تعیین هدایت هیدرولیکی

تعیین پراکندگی نسبی تخلخل ونفوذ پذیری

پیش بینی عمل کرد یک مخزن

برآورد مقدارتولید

درطبیعت بیش ترین نفت وگاز درسنگ مخزن های ماسه سنگ وکربنات ها قرار دارد علاوه بر آن ممکن است درسنگ های آذرین ودگرگونی درشرایط ویژه (مثلاشکستن سنگ ها)هیدروکربن تجمع یابد .

6-2 عوامل موثر بر تخلخل ونفوذپذیری سنگ مخزن:

عوامل مختلف زمین شناسی ممکن است حجم فضا های خالی سنگ راتغییرداده وتخلخل کم تریا بیش تر ایجاد نماید تراکم سیمانی شدن وتبلور مجددسبب کاهش تخلخل ولی انحلال دولومیتی شدن ودرزوشکاف برداشتن باعث افزایش تخلخل می شود.هرقدراختلاف فشاردوسر یک سنگ مخزن وهم چنین سطح مقطعی که مایع ازآن عبورمی کندبیش تر باشد نفوذ پذیری افزایش می یابد وهرچه قدر لزجت سیال بیش تر باشد وطول مسیر انتقال سیال بیش تر باشد،نفوذ پذیری کم تر می شود.طبق فرمول زیر:

Q«نفوذ پذیری

K»ضریب نفوذ پذیری

A«سطح مقطع

L»طول

»اختلاف فشار

«لزجت سیال

6-3 انواع مهم سنگ مخزن

طبقه بندی سنگ مخزن براساس جنس سنگ انجام می گیرد چون بیش تر مخازن عمده ی نفت وگاز جهان درسنگ های مخزن رسوبی قرار دارند .این طبقه بندی ازنوع سنگ های رسوبی الهام می گیرد.سنگ مخزن مهم ازنظر میزان ذخیره وتعداد درسه گروه عمده ی آواری ،کربناته ومتفرقه قرار می گیرد.

الف) سنگ مخزن های آواری :سنگ مخزن های آواری به گروه های زیر تقسیم می شود:

1-      سنگ مخزن های ماسه سنگی :سنگ مخزن های ماسه سنگی خود به کوارتز آرنایت ها،ماسه سنگ های گری وکی ،ماسه سنگ های کوارتزیتی وماسه سنگ های آرکوزی تقسیم می شود.که ازاین میان ماسه سنگ های گری وکی وآرکوز کم ترین پتانسیل وماسه سنگ های کوارتز آرنایتی به علت جورشدگی وگردشدگی خوب ورس شدگی (مچوریتی بالا) رادارند،بهترین پتانسیل سنگ مخزن رادارند.یکنواختی تخلخل ونفوذ پذیری درسنگ های ماسه ای بیش از کربناته بوده وهم چنین تعداد مخازن نفت وگاز کش شده در ماسه سنگ ها بیش از انوا ع دیگرسنگ مخزن هاست(*ولی میزان ذخیره ومقدار کل بهره برداری ازمخازن کربناته بیش تر است.)

ماسه سنگ بورغان به سن کرتاسه، سنگ مخزن میدان نفتی بورغان را که بزرگ ترین میدان نفتی ماسه سنگی جهان است را درکویت می سازد.

2-      سنگ مخزن های کنگلومرایی :چون مقدارکنگلومرا درحوضه های رسوبی زیاد نیست ازاین رو نقش مهمی را درایجاد مخازن نفت وگاز ایفا نمی کند.سنگ مخزن های کنگلومرایی معمولا به صورت عدسی درداخل ماسه سنگ هاموجود می باشند.درپنسیلوانیا ،شرق تگزاس وچین سنگ مخزن هایی از جنس کنگلومرا دیده شده است.

ب) سنگ مخزن های کربناته:بیش تر ذخایر کشف شده درایران وخاورمیانه دراین گونه سنگ مخازن قراردارند.قابلیت جریان نفت درسنگ مخزن کربناتی درز دار ،به مراتب بیش ازسنگ مخزن ماسه سنگی متوسط است .سنگ های کربناته خودبه دوگروه اصلی سنگ های آهکی وسنگ های دولومیتی تقسیم می شود.

سنگ های آهکی :سنگ های آهکی براساس طبقه بندی های مختلف تقسیم بندی می شود .دراین میان سنگ های کربناته ی دانه ریز آواری مثل رس سنگ ها(میکرایت)کم ترین پتانسیل سنگ مخزن را دارایند .واما گرین استون واوواسپارایت به دلیل آن که دارای ماتریکس رسی کم تر ومچوریتی بهتری است ،پتانسیل بالاتری برای مخزن بودن را دارایند.واما تبدیل آهک به دولومیت باعث افزایش یازده درصدی تخلخل سنگ می گردد.به عنوان مثال سنگ مخزن آسماری آهکی است و سنگ مخزن خانگیران ومزدوران دولومیتی است.

ج)سنگ مخزن متفرقه :سنگ مخزن های عمده ی این گروه شامل سنگ های آذرین ودگرگونی وشیل های شکاف داراست این کانسارها اگرچه ازنظر زمین شناسی به علت تجمع نفت وگاز درمخزن های غیرمتعارف جالب هستندولی ازنظراقتصادی حائز اهمیت نمی باشند.مثلا درژاپن وآرژانتین  درداخل توف ها وسنگ های ریولیتی نفت ذخیره شده است.

 

فصل هفتم

پوش سنگ(Cap Rock)

7-1 مقدمه :پوش سنگ ها درواقع سنگ هایی هستند که می توانند از حرکت روبه بالای هیدروکربن جلوگیری نمایند.پس پوش سنگ سنگی است نفوذ ناپذیر که عموما کیفیت یک پوش سنگ به ضخامت ،ارتفاع ستون هیدروکربن زیر آن فشار جانبی وگسترش جانبی آن بستگی دارد.باافزایش پارامترهای فوق کارایی یک پوش سنگ افزایش می یابد.

7-2 انواع مهم پوش سنگ:انواع مهم پوش سنگ درپنج گروه زیر قرارمی گیرد.

1)      سنگ های پوشش تبخیری :مهم ترین سنگ پوشش ها را سنگ نمک وسنگ گچ تشکیل می دهند.نمک ازناتراواترین کانی هاست.هم چنین خاصیت پلاستیک داردوهم چنین انیدریت نیز دارای این ویژگی هاست درنتیجه یا نمی شکند ویا اگر گسلی از داخل آن عبورکند نمک آن شکستگی را می پوشاند.یکی ازمعروف ترین سنگ پوشش های جهان سنگ پوشش تبخیری سازند گچساران می باشد.که مخزن آسماری را می پوشاند.درحوضه ی رسوبی ایرا ن مرکزی بخش زیرین سازند قرمز فوقانی که از لایه ای انیدریت ونمک است سنگ پوشش سنگ مخزن  قم رامی پوشاند.

2)      سنگ پوشش های آواری :رس سنگ ها وشیل ها به دلیل ناتراوایی شان سنگ پوشش های مناسبی را می سازند .درمیان رس ها کائولینیت به دلیل مقاومت کم تر درمقابل شکستگی ضعیف ترین ومونت موریونیت به دلیل خاصیت شکل پذیری اش بهترین سنگ پوشش را می سازد.

3)      سنگ پوشش های مارنی:مارن ها که مخلوطی از آهک ورس اند می توانند سنگ پوشش های نسبتا مناسبی را بسازند .این گروه ازپوش سنگ ها نسبت به سنگ های تبخیری وسنگ های رسی دارای ویژگی ضعیف تری برای سنگ پوشش بودن را دارند.

4)      سنگ پوش های آهکی:سنگ آهک ریز بلوریا میکرایت که از دیاژنز گل آهکی به وجود می آید به دلیل ریز دانه بودن خاصیت نفوذپذیری کمی داشته ومی تواند مانند رس سنگ ها سنگ پوشش مناسبی را تشکیل دهد.این لیتولوژی فقط درتاقدیس های باچین خوردگی ملایم ویا درنفت گیرهای چینه ای می تواند سنگ پوشش مناسبی را تشکیل دهند.

5)      سنگ پوشش متفرقه :هیدروکربن های جامد یا نیمه جامد مانند قیرها گاهی با مسدودنمودن  خلل وفرج سنگ ها راه عبور نفت وگاز را می بندند . و می توانند سنگ پوشش متفرقه را به وجود آورند ویا ماسه سنگ های رس دار نیز ممکن است به حدی ناتراوا شوند که پوشش سنگ رابسازند.

فصل هشتم

نفت گیر(Oil Trap)

8-1 مقدمه:نفت گیر یا تله ی نفتی یک از عوامل اصلی وضروری برای تجمع هیدروکربن می باشد.وقتی که نفت از سنگ منشاءبه وجود آید ازلایه های نفوذ پذیر به طرف بالاشروع به حرکت کرده ومی تواند به سطح زمین برسد.مگر این که مانعی درسه راه حرکت روبه بالای آن قرار گیرد .بتواند درساختاری به نام تله انباشته شود .درشکل زیر ساده ترین وفراوان ترین نوع نفت گیر یعنی نفت گیر تاقدیسی نشان داده شده است.

+ نوشته شده در  شنبه بیست و هشتم اردیبهشت 1387ساعت 22:46  توسط مهدی داودی(کارشناس ارشد چینه فسیل) | 

بالاترین بخش یک نفت گیر، قله وپایین ترین بخش آن نقطه ی فرار است که منطبق برسطحی است که یک نفت گیر پایین ترازآن سطح قادر به نگه داری هیدروکربن نیست.یک نفت گیرممکن است تا نقطه ی فرار از نفت مملو ویا فقط بخشی از آن پر شده باشد.فاصله ی عمودی بین قله تا نقطه ی فرار کلوژر نامیده می شود.یک نفت گیرممکن است دارای نفت، گازیا مخلوطی از هر دوباشد.سطح تماس بین آب ونفت (OWC) سطح مشترک بین بخشی است که عمدتا ازنفت اشباع بوده وبخشی که عمدتا ازآب اشباع می باشد به طورمشابه سطح تماس بین نفت وگاز(GOC) یا گاز وآب (GWC) وجود دارد.ارزیابی دقیق این سطوح قبل ازمحاسبه ی ذخیره ی مخزن ضروری است.وقتی که نفت وگاز باهم دریک نفت گیر وجود دارند گاز به علت چگالی کم تر دربالا قرار می گیرد .نوع هیدروکربن درسنگ مخزن به نوع کروژن ،درجه ی بلوغ سنگ منشاء ،درجه ی حرارت وفشار مخزن بستگی دارد.

مرز بین آب ونفت ممکن است مشخص یا تدریجی باشد.*مرزناگهانی مشخصه ی مخزن تراواست ومرز تدریجی مشخصه ی مخازن باتراویی کم وفشار موئینگی بالاست.*بلافاصله درپایین زون هیدروکربن دار آب زیرین قراردارد ودرمجاورت مخزن آب حاشیه ای دیده می شود.سطح تماس سیالات درنفت گیرها عمومامسطح است.مگر آن که جریان های هیدرودینامیکی درآب زیرین موجب کج شدن سطح سیالات شود.تمامی ضخامت ستون نفت احتمال داردهیدروکربن تولید نکند.زیرا درداخل ستون نفت مخزن ممکن است به دلیل ناهم گنی ،فواصلی وجود داشته باشدکه ازنظر تراوایی ضعیف بوده وهیدروکربن تولید نکند.

یک ستون نفت را می توان به سه بخش تفکیک کرد:

1-      بخش تولید کننده ی 100%نفت

2-      بخش تدریجی آب – نفت

3-      بخش تولید کننده ی 100% آب

بخش یک مخزن ممکن است حاوی درصدی آب باشد ولی به دلیل این که تراوایی نسبی نفت بسیاربیش تراز آب است لذا تولید از این بخش فقط نفت خواهد بود.بخش دوم که هم آب وهم نفت تولید می کند؛خود به دوبخش اقتصادی وغیراقتصادی قابل تفکیک است.وبخش سوم بخشی که فقط آب تولید می کند وآن به دلیل تراوایی نسبی کم نفت نسبت به آب است.مرزهای مختلفی دریک ستون نفتی تعریف شد.مرز نفت آزاد مرزی که درآن اشباع شدگی نفت درحدی است که اجازه ی تولیدنفت رابه صورت 100% می دهدواین مرزبرروی بخش تدریی قرار دارد ومعمولا بخشی است که نفت بیش از 70% اشباع شدگی دارد.مرز آب – نفت اقتصادی مرزی است که ازآن به بالا نفت به اندازه ی کافی واقتصادی تولید می شود.این مرزمعمولا منطبق برنفت اشباع شدگی بیش از 50% است.مرز تولید آب – نفت مرزی که تولید نفت از آن اقتصادی نیست این مرز معمولا منطبق بر نفت اشباع شدگی 15- 20% است.بخش تولید کننده ی 100% آب که زیرمرز نفت – آب تولیدی قرارداردصرفا آب تولید می کند ودارای اشباع شدگی خیلی کمی ازنفت است.

زمانی که نفت گازی که  دارای چگالی متفاوتی هستند بخواهند یک نفت گیر راپرکنند نفت که سنگین تر است توسط

گاز سبک تر که می خواهد بخش بالایی نفت گیر رااشغال کندجابجا می شود.درچنین حالتی ممکن است جایگزینی گاز به حدی برسد که نفت را ازطزیق نقطه ی فرار نفت گیر به بخش های دیگر براند.

