نفت سنگین و سبک

نفت سنگین و سبک

نفت سنگین یا فوق سنگین، به نفت خامى اطلاق مى شود که به راحتى جریان پیدا نمى کند. به طور معمول، نفت سنگین، نفتى با درجه API کمتر از ۲۰ است.

نفت سنگین یا فوق سنگین، به نفت خامى اطلاق مى شود که به راحتى جریان پیدا نمى کند. علت استفاده از واژه “سنگین” براى این نوع نفت، بالا بودن چگالى آنها در مقایسه با نفت سبک است. به طور معمول، نفت سنگین، نفتى با درجه API کمتر از ۲۰ (یا به عیارت دیگر چگالى نسبى بیش از ۹۳۳/۰) است.

تولید، انتقال و پالایش نفت سنگین در مقایسه با نفت سبک دشوارتر است. بزرگترین مخازن نفت سنگین دنیا در شمال ونزوئلا قرار دارد. اما به طور کلى بیش از سى کشور داراى مخازن نفت سنگین هستند. بالا بودن گرانروى و چگالى نسبى و همچنین داشتن ترکیبات مولکولى سنگین تر این نوع از نفت خام، مهمترین خواص فیزیکى هستند که بین نفت سنگین و سبک تمایز ایجاد مى کنند. نفت فوق سنگین ونزوئلا داراى گرانروى بیش از ده هزار سانتى پواز و درجه API , ً ۱۰ است. معمولا، براى انتقال این نوع از نفت خام در فواصل معین با خط لوله، از رقیق کننده هایى استفاده مى شود که باعث سهولت در جریان سیال مى شوند.

روش هاى تولید از مخازن نفت سنگین و فوق سنگین عبارتند از:

▶Cold heavy oil production with san

▶ steam assisted gravity drainage

▶ cyclic steam stimulation

▶ vapor extraction

▶ Toe-to-Heel Air Injection (THAI)

طبقه بندى مخازن نفتى به مخازن نفت سبک و سنگین، بر اساس درجه API سیال مخزن انجام مى گیرد.

اگرچه یک طبقه بندى یکسان بین المللى براى این منظور وجود ندارد، ولى به طور معمول نفت هایى با درجه API بین ۱۲ تا ۲۰ را مى توان به نفت سنگین و نفت هایى با درجه API بین ۸ تا ۱۲ را به نفت فوق سنگین طبقه بندى کرد.

در نقاط مختلف جهان به خصوص در کشورهاى کانادا، آمریکا، ونزوئلا، ایران، مکزیک، روسیه و بعضى از کشورهاى تولید کننده نفت خام در خاورمیانه، منابع عظیمى از نفت هاى سنگین و بسیار سنگین وجود دارد. به طور کلى میزان کلى منابع نفت به شکل نفت سنگین و قیر طبیعى در جهان حدود ۶ تریلیون بشکه نفت درجا تخمین زده مى شود که سه برابر ذخایر نفت معمولى جهان است. همچنین مطابق مطالعات انجام گرفته، مجموع ذخایر نفت سنگین ایران حدود ۸۵ میلیارد بشکه برآورد شده است.

مخازن نفت سنگین و فوق سنگین به خاطر گرانروى بالا، داراى بازیافت اولیه قابل توجهى نیستند، از این رو براى بازیافت موثر از چنین مخازنى ضرورت کاهش گرانروى نفت درجا با استفاده از روش هاى حرارتى حساس مى شود، به طوریکه بیش از ۸۰ درصد تولید نفت سنگین در مرحله ازدیاد برداشت از طریق روش هاى حرارتى انجام مى گیرد.

به طور کلى مخازن نفت سنگین و فوق سنگین نیازمند اقداماتى براى کاهش گرانروى نفت و وارد کردن انرژى به مخزن هستند. زمانى که بخار فوق داغ به مخزن تزریق مى شود، گرانروى نفت کاهش یافته، فشار مخزن از طریق جابه جایى و تقطیر جزئى نفت افزایش مى یابد. بخار مى تواند ۶ یا به صورت منقطع و طى به طور پیوسته به شکل سیلابزنى چند چرخه به مخزن تزریق شود. در حالت منقطع، مى توان بخار را از یک چاه (در نقش چاه تزریقى) به مخزن تزریق کرد و سپس از همان چاه (این بار در نقش چاه تولیدى) به استخراج نفت پرداخت.

روش تزریق گاز، هم به صورت امتزاجى (که گاز تزریقى و نفت درون مخزن با یکدیگر امتزاج یافته و تشکیل سیال واحدى مى دهند) و هم به صورت غیرامتزاجى (که گاز تزریقى پیستون مانند، نفت درون مخزن را به سمت چاه هاى تولیدى هدایت مى کند)، از روش هاى ازدیاد برداشتى هستند که به طور گسترده، پس از روش هاى حرارتى در استخراج نفت، مورد استفاده قرار گرفته اند.

تفاوت نفت سنگین و نفت سبک

▪تفاوت عمده نفت سنگین و سبک را می توان در میزان گوگرد و فرآورده های آن دانست.

▪معمولاً میزان سولفور در نفت سنگین بالاتر از نفت سبک است.

▪نفت سنگین به علت دارا بودن درصد قیر بالا از نفت سبک ارزان تر است.

