shadow

Produced Water Treatment

أن الماء المنتج يتأتى من عملية أنتاج النفط والغاز من المكامن التي كانت مسبقاً بحار في أحد الأزمنة ويمكن تعريفه على أنه الماء المالح الذي بقي في المصائد المكمنية الصخرية ورافق النفط والغاز أثناء عملية الأنتاج. ويمكن أن يحتوي كميات قليلة جداً من المواد الكيمياوية التي أختلطت به أثناء عملية الأنتاج.

هذه المياه تكون موجودة تحت ضغوط ودرجات حرارة عالية وتحتوي بعض المعادن ، لذا يجب معالجتها قبل حقنها  ثانية في المكمن.

أن معالجة الماء المنتج هو من أكثر العناصر تكلفة ً في أنتاج النفط والغاز ، حيث أن الآبار تقوم عادة ً بأنتاج كمية قليلة منه في البداية ، ولكن عاجلاً أم آجلاً فأن هذه الآبار ستقوم بأنتاج كميات أكبر منه (في بعض الأحيان أكبر من كمية النفط) ، وهذه العملية تعتبر عبئاً أقتصادياً على منتجي النفط ، وقد تم وضع العديد من المعايير والقوانين لعملية التخلص من الماء المنتج ، ويمكن أن يكون هذا الماء مصدراً لمياه الشرب ، كما يمكن تصريفه الى البحر. وقد قامت بعض الشركات المنتجة للنفط والغاز بتصريفه الى خليج المكسيك.

تعرّف بعض المنظمات الحكومية الماء المنتج على أنه ذلك الماء (المحلول الملحي Brine) الذي يرافق أنتاج الهايدروكاربونات ويمكن أن يحتوي على الماء المكمني وبعض المواد الكيمياوية التي أضيفت أليه أثناء عملية فصل النفط عن الماء).

يحتوي الماء المنتج على: أملاح عضوية مذابة – قطرات نفط منتشرة – مركبات عضوية مذابة – مواد كيمياوية تمت أضافتها أثناء عملية الحفر – غازات مذابة (مثل كبريتيد الهايدروجين – ثاني أوكسيد الكربون) – بعض البكتريا والكائنات الحية – وبعض الجزيئات الصلبة المنتشرة فيه.أن تركيز هذه المواد يختلف من مكان الى آخر ، كما أن للماء المنتج العديد من الصفات غير الواضحة مما يعقّـد عملية معالجته ومن هذه المواد:

–    أحتوائه على توازن كيمياوي يختل بتغيرات درجة الحرارة أو الضغوط ويؤدي الى حدوث بعض التفاعلات ، وهذه التفاعلات قد تؤدي الى ترسب بعض الهايدروكاربونات وتغييرات في الحامضية PH.

–    أن الماء المنتج عادة ً لا يحتوي على الأوكسجين وبعض مركباته هي في حالتها المختزلة وقد تتفاعل مع الأوكسجين إذا تلامس الماء المنتج مع الهواء الجوي. مما يؤدي الى ترسب بعض المركبات المعدنية والكبريت.

 أما المشاكل التي يسببها الماء المنتج فهي:

–     أحداث أنسداد في الآبار التي يتم الحقن أليها بواسطة الجزيئات الصلبة وقطرات النفط العالقة.

–     حدوث أنسداد في الأنابيب ، الصمامات ، بسبب ترسب المواد اللاعضوية.

–     التآكل بسبب الغازات الحامضية والتفاعلات الكهروكيمياوية للماء مع الأنابيب وجدران الأوعية.

–     نمو البكتريا التي تسد الخطوط والصمامات.

 أما طرق معالجة الماء المنتج فتتم بأحد التقنيات التالية:

–   المعالجة الكيمياوية.

–    الترشيح Filtration.

–    فصل الأطوار Phase Separation.