8- 2 ظرفیت نفت گیر وتجمع نفت گیرها:ظرفیت نفت گیر برای ذخیره ی نفت وگازبه عوامل مهم زیربستگی دارد:

الف)حجم نفت گیر (ارتفاع کلوژر وابعاد نفت گیر)

ب) تخلخل ونفوذ پذیری سنگ مخزن

ج)فشارودرجه ی حرارت سیال داخل مخزن

تجمع دریک نفت گیر بایک سنگ مخزن منفرد Poolنامیده می شود.وجود چند مخزن مجاوربه یک دیگر چه ازنظر جانبی یا عمودی ،میدان نفتی (Field)را تولید می کنند .مانند میدان مسجد سلیمان

مجموعه ی میدان های نفتی موجود در یک حوضه ی  رسوب گذاری تحت عنوان ایالت Province یا حوضه Basin نامیده می شود.

8- 3 انواع مهم نفت گیرها:به طور کلی نفت گیرها درچهار گروه اصلی طبقه بندی می شوند :

1-      ساختمانی

2-      چینه ای

3-      هیدرودینامیک

4-      مرکب

1-نفت گیرهای ساختمانی »عمدتا ناشی از فرایند های بعد ازرسوب گذاری بوده ودرتکوین آن ها نیروهای زمین ساختی عامل اصلی .این نفت گیرها به دودسته ی

الف) چین خوردگی

ب) گسلی تقسیم می شوند.

ازمهم ترین نفت گیرهای چین خورده ،نفت گیرهای تاقدیسی می باشد.مثال های خوبی از این نفت گیرها درحوضه ی زاگرس وجود دارد.این نفت گیرها ناشی ازنیروهای تراکمی یا فشارش هستند .چین خوردگی درحوضه ی زاگرس به صورت چین های کم دامنه(Low Amplitude) است .وبه همین دلیل میادین منابع عظیم نفت وگاز تولید شده وپوش سنگ آن ها بیش تر تبخیری است.

*تقریبا تمام مخازن نفت وگازکشف شده در ایران وحدود 80%درجهان ازاین نوع (تاقدیسی )می باشند.نفت گیرهای تاقدیسی قوّار بزرگ ترین میدان نفتی جهان را درعربستان می سازد.این نفت گیر تاقدیسی ازشش تاقدیس  ساده تشکیل شده طول این میدان Km250 وعرض آن Km20 می باشد.میدان گازی فوق عظیم کنگان (پارس جنوبی)که بزرگ ترین مخزن گازی جهان است ازنوع تاقدیسی است.

2- نفت گیرهای نوع گسلی(Fault Traps ): دربسیاری از میدان هاگسل عامل تجمع وبه تله افتادن هیدروکربن هامی باشد.نقش اصلی گسل ها درایجاد نفت گیر قرار دادن لایه های مخزنی درمقابل لایه های ناتراواست.شکل زیر:

 

اما مشکل اصلی دررابطه با گسل ها این است که برخی ازگسل هابسته نیستند وسیالات داخل مخزن را ازخود عبور می دهند.به هرحال برای شکل گیری نفت گیر گسلی وجود دو عامل لازم است:

الف)سطح گسل بایستی به صورت یک سطح نفوذ ناپذیر عمل کند.

ب)سنگ های مخزن باید درمجاورت سنگ های ناتراواقرارگیرند.

انواع مختلف گسل ها مانند گسل نرمال- گسل معکوس -گسل راستا لغزوگسل تراستی وگسل رشدی می تواندباعث ایجاد نفت گیر گسلی شود.نفت گیر گسلی فهود درعمان مثالی از نفت گیرهای گسلی است.

3-نفت گیرهای نوع دیاپیری:فرآیند دیاپیریسم ازمکانیزم های مهم برای ایجاد انواع زیادی ازنفت گیرهاست.دیاپیرها یاگنبدهای نمکی از حرکت روبه بالای رسوبات سبک که عموما نفت یا رس های پرفشار هستندبه وجود می آید.حرکت نفت باعث ایجاد چندین ساختار برای انباشته شدن نفت می شود. گاهی اوقات دیاپیرهایی از رس ها مانند گنبد های نمکی به طبقات جوان وسنگین تر نفوذ می کنند ؛به طوری که گاهی به صورت گل فشان به سطح زمین می رسند درشکل زیر ساختمان یک گنبد نمکی هم راه با مناطق مختلفی ازآن ،که درآن نفت تجمع می یابد.نشان داده شده است.

میدان نفتی دمام اولین میدان نفتی کشف شده در عربستان سعودی ازنوع نفت گیر فوق کلاهک است.

4-نفت گیرهای چینه ای (Stratigraphic Traps) :شکل گیری نفت گیرهای چینه ای درارتباط با تغییرات لیتولوژیکی است .تغییر درلیتولوژی یا درطی رسوب گذاری صورت می گیرد .مثل تغییر رخساره دررسوبات کانال های رود خانه ای ویا ریف ها ویا ناشی ازتغییرات بعد از رسوب گذاری است مثل فرسایش رسوبات ویا دیاژنز. تعیین موقعیت نفت گیرهای چینه ای به مراتب مشکل تراز نفت گیرهای ساختمانی است؛چراکه این نوع نفت گیر ها به راحتی به وسیله ی مطالعات لرزه ای آشکارنمی شوند .وهم چنین فرآیند هایی که درتشکیل آن ها دخالت دارند عموما خیلی پیچیده هستند .با توجه به تقسیم بندی دیتن هاوس نفت گیرهای چینه ای را می توان دردوسته ی اصلی قرار داد:

الف)نفت گیرهایی که ارتباطی به سطوح ناپیوستگی ندارند مثل نفت گیرهای تغییر رخساره ای یا رسوبی ،نفت گیرهای دیاژنزی .

ب) نفت گیرهای چینه ای مرتبط با ناپیوستگی ها که ممکن است نفت گیر دربالای ناپیوستگی یا درزیرناپیوستگی به وجود آید.

5-نفت گیرهای هیدرودینامیکی :دراین نفت گیرها حرکت روبه پایین آب مانع ازحرکت روبه بالای نفت وگازمی شود.نفت گیرهایی که صرفا هیدرودینامیکی باشند بسیارکمیابند ولی بسیاری از نفت گیرها وجود دارند که نتیجه ی ترکیب نیروهای هیدرودینامیکی وعوامل ساختمانی وچینه ای هستند.

6-نفت گیرهای مرکب :نفت گیرهایی هستند که ازترکیب دویاچند نفت گیربه وجود می آیند .نفت گیرهای مرکب می توانند ناشی ازعوامل ساختمانی –چینه ای، ساختمانی وهیدرودینامیکی ،چینه ای وهیدرودینامیکی وغیره می باشد.

8-4 مقایسه ی اهمیت نفت گیرها:مقدار نفت درانواع مختلف نفت گیر هابسیار متفاوت است .از کل میدان های عظیم نفتی(Gaint Oil Field )شناخته شده که دارای بیش از 500میلیون بشکه ذخیره ی قابل بازیافت می باشند ؛نفت گیرهای تاقدیسی 75%نفت گیر های چینه ای 13% نفت گیرهای مرکب9% نفت گیرهای گنبد نمکی 2% ونفت گیرهای گسلی فقط 1% آن ها را شامل می شوند.

http://geologyinfo.blogfa.com

***

+ نوشته شده در  پنجشنبه بیست و ششم اردیبهشت 1387ساعت 21:50  توسط مهدی داودی(کارشناس ارشد چینه فسیل) | 
 

خاستگاه نفت وگازطبیعی

مقدارکربنی که درترکیب بافت های پلانکتون ها وجود داردوپس ازمرگ آن هارسوب می کند ازسوی گیاه شناسان وبیوشیمی دان هابه سالیانه ده ها هزار میلیون تن برآورد شده است .توده ی مواد آلی در نخستین مرحله ی تحول خود به وسیله ی خرد زیستوان(میکروارگانیسم ها)تجزیه وتبدیل به یک ماده ی قیری می شود واین نهشته نخستین ،مبدل به سنگ های قیری می گردد.درمرحله ی دوم که درپیوند با فرونشست این نهشته هااست براثر فشارودمای زیاد وبنابراین درنتیجه فعالیت شدید باکتری های ناهوازی (آنائروبیک  Anaerobic) وارگانیسم ها ی تخمیرکننده ،درماده ی بیتومین ایجاد تفریق شده واین ماده به صورت هیدروکربن های جامد ومایع وگازی درمی آید.نکته ی حائز اهمیت دراین فرآینداین است که  مواد رادیو اکتیوبه شکل طبیعی تجزیه می گردند که به پلی مری شدن متان وتشکیل نفت می انجامد.درمرحله ی سوم ،نفت وگاز ازناحیه ای که سری سازند نفت درآن جای داردبه سنگ هایی باساخت وشرایط لیتولوژی سازگار مهاجرت کرده و مخازن نفت وگاز راپدید می آورند.

 

مهاجرت نفت وگاز

بیش ترزمین شناسان براین باورند که ذخایر امروزی نفت و گاز از مهاجرت آن هابه صورت مایع یا گازی از جایی به جای دیگر دریک زمان زمین شناسی پدید آمده اند .مهاجرت نیزبه دو صورت رخ می دهد:

الف )مهاجرت ناحیه ای بیرون مخزن که ازمیان سنگ های باضخامت های متفاوت وازراه لوله های موئین ،منافذ،شکاف ها ودرزها صورت می گیرد

ب)مهاجرت موضعی درون مخزن که درخود چینه ی تراوش پذیر نگه دارنده ی آن ها روی می دهد.مهاجرت ممکن است درراستای قائم یاافقی یاترکیبی ازآن دو انجام گیرد .این پدیده به علت فشارهای استاتیک یا جنبشی (دینامیک)سنگ ها که نفت وگاز رابه سوئی می راندویا به علت انتشار آزاد آن ها ازناحیه ای با فشار زیاد به ناحیه ای با فشار کم روی می دهد .

 

ساخت زمین شناسی مخازن نفت وگاز

مخازن گازونفت ازدیدگاه ساخت به دوگروه تقسیم می شوند:

•ساخت چینه شناسی
•ساخت لیتولوژیکی

درمخازن چینه شناسی نفت وگاز محدود به چینه ها یا سنگ های مخزن معینی هستند.این گونه مخازن نیز دارای گروه های فرعی به نام های تاقنمایی (Vaulted) تکتونیکی و لیتولوژیکی می باشند.مخازن تود ه ای نفت وگاز محدود به چینه های معین نیستند .انواع فرعی این نوع مخازن عبارتند از :ساختاری ،پشته ای ،نمکی ،فرسایشی ولیتولوژی.

مخازن گازونفت که درفرمان یک ساخت زمین شناسی قراردارند درشرایط پهنه های چین خورده وسکوئی متفاوتند .درپهنه های چین خورده دوگروه ساخت قابل تفکیک می باشند:

•ساخت های تاقدیس دار
•ساخت های تک شیبی

دربخش های سکوئی چهار گروه ساخت دیده می شوند:

•بالازدگی های گنبدی وبراکی آنتی کلینالی
•تپه های فرسایشی ورشته ای
•قسمت های هم شیب
•گودال های ناودیسی

 

گاز از خام تا فرآورده

ذخائر زیر زمینی نفت و گاز
سوخت های فسیلی شامل نفت و گاز در عمق سه تا چهار کیلومتری اعماق زمین و در خلل و فرج لایه های آن و با فشار چند صد اتمسفر به صورت ذخیره می باشند. گازهای طبیعی زیرزمینی یا به تنهایی و یا به همراه نفت تشکیل کانسار (معدن) می‌دهند. که در هر دو صورت از نظر اقتصادی بسیار گران بها می‌باشد. درصورت همراه بودن با نفت، گازها در داخل نفت حل می‌شوند، و عمدتا نیز به همین صورت یافت می گردد و در این رابطه مولفه های فیزیکی مواد – حرارت و فشار مخزن تاثیرات مستقیم دارند و نهایتا درصورت رسیدن به درجه اشباع تجزیه شده و به لحاظ وزن مخصوص کم تر در قسمت‌های فوقانی کانسار و بر روی نفت یا آب به شکل گنبدهای گازی (GAS DOME) قرار می گیرند.گاها درمخازن، گازهای محلول در آب نیز مشاهده شده است .

گاز متان در حرارت و فشار موجود درکانسارها متراکم نمی گردد بنابراین همیشه به صورت گاز باقی مانده ولی در مخازنی که تحت فشار بالا هستند به شکل محلول در نفت در می اید . سایر اجزای گاز طبیعی در مخازن نسبت به شرایط موجود در کانسار در فاز مایع یا فاز بخار یافت می شوند. گازهای محلول در نفت به مثابه انرژی و پتانسیل تولیدمخزن بوده و حتی المقدور سعی می گردد به روش هایی از خروج آن ها جلوگیری گردد ولی در هر حال بسیاری از گاز محلول در نفت در زمان استخراج همراه با نفت خارج می گردد .در سال های پیش از انقلاب در صد بالایی از آن از طریق مشعل سوزانده می شدو به هدر می رفت ولی در سالهای بعد تا به حال به تدریج و با اجرای طرح هایی من جمله طرح آماک از آن ها به عنوان تولیدات فرعی استحصالی از میادین نفت کشور به منظور تزریق به مخازن نفتی - تولید مواد خام شیمیایی و سوختی با ارزش استفاده می‌کنند.

 

استخراج گاز
در ایران گاز طبيعی خام را از دو نوع چاه استخراج می نمایند .

1 – چاه های مستقل گازی - از قبیل میادین گاز پارس جنوبی – نار و کنگان – خانگیران - تابناک- حوضه های شانون، هما، وراوي و ميدان گازى پازنان و غیره .
2 – چاه های نفت - از قبیل میادین اهواز – آغاجاری – مارون - گچساران – بی بی حکیمه -رامشير و غیره . 

