مهم ترین مشکلات ناشی از نفت خام مومی

خسارت تشکیل (Formation Damage) در هنگام بازیابی نفت

در زمینه مهندسی نفت، آسیب تشکیل یا Formation Damage، به طور معمول نشان دهنده وضعیت نامطلوب نفوذ پذیری شکل گیری است که باعث افت فشار اضافی در حین انتقال مایع از طریق یک محیط متخلخل می شود.اصطلاح "آسیب تشکیل" اصولاً برای توضیح خسارتی استفاده می شود که در طی فرآیندهای نفت خام مانند حفاری، در لوله های سیمانی، سوراخکاری و تولید به وجود می آید.

این خسارت ها در اثر از طریق حرکت مواد جامد ریز، مسدود شدن مسیر و یا انجام واکنش های شیمیایی رخ می دهد که منجر به تشکیل رسوبات و تغییر قابلیت تَر شوندگی می گردد. متداول ترین نوع آسیب ناشی از تشکیل نفت خام مومی، رسوبات آلی است که عمدتاً از پارافین، تشکیل شده و حاوی برخی از آسفالتین ها یا رزین است.مواد معدنی مانند شن و ماسه، رس و باقی مانده های ناشی از پدیده خوردگی نیز در رسوبات آلی یافت می شوند. رسوبات مخلوط به طور همزمان در همان سیستم تشکیل می شوند.

رسوبات غیر آلی ناشی از نمک های سولفات و کربنات کلسیم، سولفات باریم و سولفات استرانسیم و گاهی اوقات به صورت مخلوطی با رسوب موم پارافین ظاهر می شوند. این رسوب های مخلوط ممکن است منجر به رسوبات با ساختاری بسیار پیچیده شوند که تیمار یا حذف آنها بسیار دشوار است و بنابراین به تکنیک های اصلاحی، تهاجمی، شدید و گاهی هزینه بر نیاز می باشد. چنین رسوباتی به دلیل کاهش فشار لوله، آزاد شدن 2CO و تبخیر آب تشکیل می شوند.

استفاده از ترکیبات شیمیایی نامناسب، تزریق مایع سرد یا نفت داغ به چاه، این مشکلات را ایجاد می کند. رسوب پارافین می تواند در سنگ های مخزن تشکیل شود. این رسوبات می تواند باعث ایجاد آسیب شدید به فرآیند تشکیل و در نتیجه کاهش تولید مخزن شود.دلایل اصلی ایجاد رسوب پارافین در خط نفت خام شامل تغییرات محیطی تأثیرگذار بر تعادل محلول (از جمله دما، فشار و از دست دادن گازهای محلول) و عملیات میدانی (مانند نفت داغ، جاری شدن سیلاب و تزریق مایع سرد) است.

با پیشرفت فرآیند تولید، فشار نفت خام، افت پیدا می کند که ممکن است باعث تبخیر اجزای سبک نفت شود. بنابراین، دمای آن منطقه در سنگ های مخزن نزدیک چاه، کاهش می یابد. کریستال های پارافین با جریان نفت از بین سنگ ها، لخته می شوند و تجمع می یابند، منافذ را مسدود می کنند و باعث صدمه به فرآیند تشکیل می شوند.

تشکیل رسوب پارافین در چاه های نفتی، جزو موضوعات فنی مرتبط با استانداردهای این حوزه است. این پدیده می تواند باعث اثراتی نظیر کاهش نفوذ پذیری، آسیب تشکیل، کاهش قطر داخلی لوله ها، تغییر در ترکیب مایع مخزن، افزایش افت فشار و محدود کردن ظرفیت عملیاتی کل سیستم تولید شود.

تزریق مایعات به مخزن، یک روش معمول برای بهبود بازیابی نفت و تحریک تولید است. برای اسیدی کردن، شکستگی و جاری شدن سیلاب، مایعاتی به چاه و مخزن تزریق می شوند که دمای پایین تر از دمای مخزن دارند و می توانند اطراف چاه را تا زیر نقطه ابری، خنک کنند.نفت گرم شامل اجزای پارافین یا آلکان است که به دلیل وزن مولکولی زیاد، باعث ایجاد پارافین در یک فشار و درجه حرارت خاص می شود. نفت داغ به دلیل هجوم مایعات آلوده می تواند باعث رسوبات موم شود.

نفت داغ تزریق شده، اجزای پارافین را حل می کند که باعث افزایش محتوای موم در نفت می شود. سرد شدن نفت نفت داغ در مراحل بعدی باعث رسوب متوالی موم می شود. اسیدی شدن، جاری شدن حجم زیادی از گاز 2CO و جاری شدن مایع گاز طبیعی (NGL) می تواند باعث ایجاد رسوبات آلی از جمله موم شود.

تزریق مواد شیمیایی همراه با آب باعث ایجاد رسوب شیمیایی جدید می شود که می تواند باعث کاهش جریان بین لایه ها و افزایش حجم آب تزریقی شود و به این ترتیب، درجه بازیابی را بهبود می بخشد و بازده تولید را افزایش می دهد.

با این وجود، این نوع واکنش شیمیایی باعث ایجاد آلودگی در نفت می شود. غرقاب پلیمری، یکی از روش های اصلی بازیابی نفت است. این روش ها باعث افزایش ویسکوزیته سیال، بهبود کارایی حجم رفت و برگشتی نفت و در نتیجه افزایش فاکتور بازیابی نفت می شود.

با این حال، استفاده از غرقاب پلیمری برای مدت طولانی منجر به تجمع رسوبات زیاد می شود که بر روی مخازن تأثیر می گذارد و یکی از مهم ترین چالش ها در توسعه نفت و گاز است.دی اکسید کربن، متداول ترین گاز برای جابه جایی مخلوط است زیرا ویسکوزیته نفت را کاهش می دهد و ارزان تر از گاز مایع است. فرآیند اختلاط برای نفت خام سبک و نفت با وزن متوسط معتبر است، اما روش غیر قابل اختلاط می تواند برای نفت سنگین به کار رود.