تزریق گاز به مخازن نفت جهت ازدیاد برداشت

به عنوان مثال ؛ كل نفت مخازن آمريكا حدود 10⁹ * 400 بشكه بوده است كه تا سال 1970 حدود 10⁹ * 100 بشكه آن توسط روش هاي اوليه استخراج شده اند . البته هر چه ميزان گاز آزاد در مخزن بيشتر باشد مقدار توليد نفت توسط اين روش بيشتر است زيرا تغيير حجم گاز در مقابل تغيير فشار بسيار ناچيز است . به عنوان مثال در ايالت پنسيلوانياي آمريكا به دليل پائين بودن نفوذ پذيري ( كمتر از 50 ميلي دارسي ) و انرژي كم مخزن كه ناشي از پائين بودن مقدار گاز طبيعي آزاد است . ميزان نفت استخراج شده با روشهاي اوليه بين 5 تا 25 درصد كل نفت بوده است و به همين دليل در ايالت نامبرده روشهاي مرحله دوم ( SECONDARY RECOVERY) از سال 1900 شروع شده است . از روشهاي مؤثر در مرحله دوم يكي سيلابزني آبي وديگري سيلابزني گازي يا تزريق گاز است . در روش سيلابزني آبي ؛ آب با فشار زياد در چاههاي اطراف توليد نفت وارد مخزن شده و نيروي محركه لازم براي استخراج نفت را بوجود مي آورد . معمولاً در اطراف هر چاه نفت چهار چاه براي تزريق آب وجود دارد .

O چاه آب ورودي* چاههاي تزريقي OOOO

* * * * O O O O * * * * O O O O در روش سيلابزني گازي ، گاز ( مانند گاز طبيعي ) با فشار به جاي آب وارد مخزن شده و نفت را به طرف چاه خروجي به جريان مي اندازد . در كشور ونزوئلا حدود 50% گاز طبيعي توليد شده دوباره به چاههاي نفت براي استخراج در مرحله دوم بر مي گردند . نحوه تزريق گاز شبيه تزريق آب به صورت چاههاي پنجگانه است . در مواردي كه گرانروي نفت خيلي بالا باشد از تزريق بخار آب به جاي آب استفاده مي شود ، با كاهش گرانروي نفت ، جريان آن راحت تر صورت گرفته و سرعت توليد بالا مي رود . پس از استخراج به كمك روشهاي مرحله دوم هنوز هم حدود 30 الي 50 درصد نفت مي تواند به صورت استخراج نشده در مخزن باقي بماند . در اينجاست كه استخراج نفت به كمك روشهاي مرحله سوم ( Thirdly recovery ) صورت مي پذيرد .

يكي از روشهاي مرحله سوم ، تزريق محلول مايسلار ( Micellar Solution ) است كه پس از تزريق آن محلولهاي پليمري به عنوان محلول بافر به چاه تزريق مي شود. در آمريكا ممكن است روشهاي استفاده از محلول مايسلار تا 50 درصد كل روشهاي مرحله سوم را شامل شود.

محلول مايسلار مخلوطي از آب ، مواد فعال سطحي ، مواد كمكي فعال سطحي ، نفت و نمك است . در روشهاي جديد تهيه محلول مايسلار ، نفت ، نمك و مواد كمكي فعال سطحي ، حذف گرديده اند. محلولهاي مايسلار نيروي تنش سطحي بين آب و نفت را تا حدود 001/0 دين بر سانتيمتر مربع يا كمتر از آن كاهش مي دهند.

گرانروي محلول پليمري حدود 2 تا 5 برابر گرانروي نفت است . غلظت پليمر حدود 1000 ميلي گرم در ليتر جهت تهيه محلولهاي مايسلار براي توليد هر بشكه نفت در سال 1957 مي باشد . در حال حاضر پلي آكريليميدها ( Polyacrylimides) و زيست پليمرها در محلول بافر استفاده مي شود. مواد فعال سطحي معمولاً سولفوناتهاي نفتي سديم هستند و از لحاظ خواص و ساختار شيميايي شبيه شوينده ها مي باشند . از الكلها براي مواد كمكي فعال سطحي استفاده مي شود . هزينه اين كار در آمريكا حدود 5/1 دلار بوده است . انتظار مي رود تا سال 2000 در آمريكا حدود 2 ميليون بشكه نفت در روز با استفاده از محلولهاي مايسلار استخراج شود .

يكي ديگر از روشهاي مرحله سوم روش احتراق زير زميني است. طي اين روش اكسيژن موجود در هوا در زير زمين با هيدروكربنها مي سوزد و مقداري انرژي و گاز توليد مي كند تا فشار مخزن بالا مي رود . گرما همچنين گرانروي را كاهش داده و جريان نفت راحت تر صورت مي گيرد . يك روش ديگر مرحله سوم كه اخيراً مورد توجه فراوان قرار گرفته است، روش تزريق گاز دي اكسيد كربن مي باشد كه جزيي از روش امتزاج پذير است . گاز دي اكسيد كربن بسيار ارزان بوده ، در نفت نيز حل مي شود و گرانروي آن را كاهش مي دهد . از روشهاي ديگر مرحله سوم ، انفجارهاي هسته اي در زير زمين است كه اين انفجارها شكاف مصنوعي در سنگ ها بوجود مي آورد و جريان نفت را ساده تر مي كند .

يكي از مهمترين مسائلي كه به هنگام بكارگيري مراحل بازيافت نفت ايجاد مي شود ، مشكل رسوب آسفالتين مي باشد . آسفالتين ها در نفت به وسيلة رزين ها تحت شرايط مطلوب بصورت معلق نگاه داشته مي شوند. در واقع مي توان پديده تعليق و يا حلاليت ذرات آسفالتين در نفت خام را يك پديده ترموديناميكي تعادلي عنوان نمود و تغيير در هر عاملي كه اين تعادل را بر هم زند ، مي تواند حالت تعليق را از ميان برده و سبب بروز پديده تجمع ذرات آسفالتين به يكديگر و در نهايت رسوب آنها شود.

استخراج نفت بخصوص شيوه هاي بكارگيري در روشهاي مرحله دوم و سوم بازيافت نفت اغلب باعث ايجاد برخي تغييرات در رفتار جريان ، خواص تعادلي فازها و خواص سنگ مخزن مي شوند كه اين تغييرات مي توانند تعادل ترموديناميكي را بر هم زنند و سبب تشكيل رسوب آسفالتين در سنگ مخزن شوند .

آسفالتين تركيبي است آروماتيك با چند بنزني (Polyormatic ) با وزن مولكولي بالا كه در هپتان نرمال نامحلول اما در تولوئن محلول مي باشد . پارامترهاي مؤثر در تشكيل رسوب آسفالتين شامل تركيب درصد يا غلظت ، دما ، فشار ، حلال تشكيل دهنده رسوب و مشخصه هاي هيدروديناميكي و پتانسيل جرياني و…… مي باشد.