ترکیبات گاز طبیعی خام
1 - گاز طبيعی خام که از چاه های مستقل گازی استخراج می گردد و هنوز فرایندهای سرچاهی و پالایشی را طی نکرده است عمدتا از هيدروكربور متان به علاوه گاز اتان و همراه با هيدروكربورهای دیگر( سنگین و مایع) مانند پروپان – بوتان - و هيدروكربورهای سنگین تر يا چكيده نفتي (CONDENSATE) به علاوه بنزين طبيعي ( NATURAL GASOLINE) و همچنین مقداری از ناخالصی های غیر هیدروکربوری شامل بخار آب (H2O), كربن دي اكسيد(CO2) , كربن منواكسيد (CO), نيتروژن (N), هيدروژن سولفيد (H2S), هلیوم (He) كه درصد هر كدام بستگي به نوع مخازن دارد تشكيل شده است .
این چاه ها اصولا قادر به تولید در اندازه های تجاری بوده و محصول آنها با نام گاز غير همراه ( NON -ASSOCIATED GAS) نیز شناخته می گردند گازهای استخراجی از چاه های مستقل گازی یا نفت همراه ندارند و یا مقدارنفت همراه آن بسیار ناچیز می باشد.

گاز طبيعی خام استخراجی از چاه های مستقل گازی با خود مقداری شن - ماسه و آب شور به همراه دارد که قبل از ارسال به تاسیسات پالایشی در مجموعه تاسیسات سر چاهی و توسط ساینده ها از گاز جدا می گردند.
دستگاه های گرمکن موجود در نقاط مشخصی درطول خط لوله تا مرکز جمع آوری نیز مانع از انجماد بخار آّب موجود در گاز می گردند زیرا در صورت نبود این تجهیزات ترکیبات جامد و نیمه جامد هیدرات های گاز طبیعی احتمالی(کریستالهای یخ) در روند کار سیستم گردآوری ایجاد مشکلات عدیده می نمایند.
2 - گاز طبیعی خام از چاه های نفت نیز به دو صورت استخراج می گردد.
الف - در صورتی که گاز، محلول در نفت خام باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد.
ب - در تماس مستقيم ولی جدا از نفت باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) ناميده مي شود .

مشخصات و مزیت های گاز طبیعی
گاز طبیعی(متان – CH4) حاصل از عملیات فرآورش نهایی، دارای مشخصات بدون رنگ – بدون بو و سبک تر ازهوا می باشد. ارزش حرارتي يك گاز، مقدار حرارتي است كه در اثر سوختـن يك مترمكعب آن گاز ايـجاد مي شود که بدین ترتیب ارزش حرارتی هر متر مکعب متان تقریبا معادل ارزش حرارتی یک لیتر نفت سفید می باشد و به عبارت دیگر چنان چه یک فوت مکعب از آن سوزانده شود معادل با 252 کیلو کالری انرژی حرارتی آزاد می نماید که از این لحاظ در مقایسه با دیگر سوخت ها بسیار قابل توجه می باشد . هیدروکربن ها با فرمول عمومی CnH2n+2 اجزاء اصلی گاز طبیعی بوده و منابع عمده انرژی می باشند . افزایش اتم های کربن مولکول هيدروكربن را سنگین تر و ارزش حرارتی آن افزون تر می سازد. ارزش حرارتي هیدروکربن های متان و اتان از 8400 تا 10200 كيلو كالري به ازای هر مترمكعب آن ها مي باشد . 

ارزش حرارتي هیدروکربن پروپان برابر با 22200 كيلو كالري به ازای هر مترمكعب آن مي باشد . ارزش حرارتي هیدروکربن بوتان برابر با 28500 كيلو كالري بازای هر مترمكعب آن مي‌ باشد . گاز طبيعي شامل 85 درصد گاز متان و 12 درصد گاز اتان و 3 درصد گاز پروپان، بوتان، ازت و غيـره مي باشد
گاز طبیعی حاصل از میادین گازی سرخس حاوی متان بادرجه خلوص 98 درصد می باشد. ارجحیت دیگر گاز گاز طبیعی(متان – CH4) به سایر سوخت ها آن است که گاز طبيعي تميز ترين سوخت فسيلي است زیرا نه تنها با سوختن آن گاز سمي و خطرناك منواكسيد كربن توليد نمي گردد بلکه جالب است بدانیم که ماحصل سوخت این گاز غالبا آب به همراه حداقل میزان دی‌اكسیدكربن در مقایسه با تمام سوخت های فسیلی می باشد .

تفکیک گاز و نفت
گاز همراه با نفت
گازی که همراه نفت است الزاما باید از آن جدا شود تا نفت خالص و پایدار بدست آید. در صورتی که نفت و گاز استخراجی از چاه مستقیما به مخازن ذخیره نفت هدایت گردند.به علت سبک و فرار بودن گاز مقداری از آن از منافذ فوقانی مخزن ذخیره خارج شده و در ضمن مقداری از اجزای سبک و گران بهای نفت را هم با خود خارج می‌کند. از این رو نفت را پس از خروج از چاه و پیش از آنکه به مخزن روانه گردد به درون دستگاه تفکیک نفت و گاز هدایت می‌کنیم.


عملیات تفکیک گاز همراه از نفت خام اصولا با ابزار موجود در سر چاه و طی فرایندهای سرچاهی ، انجام مي شود .این عمل توسط دستگاهی بنام جداکننده سنتی که هیدرو کربورهای سنگین و مایع را از هیدروکربورهای سبک تر و گازی تفکیک می نماید صورت می گیرد. سپس اين دو هيدروكربن براي فرآورش بيشتر به مسیرهای مجزايي هدایت شده تا عملیات تصفیه ای لازم برروی آنها صورت گیرد.
این دستگاه به شکل یک استوانه قائم دربسته بوده که در آن با استفاده از نیروی گرانش ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط می‌گردد، و در این ضمن از سرعت آن نیز کاسته می‌شود. وقتی فشار و سرعت گاز به مقدار زیادی کاهش یافت بخش انبوهی از گاز ، از نفت جدا می‌گردد. آنگاه گاز حاصل را توسط لوله به مخزن دیگری هدایت می‌کنند گازی که از دستگاه جدا کننده خارج می‌گردد، غالبا از نوع گاز تر بوده و حاوی مقدار زیادی بنزین سبک(طبیعی) نیز می باشد. بنزین سبک (طبیعی) به لحاظ آنکه دارا ی ارزش فراوانی می باشد الزاما باید در مراحل بعدی از گاز طبیعی جدا گردد .

عملیات تفکیک گاز همراه از نفت خام اصولا با ابزار موجود در سر چاه و طی فرایندهای سرچاهی ، انجام مي شود .این عمل توسط دستگاهی بنام جداکننده سنتی که هیدرو کربورهای سنگین و مایع را از هیدروکربورهای سبک تر و گازی تفکیک می نماید صورت می گیرد. سپس اين دو هيدروكربن براي فرآورش بيشتر به مسیرهای مجزايي هدایت شده تا عملیات تصفیه ای لازم برروی آنها صورت گیرد.
این دستگاه به شکل یک استوانه قائم دربسته بوده که در آن با استفاده از نیروی گرانش ذرات گاز از هم باز و به اصطلاح منبسط می‌گردد، و در این ضمن از سرعت آن نیز کاسته می‌شود. وقتی فشار و سرعت گاز به مقدار زیادی کاهش یافت بخش انبوهی از گاز ، از نفت جدا می‌گردد. آنگاه گاز حاصل را توسط لوله به مخزن دیگری هدایت می‌کنند گازی که از دستگاه جدا کننده خارج می‌گردد، غالبا از نوع گاز تر بوده و حاوی مقدار زیادی بنزین سبک(طبیعی) نیز می باشد. بنزین سبک (طبیعی) به لحاظ آنکه دارا ی ارزش فراوانی می باشد الزاما باید در مراحل بعدی از گاز طبیعی جدا گردد .

گاز محلول در نفت خام
در مواردی که گاز در نفت خام محلول است مقداری از آن به جهت ماهیت گاز و تحت تاثیر کاهش فشار موجود در سر چاه از نفت جدا می گردد و سپس این دو گروه از هيدروكربن ها براي فرآورش بيش تر هر یک به مجاری مخصوص به خود فرستاده مي شوند.
1– تفکیک مایعات گازی
این فرایند اولین مرحله از مجموعه عملیات پالایش گاز طبیعی خام می باشد . دربه عمل آوري مايعات گازطبيعي فرایندی سه مرحله ای وجود دارد. زیرا ابتدا مايعات (NGL) توسط جاذب NGL از گازطبيعي استخراج و سپس ماده جاذب طی فرایند دوم قابلیت استفاده مجدد (مکرر) را در فرایند ابتدایی کسب می نماید و نهایتا در فرایند سوم عناصر تشکیل دهنده و گران بهای اين مايعات نیز بايد از خودشان جدا سازی شده و به اجزای پایه ای تبدیل گردند . که این فرایند در يك نيروگاه فرآورش نسبتا متمركز به نام کارخانه گاز مایع بر روی مایعات حاصل انجام مي شود. بخش اعظم مايعات گازي درمحدوده بنزين و نفت سفيد مي باشد . ضمن آن که مي توان فرآورده هاي ديگری مانند حلال و سوخت جت و ديزل نيز از آن توليد نمود. مواد متشكله در مايعات گازطبيعي (NGL) عبارتند از :


1- 1 اتان - ماده ای است ارزشمند و خوراک مناسب جهت مجتمع های پتروشیمی و تبدیل آن به ماده ای با ارزش بیش تر به نام اتیلن و پلی اتیلن . گازطبیعی میدان پارس جنوبي حدودآ حاوی شش درصد اتان می باشد كه با جداسازي آن و ساخت اتيلن و پلی اتیلن مزيت های اقتصادی فراوانی براي کشورمان ايجاد مي شود. کاربردفناوری تفکیک اتان از مایعات گازی در ایران بسیار جدید است و هم اکنون در فازهای 4و5 پارس جنوبی بکارگرفته می شود .

 

1- 2 گاز مايع (LPG) – گاز مایع عمدتآ شامل پروپان و بوتان بوده که آن را می توان با پالایش نفت خام نیز بدست آورد. ضمنآ در فرايند شكست ملكولي (کراکینگ) نفت خام و يا فرايند افزايش اكتان بنزین (ریفرم کاتالیستی) نيز این ماده ارزشمند به صورت محصول جانبي حاصل مي شود . درصد پروپان و بوتان موجود در گاز مايع (LPG) که مصارف سوختی در خودرو (کم تر) و در منازل (بیش تر) دارد متغیر بوده به طوری که در فصل گرم پروپان کم تر و در فصل سرد پروپان بیش تر خواهد بود در فصل سرد افزايش در صد پروپان به علت سبک تر بودن ،باعث تبخير بهتر سوخت می گردد . معمولا درصد پروپان در گاز مايع بين 10 الي 50 درصد متغير است .

1- 3 كاندنسيت ( condensate) شامل ترکیبات سنگین تر از بوتان  (C4H10) – مولکول هایی دارای اتم های کربن بیش تر و حالت مایع درشرایط اتمسفر را شامل می گردند. این ترکیبات را می توان به منظور صادرات پس از تثبیت فشار بخار و تنظیم نقطه ی شبنم طبق مشخصات اعلام شده متقاضی (خریدار) به مخازن انتقال یافته و به محض تکمیل ظرفیت مخزن صادر شوند.

 

ولی این گروه از هیدرکربورها به لحاظ ارزشمندی بيش تری که نسبت به دیگر محصولات جدا شده دارند مقرون به صرفه است كه طی فرایند دیگری در پالایشگاه کاندنسیت به سوخت هایی تبدیل گردد که تا کنون در پالایشگاه های نفت از پالایش نفت خام حاصل می گردید ولی این بار همراه با مزیت هایی که خواهد آمد . با توجه به این که پالايشگاه 500 ميليون دلاری كاندنسيت (مايعات گازي) در امارات متحده عربي بخشی ازخوراك مورد نیاز خود را از ایران تامین می نماید و حجم فراوان مايعات گازي که با بهره برداري از فازهاي پارس جنوبي و دیگر پالایشگاه های گاز کشور حاصل می گردد، احداث پالايشگاه هاي کاندنسیت با امکاناتی شامل يك برج تقطيرو چند فرآيند تصفيه و ريفرمينگ كاتاليستي بنا به مزیت های موجود در ذیل بسيار حائز اهمیت می باشد :
1 - توليد بنزين بيش از دو برابر بنزين توليدي در پالايشگاه های نفت.
2 - بدون تولید اندکی از نفت كوره و طبعا رفع مشكلات ناشي از توليد اين فراورده ضمن آنکه باقي مانده هاي تقطير مایعات گازی نیز به محصولات ميان تقطير و سبک تبديل می گردد .
3 – در ازای تخصیص نيمي از تجهيزات موجود در پالايشگاه هاي نفت خام به پالايشگاه كاندنسيت می توان محصولات با ارزش بيش تري توليد نمود .
4 - هزينه توليد هر واحد محصول دراين نوع پالايشگاه، بسيار پايين تراز پالايشگاه نفت خام است.
5 - ميزان سرمايه گذاري در مقایسه بااحداث پالايشگاه نفت خام حدوداً به نصف می رسد.
6 - درصورتي كه مجموعه مايعات گازي توليدي كشور به توليد بنزين و فراورده هاي ديگر اضافه شود، تا سال 1390 نيازي به واردات بنزين نخواهد بود

 

درحال حاضر کلیه مايعات گازي تولیدی در دو بخش صنايع پتروشيمي و پالايشگاه ها جهت خوراک مورد استفاده قرارگرفته و بخش سوم آن نيز صادر می گردد . مایعات گازی حاصل از پالایش گازهای ترش نیز ترش بوده و حاوی درصد فراوانی از هيدروژن سولفيد و مركپتان می باشد . بنابراين بعد از تقطير و تهيه فراورده ها، نياز به فرايندهاي پالايشي جهت زدودن و یاکاستن از میزان گوگرد و مركپتان موجود دارند .
هم اکنون پالايشگاه قدیمی مايعات گازي در بندرعباس روزانه 260 هزار بشکه نفت خام و 20 هزار بشکه مايعات گازى را فرآورش می کند . احداث پالايشگاه جدید مايعات گازي در بندرعباس به شرکت سرمايه گذاري نفت سپرده شده و مطالعات آن در حال انجام است. پالايشگاه جديد مايعات گازي در بندرعباس و با ظرفيت 360 هزار بشکه احداث می گردد . و تا کنون طراحي بنيادي و اخذ دانش فني آن طبق برنامه توسط شرکت ملي مهندسي و ساختمان نفت به پایان رسیده است .
قدیمی ترین پروژه از این دست پروژه واحدهای تقطیر مایعات گازی پالایشگاه گاز شهید هاشمی نژاد(خانگیران) است که پیشینه 20 ساله دارد . درآن زمان پیشنهاد داده شد که مایعات تولیدی از میادین شمال شرقی( خانگیران )در واحدهای تقطیر به فرآورده های نفتی هم چون حلال های ویژه نفتی ، نفتا ، نفت سفید و گازوئیل مرغوب تبدیل شود. پروژه واحدهای تقطیر مایعات گازی خانگیران مورد تایید برنامه ریزی تلفیقی شرکت ملی نفت ایران نیز قرارگرفت . شرکت ایتالیایی I.M.S در سال 1380طی یک مناقصه مسئولیت ساخت واحدهای تقطیر را بدست گرفت . این شرکت در همان سال (1380 ) مشغول ساخت دستگاه های مربوطه شد .


