اندازه گیری نمک موجود در نفت خام

نمک موجود در نفت خام به علت وجود آب نمکی است که از چاه همراه نفت جریان پیدا می کند و همین مقدار نمک اگر زیاد باشد باعث نامرغوبی نفت از صادرات و هم آسیب رساندن به دستگاههای تفکیک در حدهای تفکیک و پالایشگاهها می شود معمولاً مقدار نمک موجود در نفت خام را با در نظر گرفتن کل سالت بهره برداری شده تنظیم می کنند که از مقدار معینی (8 پوند در هزار بشکه)

دسته بندی	نفت و گاز
بازدید ها	0
فرمت فایل	docx
حجم فایل	103 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	190

فروشنده فایل

کد کاربری 3230

تمام فایل ها

اندازه گیری نمک موجود در نفت خام

مقدمه :

نمک موجود در نفت خام به علت وجود آب نمکی است که از چاه همراه نفت جریان پیدا می کند و همین مقدار نمک اگر زیاد باشد باعث نامرغوبی نفت از صادرات و هم آسیب رساندن به دستگاههای تفکیک در حدهای تفکیک و پالایشگاهها می شود . معمولاً مقدار نمک موجود در نفت خام را با در نظر گرفتن کل سالت بهره برداری شده تنظیم می کنند که از مقدار معینی (8 پوند در هزار بشکه) بیشتر نباشد . برا این منظور لازم است هم در واحدهای بهره برداری و هم آزمایشگاههای شیمیایی نفت بهره برداری شده را آزمایش کرد . روشهای خاصی از نظر بین المللی برای آزمایش نمک پیشنهاد شده :

1. روش اندازه گیری نمک با محلولهای شیمیائی IP

در این روش چون بیشتر احتیاج به محلولهای تهیه شده دقیق شیمیایی است در آزمایشگاههای شیمیایی مربوط به نفت انجام می گیرد .

2. روش شروع سریع اندازه گیری نمک نفت با دستگاه نورسنج FLAME PHOTOMETER این روش چون ساده است در کارخانجات بهره برداری استفاده می گردد و حداکثر 16 پوند نمک را براحتی می توان با این دستگاه مشخص کرد . نمکهای پیش از این مقدار را به علت غلظت زیاد و امکان گرفتگی سوزن مکنده ، با این دستگاه نمی توان آزمایش کرد .

اندازه گیری مقدار نمک موجود در نفت خام به روش IP – 77/72

مواد شیمیائی :

1. تولوئن

2. الکل استن

3. فریک آلوم

4. آمین الکل

5. اسید نیتریک %30

6. نیترات نقره N/20

7. تیوسیانات N/20

وسائل مورد نیاز آزمایش :

1- دستگاه جداکننده

2- دو عدد بورت

3- استوانه مدرج 100 ml

4- کاغذ صافی

هدف :

در این آزمایش هدف اندازه گیری مقدار کلرور سدیم ( NACL) موجود در نفت خام و یا محصولات نفتی دیگر می باشد که در این روش نفت خام را با آب مقطر و حلالهای مناسب (مانند تولوئن) می جوشانند تا نمک جذب آب گردد و مقدار نمک را بر حسب کلرور سدیم محاسبه و گزارش می کنند .

روش کار :

مقدار 80 گرم از نمونه را درون یک ظرف شیشه ای 250 میلی لیتری وزن کرده و آنرا تا حرارت °C 60 (°F 140) گرم می کنیم CC40 تولوئن را بدرجه حرارت متشابه رسانده و به آرامی همراه با بهم زدن روی نمونه ریخته سپس این محلول را در ظرف تقطیر وارد کرده و ظرف جای نمونه را دو مرتبه با CC15 تولوئن گرم شده در شرایط گفته شده شسته و درون ظرف تقطیر می ریزیم روی نمونه درون ظرف تقطیر قبل از سرد شدن مقدار CC25 الکل و CC15 استن گرم می ریزیم و مخلوط را به مدت 2 دقیقه می جوشتنیم بعد اجازه می دهیم تا مخلوط سرد و جدا شود آنگاه قشر آب زیرین را درون ظرف شیشه ای ریخته و اگر لازم بود آنرا از کاغذ صافی واتمن شماره 41 عبور می دهیم این مقدار باید در حدود CC160 باشد . حال CC 100 از محلول صاف شده را در ظرف شیشه ای ریخته و بعد از افزودن CC5 اسید نیتریک درب ظرف را بسته و می جوشانیم و روی بخارات تولید شده جهت از بین بردن SH₂ بوسیله کاغذ آغشته به استات سرب آزمایش به عمل می آوریم . و اینکار را تا خاتمه وجود SH₂ در بخارات حاصله ادامه می دهیم (چنانچه هیدروژن سولفوره در محلول باشد کاغذ صافی تیره می شود و عمل حرارت دادن را آنقدر ادامه می دهیم تا کاغذ آغشته به استات سرب در مجاورت بخارات حاصله بیرنگ شود ) . اکنون محتویات ظروف شیشه را سرد و با آب مقطر آنرا بدرون فلاکس درب دار ریخته و CC100 آمیل الکل و CC3 معرف فریک آلوم به آن اضافه می کنیم . زیر بورت برده و مقدار CC5/0 ثانیه شدیداً تکان دهید تا رسوبات حاصله جمع شوند برای از بین بردن زیادی نیترات نقره باید تا ایجاد رنگ قرمز آجری محلول حاصله را با تیوسیانات پتاسیم N/20 را به آرامی تیتر کرده و سپس درب را بسته و شدیداً تکان داد و عمل تیتراسیون را ادامه داده تا رنگ قرمز آجری ثابت بماند . آزمایش فوق را برای دقت بیشتر روی 80 گرم از یک نمونه بدون نمک (آب مقطر - تولوئن) به عنوان شاهد انجام دهید .

تذکر : به علت سمی بودن بخارات تولوئن و سایر محلولهای مصرفی در موقع کار هواکشها باید کار بکنند .

1- اضافه کردن تولوئن برای جدا کردن مولکولهای نفت از آب است .

2- اضافه کردن الکل برای پائین آوردن نقطه جوش محلول است .

3- اضافه کردن استن برای حل کردن مواد مومی است .

4- افزودن اسید نیتریک برای ایجاد محیط اسیدی است .

