دانلود کامل ترین جزوه ژئوشیمی نفت

جزوه تایپ شده ژئوشیمی نفت

دانلود فایل

دکتر ربانی دکتر احمد امد اثر هری دمبیکی امد احم دانلود ضا ربانی امد رحیم باقری‌تیرتاشی امد زهرا صادق‌طبقی دانشگاه پیام –; ;

//: – )( )( -را کمتر از 100 هم بكند.
بنابراين هر چه شدت آبشويی و تخريب میكروبی بیشتر باشد، درجه API نفت کاهش پیدا کرده و نفت سنگینتر میگردد و مرغوبیت خود را از دست میدهد. در صورت بروز پديدههای آبشويی و تخريب میكروبی، به راحتی میتوان آنها را با استفاده از روش کروماتوگرافی گازی و نمودارهای حاصل از آن تشخیص داد. در شكل 3 دو نفت که از يک سنگ منشا تولید شدهاند نشان داده شده است. نفت قسمت فوقانی (Halibut Oil) به صورت اوريجینال بوده و فاقد هرگونه اثر تخريب میكروبی و آبشويی است، در حالی که نفت قسمت تحتانی
(Lakes Entrance Oil) تحت تاثیر جزوه ژئوشیمی نفت میكروبی واقع شده است.

شكل 3- تخريب میكروبی نفت در حوزه گیپسلند

هیدروکربنهايی با عدد اتمی کربن کمتر، سريعتر توسط باکتریها مصرف میشوند. با گذشت زمان و با تخريب شديدتر، ترکیبات آلكانهای نرمال به تدريج از بین میروند و پايه (base) نمودار به سمت بالا شیفت میکند و اصطلاحاً میگويند که کروماتوگرام کچل شده است. با ادامه تخريب توسط میكروبها، ترکیبات آروماتیكی و سپس ترکیباتی همچون ايزوپرنوئیدها )آلكانهای شاخهای و حلقوی( و نهايتاً پريستان و فیتان هم مصرف میشوند. شكل ايجاد شده حالت پشت گربهای داشته و ممكن است ديگر هیچ پیكی نداشته باشیم. به عبارت ديگر هیدروکربنهايی که از غلظت بالايی برخوردارند از زمینه کروماتوگرام حذف شده و حالت کوژ يا کوهان (hump) پیدا میکنند. تغییرات ايجاد شده باعث تبديل نفت پارافینی )واکسی( به نفت نفتنیک تخريب جزوه ژئوشیمی نفت میگردد، به عبارتی نفت از درجه API 42 به درجه API 15 رسیده است.

جزوه ژئوشیمی نفت خلاصه کتاب پی دی اف کامل دانلود رایگان

تاثیر تخريب میكروبی بر خواص فیزيكی و شیمیايی نفت به صورت زير میباشد:
1- کاهش گازهای 6C1_C
2- کاهش نسبت گاز به نفت (GOR)
3- C6_C15 (gasoline range) کاهش نفتهايی با ترکیب
4- کاهش درجه API
5- افزايش ويسكوزيته
6- تغییر در ترکیبات +15C:
 کاهش آلكانها
 کاهش آروماتیکها
 افزايش رزينها
 افزايش آسفالتینها
7- افزايش ترکیبات سولفوری
8- افزايش ترکیبات نیتروژنی
9- افزايش میزان Ni & V
11- افزايش فعالیت نوری
11- کاهش نقطه ريزش
12- ايزوتوپ کربن 13 (δ13C):
 افزايش نفت
 افزايش آلكانها
 کاهش آروماتیکها
 کاهش آسفالتینها
13- تغییر در انواع نفت:
 تبديل نفت پارافینی به نفتنی
 تبديل نفت پارافینی يا نفت پارافینی-نفتنی به نفت آروماتیک-نفتنیک
 تبديل پارافینی کاندنسیت به نفتنیک کاندنسیت
 تبديل کاندنسیت به نفتهای سبک
 تبديل نفت آروماتیک-حدواسط به نفت آروماتیک-آسفالتیک

ژئوشیمی نفت

در فرآيند تخريب میكروبی فرم بیولوژيكی استران 29C يعنی αααβ به شدت تحت تاثیر قرار گرفته و مقدار آن به طور چشمگیری کاهش میيابد.

