از همان هنگام که انسان اولیه آتش را کشف نمود, به ارزش انرژی پی برد. او توانست با انحصار در آوردن منابع انرژی, تغییری اساسی در در زندگی خویش ایجاد نماید. این تغییر پایه و مبنای بسیاری از توسعه ها و پیشرفتها در سالها و قرنهای بعد شد. نسلهای بعد نیز بر اساس همین پیشرفت ها و توانمندی ها توانستند با شناخت بهتر و کامل تر انواع مختلف منابع انرژی و کاربرد آنها در زندگی روزمره, به پیشرفتهای مهم صنعتی دسترسی پیدا کنند.
از میان همه منابع شناخته شده انرژی, منابع نفت و گاز سهم بسزایی بر عهده داشته اند, از این رو شناخت و توجه به این منابع حیاتی بسیار پر اهمیت بوده و لازمه حیات آینده بشری و تامین کننده بخش مهمی از نیازهای روز افزون وی می باشد.
عوامل پیدایش نفت و گاز
بر اساس تئوریهای ارائه شده, نفت خام و گاز طبیعی در اثر تجزیه بقایای لاشه اجساد جانوران و گیاهان هوازی و آبزی در لایه های زیرین زمین و دریاها توسط باکتری ها و بر اثر شرایط خاص اعماق زمین و گرما و فشار خاص آن در طی میلیونها سال گذشته به وجود آمده است, سپس این نفت و گاز تولید شده با کمک عوامل و نیروهای طبیعی موجود از خلل و فرج درون لایه ها و یا شکافهای ایجاد شده به سطح زمین رسیده و یا در زیر لایه های سطحی زمین محبوس گردیده اند.
ماهیت گاز طبیعیگاز طبیعی یا گازی که در مخازن زیرزمینی وجود دارد و از چاه خارج می شود ترکیبی است شامل هیدروکربنهای اشباع شده به شکل گاز متشکل از متان, بوتان, اتان, پروپان و هیدروکربنهای مایع متشکل از پنتان, هگزان و گاهی بعضی از گازهای دیگر به ویژه هیدروژن سولفوره .
مقدار هر یک از این اجزا در نوع گازی که از هر منبع متصاعد می شود متفاوت است, ولی جز عمده گاز طبیعی متان است که به تفاوت از 70 تا95درصد مجموع را تشکیل می دهد. بعد از آن اتان است که در بعضی موارد نسبت آن به 10درصد می رسد و بعد گازهای دیگر و پارافین های سنگین تر که که نسبت آنها بسیار کمتر است.
گاز طبیعی یا به تنهایی از چاه خارج می شود که در این صورت چاه را چاه گاز می گویند و بازده آن منحصر به گاز است یا همراه با نفت از چاه نفت خارج می شود که به آن گاز همراه می گویند.
در استخراج گاز توام با نفت (WET GAS) تولید گاز به خاطر خود گاز نیست , بلکه گویی گاز انگل نفت خام و یک نوع بازیافت اجباری است که تا این اواخر به علت اشکالات فنی و عملی و فقدان بازار مصرف فقط قسمت ناچیزی ازآن مورد استفاده قرار گرفته و مابقی که مقدار قابل ملاحظه ای نیز بود به هدر رفته است.
انواع گاز طبیعی
گازی که از چاه گازاستخراج می شود بیشتر از متان واتان تشکیل می یابد و چون از این دو هیدروکربور, گاز مایع طبیعی استخراج نمی شود این نوع گاز را گاز خشک (Dry Gas ) می نامند . اما
گازی که همراه با نفت از چاه نفت بیرون می آید مقادیر قابل ملاحظه ای پروپان و بوتان ( که مایع کردن آنها نسبتاً ساده است .) و هیدروکربنهای مایع ( در حرارت و فشار عادی ) دارد و آن را گاز تر ( Wet Gas ) می خوانند .گازهایی که دارای هیدروژن سولفوره ( که باعث خوردگی لوله و تأسیسات فلزی می شود .) هستند را گاز ترش ( Sour Gas ) می نامند .