  وهذه بعض الحقائق عن الماء المنتج:

–     في عام 1993 كانت كمية الماء المنتج 1.09 تريليون غالون ، وهذه الكمية تعادل الماء الساقط من شلالات نياكارا لمدة 9 أيام.

–     أن 65% من الماء المنتج في الولايات المتحدة يتم إعادة حقنه في المكمن.

–    تتراوح ملوحة الماء المنتج في الولايات المتحدة بين 100 ملغم / لتر الى 400 غم / لتر (تبلغ ملوحة ماء البحر 35 غم / لتر)

أن الماء المنتج يعتبر اليوم من أهم المشاكل التي تواجه الصناعة النفطية وخاصة إذا علمنا أنه من اكبر مخلفات هذه الصناعة. وتصل كمية الماء المنتج في بعض الحقول النفطية في الولايات المتحدة الى حوالي 9.5برميل/برميل نفط وفقاً للبيانات التي أعدّها مختبر آرغون الوطني Argonne National Laboratory لعام 2004.

أن معالجة الماء المنتج تعتبر اليوم من أكثر مكونات الصناعة النفطية تكلفة ً في الدول الغربية وبالذات في الولايات المتحدة وذلك بسبب القوانين الفدرالية ، ويكون لهذا النوع من المعالجة طيف واسع من الخطط والأستراتيجيات أعتماداً على الخواص الفيزياوية والكيمياوية للماء ، موقع الإنتاج ، ونوع الهايدروكاربون المنتج.

ولقد قام مختبر أرغون الوطني وبتمويل من وزارة الطاقة الأمريكية بتطوير موقع على الأنترنت يقوم بتجهيز المعلومات والخيارات الممكنة لمعالجة الماء المنتج وفقاً للتحديدات القانونية الفدرالية للبيئة.

أن هذه المؤسسات تهدف الى التعريف بهذا الموضوع والسعي الى خلق بيئة أنظف. حيث قامت آرغون وبالتعاون مع شركاءها كل من شركة Chevron وشركة Marathon بتطوير موقع (منظومة المعلومات المتعلقة بمعالجة الماء المنتج) وهو:

www.producedwatersociety.org

وقد قام أكثر من 100 ألف متصفح بزيارة الموقع لحد الآن ، ويقوم هذا الموقع بتجهيز ثلاث أمور وهي:

–         تفاصيل تقنية ومعلومات وتفاصيل واقعية مبنية على تجارب مستخدمة لمعالجة الماء المنتج.

–         تعريف بتفاصيل القوانين والتحديدات الفدرالية المتعلقة بهذا المجال.

–    كما أن الموقع يجهّز نموذج يسأل المستخدم مجموعة معينة من الأسئلة لتعريفه فيما بعد بطرق معالجة الماء المنتج وخياراتها التي تتوافق معه وفقاً لظروف ذلك المستخدم.

فريق العمل لهذا الموقع يتألف من جون فيل John Veil والدكتور ماركوس برودر Markus Pruder حيث أن (جون فيل) هو مدير برنامج تأمين المياه في قسم علوم البيئة EVS في آرغون ولديه خبرة 27 عاماً في مجالات المياه، و15 عاماً في مجال معالجة الماء المنتج وقام بكتابة العديد من البحوث في المجلات والمؤتمرات داخل وخراج الولايات المتحدة.

أما (ماركوس برودر) فهو باحث ومحلل في قسم المخاطر البيئية ولديه خبرة 15 عاماً في القوانين والتحديدات البيئية مع تركيزه لـ 7 أعوام على قضايا الماء المنتج.

أن أول خطوة في مجال معالجة الماء المنتج هو محاولة تقليل كمية هذا الماء من خلال أعمال التسميت للآبار وذلك لمنع دخول الماء الى البئر وبالتالي تقليل الماء الذي يخرج مع النفط أو الغاز الى السطح.