2- حذف دي اكسيدكربن و سولفور
بعد از جداسازي مایعات گازی از گاز طبیعی خام دومین قسمت از فرآورش گاز نیز صورت می گیرد که شامل جداسازي دي اكسيد كربن و سولفيد هيدروژن است. گازطبيعي بسته به موقعیت چاه مربوط، مقادير متفاوتی از این دو ماده را شامل می گردد.
فرایند تفکیک سولفيد هيدروژن و دي اكسيد كربن از گازترش، شيرين كردن گاز ناميده مي شود. سولفيد هيدروژن و دي اكسيد كربن را می توان سوزاند و از گوگرد نیز صرف نظر نمود ولی این عمل باعث آلودگی شدید محیط زیست می گردد . با توجه به اینکه سولفور موجود در گاز عمدتآدر ترکیب سولفيد هيدروژن (H2S )قرار دارد؛

حا ل چنانچه میزان سولفيد هيدروژن موجود از مقدار 7/5 میلی گرم در هر متر مکعب گازطبيعي بیش تر باشد به آن گاز ترش اطلاق می گردد. وچنانچه از این مقدار کم تر باشد نیاز به تصفیه نمی باشد.
سولفور موجود درگازطبيعي به علت دارا بودن بوي زننده و تنفس های مرگ آور و عامل فرسایندگی خطوط لوله انتقال، گاز را غیر مطلوب و انتقال آن را پر هزینه می سازد. تکنیک های مورد استفاده در فرايند شيرين سازی گاز ترش موسوم به «فرايند آمين» که متداول ترین نوع در عملیات شیرین سازی می باشد تشابه فراوانی با فرايندقبل( جاذب NGL) و فرایند بعدی خود یعنی نم زدايي توسط گلايكول دارند . مواد مورد استفاده دراین فرایند انواع محلول هاي آمين می باشد. دراین نوع فرایندها اغلب از دو محلول آمين به اسامی : مونو اتانول آمين (MEA) و دي اتا نو ل آمين (DEA ) استفاده می گردد.

 

گاز ترش از ميان برجی که با محلول آمين پر شده است جریان داده می شود .تشابه خواص ملکولی محلول آمین با سولفور موجود در سولفید هیدروژن باعث می گردد تا بخش عمده ای از مواد سولفوره جذب محلول گردد و سپس این محلول با شرکت در فرایند ثانوی ضمن جداسازی از سولفید هیدروژن جذب شده مجددا قابل بهره برداری در فرایند ابتدایی می گردد . روش دیگری در رابطه با شيرين سازي گاز ترش با استفاده از جاذب هاي جامد براي جداسازي دي اكسيدكربن و سولفيد هیدروژن نیز وجود دارد. دي اكسيدكربن حاصل از فرایند از طریق مشعل وارد محیط شده و طبعآ آلودگی هایی از خود به جا می گذارد که اجتناب ناپذیر می باشد . ولی سولفيد هیدروژن حاصل از فرایندقبل پس از انتقال به واحد گوگرد سازی با شرکت در فرایندی کاتالیستی و با واکنش های گرمایی به نام فرایند کلاوس سولفور موجودرا به صورت مایع آزاد می نماید. مایع حاصل بعد ازانتقال به واحددیگری و بعد از عملیات دانه بندی و انبار می شود این فرایند تا 97 درصد سولفور موجود در گاز طبیعی را باز یافت می نماید. این ماده که سولفور پایه نامیده می شود به شکل پودر زرد رنگ بوده و آن را می توان داخل محوطه پالایشگاه یا خارج از آن مشاهده نمود. البته نظر به نیازبازار جهانی ، سولفور موجود بعد از استخراج و تصفیه و آماده سازی کامل جزو اقلام صادراتی محسوب و جداگانه به بازار عرضه می گردد .

انواع گاز طبیعی

الف :گاز ساختگی یا مصنوعی (SUBSTITUTE NATURAL)
گاز ساختگی را می توان مانند گاز سنتز از گازسازی زغال سنگ و یا گازرسانی مواد نفتی بدست اورد ارزش گرمایی این گاز در مقایسه با گاز سنتز بسیار بالاتر است چون مانند گاز طبیعی بخش عمده آن را گاز متان تشكیل می دهد. گاز ساختگی را می توان با روش لورگی نیز بدست آورد.

ب: گاز سنتز (SYNTHESIS GAS)

گاز سنتز گازی است بی بو ، بی رنگ و سمی كه در حضور هوا و دمای ۵۷۴ درجه سانتیگراد بدون شعله می سوزد. وزن مخصوص گاز سنتز بستگی به میزان درصد هیدروژن و كربن منواكسید دارد از گاز سنتز می توان به عنوان منبع هیدروژن برای تولید آمونیاك ،متانول و هیدروژن دهی در عملیات پالایش و حتی به عنوان سوخت استفاده كرد گاز سنتز از گاز طبیعی ، نفتا، مواد سنگین و زغال سنگ بدست می آید . معمولا برای تولید هر یك تن گاز سنتز كه در آن نسبت مولی H۲/CO=۱ باشد ، به ۰/۵۵ تن متان نیاز است . در صورتی كه این نسبت ۳ باشد ۰/۴۹ تن متان لازم خواهد بود. تهیه گاز سنتز از منابع هیدروكربورها امكان پذیر است كه به شرح زیر خلاصه می شود:

۱- تهیه گاز سنتز از زغال سنگ در فرایند تهیه گاز سنتز از زغال سنگ و یا گازی كردن زغال سنگ بخار آب و اكسیژن در دمای ۸۷۰ درجه سانتیگراد و فشار ۲۷ اتمسفر با زغال سنگ تركیب می شود محصول حاوی ۲۲.۹ درصد هیدروژن ۴۶.۲ درصد كربن منو اكسید ،۷.۸ درصد كربن دی اكسید ، ۲۲.۵ درصد آب و ۰.۶ درصد كربن متان و نیتروژن است پس از جداسازی گاز كربن دی اكسید ، محصول برای فروش از طریق خطوط لوله عرضه می شود.

 

۲- تهیه گاز سنتز از مواد سنگین نفتی، مواد سنگین نفتی با اكسیژن ( نه هوا) در دمای ۱۳۷۰ درجه سانتیگراد و فشار ۱۰۲ اتمسفر تركیب شده و گاز سنتز تولید می كند.۳- تهیه گاز سنتز از نفتا، نفتا با بخار آب در مجاورت كاتالیست نیكل در دمای ۸۸۵ درجه سانتیگراد و فشار ۲۵ اتمسفر تركیب وگاز سنتز حاصل می شود.۴- تهیه گاز سنتز از گاز طبیعی ،این روش كه در جهان متداول تر است در در دو مرحله كراكینگ و خالص سازی ، گاز طبیعی به گاز سنتز تبدیل می گردد.در این روش از كبالت ، مولیبدیم و اكسید روی به عنوان كاتالیست استفاده می شود. محصول نهایی حاوی ۸۳.۸ درصد هیدروژن ، ۱۴.۸ درصد كربن منواكسید ۰.۱ درصد كربن دی اكسید و مقداری متان نیتروژن و بخار آب است. فرایند تهیه گاز سنتز از زغال سنگ در شكل نشان داده شده است.

 

ج: گاز شهری (TOWN GAS)

اصطلاحا به گازی گفته می شود كه از طریق خط لوله از یك مجتمع تولید گاز به مصرف كنندگان تحویل می شود . گاز شهری یا از زغال سنگ و یا از نفتا تولید و در مناطقی مصرف می شود كه یا گاز طبیعی در دسترس نباشد و یا زغال سنگ ارزان به وفور یافت شود تركیب گاز شهری: هیدروژن %۵۰، متان%۲۰ تا %۳۰، كربن منواكسید %۷ تا %۱۷، كربن دی اكسید%۳، نیتروژن %۸، هیدروكربورها %۸ علاوه بر این ناخالصی های دیگری مانند بخار آب ، امونیاک ، گوگرد، اسید سیانیدریك نیز در گاز شهری وجود دارد. به گاز شهری گاز زغال سنگ و یا گاز سنتز نیز می گویند. در ایران گازی كه از طریق خط لوله به مشتركین در شهرها عرضه می گردد گاز طبیعی است و تركیب آن مشابه گاز شهری نیست.

د: گاز شیرین (SWEET GAS)

گازشیرین گازی است كه هیدروژن سولفید و كربن دی اكسید آن گرفته شده باشد.

س: گاز طبیعی (NATURAL GAS)

گاز طبیعی عمدتا از هیدروكربوها همراه با گازهایی مانند كربن دی اكسید ، نیتروژن و در بعضی از مواقع هیدروژن سولفید تشكیل شده است بخش عمده هیدروكربورها را گاز متان تشكیل می دهد و هیدروكربورهای دیگر به ترتیب عبارتند از اتان ، پروپان ، بوتان، پنتان و هیدروكربورهای سنگین تر ناخالصی های غیرهیدروكربوری نیز مانند آب ، كربن دی اكسید ، هیدروژن سولفید و نیتروژن در گاز طبیعی وجود دارد. گاز چنانچه در نفت خام حل شده باشد گاز محلول (SOLUTION GAS ) نام دارد و اگر در تماس مستقیم با نفت از گاز اشباع شده باشد گاز همراه (ASSOCIATED GAS) نامیده می شود.
گاز غیر همراه ( NON-ASSOCIATED GAS)از ذخایری كه فقط قادر به تولید گاز به صورت تجاری باشد استخراج می شود در بعضی موارد گاز غیر همراه حاوی بنزین طبیعی و یا چكیده نفتی

 ( CONDENSATE) استخراج می شود كه حجم قابل توجهی از گاز را از هر بشكه هیدروكربور بسیار سبك آزاد می كند.

ش: گاز طبیعی فشرده ( COMPRESSED NATURAL GAS)

گاز طبیعی عمدتا از متان تشكیل شده است و دراكثر نقاط جهان یافت می شود.گاز طبیعی را می توان از طریق خط لوله و یا به صورت گاز طبیعی مایع شده (LNG) با نفتكش حمل نمود. از گاز طبیعی فشرده و یا به اختصار سی ان جی می توان در اتومبیل های احتراقی به عنوان سوخت استفاده كرد در حال حاضر حدود یك میلیون وسیله نقلیه در جهان با گاز فشرده حركت می كنند. در ایتالیا در مقیاس وسیعی از سی ان جی استفاده می شود و در زلاندنو و آمریكای شمالی نیز استفاده از گاز طبیعی فشرده رواج دارد.
تركیبات گاز طبیعی متفاوت است و بستگی به نوع میدان گازی دارد كه از ان بدست امده است. ناخالصی ها شامل هیدروكربورهای سنگین ، نیتروژن ، دی اكسید، اكسیژن و هیدروژن سولفید می باشد. در اتومبیل گاز طبیعی فشرده باید در مخزن سنگین و بزرگ و در فشاری برابر ۲۲۰ اتمسفر ذخیره گردد. البته از لحاظ میزان ذخیره و ارزش حرارتی سی ان جی كه حدود ۸/۸ هزار ژول /لیتر است ( در مقایسه بنزین حدود ۳۲ هزار ژول می باشد مسافتی كه اتومبیل می پیماید محدود خواهد بود. )علاوه بر این به علت محدودیت تعداد ایستگاه های سوخت گیری، اتومبیل باید به نحوی طراحی شود كه علاوه بر سی ان جی بتواند از بنزین هم استفاده نماید.

مزایای سی ان جی به شرح زیر است:۱- موتور در هوای سرد به راحتی روشن می شود.۲-سی ان جی، اكتان بسیار بالایی دارد.۳- تمیز می سوزد و ته نشین كمتری در موتور ایجاد می كند.۴- هزینه تعمیراتی موتور كمتر است.۵- مواد آلاینده ناچیزی از اگزوز خارج می گردد.