در مقابل گاز ترش , گازهایی فاقد هیدروژن سولفوره قرار دارند که عنوان گاز شیرین ( Sweet Gas ) به آنها اطلاق میگردد .
بدیهی است که وجود هیدروژن سولفوره ( صرف نظر از امکان تولید گوگرد ) از مرغوبیت گاز می کاهد .
دلایل استفاده از گاز طبیعی
مصرف عمده و اصلی گاز طبیعی به عنوان سوخت و جهت ایجاد حرارت می باشد . مرغوبیت گاز به عنوان یک سوخت و منبع تولید انرژی واضح است . چون گاز از چندین جهت نسبت به سایر منابع ایجاد حرارت ( به جز برق ) برتری دارد که بعضی از این موارد عبارتند از : الف) احتراق آن کاملاً تمیز است و هیچ ته مانده ای به جا نمی گذارد . دستگاهها را کثیف نمی کند و تما ماً مصرف می شود . یعنی هیچ قسمت از آن به هدر نمی رود .
ب) جهت کم و زیاد کردن گرمای مورد نیاز . شعله آن به آسانی قابل کنترل است .
ج) برخلاف سوختهای دیگر که مصرف کننده مجبور است وسایل مخصوص برای انبار کردن آنها در تأسیسات خود فراهم کند , گاز نیاز به انبار کردن و تعبیه مخازن پرخرج ندارد
د ) با توجه به ارزش حرارتی معادل , سوخت گاز از کلیه سوختهای جامد و مایع و نیروی برق ارزانتر است .ه) گاز به عنوان یک سوخت و منبع انرژی هم مصرف خانگی و هم مصرف صنعتی دارد .
مصرف گاز طبیعی تا حدود 30 سال پیش منحصر به استفاده از ارزش حرارتی آن بوده است ولی طی 30 سال گذشته ارزش گاز طبیعی به عنوان ماده خام برای تولید فرآورده های مختلف از طریق عملیات پتروشیمی مورد توجه قرار گرفته است .
توانایی اشتعال و تولید حرارت گاز طبیعی
نسبت ترکیبی گاز طبیعی و هوا برای اشتعال گاز, بین 5 تا 15 درصد می باشد یعنی جهت اشتعال مناسب و با ارزش حرارتی , حداکثر باید 5 تا 15 درصد گاز با 85 تا 95 درصد هوا ترکیب شده و در مجاورت شعله مشتعل گردد .
جهت اندازه گیری ارزش حرارتی گازها در سیستم متریک از واحد کیلوکالری و در سیستم انگلیسی از واحد B.T.U استفاده میگردد .
ارزش حرارتی یک متر مکعب گاز طبیعی بین 9 تا 12 کیلو کالری می باشد .
مراحل اکتشاف تا مصرف گاز طبیعی
بطور کلی صنعت گاز از مرحله اکتشاف تا مصرف از قرار زیر می باشد :
الف) اکتشاف , حفاری و لوله گذاری
ب) تولید
ج) پالایشد) انتقال
ه) گازرسانی
ی) بهره برداری و مصرف
در ادامه مراحل فوق را مورد بررسی جزیی قرار خواهیم داد .
الف) اکتشاف , حفاری و لوله گذاری
در سالیان نخست شروع فعالیت صنعت نفت , روشهای علمی و کلاسیک جهت کشف منابع نفت و گاز وجود نداشت و کشف این منابع بصورت تصادفی و بدون طرح و برنامه ریزی صورت می گرفت ولی امروزه جهت کشف منابع و ذخایر زیرزمینی از روشهای متفاوت و متنوع زمین شناسی , ژئوفیزیکی و ژئوشیمیایی بطور مجزا یا تواماً استفاده می گردد . در ادامه در مورد روشهای ذکر شده بطور مختصر توضیح داده خواهد شد .