أن الماء المنتج يجب التخلص منه أو الأستفادة منه ، حيث أن الفائدة الأكثر شيوعاً هي إعادة حقنه في المكمن وذلك بعد معالجته للتخلص من المركبات التي تسبب الضرر للمكمن أو الأنابيب ، وتعتمد هذه المعالجة على نوع الماء المنتج والذي يختلف من مكمن الى آخر.

كما يمكن أستخدام هذا الماء كسائل حفر Drilling Fluid أو في التبريد في محطات توليد الطاقة وفي الأماكن التي يندر فيها وجود الماء حيث يمكن معالجة الماء المنتج للأغراض الزراعية والري بالأضافة الى معالجته لأغراض الأستخدام المنزلي.

وبعد كل هذا فأن الماء المنتج المتبقي يجب التخلص منه من خلال الحقن في المكمن ، وقبلها يجب تخليصه من الأملاح والمواد اللاعضوية Inorganic وذلك بأستعمال التبادل الآيوني Ion Exchange ، التقطير ، الأنتقال عبر الأغشية بالنسبة للأملاح.

أما تقنيات إزالة المواد العضوية فتشمل الأمتزاز Adsorption  أو الأستخلاص الفيزياوي Physical Extraction.

منقول بتصرف من مجلة World Oil

Petroleum Processing

عمليات معالجة النفط الخام

المهندسة تولين

يصاحب البترول أثناء خروجه من البئر غازات وأملاح ومياه وشوائب ميكانيكية “رمال وطين” في بعض الأحيان، ولذا يجب فصل هذه الأشياء جزئيًا في الحقل، وكلياً بعد ذلك في معمل التكرير.

ويتم فصل الغازات المصاحبة في حقول البترول في محطات عزل الغاز الطبيعي ، ثم تدفع إلى وحدة الجازولين لفصل المكثفات الخفيفة،التي تكون غالبًا مصاحبه للغازات، والتي يتم فصلها بتكثيفها وتسمى “الجازولين الطبيعي”. ثم يدفع الخام بعد ذلك إلى مستودعات ترسيب، حيث يتم فصل الشوائب الميكانيكية بالترسيب. بعد ذلك يتم نزع الأملاح من البترول عن طريق غسل الأملاح بالماء العذب Wash Water  ثم ينزع الماء بعد ذلك من البترول في وحدات معالجة النفط الرطب. ويعالج البترول المحتوي على نسبة كبيرة من الأملاح بواسطة 3-5% من الماء . ويفصل الماء من البترول في بعض الأحيان بسهولة نسبيًا. ولكن غالبًا ما يكون مستحلبات ثابتة مع البترول صعبة الفصل، خصوصًا خلال عمليات الضخ والنقل في أنابيب بسرعة كبيرة ممايصعب التخلص منه.

إعداد البترول للتكرير

(1) فصل الغازات وتثبيت البترول في الحقول

إنّ الغاز الذي يصاحب البترول أثناء خروجه من البئر، يجب فصله عن البترول. ويتم هذا الفصل في حقول البترول في محطات عزل الغاز الطبيعي ، وذلك بواسطة خفض سرعة حركة مخلوط البترول والغاز. وتستخدم طريقة فصل الغاز على عدة مراحل في حالة الآبار ذات الضغط العالي.

ولا يكفي فصل الغاز فقط من البترول، إذ يتبقى بعد الفصل كثير من القطفات الخفيفة التي قد تتبخر أثناء التخزين في المستودعات وصب البترول في الصهاريج… إلـخ. ولذلك فمن المستحسن تثبيت البترول في الحقول، وخاصة إذا كان البترول المستخرج يحتوي على كثير من القطفات الخفيفة، ويراد نقله لمسافات بعيدة.

