سمینار بررسی کاربردهای نانوتکنولوژی در صنایع بالادستی نفت
فایل بصورت PDF
چکیده
نانوتکنولوژی به مواد و سیستمهایی مربوط میشود که ساختار و اجزای آن به دلیل ابعاد نانومتری، خواص، پدیده های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی، رفتار جدیدی را نشان میدهند. مواد دارای اندازه ذره نانومقیاس در حوزهای بین اثرات کوانتومی اتمیها و مولکولها و خواص توده قرار میگیرند. با توانایی ساخت و کنترل ساختار نانو ذرات میتوان خواص حاصل را تغییر داده و خواصم طلوب را در مواد طراحی کرد. در این مجال با توضیح فرآیندهای صنایع بالادستی نفت، رسم شماتیک فرآیندها، پتانسیل های آتی نانوتکنولوژی بررسی شده است.
طبق گزارشات بین المللی دهه آینده دهه چالش انرژی خواهد بود و کشور ما نیز یکی از بزرگترین تولید کنندگان نفت، می باشد. در این مجال سعی شده است که تأثیرات نانوتکنولوژی بر صنایع بالادستی نفت به همراه توضیح کامل فرآیند آورده شود شاید کشور ما با اعمال این تکنولوژی بر این بخشاز صنعت بتواند راهگشای این چالش بزرگ در دهه آینده باشد.
مقدمه
نانوتکنولوژی، توانمندی تولید مواد، ابزارها و سیستمهای جدید با در دست گرفتن کنترل در سطوح مولکولی و اتمی و استفاده از خواصی است که در آن سطوح حاضر میشود. از همین تعریف ساده برمی آید که نانوتکنولوژی یک رشته جدید نیست، بلکه رویکردی جدید در تمام رشته هاست. فناوری نانو هنوز در مراحل اولیه رشد خویش میباشد. گرچه هم اکنون برخی از محصولات این فناوری در بازار موجود است، ولی این دانش بایستی قبل از تجاری شدن هم از جنبه های تکنولوژیکی و هم از جنبه های علمی پیشرفت نماید.
نانوتکنولوژی را باید به عنوان مقولهای بلندمدت نگاه کرد که حداقل نیمه اول قرن بیست و یکم را به طور مداوم تحت تأثیر قرار خواهد داد. کشورهای مختلف، در آموزش و پروش نانو به عنوان فعالیت بلندمدت سرمایهگذاری نمودهاند و برای دستیابی به دستاورهای نزدیک مدت نیز پژوهشهای متعددی در حوزههایی چون نانو مواد، نانوالکترونیکو مانند آن در دست انجام است. از ویژگیهای نانوتکنولوژی میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
نانوتکنولوژی، یکتکنولوژی عام است که در بسیاری از تکنولوژیهای دیگر کاربرد داشته و بعضی از آنها را متحول میکند.
اثرات نانوتکنولوژی بر امنیت و دفاع
اثرات نانوتکنولوژی بر حفظ محیط زیست
نانوتکنولوژی تمام دستاوردهای گذشته بشر را که در مواد تحقق یافته است، متحول میسازد؛ در واقع تحول نانوتکنولوژی ظرف چند دهه به اندازه تحولات چند قرن خواهد بود.
نانوتکنولوژی رقیب سایر تکنولوژیها نیست بلکه مکمل و پایه آنهاست.
کاربردهای نانوتکنولوژی همه جا همراه با هزینه کمتر، دوام و عمر بیشتر، مصرف انرژی پایین تر، هزینه نگهداری کمتر و خواص بهتر است.
رویکرد جدید و اولویت بسیاری از تکنولوژیهای جدید نیز در مقیاس نانو بوده و حتی پاسخگوی چالشهای مطرح آن نمیباشد، به عنوان مثال دو چالش عمده پیل سوختی، یعنی ذخیره ایمن هیدروژن و عدم استفاده از مواد گران با نانوتکنولوژی حل خواهد شد.
مجموعه عملیاتی که از اکتشاف تا قبل از پالایشگاه در زمینه ی تولید و استخراج نفت انجام می گیرد، صنایع بالادستی گفته میشود. این عملیات شامل اکتشاف، حفاری، بهره برداری و مدیریت مخازن میشود. در اکتشاف ابتدا یک انفجار انجام می شود، سپس بازتابشهای صوتی توسط ژئوفون ها ثبت می شود. از تحلیل این بازتابشها و بر پایه تفاوت سرعت حرکت صوت در لایه های مختلف، ساختار لایه ها و نوع سیال درون آنها مشخص میشود. بدین ترتیب ساختارهایی که می توانند احتمالا حاوی نفت و گاز باشند مشخص می شوند. با حفاری زمین تا عمق مورد نظر که در ایران معمولا بین 1500 تا 3500 متر است، فرضیه های اکتشافی نهایی میگردد. در صورتیکه مخزن موردنظر حاوی نفت و گاز باشد، چاه حفر شده برای تولید نفت آماده میشود که شامل نصب یکسری ابزارها درون چاه تا سطح زمین و خط لوله از سطح زمین تا قبل از پالایشگاه است. سپس تا حدامکان درون یک مخزن چاههای دیگری که چاههای توسعه ای گفته میشود، حفر میشوند.
نهایتا تعداد چاهها، نرخ بهره برداری از هر کدام، استراتژی تولید در آینده و تکنیکهای لازم می بایست برای حداکثر کردن برداشت از مخزن باحداقل هزینه ها مدیریت شود که در مقوله ی مدیریت مخازن میگنجند.