مروری بر فناوری ASP EOR (ازدیاد برداشت نفت با پلیمر/ سورفکتانت/ آلکالین) در صنعت نفت: چشم اندازها و چالش ها
به دلیل ناکارآمد بودن روش های متداول بازیافت اولیه و ثانویه برای تولید بیش از 40-20 درصد OOIP بعنوان نفت افزیشی، به تکنیک های EOR (ازدیاد برداشت نفت) برای بازیابی نسبت بیشتری از OOIP نیاز است. ASP(آلکالین/ سورفکتانت/ پلیمر) یکی از این تکنیک هاست که به دلیل توانایی آن در بهبود جابجایی و راندمان جاروب زنی موفقیت آمیز بوده است. سیلاب زنیASP یک فرایند ترکیبی است که در آن قلیایی، سورفکتانت و پلیمر در همان تولید منقطع تزریق می شوند. به دلیل هم افزایی این سه جزء، ASP به طور گسترده ای در هر دو عملیات آزمایشی و میدانی با هدف دستیابی به شیمی بهینه در حجم های تزریق بزرگ با حداقل هزینه انجام می شود. علیرغم مقبولیت این روش بعنوان یک روش بالقوۀ مقرون به صرفۀ سیلاب شیمیایی، بدون محدودیت نیست. با این حال، این مقاله به بررسی کاربرد فرایند سیلابی ASP در بازیافت نفت در صنعت نفت و محدودیت های آن در افزایش بازیافت نفت از مخازن خشکی و دریایی می پردازد. علاوه براین، به بیان برخی راهکارها در مواجهه با برخی چالش ها نیز می پردازد.
قیمت های بالای نفت خام و تقاضای آیندۀ انرژی در سراسر جهان ضرورت استفاده از فرایندهای EOR (ازدیاد برداشت نفت) را بیان می کند. فرایند مبتنی بر سورفکتانت، به ویژه روشASP (آلکالین، سورفکتانت، پلیمر) بعنوان یک فرایند مقرون به صرفۀ CEOR (ازدیاد برداشت نفت شیمیایی) شناسایی شده است که نرخ بازیافت بالای 20 درصد را در برخی از میادین نفتی مانند Daqing در چین دارد. از آنجا که دیگر روش های ازدیاد برداشت نفت شیمیایی من جمله حذف سورفکتانت جذبی در سیلاب سورفکتانت ساده یا سیلاب آلکالین رقیق از اشکال مختلفی برخوردار هستند، ASP این مشکلات را کاهش می دهد. داشتن یک رفتار فاز شیمیایی ترکیبی از سورفکتانت تزریقی و سورفکتانت تولید شدۀ در جا یکی از مزایای کلیدی سیلاب ASP نسبت به سایر روش های CEOR محسوب می شود. بنابراین، ASP با وجود پیشرفت های مهم به یک گزینه مناسب و مطلوب برای بازیافت نفت در میدان نفتی تبدیل شده است. این سیلاب تکنیکی است که براساس سیلاب آلکالین/ سورفکتانت و پلیمری با افزایش تدریجی بازیافت نفت از طریق کاهش IFT (کشش سطحی)، افزایش کاپیلار، افزایش جابجایی میکروسکوپی، بهبود نسبت جابجایی و افزایش راندمان جاروب زنی ماکروسکوپی توسعه یافته است. ASP از سه نوع ماده شیمیایی مانند آلکالین، سورفکتانت و پلیمر برای بازیابی مقادیر زیادی از نفت باقیماندۀ سیلابی استفاده می کند. این فرایند ترکیبی از بهبود راندمان جاروب زنی حجمی ماکروسکوپی از پلیمر به دلیل کاهش نسبت تحرک نفت آبی با توانایی سورفکتانت ها برای افزایش راندمان جاروب زنی میکروسکوپی است. این بهبود از کاهش چشمگیر کشش سطحی نفت آب ناشی می شود که تعداد کاپیلار (Nc) را تا محدودۀ مورد نیاز برای بازیافت نفت افزایش می دهد. آلکالین با واکنش به اسید آلی طبیعی موجود در نفت خام، صابون ها را تشکیل می دهد که به طور هم افزایی با سورفکتانت افزوده شده در تولید IFT بسیار کم در تعامل است که با توزیع سورفکتانت بین فاز آب- نفت و آرایش سورفکتانت حاصل شده و توسط مقدار Ph و قدرت یونی کنترل می شود. آلکالین تزریق شده با سورفکتانت می تواند جذب سورفکتانت را کاهش داده و نقش قدرت یونی و IFT پایین را ایفا کند.