ويتلخص تثبيت البترول في فصل القطفات الخفيفة والغازات الذائبة عن الخام. وتوجه لهذا الغرض أبخرة القطفات الخفيفة والغاز بعد مرورها خلال مكثف إلى فاصل الغاز gas separator، حيث يفصل الغاز ويدفع بواسطة مضخة إلى شبكة الغاز أو إلى مصانع معالجة الغاز. ويوجه البترول المثبت إلى المصانع للتكرير

احيانا يستعمل فاصل الغازات كفاصل مياه اولى ويسمى فى هذه الحاله 3-phase separator

(2) نزع الماء والأملاح من البترول

إن الماء والشوائب الميكانيكية “الأملاح والرمل والطين” تصاحب البترول دائمًا أثناء استخراجه. ويفصل الماء الحر Free Water من البترول في بعض الأحوال بسهولة نسبية، ولكنه يكون مستحلبات ثابتة مع البترول في البعض الآخر.

ويجب أن يخضع البترول الذي يحصل عليه على صورة مستحلب، لمعالجة خاصة معقدة نسبياً لفصله عن الماء والشوائب الميكانيكية، حيث إن تكرير البترول ذو الشوائب يعقد تشغيل الوحدات الصناعية إلى حد كبير. فإذا سخن مثلاً بترول يحتوي على شوائب ميكانيكية في مبادل حراري، فإن هذه الشوائب تترسب على سطح التسخين؛ مما يؤدي إلى خفض كفائة المبادل الحراري، وأثناء مرور البترول في الأنابيب بسرعات كبيرة يكون للجسيمات الصلبة تأثير المواد الحاكة، أي أنها تحك في الأجهزة فتبليها قبل الأوان. ويؤدي بقاء الشوائب الميكانيكية في المتبقيات البترولية بعد التقطير، إلى خفض جودة هذه المتبقيات وزيادة نسبة الرماد فيها (وقود الغلايات والكوك)، وإلى عدم إمكانية الحصول على منتجات مطابقة للمواصفات.

ويتبخر بشدة الماء الداخل مع البترول في أجهزة التسخين، فيزداد حجمه زيادة بالغة، مما يؤدي إلى رفع الضغط في الأجهزة والإخلال بالمعدلات التشغيلية التقنية للوحدة. ويحتوي الماء الموجود في البترول على كمية كبيرة من الأملاح. وتتوفر هذه الأملاح بصورة أساسية على هيئة كلوريدات NaCl,MgCl2, CaCl2، ويتكون حامض الهيدروكلوريك من تحلل كلوريد الكالسيوم وخاصة كلوريد المغنسيوم أثناء عملية التقطير، ويحت هذا الحمض الأجهزة بشدة.

ويتضح مما سبق أن البترول بعد الحصول عليه من الآبار، يجب أن يخضع لمعالجة إعدادية لتوفير درجة نقاوته المطلوبة.

(3) المستحلبات البترولية

هناك نوعان من المستحلبات البترولية: “الماء في البترول”، مستحلبات هيدروفوبية hydorphobic، و”البترول في الماء”،مستحلبات هيدروفيلية hydrophilic.

ومستحلبات النوع الأول أكثر انتشاراً من النوع الثاني. وفي مستحلبات النوع الأول يوجد الماء في البترول على صورة كمية لاحصر لها من القطرات المتناهية في الصغر. أما في مستحلبات النوع الثاني فيكون البترول على صورة قطرات مفردة معلقة في الماء.

وتتلخص عملية تكوين المستحلبات في الآتي: على الحد الفاصل بين سائلين لا يختلط بعضهما ببعض، وأحدهما مشتت في الآخر على صورة جسيمات صغيرة جداً، تتراكم مادة ثالثة ضرورية لتكوين المستحلب وتسمى بالعامل المستحلب أو مثبت المستحلب ، ما هو الأستحلاب؟. ويذوب العامل المستحلب في أحد السائلين مكوّنا ًما يشبه الغشاء. ويحجب هذا الغشاء قطرات المادة المشتتة ويمنع اندماجها. وهذه العوامل المستحلبة في البترول هي الراتنجات والأسفلتينات وصابون الأحماض النفثية والأملاح. وعلاوة على المواد المذكورة، تؤثر الشوائب الصلبة المختلفة المشتتة في أحد الأطوار على ثبات المستحلب.

