نفت سنگین و سبک

نفت سنگین يا فوق سنگين، به نفت خامى اطلاق مى شود كه به راحتى جريان پيدا نمى كند. به طور معمول، نفت سنگين، نفتى با درجه API كمتر از 20 است.

نفت سنگين يا فوق سنگين، به نفت خامى اطلاق مى شود كه به راحتى جريان پيدا نمى كند. علت استفاده از واژه “سنگين” براى اين نوع نفت، بالا بودن چگالى آنها در مقايسه با نفت سبك است. به طور معمول، نفت سنگين، نفتى با درجه API كمتر از 20 (يا به عيارت ديگر چگالى نسبى بيش از 933/0) است.

توليد، انتقال و پالايش نفت سنگين در مقايسه با نفت سبك دشوارتر است. بزرگترين مخازن نفت سنگين دنيا در شمال ونزوئلا قرار دارد. اما به طور كلى بيش از سى كشور داراى مخازن نفت سنگين هستند. بالا بودن گرانروى و چگالى نسبى و همچنين داشتن تركيبات مولكولى سنگين تر اين نوع از نفت خام، مهمترين خواص فيزيكى هستند كه بين نفت سنگين و سبك تمايز ايجاد مى كنند. نفت فوق سنگين ونزوئلا داراى گرانروى بيش از ده هزار سانتى پواز و درجه API , ً 10 است. معمولا، براى انتقال اين نوع از نفت خام در فواصل معين با خط لوله، از رقيق كننده هايى استفاده مى شود كه باعث سهولت در جريان سيال مى شوند.

روش هاى توليد از مخازن نفت سنگين و فوق سنگين 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 سبك و سنگين، بر اساس درجه API سيال مخزن انجام مى گيرد.

اگرچه يك طبقه بندى يكسان بين المللى براى اين منظور وجود ندارد، ولى به طور معمول نفت هايى با درجه API بين 12 تا 20 را مى توان به نفت سنگين و نفت هايى با درجه API بين 8 تا 12 را به نفت فوق سنگين طبقه بندى كرد.

در نقاط مختلف جهان به خصوص در كشورهاى كانادا، آمريكا، ونزوئلا، ايران، مكزيك، روسيه و بعضى از كشورهاى توليد كننده نفت خام در خاورميانه، منابع عظيمى از نفت هاى سنگين و بسيار سنگين وجود دارد. به طور كلى ميزان كلى منابع نفت به شكل نفت سنگين و قير طبيعى در جهان حدود 6 تريليون بشكه نفت درجا تخمين زده مى شود كه سه برابر ذخاير نفت معمولى جهان است. همچنين مطابق مطالعات انجام گرفته، مجموع ذخاير نفت سنگين ايران حدود 85 ميليارد بشكه برآورد شده است.

مخازن نفت سنگين و فوق سنگين به خاطر گرانروى بالا، داراى بازيافت اوليه قابل توجهى نيستند، از اين رو براى بازيافت موثر از چنين مخازنى ضرورت كاهش گرانروى نفت درجا با استفاده از روش هاى حرارتى حساس مى شود، به طوريكه بيش از 80 درصد توليد نفت سنگين در مرحله ازدياد برداشت از طريق روش هاى حرارتى انجام مى گيرد.

به طور كلى مخازن نفت سنگين و فوق سنگين نيازمند اقداماتى براى كاهش گرانروى نفت و وارد كردن انرژى به مخزن هستند. زمانى كه بخار فوق داغ به مخزن تزريق مى شود، گرانروى نفت كاهش يافته، فشار مخزن از طريق جابه جايى و تقطير جزئى نفت افزايش مى يابد. بخار مى تواند 6 يا به صورت منقطع و طى به طور پيوسته به شكل سيلابزنى چند چرخه به مخزن تزريق شود. در حالت منقطع، مى توان بخار را از يك چاه (در نقش چاه تزريقى) به مخزن تزريق كرد و سپس از همان چاه (اين بار در نقش چاه توليدى) به استخراج نفت پرداخت.

روش تزريق گاز، هم به صورت امتزاجى (كه گاز تزريقى و نفت درون مخزن با يكديگر امتزاج يافته و تشكيل سيال واحدى مى دهند) و هم به صورت غيرامتزاجى (كه گاز تزريقى پيستون مانند، نفت درون مخزن را به سمت چاه هاى توليدى هدايت مى كند)، از روش هاى ازدياد برداشتى هستند كه 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.