تشکيل مخازن نفت , پالايش نفت

تشکيل مخازن نفت

منشاء نفت مواد آلي موجود در موجودات زنده است. قبل از دوره كامبرين به علت عدم و يا كمي موجودات زنده، در رسوبات مربوط به اين دوران نشانه اي از مواد آلي و در نتيجه نفت وجود ندارد. اما بعد از اين دوره بقاياي جانوران و گياهان همراه رسوبات ته نشين شدند و رسوبات بعدي آنها را مدفون كردند.
مواد آلي موجود در جانوران و گياهان نسبت به مواد اكسيد كننده بسيار حساس هستند و اگر در معرض اين مواد قرار گيرند تجزيه مي شوند.
بنابراين در هنگام قرار گيرند ته نشين شدن، مواد آلي اگر در معرض اكسيد كننده ها اكسيد شده و نفتي ديگر در كار نخواهد بود. اما اگر رسوب گذاري به سرعت انجام شود و مواد آلي در زير رسوبات مدفون شوند ديگر فرصتي براي اكسيد كننده ها باقي نخواهد ماند تا مواد آلي را اكسيد كرده و باعث از بين رفتن آنها شوند.پس يكي از شرايط بوجودآمدن نفت سرعت در هنگام رسوب گذاري مواد آلي است.
مواد آلي در لايه هاي زيرين، در اثر فشار و حرارت ابتدا به كروژن بعد به آسفالت و در پايان به پتروليوم تبديل مي شوند. اين فرايندها از لحاظ بيوژنتيك بررسي مي شوند و براي تبديل به انواع مختلف رنج ها، فشار مشخص لازم است.
در اين فرايندS,O,W مواد آلي به C,H پتروليوم تبديل مي شوند. يعني مواد سنگين همچون Sبه H,C تبديل مي شوند يعني مواد با وزن ويژه بالا به مواد با وزن ويژه پايينتر تبديل مي شوند كه با API مشخص مي شوند. هر چه S پتروليوم ها كمتر باشد API آن بالاتر خواهد بود.
اين فرايند ها در سنگ منشأ اتفاق مي افتد. سنگ منشأ معمولاً كم تخلخل است و به علت فشار لايه هاي بالايي٬ پتروليوم از سنگ منشاء حركت مي كند. اين فرايند را مهاجرت اوليه گويند. بعد اين مواد از لايه هابه سمت سنگ مخزن حركت مي كنند. اين فرايند را مهاجرت ثانويه گويند.
حركت پتروليوم تا زماني كه هيدروكربن ها به تله بيفتند ادامه خواهد داشت. بدين صورت كه اين هيدروكربن ها بصورت جاري و يا منقطع از ميان لايه هاي توارا به طرف اين تله حركت مي كنند. اين تله نفتي، مخزن نام دارد كه بايد داراي خواص توارايی و تخلخل خوبي باشد.
زماني كه نفت قابل توجهي در مخازن نفتي جمع شود اين مكان را ميدان نفتي گويند. يك ميدان نفتي داراي شرايط خاصي مي باشد كه مهمترين آنها عبارتند از:

1) پوش سنگ 2) سنگ مخزن 3) سنگ منشاء 4) مهاجرت 5) تله نفتي
1) سنگ مخزن:
سنگي تراوا و متخلخل است علت تخلخل آن براي داشتن فضاي كافي براي نگهداري هيدروكربن ها و تراوايي آن براي قدرت عبور و حركت دهي هيدروكربن ها به طرف چاههاي نفت كه اين از مهمترين عوامل است.
مخازن معمولاً از ماسه سنگ و يا سنگ آهك است. ماسه سنگ داراي تراواي بالايي است و جزء مخازن خوب است. ولي بعضي مخازن از جنس سنگ آهك است با تراوايي بالا علت اين امر وجود شكافهايي در اين مخازن كه باعث شده تراوايي سنگ مخزن ما بالا بياييد. اما به علت اختلاف فاز تر و غیر تر در انواع گوناگون مخازخ٬ کیفیت مخزنی نیز متفاوت خواهد بود. در مخازن ماسه ای فاز تر نفت ولی در آهکی آب می باشد. بنابراین در مخازن ماسه ای نفت با فشار تمایل به خروج از مخزن را داشته در صورتی که این مسئله در مخازن آهکی کاملا متفاوت بوده و این آب است که تمایل دارد با فشار خارج شود.
2) پوش سنگ:
اين سنگ برخلاف سنگ مخزن از تراوايي و تخلخل بسيار پايين برخوردار است كه مانع فرار نفت از طرف اين سنگ است. پوش سنگ مي تواند در بالا و يادر اطراف سنگ مخزن وجود داشته باشد و بر اساس نوع مخزن اشكال متفاوتي را دارا باشد. عدم وجود پوش سنگ موجب فرار نفت از سنگ مخزن شده ودر اين صورت مخزن نفتي موجود نخواهد بود. در ایران بهترین پوش سنگ در مناطق نفت خیز جنوب سازند گچساران می باشد.
3) تله نفتي:
اين همان شكل مخزن است كه باعث مي شود با كمك پوش سنگ نفت را در خود ذخيره كند. بطور كلي دو نوع مخزن داريم:
الف)‌ ساختماني ب) استراتيگرافيك ج) مختلط كه بسته به تغييرات ساختماني و يا رخساره اي و سنگ شناسي ازهم متمايزند.
الف) ساختماني
اين مخزن براساس تغييرات ساختماني درون زمين بوجود مي آيد. كه از مهمترين آنها مي توان چين ها و گسل ها را نام برد. كه در اينها اتفاقات ساختماني زمين باعث جابجايي لايه ها و قرار گرفتن سنگ مخزن و پوش سنگ بصورتي مي شود كه پتانسيل ذخيره نفت را داشته باشند.
ب) استراتيگرافيك
كه بر اساس تغييرات رخساره اي و سنگ شناسي بوجود مي آيد. يعني گونه هاي متفاوت سنگ ها در اثر عوامل مختلف به جز ساختمانی در كنار هم قرار خواهند گرفت٬ بگونه اي كه شرايط تجمع نفت بوجود آيد. «در مخازن بايد نيز به مسأله كلوژر باید توجه داشت. بدين معني كه به عنوان مثال طاقديس ما ممكن است تمامي شرايط ذخيره نفت را داشته باشد ولي بگونه اي باشد كه نفت نتواند در آن جمع شود.»