معایب سی ان جی به شرح زیر است:

۱- چون به صورت گاز وارد موتور می شود هوای بیش تری در مقایسه با بنزین جایگزین می كند و در نتیجه كارایی حجمی پایین تری دارد.
۲- مسافت كوتاه تری در مقایسه با اتومبیل های بنزین طی می كند مگر انكه موتور بتواند علاوه بر گاز از بنزین هم استفاده نماید.
۳- قدرت موتور اتومبیل های گاز سوز روی هم رفته ۱۵ درصد كمتر از اتومبیل های بنزین سوز است.
۴- ساییدگی نشیمن گاه شیر كه بستگی به میزان رانندگی دارد بیش تر است.
۵- خطر بیشتر آتش سوزی در هنگام تصادف در مقایسه با اتومبیل های بنزینی ( البته تاكنون در سوابق ایمنی خطر بیشتر ثابت نشده است) در ایران طرح گاز سوز كردن خودروها یا استفاده از گاز طبیعی فشرده یكی از برنامه های اساسی شركت ملی گاز ایران است در شهرهای شیراز ، مشهد و تهران چندین جایگاه تحویل سوخت با تاسیسات و دستگاه های جانبی و كارگاه تبدیل سیستم خودروها از بنزین سوز به گاز سوز احداث شده و مورد بهره برداری قرار گرفته است و عملیات اجرایی برای ساخت تعداد دیگری ایستگاه در دست اجرا قرار دارد.

الف: مایعات گاز طبیعی (NATURAL GAS LIQUIDS)

مایعات گاز طبیعی معمولا همراه با تولید گاز طبیعی حاصل می شود. مایعات گازی (Gas liquids) نیز مترادف مایعات گاز طبیعی می باشد. مایعات گاز طبیعی را نباید با گاز طبیعی مایع و یا ال ان جی اشتباه كرد مواد متشكله در مایعات گاز طبیعی عبارت است از اتان ، گاز مایع ( پروپان و بوتان ) و بنزین طبیعی (natural gasoline) و یا كاندنسیت ( condensate) كه درصد هر كدام بستگی به نوع گاز طبیعی و امكانات بهره برداری دارد.
در سال ۱۹۹۶ كل تولید مایعات گاز طبیعی در جهان بالغ بر روزانه ۵.۷ میلیون بشكه بوده كه از این مقدار تولید اوپك در حدود ۲.۶ میلیون بشكه در روز گزارش شده است.

ب: گاز طبیعی مایع ( Liquefied natural gas LNG)

گاز طبیعی عمدتا از متان تشكیل شده است و چنانچه تا منهای ۱۶۱ درجه سانتیگراد در فشار اتمسفر سرد شود به مایع تبدیل می شود و حجم ان به یك ششصدم حجم گاز اولیه كاهش می یابد در نتیجه حمل آن در كشتی های ویژه به مراكز مصرف امكان پذیر می شود برای مایع كردن گاز متان می توان آن را تا ۲/۵ درجه سانتیگراد زیر صفر خنك نمود و تحت فشار ۴۵ اتمسفر به مایع تبدیل كرد این روش از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه است ولی از طرف دیگر حمل ان تحت فشار زیاد احتیاج به مخازن بسیار سنگین با جدار ضخیم دارد كه امكان پذیر نیست و از نظر ایمنی توصیه نمی شود در نتیجه در فرایند تولید گاز طبیعی مایع ، فشار آن رابه اندكی بیش از یك اتمسفر كاهش می دهند تا حمل آن آسان باشد.
اولین محموله گاز طبیعی مایع یا به اختصار ال ان جی به صورت تجاری در سال ۱۹۶۴ از الجزایر به بریتانیا حمل شد و از ان هنگام امكانات بندری و ذخیره سازی در بنادر بارگیری و تخلیه و همچنین ساخت كشتی های ویژه حمل ال ان جی احتیاج به سرمایه گذاری هنگفتی دارد در حالی كه قیمت فروش گاز طبیعی مایع در حال حاضر در سطح نازلی است لذا فروشنده و خریدار باید قبلاً نسبت به انعقاد یك قرارداد طولانی ۱۵ الی ۲۰ ساله نحوه قیمت گذاری و سایر شرایط توافق لازم را به عمل آورند.

در تولید گاز مایع چهار مرحله عمده وجود دارد:

۱- جداسازی ناخالصی ها كه عمدتا از كربن دی اكسید و در برخی از موارد تركیبات گوگردی تشكیل شده است.
۲- جداسازی آب كه اگر در سیستم وجود داشته باشد به كریستال های یخ تبدیل شده و موجب انسداد لوله ها می گردد.۳- تمام هیدروكربورهای سنگین جدا شده و تنها متان و اتان باقی می ماند.
۴- گاز باقی مانده تا ۱۶۰ درجه سانتی گراد سرد شده و به حالت مابع در فشار اتمسفر تبدیل می شود. گاز طبیعی مایع در مخازن ویژه عایق كاری شده نگهداری و سپس برای حمل به كشور مقصد تحویل كشتی های ویژه سرمازا( CRYOGENIC TANKERS) می گردد. در حین حمل معمولا بخشی از گاز تبخیر شده به مصرف سوخت موتور كشتی می رسد. در بندر مقصد گاز طبیعی مایع تخلیه می گردد تا هنگام نیاز به مصرف برسد قبل از مصرف گاز طبیعی مایع مجدداً به گاز تبدیل می شود. در فرایند تبدیل مجدد به گاز سرمای زیادی آزاد می شود كه می توان از این سرما مثلا برای انجماد موادغذایی و یا مصارف دیگر تجاری استفاده كرد .

ج:گاز غیر همراه (NON-ASSOCIATED GAS)

گاز غیر همراه از میادینی كه تنها تولید گاز از انها به صورت اقتصادی امكان دارد استخراج می شود به گاز استخراج شده از میادین نفت میعانی كه درصد گاز حاصله از هر بشكه هیدروكربورهای مایع شبكه خیلی زیاد است نیز گاز غیر همراه می گویند.

ذ: گاز مایع (LPG)

مایع و یا به اختصار ال پی جی از پروپان و بوتان تشكیل شده است گازی كه در سیلندر نگهداری می شود و در منازل مورد استفاده قرار می گیرد همان گاز مایع و یا مخلوط پروپان و بوتان است. گاز مایع را می توان از سه منبع بدست آورد:

۱- گاز طبیعی غیر همراه گاز ترو ترش از میدان گاز طبیعی را پس از خشك كردن و گوگردزدایی می توان تفكیك كرد و پروپان و بوتان را بدست آورد.

۲- گاز طبیعی همراه پس از تفكیك و پالایش گاز طبیعی همراه با نفت خام نیز می توان پروپان و بوتان آن را جدا نمود.

۳- نفت خام بخشی از پروپان و بوتان در نفت خام باقی می ماند كه می توان آن را با پالایش نفت خام بدست آورد همچنین در فرایند شكستن ملكولی و یا فرایند افزایش اكتان بنزین نیز ، پروپان و بوتان به صورت محصول جانبی حاصل می شود. در آمیزه گاز مایع درصد پروپان و بوتان بسیار مهم است در تابستانها كه هوا گرم است درصد بوتان را اضافه می كنند ولی در زمستان با افزایش میزان پروپان در حقیقت به تبخیر بهتر آن كمك می نمایند معمولا درصد پروپان در گاز مایع بین ۱۰ الی ۵۰ درصد متغیر است .

چ: كلاهك( CAG CAP)

) حجمی از لایه مخزن در اعماق زمین را كلاهك گاز و

 یا گنبد گاز (GAS DOME) نامیده اند

 كه در آن گاز در بالای نفت جمع شود. معمولا مرتفع ترین ،

 یا یكی از مرتفع ترین مناطق لایه مخزن محسوب می گردد.

د: گاز كلاهك گاز (GAS CAP GAS)

گاز كلاهك به گازی گفته می شود كه در كلاهك گاز محبوس

 شده باشد.

در جهان روزانه بیش از ۵ میلیون بشكه گاز مایع مصرف می شود مصارف گاز مایع در كشورهای مختلف متفاوت است متوسط درصد مصرف آن طی دهه ۱۹۹۰ در جهان در بخش های مختلف به شرح زیر است:

تجاری و خانگی %۶۰، صنایع شیمیایی %۱۵، صنعتی %۱۵، خدماتی %۵، تولید بنزین%۵ هر تن متر یك پروپان معادل ۱۲.۸ بشكه و بوتان برابر ۱۱.۱ بشكه است. گاز مایع را با كامیون های مخصوص خط لوله و یا كشتی های ویژه ای كه برای همین منظور ساخته شده است حمل می نمایند.

الف: گاز مشعل (FLARE GAS)هیدروكربورهای سبك ممكن است به صورت گاز از شیرهای ایمنی در دستگاه های بهره برداری ، پالایشگاه ها و یا مجتمع های پتروشیمی ، گذشته و از طریق مشعل سوزانده شود چنانچه یكی از واحدهای پالایشگاه به علت بروز اشكالاتی در سیستم برق یا آب سرد كننده از كار بیفتد لازم است كه مقادیر خوراك مجتمع و یا محصولات پالایشگاه از طریق دودكش به مشعل هدایت و سوزانده شود تا از خطرات احتمالی جلوگیری شود. در مجتمع های بزرگتر و مجهزتر معمولا دستگاه های بازیاب نصب شده كه می توان در مواقع اضطراری بخشی از مایعات و یا گازها را به انجا هدایت كرد و از وسوختن آنها جلوگیری نمود.

ب: گاز همراه (ASSOCIATED GAS) گاز همراه یا به صورت محلول در نفت خام است كه در مراحل بهره برداری از نفت خام جدا می شود و یا به ص

كشف مقدار زيادي هيدرات گاز در دامنه شمالي آلاسكا و پايين خليج جنوب شرقي ايالات متحده امريكا،اين ايده را قوت مي بخشد كه هيدراتهاي گاز،منبع بسيار مهم انرژي در آينده محسوب ميشوند.گرچه،ابتدا مسائل بسيار مهم تكنيكي و فني بايد حل شود تا بتوان هيدرات هاي گاز را به عنوان يك منبع انرژي مهم در جهان،معرفي كرد.هيدرات هاي گاز به طور طبيعي به شكل مواد كريستالي كه از آب و گاز تشكيل شده،هستند.در هيدرات ها، يك شبكه جامد آب،ملكول هاي گاز را در يك ساختار قفس مانند در خود جاي مي دهند.هيدرات هاي گاز بيشتر در نواحي يخ زده و قطبي و زير دريا در لايه هاي رسوبي وجود دارند.

درحالي كه،متان،پروپان و ديگر گازها مي توانند در ساختار قفس مانند محبوس شوند،اما احتمال تشكيل هيدرات متان بسيار بيشتر است.ميزان متان محبوس شده در هيدرات هاي گاز بسيار زياد است و تخمين ميزان آن بيشتر حدسي و فرضي است .به نظر مي رسد كه ميزان گاز در ذخاير هيدرات جهان بسيار بيشتر از حجم منابع ديگر انرژي هاست.گرچه تا به حال در مورد دسترسي و توليد اين هيدرات هاي گاز تحقيق و پژوهش بسياري صورت نگرفته است.هدف اوليه پژوهش هاي مربوط به هيدرات هاي گاز، بررسي پارامترهاي زمين شناختي است كه ايجاد هيدرات هاي گاز را در كنترل دارد.هدف ديگر، ارزيابي حجم گاز طبيعي ذخيره شده، درون انباشته هاي جهاني هيدراتهاي گاز است.

ورت جداگانه از نفت خام اشباع شده حاصل می شود .

هيدرات هاي گاز نواحي يخ زده و قطبي
به نظر مي رسد كه هيدرات هاي گاز ،در حوزه غرب سيبري وجود دارند و تصور مي شود كه در ديگر نواحي قطبي شمال روسيه،مثل ايالت تيمان-پچورا،كراتن شرق سيبري و شمال شرقي سيبري و نواحي كامچاتكا نيز وجود داشته باشند.هيدرات هاي گازدر نواحي قطبي شمال آلاسكا و ايالت هاي شمالي آمريكا نيز وجود دارند. از شواهد غير مستقيمي كه نتيجه حفاري چاه در اين نواحي بود به وجود هيدرات هاي گاز در دامنه شمالي آلاسكا پي برده شد و احتمال حضور لايه هاي متعدد هيدرات هاي گاز در ناحيه خليج پرودهو (Prudhoe) و حوزه هاي نفتي رودخانه كوپاروك را تأ ئيد مي كند.در يك پنجم از چاه هاي حفاري شده در ناحيه ي دلتاي مكنذي وجود هيدرات هاي گاز تأييد شده است و بررسي چاه هاي جزاير قطبي نشان مي دهد كه در نواحي قطبي، هيداراتهاي گاز در اعماق 130 تا 2000 متر وجود دارند.

 

هيدراتهاي گاز دريايي
وجود هيدراتهاي گاز در نواحي دريايي، عمدتاً نتيجه بازتاب غيرعادي لرزه هاي است كه از محدوده منطقه ويژه مرزي هيدراتهاي گاز مي آيد.اين بازتابها عمدتاً به نام بازتاب تحريكي انتهايي ياBSR خوانده مي شوند.BSR ها در اعماق 100 تا 1100 متري از سطح دريا، نقشه برداري شده اند.هيدرات هاي گاز در لايه هاي رسوبي خليج مكزيك،بخش دريايي حوزه رودخانه Eel در كاليفرنيا،درياي سياه،درياي خزر و درياي Okhotsk پيدا شده اند.همچنين،هيدراتهاي گاز در اعماق بيش تر زير سطحي در خليج جنوب شرقي امريكا، Black Kidge در خليج مكزيك،حوزه كاسكاديا نزديك اوريگان،كانال امريكاي مركزي،درياي پروودرنواحي شرقي و غربي ژاپن نيز كشف شده اند.