والعوامل المستحلبة إما هيدروفيلية أو هيدروفوبية. وتُعدّ المواد الراتنجية الأسفلتية والأحماض النفثية الموجودة في البترول مركّبات طبيعية وعوامل مستحلبة أيدروفوبية. أما الصوابين الصوديومية والبوتاسيومية التي تتكوّن أساساً من تفاعل الأحماض النفثية الموجودة في البترول مع أملاح المعادن الذائبة في ماء الحفر، فهي عوامل مستحلبة هيدروفيلية. وتتمتع نفثينات Ca, A1, Fe. Mg بخواص هيدروفوبية. والمعلقات الصلبة عديمة النشاط السطحي، إلا أن تراكمها على السطح البيني interface، بين البترول والماء يجعل الغشاء أكثر متانة والمستحلب أكثر ثباتًا. ويعتمد تكون المستحلبات من النوعين المذكورين أعلاه على وجود هذا النوع أو ذلك من العوامل المستحلبة والمثبتة.

ويكون المستحلب المتكون من خلط الماء والبترول ذا طابع “بترول في الماء” إذا كان المثبت يذوب في الماء. أماإذا كان المثبت يذوب في الوسط الأيدروكربوني فيتكون المستحلب من نوع “ماء في البترول”.

(4) الطرق الصناعية لإزالة استحلاب البترول

هناك نوعان من المستحلبات البترولية “الماء في البترول” و”البترول في الماء”، يتضح مما تقدم أن سبب ثبات المستحلب البترولي يكمن في وجود غشاء متين واق على سطح القطرات. ويتلخص هدم المستحلبات في تحطيم الأغشية التي تمنع اندماج القطرات، والسبب الآخر لثبات المستحلبات هو تراكم شحنات الكهرباء الإستاتيكية على سطح قطرات الماء والمعلقات الصلبة. فتحت تأثير شحنات الكهرباء الإستاتيكية يحدث تنافر متبادل يمنع اندماج قطرات الماء. تتلخص عملية إزالة الاستحلاب في تحطيم المستحلب. وفي أغلب الأحوال، يمكن تقسيم هذه العملية إلى مرحلتين:

1.تحطيم الأغشية الواقية واندماج قطرات الماء المعلقة إلى الحجم الذي يسمح بترسبها فيما بعد.

2.ترسب القطرات الموحدة وفصل الماء عن البترول.

ويُزال استحلاب البترول في الظروف الصناعية تحت تأثير المواد المانعة للاستحلاب ودرجات الحرارة والمجال الكهربائي، كما يمكن استخدام التأثير المشترك لهذه العوامل. وهناك أيضًا طرق أخرى لتحطيم المستحلبات، مثل الطرد المركزي “الترشيح” واستخدام الإلكتروليتات. ولا تستخدم هذه الطرق على نطاق واسع؛ نظراً لقلة فعاليتها أو لصعوبة تحقيقها.

وتُزال الاستحلابات بالطرق الآتية:

(أ) الطرق الميكانيكية

وتتم بالترويق أو الطرد المركزي أو الترشيح، ولكن لاتستخدم هذه الطرق على نطاق واسع.

(ب) الطرق الحرارية

تتم بتسخين المستحلب، مما يؤدي الى تقليل لزوجة النفط وبالتالي تسهيل عملية الفصل وخلال ذلك تتمدد الطبقة المثبتة للمستحلب، وتتكسر، وبالتالي تتجمع قطرات الماء وتندمج. وتتلخص الطريقة الحرارية لنزع الماء في تسخين البترول وترويقه في الخزانات. وتستخدم هذه الطريقة لمعالجة المستحلبات غير الثابتة فقط، وهي تؤدي إلى فقد كمية كبيرة من قطفات البترول الخفيفة في حالة ارتفاع درجة حرارة التسخين.

