العمليات السطحية فى هندسة انتاج البترول

العمليات السطحية فى هندسة انتاج البترول




بعد الانتهاء من حفر أى بئر ووضع كل محابس الأمان على رأس البئر ينتهى دور مهندس الحفر ويبدأ دور مهندس الانتاج.

والمقصود من عملية الانتاج هو استخراج الخام "زيت+غاز+ماء" من باطن الأرض والقيام بمجموعة من عمليات المعالجة والفصل لكى نقوم ببيع هذا المنتج وجنى المكسب الوفير بعدما مر هذا المنتج بالعمليات الآتية:

1.حفر وانتاج. 2.عمليات سطحية.

3.عمليات نقل. 4.عمليات تكرير.

وسوف نتكلم عن العمليات السطحية التى يتم خلالها فصل الغاز والماء من الخام.



عمليات الفصل

أولا : عمليات فصل الغاز

بمجرد خروج البترول من باطن الأرض"ضغط عالى"الى سطح الأرض"ضغط منخفض وسرعة منخفضة"يزداد الحيز الذى كان يشغله الغاز الحر وتفصل بعض كميات الغاز التى كانت ذائبة فى الزيت الخام وبالتالى لابد من فصل هذه الكميات التى سوف تعبر عن حمل ثقيل فى تخزين ونقل الخام من أماكن الانتاج الى أماكن البيع والاستخدام.

فى حالة زيادة نسبة الغاز الى نسبة الزيت نحتاج الى أكثر من مرحلة لفصل الغاز حتى يخرج الزيت بالمواصفات المطلوبة.



أنواع فاصل الغاز

توجد أنواع عديدة لفاصل الغاز وذلك حسب:

1.الشكل : "أفقى - رأسى – كروى"

2.الوظيفة: أ.فاصل الغاز.

ب.فى حالة زيادة نسبة الغاز الى الزيت يوجد نوع لفصل

السائل.

ج.يوجد فاصل للماء النقى.

د.فاصل ذو ضغط صغير ويستخدم كمرحلة ثانية للفصل.

3.على حسب عدد الفصائل التى يقوم بفصلها:
أ.فصيلتين "غاز و زيت".

ب.ثلاث فصائل "غاز و زيت وماء".

ولكل نوع من هذه الأنواع مميزاته وعيوبه ويتم الاختيار حسب الظروف المحيطة والوظيفة الموكلة لهذا الفاصل.





المراحل التى يمر بها الخام فى الفاصل

فى بداية دخول الخام الى الفاصل يحدث فصل ابتدائى وتنفصل كمية غاز من الخام وبعد ذلك تسقط بعض قطرات الزيت الى أسفل وهكذا تتم عملية الفصل على مراحل داخل الفاصل ويصعد الغاز لأعلى والزيت لأسفل وذلك نتيجة لفرق الكثافة بينهما فالغاز خفيف والزيت ثقيل ويخرج كل منهما من مساره.

ملحوظة:
يوجد ضغط تشغيل مثالى وذلك يستخدم فى المرحلة الثانية من الفصل وهذا الضغط يعمل على رفع كفاءة الفصل الى أكبر قدر من الغاز والزيت.



كيفية اختيار الفاصل

نقوم بعمل دراسة على كل الظروف والعوامل التى من الممكن أن نقابلها أثناء الانتاج وبذلك نختار الفاصل المناسب ولكن هناك نظرية اقتصادية بحيث نختار الفاصل المناسب للظروف وتكن تكلفته مناسبة للربح الذى سيأتى منه.



الظروف المؤثرة على أداء الفاصل

توجد بعض العوامل والظروف التى قد تؤثر على أداء الفاصل مثل:

1.درجة حرارة التشغيل:
فكلما زادت درجة الحرارة تزداد كمية الغاز التى تفصل وتقل كمية الزيت التى يمكن الحصول عليها.

2.ضغط التشغيل:
كلما زاد الضغط تزداد كمية الزيت التى يمكن الحصول عليها وتقل كمية الغاز المفصول نتيجة للضغط العالى.