بررسي و مطالعه مقالات مختلف درمورد مسائل مربوط به رسوب آسفالتين در ميادين نفتي بيانگر مواجه عمده با اين مسئله در بخش هاي عمليات بهره برداري از نفت و همينطور در روشهاي ازدياد برداشت از مخازن نفت و غالباً در ترزيق هاي امتزاجي است.

رسوب آسفالتي در برخي ميادين نفتي نقاط مختلف جهان در خلال توليد و فراورش نفت از مسائل بسيار جدي محسوب مي گردد. در بعضي از ميادين چاه هايي وجود داشته است كه در آغاز بهره برداري 3000 بشكه در روز دبي توليدي داشته اند ليكن ظرف مدت كوتاهي پس از توليد ، جريان نفت در آنها قطع شده است . هزينه تعمير و رفع اشكال اين چاه ها از لحاظ اقتصادي بسيار قابل ملاحظه است . اغلب مشاهده شده است كه پس از بستن موقت چاه ها و يا اسيدزني آنها لخته هاي آسفالتيني باعث انسداد نسبي و در مواردي انسداد كامل چاه ها شده است . در برخي از موارد نيز رسوب آسفالتين در داخل لوله هاي مغزي مشكلات متعددي ايجاد نموده است كه شستشو يا تراشيدن و تميز كردن لوله هاي مغزي را جهت حفظ سطح توليد ايجاب كرده است . در يك حالت ديگر مشكلات ناشي از آسفالتين ، از رسوب آن در خلال توليد اوليه گرفته تا رسوب و انعقاد آن در اثر اسيدزني به چاه ها و تزريق انيدريد كربنيك براي ازدياد برداشت از نفت مشاهده شده است . حتي براي مخازني كه رسوب آسفالتين در خلال توليد طبيعي يا اوليه گزارش نشده بود . اين رسوب در حين پروژه هاي ازدياد برداشت در لوله هاي مغزي چاه هاي توليدي مشاهده گرديده است . به عنوان مثال برخي ميادين مشخص كه با مشكل رسوب آسفالتين مواجه اند عبارتند از :

ـ ميدان Prinos ـ شمال درياي اژه ، يونان

ـ ميادين Mata Acema و Boscan ، ونزوئلا

ـ ميدان Ventura Avenue ، كاليفرنيا

ـ ميدان Gachsaran لايه هاي مخزن آسماري ، ايران

ـ ميدان Hassi Messaoud ، الجزاير

از آنجايي كه سيلاب زني امتزاجي داراي پتانسيل بازيابي نفت بيشتري نسبت به روشهاي معمول تزريق آب مي باشد ، در ايران به دليل دارا بودن بيش از 13 % كل مخازن گاز دنيا اكثراً به منظور ازدياد برداشت از روش تزريق گاز طبيعي استفاده مي شود . به عنوان مثال مي توان به واحدهاي تزريق گاز در منطقه جايزان ، تزريق گاز خروجي كارخانه 1000 NGL آغاجري و تزريق گاز پازنان توسط كارخانه 900 NGL گچساران جهت تحريك ميادين نفتي اشاره كرد . نفت با جذب گاز به مانند هيدروكربني مايع با كشش سطحي پائين عمل مي كند كه با رزين ها قابل امتزاج است . بدين ترتيب اجسام حافظ (رزين ها ) از آسفالتين ها جدا شده و آسفالتين ها پس از انعقاد به عنوان يك فاز سنگين رسوب مي كنند . گاز به عنوان حلال تشكيل دهنده رسوب عامل برهم زنندة تعادل ترموديناميكي شناخته مي شود .

در پاره اي از ميادين ، پارامترهاي مؤثر ديگر در تشكيل رسوب آسفالتين مانند دما، فشار و….. مي توانند عامل جابجايي تعادل ترموديناميكي و مسبب رسوب آسفالتين شناخته شوند .

احتمال بسته شدن منافذ وكم شدن يا از بين رفتن نفوذ پذيري سيال از درون بستر متخلل سنگ در اثر به وجود آمدن رسوب ياد شده ، باعث مي شود كه پروژه هاي ازدياد برداشت با ديد محتاطانه اي نظر شده و به عوارض جانبي در كنار اثرات مثبت آنها در بالا بردن ميزان نفت قابل برداشت نيز توجه شود. لازم بود براي رفع مشكلات ناشي از رسوب آسفالتين كه سبب انسداد مخازن نفتي ، كاهش نفوذ پذيري ، هزينه هاي عملياتي و از دست دادن منابع نفتي مي شود ، كارهاي تحقيقاتي و مطالعاتي انجام گيرد .

در كارهاي تحقيقاتي و مطالعاتي كه تاكنون انجام شده اغلب سيستم هاي ناپيوسته و فاقد محيط متخلخل مد نظر قرار گرفته اند كه اصولاً هدفشان پاسخ دادن به اين سؤال مي باشد كه « كي » و در كل « چه مقدار » رسوب تحت شرايط مشخص تشكيل خواهد شد . لذا با اين طرز تفكر در امر تحقيق ، مدل هاي ترموديناميكي را به كار گرفتند كه فقط قادرند رفتار سيستم را به هنگام تعادل پيش بيني كنند و از ارائة رفتار سيستم نسبت به زمان عاجزند .

عدم توجه به سرعت سيال و بستر متخلل سنگ مخزن يكي از جمله عواملي بود كه سبب مي شد تا معماي بسته شدن اطراف دهانه چاه بدون جواب بماند . در كار حاضر ملاحظه خواهيد نمود كه اين معضل صرفاً در محدودة مكانيك سيالات ، طبيعت رسوب آسفالتين و ساختار محيط متخلخل بوده و تنها كاري كه در اينجا از مدل هاي ترموديناميكي پيشنهاد شده بر مي آيد ، اين است كه مشخص مي نمايد در شرايط موجود رسوبي تشكيل مي شود يا خير و اگر مي شود ميزان آن چقدر است ؟

مدل هاي ترموديناميكي پيشنهاد شده از طرف شركت شل و پرفسور منصوري از دانشگاه ايلينوي آمريكا راحت به اين سؤال پاسخ مي دهند كه تحت چه شرايط ترموديناميكي رسوب آسفالتين ايجاد مي شود ؟ ولي قادر نيستند با توجه به مقدار و طبيعت ذرات رسوب پيش بيني كنند حركت نفت در سازند چگونه بوده و تأثير آن در بازيافت نهايي چه خواهد بود ؟

از نظر مهندسي مخزن، مهم خطر آفريني رسوب آسفالتين از نقطه نظر تشكيل و ميزان آن نيست ؛ بلكه مهم اينست كه رسوبات ايجاد شده به شكلي از محيط متخلخل تخليه شده و باعث بسته شدن منافذ سنگ مخزن نگردند . چنانچه بوجود آمدن و عبور ذرات ايجاد شده در محيط متخلخل طوري باشد كه سيستم متخلخل مخزن مواجهه با كاهش نفوذ پذيري نسبت زمان نگردد . نگراني كه از ناحيه رسوب آسفالتين متوجه مخزن مي باشد ، بدون پايه خواهد بود. لذا در كار حاضر از اين زاويه به مسئله نگريسته شده و با استفاده از يك دستگاه نيمه صنعتي آزمايشگاهي به طور تجربي در محيط متخلخل آن هم به صورت پيوسته ( Continuos ) حركت نفت در سازند و تأثير آن در بازيافت نهايي با توجه به مقدار و طبيعت ذرات رسوبي بررسي شود.