معمولاً در آزمایشگاه میزان نمک را بر حسب پوند در هزار بشکه و یا گرم در متر مکعب محاسبه و گزارش می کنند که برای این منظور می توان از فرمولهای زیر استفاده کرد :

NACL LB / 1000 BBL = 32760 G(V)N/W

پوند کلرور سدیم در هزار بشکه

GR/M₃NACL = LB / 1000 BBL X 2085301

گرم کلرور سدیم در متر مکعب

همچنین برای تسریع در کار برای پوند در هزار بشکه نفت اختلاف ، حجم نیترات نقره و پتاسیم تیوسیانات را در عدد 4/16 ضرب می کنند و یا برای گرم در متر مکعب اختلاف را در عدد 47 ضرب کرده و مستقیماً نتیجه را گزارش کرد .

روش سریع اندازه گیری نفت خام با دستگاه

نورسنج FLAMEPHOTOMETER

اساس کار دستگاه سنجش نمک نفت از نظر فیزیکی :

نور هوا و گاز از میان لوله مخلوط کننده (MIXER CHAMBER) باعث چرخش پروانه های آن می شود و علاوه بر آن گاز و هوا با هم مخلوط می شوند یک حالت مکش در لوله مخلوط کننده به وجود می آید و باعث کشیده شدن نفت از طریق سوزن مکنده (AUTOMIZER) به داخل لوله مخلوط کننده می شود . نفت و گاز با هم مخلوط می شود و از حاصل سوختن نمک موجود در نفت شعله زرد رنگ به وجود می آید . شعله به وجود آمده به وسیله یک عدد آینه مقعر و یک عدسی محدب الطرفین محفظه تبدیل کننده انرژی نورانی به الکتریکی (PHOTOCALL) منعکس می شود . چون شعله ایجاد شده دارای نورهای مختلف است و به وسیله قراردادن یک عدد صفحه سدیم قبل از محفظه تبدیل کننده و با توجه به اینکه صفحه فقط اجازه عبور نور زرد رنگ را که از حاصل سوختن نمک به وجود آمده است میدهد و پس از برخورد نور زرد رنگ به محفظه تبدیل کننده انرژی نورانی به انرژی الکتریکی تبدیل می شود و به گالوانمیتر هدایت می شود . این دستگاه دارای یک منعکس کننده فلزی است که درون حوزه مغناطیسی حاصل از جریان فوق الذکر قرار دارد و در اثر کم و زیاد شدن الکتریسیته حرکتی دورانی به منعکس کننده فلزی می دهد و از طرفی یک چراغ معمولی نور را به این منعکس کننده می تابد و انعکاس این نور به آینه مسطحی که درست در مقابل دستگاه گالوانومتر است می تابد و این آینه نور را به روی صفحه مدرجی که روی دستگاه فیلم فتومیتر نصب است می تابد و به این ترتیب مقدار نمک یا تغییر مکان داده شدن لکه نورانی روی صفحه مدرج تعیین می شود . دستگاه گالوانومیتر دارای پیچ حساسیت (SENSITIVITY) می باشد که به وسیله نمونه نمک (نفت استاندارد)روی عدد نمک استاندارد تنظیم می شود و نفت مورد آزمایش نسبت به نمونه استاندارد سنجیده می شود . چون دستگاه گالوانومیتر دارای حساسیت زیادی است لذا پیچ تنظیمی در بغل دستگاه را در موقع کار کردن به طرف آزاد (FREE) برگردانید و پس از اتمام کار روی قفل (LOCK) قرار دهید . عمل فوق باعث می شود که منعکس کننده دستگاه گالوانومیتر قفل شود و در اثر تکان دادن دستگاه فیلم آسیبی نبیند . زیر دستگاه لوله ته کش لاستیکی قرار دارد که همیشه باید در ظرف آب باشد . زیرا مواد ته نشین شده در لوله مخلوط کننده از این طریق بیرون رانده می شود و چون در لوله مخلوط کننده از این طریق بیرون رانده می شود و چون در لوله مخلوط کننده حالت مکش به وجود می آید چنانچه لوله ته کش درون آب قرار نگیرد هوای آزاد به داخل دستگاه مخلوط کننده کشیده می شود .

وسایل مورد نیاز کار با فیلم فتومیتر :

1- سیلندر شیشه ای درب دار 50 سیس یس برای مخلوط کردن نمونه نفت

2- بطری شیشه ای 16 اونسی (400 سی سی)

3- نفت خام با نمک مشخص (استاندارد)8 پوند در هزار بشکه

4- فندک

5- گاز جهت سوخت دستگاه

6- هوای مصرفی برای دستگاه که فشار آن بین 14-16 پوند تنظیم می شود

7- مایعی جهت تمیز کردن دستگاه (W/16)

8- نفت سفید جهت مخلوط کردن با نفت خام در صورتیکه غلظت نفت زیاد باشد .

9- ظرف کوچک شیشه ای(BEAKER)

طرز کار با دستگاه :

شیر هوا و گاز را که بوسیله رگلاتور روی عدد مورد دلخواه تنظیم شده باز می کنیم و سپس برق دستگاه را روشن نموده و سویچ جرقه را فشار می دهیم تا زمانیکه علامت FLM روی صفحه دستگاه ظاهر شود .

دکمه تنظیم اعداد اعشاری (D-P) را تا یک رقم اعشار تنظیم می کنیم . مقداری نفت سفید در BEAKER مخصوص می ریزیم تا به وسیله دستگاه مکیده شود . در این حالت با استفاده از دکمه BLANK صفحه دیجیتالی را روی عدد صفر تنظیم می کنیم . نمونه استاندارد را به زیر دستگاه مکنده قرار می دهیم تا مکیده شود و با دکمه FIN و coarse تنظیم می کنیم تا عدد معادل نمک استاندارد روی صفحه ظاهر گردد .

(دکمه coarse) چهار وضعیت دارد که معمولاً وضعیت 4و3 برای نمکهای بالا می باشد و بایستی تا پایان آزمایش روی همین وضعیت قرار گیرد . ) بعد نمونه نفت مجهول را به دستگاه می دهیم . عدد خوانده شده مقدار نمک موجود در نفت می باشد .