(ج) الطرق الكيميائية

باستخدام مواد كيميائية مانعة للاستحلاب تكون رخيصة وذات فعالية كافية، وهذه المواد تضعف الغشاء المغلف لقطرات الماء.

(د) الطرق الكيميائية الحرارية

وفيها تستخدم مواد كيمائية مانعة للاستحلاب، وذلك خلال عملية تسخين المستحلب البترولي. ويمكن استخدام الطريقة الكيميائية الحرارية لإزالة الاستحلاب بنجاح، إذا وجدت مادة مانعة للاستحلاب تكون رخيصة وذات فعالية كافية، ويسهل الحصول عليها ونقلها، ولا تسبب التحات الكيميائي للأجهزة. كما يجب، علاوة على ذلك، أن تختلط المادة المانعة للاستحلاب بالسائل الذي توضع فيه، لكي تستطيع أن تتفاعل بسهولة مع الغشاء الواقي لقطرات الماء.

(هـ)الطرق الكيميائية الأخرى

يخلط المستحلب البترولي مع المادة المانعة للاستحلاب مباشرة، في مضخة طاردة مركزية، تضخ الخام إلى وحدة إزالة الاستحلاب. وتدفع المادة المانعة للاستحلاب بواسطة مضخات مجزئة إلى خط سحب مضخات الخام. ويسخن المخلوط في مبادلات حرارية أو في فرن أنبوبي بواسطة البخار، أو تيار من المنتج البترولي الساخن، أو بواسطة النار إلى درجة 70 – 75°م. ويؤدي التلامس بين المادة المانعة للاستحلاب وبين المستحلب، أثناء تحركهما في الأنابيب، إلى تحطيم الأغشية الواقية. ويدخل المستحلب المحطم بعد ذلك في وعاء نزع الماء أو في خزان حيث يفصل الماء عن البترول.

وعيوب الطريقة المذكورة لإزالة الاستحلاب هي:

1.استهلاك كمية كبيرة من المواد المانعة للاستحلاب.

2.فقد قطفات البنزين الخفيفة.

3.ضرورة استخدام عدد كبير من الخزانات.

4.تلويث المياه الصناعية المستهلكة بأملاح السلفا… إلخ.

وللإقلال من زمن الترويق واستهلاك المادة المانعة للاستحلاب، يدفع المستحلب في مستودع به وسادة من الماء المفصول من المستحلب، والذي يحتوي على كمية من المادة المانعة للاستحلاب.

وقد انتشر استخدام طريقة كيميائية حرارية أكثر تطوراً لنزع الماء من البترول، وهي تسمح بالإقلال من الفاقد. ويتم الترويق في هذه الطريقة في أجهزة محكمة (أوعية خاصة لنزع الماء تعمل تحت الضغط).

ويسخن البترول الاستحلابي في حالة الترويق في أجهزة محكمة إلى درجة 150 – 155°م في مبادلات حرارية أو في أفران، ثم يدخل بعد ذلك في أوعية نزع الماء حيث يحفظ الضغط مساوياً لـ 8 ضغط جوي.

ويتم في أوعية نزع الماء انفصال البترول عن الماء وإبعاد الأخير. ويمر البترول المنزوع منه الماء خلال مبادلات حرارية حيث يبرد إلى درجة 80 – 90°م بواسطة تيار مضاد من البترول الاستحلابي البارد. وتستخدم هذه الطريقة الكيميائية الحرارية المطورة لإزالة استحلاب البترول، عند تحطيم المستحلبات الثابتة للخامات البترولية الثقيلة.

