عنوان اختراع: طراحی و ساخت کپسول فشار چاههای نفت

خلاصه اختراع

كپسول فشار چاه های نفت مبتنی بر سوخت جامد (سدیم آزید)، مایع (سوخت تركیبی) و گاز فشرده شده و تولید گاز پیوسته و پر فشار نیتروژن برای كاهش گرانروی و ایجاد رانش سیال (نفت) درون مخزن (چاه) 2- به دلیل استهلاك مخازن نفتی و وارد شدن چاههای تولید نفت به نیمه دوم عمر خود این مخازن دچار افت تولید شده اند و همزمان نیز مصرف به شدت در حال افزایش است. امروزه با وجود برداشت مكرر از چاه های نفت، متوسط تولید این چاه ها به 2 هزار بشكه در روز رسیده است. در شرایطی كه بازدهی چاه های نفت در حال كاهش است با صیانت از این مخازن و تزریق به موقع انواع گاز به انها، می توان تولید چاه ها را به متوسط 6 تا 9 هزار بشكه در روز باز گرداند. مشكل افت فشار در چاه های نفتی بزرگترین مشكلی است كه مخازن نفتی با آن رو به رو هستند در حالی كه این مخازن نیازمند رسیدگی بیشتر هستند و برای ثابت نگهداشتم فشار باید به این مخازن گاز با آب تزریق شود اما متاسفانه در صیانت از این مخازن سهل انگاری می شود. از آن جا كه بیشتر مخازن كشور در نیمه دوم عمر خود به سر می برند و هر چه از عمر مخزن می گذرد برداشت از آن دشوارتر می شود باید با روش های خاصی با توجه به شرایط مخزن ، برداشت از آن را بهتر وبیشتر كرد البته این نكته را نباید فراموش كرد كه در روش های ازدیاد برداشت باید از میان روش های مختلف بهترین آن را از لحاظ عملی و اقتصادی انتخاب كرد. با افت مداوم فشار مخزن دبی تولید رفته رفته كم شده تا جایی كه دیگر تولید طبیعی از مخزن مقرون به صرفه نخواهد بود. این نقطه زمانی اتفاق می افتد كه بازیابی (Recovery) نفت از مخزن به نسبت پایین است. تزریق گاز در مخازن اشباع نشده باعث افزایش ضریب حجمی سازند می شود در حالیكه تزریق آب به این مخازن هرگز این توانایی را ندارد. نفت منبسط شده به وسیله تزریق گاز، ضریب بازیافت نفت مخزن را به میزان زیادی افزایش می دهد به عبارت دیگر، حجم باقیمانده نفت اشباع شده با كاز تزریقی در مخزن در مقایسه با حجم نفت اولیه، دارای گاز محلول بیشتری است. بنابراین هر میزان كه فشار مخزن بالاتر باشد، باعث حل شدن بیشتر گاز در نفت و انبساط بیشتر نفت خواهد شد. این فرایند كمك بیشتری به استحصال نفت می كند. اما تزریق برخی از گازها نیز احتمال رسوب آسفالتین در چاهای نفت را افزایش می دهد. از این رو می بایست از هر گونه فرایندی كه موجب تشكیل رسوب آسفالتین می شود اجتناب كرد. در این طرح بهترین راه حل برای ایجاد فشار مناسب و قوی در چاه نفت، استفاده از گازهای غیر هیدروكربوری معرفی شده است كه به روش كاملا اقتصادی و با صرفه كه در ادامه شرح داده می شود می توان به حداكثر بازدهی بهره برداری از مخازن نفتی دست یافت. تولید گازهای غیر هیدروكبوری و نیز تزریق آن ها به مخازن نیز یكی از مسائل و معضلات پیش روی تحقق برداشت صیانتی از مخازن نفتی می باشد. اساس راه حل در این اختراع به روشی كاملا اقتصادی و كاربردی بیان شده است . در این اختراع از یك كپسول فشار از جنس آلیاژ آلومینیوم پرچگال استفاده می شود تا هم مانند یك سیلندر انفجار سوخت درون خود را تحمل نماید و هم براساس چگالی بیشتر خود، از سیال هایی با گرانروی بالا نظیر نفت سنگین عبور نموده و به انتها چاه با مخزن نفتی برسد. پس از رسیدن كپسول به انتهای مخزن، تایمر با عمق سنج با شتاب سنج (كه متناسب با شرایط مخزن انتخاب می شود)، سیگنال هایی را متناسب با زمان و عمق یا شتاب محاسبه شده برای انتشار گاز، به واحد كنترل الكترونیكی ارسال می دارد، واحد كنترل پس از دریافت سیگنال، چاشنی را فعال نموده و در نتیجه سوخت پیشران موجود در كپسول كه بسته به شرایط و ویژگی های چاه یا مخزن نفتی می تواند جامد یا مایع تركیبی یا گاز فشرده شده می باشد، در داخل كپسول منفجر می شود و گاز نیتروژن داغ تولید می نماید كه پس از عبور از فیلتر، با فشار بالا (فشار توسط نوعی دریچه قابل تنظیم می باشد) به بیرون رانده می شود. در كپسول نوع اول از سوخت جامد حاوی سدیم آزید استفاده می شود. این ماده شیمیایی اصطلاحا سدیم ازته نامیده می شود و در اثر انفجار به گاز بی خطر نیتروژن كه 80% گاز موجود در هوا می باشد و نیز دی اكسید كربن تبدیل می شود و البته مقدار كمی هیدروكسید سدیم تولید می شود كه در بعضی موارد در افراد خارش پوست و حساسیت ایجاد می كند. سدیم آزید سوخت جامدی است كه دارای خاصیت تولید گاز با نرخ بالا می باشد كه برای كاربردهای مختلف بسیار پایدار می باشد.