اقدامات بعد از آزمایش :

1- بعد از آزمایش به مدت چند دقیقه (معمولاً به اندازه خالی شدن یک بیکر (BAKER) ، پر از نفت سفید) به داخل دستگاه مکیده می شود .

2- حتماً شیر پائین ریگلاتور هوا را بازنگهدارید تا آب همراه هوا در مخزن ریگلاتور جمع نگردیده و تخلیه شود . ولی شیر پائین رگلاتور گاز از لحاظ ایمنی حتماً باید بسته باشد .

3- طبق تجربیات به دست آمده استاندارد 33 گرم در متر مکعب مناسب برای کار کردن با این دستگاه است و نمونه استاندارد بالاتر ضرورت ندارد چون با همین استاندارد (33 گرم در متر مکعب) تا حدود 180 گرم را به طور مطلوب نشان می دهد .

تهیه محلول استاندارد نفت

crude iol standard

مقصود از نفت استاندارد تهیه یک نمونه با غلظت نمک مشخص جهت کار با دستگاه برقی تعیین میزان نمک ( Flam Photometer) در کارخانجات بهره برداری است که برای این منظور نمک نفتی را که کم است با اضافه کردن از نفتی که نمکش بیشتر است به یک حد معین که معمولاً 8 پوند در هزار بشکه است می رسانند .

از رابطه زیر می توان استفاده کرد .

-V عبارتست از حجم

- C غلظت

مثال : یک گالون نفت خام با میزان نمک غیر مشخص را به استاندارد نمک 8 پوند در هزار بشکه تبدیل کنید .

برای این کار باید مراحل زیر را انجام دهید .

1- ابتدا نمک گالون را به روش IP که قبلاً شرح داده شده دقیقاً محاسبه و معلوم کرد . (مثلاً 2 پوند در هزار بشکه شد) .

2-اکنون برای اینکه معلوم شود چه مقدار از نفتی که نمکش بیش از 2 پوند در هزار بشکه است مثلاً 1050 پوند باشد . باید با این نمونه نفت مخلوط کرد از رابطه بالا که به طور ساده تری درآمده استفاده می شود .

نمک درخواست × حجم کل = (نمک اضافه شده نفت×حجم نفتی که باید اضافه شود) ×(نمک نفت نمونه × حجم نمونه ) باشد .

که در مثال بالا

حجم نفتی که باید اضافه شود .

اندازه گیری وزن مخصوص به روش هایدرومتر (چگالی سنج)

متدد IP.160/68

ASTM.D-1298

منظور اندازه گیری وزن مخصوص مواد نفتی است که فشار بخار آنها کمتر از PSI26 (یک جو) باشد .

تعریف چگالی نسبی :

چگالی نسبی عبارت است از نسبت وزن حجم معینی از یک مایع در درجه حرارت معین به وزن همان حجم از مایع دیگر در همان درجه حرارت .

( چگالی نسبی نفت را نسبت به آب مقطر و درجه حرارت 60 درجه فارنهایت می سنجند ).

لوازم مورد نیاز آزمایش :

1- چگالی سنج (هایدرومتر) – شامل سریهای l50 (بزرگ) و 50 (متوسط) و s50 (کوچک) مطابق مشخصات BS7/8 : 1960

2- گرماسنج 9Thermometer) نوع IP 64F

3- استوانه شیشه ای یا پلاستیکی شفاف (Hydrometer cylinder)

4- کاغذ صافی (FILTER PAPER)

5- حمام مجهز به کنترل درجه حرارت (Constsnt thermometer Bach )

روش کار :

1- درجه حرارت نمونه مورد آزمایش و وسایل کار را (ترمومتر . چگالی سنج . حمام) به درجه حرارت لازم برای آزمایش می رسانیم .

تذکر: درجه حرارت آزمایش برای نفتهای سبک و نفت خام 60 درجه فارنهایت و برای نفت سوخت (Fuel oil) 100 درجه فارنهایت می باشد .

2- نمونه را در استوانه که از پیش پاک و خشک گردیده می ریزیم (برای جلوگیری از ایجاد کف و حبابهای گاز و هوا در موقع نمونه برداری استوانه را کمی مایل می گیریم و نمونه را روی

اندازه گیری نمک موجود در نفت خامMeasurement of salt in crude oil

فرآورده‌های نفتی

نفت خام مایعی است غلیظ به رنگ سیاه یا قهوه‌ای تیره که اساساً از هیدروکربن‌ها تشکیل شده است در مورد منشاء نفت به دو نظریهء معدنی و آلی می‌رسیم

دسته بندی	شیمی
بازدید ها	0
فرمت فایل	doc
حجم فایل	512 کیلو بایت
تعداد صفحات فایل	275

فروشنده فایل

کد کاربری 2106

تمام فایل ها

فرآورده‌های نفتی

نفت خام مایعی است غلیظ به رنگ سیاه یا قهوه‌ای تیره که اساساً از هیدروکربن‌ها تشکیل شده است. در مورد منشاء نفت به دو نظریهء معدنی و آلی می‌رسیم. نظریهء منشاء معدنی نفت: که در سال 1886 توسط برتلو داده شد اینک رد شده است. همچنین در سالهای 1889( مندلیوف) نظریهء برتلو را تایید کرد و پس از ان در سال1901 سا باتیه و ساندرنس نظریهء منشاء معدنی بودن نفت را تایید کردند

نظریهء منشاء آلی:

امروزه می‌توان گفت که نظریهء منشاءآلی نفت برای نفت خام سبک به هر نظریه دیگری قابل قبول تر است این نظریه به دلایل زیر متکی است:

1- نفت خام همیشه در لایهای رسوبی یافت می‌شود که همواره مقدار زیادی از مواد آلی نیز در این لایها وجود دارند.

2- نفت خام محتوی ماده ای به نام پور فیرین می‌باشد. این ماده فقط در عامل سرخی خون (هِمین) حیوانات و نیز در سبزینهء گیاهان وجود دارد.

3- اکثر نفت‌های خام خاصیت چر خش سطح پلاریزاسیون نور را دارند. این خاصیت مربوط به وجود کلسترول است با منشاء حیوانی یا گیاهی.