بنابراين در كار حاضر روند كار بدين قرار است كه پس از موفقيت در طراحي ، نصب و كارايي سيستم در فشارهاي مختلف ، ميزان نفوذ پذيري بستر متخلخل در شدت جريانهاي مختلف بر حسب زمان طبق قانون دارسي محاسبه مي شود . سپس مدلي بسيار جالب كه دو تئوري اضافه بر سطح ( Surface Exces) و به دام افتادن مكانيكي ( Mecanical Entrapment ) را هم زمان بكار مي برد ، ارائه مي گردد كه در نهايت به كمك اين مدل ، سيستم توسط يك برنامه قابل انعطاف رايانه اي شبيه سازي مي گردد . در ضمن نتايج آزمايشها با پيش بيني هاي مدل مقايسه و مورد بحث واقع مي شوند .تئوري اضافه بر سطح ، پديده جذب سطحي آسفالتين را و تئوري به دام افتادن مكانيكي ، پديده هاي نشست ، كنده شدن ، گلوله برفي و پل زدن را در بستر متخلخل توجيه مي كند . در اين مدل از پديده هاي طبيعي و تكنيك هاي كلاسيك براي محاسبه پارامترهاي مورد نياز استفاده شده است . اين روش در حال حاضر تنها ابزار موجود در بررسي عملكرد و رفتار حركت نفت در سازند ، با توجه به مقدار و طبيعت ذرات رسوب مي با شد كه قادراست تأثير اين مقدار رسوب را در بازيافت نهايي پيش بيني كند. محققيني چون پرفسورمنصوري ، رسام دانا ، نيك آذر و …. با ارائه مدل هاي ترموديناميكي قصد دارند ضمن شناخت پارامترهاي مؤثر در تشكيل رسوب ، ميزان آن را در مخازن نفتي وتجهيزات فرآيندي پيش بيني كنند ليكن در اينجا سعي مي شود كه با تنظيم شدت جريان،رسوبات ايجاد شده از سيستم تخليه شوندتا سبب كاهش نفوذ پذيري و يا از دست دادن آن وهزينه هاي عملياتي نظير اسيد زني ، پاكسازي و ….. نشوند.

در حال حاضر ضمن پي بردن به راز بسياري از مجهولات در زمينة طبيعت رسوب آسفالتين ، محيط هاي متخلخل و مخازني كه با مشكل رسوب مواجه اند را بررسي مي كنيم ، پس ازشناخت دقيق مكانيزم نفوذ پذيري و پارامترهاي مؤثر برآن ، راه حل هاي مناسبي براي كاهش نشست يا افزايش نفوذ پذيري مانند انتخاب سيال مناسب جهت تزريق ، تنظيم شدت جريان با تنظيم فشار چاه ، تنظيم فشار تزريقي ، ايجاد سوراخ هاي مناسب در لوله حفاظ چاه ( Casing ) ، استخراج نفت در چند نقطه مخزن و…. ارائه مي شود كه باعث كاهش هزينه هاي عملياتي و حفظ منابع زير زميني براي نسل آينده خواهد شد. اصولاً با شيوه هاي اوليه و ثانويه بازيافت نفت( O il recovery)

در حال حاضر حدود 30% الي 50% نفت موجود را مي توان استخراج نمود . اصولاً شيوه هاي برداشت معمولي ، بيشترين درصد نفت را باقي مي گذارد و همين دليل قوي است براي گسترش و ابداع روش ها و فرآيندهايي كه بتواند بازده بيشتر را به همراه داشته باشد . تا كنون تحقيقات آزمايشگاهي متعددي صورت گرفته و شيوه هاي جديد بهره وري گسترش يافته است . بسياري از اين شيوه ها در مخازن به كار گرفته شده و با موفقيت نيز همراه بوده است . كاربرد اين شيوه ها به دنبال تخليه نفت بوسيله تزريق آب و يا گاز صورت مي گيرد. هر فر‎آيند جديدي اگر به عنوان بهره وري ثانويه بكاربرده شود مؤثرتر خواهد بود مضافاً بر اينكه عمر عملكرد مناسب مخزن با بكار بردن شيوه هاي جديد افزايش خواهد يافت .

تا كنون روش هاي بهره وري جديد به لحاظ مسائل و مشكلات اقتصادي با توجه به قيمت تمام شده نفت استخراجي ، در توليد نفت به عنوان مسئله اي مهم ، مطرح نبوده اند . هر چند با افزايش قيمت نفت اين روش ها اهميت بيشتري خواهد يافت .امروزه مشكل مي توان بخشي از زندگي را نام برد كه به صورت مستقيم و يا غير مستقيم مشتقات نفتي در آن نقش نداشته باشد .

استفاده ار انواع سوخت ها در صنايع سنگين و سبك و كاربرد روزافزون انواع فرآورده ها و مشتقات نفتي در صنعت دارو سازي ، صنايع غذايي ، صنايع پتروشيمي و صنايع نساجي اهميت نفت را افزايش داده و نياز مبرم انسان به دانش علمي و فني در زمينه ازدياد برداشت نفت ، صرفه جويي در مصرف و استفاده بهينه از اين كالا را محسوس مي نمايد و اين ميسر نمي باشد مگر از طريق تحقيق ، بررسي و مطالعه بيشتر دراين زمينه .

هدف كلي آن است كه به طور خلاصه تكنولوژي جهت افزايش بازيابي نفت هاي دور از دسترس در مخازن ، مورد مطالعه و بررسي قرار گيرد .

دانستن اين نكته ضروري كه ازدياد برداشت نفت از مخازن با روشها و پروسس هاي مختلف ممكن مي گردد كه اين روش ها در همه مخازن قابل اجرا نمي باشد .

معيارهاي انتخاب يك پروسس E.O.R بسيار پيچيده بوده و عبارتند از :

پتروفيزيكالي ، شيمي ، رئولوژي ، عوامل محيطي و خواص سيالي كه براي هر حالت بخصوص بايد مورد توجه قرار گيرد .