(و)الطرق الكهربائية

وتطبق حاليًا على نطاق واسع لنزع الماء والأملاح من البترول. وفي هذه الطريقة يؤثر في المستحلب مجال كهربائي ذو جهد عال وتردد صناعي، فتتحرك قطرات الماء المشحونة تحت تأثير هذا المجال وتتجه إلى الإلكترودات. ويتغير اتجاه حركة القطرات مع تردد المجال، الأمر الذي يؤدي إلى تصادم القطرات بالإلكترودات مما يساعد على اندماجها. وتستخدم هذه الطريقة بشكل واسع بالأقتران مع أستخدام كاسر الأستحلاب والحرارة.

إزالة الأملاح

تؤدي عملية إزالة استحلاب البترول في الحقول إلى تخلصه من الكتلة الأساسية من الماء والشوائب الميكانيكية، إلا أن البترول الذي أزيل استحلابه يحتوي على الأملاح في حالة معلقة. وهذه الأملاح هي أساسًا كلوريدات الصوديوم والكالسيوم والمغنسيوم وغيرها.

وقد أثبتت التجربة العملية أنه لكي يمكن تكرير البترول يجب ألا تزيد نسبة الأملاح فيه عن 50 مليجرام/ لتر، بل وأقل من ذلك، في حالة تكرير البترول مع الحصول على منتجات متبقية (الكوك البترولي مثلا). وتجري عملية نزع الأملاح للحصول على النسبة المذكورة. وتشبه عملية نزع الأملاح عملية إزالة الاستحلاب، إلا أنه في عملية نزع الأملاح يحطم المستحلب الاصطناعي الذي يتكون من البترول وماء غسيله.

ويتم نزع الأملاح من البترول في مصانع التكرير، بصورة أساسية، عن طريق غسل الأملاح بالماء العذب، ثم نزع الماء بعد ذلك من البترول. ويعالج البترول المحتوي على نسبة كبيرة من الأملاح بواسطة 10 – 15% من الماء مرتين أو ثلاث مرات.

وتجري عملية نزع الأملاح من البترول في وحدات نزع الأملاح بالكهرباء، أو في وحدات مركبة من وحدة كيميائية حرارية ووحدة نازعة للأملاح بالكهرباء

يتجه تياران من البترول الخام المحتوى على 2500 – 3000 مليجرام/ لتر من الأملاح وحتى 5% من الماء إلى المبادلات الحرارية، حيث يسخن الخام على حساب حرارة البترول المنزوعة منه الأملاح، ثم يدخل بعد ذلك مسخنات حيث يتم التسخين بواسطة البخار المنصرف. ويتجه البترول الخارج من المسخن إلى مروق نزع الأملاح بالطريقة الكيميائية الحرارية. وتضاف مادة مانعة للاستحلاب إلى البترول الساخن قبل دخوله إلى المروق، ويمر كل تيار بصمام خلط لتوفير التلامس التام بين المادة المانعة للاستحلاب وبين البترول. ويدخل تيارا البترول الخارجان من مروقي نزع الأملاح بالطريقة الكيميائية الحرارية في المجمع الأول لنزع الأملاح بالكهرباء، ويدفع إلى كل من التيارين ماء قلوي مسخن إلى درجة 70 – 80°م لغسل الأملاح. يتحد البترول الخارج من المجمع في تيار واحد، ليتجه إلى المرحلة الأولى لأجهزة نزع الماء بالكهرباء، ثم إلى المرحلة الثانية. ويدفع ماء قلوي في البترول المنزوعة منه الأملاح جزئياً قبل الدخول في المرحلة الثانية لأجهزة نزع الماء بالكهرباء. ويتجه البترول ـ بعد المرحلة الثانية لنزع الأملاح بالكهرباء ـ إلى وعاء تجميع.

وقد انتشر في العالم في السنوات الأخيرة استخدام الأوعية الأفقية لنزع الماء بالكهرباء التي تعمل عند درجة 135 – 150°م وتحت ضغط يبلغ 20 – 24 كجم/ سم2. وتتميز هذه الأجهزة بإمكانية المحافظة على ضغوط ودرجات حرارة عالية، وكذلك بصغر ارتفاع الفصل؛ مما يوفر فصلاً أحسن للماء عن البترول.