افزودن پلیمر ویسکوزیتۀ فاز آبی آن را افزایش می دهد؛ به طوری که تحرک فاز آبی کاهش می یابد. تحقیقات قابل ملاحظه ای در سراسر جهان بر روی فرایند سیلابی ASP توسط محققان مختلف انجام شده و در حال انجام است. توسعه فناوری ASP EOR و پیشرفت های شیمی سورفکتانت ها بر سیلاب های شیمیایی متمرکز شده است؛ بویژه برای افزایش تولید نفت در زمین های پرآب. چندین کاربرد فعلی ASP در میادین نفتی نیز در برخی مقالات گزارش شده است. با این حال، معایب شناسایی شده در طول فرایند اجرای فناوری سیلابی ASP مانند پوسته پوسته شدن شدید خطوط تزریق و امولسیفیکاسیون قوی سیال تولید شده نیز کاربرد بیشتر آن را در این زمینه محدود کرد. این مطالعه، برخی از پیشرفت ها و چشم اندازهای اخیر در به کارگیری فرایند سیلابی ASP در بازیافت نفت در صنعت نفت و محدودیت های آن در افزایش بازیافت نفت از مخازن خشکی و دریایی را ارزیابی می کند.
مکانیسم های فناوری سیلابی ASP
ASP شامل تزریق یک محلول حاوی پلیمر، آلکالین و سورفکتانت به یک میدان نفتی تخلیه شده یا بالغ با هدف دستیابی به شیمی بهینه در حجم تزریق زیاد با حداقل هزینه می شود. مخلوط سورفکتانت- آلکالین با نفت امولسیونی تشکیل می دهد که در ادامه با استفاده از یک درایو پلیمری از مخزن جاروب می شود. سیلاب ASP با کاهش IFT بین آب و نفت، از طریق افزودن یک سورفکتانت به آب راندمان جابجایی میکروسکوپی را بهبود می بخشد؛ در حالی که تحرک نفت و آب را با افزودن پلیمر تطبیق می دهد. همچنین آلکالین به آب افزوده می شود تا جذب سورفکتانت به دیواره های منافذ را کاهش داده و برای تضمین حداقل IFT، شوری را کنترل کرده و ترشوندگی سنگ را تغییر دهد. سیلاب ASP می تواند بطور قابل توجهی بازیافت نفت را با کاهش هزینه ها به کمتر از 2.42 دلار در هر بشکه برای یک میدان خشکی بهبود بخشد.
نتیجه گیری
فناوری ASP EOR یک تکنیک بازیابی ثالثیه نفت چند منظوره است که بایستی با هدف افزایش تولید در کاربردهای آتی در میادین دریایی و خشکی در نظر گرفته شود تا نیازهای روزافزون انرژی را نیز تأمین کند. چین کشوری است که بیشترین تولید نفت از پروژه های ASP EOR را دارد. با این حال، ارزیابی های بسیاری از ASPبصورت آزمایشی در حال انجام است؛ بویژه در کانادا و ایالات متحده برای مخازن نفت خام سنگین و میادین فراساحلی. با این حال، انتظار نمی رود ASP EOR بتواند دست کم دو ماه تولید نفت جهان را تحت تأثیر قرار دهد، البته اگر در مقیاس تجاری انجام نشود. اگرچه ASP EOR قبلآ به طور گسترده و با موفقیت در خشکی بصورت آزمایشی و میدانی به کار گرفته شده است، طراحی و تجارب عملیاتی به دست آمده از برنامه های کاربردی خشکی بایستی در تلاش های توسعه مورد بهره برداری قرار گیرد تا ASP EOR فراساحلی تولید نفت جهانی را در آیندۀ نزدیک تحت تأثیر قرار دهد. به منظور ارتقاء این فناوری، به توسعه سیستم های ASP با سورفکتانت های مقرون به صرفه تر در سیستم های آلکالین ضعیف و با پلیمرهای متحمل pHنیاز است. در نهایت، می توان گفت که پالش های سطحی و زیرسطحی نیز بایستی مورد توجه قرار گیرند تا امکان استفادۀ مناسب و قابل قبول از نظر زیست محیطی فرایندهای ASP EOR خشکی و فراساحلی فراهم شود.