به نظر می‌رسد که موجودات بسیار کوچک و بیشماری که در دریا‌ها و مرداب‌ها زندگی می‌کنندو پلانگتون (فیتو پلانگتون و زئوپلانگتون‌ها) نامیده می‌شوند منشاء آلی نفت می‌باشند. توزیع پلانکتون‌ها در سطح دریا یکنواخت نیست. این موجودات در قسمت بالای آب دریا (عمق 50 تا 100 متری) که اشعهء خورشید نفوذ می‌کند و نیز در مجاورت سواحل متمرکزند. تولید مثل این موجودات بسیار زیاد است و پس از نابودی در کف دریا سوب می‌دهند. البته پلانکتون‌ها تنها منبع مواد آلی نیستند. آب رود خانه‌هایی که به دریا میریزند حاوی مقداری مواد هیو میک است که ترکیبشان نزدیک به هیدرو کربنها است.

نفت خام

بسیاری از دانشمندان عقیده دارند که نفت از باقیمانده موجودات ریز و گیاهانی که صدها میلیون سال پیش در دریاها می‌زیسته اند به وجود آمده است. زمانی که آنان مرده اند، بدن آنان در کف دریا، بین رسوبات دریا محصور شده است. بعد از میلیونها سال، گرما و فشار آنها را به نفت و گاز تبدیل کرده است. نفت و گاز معمولاً همراه با هم در پوسته زمین یافت می‌شوند و برای به دست آوردن آنها نیاز به حفاری در پوسته زمین است. در نمودار زیر دوره زمانی شکل گیری نفت خام نمایش داده شده است.

نفت خام و گاز در اعماق زمین، بین چین خوردگیها و سنگهایی که دارای خلل و فرج است یافت می‌شود. اما ترکیبات نفت خام چیست؟ نفت خام مخلوطی از هیدروکربنهای مختلف است از هیدروکربنهای سبک C₁ تا هیدروکربن‌های سنگین. همچنین شامل بعضی از نمکها، فلزات و غیره می‌باشد. اگر هر هیدروکربن را به وسیله یک توپ با اندازه مشخص نشان دهیم، شکل زیر بیانگر ترکیبات نفت خام است:

همانطور که در شکل مشخص است، نفت خام مشتمل بر انواع هیدروکربن‌ها می‌باشد. به علاوه ترکیبات دیگری به رنگهای آبی و زرد نیز دیده می‌شود که نمکها و سایر ناخالصی‌ها می‌باشند.

مواد آلی موجود در رسوبها حاوی 15-30% اکسیژن و 10-7% هیدروژن میباشند در حالی که مواد نفتی حد اکثر 4% اکسیژن و15-11% هیدروژن دارند. بنا بر این تبدیل مواد آلی به هیدرو کربن‌ها یک پدیده احیا است که به کمک باکتری‌های غیر هوازی مو جود در اعماق آبها صورت می‌گرد. بدین ترتیب مواد آلی طی یک رشته واکنش‌های فساد- تجزیه مولکولی- تراکم وپلیمری شدن به ماده هیدرو کربنی بیار غلیظ به نام کروژن تبدیل میشود. مجموعه این تغییر وتبدیلها را دگرگونی دیا ژنتیک می‌نامند. این دگر گونی از لایه‌های یک متری آغاز شده و تا اعماق هزار کیلو متری ادامه میابد و مدت ان نیز 5 تا 10 هزار سال است.

با ادامه رسوب گزاری عمق لایه‌ها نیز زیاد می‌شود و در نتیجه فشار ودما افزایش میابد. تحت چنین شرایطی
t>100c, p>1000atm کروژن در اثر تجزیه حرارتی به هیدرو کربن‌های مایع سبکتر تبدیل میگردد وبا ادامه رسوب گذاری، مقداری از این هیدرو کربنها در اثر شکست تبدیل به هیدرو کربن‌های سبک و گاز متان می‌شوند.

شکوفایی فصلی یا سالیانه جلبک‌های پلانکتونیک، غالبا به عنوان بوجود آورنده لامیناسیون ریتمیک در نظر گرفته‌ می‌شود. همانند تشکیل زغال، شرایط هوازی برای ممانعت از اکسیداسیون مواد آلی و احیا تجزیه باکتریائی مورد نیاز است. بنابراین بیشتر شیلهای نفتی در توده‌های آبی لایه‌لایه در جایی که آبهای سطحی اکسیژن‌دار اجازه رشد پلانکتونها و آبهای احیایی کف اجازه حفظ شدن مواد آلی را می‌دهد، تشکیل می‌شوند.

فصل اول

مطالعه اولیه نفت قبل از پالایش

مقدمه

کروژنها مواد آلی رسوبی شکننده‌ای هستند که در حلالهای مواد آلی غیرمحلول هستند و دارای ساختمان پلمری می‌باشند. مواد آلی شکننده‌ای که در حلالهای آلی محلول باشند، بیتومن نامیده می‌شوند. ولی کروژن‌ها را می‌توان توسط اسیدهایی مانند HCL و HF از سنگهای رسوبی باز پس گرفت. همچنین ممکن است توسط روش دانسیته و استفاده از مایعات سنگین بتوان کروژن را جدا ساخت. چون کروژن نسبت به کانیهای دیگر سبک بوده و وزن مخصوص کمتری دارد.

روشهای مطالعه کروژن

تمرکز کروژن بوجود آمده را می‌توان با میکروسکوپهای با نور عبوری یا انعکاسی مورد بررسی قرار داد و هویت بیولوژیکی و منشا و نحوه بوجود آمدن اولیه آنها را مطالعه نمود. همچنین با استفاده از میکروسکوپهای با نور ماورای بنفش و مشاهده کردن رنگهای فلورسانس، اجزا اصلی تشکیل دهنده کروژنها را مشخص ساخت و از اسپکتروسکوپهای مادون قرمز نیز جهت بررسی ترکیب شیمیایی و ساختمانی کروژنها کمک گرفت.

تجزیه کروژن

مولکولهای بزرگ و پیچیده کروژن به سختی قابل تجزیه بوده ولی در اثرحرارت دادن در اتمسفر به ذرات کوچکتری شکسته می‌شوند که بعدا آنها را می‌توان توسط دستگاههای کروماتوگرافی گازی و اسپکترومترهای جرمی تجزیه نمود.