 

ارزيابي منابع هيدرات گاز
از آنجا كه هيدرات هاي گاز در نواحي قطبي و در لايه هاي رسوبي دريايي وجود دارند،مي توانند يك منبع انرژي بالقوه محسوب شوند.پيش بيني هاي جهاني براي ميزان گاز طبيعي موجود در لايه هاي هيدرات گاز از 1020/5 تا 1062/1 تريليون فوت مكعب براي نواحي قطبي و از 1051/1 تا 1087/2 تريليون فوت مكعب براي لايه هاي رسوبي اقيانوسي است.پيش بيني هاي انتشار يافته در مورد منابع هيدراتهاي گاز نشان دهنده نوسانات قابل ملاحظه اي است. آخرين پيش بيني ها از ميزان متان در انباشته هاي جهاني هيدراتهاي گاز حدود 1057 تريليون فوت مكعب است اما به نظر ميرسد كه لايه هاي رسوبي اقيانوسي داراي منابع بيش تر و بزرگ تري از گاز طبيعي هستند تا لايه هاي رسوبي قاره اي.هدف اصلي كار ارزشيابي و تخمين در مؤسسه پژوهشي زمين شناختي امريكا،تخمين زدن منابع هيدرات گاز در امريكا هم در نواحي ساحلي و هم در نواحي دريايي است.

ارزيابي هيدرات هاي گاز براساس يك برنامه تجزيه و تحليلي، ايالت به ايالت انجام مي شود.ما تمامي هيدرات هاي گاز را بدون توجه به مسائل فني آن ها،تعريف،توصيف و ارزيابي مي كنيم.بنابراين،اين ارزيابي،تنها با حجم منابع هيدرات هاي گاز موجود مربوط است،يعني ميزان گازي كه درون هيدرات هاي گاز بدون در نظر گرفتن بازيافت آن وجود دارد.

 

در يك روش تجزيه و تحليلي،انباشته هاي بالقوه هيدروكربن، براساس خصوصيات زمين شناختي شان گروه بندي مي شوند سپس شرايط زمين شناختي بروز هيدروكربن ها الگوبرداري مي شود. در اين روش ارزشيابي،زمين شناسان، در مورد عوامل زمين شناختي لازم براي تشكيل انباشته هاي هيدروكربن و عوامل زمين شناختي تعيين كننده اندازه آنها،بحث مي كنند.در يك ارزيابي،11 حوزه هيدرات گاز،در 4 ايالت نفتي دريايي و ساحلي كشف و براي هر حوزه ميزان هيدرات هاي گاز تخمين زده شد.پيش بيني هاي انجام شده براي هر كدام از اين 11 حوزه جمع آوري شدند تا كل منابع هيدرات گاز در ايالات متحده آمريكا تخمين زده شود.منابع موجود گاز درون هيدراتها در ايالات متحده امريكا بين 765/112 تا 110/676 تريليون فوت مكعب گاز است. گرچه اين آمار،همراه با درصد بالايي از شك و ترديد است،اما نشان دهنده ميزان بسيار زيادي گاز ذخيره شده در هيدرات هاي گاز هستند.ارزش كلي هيدرات هاي گاز محاسبه شد ه در امريكا حدود 222 تا 320 تريليون فوت مكعب گاز است.لازم به ذكر است كه حفاري هاي پژوهشي دريايي كه اخيراً درون منطقه ويژه اقتصادي امريكا در امتداد ناحيه شرقي اين كشور انجام شده است،وجود مقادير قابل توجهي از متان ذخيره شده را به عنوان هيدرات گاز جامد و گاز آزاد حبس شده زير هيدرات هاي گاز،تأييد مي كند.

 توليد گاز از هيدرات هاي گاز
روشهاي پيشنهاد شده بازيافت گاز از هيدراتها معمولاً شامل تفكيك كردن يا ذوب كردن هيدراتهاي گاز به روشهاي زير است:1)گرم كردن مخزن براي دماي تشكيل هيدرات 2)كاهش فشار مخزن زير موازنه هيدرات 3)تزريق يك مهاركننده مثل متانول يا گليكول درون مخزن براي كاهش شرايط تثبيت هيدرات.البته در حال حاضر، بازيافت گاز از هيدرات ها به تعويق انداخته ميشود چون هيدرات ها معمولاً در نواحي خشن قطبي و نواحي عميق دريايي گسترده شده اند.

اخيراً از يك سري مدل هاي تحريك گرمايي ساده هم براي ارزيابي توليد هيدرات گاز از آب گرم و جريانهاي بخاري استفاده شده است كه نشان مي دهد،گاز را مي توان از هيدرات ها به ميزان كافي توليد كرد به صورتي كه هيدرات هاي گاز به يك منبع قابل بازيافت تكنيكي تبديل شوند،گرچه هزينه زياد اين تكنيك هاي بازيافت پيشرفته گاز،جلوي بازيافت را مي گيرد. استفاده از مهاركننده هاي هيدرات گاز براي توليد گاز از هيدراتها از لحاظ فيزيكي امكان پذير است،گرچه،استفاده از حجم هاي زياد مواد شيميايي مثل متانول هزينه اقتصادي و زيست محيطي بالايي دارد.از ميان تكنيكهاي مختلف توليد گاز طبيعي از هيدراتها،اقتصادي ترين و به صرفه ترين روش،طرح فشار زدايي است.

حوضه گازي Messoyakha در بخش شمالي حوزه غرب سيبري اغلب به عنوان يك مثال از توليد گاز از انباشته هاي هيدروكربن مورد استفاده قرار مي گيرد. از تمامي اطلاعات زمين شناختي براي تأييد حضور هيدرات هاي گاز در قسمت بالايي اين حوزه استفاده شده است.پيشينه توليد گاز از هيدرات هاي اين حوزه نشان مي دهد كه هيدرات هاي گاز يك منبع توليدي فوري از گاز طبيعي هستند و توليد را ميتوان با روشهاي هميشگي شروع و حفظ كرد. توليد طولاني مدت از بخش هيدرات گاز حوضه Messoyakha با برنامه ساده فشارزدايي قابل دسترسي است.توليد از بخش پاييني گاز آزاد اين حوزه در سال 1969 آغاز شد.گرچه در سال 1971،فشار مخزن از ميزان مورد انتظار انحراف پيدا كرد.اين انحراف به آزادسازي گاز آزاد از هيدراتهاي تفكيك يافته گاز نسبت داده ميشود.از اين حوزه تا به حال حدود 36 درصد (حدود 183 ميليارد فوت مكعب) گاز برداشت شده است.گرچه برخي محققان معتقدند كه گاز توليد شده از هيدرات ها نبوده است.

 

فعاليت هاي پژوهشي بين المللي
در دو سال گذشته،مؤسسات دولتي در ژاپن،هند و كره جنوبي شروع به توسعه برنامه هاي پژوهش براي بازيافت گاز از هيدرات هاي اقيانوسي كرده اند.يكي از مهم ترين پروژه هاي هيدرات گاز كه در ژاپن در حال انجام است،يك پروژه 5 ساله براي ارزيابي منابع داخلي هيدرات هاي بالقوه گاز طبيعي است.در مقالاتي كه منتشر شده است: مؤسسه مجري طرح، اعلام كرده است كه هيدرات هاي متان مي تواند نسل آينده منبع انرژي قابل توليد داخلي باشد.در سال 1996 اين برنامه تحقيقاتي زمين شناختي و لرزه شناسي بر روي نواحي قاره هاي شمالي و جنوب شرقي ژاپن انجام شده است.براساس تحقيقات صورت گرفته،كاشف به عمل آمده است كه حدود 1800 تريليون فوت مكعب گاز درون هيدرات هاي گاز ناحيه نانكاي ذخيره شده است.هندوستان نيز مانند ژاپن به علت پرداخت هزينه هاي بالا براي واردات LNG ،مطالعات پژوهشي چندي را مبني بر حضور و امكان بازيافت گاز از هيدرات هاي گاز در اين كشور آغاز كرده است.پژوهش ها نشان مي دهند كه بين هند و ميانمار،در درياي آندامان منبع عظيمي از هيدرات هاي گاز وجود دارد كه حدس زده مي شود،داراي 211 تريليون فوت مكعب گازباشد.دولت هندوستان اعلام كرده است كه اين مسئله براي تأمين نيازهاي فزاينده انرژي اين كشور از اهميت بسياري برخوردار است.با اينكه اطلاعات ما در مورد هيدرات هاي نهفته گاز بسيار اندك است،اما مي توان انتظار داشت با توسعه فناوري هاي جديد بتوان به هيدرات ها به عنوان نسل آينده منبع انرژي نگاه كرد.

از دیرباز استفاده از انرژی از جمله مهم ترین نیازهای بشر بوده است. انسان های اولیه با استفاده از انرژی های باد وآب، نیازهای خود را برآورده می ساختند و به مرور زمان با اکتشاف و استخراج زغال سنگ، دوران جدیدی برای توسعه صنعت و حمل و نقل به وجود آمد، اما با اکتشاف و استخراج نخستین چاه های نفت، رفته رفته انرژی جدید ارزان تر و مفیدتری پا به عرصه جهان گذاشت.با رشد روزافزون صنایع در دنیا و به ویژه کشورهای صنعتی و نیاز شدید به انرژی، کشورهای توسعه یافته به دلایل مختلف درصدد جانشینی گازطبیعی با نفت برآمدند. همچنین به دلایل فراوانی پراکندگی گاز طبیعی در جهان، هزینه کمتر استخراج، قیمت مناسب و قابل رقابت آن (با توجه به داشتن ارزش حرارتی)، آلایندگی کمتر محیط زیست در قیاس با سایر سوخت های فسیلی و دیگر امتیازهایی که سوخت گاز دارد، در سال های آتی ارزش واقعی خود را در زمینه های مختلف تأمین انرژی نشان خواهد داد و به عقیده کارشناسان مسائل انرژی، تقاضای گاز طبیعی تا سال ۲۰۱۰ دو برابر خواهد شد و گاز طبیعی، انرژی برتر قرن ۲۱ خواهد بود.

نفت درصد سال گذشته، سوخت تجاری غالب بوده است و گاز در قرن آینده می تواند این تسلط را از آن خود كند، زیرا مجموعه ای از اراده های سیاسی، اقتصادی، فنی و اجتماعی از این موضوع پشتیبانی می کنند.

گفتنی است که ظرفیت بالقوه ای برای سایر منابع جانشین نیز وجود دارد؛ منابعی همچون سلول های سوختی (Fuel cells) و فناوری کاربرد هیدروژن به عنوان سوخت، اما انتقال به این گونه انرژی ها کاری بس دشوار خواهد بود و در کوتاه و میان مدت، استفاده وسیع از آنها شدنی نیست. گاز به خوبی می تواند به وضعیت محیط زیست کمک كند و فناوری های جدید نیز نقش اساسی را در انتقال الگویی مصرف انرژی دنیا به سوی گاز ایفا می كنند. از جمله این فناوری ها، توربین های سیکل ترکیبی با سوخت گاز طبیعی است. دیگر فناوری های مرتبط با گاز که به طور مشخص می توانند بر صنعت گاز اثر بگذارند، عبارتند از:

۱- گاز طبیعی (ال.ان.جی): فناوری های جدید در پی رساندن محموله های ال.ان.جی به پایانه های گاز رسانی مجدد در مبادی مختلف جهان با حداقل هزینه هستندکه می تواند به خوبی با گاز حمل شده با خط لوله رقابت کند.

۲- جی.تی.ال: فناوری تبدیل گاز به فرآورده های نفتی روبه گسترش دربیشترکشورهای دارنده منابع گاز طبیعی است.
 

اگر پروتکل کیوتو نیز به اجرا درآید، این موضوع به صنایع و مصرف کنندگان فشار می آورد تا به مصرف سوخت های پاك روی آورند و وابستگی خود را به نیروگاه های زغال سنگ سوز در بیشتر نقاط جهان به ویژه آمریکا واروپا کاهش دهند و برساخت نیروگاه های سیکل ترکیبی با سوخت گاز طبیعی که می تواند به سرعت ساخته شود و در همین حال ارزان تر، ایمن تر و کارآتر عمل كند، اهتمام ورزند.

 

علاوه بر مصارف مرتبط با انرژی، مصارف غیر انرژی گاز طبیعی به عنوان یک ماده خام، به ویژه در صنایع پتروشیمی، بسیار چشمگیراست؛ ازاین رو با توجه به موارد یاد شده، جانشینی گاز طبیعی با نفت اجتناب ناپذیر به نظر می رسد. با بروز بحران های نفتی در دهه ۷۰ میلادی و بیش از چهار برابر شدن قیمت های نفت خام، کشورهای عمده مصرف کننده انرژی، شیوه های متعدد را به منظور کاهش هزینه های انرژی اجرا كردند. برخی از این سیاست ها کوتاه مدت بوده است که این روش به منظور مقابله با افزایش ناگهانی و پیش بینی نشده قیمت های انرژی به کار گرفته می شود و برخی سیاست ها بلند مدت هستندکه در این حالت بدون این که به سطح عمومی رفاه جامعه خدشه ای وارد شود، روند منطقی به مصرف انرژی داده می شود. از جمله این سیاست ها می توان به موارد ذیل اشاره كرد:

-به کارگیری سیاست های جانشین در سوخت ها
- سرمایه گذاری برای استفاده از انرژی های نو
- اقدام های لازم برای بهبود فناوری
- اعمال سیاست های مدیریت انرژی
-درمیان سیاست های یاد شده، اعمال سیاست های جانشین در حامل های انرژی یکی از سیاست هایی بود که بسیاربه آن توجه شد و مصرف انرژی، به سرعت متوجه سایر انرژی های جانشین نفت خام شد. از جمله این انرژی ها، گاز طبیعی بود که با توجه به شرایط ویژه این سوخت، اهمیت ویژه ای دارد.

