تزریق آب

تزریق آب به لایه‌های مختلف زمین، معمولاً با دو هدف افزایش تولید و دفع آبهای زائد صورت می‌گیرد. اهمیت مطالعه کیفیت آب از آنجا ناشی می‌شود که آشنا نبودن به کیفیت آب و واکنشهای آب با سنگ و سیالات مخزن می‌تواند سبب آسیبهای جبران‌ناپذیری در مخزن شده و یک پروژه را از اهداف اصلی دور کند.

برای دوری جستن از این آسیبها باید پارامترهایی مانند شوری، مواد جامد همراه، pH، میزان اکسیژن، میزان مواد هیدروکربوری همراه و غیره برای آب تعیین شوند و در مطالعات این روشها مدنظر قرار بگیرد.

بسیاری از روشهای ازدیادبرداشت بر پایه تزریق آب هستند. به طور مثال روشهای شیمیایی از آب به عنوان سیال حامل مواد شیمیایی استفاده می‌کنند. بعبارتی آب وظیفه انتقال سورفکتانت و پلیمرها را به فضای خلل و فرج مخزن بر عهده دارد. اهمیت مطالعه کیفیت آب در این مخازن آن است که علاوه بر این‌که آب باید با شرایط مخزن سازگار باشد، آب مورد استفاده نباید بر روی کیفیت مواد شیمیایی تاثیر بگذارد.

در ادامه به برخی از روشهای استفاده از آب به منظور بالا بردن تولید از مخازن اشاره می‌شود:

سیلابزنی معمولی:

در سیلابزنی معمولی باید کیفیت آب چنان باشد که با سیالات مخزن واکنشی ندهد و همچنین مواد جامد همراه و شوری آن مشکلاتی مانند کاهش تزریق پذیری و تشکیل رسوب را در پی نداشته باشد.

تزریق آب با شوری کم:

در تزریق آب با شوری کم، شوری آب از اهمیت قابل توجهی برخوردار است و شوری آن نباید از حد مجاز بیشتر و یا کمتر شود. این شوری با توجه به خصوصیات مخزن، به ویژه میزان رس تعیین می‌شود. معمولاً شوری آب در این روش بین 600 تا 1000 (PPM) است.

تزریق آب هوشمند:

در تزریق آب هوشمند انتخاب هوشمندانه غلظت یونها حائز اهمیت است. این یونها معمولاً دوظرفیتی مانند Ca2+، SO42- و Mg2+ هستند.

روش آب کربناته:

تزریق آب کربناته ( آب‌+ دی اکسید کربن) یک استراتژی جدید، که تقریباً بسیاری از نقیصه‌های تزریق مستقیم دی اکسید کربن را برطرف می‌کند، است. دی اکسید کربن کاملاً در آب قابل حل بوده و درصد این حلالیت تابعی از دما، فشار و شوری آب است.

روشهای شیمیایی:

در روشهای شیمیایی از سورفکتانت و پلیمر به منظور ازدیادبرداشت از مخزن استفاده می‌کنند. کیفیت آب حامل این مواد از اهمیت زیادی برخوردار هستند، زیرا ناسازگاری آب با این مواد سبب رسوب زودهنگام آنها می‌شود و عملکرد آنها را در مخزن تحت تاثیر قرار می‌دهد.

روشهای حرارتی:

در روشهای حرارتی نیز مانند روشهای بالا باید کیفیت آب را مدنظر قرار داد تا مشکلات و موانعی که مانع از موفقیت این روشها می‌شود، رفع شود. در مخازن نفت سنگین به علت بالا بودن ویسکوزیته و کارآیی نداشتن روشهای سیلابزنی آب، روشهای حرارتی که سبب کاهش ویسکوزیته نفت می‌شوند از اهمیت بسزایی برخوردار هستند. روشهای حرارتی را می‌توان به دودسته تزریق بخار(Steam Flooding) و احتراق درجا (In Situ Combustion) تقسیم کرد.

در روش تزریق بخار، بخار تولید شده در سطح به‌وسیله لوله به مخزن منتقل می‌شود. بخار تزریق‌ شده حرارت را به‌ خوبی به مخزن منتقل می‌کند و با کاهش ویسکوزیته نفت سبب افزایش تحرک نفت و میزان بازیابی می‌شود. در طی این فرآیند بخار در همان اطراف چاه تقطیر می‌شود. بخار نفت سبک، مایع‌شده و سبب افزایش درصد ترکیب سبک نفت و غنی شدن آن می‌شود.

نوع دیگر روش تزریق بخار، فرآیند تزریق بخار چرخه‌ای (Cyclic Steam Injection (Huff and Puff نام دارد که در آن چاه تزریق و چاه تولیدی یکی هستند. به این صورت که در چاه تولیدی بخار تزریق می‌شود سپس برای چند روز یا چند هفته بسته می‌شود تا حرارت به‌خوبی به اطراف چاه منتقل شود و در حین بخار تبدیل به مایع می‌شود و پس از طی مدت ‌زمان خاصی شروع به تولید از همان چاه می‌کنند.

در روش احتراق درجا، هوا را از طریق چاه تزریقی به داخل مخزن تزریق می‌کنند. سپس نفت اطراف چاه با ایجاد جرقه‌ای آتش زده می‌شود. حرارت تولید شده باعث کاهش ویسکوزیته نفت، تولید سیالات امتزاجی و افزایش بازدهی می‌شود(خراط و همکاران،۱۳۸۷).

 
بیش از ۵۰ سال است که فرآیند تزریق بخارآب در میدانهای نفت سنگین مورد بررسی و تجزیه‌ وتحلیل قرارگرفته است. اما دانسته‌های ما از مکانیسم و مؤثر بودن تزریق بخارآب در مخازن نفت سبک، بسیار کمتر است. وقتی علم ناقص ما درزمینه فوق با پیچیدگی مخازن شکافدار کم‌تراوا گره می‌خورد، می‌فهمیم که درک ما بسیار کم است (هافمن و همکاران،۲۰۰۳). بازیافت نفت سنگین از مخازن شکافدار یک چالش واقعی است که هنوز هیچ فناوری اثبات ‌شده‌ای به‌عنوان یک ‌راه حل مؤثر برای آن پیدا نشده است. گرم کردن مخزن به‌طورکلی غیرقابل‌اجتناب است وتزریق بخارآب تنها راه مؤثر برای گرم کردن نفت سنگین ماتریس است. (البحلانی و همکارانش،۲۰۱۱).

منابع آب

منابع آب تزریقی در پروژه‌های نفتی عبارتند از:

* آب سازندی (واحد نمکزدایی).

* آبهای سطحی (دریا و رودخانه).

* آبهای موجود در طبقات کم عمق زمین.

* آبهای موجود در طبقات عمیق زمین (عمیق‌تر از سازند نفتی).

* فاضلاب‌های صنعتی [۴]