تغییرشکل کروژن‌های مدفون در اثر افزایش حرارت

تبدیل کروژنها به نفت و گاز فرایندی است که به درجه حرارت بالایی نیازمند است. برای شروع تبدیل مواد حیوانی و گیاهی آلی به هیدروکربنها درزیرفشار 1-2 کیلومتر رسوب، حرارتی درحدود 70-50 درجه سانتیگراد لازم است. درجه حرارت نهایی برای این تبدیل که بلوغ یا مچوراسیطون نامیده می‌شود. حتی به بیش از 150 درجه سانتیگراد می‌رسد. لازم به ذکر است که در نواحی با گرادیان زمین گرمایی بیشتر، به عنوان مثال نواحی با جریان حرارتی بالا، امکان دارد مواد آلی درعمق کمتری به درجه بلوغ (مچوریتی) برسند.

تاثیر فشار بر ساختمان کروژنها

با افزایش حرارت در اثر افزایش بار رسوبی فوقانی عاملهای باندی C- C مولکولهای آلی موجود در کروژن شکسته می‌شوند و گاز نیز در این مرحله تشکیل می‌شود. بنابراین با بالا رفتن حرارت همگام با افزایش فشار، باندهای C- C بیشتری در کروژن و مولکولهای هیدروکربنی که قبلا تشکیل شده بودند، شکسته می‌شود. این شکستگی راهنمایی برای تشکیل هیدروکربنهای سبک تر، از زنجیره‌های هیدروکربنی طویل و از کروژن است. جدا شدن متان و دیگر هیدروکربنها سبب می‌شود که کروژن باقیمانده نسبتا از کربن غنی شود. زیرا در آغاز، کروژنهای تیپ 1و 2 نسبت H/C برابر 1. 7 و 1. 3 دارند.

دیاژنز کروژن

شروع دیاژنز با درجه حرارت 70-60 صورت می‌گیرد و ازدیاد درجه حرارت تا زمانی که نسبت H/C=0 6 و نسبت O/C=0.1 باشد تا حدود 150 درجه سانتیگراد ادامه می‌یابد. در درجه حرارتهای بیشتر تمام زنجیره‌های هیدروکربنی طویل تقریبا شکسته می‌شوند و بنابراین باقیمانده آن بطور کلی تنها از گاز متان (گازخشک) می‌باشد و ترکیب کروژن تدریجا به سمت کربن خالص میل خواهدکرد. (H/C=0).

محاسبه مچوریتی

محاسبه مچوریتی (به بلوغ رسیدن) سنگ مادر برای پیشگویی اینکه چه سنگهای مادری برای توید نفت بقدر کافی رسیده هستند و همچنین جهت محاسبه کامپیوتری و طرح ریزی بکار می‌رود که اینها یک قسمت مهم از آنالیز حوضه برای اکتشافات نفت می‌باشند و مهمترین بهره از این محاسبات تعیین تاریخچه فرونشینی است که از ثبت چینه شناسی و تخمین گرادیان زمین گرمایی مشتق می‌شود. بنابراین تاریخچه فرونشینی تابعی از زمان زمین شناسی می‌باشد.

انواع کروژن

بطور کلی سه نوع کروژن قابل تشخیص است. وجه تمایز این سه نوع کروژن به نوع ماده آلی تشکیل دهنده و ترکیب شیمیایی آن بستگی دارد.

کروژن نوع اول:

این نوع کروژن دارای منشا جلبکی بوده و نسبت هیدروژن به کربن موجود در آن از سایر کروژنها بیشتر می‌باشد نسبت هیدروژن به کربن حدود 2/1 تا 1. 7 است.

v کروژن نوع دوم:

کروژن نوع دوم یا لیپتینیک‌ها نوع حد واسط کروژن محسوب می‌شود. نسبیت هیدروژن به کربن نوع دوم، بیش از 1 می‌باشد. قطعات سر شده جلبکی و مواد مشتق شده از فیتو پلانکتونها و زئوپلانکتونها متشکلین اصلی (کروژن ساپروپل) کروژن نوع دوم است.

v کروژن نوع سوم:

کروژن نوع سوم یا هومیک دارای نسبت هیدروژن به کربن کمتر از 84 % می‌باشد. کروژن نوع سوم از لیگنیت و قطعات چوبی گیاهان که در خشکی تولید می‌شود به وجود می‌آید.

مراحل تشکیل کروژن

مواد آلی راسب شده در حوضه‌های رسوبی با گذشت زمان در لابه‌لای رسوبات دفن می‌شود. ازدیاد عمق دفن‌شدگی با افزایش فشار و دمای محیط ارتباط مستقیم دارد. تی‌سوت (1977) تحولات مواد آلی در مقابل افزایش عمق را تحت سه مرحله به شرح زیر تشریح می‌کند:

مرحله دیاژنز

تحولات مواد آلی در مرحله دیاژنز در بخشهای کم عمق‌تر زیر زمین و تحت دما و فشار متعارف انجام می‌شود. این تحولات شامل تخریب بیولوژیکی توسط باکتریها و فعل و انفعالات غیر حیاتی می‌باشد. متان، دی‌اکسید کربن و آب از ماده آلی جدا شده و مابقی به صورت ترکیب پیچیده هیدروکربوری تحت عنوان کروژن باقی می‌ماند. در مرحله دیاژنز محتویات اکسیژن ماده آلی کاسته می‌شود ولی نسبت هیدروژن به کربن ماده‌ آلی کم و بیش بدون تغییر باقی می‌ماند.

v تاثیر مرحله دیاژنز در بوجود آمدن هیدروکربنها:

در اوائل مرحله دیاژنز مقداری از مواد جامد از قبیل خرده فسیلها و یا کانیهای کوارتز و کربنات کلسیم و …، ابتدا حل شده بعدا از آب روزنه‌ای اشباع گشته، سپس به همراه سولفورهای آهن - سرب و روی و مس و غیره دوباره رسوب می‌کنند. در این مرحله مواد آلی نیز به سوی تعادل می‌روند. یعنی اول در اثر فعالیت باکتریها مواد آلی متلاشی شده و بعدا همزمان با سخت شدن رسوبات (سنگ شدگی) این مواد نیز پلیمریزه شده و مولکولهای بزرگتری را تشکیل داده سپس به تعادل می‌رسند که در این حالت تعادل آنها را کروژن می‌نامند.