وجه تمايز مخازن نفت و گاز مي تواند تخلخل و نفوذ پذيري آب نمك ، نحوه اتصالات ، سوراخها ، منافذ ، اندازه ها و اشكال مختلف باشد . اين مخازن شامل صخره هاي مختلفي هستند كه عمدتاً صخره هاي ماسه اي ، صخره هاي سنگ ماسه ، صخره هاي كلوخي و صخره هاي آهكي مي باشند كه داراي شيارها و فضاي مختلف براي عيور سيال مي باشند.

پروسس هاي بازيابي نفت (Oil Recovery Processes ) :

پروسس هاي بازيابي نفت را مي توان به سه دسته تقسيم نمود : اوليه ، ثانويه و روشهاي ازدياد برداشت .در پروسس هاي اوليه ، نيرويي كه باعث خروج نفت از مخازن مي شود. ، ناشي از فشار طبيعي سيال در مخزن مي باشد . بازيابي اوليه نفت توسط مكانيزم هاي رانش طبيعي گاز ، نفوذ آب و نيروي جاذبه مي باشد .

پروسس هاي ثانويه زماني كاربرد خواهند داشت كه فشار مخزن به طوري كم شود كه قادر نباشد نفت موجود در چاه را حركت دهد . در اين پروسس ها براي ازدياد فشار مخزن از طريق آب يا گاز استفاده مي شود.

روشهاي ازدياد برداشت نفت از مخازن براي تغيير توليد چاه ها پس از تزريق آب يا گاز و ترميم فشار مخزن مي باشد . هدف استفاده از اين روش ها ، به حداقل رساندن نفت باقيمانده در چاه مي باشد كه با افزايش اختلاف فشار بين مخازن و چاه هاي توليد يا افزايش تحرك نفت به وسيله كاهش ويسكوزيته آن يا كاهش كشش سطحي بين سيالات و نفت انجام مي گيرد.

فصل دوم روش هاي ازدياد برداشت نفت از مخازن ( Enhanced Oil Recovery )( E.O.R )

















روش هاي ازدياد برداشت نفت از مخازن :

روش هاي مختلف ازدياد برداشت را مي توان به طور كلي به سه گروه تقسيم نمود :

1ـ استفاده از حلالها يا روش هاي جانشيني امتزاج پذير .

2ـ سيلاب زني مواد شيميايي .

3ـ روش هاي حرارتي

حال به شرح مختصري از بازيابي اوليه ، ثانويه و ازدياد برداشت پرداخته مي شود .

1ـ بازيابي اوليه نفت ( Primary Oil Recovery )

راندمان بازيابي اوليه نفت بستگي زيادي به مقدار فشار طبيعي مخزن نفت دارد . اين فشار

توسط نيروي مختلفي به وجود مي آيد كه عبارتند از :

الف ) نيروي انبساط گاز طبيعي

ب) نيروي جاذبه

ج) نيروي ناشي از نفوذ آب

د ) نيروي دافعه ناشي از نزديك شدن سنگ هاي مخازن .

مهمترين نيروها ، نيروي انبساط ناشي از گاز طبيعي مي باشد زيرا داراي فشار زياد بوده و در توليد نفت نقش بسزايي دارد .

در مخازن شيبدار نيروي جاذبه مي تواند مؤثر باشد چون زهكشي نفت را آسان مي نمايد .



2ـ بازيابي ثانويه نفت (Second oil Recovery )

مكانيزم بازيابي ثانويه شركت نفت از چاه هاي توليد توسط اختلاف فشار بين مخزن و چاه هاي توليد مي باشد . هنگامي كه توليد نفت رو به كاهش مي گذارد پروسس بازيابي

ثانويه نفت ، فشار لازم جهت راندن نفت از چاه هاي توليد را تأمين مي كند . يعني فشار مخزن به وسيله نيروي مصنوعي ، ازدياد توليد را سبب مي شود . اين پروسس شامل ايجاد خلأ در چاه ، تزريق گاز(سيلابزني گازي) ، تزريق هوا ، تزريق آب (سيلابزني آبي) و يا تزريق محلول رقيقي از كاستيك و پليمر مي باشد . روش هاي تزريق گاز عبارتند از :

الف ) تجديد فشار ( Pressure Restoration )

ب) ابقاء فشار ( Pressure Maintenance )

ج) رانش گاز ( Gas Drive )

كه بستگي به روش تزريق گاز به درون يك مخزن دارد .الف ) تجديد فشاردر روش تجديد فشار ، گاز به درون يك چاه توليد كننده وارد مي گردد در حالي كه ساير چاه ها بسته شده اند . به اين ترتيب فشار مخزن به كلي تجديد مي شود . اين عمل ممكن است نزديك به يك سال طول بكشد تا فشار به حد لازم برسد . سپس تزريق گاز متوقف شده و همه چاه هاي توليد ، تحت تأثير فشار مصنوعي ايجاد شده ، به توليد مجدد مي پردازند .

ب ) ابقاء فشار

در روش ابقاء فشار، گاز چاه هاي توليد كننده كمپرس شده و به درون چاه هاي انتخابي ، تزريق مي شوند . در اين روش برخي چاه ها تحت عمليات تزريق قرار مي گيرند .در حالي كه ديگر چاه ها در حال توليد نفت مي باشند .

ج) رانش گاز

در روش رانش توسط گاز ، گاز با فشار به درون مخزن تزريق شده ويك جريان مداوم گاز ،

از چاه هاي تحت تزريق به چاه هاي در حال توليد بر قرار مي گردد.

پروسس سيلاب زني با آب ( Water Flooding ) نيز جهت جبران فشار تقليل يافته بعد از بازيابي اوليه مي باشد . در اين روش آب از چاه هاي تزريقي به درون مخازن رانده مي شود . آب ، نفت را از ميان سنگ هاي مخازن به طرف چاه هاي توليد مي راند. براي افزايش عمل رانش آب ، برخي از مواد شيميايي مانند كاستيك يا پليمر به آب افزوده مي شود .

3ـ روش هاي ازدياد برداشت نفت از مخازن ( E.O.R )

هدف از پروسس هاي E.O.R ازدياد بازيابي ثانويه مخازني است كه بازيابي ثانويه از طريق تزريق گاز يا سيلاب زني آب در مورد آنها انجام گرفته و در اين مرحله ديگر راندمان بالايي ندارد.

پروسس هاي حرارتي عمدتاً براي بازيابي نفت هاي سنگين مورد استفاده قرار مي گيرند .