روشهای زمین شناسی
تکنیکهای زمین شناسی شامل مطالعه و بررسی در سطح زمین با نمونه گیری از رگه های صخره ها و تجزیه و تحلیل نمونه ها جهت مشخص نمودن قدمت و شکل صخره و شرایطی که تحت آن شکل گرفته است می باشد .
ارتباط بین ساختمان صخره های شناخته شده ممکن است باعث شناسایی ساختمان صخره های سطح زیرزمین شود . وقتی که اطلاعات زمین شناسی در خصوص قدمت , نوع و تاریخچه یک صخره حاکی از احتمال ذخایر نفت و گاز باشند , روشهای ژئوفیزیکی برای شناسایی شکل طبقات زیرزمینی جهت پیدا کردن رگه های نفت خیز یا مخازن گاز به کار می رود .روشهای ژئوفیزیکی
روشهای ژئوفیزیکی شامل اندازه گیزی تغییرات نیروی جاذبه زمین (جاذبه سنجی ) , اندازه گیری نیرو و تغییرات نیروی مغناطیسی زمین ( مغناطیس سنج ) و اندازه گیری زمان برگشت امواج ضربه ای منعکس شده از طبقات زیرزمین توسط انفجار متمرکز در سطح زمین ( لرزه نگاری ) می باشد .
انواع مختلف ساختمان زیرزمینی که می توانند با تکنیکهای فوق به دست آیند شامل ناودیسهای نسبتاً قوس دار , طاقدیسها , چینه ها و گسلها می باشد .
روشهای ژئوشیمیایی
تکنیکهای ژئوشیمیایی اطلاعات تکمیلی با ارزشی در خصوص امکان وجود ذخایر نفتی و گازی به دست می دهد . ترکیب باکتری و شیمیایی خاک برفراز و اطراف مخازن گاز و نفت در اپر فرار تدریجی نفت و گاز به سطح زمین تغییر می یابد .
بنابراین تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی نمونه های خاک یک منطقه می تواند مشخص کننده وجود نفت یا گاز در لایه های زیر آن باشد .قبل از اینکه محل حفاری انتخاب شود کلیه اطلاعاتی که از طریق تکنیک های فوق الذکر به دست می آید کنار هم گذاشته می شود. معهذا با این همه تدابیر مقدماتی , از میان چهل چاه تنها کمتر از یک مورد به میدان جدید نفت یا گاز برخورد می کند .
حفاری
پس از تعیین محل میدان جدید , حفاری توسط دکل و وسایل لازم جهت نفوذ در صخره های آن محل آغاز می گردد . بطور کلی حفاری به دو روش زیر امکان پذیر است .
الف ) حفاری توسط کابل
این یک روش قدیمی است و در حال حاضر نیز بطور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد . در این روش صخره ها توسط ضربات یک مته قلمی شکل که توسط یک کابل از طریق یک صفحه متحرک آویزان است خرد می شود .
در حفاری با کابل یک میله فلزی که اصطلاحاً میله حفاری نامیده می شود نیروی کافی را جهت خرد کردن صخره به مته ای منتقل می کند که دائماً در حال بالا و پایین رفتن توسط یک صفحه متحرک است . نهایتاً قدرت خرد کنندگی مته توسط ذرات سائیده شده در سوراخ ایجاد شده کاهش می یابد و لوله های حفاری می بایست بیرون کشیده شده و تمیز شوند .
شامل بخشهای:
- پیش گفتار
- ابزار دقیق
- اندازه گیری سطح
- اندازه گیری دما
- اندازه گیری فشار
- اندازه گیری دبی
- فرایند ( پروسس )
- کنترل کننده های منطقی قابل برنامه ریزی(PLC)
- سیستم کنترل گسترده (DCS)
- دوره حین کار (OJT )
- شروع کار در فازهای 4و5
شامل 98 صفحه فایل word قابل ویرایش
دانلود تحقیق استخراج گاز طبیعی