مرحله کاتاژنز

تحولات مواد آلی در مرحله کاتاژنز در عمق بیشتر تحت دمای زیادتر صورت می‌گیرد. جدایش مواد نفتی از کروژن در مرحله کاتتاژنز به وقوع می‌پیوندد. در ابتدا نفت و سپس گاز طبیعی از کروژن مشتق می‌شود. نسبت هیدروژن به کربن ماده آلی کاهش یافته ولی در مقدار اکسیژن به کربن تغییر عمده‌ای صورت نمی‌گیرد.

v تاثیر مرحله کاتاژنز در بوجود آمدن هیدروکربنها:

در این مرحله مواد آلی تغییرات زیادی پیدا می‌کنند و حین تغییر وضع مداوم مولکولی در کروژنها در ابتدا نفتهای سنگین، بعدا نفتهای سبک و در آخر گازهای مرطوب تولید می‌شوند. در آخر مرحله کاتاژنز تقریبا تمامی شاخه‌های زنجیری هیدروکربنها از مولکول کروژن جدا شده و مواد آلی باقیمانده در مقایسه با زغال سنگها از نظر درجه بلوغ، شبیه به آنتراسیت بوده و ضریب انعکاسی بیش از 2% دارند.

مرحله متاژنز

تحولات ماده آلی در مرحله متاژنز تحت دما و فشار بالاتر نسبت به مراحل قبلی انجام می‌شود. بقایای هیدروکربن بخصوص متان از ماده آلی جدا می‌شود. نسبت هیدروژن به کربن کاهش یافته، به نحوی که در نهایت کربن به صورت گرافیت باقی خواهد ماند. تخلخل و تراوایی سنگ در این مرحله به حد قابل چشم پوشی می‌رسد.

v تاثیر مرحله متاژنز در بوجود آمدن هیدروکربنها:

در مرحله متاژنز و متامورنیسم رسوبات در عمق بیشتر و تحت تاثیر حرارت و فشار بیش از حد قرار دارند. در این مرحله کانی‌های رسی، آب خودشان را از دست داده و در نتیجه تبلور مجدد در بافت اصلی سنگ تغییرات بوجود می‌آید. در این مرحله کروژن باقی مانده (موادآلی باقی مانده) تبدیل به متان و کربن باقیمانده می‌شود. این مواد را می‌توان قابل قیاس با تبدیل زغال سنگ به آنتراسیت دانست که ضریب انعکاسشان تا 4% می‌رسد. بالاخره در آخراین مرحله باقیمانده مواد آلی که به صورت کربن باقی مانده در آمده بود، تبدیل به گرافیت می‌شود.

مواد آلی تشکیل دهنده شیل‌های نفتی

v بیشتر مواد آلی در شیلهای نفتی، بقایای جلبک و اسپورهای جلبکی فراوانند. بنابراین، فرض بر این است که بیشتر مواد آلی دارای منشا جلبکی باشند. خرده‌های دانه ریز گیاهان کاملتر و مگااسپورها نیز ممکن است یک جز تشکیل دهنده مهم باشند. شکل تیپیک رسوبی در بسیاری از شیلهای نفتی وجود لامیناسیون مشخص، در مقیاس میلیمتر، تناوبی از لامینه‌های آواری و آلی می‌باشد. .

نوع کروژن در شیل‌های نفتی

کروژن در شیلهای نفتی عمدتا از نوع I است که دارای نسبت بالای H/C و نسبت پایین O/C است و عمدتا از مواد جلبکی لیپید چربیها و اسیدهای چرب سرچشمه گرفته است، تا اینکه از کربوهیدراتها، لیگینها یا صمغها باشد. برخی از کروژنها در شیلهای نفتی، ممکن است از نوع II باشد که از خرده‌های گیاهان آوندی تشکیل شده‌اند. برخی فلزات، نظیر وانادیوم، نیکل، اورانیوم و مولیبدنیوم در شیلهای نفتی فراوانند که با کروژن مخلوط شده‌ یا اینکه به صورت کلات در کروژن هستند.

محیط‌های رسوبی شیل‌های نفتی

شیلهای نفتی، در محیطهای دریاچه‌ای و دریایی رسوب کرده‌اند. شیلهای نفتی در سازند گرین ریور ائوسن حاوی دولومیت و کلسیت بیشتری بوده و به صورت لامینه‌ها یا واروهای ریتمیک هستند. اگر چه قبلا به منشا آبهای نسبتا عمیق نسبت داده می‌شد، ولیکن در حال حاضر، تصور بر این است که رسوبگذاری در دریاچه‌های موقتی، نسبتا کم عمق که اغلب در معرض خشک شدگی قرار گرفته‌اند، صورت گرفته باشد. سیکلهای کوچک مقیاس شیلهای نفتی که به طرف بالا به تبخیری‌ها تبدیل می‌شود منعکس کننده گسترش مداوم یک دریاچه لایه‌لایه غیرشور، به یک دریاچه شور می‌باشد.

شیل نفتی تشکیل شده از یک گونه منفرد جلبکی در چندین افق در کربونیفر تحتانی دره میدلند در اسکاتلند دریافت می‌شود. این افق‌ها، در دریاچه‌های آب شیرین در یک کمپلکس دلتایی که زغالهای هومیکی نیز گسترش دارند، یافت می‌شود. چون جلبکهای پلانکتونیک، منشا اصلی مواد آلی هستند و اینها دارای یک تاریخچه زمین شناسی طولانی هستند، لذا شیلهای نفتی در کامبرین یافت می‌شوند. برای مثال، شیل ناساج در میشیگان و وسیکانسین سنی در حدود 1100 میلیون سال دارد.

اهمیت شیل‌های نفتی از نظر اقتصادی

در حال حاضر، توجه نسبتا زیادی به شیلهای نفتی می‌شود چون آنها یک منشا سوخت فسیلی هستند و ممکن است به جایگزینی ذخایر نفتی که انتظار اتمام آن می‌رود، کمک کند. رسوبات گسترده‌ای از شیلهای نفتی در روسیه، چین و برزیل یافت می‌شود و رسوبات با عیار پایین که ممکن است از نظر اقتصادی باارزش شود در تعداد زیادی از کشورهای دیگر جهان یافت می‌شود. شیلهای نفتی همچنین پتانسیل سنگهای مولد نفت هستند.