در حالي كه پروسس هاي شيميايي و امتزاجي ( حلالها ) براي ازدياد برداشت نفت هاي سبك كاربرد دارند . از ميان پروسس هاي مختلف جهت بازيابي نفت ، پروسس هاي حرارتي از بالاترين اطمينان برخوردار بوده و نزديك به 70 درصد ازدياد توليد توسط اين نوع پروسس ها انجام مي گيرد . در حال حاضر سيلاب زني مواد فعال سطحي ، بسيار مشكل و پيچيده مي باشند و داراي ضريب اطمينان كمتري مي باشند . پروسس هاي سيلاب زني به سه گروه مهم تقسيم مي شوند:

الف )سيلاب زني سر فكتانت

ب) سيلاب زني پليمر

ج ) سيلاب زني كاستيك

ماكزيمم جابجايي نفت توسط عمل سيلاب زني سرفكتانت و كاستيك بر اساس كشش سطحي بسيار پائين استوار است . در حالي كه سيلاب زني پليمر به تنهايي يا همراه با تزريق سرفكتانت ، نتيجه آن كنترل تحرك مي باشد . در اثر تزريق كاستيك به درون مخزن نفت ، كاستيك با اسيدهاي چرب موجود در نفت واكنش انجام داده و توليد نمك سديم مي كند . وقتي كه نفت مخزن داراي ويسكوزيته زياد باشد ، روش هاي بازيابي ثانويه براي جابجايي آن مؤثر نخواهد بود و از پروسس هاي حرارتي استفاده مي شود . تزريق بخار ويسكوزيته نفت را كاهش داده و تحرك را بالا مي برد . پروسس هاي حرارتي بر اساس نحوة ايجاد حرارت در مخزن به سه گروه تقسيم مي شوند .

الف ) احتراق در محل ( In _Situcombustion )

ب) تزريق بخار ( Steam injection )

ج) احتراق مرطوب ( Wet Combustion )

الف ) احتراق در محل :

در روش احتراق در محل ، گرم كن هاي برقي يا مشعل هاي گازي را در نزديكي چاه مشتعل مي سازند و سپس هوا به طور مداوم از ناحيه مشتعل شده به طرف چاه ها تزريق مي شود .

ب) تزريق بخار :

در روش تزريق بخار ، به طور مداوم يا سيكلي ، بخار به درون مخزن تزريق مي شود . تزريق مداوم بخار ، هر دو چاه توليد و تزريق را درگير مي كند در حالي كه تزريق سيكلي بخار فقط چاهي را درگير مي كند كه بتواند چاه توليد را سرويس كند .

ج) احتراق مرطوب :

در روش احتراق مرطوب ، آب با هوا تزريق مي شود. مهمترين مزيت اين پروسس آنست كه چون مقداري از نفت باقيمانده براي سوخت توسط شعله مصرف مي شود ، مي تواند مقدار زيادي از نفت را در محل جابجا نموده و مقداري از هواي لازم براي مشتعل ساختن نفت را نيز حركت دهد.

فصل سوم

تزريق امتزاجيگاز







تزريق امتزاجي گاز

پروسس هاي جابجايي امتزاجي :

در اين پروسس از طريق يك حلال مانند الكل ، هيدروكربن هاي تصفيه شده گازهاي هيدروكربني مايع شده و دي اكسيد كربن كه بتواند در نفت مخزن حل شود ، استفاده مي شود.

تزريق حلال سبب كاهش نيروهاي موئينه كه باعث اقامت نفت در منافذ سنگ هاي مخزن هستند مي شود. براي شكستن مخلوط نفت ـ حلال پس از تزريق حلال ، تزريق مايع يا گاز انجام مي شود ، پروسس جابجايي امتزاجي به چهار گروه تقسيم مي شود:

الف ) پروسس توده امتزاج پذير ( Miscible Slug Proccess )

ب) پروسس غني از گاز ( The Enriched.gas Process)

ج) پروسس گاز رقيق با فشار بالا (The High Pressure / Lean gas)

دـ پروسس دي اكسيدكربن و حلال

(Carbon Dioxide ProcessThe Mutual Solvent And)

الف ) پروسس توده امتزاج پذير :

تزريق توده اي از ئيدرو كربن هاي مايع كه حجم آن برابر نصف حجم منافذ مخزن است ، انجام مي گيرد . پس از تزريق اين توده ، گاز يا مايع به مخزن تزريق مي شود .





ب) پروسس غني از گاز :

در اين پروسس تزريق توده غني از گاز طبيعي ( به اندازه 20ـ10 درصد حجم منافذ مخزن ) انجام مي گيرد و به دنبال تزريق توده ، تزريق كمي گاز و آب به مخزن انجام مي پذيرد . اين پروسس در محدوده فشار 1700_3000 Psia كاربرد دارد .

ج) پروسس گاز رقيق :

در اين پروسس تزريق گاز رقيق نسبت به ₆c ـــ c₂ با فشار بالا انجام مي گيرد ، كه معمولاً سبب كاهش تبخير نفت خام و تشكيل يك فاز امتزاجي بين مخزن نفت و گاز مي شود. اين گاز شامل تركيبات ₆c ـــ c₂ از نفت به گاز منتقل مي شود .

د ـ پروسس دي اكسيد كربن و حلال :

اين پروسس شامل تزريق حلالها از جمله الكل مي شود. اين حلال بايد قابليت امتزاج در نفت مخزن و آب را داشته باشد . اين حلالها در مخزن نفت تشكيل يك فاز مي دهند و براي ابقاء اين فاز غلظت حلال بايد زياد باشد .

در پروسس دي اكسيد كربن ، مكانيزم دي اكسيد كربن قابل امتزاج در نفت ، مانند مكانيزم پروسس گاز رقيق با فشار بالا مي باشد . تحت شرايطي از فشار، دما و تركيب نفت مخزن ، دي اكسيد كربن يك جبهه امتزاج پذير بوجود آورد كه مايع امتزاج پذير را به حركت در آورده و براي جابجايي نفت و رانش آن به طرف چاه هاي توليد مؤثر باشند. دي اكسيد كربن مي تواند در دماي نرمال مخزن و در فشار كمتر از PSI 1500 امتزاج پذير باشد . وجود ناخالصي در دي اكسيد كربن ، مانند نيتروژن و متان ، فشار امتزاج پذيري را افزايش مي دهد در حالي كه وجود ناخالصي ها مانند پروپان و سولفات هيدروژن اين فشار را براي رسيدن به امتزاج پذيري كاهش مي دهد. استفاده از ميكرو ارگانيزم هاي انتخاب شده و مواد حاصل از متابوليسم نيز براي تحرك و توليد نفت ، مسئله بسيار جالبي است كه اخيراً در جهان مطرح شده است . در اين روش از طريق ميكرو ارگانيزم به درون مخزن و جابجايي نفت توسط مواد حاصل از متابوليسم اين موجودات استفاده مي گردد. اين عمل بعد از جابجايي ثانويه انجام مي گيرد و براي اين است كه نفت باقيمانده را كاهش دهند. اين روش ازدياد برداشت تحت عنوان recovery ( Microbial Enhance (M.E.O.R (0.2 ) نامگذاري شده و به روش هاي معمول E.O.R شباهتي ندارد كه در پايان اشاره اي خواهيم داشت . متأسفانه پروسهاي E.O.R براي كاربرد نياز به سرمايه گذاري اوليه و مديريتي با دقت دارند ، در حالي كه سرعت افزايش بازيابي نفت كم و از نظر زماني طولاني است . بنابراين پروسس هاي E.O.R نيازبه يك دگرگوني از نظر اقتصادي و پيش بيني به دليل سرعت كم در بازگشت سرمايه دارند .يك مخزن ابتدا به وسيله ارزيابي ازنفت اشباع ، وضع و ساختمان طبقات زمين ( Stratigraphy ) و هيدرولژي (آب شناسي ) شناخته و مشخص مي شود و بر اساس نحوة سهولت انجام پروژه هاي E.O.R بر روي مخزن بررسي مي گردد .اگر چه همه مسائل و مشكلات در رابطه با پروسس هاي E.O.R سبب ترديد در استفاده از آنها مي شود. اما دو دسته از روش هاي E.O.R تا كنون موففق بوده اند كه عبارتند از : سيلاب زني دي اكسيد كربن و بازيابي با روش هاي حرارتي .

