رسوب آسفالتين در چاههاي نفتي يكي از عوامل اصلي كاهش توليد است كه مي تواند به چاه صدمه هاي جبران ناپذيري وارد كند. اين صدمات حتي ممكن است به بسته شدن چاه توليدي نيز بينجامد. دو دليل عمده تشكيل رسوب آسفالتين و ته نشين شدن آن در عمق مخزن يكي افت فشار مخزن به مقداري كمتر از فشاري كه آسفالتين تشكيل مي شود و ديگري امتزاج حلالهايي با نفت مخزن در ضمن عمليات ازدياد برداشت از مخزن نفتي است. بهترين روش اثبات شده براي از بين بردن اين مشكل در صنعت استفاده از بازدارنده رسوب آسفالتين مي باشد. نوع تزريق ممانعت كننده تشكيل آسفالتين براساس تجربه ها و داده هاي آزمايشگاهي كه از شركت هاي توليد كننده ممانعت كننده تشكيل آسفالتين تهيه مي شود تعيين مي گردد. مثلا در مورد چاههايي كه توليد براساس گاز بالا برنده صورت مي گيرد دو نوع طرح قابل استفاده است. يكي از آنها تزريق از طريق لوله ماكاروني و ديگر تزريق همزمان با گاز بالا برنده از قسمت آنولوس و با استفاده از شير تزريق گاز بالا برنده است.

يكي از مشكلات توليد نفت از مخازن نفتي وجود آب در آن ها است كه با دو فازي كردن مخزن باعث كاهش توليد نفت مي شود. عامل دو فازي شدن، كشش سطحي بين آب و نفت است كه با كاهش اين كشش سطحي توليد بيشتر مي شود. حل مقدار كمي از سورفاكتانت ها (تركيبات شيميايي مورد استفاده براي كاهش كشش سطحي) در آب تزريقي مي تواند كشش سطحي را كاهش و توليد نفت را بهبود بخشد. از جمله مشكلات مهم سورفاكتانت هاي صنعتي مشكلات زيست محيطي آن ها مي باشند. از اين رو به دست آوردن ماده اي با ماهيت سورفاكتانت كه مشكلات زيست محيطي نداشته باشد مورد توجه است. اين عصاره گياهي (عصاره برگ درخت شاتوت) داراي ماهيت سورفاكتانت است، ميزان كشش سطحي بين نفت و آب را كاهش مي دهد و مشكل زيست محيطي نيز ندارد.

امروزه افرونهاي كلوييدي گازي (CGA) به روش پروفسور سبا از طريق هم زدن بسيار سريع (معمولا 8000 در در دقيقه) و ايجاد نيروي برشي بسيار زياد در محلول حاوي مقدار بسيار كمي ماده فعال سطحي ايجاد مي شوند. اين حبابهاي بسيار پايدار قطر متوسطي در حدود 50 ميكرومتر دارند از اين رو فصل مشترك زيادي ايجاد مي كنند. داشتن مشخصه هاي منحصر به فردي چون دانسيته بسيار پايين (در واقع محلول افرون سبكترين محلول شناخته شده است) و پايداري نسبتا زياد در مقايسه با كف هاي معمولي و نيز امكان پمپاژ آن موجب جلب توجه بسياري از محققين براي استفاده از CGA در زمينه هاي مختلف مهندسي شده است. ازجمله اين كاربردها عبارتند از استفاده از افرونها براي افزايش انتقال جرم، تصفيه س.سپانسيون ها، كاربرد در محيط زيست در زمينه تصفيه آب، خاك و غيره و نيز بيوتكنولوژي مي باشد. جديدترين كاربرد افرونها استفاده از آنها در حفاري چاههاي نفت و گاز مي باشد به طوريكه در دو سه سال اخير ميليون ها دلار توسط شركت هاي معتبر بين المللي نفت و گاز در زمينه استفاده از افرون ها براي كاهش هزينه هاي حفاري صرف هزينه تحقيقات شده است. تركيب گل كلوييدي جهت افزايش راندمان حفاري در چاه هاي با فشار پايين، مخازن در حال تخليه از دو ماده اصلي و يك حلال تشكيل شده است كه قادر مي باشد ويسكوزيته ي گل را تا حد قابل قبولي افزايش دهد و همچنين حباب هاي پايداري درون گل ايجاد نمايد. مكانيزم عملكرد اين تركيب بدين صورت مي باشد كه سر غير قطبي سورفكتنت كه شامل يك گروه هيدروكربني است ترجيح مي دهد تا به سطح بين آب و پليمر بپيوندد، براي اين منظور به شكل جزئي از آب جدا شده و به پليمر متصل مي گردد و در نتيجه سطح انرژي آن كاهش مي يابد و در حالت پايدارتري قرار مي گيرد و سيستم به حالت تك فاز و با حباب نمايان مي گردد.