پالايش نفت

نفت خام حاصل از چاه دارای مواد نا خواسته از قبیل آب و جامداتی مانند شن ، قیر و گازهای متان و اتان می‌باشد. برای جداسازی اینگونه عوامل ، آنرا وارد مخازنی می‌کنند تا جامدات موجود در آن ته‌نشین شده و گازهای آن خارج شود. سپس وارد جداساز سانتریفوژی شده که نقش آن جدا کردن تتمه آب ، گاز و جامدات معلق در آن می‌باشد. برای حذف نمکهای معدنی ، نفت را با آب ولرم می‌شویند. آنگاه قسمتی از نفت توسط لوله به پالایشگاه فرستاده شده و قسمتی جهت صدور به بنادر تلمبه می‌شود.

تقطیر
برای تفکیک برش‌های متشکله نفت خام ، عملیات فیزیکی و شیمیایی چندی بر روی آن بعمل می‌آورند تا فرآورده‌های مورد نیاز جامعه امروزی را تولید نمایند. از مهمترین آنها تقطیر جزء به جزء نفت است که در برج تقطیر صورت می‌گیرد. تقطیر جزء به جزء عبارت است از یک سری تبخیر و تبرید که در سینی‌های یک برج استوانه‌ای صورت می‌گیرد. مایعات خالص در فشار محیط ، در دمایی به جوش می‌آیند که در آن دما ، فشار بخار آن برابر فشار محیط گردد. مایعات مخلوط در حدود دمایی که حاصل جمع فشار‌های جزئی عوامل تشکیل دهنده آنها برابر فشار محیط گردد به جوش می‌آید.
در نقطه جوش ، فازهای بخار و مایع در حال تعادل می‌باشند. چنانچه فشار ، کاهش یابد، تبخیر صورت می‌گیرد و در حالت معکوس ، تبرید اتفاق می‌افتد. از فشار بخار برای محاسبه ترکیب گازهای مخلوط در حالت تعادل استفاده می‌شود. وقتی که اجزا تشکیل دهنده یک محلول در برج تقطیر بطور دائم جدا می‌شوند بخارهایی که به سمت بالا حرکت می‌کنند، با ترکیبات فرارتر مایع برگشت کننده که به سمت پایین سرازیر است برخورد کرده و غلیظ‌تر می‌شوند.
انواع تقطیر
تقطیر در فشار محیط: در این روش ، فرآیند تقطیر در فشار محیط صورت می‌گیرد.
تقطیر با بخار آب: وقتی که تقطیر در مجاورت بخار ماده مخلوط نشدنی صورت می‌گیرد، فشار بخار یکی تحت تاثیر دیگری قرار نگرفته و مخلوط در دمایی که مجموع فشارهای جزئی آنها برابر فشار محیط گردد تقطیر می‌شود.
تقطیر در خلا: در این روش ، فرآیند تقطیر در خلاء (در فشار 40 میلی‌متر جیوه) صورت می‌گیرد.
تقطیر در خلاء و بخار: این روش با انتقال گرما توسط بخار آب و با استفاده همزمان از پمپ خلاء جهت کاهش فشار کلی صورت می‌گیرد. بطور کلی این روش دارای اشکالاتی بوده و از آن زیاد استفاده نمی‌شود.
تقطیر در فشار: این روش برعکس تقطیر در خلاء بوده و باعث می‌شود که فرایند تقطیر ، در دمای بیشتری نسبت به آن در فشار محیط صورت گیرد و دمای بالاتر باعث گسسته شدن مولکولهای نفت گردیده و ترکیب آنها را تغییر می‌دهد.
روشهای جدید تقطیر: این روشها شامل یک یا دو مرحله تقطیر در فشار محیط بوده که توسط تقطیر با بخار همراه می‌شود.

دیدگاه ها
کد امنیتی