در دانشگاه صنعتی شریف: پلیمر هوشمند برای ازدیاد برداشت از مخازن نفتی تولید شد

‏مقالات علمی و کاربردی
Print Friendly

به گزارش مرجع پلیمر در بازار ایران (پلیم پارت ):

محققان دانشگاه صنعتی شریف روش جدیدی را ابداع کرده‌اند که با برطرف کردن اشکالات فناوری‌های معمول در جهان، به میزان ۱۰ تا ۱۵ درصد ازدیاد برداشت از مخازن نفتی را به دنبال دارد، این میزان می‌تواند هزاران میلیارد دلار ارزش افزوده برای صنعت نفت کشور به ارمغان آورد.

وقتی از نفت صحبت به میان می‌آید، یاد و خاطره­ی سیطره­‌ی بی چون و چرای آن در سفره‌­های خانگی از ازل تا ابد زنده خواهد شد. هر چند که طبق پیش بینی­‌های کنونی، این پیر فسیلی عمر نه چندان دورتر از سال ۲۰۵۰ خواهد داشت، اما تصور غیبت آن به نظر رویایی ناممکن است. ارقام نجومی درآمدها، غول‌های نفتی جهان را مجاب می‌کند که برای کسب فناوری‌های ازدیاد برداشت از مخازن نفت ولو یک درصد، خود را به آب و آتش بزنند. با این وجود هنوز فناوری‌های کنونی با چالش‌های عملی بسیاری مواجه است. این در حالی است که یک تیم پژوهشی تمام ایرانی با حداقل امکانات موجود، روشی را ابداع و آزمایش کرده است که می‌تواند تحولی عمیق در فناوری‌های ازدیاد برداشت مخازن ایجاد کرده و با استفاده از کمترین میزان مواد شیمیایی مصرفی، میزان برداشت از مخازن نفتی را به بیشترین مقدار ممکن غایت دهد.

دکتر احمد رمضانی سعادت آبادی، استاد دانشکده مهندسی شیمی و نفت و سرپرست این تیم پژوهشی می‌گوید: «۶ سال تلاش ما با تأمین ملال آور هزینه‌­ها منجر به ابداع روشی برای مرتفع نمودن بزرگترین مشکلات موجود در فرایند ازدیاد برداشت نفت به کمک تزریق آب و پلیمر شد.»
به خاطر یک قطره نفت
غارهای بزرگی که کیلومترها زیر زمین جای گرفته‌اند و لبریز از نفت هستند، تصور غلطی است که عموماً درباره مخازن نفتی میان مردم رواج دارد. نفت در خلل و فرج ریز سنگ­‌های متخلخل جای گرفته که با چشم عادی قابل رویت نیستند و با حفر چاه، این نفت تحت فشار راهی به بیرون پیدا کرده و خارج می‌شود اما با کاهش میزان نفت، از فشار مخزن کاسته شده تا حدی که خروج آن متوقف می‌شود.
هم‌اکنون ساده‌­ترین روشی که برای ازدیاد برداشت از مخازن نفتی وجود دارد، تزریق آب به مخزن است که در این روش، وظیفه­‌ی آب جاروب کردن نفت باقی مانده در خلل و فرج به سمت چاه خروجی است؛ این ایده ساده­‌ترین روش برای بیرون راندن طلای سیاه از مخزن است که در عمل با مشکلات بسیاری رو به روست.
راه حل سنتی
آب ماده‌ای رقیق‌تر از نفت است که با آن ممزوج نمی­‌شود. با تزریق پر فشار آب در مخزن، به جای آنکه نفت را هل دهد، با جستجوی راه فرار، مانند روخانه‌ای در میان نفت به سمت چاه خروجی جاری می‌شود و نفت بر سر جای خود باقی می‌ماند. به همین دلیل معمولاً با اضافه کردن پلیمرهای خاص به آب، سعی می‌شود آن را غلیظتر کرده و از آبدهی مخزن پیش از تولید نفت جلوگیری کنند. اما این کار موجب می‌­شود حرکت آب تغلیظ شده در میان خلل و فرج سنگ با سختی بیشتری انجام شود و پمپ توان بیشتری را برای فرستادن محلول آبی به داخل مخزن نفتی مصرف نماید؛ این به معنای مصرف چند برابری انرژی و توان است. علاوه بر این، پلیمرهای فعلی در محیط سخت و خشن مخزن شامل آب شور، دما، فشار و تنش بالا به سرعت خاصیت خود را از دست می‌دهند. به همین دلیل باید از آب شیرین استفاده نمود که با توجه به بحران آب و مشکلات فنی دیگر، این راه حل نسبی نیز چالش‌های عمده‌ای را در پی دارد. بنابر اظهارات کارشناسان عرصه­‌ی نفت و گاز، این روش‌ها پیش از این توسط شرکت‌های خارجی در ایران امتحان شده که البته دکتر رمضانی نتایج این تجربیات را چنین توصیف می‌کند: «موفقیت چندانی کسب نشد.»