عامل بالقوه براي افزايش بازيابي نفت به وسيله روش هاي ديگر E .O. R نيز وجود دارد و به هرحال براي اينكه ازدياد برداشت نفت اقتصادي باشد بايستي آزمايشها و ارزيابي به طور مداوم انجام گيرد .

عوامل مؤثر در افزايش بهره وري :

طي زمان توليد از مخزن نبايد اجازه داد كه انرژي مخزن به هدر رود و نفت به تله بيفتد و در مخزن باقي بماند . اين كوششي است كه در روش هاي بهره وري ثانويه به وسيله تزريق آب و يا گاز صورت مي گيرد و نتيجه آن تثبيت فشار و فشار افزايي مخزن خواهد بود، ليكن عليرغم همين عمليات ، اگر نفت در خلل و فرج مخزن باقي بماند ، بايد به طريقي آن را به حركت درآورد. شيوه هاي مختلف بهره وري يا بهره افزايي ( Rnhanced Recovery ) بر اساس از بين بردن يكي از عوامل فيزيكي كه عمدتاً باعث نگهداري نفت در خلل و فرج مي شوند ، ابداع گرديده است . در اين ميان كشش سطحي ( I.F.T ) مهمترين عاملي است كه باعث باقيماندن نفت در خلل و فرج مخزن مي شود .كاهش كشش سطحي با افزايش فشارياتثبيت صورت مي گيرد و همچنين اضافه نمودن مواد شيميايي قابل امتزاج با نفت براي تغيير كشش سطحي و يا چسبندگي آنها ( Interfacial -Tension) و ( Wettability ) و كم نمودن ويسكوزيته ( گرانروي ) سيالات انجام مي گيرد.ضمن اينكه راندمان جارو كردن( Sweepping ) و يا گرانروتر نمودن ( Viscous) سيال جابجا كننده نسبت به جابجا شونده با اضافه نمودن پليمرها امكان دارد.

انواع روشهاي بهره وري جديد :

شيوه هاي بهره وري را مي توان به دو دسته عمومي تقسيم نمود:

روشهاي بهره وري نفت سبك و فرايندهاي حرارتي براي نفت هاي سبك و گرانرو .

البته موارد استثنا نيز وجود دارد ، مثلاً رانش با سوزاندن در جا (Insitu Combustion ) براي مخازن نفت سبك هم بكار رفته است . روشهاي بهره وري سبك شامل روشهاي رانش با گاز قابل امتزاج ( Gas Drive Process) مي باشد كه رانش با گاز متان ،گاز غني،گاز مايع و بلاخره تزريق CO₂ را در بر مي گيرد كه همگي در جهت كاهش و يا از بين بردن كشش ميانرويه اي است .

فرآيند رانش با گاز قابل امتزاج(MISCIBLE PROCESS)

تئوري امتزاج:

اختلاط يكدست دو سيال با هر نسبت دلخواه بطوري كه هيچ گونه سطح جدايي بين دو سيال مشاهده نشود را امتزاج دو سيال مي گويند. چنانچه دو سيال در تمام نسبت ها قابل اختلاط نباشد ، آنها را غير قابل امتزاج مي گويند . اين امر به فشار و دما و همچنين به درصد مواد مختلف مورد اختلاط بستگي دارد. متان ،پروپان و….خاصيت اختلاط با نفت را دارا مي باشند و اساس تزريق امتراجي را تشكيل مي دهند. طرز عمل چنين است كه با استفاده از حداقل مقدار حلال بعنوان پيشرو در صف مقدم،تماس حلال با نفت صورت گرفته و متعاقب آن گازبا فشار بالا براي حركت دادن نفت به طرف چاه هاي توليد استفاده مي شود. حلال پيشرو كه در صف مقدم تماس است بايد داراي چنان خواصي باشد كه از يك طرف قابليت امتزاج با نفت را داشته باشد تا بتواند آنرا در خود حل نمايد و به طرف جلو براند و از طرف ديگر قابليت امتزاج در گاز خشك عقبه جبهه را دشته باشد كه بتواند آنرا بدنبال خود بكشاند. اين جبهه گاز قابل امتزاج( Miscible Bank ) قادر به جابجا نمودن قسمت اعظم نفت مقابل خود مي باشد و اين حالت بر خلاف رانش عادي گاز غير قابل امتزاج است نفت و گاز همزمان حركت مي نمايند و درصدي از نفت پشت جبهه گازي باقي مي ماند . در تزريق امتزاجي فقط يك فاز در يك نقطة معين جريان مي يابد بطوري كه فقط نفت جلوي جبهه و تنها گاز در پشت جبهه جريان دارد .

خاصيت چسبندگي و اندازه خلل و فرج ، در جابجايي نفت بوسيلة گاز نقش مؤثري خواهد داشت . در عمل جابجايي نفت توسط گاز به علت آنكه گاز اصولاً تمايل چنداني به چسبيدن به جدار سنگ را ندارد ، بيشتر سعي مي كند از مركز فضاي پر شده از نفت عبور كند، نتيجه آنست كه گاز كه قابليت تحرك بيشتري از نفت را دارد از وسط نفت عبور كرده و عمل جابجايي را بطور كامل انجام نمي دهد و نفت را پشت سر خود باقي مي گذارد . از طرف ديگر آب برعكس گاز به علت آنكه تمايل زيادتري به چسبيدن به جدارهاي سنگ را دارد ، در عمل قدرت جابجايي بيشتري دارد .

