هیدروکربن

روش بهره برداری در مهندسی تولید و مهندسی مخزن به خواص فیزیکی و شیمیایی هیدروکربن های موجود در یک مخزن بستگی دارد.

گازهای زیرسطحی (Subsurface Gases) در صنعت نفت، گاز طبیعی به مخلوط گازهای هیدروکربن نفت زیرسطحی گفته میشود که معمولا دارای مقادیرمتفاوتی از گازهای غیرهیدروکربنی هستند.

گازهای غیر هیدروکربنی :

گازهای غیرهیدروکربنی مهم در صنعت نفت CO2 و H2S هستند. این گازها ممکن است به صورت آلی یا غیر آلی تشکیل شوند. منشا غیرآلی معمولا با فرآیندهای زمین گرمایی و آتشفشانی همراه است.دو راه مهم برای تولید CO2 وجود دارد. اولین راه، تشکیل CO2 از اکسیداسیون مواد آلی است. اکسیداسیون مواد آلی می تواند در اثر نفوذ آبهای زیرزمینی، تجزیه باکتریایی و یا ترکیبی از هر دو باشد. این فرآیندها می توانند در مراحل اولیه، از تجزیه شدن مواد آلی قبل از تبدیل آنها به هیدروکربن نفت صورت گیرند.

CO2 نیز می تواند در اثر تلاشی سنگ های کربناته در طی تزریق ماگمای داغ بانفوذ آبهای اسیدی حاصل شود.

دومین گاز غیر هیدروکربن نفت مهم H2S است.H2S یک گاز مضر است که به واسطه ویژگی خورندگی اش، برای ابزارهای حفاری و تولید ایجاد مشکل می کند. ترش یا شیرین بودن گاز، بستگی به مقدار H2S در آنها دارد.H2S مانند CO2 می تواند از چندین روش آلی تشکیل شود.

روشها:

روش اول حاصل از عمل باکتریهای احیا کننده سولفاتها بر روی سولفاتهای فلزی است .می تواند در حضور ترکیبات هیدروکربن و آب، کربنات فلزی به همراه گاز CO2 و H2S تولید کند.

MSO4 + 2C + H2O » MCO3 + CO2 + H2S.

معمولا این فرآیند می تواند در آبهای راکد یا لب شور فاقد اکسیژن صورت گیرد. معم ترکیبات فلزی در این فرآیند سولفات آهن است که کربنات آهن تولید می کند.

FeSO4 + 2C + H2O FeCO, + CO2 + H2S.

روش دوم، تشکیل HS در اثر تبدیل انیدریت است. گاز ترش غنی از H2S ع در حوضه های هیدروکربن نفت دارای تبخیری های فراوان تشکیل می شود.در اثر حضور الى، انیدریت ممکن است به کلسیت تغییر یابد که در نتیجه H2S تولید می شود.

۲CH2O + CaS0 – CaCO + H2O + CO2+ HS.

در روش سوم، H2S ممکن است در طول بلوغ حرارتی هیدروکربن نفت خام با سولفور بالا ایجانشود.

He ، Ar ، Kr ، Raو N از دیگر گازهای غیرهیدروکربنی می توان گازهای بی اثر شامل نام برد.این گازها اغلب به مقدار جزئی در چاه های حفاری با گازهای هیدروکربن و نفت خام یافت می شوند.با وجود این، گاهی اوقات به صورت استثنایی، مقادیر متنابهی گاز نیتروژن با گازهای هیدروکربن نفت مشاهده می شود.

تجمع گاز مستقل:

در پاره ای اوقات، تجمع گازهای بی اثر به صورت مستقل در مخازن صورت می گیرد.مثلا در غرب کانادا گازهای بی اثر در یک لایه سیلت سنگی، که بر روی یک توده آتشفشانی چاه حفاری شده مدفون شده است.

تجمع یافته اند همراه این گازهای بی اثر هیچ گونه هیدروکربن نفت وجود ندارد شامل ۹۷٪ نیتروژن ، ۲٪ هلیوم و ۱٪ دی اکسید کربن بوده است.نبود هیدروکربن و وجود توده آتشفشانی در زیر مخزن، نشان میدهدکه این گازها دارای منشأ غیر آلی هستند و از پی سنگها نشأت گرفته اند. چنین به نظر می رسد که عموما گازهای بی اثر زیرسطحی، دارای منشأ غیرآلی اند.

گازهای هیدروکربن :

یک گاز هیدروکربنی است که هم در مخزن و هم بعد از استخراج به صورت فازگازی (gaseous phase) باقی می ماند.گازمحلول (dissolved gas) گازطبیعی حل شده در نفت خام یک مخزن میباشد.

هنگام بهره برداری نفت از یک مخزن أغلب در اثرکاهش فشار،گاز محلول از نفت جداشده و به صورت گاز آزاد در می آید.

گاز همراه:

گاز طبیعی است که به صورت کلاهک گازی (gas cap) در بالای ستون هیدروکربن نفت خام یک مخزن قرار دارد. .

گازغیرهمراه :

گاز طبیعی درون یک مخزن است که فاقد نفت خام است.گازهای طبیعی همچنین بر اساس ترکیب هیدروکربن شان طبقه بندی می شوند. متان (CH) سبک ترین ترکیب هیدروکربنی بوده و تشکیل دهنده اغلب گازهای طبیعی می باشد.

گاز خشک وتر:

گاز خشک (dry gas) غالبا فقط از متان تشکیل شده است.

گازتر (wet gas) علاوه بر متان از ترکیبات هیدروکربن نفت گازی سنگین تری از قبیل اتان،پروپان وبوتان تشکیل شده است.بسیاری ازهیدروکربن هاکه در مخزن به صورت فازگازی هستند،در سطح به علت تغییر در دما و فشار ممکن است به صورت مایع درآیند