علائم و شواهد مهاجرت هیدروکربورها

• مواد آلی موجود در منافذ مرتبط سنگهای سطحی زمین، اکسید شده و فاسد می‌شود. بنابراین، لازمه حفظ مواد نفتی در مخزن به دنبال افزایش عمق و ازدیاد دمای مخزن می‌باشد.
• بخش بسیار کوچکی از مواد ارگانیکی سنگهای منشا به نفت و گاز تبدیل می‌شود. مقدار نفت به صورت جازا بسیار ناچیز است. به همین دلیل تشکیل مخزن دارای ذخیره قابل ملاحظه هیدروکربور در سنگ منشا غیر ممکن به نظر می‌رسد.
• نفت و گاز بطور کلی همراه آب در منافذ سنگ مخزن تجمع می‌یابد. به همین دلیل، وجود نفت و گاز در منافذ و شکستگیها همزمان با دفن شدگی مخزن در صورت گرفته است.
• نفت و گاز در بالاترین نقطه مخزن تجمع و تمرکز یافته که خود تاثیری بر حرکت نفت به سمت بالا و یا در جهات عرضی می‌باشد.
• نفت و گاز و آب بر اساس وزن مخصوص نسبت به یکدیگر در مخزن قرار می‌گیرد. نحوه قرار گرفتن گاز، نفت و آب حاکی از حرکت آنها در داخل مخزن است.

مهاجرت اولیه و ثانویه نفت

منظور از مهاجرت اولیه، جز بیش مواد هیدر و کربنی از سنگ منشا بصورت محلول در آب، ملکول آزاد، جذب در مواد ارگانیکی یا غیر ارگانیکی و یا تلفیقی از آنها می‌باشد. هیدروکربورها ضمن انتقال اولیه بایستی از سنگ منشا، آزاد شده تا بتوانند حرکت کنند. به هرحال، جدایش مواد ارگانیکی قابل حل از سنگ منشا، مکانیسم اصلی انتقال اولیه را بوجود می‌آورد. مقدار از این تولید در واحد حجم بسیار کم است. دما و فشار با ازدیاد عمق و دفن سنگها افزایش پیدا می‌کند.

این عمل سبب کاهش مقدار غلظت سنگهای قابل انعطاف شده و به نحوی که در نهایت منجر به خروج مقدار زیادی از مایع درون خلل سنگ می‌شود. سنگهای دانه ریز مانند رسها بیشترین فشار را متحمل می‌شود. مایع محتوی این سنگهای تحت فشار به طرف بالا صعود می‌کند. به همین دلیل افزایش فشار می‌توانند سر آغاز حرکت صعودی سیالات محسوب شود. مطالعه‌ای که بر قابلیت انحلال پذیری هیدروکربورها در آب سازند صورت گرفته حاکی از کاهش قابلیت انحلال قابلیت انحلال هیدروکربورها ضمن افزایش اندازه ملکولی آن می‌باشد. افزایش دما قابلیت حل هیدروکربور در آب را افزایش می‌دهد.

قابلیت انحلال هیدروکربورهای سنگینتر با کاهش دما کم می‌شود. بنابراین هیدروکربورها بر اثر کاهش دما به تدریج از محلول اشباع شده خارج می‌شود. این رهایی در هر سنگی که دمایی کمتر از دمای قبلی خود داشته باشد می‌تواند صورت گیرد. نتیجه آزاد شدن هیدروکربور، راه یابی آن به مسیر اصلی جریان است. آزاد سازی نفت، ناشی در کاهش دما، در هر حال، تنها مقدار کمی نفت از سنگهای ضخیم لایه، می‌تواند از آب عبور جدا شود.

مهاجرت ثانویه نفت

تمرکز مواد آلی و هیدروکربورها و یا واحد حجم سنگ بسیار محدود است و حرکت آن مواد نسبت به سنگ مخزن نیز به آهستگی صورت می‌گیرد. مولکولهای هیدروکربور آزاد شده و یا بخشهای کوچک نفتی در حال ورود به سنگ مخزن اصولا کوچکتر از معبر سنگ بود و استفاده از نیروی ارشمیدس، نیروی موئین، نیروی هیدرودینامیکی، تراوایی موثر و در صد اشباع آب سنگ مخزن به بخش بالاتر مخزن انتقال پیدا می‌کند. حرکت صعودی هیدروکربور در مخزن منوط به جابجایی دیگر ملکولهای هیدروکربور بوده با این که بوسیله جریان آب صورت می‌گیرد.

ورود هیدروکربور به مخزن تداوم حرکت صعودی آن را تامین می‌کند. نفت و گاز شناور در آب با استفاده از نیروهای ارشمیدس و هیدرودینامیکی به سمت قله تاقدیس حرکت می‌کند. تمرکز نفت و گاز در قله تاقدیس مقاومت آن دو را در مقابل جریان افزایش می‌دهد. آب به ناچار در جهت شیب جریان به حرکت خود ادامه می‌دهد. حضور جریان قوی آب و وجود اختلاف فشار، سبب کج شدگی سطح آب و نفت می‌شود. تداوم فشار هیدرودینامیکی ممکن است باعث جدایش مخازن از یکدیگر شده و تغییر کلی در تعادل مخزن را ایجاد کند. مخزن در شرایطی تشکیل می‌شود که نفت و گاز در جهت مخالف نیروی هیدرودینامیکی به طرف بالا حرکت کرده و در ناحیه رخساره‌ای، نیروی هیدرودینامیکی و نیروی موئین بر نیروی ارشمیدس غلبه کند. بطور طبیعی در ناحیه تغییر رخساره‌ای مقدار تخلخل و تراوایی سنگ به سمت بالا کاهش یافته است.

نفت از منافذ ریز یا معابری که بر اثر صعود نفت خام از لابه‌لای رسوبات آغشته به آب ایجاد شده است به سمت بالا حرکت می‌کند. حرکت صعود کننده نفت تا زمانی که نیروی ارشمیدس نفت خام، بر فشار موئین بین خلل برتر باشد تداوم پیدا می‌کند. نفت و گاز خارج شده از سنگ منشا ابتدا در مرز بین سنگ منشا و مخزن تجمع پیدا می‌کند. حرکت صعود کننده نفت خام و گاز به دنبال تجمع آنها و افزایش فشار جابجایی به صورت رشته‌های باریک به سمت بالای سنگ مخزن آغاز می‌شود. تجمع هیدروکربور در سنگ مخزن پس از رسیدن هیدروکربورهای رشته مانند به بخش فوقانی سنگ مخزن شروع می‌شود.