عمل تزريق امتزاجي ، فشار موئين ( Capillary Pressure ) را به طوركلي از بين مي برد و در نتيجه با ازبين رفتن كشش سطحي بين نفت وسيال جابجا كننده ، تمامي يا حداكثر نفت محبوس شده در منافذ سنگ مخزن استخراج خواهد شد . لازم به توضيح است كه در تزريق امتزاجي بر عكس عمل جابجايي بوسيلة آب ، امكان دستيابي به منافذ كوچك و بن بست ، محدود بوده و در بعضي موارد غير ممكن است . به همين دليل معمولاً در اوايل عمر يك مخزن كه درجه اشباع نفت زياد است با بهره گيري از عمل جابجايي آب ، حداكثر نفت قابل دستيابي را استخراج مي كنند و پس از آن با عمل تزريق امتزاجي باقيمانده آن را بيرون مي آورند. در مواردي هم كه عمل جابجايي با گاز انجام مي شود، در خاتمه عمل مي توان نفت باقيمانده را به كمك حلالها استخراج نمود . معمولاً پروپان يا مخلوطي از پروپان و اتان يا بوتان به صورت گاز مايع شده نفت ( L.P.G) براي اين منظور بكار مي رود .

شرايط امتزاج :

همانطور كه گفته شد ، اختلاط يكدست سيال وقتي صورت مي گيرد كه كشش سطحي صفر شود. اين اختلاط بستگي به دما ، فشار و تركيب سيال دارد. براي روشن شدن اين مطلب از نمودار سه جزيي كه تقريبي از تركيب هيدروكربورهاي سبك و متوسط و سنگين مي باشد ، مي توان استفاده نمود.



انتقال مواد در نمودار سه جزيي :

اگر گاز با تركيبي در نقطه ( الف ) به نفت مخزني با تركيب (ب ) تزريق گردد به مجرد تماس نفت با گاز تركيب مياني در نفت به وسيله گاز در مسير خط اشباع بخار ( P_{1 ,} P_{2 ,} P₃ ) تبخير خواهد شد تا زماني كه به نقطه بحراني برسد . منطقة بينابين گاز غني شده اي كه بدين صورت بوجود مي آيد ، قابل امتزاج با نفتي كه داراي تركيبات (ب) مي باشد ، خواهد بود. در عمل قسمت كوچكي از حجم نفت در نواحي نزديك چاه هاي تزريق با سيلاب زني امتزاجي قابل برداشت نخواهد بود چرا كه اجزاي مياني خود را از دست خواهد دادو تركيبي خواهد شد از كه در طول خط اشباع نفت ( L_{1 ,} L_2, L₃ ) حركت خواهد كرد . (شكل 5 )

حال اگر گاز با تركيب (الف ) را در مخزني با تركيب (ج) تزريق نمائيم در اين مورد انتقال مواد اجزاي مختلف در نفت و گاز صورت خواهد گرفت تا در تماس گاز و نفت با تركيب ( L₁,L₂ ) نتيجه خواهد شد خط متصل كننده با نسبتهاي تعادل دو سيال مربوطه ، تركيب ، درجه حرارت و فشار آنها تعريف خواهد شد. چنين جابجايي غير قابل امتزاج خواهد بود و درصدي از نفت به علت فشار موئين و كشش سطحي در پشت جبهه جابجا كننده باقي خواهد ماند . قابليت امتزاج را در اين حالت مي توان با تغيير تركيب گاز تركيبي يا با افزايش فشار همزن كه باعث مي شود حلقه فازها كوچكتر شود بوجودآورد . (شكلهاي 3،4،5 ) حال اگر گازي را در نقطه (د) در نظر بگيريم كه با نفت (ج) تماس حاصل نمايد در اثر تماس و تبادل جرم ، تركيبات گازي كه وزن متوسط دارند جذب نفت مي شود و در نتيجه نسبت تركيبات گاز و نفت تغيير مي كند . پس از چندين تماس متوالي گاز (د) با نفت تركيب (د) با جذب مواد متوسط الوزني كه پس از مدتي به نفتي در شرايط بحراني تبديل مي شود ، يعني هر دو فاز گاز و نفت يكي شده و امتزاج صورت مي گيرد . بايد توجه داشت در حالي كه در صف مقدم جبهه ، گاز تزريق شده با نفت مخزن قابل امتزاجند هر چه كه از اين محل دور شويم گاز و نفت تركيباتي نزديكتر به تركيب اوليه خود داشته و غير قابل امتزاجند . حلقه دو فازي در نمودار سه جزيي ، تابع فشار و درجه حرارت است . چنان كه در شكلهاي 3 ،4 ،5 ديده مي شود ، در شرايط فشار كمتر ، حلقه دو فازي بزرگتر است و اين بدان معني است كه گاز غني تري براي ايجاد شرايط امتزاجي مورد نياز است . به همين دليل بالا بودن فشار مخزن در جايي كه گاز غني موجود نيست به موفقيت عمل كمك مي كند.

انواع تزريق امتزاجي :

با توجه به نمودار سه جزيي شرايط مخزن و تركيب درجه حرارت و فشار آن و تركيب گاز تزريقي ، تعاريف مختلف براي انواع تزريق گاز وجود دارد .

تزريق در فشار بالا :

در اين حالت امتزاج به وسيله گاز رقيق ( Lean ) با افزايش فشار مخزن حاصل مي گردد. مكانيزم تزريق گاز طبيعي در فشار بالا در مخازني كه نفت فرار دارند مي تواند منجر به جابجايي امتزاجي نفت مخزن گردد . هيدروكربورهاي مياني ( اتان تا هگزان )از نفت اطراف چاه هاي تزريقي تبخير شده و به سوي فاز گاز تزريق مي رود تا زماني كه گاز به اندازه اي غني شود كه بتواند با نفت دست نخورده منزوج گردد. به عنوان جزيي از فاز قابل امتزاج جديد ، تمام نفت از سنگها جدا گشته و عملاً به وسيلة گاز جارو مي شود . فشار لازم براي امتزاج نفت مخزن و گاز طبيعي بستگي به مقدار هيدروكربورها در نفت و تركيب گاز دارد . اين فشار را مي توان از نمودارهاي مربوطه كه بر روي نفت هاي مختلف تهيه شده ، تخمين زد . اين شيوه ، رانش گاز تبخير شونده نيز خوانده مي شود .

