تحريک چاه نفت با التراسونيک

در طول عمر یک مخزن نفتی، در طی سه دوره می­توان نفت خام را استخراج نمود. در مرحله اول نيروهای طبيعی درون خود مخزن باعث استخراج  نفت از درون چاه می­ شود. عوامل مختلفی در طی این دوره در توليد نفت خام و ســرازیر شدن نفت به سمت چاه توليدی نقش دارند. با گذشــت زمان و با توليد نفت، افت فشار در یک مخزن نفتی ایجاد می­ شود كه به منظور تثبيت فشــار و ادامه توليد نفت، سيالاتی به درون مخزن تزریق می‌شود. در این مرحله كه به مرحله ثانویه شهرت دارد، تزریق به دو صورت تزریق آب و یا تزریق گاز انجام می‌شــود. پس از این مرحله و برداشــت بيشــتر نفت از مخزن، فشار درون مخزن دچار افت بيشتر شده به طوری که دیگر با روش‌های معمول ذكر شده نمی‌توان نفت را برداشــت كرد. ﻳﻜﻲ ﺍﺯ ﻣﻬﻢﺗﺮﻳﻦ ﻋﻠﻞ ﺍﻓﺖ ﺗﻮﻟﻴﺪ، ﻛﺎﻫﺶ ﺗﺮﺍﻭﺍﻳﻲ ﺍﻃﺮﺍﻑ ﭼﺎﻩ ﺑﻪ ﺩﻻﻳﻠﻲ ﭼﻮﻥ ﺭﺳــﻮﺏ ﺫﺭﺍﺕ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﻭﺍﻛﺲ ﻭ ﺁﺳﻔﺎﻟﺘﻴﻦ ﺍﺳﺖ ﻛﻪ ﺑﺎﻋﺚ ﺍﻳﺠﺎﺩ ﺳــﺪﻱ ﻧﻔﻮﺫﻧﺎﭘﺬﻳﺮ ﺩﺭ ﻣﻘﺎﺑﻞ ﺣﺮﻛﺖ ﺳــﻴﺎﻝ ﻣ‌ﻲﺷﻮﺩ.

بـا توجـه بـه افزایش نیـاز به سـوخت و انـرژی در جهان و محـدود بودن ذخایـر نفتـی جهـان، تمرکـز بر افزایـش تولیـد از مخازن نفتـی ضروری اسـت. به همين دليل در مرحله سوم روش‌های مختلفی به منظور افزایش توليد نفت مورد اســتفاده قرار می‌گيرد كه به روش‌های ازدیاد برداشــت نفت خام Enhaced Oil Recovery (EOR) معروف هستند. در ایـن راسـتا روش­هـای متنوعـی نظیر تزریق امتزاجی/ غيرامتزاجی گاز، روش‌های حرارتی، روش‌های شــيميایی، ﺍﻳﺠﺎﺩ ﺷﻜﺎﻑ و یــا روش‌های نوین (مانند روش‌های ميکروبی و غيره) پیشـنهاد شـده کـه هرکـدام دارای مزایـا و معایـبی هسـتند. انتخاب روش مناسب ازدیاد برداشت نفت خام به متغيرهای زیادی از جمله شرایط دوره عمر مخزن، نوع نفت خام درون مخزن، نوع سنگ مخزن، در دســترس بودن سيال تزریقی و غيره بستگی دارد.

یکی از روش‌های EOR اســتفاده از مواد شیمیایی در فرآیندهای متداول است. در این روش، موادی از جمله پليمرها، مواد فعال سطحی و حلال­ها و تركيبات مختلف شيميایی به منظور تزریق به درون چاه جهت كاهش كشش سطحی دو فاز، ایجاد یک نسبت پویایی مناسب و بهبود تحرک نفت خام در مخازن مورد استفاده قرار می‌گيرند. روش‌های شيميایی دارای پتانسيل زیادی در افزایش بازدهی برداشت نفت خام را دارند؛ اما استفاده از این مواد معایبی نیز دارد؛ زیرا این فرآیندها پيچيده و هزینه‌بر بوده و عمدتا با كاهش تراوایی پس از سيلابزنی همراه هستند و اتلاف مواد تزریقی در این روش‌ها معمولا زیاد است. به همين دليل تنها در صورت وجود توجيه اقتصادی، قابليت استفاده از این روش‌ها وجود دارد.

یکی دیگر از روش­های EOR، اسـتفاده از امـواج التراسونیک به عنـوان یـك تکنولوژی مدرن و سبز Green Technology بـا حداقـل میـزان آلودگی­ هـای زیسـت محیطی و هزینه ­هـای عملیاتـی پاییـن اسـت. در ایـن روش، بـر خـلاف روش­هـای معمـول تحریـك چـاه نظیر تزریق اسـید، نیـازی بـه تزریـق مـاده خاصـی نیسـت و یـا برخلاف روش ایجـاد شـکاف هیدرولیکـی، نیـازی بـه خریـد دسـتگاه­های پمپ سـیال بـه منظور تحریـك چـاه نیسـت. علاوه بر ایـن، در روش­هـای تزریـق اسـید و ایجاد شـکاف، در زمـان اجرای عملیات نیـاز به توقف کامل تولید اسـت، این در حالـی اسـت کـه در روش التراسونیک می‌تـوان بـه صـورت همزمان با تولیـد، عملیـات تحریـك چـاه را انجـام داد و از لحاظ اقتصـادی توقفی در تولید ندارد.