Oil Alteration دگرسانی نفت
1.پختگی
2. آبشويی
3.تخريب میكروبی
4.نشت هیدروکربنها از طريق گسل يا شكاف ايجاد شده در پوش سنگ
5.آسفالتینگیری طبیعی
6.اکسیداسیون
7.تفرق نفت بر اثر اختلاف چگالی
8.ترش شدگی نفت
9.اسیدی شدن نفت
11.رسوب واکس و آسفالتین
1- Thermal Alteration پختگی
زمانی اتفاق میافتد که مخزن خیلی قديمی و پیر باشد. و به علاوه مخزن در مجاورت يک منبع حرارتی باشد. به عنوان مثال يک توده باتولیتی در مجاورت مخزن قرار گرفته و نفت درون مخزن مچور میشود. و بر اثر آن زنجیرههای بلند هیدروکربنهای اشباع شكسته شده و نفت سبکتر میشود. بر اثر اين شكسته شدن در کف مخزن يک سری ترکیبات سنگین به نام پیروبیتومین رسوب میکند که از نظر ترکیبات هیدروژی فقیر است، به صورت جامد و نیمه جامد بوده و فاقد ارزش اقتصادی میباشد. انعكاس ويترينايت آنها هم بالا است. و دمای
بالايی برای تجزيه آنها لازم است. در اينجا افزايش دما سبب افزايش کیفیت نفت میشود.
2- Water Washing آبشویی
اگر ادامه لايه مخزنی کیلومترها دورتر از مخزن به سطح برسد ،آبهای جوی وارد اين لايه میشوند و با گذشت زمان به مخزن میرسد. آب ترکیبات محلول مثل آروماتیک و هیدروکربنهای اشباع رسوب میکنند که بر اثر آن لايههای قیری ايجاد میشود که يک لايه نفوذ ناپذير است. وقتی بخشهای سبک )نفتنها، پارافینها و …( در آب حل شده و از محیط خارج شوند، نفت در فصل بالا فصل نفت و آب رسوب می کند )موادی مثل رزين ،آسفالتین و …( و لايههای قیری ايجاد میشوند.
3- Bacterial Biodegradation تخریب میکروبی
معمولاً همراه با آب يک سری باکتریهای هوازی هم جزوه ژئوشیمی نفت مخزن میشوند. باکتریها در محیطی که دارای اکسیژن محلول باشد فعال هستند، علاوه بر آن به مواد غذايی که شامل نیترات و فسفات محلول در آب شیرين است هم نیازمندند. بعد از مصرف مواد غذايی مذکور، باکتریها از هیدروکربنهای اشباع، پارافین، نفتن، آروماتیکها به عنوان منبع غذايی استفاده میکنند. باکتریها در دمای 61 تا71 درجه سانتیگراد فعال هستند.
در دمای C900 فعالیت آنها متوقف شده و به کما میروند و اگر دمای مخزن پايین بیايد دوباره فعال میشوند.
اگر دمای مخزن به بیش از C1000 برسد باکتریها از بین میروند؛ و اگر هم زنده باقی بمانند به علت استريلیزه شدن مخزن حتی با کاهش دما هم فعالیتی از خود نشان نمیدهند. باکتریهای هتروفیل در دماهای بالا پايدارند. باکتریهای هلوفیل در شوریهای بالا هم پايدارند.
تخريبی که باکتریها روی نفت اعمال میکنند بیش از تاثیر آبشويی است مثلا نفت های کانادا و ونزوئلا بر اثر پديده میكروبی سنگین شدهاند. تخريب باکتريايی میتواند API نفت را کمتر از 100 هم برساند.
4- نشت هیدروکربن از طریق گسل Leakage of cap rock or dysmigration of oil through faults نفتی که در مخزن است ممكن است براثر پديدههای تكتونیكی مثل چین خوردگی در قله تاقديسها، دچار شكافها و گسلهايی به صورت عمودی شود. هیدروکربن از طريق اين درز و شكافها به لايههای بالاتر و يا به سطح زمین میرود.
اگر پوش سنگ از جنس ژيپس يا انیدريت باشد به واسطه خاصیت انعطاف پذيری که دارد میتواند خود را با شرايط جديد وفق دهد، ولی اگر پوش سنگ، سنگی سخت و dense باشد بر اثر اعمال فشار دچار ترک و شكاف می شود و نفت از آن خارج میگردد. در اين حالت نفت سنگین در مخزن باقی میماند.
پريستان و فیتان مقاومت بیشتری در برابر تخريب میكروبی دارند. اگر اين دو در محیط باقی مانده باشد يعنی مخزن تحت تاثیر فرآيند میكروبی و آبشويی در حد ضعیف تا متوسط بوده است، ولی اگر باقی نمانده باشند يعنی مخزن تحت تاثیر فرآيند میكروبی و آبشويی قوی بوده است. حال اگر بیومارکرها کاملا حضور داشته باشند نشاندهنده وجود درز و گسل در مخزن است.