تزريق امتزاجي با گاز غني شده :

بطور كلي ، فشارهايي كه براي امتزاج متان و گازهاي رقيق با نفت خام مخزن لازم است بالاتر از فشار عادي عملكرد مخزن مي باشد .براي اينكه بتوان به امتزاج در فشارهاي پائين تر رسيد ، گاز جابجا كننده بايد با پروتان و يا بوتان غني گردد تا قابليت امتزاج فراهم شود. امتزاج با نفت در اين روش به وسيله گاز غني شده حاصل مي گردد . نفت جابجا شده مرتباً با حلال جديد ، يعني اجزاي مياني با فرآيندي به نام تماس چند جانبه تماس حاصل مي كند تا به امتزاج پويا يا شرطي برسد . اين انتقال هيدروكربورهاي مياني عمدتاً از طريق چگالش (Condensation ) گاز صورت مي گيرد. اين نوع مكانيزم ، رانش گاز چگالنده ( Codensing Cas Drive ) نيز خوانده مي شود .رابطه بنهام مي تواند مبنايي را براي تخمين تركيب گاز لازم براي امتزاج به دست دهد كه در اين مورد بحث بيشتري خواهيم داشت .



امتزاج لخته اي :

وقتي كه غناي كافي در گاز وجود داشته باشد گاز جابجا كننده با نسبتها ممزوج خواهد شد.

اين فرآيند معمولاً درصد بالايي مايع لازم دارد و كاربرد آن به طور كلي محدود به مواردي است كه لخته اي باريك مي تواند بين نفت و گاز باشد. اين فرآيند در واقع عمل امتزاجي مايع با مايع است كه در آن حجمي از پروپان مايع يا LPG و يا حلال ديگر تزريق مي شود و متعاقب آن براي جلو راندن نفت به اطراف چاه هاي توليدي ، گاز متراكم تزريق مي كنند. مايع تزريق شده اول كه قابليت امتزاج با نفت را دارد آن را به طور كامل جابجا نموده و به جلو مي راند . براي مخازني كه فشار آنها كمتر از 2000 پوند باشد جبهه اي از LPG مايع به طور كامل لازم است تا بتوان به جابجايي امتزاجي دست يافت . اين جبهه ( LPG ) را نيز مي توان به طريقي ممزوج با گاز جابجا نمود . فشاري كه براي متان لازم است تا با (LPG ) ممزوج شود بستگي به تركيب (LPG ) و درجه حرارت مخزن دارد . براي پروتان و بوتان به ترتيب فشار امتزاج بالاتر لازم است تا بتواند پروتان و بوتان را به طريقي ممزوج جابجا نمايد . فشار لازم براي جابجايي ممزوج جبهه معيني از پروپان و بوتان در آزمايشگاه تعيين مي شود.

بازگرداني گاز ميعاني :

در مخازن ميعاني عمل تزريق مجدد نفت ميعاني نيز صورت مي گيرد. اين عمل خود نوعي تزريق امتزاجي است زيرا سيالات تشكيل دهنده در ظروف تفكيك كاملاً با گاز موجود در مخزن همگن بوده و قابليت امتراج را به حد اعلا ، دارا مي باشند . ضريب بازيافتي در اين عمليات ، به علت اينكه فشار موئين در منافذي كه سيال تزريق شده عبور مي كند وجود ندارد ، تقريباً صد در صد است . منافذ كوچك و بن بست كه احتمالاً از تماس با سيال تزريقي محروم مي مانند گاز را در خود نگه داشته و باعث نقصان ضريب بازيافت كلي مخزن مي شود . اين نوع عمل را ممكن است تزريق امتزاجي گاز با گاز گويند .

عوامل مؤثر در راندمان تزريق امتزاجي :

مهمترين عوامل مؤثر در راندمان تزريق امتزاجي ، اندازه و شكل مخزن ، ناهمگن بودن سنگ مخزن از لحاظ درجه تخلخل و قدرت نفوذ پذيري ، شيب ساختمان مخزن ، طبيعت گاز ونفت موجود در مخزن ، شرايط فشار و درجه حرارت مخزن و بالاخره درجه اشباع سيالات موجود در مخزن مي باشد.

شرايط لازم براي تزريق امتزاجي :

مهمترين شرايط براي رانش امتزاجي موفق ، رسيدن به تعادل ثقلي يا جابجايي پايدار مي باشد. اين ضابطه در يك مخزن با سازنده هاي شديداً شيب دار با شيب هاي با نفوذ پذيري كلي بالا تحقق مي يابد . اگر چه نفوذ پذيري شكاف ها به نفوذ پذيري مخزن مي افزايد ، اما شكافدار بودن مخزن از راندمان رانش امتزاجي مي كاهد . حركت تدريجي جابجا كننده ( گاز ) در امتداد شكاف ها ( Malrix ) بدون آنكه به طور كامل با نفت زمين ( Fractures ) تماس حاصل نمايد ، دليل عمدة اين مسئله است .

جابجايي امتزاجي پايدار در لايه هاي عمودي نمي توانند بوجود آيد مگر با لايه هاي بسيار باريك . هم تجربه هاي آزمايشگاهي وهم اطلاعات روزمره نشان مي دهد در اين مورد نيروي ثقل فائق خواهد آمد و شاخه شاخه شدن ( Fingering) باعث راندمان پايين بهره وري خواهد شد. ناهمگوني مخزن اين مسئله را خراب تر خواهد كرد.

ساير شرايط مناسب براي تزريق امتزاجي عبارتند از :

1. سازنده همگن .
   
   
2. نفوذ پذيري بالاي زمين ، اگر سازنده شكافدار باشد .
   
   
3. ستون نفت ضخيم .
   
   
4. عدم وجود كلاهك گازي .
   
   
5. فشار اوليه بالا در مخزن ، ترجيحاً بيش از فشار قابل امتزاج .
   
   
6. خواص مناسب سيال مخزن ( نفت سبك ، گاز غني ) .
   
   

بديهي است در اين زمينه تحقيقات زيادي لازم است تا روش هاي گوناگون تجربه گردد. شيوه هاي تزريق امتزاجي براي مخازن بزرگ و تخليه شده ايران مناسب نيستند . تنها در مخازن كوچك و در فشار هاي بالا مي توان اين شيوه ها را بكار برد. مناسب ترين شيوه ها به خاطر وجود گاز ، تزريق در فشار بالا است .

نمودار بنهام ( A.L.Benham )

ميزان فشاري كه باعث وضعيت امتزاجي براي گاز تزريقي و نيز نفت مخزن مي گردد ، بستگي به درجه حرارت مخزن ، درصد (C₂ ) در گاز تزريقي و وزن ملكول ( C₅ ) در نفت مخزن دارد.

در رابطه بنهام شرايط فوق به صورت سري منحني هايي مورد بررسي قرار گرفته است . اين منحني ها در چهار فشار 1500 ، 2000 ، 2500 ، 3000 پوند تهيه گرديده و درجه حرارت مخزن از 60 تا 260 درجه فارنهايت در نظر گرفته شده است . از اين منحني جهت تعيين حداقل فشار امتزاج گاز با نفت حداكثر تا 3000 پوند استفاده مي گردد. لازم به ياد آوري است كه در اد?