پلیمر

کپسول‌های پلیمری
برای حل مشکلات روش تزریق آب و همچنین استفاده از پلیمرهای سنتی، تیم پژوهشی دکتر رمضانی متشکل از دانشجویان دکتری یوسف تمثیلیان، معصوم شعبان و کارشناسی ارشد رضا خرمیان و سعید گل شکوه، ایده‌ای را عملی کردند که مشابه عملکرد داروهای هوشمند در بدن انسان است. استاد دانشگاه صنعتی شریف می‌گوید: «پلیمرهای تولیدی ما همان مکان و زمانی که مدنظر داریم عمل می­کنند.» آنها پلیمری را تولید کردند که اولاً در مقابل آب شور، دما و فشار مقاومت بسیار بهتری نسبت به پلیمرهای صنعتی موجود در جهان نشان می­دهد، دوماً آن را در لفافه‌ای پیچیده و به صورت کپسول درآوردند که این لفافه­‌ی محافظ در مجاورت با نفت از بین رفته و پلیمر اصلی را آزاد می‌کند. بدین ترتیب کپسول پلیمری ابتدا به صورت سوسپانسیون در آب وارد شده که غلظت آب را افزایش نمی‌دهد لذا نیازی به فشار بالای پمپ نیست. سوماً در طی مسیر پیش از رسیدن به نقاط نفتی، از پلیمر که قیمت قابل توجهی دارد، در برابر مصرف بی مورد و محیط خشن محافظت می­شود. چهارماً پس از آزاد شدن پلیمر در جوار نفت، آب به صورت محلی ناگهان غلیظ شده و نفت را به سمت چاه خروجی هل می‌دهد که این امر در کاهش چشمگیر مصرف ماده شیمیایی و جلوگیری کردن از تولید آب به جای نفت تاثیر بسزایی دارد. پنجمین مزیت این ابداع، سادگی روش تهیه ماده پلیمری است که فرایند آن با روش­‌های تهیه پلیمرهای صنعتی کنونی تقریباً مشابه است که باعث می­‌شود قیمت آنها قابل قیاس باشد. اما این تمام هنر نمایی‌های تیم پژوهشگران ایرانی نیست.
برداشت تا آخرین قطره
دکتر رمضانی می‌گوید: «ما به فکر افتادیم باید پلیمری بسازیم که نفتی را که به سنگ چسبیده، مانند صابون با خود بشوید و ببرد.» بدین ترتیب آخرین کار گروه ایشان، ساخت پلیمری بود که خاصیت آب دوست و نفت دوست را توأمان دارد. چنین پلیمری باعث می‌شود کشش سطحی مولکول‌ها بین نفت و آب کاهش یافته و هنگام حرکت آب، نفت از روی سنگ جدا شده و به سمت چاه تولیدی سوق یابد.
دکتر رمضانی پس از انجام آزمایش‌های لازم، این طرح را به وزارت نفت ارائه کرده است اما بنا به گفته وی پیچ و خم‌های اداری فعلاً مانع اجرای این طرح در کشور شده، این در حالی است که برخی شرکت‌های نفتی خارجی، برای در اختیار گرفتن این فناوری که به صورت سه اختراع مجزا در ایران و امریکا ثبت شده است، ابراز علاقه کرده‌ و حتی تیم ایرانی بیم آن دارد که بدون اجازه آنان از نتایج بدست آمده استفاده شود.

منبع : دانشگاه صنعتی شریف

1
telegram.png

نظر بگذارید