3.عدد مراحل الفصل:
كلما زادت عدد مراحل الفصل تزداد معها كفاءة الفصل وتقل الفواقد.





ثانيا:عمليات فصل الماء

هى عبارة عن عمليات معالجة للزيت الخارج من فاصل الغاز لكى نقوم بازالة الماء الموجود معه والتى تسبب بعض المشاكل مثل:

1.تآكل المواسير نتيجة للأملاح الذائبةبها.

2.تقليل جودة الزيت وتقليل ثمنه.

3.اتلاف بعض معدات التكرير.

ولذلك لابد ألا تزيد نسبة الماء بأى حال من الأحوال عن (1\2 الى 1)% من نسبة الزيت الخام.

ولكى نقوم بفصل الماء لابد من معرفة أنواع الماء لكى نتمكن من معالجتها وفصلها واستخراج الزيت.



أنواع الماء

1.ماء حر: وهى المياة التى تفصل بعد خمس دقائق بدون اجراء أى عملية

فصل.

2.ماء مذاب: وهى التى تحتاج لبعض عمليات الفصل وذلك عن طريق

درجات الحرارة.

3.مستحلبات: وهى عبارة عن مزيج من الماء والزيت ويوجد قوى تجاذب

بين الجزيئات عن طريق اللزوجة العالية.



العوامل التى تحافظ على ثبات المستحلبات

1.درجة اللزوجة.

2.الفرق فى الكثافة بين الزيت والماء.

3.قوى الشد بين الجزيئات.

4.حجم جزيئات الماء.

5.درجة ملوحة الماء.

6.النسبة بين حجم المياة وحجم الزيت.



عمليات فصل الماء

توجد ثلاث طرق رئيسية لفصل الماء عن الزيت وهى :

1.التسخين
يعمل التسخين على تقليل لزوجة الزيت وتقليل قوى الشد بين جزيئات الزيت وقطرات الماء وتحدث عمليات التسخين فى آلة تسمى "المعالج الحرارى".

يوجد نوعين من عمليات المعالجة بالتسخين:

أ.مباشرة: عن طريق امرار الزيت داخل مسار وحوله غاز ساخن ووقود

محترق.

ب.غير مباشرة: عن طريق استخدام المياة فى نقل الحرارة من الوقود

المحترق الى الزيت.



2.المعالجة الكيميائية
عن طريق بعض الاضافات الكيميائية التى تقوم بتكسير الروابط بين الزيت والماء وتتم عملية الفصل.



3.التحليل الكهربى
وذلك بامرار تيار كهربى داخل الخليط لكى يتم فصل الزيت عن الماء وهذا ما يسمى "الفصل الالكتروستاتيكى".







ثالثا:عمليات فصل الأملاح

الأملاح الذائبة فى الزيت جاءت نتيجة الأملاح الذائبة فى التربة والأملاح التى كانت ذائبة فى الماء الذى تم فصله.



عمليات فصل الأملاح

توجد خطوتان رئيسيتان لنزع الأملاح وهما :

1.خلط المياة

وذلك عن طريق اضافة بعض المياة العذبة "أو ذات الملوحة الأقل" الى الزيت الخام والتى تقوم بالاتصال مع جزيئات الملح وتقليل نسبة الملوحة فى الزيت.

2.عملية فصل المياة

وهى عبارة عن عملية نزع المياة التى تم اضافتها بالأنواع الثلاثة السابقة:

1.بالتسخين.

2.باضافة مواد كيميائية.

3.بالتحليل الكهربى.



رابعا:عمليات فصل المواد الأكثر تطايرا

فى هذة المرحلة نقوم بفصل بعض المواد الأكثر تطايرا والأخف ولكن ذلك بطرق محسوبة لأنه يجب ترك بعض منها مذابة فى الزيت وذلك لرفع جودة الزيت وتحسين خواصه وهذا يؤدى الى رفع سعر المنتج مما يعود علينا بفائدة اقتصادية عالية.