5- اسفالتین گیری طبیعی Deasphaltening
زمانی اتفاق میافتد که يک مخزن نفت در بالا و يک مخزن گاز در پايین موجود باشد. اگر يک شكستگی بین اين دو ايجاد شود، گاز وارد مخزن بالايی شده و با حل کردن ترکیبات سبک نفت در خود در بالای مخزن يکgas cap ايجاد میکند. نفت سنگین شده و آسفالتین در کف مخزن انباشته میشود وترکیبات سنگین رسوب میکنند.
6- اکسیداسیون Oxidation
چون آبهای شیرين دارای اکسیژن هستند ،اکسیژن موجود در آنها در صورت راهیابی آب به مخزن باعث اکسیداسیون نفت میشود.
7- Oil Segregation by Gravity تفرق نفت بر اثر اختلاف چگالی
در محیط هموژن نفتهايی که از يک منشا هستند، نفتهای سبک در بالا قرار میگیرند و با افزايش چگالی نفتهای سنگینتر در پايین قرار میگیرند. به عبارتی درجه API gravity به تدريج با افزايش عمق کاهش میيابد.
8- Oil Souring ترش شدگی
عوامل متعددی نفت را ترش میکنند:
1-با کتریهای احیا کننده سولفاتها : اگر مخزن در نزديكی سطح باشد اينها H2S تولید جزوه ژئوشیمی نفت و نفت را ترش میکنند.
2-لايههای تبخیری در زير مخزن : اگر وارد مخزن شوند، رفته رفته سولفور نفت را بالا میبرند. در دمای C1200-1100 فرآيند Thermochemical Sulfate Reduction (TSR) رخ داده و باعث ايجاد سولفور در مخزن میشود.
9- Increasing Acidity اسیدی شدن
گاهی اوقات به مرور زمان نفت حالت اسیدی پیدا میکند.
11- رسوب واکس وآسفالتین
رسوب واکس و آسفالتین امروزه از مباحث مهم است. زيرا مخازن پیر شده و با افت فشار روبرو هستند. برای افزايش فشار ممكن است به مخزن گاز تزريق کنند. احتمال دارد بر اثر اين تزريق ترکیبات سنگین مثل آسفالتین رسوب کنند. بنابراين بايد مخزن بررسی شود تا بتوان برای ازدياد برداشت آن از روش بهتری استفاده کرد.
گاهی ممكن است آبی تزريق شود که حاوی باکتری است. با ورود آب به مخزن دمای مخزن کاهش يافته و شرايط برای تخريب باکتری فراهم شده و مواد سنگین را رسوب دهد.
*تعادل ترمودينامیكی مخزن بر اثر جزوه ژئوشیمی نفت برداشت باعث افت ناگهانی فشار و ايجاد رسوب آسفالتین میشود.
Gas Chromatography کروماتوگرافی گازی
در اين روش سنگ منشا، که حاوی مواد آلی است، را خرد و پودر کرده و حدود 50gr آن را در يک دستگاه قرار میدهند و با استفاده از حلالهايی مثل کلروفورم مواد آلی به مدت 72 ساعت شستشو داده میشوند، بعد از 72 ساعت مواد الی قابل حل را تحت عنوان بیتومین استخراج میکنند. اين بیتومین شامل چهار بخش است:
1.هیدروکربن اشباع
2.آروماتیک
3.رزين
4.آسفالتین
با استفاده از کروماتوگرافی ستونی چهار بخش را از هم تفكیک میکنند. پس از جداسازی بخش هیدروکربنهای اشباع را به دستگاه گاز کروماتوگرافی GC تزريق میکنند.