 

ذخایر گاز طبیعی در جهان

به طور کلی ذخایر گاز به سه دسته ی ذخایر اثبات شده(Proved Reserves)، ذخایر احتمالی(Probable Reserves) و ذخایر ممکن(Possible Reserves). تقسیم می شوند.ذخایر اثبات شده آن دسته از ذخایرهستند كه اکتشاف در آنها به پایان رسیده است و در حال حاضر در مرحله تولید و یا توسعه قرار دارند. این ذخایر معمولاً در شرایط فنی و اقتصادی كنونی قابل توسعه وتولید هستند. ذخایر احتمالی به آن دسته ذخایر می گویند که اکتشاف در آنها به پایان رسیده است و به احتمال زیاد در شرایط فنی و اقتصادی كنونی قابلیت تولید دارند. ذخایر ممکن نیز ذخایری هستند که شناخت زمین شناسی روی آنها صورت گرفته است و معمولاً در كنار ذخایر اثبات شده یا احتمالی قرار دارند، اما عملیات حفاری روی آنها انجام نشده است و ارقام داده شده، تنها تخمین های کارشناسان زمین شناسی نفت و گاز است.ذخایر گازی جهان در ۲۵ سال گذشته روند افزایشی پایداری داشته است. کشف میدان های عظیم مستقل گاز در روسیه مانند اورنگوگ، یامبروگ، بوانکوسکوی در شبه جزیره یامال، همچنین میدان عظیم گازی پارس جنوبی در ایران مشترک با گنبد شمالی قطر، سبب افزایش ذخایر گازی جهان شده است؛ به گونه ای که اثبات شده در ۲۵ سال گذشته روندی صعودی داشته است، به ویژه تا سال ۱۹۹۶ که از این سال به بعد، ذخایر گاز طبیعی تقریباً ثابت مانده و در سال ۲۰۰۰ دوباره افزایش یافته است. میزان ذخایر اثبات شده گاز طبیعی در سه دهه اخیر، بیش از سه برابر شده است.

میزان این ذخایر از حدود ۴۵ تریلیون متر مکعب در سال ۱۹۷۰به بیش از ۱۵۰ تریلیون مترمکعب در سال ۲۰۰۰ رسیده است. بررسی میزان ذخایر اثبات شده این حامل انرژی در سه دهه اخیر برای کل جهان، حاکی از افزایش میزان رشد و توسعه در زمینه های اکتشاف و تولید گاز طبیعی است. اگر تولید تجمعی گاز طبیعی را در۳۰ سال گذشته محاسبه کنیم، به رقم تولید حدود ۴۴ تریلیون مترمکعب خواهیم رسید. با توجه به ذخایر کشف شده در این مدت (حدود ۱۰۱ تریلیون مترمکعب) در مجموع در حدود۱۴۵ تریلیون مترمکعب در سی سال گذشته بر میزان ذخایر اثبات شده گاز جهان، افزوده شده است. افزایش میزان ذخایر حتی با گسترش میزان تولید آن، جهانیان را به بهره برداری از این حامل انرژی سازگار با محیط زیست امیدوار می کند.توسعه ذخایر گازی و بهره برداری بیشتر از منابع گاز، نیازمند هزینه كردن میزان عظیمی سرمایه ها در این زمینه است که به دلیل ساختار وجودی این حامل انرژی (در زمینه ذخیره سازی و حمل و نقل)سرمایه گذاری بیشتری را در دهه های آینده طلب می کند.در سال های آتی گاز طبیعی به لحاظ داشتن امتیازهای زیست محیطی، سیاست کشورهای توسعه یافته مبنی بریافتن جانشینی برای نفت پس از بحران های نفتی و گستردگی ذخایر گاز طبیعی در جهان مهم ترین منبع انرژی جهان به شمار خواهد رفت و سرانجام ارزش واقعی خود را در زمینه های مختلف تأمین انرژی جهان نشان خواهد داد.

بررسی عمر ذخایر جهان در سی سال گذشته، حاکی از افزایش عمر این ذخایر از حدود۴۵ سال درسال۱۹۷۰ به بیش از۶۰ سال در سال۲۰۰۰ است. در پایان سال ۲۰۰۰ عمر ذخایر اثبات شده جهان حدود ۶۲ سال، با توجه به تولید ۴۲/۲ تریلیون مترمکعب، در نظر گرفته می شود. به این ترتیب، عمر ذخایر گازی ۲۳ سال بیشتر از عمر ذخایر نفتی است وجهان برای تأمین نیازهای آتی انرژی خود بیشتر از نفت می تواند بر گاز تکیه داشته باشد.براساس آخرین نتایج فعالیت های اکتشافی، ذخایر اثبات شده گاز طبیعی جهان در پایان سال۲۰۰۰ حدود ۱۹/۱۵۰ تریلیون مترمکعب است. عمده ذخایر گاز طبیعی در دو منطقه جمهوری های شوروی سابق و خاورمیانه است که بیش از۷۰ درصد ذخایر گاز طبیعی جهان را در اختیار دارند. تولید تجاری (Marketed Production) گاز طبیعی جهان در سی سال گذشته، روند صعودی داشته است؛ به گونه ای که تولید تجاری آن از حدود یک تریلیون مترمکعب در سال ۱۹۷۰ به ۴۲/۲ تریلیون مترمکعب در سال ۲۰۰۰ رسیده است.رشد ۱۳۶ درصدی تولید گاز طبیعی (۴/۴ درصد رشد سالانه) در یک دوره سی ساله، حاکی از افزایش اهمیت گازطبیعی در سبد مصرف انرژی کشورهای مصرف کننده انرژی است. متوسط رشد سالانه تولید در دهه های ۸۰،۷۰و۹۰به ترتیب ۱۵/۴، ۷۵/۳و۹/۱ درصد بوده است. کاهش میزان تولید در دهه ۹۰ به جمهوری های شوروی سابق مربوط است که نه تنها تولید نداشته اند، بلکه متوسط سالانه ۶/۱ درصد کاهش تولید داشته اند و با توجه به وزنی که در تولید جهان دارند(حدود۳۰درصد) سبب کاهش نرخ رشد تولید در دهه ۹۰ شده اند. 

مصرف گاز طبیعی در جهان

مصرف گاز طبیعی در مقایسه با سایر حامل های انرژی جهان تا پایان دهه۸۰ با رشد فزاینده ای ادامه داشت و با کاهش مصرف در جمهوری های شوروی سابق به دلیل مسائل اقتصادی و سیاسی در دهه ۹۰ سیر نزولی یافت. میزان مطلق مصرف گاز طبیعی دردهه ۹۰ به رغم کاهش مصرف در جمهوری های شوروی سابق، همواره صعودی بوده است (به استثنای سال های۱۹۹۲و۱۹۹۷). رشد ۱۴۳ درصدی مصرف گاز طبیعی(۳/۴ درصد در سال) در یک دوره سی ساله(۲۰۰۰-۱۹۷۰)حاکی از افزایش اهمیت فزاینده گاز طبیعی در سبد مصرف انرژی کشورهای مصرف انرژی کشورهای مصرف کننده انرژی است.

بازار بین المللی گاز طبیعی

از دهه هفتاد به تجارت گازطبیعی توجه شد و دراین دوره سی ساله، گاز طبیعی از ۶۸/۴۵ میلیارد مترمکعب در سال ۱۹۷۰ به ۲۷/۵۳۵ میلیارد مترمکعب در سال ۲۰۰۰ افزایش یافت. رشد تجارت گاز طبیعی در دهه های۸۰،۷۰ و۹۰ به ترتیب ۹/۳۰ ، ۸/۴ و۷/۶ درصد به طور متوسط در سال بوده است.

خلاصه نتایج برآورد شده تقاضای گازطبیعی برای کشورهای عضو سازمان همکاری اقتصادی و توسعه(OECD):

- تقاضای گاز طبیعی درکشورهای عضو OECD در دو دهه اخیر روند افزایشی داشته است.
- عوامل مؤثر در افزایش تقاضای گازطبیعی درکشورهای عضوOECDعبارتند از:

۱- قیمت گاز طبیعی۲- قیمت نفت خام۳- سطح درآمد۴- تقاضای سال های گذشته۵- سایر عوامل مانند ملاحظات زیست محیطی - تقاضای گاز طبیعی حساسیت کمی به سطح قیمت آن داشته است، ولی حساسیت نسبتاً زیادی نسبت به مصرف دوره های گذشته و سطح درآمد داشته است.
- مصرف گازطبیعی به تدریج جانشین مصرف نفت خام در کشورهای عضوOECD شده است.

- کشش های قیمتی، درآمدی و جانشینی در بلند مدت بیش تر از کوتاه مدت بوده اند

ميزان ذخاير گاز درآمريكاي شمالي آن قدر هست که تا سال ها بتوان از آن استفاده كرد. اما همه منابع اين گازها داراي فشار جريان كم و تراوايي ناچيز و نامعمول هستند. در سال ۱۹۹۸ ميانگين بهاي گاز سرچاهي در ايالات متحده به ۹۶/۱ دلار در هر ميليون فوت مکعب (MCF) رسيد، اما از آن هنگام تا كنون مدت زيادي گذشته است و ديگر كسي به گاز دو دلاري نمي انديشد. در ۱۵ سال آينده، كمترين قيمتي كه اين صنعت براي مصرف پيش بيني مي كند سه دلار در هر ميليون فوت مکعب است. اين قيمت ممکن است به ۶ دلار نيز برسد.
در پاسخ به اين پرسش كه آيا صنعت گاز توان مقابله با رشد تقاضا را خواهد داشت؟ مي توان گفت كه تنها در سايه تلاشي پايدار و توانمند، آمريكاي شمالي مي تواند ذخاير گاز قابل قبولي بيابد. سناريوي بالا به هر عقل سليمي خطور مي كند. تنها هشدارهايي كه بايد در نظر داشته باشيم اين است كه قاعده بازار، بر نياوردن انتظارهاي همگاني است. آنچه پذيرفتني به نظر مي رسد، اين حقيقت است كه قيمت هاي گزاف، كاهش تقاضا را در پي خواهد داشت.

منابع معمول مانند چاه هاي پرگاز خاورميانه، در اين منطقه (آمريكاي شمالي) كمياب هستند. به جز نواحي قطبي، بيشتر منابع گازي اين بخش از كره زمين به روش هاي متفاوت استخراج نيازمند است.

برخلاف مخازن نفت معمول كه گاز بسياري در آنها انباشته شده است و ميزان بهره برداري از آنها بالاست، اين مخازن غيرمعمول، گاز بسيار كمي توليد مي كنند و شامل شن هاي با تراوايي كم، لايه هاي سنگي شكسته شده و متان موجود در بسترهاي زغال سنگي هستند. ممكن است روزي به مدد فناوري هيدرات متان به آنها افزوده شود. منابع گازي غيرمعمول را كه در مكاني محبوس نيستند، معمولاً به كمك آب (پمپاژ آب به درون مخزن) مي توان خارج كرد. ظرفيت اين منابع گاز بيش از 350 تريليون فوت مكعب تخمين زده مي شود كه حدود 169 تريليون فوت مكعب از آن در محدوده كوه هاي راكي قرار دارند و اين منطقه هم اكنون هم حدود 25درصد گاز توليدي آمريكاي شمالي را تامين مي كند. از لحاظ زمين شناسي، امكان موفقيت استخراج از اين منابع وجود دارد، اما عواملي مانند قيمت هاي بازار، پيشرفت هاي فناوري و كمك هاي دولتي در اين ميان نقش به سزايي دارند. در كانادا هنوز بهره برداري از اين منابع در مراحل بسيار ابتدايي قرار دارد و ظرفيت هاي موجود در خاك آن كشور 290 تا 1800 تريليون فوت مكعب برآورد مي شود.
از روش هاي نامعمول برداشت گاز، شن هاي گازدار به هم فشرده بيشترين ظرفيت توليد را دارند. براساس نظر اخير موسسه فناوري گاز، شن هاي گازدار به هم فشرده 69 درصد از كل توليد گاز از منابع نامعمول را در آمريكا تشكيل مي دهند و سهمي 19 درصدي از كل گاز توليدي ايالات متحده دارند. در همين اظهارنظر تحقيقاتي، قابليت توليد گاز از شن هاي گازدار به هم فشرده كه توجيه اقتصادي دارند، حدود 185 تريليون فوت مكعب تخمين زده شده است.

 

• حوادث شبكه هاي گازرساني
شبكه هاي گازرساني به مجموعه اي از ايستگاه هاي تقليل فشار شهري و شبكه گسترده اي از لوله هاي زيرزميني كه در سطح هر شهر گسترش يافته اند اطلاق مي گردد. اين شبكه ها وظيفه گازرساني به منازل و واحدهاي تجاري و صنعتي را در داخل شهرها را به عهده دارند.