▪کانادا با بیشترین ذخایر شناخته شده نفت سنگین (حدود ۸/۱ تریلیون بشکه) در صدر کشورهای دارای این گونه منابع انرژی است.

▪پس از کانادا، ونزوئلا با ۱۲۰۰ و روسیه با ۱۱۰۰ میلیارد بشکه در رتبه های بعدی قرار دارند. ایران با حداقل ۵۰ میلیارد بشکه ذخیره زیرزمینی نفت سنگین در مقام پنجم جای گرفته است.

▪به عبارتی می توان گفت حدود ۲۷ درصد میزان ذخایر نفت خام کشور را نفت سنگین تشکیل می دهد.

 میادین نفت سنگین ایران

شناخته شده ترین میادین نفت سنگین ایران عبارتند از:

◀کو

◀موند

◀زاغه

◀پایدار

◀پایدار غرب

◀سروش

◀پارس شمالی

◀فردوس

◀سوسنگرد

◀رامشیر

حوضه رسوبی زاگرس همانند:

◀شادگان

◀اهواز

◀منصوری

◀چشمه خوش

◀بوشهر

بخش عمده نفت سنگین ایران در کوه موند با ابعاد مخزن ۹۰+۱۶ کیلومتر مربع در ۷۰ کیلومتری جنوب شرقی بوشهر واقع شده است.

میزان نفت آن در سازند سروک ۶/۳ میلیارد بشکه با درجه مرغوبیت (API) ۸ تا ۱۲ است.

روش های متداول تولید نفت سنگین

بازیافت سرد:

▪در تکنولوژی بازیافت سرد، نفت سنگین همراه با ماسه توسط پمپ درون چاهی تولید می شود.

▪این روش در مورد اکثر مخازن شکافدار ایران که از جنس کربناته و دارای شرایط مناسب هستند اعمال می شود.

▪این روش مشکل تولید شن را نخواهد داشت.

استحصال روباز و روش های گرمایی از دیگر متدها هستند.

▪در مورد نفت های بسیار سنگین (قیر سنگ در کانادا) که عملاً سیالیتی ندارند و مثل سنگ باید چکش بخورند تا شکسته شوند می توان از روش معدن کاری سطحی بهره جست و با انجام یک سلسله عملیات شیمیایی و گرم کردن باعث خروج و جداسازی نفت از سنگ شد.

▪این روش در کشور ما به دلیل فقدان عمق لازم مخازن کاربردی ندارد.

▪روش های گرمایی براساس اصل اعمال گرما در راستای کاهش گرانروی و افزایش سیالیت استوار است.

▪گونه های مختلف این روش:

۱) احتراق درجا

۲) تزریق بخار

۳) تزریق آب داغ

۴) گرمایش الکتریکی و مغناطیسی

۵) تحریک چرخه یی بخار

۶) بازیافت ثقلی توسط بخار

▪در روش احتراق درجا ۱۵-۱۰ درصد نفت نامرغوب مخزن را که ارزش اقتصادی ندارد را می سوزانند تا ۹۰- ۸۰ درصد مرغوب باقی مانده تولید شود.

▪تزریق آب اولین روش بازیافت حرارتی است.

▪کاربرد این متد به دلیل کارکرد ضعیف محدودیت دارد.

روش تزریق بخار یا سیلابزنی با بخار

▪یکی از قدیمی ترین و اقتصادی ترین راه های ازدیاد برداشت است.

▪در این متد، بخار، سنگ و نفت را تا نزدیک دمای بخار گرم می کنند و بخار متراکم شده همراه نفت از چاه تولیدی بازیافت می شود.

▪در تحریک چرخه ای بخار همان روش مکش، دمش تنها از یک چاه برای تزریق و تولید استفاده می شود.

▪در بازیافت ثقلی توسط بخار که روش موثر تولید نفت سنگین و بسیار سنگین است از دو چاه افقی موازی تزریقی و تولیدی استفاده می شود.

▪چاه های افقی سطح تماس بیشتری از مخزن نسبت به چاه های عمودی دارند و مزیت دیگر این روش استفاده از نیروی ثقلی است.

روش های گرمایی الکتریکی و مغناطیسی از روش های نوین در ازدیاد برداشت نفت های سنگین و نیمه سنگین است.

در فرآیند تحریک الکترومغناطیسی مخازن نفتی، مولکول آب و دیگر اجزای موجود در نفت خام ( آهن ، نیکل، واناریوم) تحت تاثیر قرار می گیرند و این اجزا به تبدیل گرما در مخزن کمک شایان می کنند.

روش جایگزین دیگر، تزریق گاز است.

▪گاز به درون مخزن تزریق می شود بدین وسیله نفت را سبک و سوی سبک آن را استحصال می کنند، به این روش ها روش های upgrade کردن نفت می گویند.

تزریق گازوئیل

▪گازوئیل به علت ارزانی معمولاً به عنوان حلال به مخزن تزریق می شود.

▪گازوئیل نفت سنگین را کمی روان می کند و سپس نفت روان شده با پمپ استخراج می شود.

تولید و بازیافت نفت سنگین در ایران

▪روش های پیشرفته و نیمه پیشرفته تولید و بازیافت نفت سنگین در ایران به صورت کامل اجرا نشده اند.

▪لزوم تحقیقات گسترده و همه جانبه برای بررسی روش های تولید و فراورش نفت سنگین باید انجام پذیرد.