سيالات پايه افروني از اوايل سال 2000 ميلادي وارد صنعت حفاري شده است و تاكنون بصورت موفقيت آميزي در بيش از 300 چاه مشكل دار در سراسر دنيا مورد استفاده قرار گرفته اند. اين سيالات با توجه به خواص منحصر بفرد خود، مي توانند بسياري از مشكلات حفاري (بخصوص در مخازن تخليه شده و انحرافي) نظير هرزروي، ناپايداري ديواره چاه، گير فشاري و بسياري ديگر از مشكلات را برطرف كنند. افرونها مي توانند به صورت موقتي خلل و فرج ديواره چاه را مسدود كنند. برعكس گل حفاري كه باعث كور كردن حفره ها مي شود افرونها بخاطر ساختمان منحصر به فرد خود فقط باعث مسدود شدن موقتي حفره ها مي گردند. چون اين مواد پس از مدت زماني كه حفره را مسدود كردند در اثر تخليه هوا به تدريج از بين رفته و حفره ها به حالت اوليه خود باز مي گردند. از اين رو مشكلات موجود در زمينه تغييرات فشاري در بسترهاي نفتي و گازي و همچنين محدوديتهاي سيالات حفاري متداول و سنتي، حفاري نوين را به سمت استفاده از تكنولوژي افرون در مخازن بهره برداري شده و چاه هاي بافشار چندگانه در بسترهاي غني از نفت و گاز هدايت كرده است. بر اساس روش قديمي حفاري، معمولا استفاده از سيال چگالتر در راستاي پايداري براي حفاري هاي بالاترو پايين تر از نواحي توليد در مخازن بهره برداري شده يك الزام مي باشد. زيرا در اين نواحي معمولا فشار بالاتر مي باشد. مواجه شدن سيال چگال حفاري با نواحي بهره برداري شده نفتي در چاه موجب اتلاف شديد و غير قابل كنترل سيال حفاري و همچنين حفاري هاي ديفرانسيلي مي شود. راه حل قديمي ديگر براي حفاري چاه هاي با نواحي فشاري چندگانه استفاده از سيالي با دانسيته به اندازه كافي كم، براي متعادل كردن فشار چاه در پايين ترين ناحيه فشاري آن مي باشد كه خود موجب حفاري غير متعادل و فرو ريختن ديواره يا انفجار چاه مي گردد. در حفاري نوين با استفاده از تكنولوژي سيال افروني مي توان بر مشكلات ياد شده فائق آمد. تركيب گل افروني در اين اختراع از دو ماده اصلي و يك حلال تشكيل گرديده است كه پتانسيل بسيار بالايي از خود در حين حفاري سازند هاي درحال بهره برداري يا تخليه شده از خود نشان ميدهد.

خصوصيات جالب و خيره كننده سيالات حفاري افروني و كاربردهاي موفق اين سيالات باعث شده است كه شركتهاي مختلف و محققان نسبت به تحقيقات و سرمايهگذاري در اين زمينه توجه بيشتري كنند.از مزاياي تكنولوژي سيالات افروني كاهش چشمگير هزينه هاي حفاري و نگهداري چاه است. خصوصيات سيالات افروني از قبيل چگالي كامل، كنترل هرزروي و نفوذ سيال حفاري به درون سازند، كنترل نشت سيال حفاري، تميزسازي مناسب، تطابق با محيط زيست، استفاده آسان و كارايي ثابت شده آنها، اين سيالات را انتخابي مناسب و با ارزش نموده است. استفاده از اين تكنولوژي كاهش قابل توجه هزينه هاي اقتصادي و زماني را در پي خواهد داشت. اگرچه سيالات حفاري افروني در حفاري چاه، عمليات تكميل چاه، تعميرات چاه، سيمان كاري و ... مورد استفاده قرار گرفته است با اين وجود اين تكنولوژي نيازمند مطالعه بيشتر و شناخت زمينه هاي استفاده از آن ميباشد. طبق بررسي هاي انجام شده، در ايران مطالعات جدي و پايه اي در زمينه ساخت و استفاده از سيالات حفاري افروني صورت نگرفته است. با توجه به اينكه مشكل هرزروي گل در اغلب عمليات حفاري ايران وجود دارد و حل اين معضل يكي از دغدغه هاي اصلي صنعت ميباشد بررسي ساخت و امكانسنجي استفاده از سيالات حفاري افروني ميتواند نويد بخش راه حلي اساسي در جهت حل مشكلات مرتبط باشد.