ویژگیهای زمین شناسی در مهاجرت و تمرکز هیدروکربورها

این ویژگیها با توجه به شناخت نواحی هیدروکربوردار به شرح زیر است:

1. آب اطراف مخزن نفت را فرا گرفته است. به همین دلیل مشکلات نفت به هیدرولوژی، فشار سیال و حرکت آب بستگی دارد. حرکت آب به سمت ناحیه کم فشار بوده و مقدار حرکت به پتانسیل بالا و قدرت جریان در سازند آبدار بستگی دارد.
2. گاز و نفت هر دو نسبت به آب شناور بوده و همچنین نسبت به آب دارای وزن حجمی پایین‌تری می‌باشند. از آهکی تا سیلیس، منشا رسوبی سنگ، در صد تخلفل سنگ از 1 تا 40در صد و به تراوایی از 1 تا چندین میلی‌داری بستگی دارد.
3. نفتگیرها ممکن است حاصل پدیده ساختمانی، چینه‌ای و یا تلفیقی از هر دو باشد. در شرایطی که اختلاف پتانسیل سیال وجود داشته باشد. احتمال ایجاد معبر و تمرکز فراهم می‌آید.
4. اندازه و شکل میکروسکوپی خلل و پیچا پیچی معابر تراوا و خصوصیات سنگهای مخزن بطور کامل متغیر است. مهاجرت و تجمع در خلال معبر تراوا و محیط شیمیایی صورت می‌گیرد.
5. حداقل زمان تشکیل، مهاجرت و تجمع نفت کمتر از 1 میلیون سال است.
6. مرز فوقانی یا سقف مخازن کم و بیش غیر قابل نفوذ است.
7. دمای مخازن نفت متغیر و از 50 تا 100 درجه سانتیگراد نوسان دارد.
8. فشار مخازن متفاوت بوده و مقدار آن برحسب تاریخچه زمین شناسی متغیر می‌باشد.

نقش سطح تماس آب و نفت در مهاجرت نفت

سطح تماس آب و نفت در بسیاری از مخازن کج شدگی داشته و مقدار کج شدگی از یک متر تا دو متر و یا بیشتر در کیلومتر می‌باشد. بطور استثنا کج شدگی سطح آب و نفت تا 250 متر در کیلومتر نیز مشاهده شده است. کج شدگی سبب جابجایی نفت و گاز از یک سوی مخزن به طرف دیگر آن می‌شود. این امر از نظر توسعه و استخراج چنین مخازنی حائز اهمیت می‌باشد. در شرایطی که جابجایی تجمع نفت بسیار شدید باشد ذخیره نفتی از موضع واقعی خود، متد حرکت می‌کند. به نحوی که ممکن است ضمن صفر اولین چاه آثاری از وجود مخزن در محل دیده نشود.

زمین شناسی نفت

زمین شناسی نفت از دو کلمه Petroleum Geology تشکیل شده که اصطلاح پترولِِِیوم (روغن سنگ)، دو کلمه لاتین پترا، یعنی سنگ والیوم، یا روغن را شامل می‌شود و Geology هم که به معنی زمین شناسی می‌باشد.

نفت یا پترولیوم نوعی قیر و یا بیتومین است که به صورت مجموعه‌ای از هیدروکربورهای مختلف، به اشکال مایع و یا گاز در مخازن زیرزمینی وجود دارد. پترولیوم در شیمی و زمین شناسی، اصطلاحا به ترکیبات هیدروکربوره‌ای اطلاق می‌شود که توسط چاههای نفت از داخل زمین استخراج می‌شوند. شکل اصلی پترولیوم در داخل مخازن به صورت گاز است که به نام گاز طبیعی نامیده می‌شود بخشی از پترولیوم در شرایط متعارفی (15 درجه سانتیگراد و 760 میلیمتر فشار جیوه، به صورت مایع در آمده که به آن نفت خام می‌گویند و بخش دیگر به همان صورت گاز باقی می‌ماند.

اکتشاف نفت

سابقه اکتشاف نفت در ایران به حدود 4000 سال پیش می‌رسد. ایرانیان باستان به عنوان مواد سوختی و قیراندود کردن کشتی‌ها، ساختمانها و پشت بامها از این مواد استفاده می‌کردند. نادر شاه در جنگ با سپاهیان هند قیر را آتش زد و مورد استفاده قرار داد. در بعضی از معابد ایران باستان برای افروختن آتش مقدس از گاز طبیعی استفاده شده و بر اساس یک گزارش تاریخی یک درویش در حوالی باکو چاه نفتی داشته که از فروش آن امرار معاش می‌کرده است.

فرآورده‌های نفتیطرح توجیهی فرآورده‌های نفتیدانلود فرآورده‌های نفتیشیمینفت خامنفتنظریهء منشاء آلیمطالعه اولیه نفت قبل از پالایشروشهای مطالعه کروژنمحاسبه مچوریتیدیاژنز کروژنمرحله دیاژنزاکتشاف نفتاکتشاف نفتزمین شناسی نفتنقش سطح تماس آب و نفت در مهاجرت نفتاهمیت شیل‌های نفتی از نظر اقتصادیمحیط‌های رسوبی شیل‌های نف

دانلود مقاله درباره نفت خام

مقدمهنفت خام مایعی است که از تعدادی هیدروکربن و مقداری ترکیبات گوگردی اکسیژن دار، ازته و مقدار کمی ترکیبات معدنی و فلزات تشکیل شده است . ترکیبات مختلف نفت خام بنا به موقعیت محلی میدان نفتی و زمان تشکیل آن و حتی بنا به ژرفای منبع مـتغیرند . در یک حوزه نفتی همراه نفت خام همواره مقداری گاز ، آب و نمک و شن و ماسه وجود دارد که این مواد بر اساس چگالی روی هم انباشته می گردند . نحوة قرار گرفتن آنها بدین شکل است که در زیر یک لایة غیر قابل نفوذ ابتدا آب و نمک ، سپس نفت خام .و بر روی آن گازها قرار دارند . ...