Porosity & Permeability

  المسامية والنفاذية Porosity & Permeability

 المهندسة تولين

هناك فرق بين النفاذية الافقيه (موازى لأسطح التطبق) والنفاذية الراسيه (عمودى على الطبقات) وهى اقل من الأفقية بسبب ترسيب معادن الطين حيث ان حبيباته موازية لأسطح التطبق (خاصة الميكا)  ويعتمد قانون دارسى على وجود مائع واحد فقط فى الصخر المسامى اى يكون الصخر مشبع بدرجة 100% وهنا النفاذية مطلقة اما فى التطبيق على صخور المكمن البتروليه فياخذ فى الاعتبار ان الوسط المسامى يحتوى على (غاز- زيت – ماء التكوين ) وهناك معدل سريان يختلف عن كل مائع وذلك لاختلاف اللزوجه من مائع لآخر , كما ان لكل مائع درجة تشبع اقل من 100%لوجود موائع اخرى لذا تعرف Effective permeability

Effective permeability   وهى قدرة الصخر على امرار مائع فى وجود مائع اخر او اكثر داخل الفراغات

Keff <100% – K reltive=100%

(Kra =Ka\k) (Krg=Kg\K) (Krw=Kw\K) (Kro=Ko\K)

{Kra Air , Kg Gas , Ko Oil , Kw Water }

علاقة المسامية بالنفاذية

لم تتحدد حتى الان علاقه واضحه بينهما لماذا ؟

لان المسامية سعه تخزينية , والنفاذية حركة ديناميكية , اى حركة الموائع .وهناك علاقه نظرية Levorsen 1976

K=1×م3\(1- م)2×1\س2

حيث(م المساميه , K  النفاذية , س السطح النوعى للفراغات)

بعض الشواهد الحقليه على وجود طبقات عالية المساميه والنفاذية 

  Well-site Geology يستطيع جيولوجى الحفر ان يستشعر وجود طبقات عالية المسامية والنفاذية اثناء سير الحفر من خلال شواهد :

1- زيادة معدل الحفر وسرعة اختراق الطبقات  مما يعنى الوصول لطبقات ضعيفة التماسك او مشققة وذات مسامية عالية.

2- استهلاك كميات كبيره من ماء الحفر او الطفله  Drilling mud اكثر من المعتاد , مما يعنى فقدان سائل الحفر داخل الطبقات المخترقة , ويشير الى طبقات

   عالية النفاذية وذات ضغط اقل من ضغط السائل.

3- تغير ملوحة سائل الحفر بشكل ملحوظ ومفاجئ يؤكد اختلاطه بمياه اخرى (عذبة او مالحة) ناتجة من فراغات الصخور المختزلة اثناء الحفر ممايدل على زيادة

    المساميه والنفاذية لهذه الطبقات.

4- صعوبة الحصول على عينه لبيه اسطوانيه cor samble  كاملة من الصخور المخترقة يدل على انها غير متماسكة وغير مدموجة جيدا , ومن ثم فان

    المساميه والنفاذية عاليه او مشققة مما يسبب فقد اجزاء منها عند استخراج العينة .

5- عند استخراج عينة اسطوانية لبية اثناء الحفر يلاحظ محتواها من الموائع (زيت البترول) فخلوها من زيت البترول رغم احتوائها عليه تحت السطح يدل على

    انه فقدته بسرعه اثناء صعودها الى السطح داخل البئر , مما يعنى أن لها مساميه ونفاذية عالية اما اذا وصلت هذه العينة وهى محتفظة بكل ما فيها من زيت او

    مياه فذلك يعنى ان نفاذيتها ضعيفة مما يجعل خروج الموائع منها غير سهل وبالتالى ظلت حبيسه بداخله.