دانلود رایگان خلاصه کتاب ژئوشیمی نفت

دستگاه کروماتوگرافی گازی از يک کوره حرارتی تشكیل شده که درون آن يک ستون موئینه تعبیه شده است )شكل6(. يک ستون پیچ خورده مسی با قطر 2mm و طول 60m-10 است نمونه را با سرنگ و همزمان با آن يک گاز بیاثر هلیوم تزريق میشود. بعد دما را به ºC300 میرسانند. ترکیبات در colomn يونیزه و شكسته شده و در مرحله بعد توسط آشكار ساز، نوع آنها تعیین میشود. بعد به صورت پیکهايی نمايان میشود که از روی اين پیکها و زمان ظهور آنها میتوان به نوع ترکیب پی برد.
حاصل آنالیز به روش GC يک نمودار طیفی است که به آن نمودار کروماتوگرام گازی میگويند. در محور X ها دما و زمان و خروج پیکها و در محور Yها غلظت ترکیبات را داريم. اولین پیک خروجی خیلی بزرگ است زيرا اين ترکیبات با نرمال هگزان رقیق شدهاند)شكل6(.
شكل6-کروماتوگرام حاصل از کروماتوگرافی گازی برای هیدروکربنهای اشباع
گاهی ممكن است پیکها روی هم بیفتند در چنین مواقعی از يكی از روشهای زير جهت تشخیص نمونهها استفاده میکنند:
1.با استفاده از ايزوپرنوئیدها
2.با استفاده از نمونههای استاندارد
شكل کروماتوگرامها: فراوانی آنها، حضور و عدم حضور ترکیبات جزوه ژئوشیمی نفت به ما میگويد که ماده آلی نفتساز از کجا منشا گرفته محیط رسوبی آنها چگونه بوده است ) هايپرسالین ، دريايی و …( و شرايط اکسیداسیون و احیايی محیط چگونه بوده است، به علاوه برای طبقهبندی نفتها )نفتهای همخانواده، نفتهايی با يک سنگ منشا و …( به ما کمک میکند.
از روی توزيع و پراکندگی پیکها میتوان منشا خشكی، دريايی، محیط آب شیرين، محیط حدواسط و … را تشخیص داد.
1- 22C حداکثر غلظت را دارد: شاخص آلگهای دريايی در اين حالت پراکندگی از 17C تا 24C میباشد.

شكل7- شاخص آلگهای دريايی
2- 17C حداکثر غلظت را دارد و شاخص جزوه زمین شناسی نفت و جلبکهای سبز – آبی است.

شكل 8- سیانوباکتریها و جلبکهای سبز – آبی

3- تمرکز هیدروکربنها از 23C به بعد و در بخش هیدروکربنهای سنگین میباشد و ارجحیت با فردکربنی است و شاخص گیاهان خشكی است.
شكل9-شاخص گیاهان خشكی

4- هیدروکربنهای 17C و 27C فراوانی بیشتری دارند و در نمونهها يک دوگانگی ديده میشود که شاخص محیط حدواسط بین دريا و خشكی میباشد.

شكل11- شاخص محیط حدواسط جزوه ژئوشیمی نفت دريا و خشكی)دلتايی(

5- هیدروکربن 28C دارای حداکثر غلظت است و ارجحیت با زوج کربنی است که شاخص محیط تبخیری و هايپرسالین میباشد.

شكل11- شاخص محیطهای تبخیری و هايپرسالین
در حوضه افیسر استرالیا در تمامی نمونهها و دياگرامهای آنها هیدروکربنهای اشباع به فواصل منظم خارج شدهاند. در همه نمونهها دو ترکیب وجود دارد که عبارتند از:
1-پريستان : بلافاصله بعد از 17nC ظهور میکند.
2- فیتان : بلافاصله بعد از 18nC ظهور میکند.
نمونهها راخوب تلخیص کرده و نوع بايومارکرها هم جدا میشوند. در نمونهها میزان بايومارکر هوپان در محیط زياد بوده است (hopane dominant). پريستان و فیتان ايزوپرنوئید میباشند و منشا آنها از گیاهان عالی است.
موارد کاربرد و استفاده از آنها عبارتند از:
1. تعیین میزان اکسیدانی يا احیايی محیط
2. تعیین نوع هیدروکربن
3. تعیین سطح بلوغ سنگ منشا يا نفت نحوه تعیین نسبت پرپستان به فیتان Pr/Ph
1- اگر base line خوب و مشخص و صاف باشد ،ارتفاع پیک Pr و Ph را اندازه گرفته و نسبت آنها را به دست میآورند.
2- دقیقترين روش اين است که مساحت زير پیکها محاسبه شود و جزوه ژئوشیمی نفت انها بدست اورده شود.
3-پیکها را با دستگاه کپی بزرگ کرده، مساحت زير پیک را جدا کرده و با ترازوی ديجیتالی وزن میکنند و سپس نسبت آن را به دست میآورند.

جدول 7- تعیین میزان اکسیداسیونی يا احیايی محیط با استفاده از نسبت Pr/Ph
Pr/Ph نوع محیط
> 1 احیايی
1-2 نیمه احیايی
<3 اکسیدی
< 5 زغالی

از نسبتهای 17Pr/n-C و 18Ph/n-C جهت تعیین بلوغ سنگ منشا و نفت، نوع محیط رسوبی، نوع کروژن وتخريب زيستی استفاده میشود. با بالا رفتن دما و مچوريتی اين نسبتها تغییر يافته و مقدار آن کاهش میيابد .
هر – :
:
)( )( :
– : -: :
: ً ً