تركیب سورفكتنت جهت افزایش ازدیاد برداشت نفت

ازدياد برداشت از طريق تغيير ترشوندگي سنگ مخزن اگر چه ايده جديدي نيست و به مطالعات Buckley و Leverrett در سال ١٩٢١ در مورد عملكرد سيلاب زني در مخازن بر ميگردد اما اخيرا به طور جدي توسط گروه هاي تحقيقاتي خاصي به عنوان روشي بسيار كارا در زمينه ازدياد برداشت نفت ارائه و پيگيري شده است. تركيب جديد جهت تغيير ترشوندگي سنگ مخزن از نفت دوست به آبدوست از يك ماده اصلي و سه ماده افزودني تشكيل شده است كه قادر مي باشد ترشوندگي سنگ مخزن را به منظور ازدياد برداشت نفت از حالت نفت -تر به آب- تر تغيير دهد. مكانيزم عملكرد اين تركيب به صورت جذب مواد سطحي برروي سطح سنگ مي باشد. اگر سطح آب-تر باشد آنگاه بخش آب-دوست ماده فعال سطحي مي تواند جذب سطح شده و بخش آب-گريزش را در معرض سيال قرار دهد. به عبارتي باعث نفت-ترشدن سطح سنگ گردد. در حالت مخالف يعني وقتي كه سطح نفت-تر است، ماده فعال سطحي از جهت آب-گريزش جذب سنگ شده و سطح سنگ را آب-تر مي نمايد.

پس از برداشت اوليه از مخازن نفتي در بهترين شرايط بيش از 70% نفت درجا در مخزن باقي مي ماند. يكي از بهترين روش هاي استحصال نفت در جاي مخزن استفاده از سورفكتنت و تزريق آن به حالت هاي مختلف در مخزن مي باشد. كه بسته به نوع سورفكتنت و همچنين نوع نفت و شرايط مخزن بازدهي آن مي تواند متفاوت باشد. تركيب نانو سورفكتنت جهت افزايش ازدياد برداشت از دو ماده اصلي تشكيل شده است كه قادر مي باشد درصد بازيافت نفت را تا 82 درصد افزايش دهد. اين تركيب باعث كاهش شديد كشش سطحي بين نفت و آب و همچنين كاهش نسبت تحرك پذيري آب و نفت مي شود و سبب مي گردد نفت و آب به صورت يك ماده تك فاز (ميكروامولوسيون) ظاهر گردد. روش اجرايي جهت افزايش ازدياد برداشت با اين تركيب نانو سورفكتنت به دو صورت انجام مي پذيرد روش اول تزريق به صورت پيوسته و مداوم به مخزن از طريق چاه تزريقي و دادن زمان ماند به مخزن soak Time جهت كاهش IFT بين نفت و سورفكتنت و همچنين تغيير ترشوند گي سنگ مخزن مي باشد و روش دوم تزريق به صورت ناپيوسته و متقاطع با آب Slug Injection از طريق چاه تزريقي به مخزن است.

رسوب آسفالتين در چاههاي نفتي يكي از عوامل اصلي كاهش توليد است كه مي تواند به چاه صدمه هاي جبران ناپذيري وارد كند. اين صدمات حتي ممكن است به بسته شدن چاه توليدي نيز بينجامد. دو دليل عمده تشكيل رسوب آسفالتين و ته نشين شدن آن در عمق مخزن يكي افت فشار مخزن به مقداري كمتر از فشاري كه آسفالتين تشكيل مي شود و ديگري امتزاج حلالهايي با نفت مخزن در ضمن عمليات ازدياد برداشت از مخزن نفتي است. بهترين روش اثبات شده براي از بين بردن اين مشكل در صنعت استفاده از بازدارنده رسوب آسفالتين مي باشد. نوع تزريق ممانعت كننده تشكيل آسفالتين براساس تجربه ها و داده هاي آزمايشگاهي كه از شركت هاي توليد كننده ممانعت كننده تشكيل آسفالتين تهيه مي شود تعيين مي گردد. مثلا در مورد چاههايي كه توليد بر اساس گاز بالابرنده صورت مي گيرد دو نوع طرح قابل استفاده است. يكي از آنها تزريق از طريق لوله ماكاروني و ديگري تزريق همزمان با گاز بالا برنده از قسمت آنولوس و با استفاده از شير تزريق گاز بالا برنده است.

رسوب آسفالتين در چاههاي نفتي يكي از عوامل اصلي كاهش توليد است كه مي تواند به چاه صدمه هاي جبران ناپذيري وارد كند. اين صدمات حتي ممكن است به بسته شدن چاه توليدي نيز بينجامد دو دليل عمده تشكيل رسوب آسفالتين و ته نشين شدن آن در عمق مخزن يكي افت فشار مخزن به مقداري كمتر از فشاري كه آسفالتين تشكيل مي شود و ديگري امتزاج حلالهايي با نفت مخزن در ضمن عمليات ازدياد برداشت از مخزن نفتي است. بهترين روش اثبات شده براي از بين بردن اين مشكل در صنعت استفاده از بازدارنده رسوب آسفالتين مي باشد. نوع تزريق ممانعت كننده تشكيل آسفالتين براساس تجربه ها و داده هاي آزمايشگاهي كه از شركت هاي توليد كننده ممانعت كننده تشكيل آسفالتين تهيه مي شود تعيين مي گردد. مثلا در مورد چاههايي كه توليد براساس گاز بالا برنده صورت مي گيرد دو نوع طرح قابل استفاده است. يكي از آنها تزريق از طريق لوله ماكاروني و ديگري تزريق همزمان با گاز بالا برنده از قسمت آنولوس و با استفاده از شير تزريق گاز بالا برنده است.