 

هر چند فشار گاز درون اين شبكه ها در مقايسه با خطوط اصلي انتقال گاز به مراتب پايين تر است و انتظار مي رود لوله هاي مذكور و تاسيسات مربوط به آن كمترين حوداث را داشته باشند ولي به دليل وسعت و گستردگي زياد اين شبكه ها و قرار گرفتن آن ها در زير معابر و خيابان ها، گاهي شاهد حوادث ناشي از نشت گاز هستيم.بر اساس اطلاعات موجود بيشتر حوادث منجر به نشتي هاي عمده در شبكه گازرساني در اثر حفاري ساير سازمان ها در خيابان ها و معابر اتفاق افتاده است. عدم هماهنگي سازمان هايي نظير آب و فاضلاب، برق و مخابرات با شركت گاز در موقع حفر كانال باعث برخورد بيل مكانيكي به لوله هاي گاز و بروز نشتي در آن ها بوده است.
در اين جا مي توان به انواع ديگري از نشتي در شبكه هاي گازرساني اشاره نمود كه در اثر جدايي اتصالات شيرهاي پياده رو و يا از محل سرويس هاي نصب شده در محل انشعابات اتفاق مي افتد. نصب اتصال هاي مذكور به طور غيراصولي توسط پيمانكاران در زمان اجرا و يا وارد آمدن فشارهاي غيرمتعارف به اتصالات شيرهاي پياده رو پس از اجرا، از عوامل مؤثر در جدا شدن قطعات اين گونه اتصالات بوده و باعث بروز نشتي مي شود. در اين موارد چون نشتي گاز قابل تشخيص نبوده، در نتيجه به موقع براي رفع آن اقدام نمي شود و در مواردي گاز نشت يافته از راه زمين به داخل منازل مجاور راه يافته و در آن جا انفجار و آتش سوزي به همراه داشته است و در اغلب موارد نيز اين گونه حوادث منجر به تلفات جاني شده است. يكي از راه هاي مؤثر در تشخيص نشتي شبكه هاي گاز رساني، استفاده از دستگاه هاي نشت ياب دستي و ماشيني است كه در اختيار شركت هاي گازرساني بوده و به طور دوره اي اقدام به عمليات نشت يابي مي گردد.

• گازها و مواد خطرناك تاسيسات گازي
در فرآيند شيرين سازي گاز ترشي كه از چاه ها به پالايشگاه ها وارد مي شود يا در واحدهاي جانبي مانند گوگردسازي يا در ساير تاسيسات گازي با گازهاي خطرناك و مواد مختلفي سر و كار داريم. هر يك از آن ها به نوعي مي تواند باعث آلودگي محيط زيست شده يا سلامتي افراد را تهديد نمايد. در اين بخش به طور مختصر به ويژگي هاي بعضي از اين مواد و خطرهاي ناشي از آن ها اشاره مي شود.
• ئيدروژن سولفوره
گاز هيدروژن كه به مقدار كم و به عنوان يك ماده سمي و ناخواسته همراه گاز ترش به پالايشگاه ها وارد مي شود، طي يك عمليات خاص و با استفاده از آمين در واحدهاي پالايش از گاز ترش جدا مي گردد. وجود مقادير جزيي در حد يك هزار«پي.پي.ام» از اين گاز در محيط، سلامت انسان را تهديد مي كند. لذا نشتي آن حتي به ميزان كم از ناحيه لوله هاي انتقال دهنده و يا ظروف عملياتي كه بيشتر در واحدهاي گوگرد سازي واقع شده مي تواند خطرهايي را براي سلامتي كاركنان داشته باشد. براي رفع آثار سوء زيست محيطي گاز ئيدروژن سولفوره آن را پس از تفكيك از گاز ترش به واحدهاي گوگرد سازي انتقال مي دهند و در آن جا طي يك دوره انجام واكنش هاي شيميايي به گوگرد تبديل مي شود.سپس گازهاي باقيمانده وارد كوره ي زباله سوز شده تا در آن جا پس از اكسيده شدن به صورت گازهاي كم خطر به محيط واردشود.

• تركيبات گوگردي

يكي از عناصر اصلي اين گروه، اكسيدهاي گوگردي است كه در پالايشگاه ها توليد شده و از مهم ترين عوامل آلوده كننده هوا است. ساير تركيبات گوگردي شامل گاز H2S كه بسيار خطرناك و كشنده است، كربونيل سولفيد و كربن دي سولفيد نيز در واحدهاي پالايشگاهي و تاسيسات جنبي آن ايجاد مي شود.

1-اكسيدهاي گوگردي:گاز سولفور دي اكسيد كه بيشتر در اثر سوخت هاي فسيلي مثل زغال سنگ مصرفي نيروگاه هاي حرارتي و پالايشگاه ها از راه سوختن گازهاي زائد مشعل اصلي در كارخانه هاي توليد اسيد سولفوريك و كودشيميايي و همچنين توسط اتومبيل ها توليد مي شود، يكي از آلوده كننده هاي عمده ي هوا است. اين گاز در قسمت فوقاني دستگاه تنفسي جذب شده و باعث تورم، تحريك و ترشح مخاط مي شود.
اگر غلظت گاز SO2 يك «پي.پي.ام» باشد، سبب انقباض مجراي تنفسي مي شود و در افراد آسمي يا داراي تنگي نفس حتي در غلظت هاي 0/25-0/5 PPM باعث ناراحتي ريوي مي گردد. در هواي مرطوب گاز SO2 به اسيد سولفوريك تبديل مي شود و خطر سوزش آوري و تحريك كنندگي آن به مراتب افزايش مي يابد.
اين گاز براي گياهان نيز زيان آور است و بنابراين حد مجاز آن براي گياهان خيلي كمتر از انسان و جانواران است.
گاز SO2 در غلظت بيست «پي.پي.ام» در محيط باعث سرفه و اشك چشم مي گردد و در غلظت سي «پي.پي.ام» جداي از اشك ريزي شديد چشم بوي آن بسيار ناخوشايند است. اين گاز در غلظت هاي صد تا دويست «پي.پي.ام»در هوا سلامتي انسان را به خطر مي اندازد، ولي در غلظت هاي شش صد تا هشت صد «پي.پي.ام» پس از چند دقيقه سبب مرگ مي شود.

2 -هيدروژن سولفوره: گازي است بسيار خطرناك با بوي تخم مرغ گنديده كه همراه با گاز ترش و از راه چاه هاي گوگردي به پالايشگاه وارد مي شود و معمولا طي عمليات شيرين سازي و تفكيك از گاز ترش به واحد گوگردسازي منتقل و در آن جا به گوگرد تبديل مي شود.
اين گاز در غلظت كم باعث سردرد و تهوع و در غلظت صد و پنجاه«پي.پي.ام» موجب ورم ملتحمه و سوزش غشاي بيني مي شود. همچنين در غلظت دويست«پي.پي.ام» بوي آن به خوبي قابل تشخيص نيست و باعث تحريك چشم و ريه مي گردد. در غلظت پانصد«پي.پي.ام» نيز چنانچه انسان براي پنج تا سي دقيقه در معرض آن قرار گيرد اسهال و التهاب به وجود مي آورد و تعادل فرد را مختل مي سازد. اين گاز به سرعت از ميان حفره هاي غشاي ريه عبور مي كند و وارد جريان خون مي شود و به علت اشكالات تنفسي در غلظت هزار«پي.پي.ام» سبب بيهوشي سريع مي شود و در صورتي كه خيلي سريع تنفس مصنوعي داده نشود شخص مي ميرد.اين گاز سنگين تر از هوا است و حد مجاز آن در محيط هاي پالايشگاهي و صنعتي 10«پي.پي.ام» است. مانند گاز طبيعي قابليت انفجار دارد ولي مرز پايين انفجار آن 4/3 درصد حجمي در هوا است.
• اكسيدهاي كربن
1- دي اكسيدكربن: اين گاز كه بيشتر در اثر احتراق سوخت هاي فسيلي در منازل و اتومبيل ها و سوختن گازهاي زائد در مشعل پالايشگاه ها و صنايع پتروشيمي و همچنين در نيروگاه هاي حرارتي و ساير صنايع توليد و به جو وارد مي شود،يكي از آلاينده هاي مؤثر در ايجاد پديده ي گلخانه اي است؛ تجمع گاز CO2 و بعضي ديگر از گازها در بالاي جو زمين يعني لايه ي تروفسفر مانند يك مانع شيشه اي در گلخانه عمل مي كند. يعني باعث مي شود پرتوهاي خورشيد از جو عبور كند ولي از خروج گرماي زمين به سطوح بالاي جو جلوگيري شود و بنابر اين گرم شدن و افزايش تدريجي دماي زمين را موجب مي شود.

افرادي كه در ايستگاه هاي «سي.جي.اس» شهرها به مقتضاي شرايط كاري با اين گونه مواد روبرو هستند لازم است در زمان تزريق مواد به داخل دستگاه بودار كننده از حفاظت كننده ها نظير دستكش پلاستيكي، عينك مخصوص مواد شيميايي و ماسك تنفسي مناسب استفاده كنند و اگر مواد بودار كننده به هر علتي با پوست و يا چشم تماس پيدا كند، بايد فوري محل را با آب شستشو داده و در صورت ادامه ي سوزش و يا خارش به پزشك مراجعه كنند.

سولفور آهن:

سولفور آهن كه به عنوان يك ماده آتش زا شناخته مي شود بيشتر در جداره ي فلزي ظروف پالايشگاهي و خطوط انتقال گازي تشكيل مي شود كه در معرض دائمي گازهاي H2S همراه با گاز ترش قرار دارند. به تدريج اين ذرات سولفوري از ديواره ها جدا شده و در مسير حركت گاز در داخل فيلترها و يا بسترهاي كاتاليستي رسوب گذاري مي كنند.

اين مواد به محض قرار گرفتن در معرض اكسيژن هوا سريع واكنش نشان داده و شروع به كندسوزي مي كند. بنابراين هنگام باز كردن درب فيلترها و ظروف محتوي كاتاليست ها و يا زمان توپك راني در ايستگاه هاي دريافت توپك بايد تمهيدات خاص ايمني و مراقبت هاي ويژه رعايت شود تا از شعله ور شدن آن ها و خطرهاي ناشي از آن پيشگيري گردد. 

منابع:

کتاب ذخایر معدنی نوشته ی اسمیرنوف ترجمه ی مهندس کرامت الله علی پور

http://www.shana.ir

http://www.nafttimes.com

http://www.assaluyeh.com

+ نوشته شده در  شنبه چهاردهم اردیبهشت 1387ساعت 4:5  توسط مهدی داودی(کارشناس ارشد چینه فسیل) | 
 
صفحه نخست
پست الکترونیک
آرشیو وبلاگ
عناوین مطالب وبلاگ
درباره وبلاگ

نوشته های پیشین
بهمن 1387
آذر 1387
آبان 1387
شهریور 1387
خرداد 1387
اردیبهشت 1387
فروردین 1387
دی 1386
آذر 1386
آبان 1386
مهر 1386
شهریور 1386
مرداد 1386
تیر 1386
اردیبهشت 1386
فروردین 1386
اسفند 1385
بهمن 1385
دی 1385
تیر 1385
دی 1384
آذر 1384
مهر 1383
آرشیو موضوعی
زمین شناسی نفت Petroleum Geology
The texture of sediments
رادکان
تحليل رواناب سطح شهر مشهد به کمک تصاویر ماهواره ای
بنتونیت bentoniteچیست؟کاربردها و...
قنات چیست ؟ فواید -اشکال و روشهای حفر قنات
درآمدی بر آب شناسی(hydrogeology)
گسله کواترنری شمال مشهد
ژئوتوریسم در استان های خراسان
تصاویر میکروسکوپی از کانی های آندالوزیت واکتینولیت
تصاویر میکروسکوپی از کانی های آنتی گوریت-کلریتوئید
تصاویر میکروسکوپی از کانی کوردیریت
تصاویر میکروسکوپی از کانی کامینگتونیت
تصاویر میکروسکوپی از کانی جدریتgedrite
تصاویر میکروسکوپی از کانی گلوکوفانglaucophane
تصاویر میکروسکوپی از کانی کیانیت
تصاویر میکروسکوپی از کانی اومفاسیت
تصاویر میکروسکوپی از کانی روتیل
دانلود کتاب مقاطع میکروسکوپی
تصاویر برخی از فسیل ها
بررسی کانسار پتاس در منطقه ایلجاق
آسیب پذیری سکونتگاه های روستایی از فعالیت گسل
آب (Water )از چرخه تا موارد استفاده و...
مقاله (بررسی آبخوان آبرفتی دشت بجنورد)
دانلود مقاله مطالعات آب شناسی حوضه آبریز سنگرد
سیل و بررسی وضعیت سیل در کشور
هیدرولیک چاه و بهره برداری از آبهای زیر زمینی
آلودگی آب ها (علل - روش های پیشگیری و...)
روشهای تصفیه آب کدامند؟
مشخصات و ویژگی های فسیل کنيداريا (Cnidaria)
منظور از هیدرولیک چیست؟
گازطبیعی (CNG)از زیر زمین تا پالایشگاه
جايگاه علوم زمين در آيات قرآني
سدها وآب بند ها در ايران از دوران هخامنشي تا کنون
مالاکیت و آزوریت
زمین شناسی نظامی
طنز(پیامد های زلزله در نقاط مختلف دنیا)
زمينلرزه های سده بيستم و بيست و يکم ثبت شده ایران
مقاله آبهاي زيرزميني حوزه بلغور مشهد
بیوگرافی دکتر امین علیزاده سیوکی
بیوگرافی دکترمحمد قویدل سیوکی
اصول وروش های نقشه برداری کدامند؟
چگونگی شکل گیری بيابان و روش های بيابان زدايي
مفهوم دقیق خشكسالی را بدانیم!
چگونگی تشكيل غار و بررسي آبخوانهاي كارستي
منظومه شمسی کجاست؟
گالری عکس های بسیار زیبا از یخچال های طبیعی
برخی ازساختارهای رسوبیSome Sedimentary Structures
گالری عکس هایی از کرینوئیدها
زمین لرزه یا زلزله چیست؟Earth quake
آب ها وسد های زیر زمینی
مختصری از کانی شناسی
مفهوم- تعریف وانواع گل فشانVolcanic Mud
وضعیت جغرافیایی کشورهای همسایه ایران
آشنایی با دکتر سعید سعادت
پیوندها
کامپیوتر - نرم افزار و.... کلیک کن
بزرگ ترین وبلاگ تست زمین شناسی
وبلاگ زمین شناسی ومعدن
حوادث واخبار ایران وسایر نقاط جهان(بدون سانسور)
اولین کنگره بین المللی زمین شناسی کاربردی ایران
 

 RSS

POWERED BY
BLOGFA.COM