نفت و گاز طبيعي حداقل تا يكصد سال آينده به عنوان عمده ترين منابع انرژي در جهان باقي خواهد ماند . در ايران به عنوان كشوري كه بيش از 10% كل مخازن نفت جهان و 13% كل مخازن گاز دنيا را دارا است ، صنايع نفت و گاز و صنايع وابسته به آنها در درجه اول اهميت قرار دارند . پس از عمليات حفر چاه و اصابت آن به مخزن نفت به دليل فشار زياد موجود درمخزن ؛ جريان نفت به سوي دهانه خروجي چاه سرازير مي شود . اين مرحله از استخراج كه عامل آن فشار داخل خود مخزن است به بازيافت اوليه                                                      (   primary recovery ) نفت موسوم است ، با افزايش توليد و كاهش فشار ؛ ميزان توليد نيز كاهش مي يابد تا اينكه فشار به حدي مي رسد كه ديگر توليد نفت اقتصادي نمي باشد . در اين مرحله ممكن است از 30 تا 50 درصد كل نفت مخزن استخراج شود علاوه بر فشار مخزن عوامل ديگري مانند خواص سنگ مخزن و ميزان تخلخل آن و همچنين دماي مخزن نيز در ميزان توليد مؤثرند .

به عنوان مثال ؛ كل نفت مخازن آمريكا حدود 109 * 400 بشكه بوده است كه تا سال 1970 حدود 109 * 100 بشكه آن توسط روش هاي اوليه استخراج شده اند . البته هر چه ميزان گاز آزاد در مخزن بيشتر باشد مقدار توليد نفت توسط اين روش بيشتر است زيرا تغيير حجم گاز در مقابل تغيير فشار بسيار ناچيز است . به عنوان مثال در ايالت پنسيلوانياي آمريكا به دليل پائين بودن نفوذ پذيري ( كمتر از 50 ميلي دارسي ) و انرژي كم مخزن كه ناشي از پائين بودن مقدار گاز طبيعي آزاد است . ميزان نفت استخراج شده با روشهاي اوليه بين 5 تا 25 درصد كل نفت بوده است و به همين دليل در ايالت نامبرده روشهاي مرحله دوم ( SECONDARY RECOVERY ) از سال 1900 شروع شده است . از روشهاي مؤثر در مرحله دوم يكي سيلابزني آبي وديگري سيلابزني گازي يا تزريق گاز است . در روش سيلابزني آبي ؛ آب با فشار زياد در چاههاي اطراف توليد نفت وارد مخزن شده و نيروي محركه لازم براي استخراج نفت را بوجود مي آورد . معمولاً در اطراف هر چاه نفت چهار چاه براي تزريق آب وجود دارد .

O  چاه آب ورودي* چاههاي تزريقي                                        OOOO 

                                                                                                            *  *   *   *

                                                                                                            *  *   *   *

 در روش سيلابزني گازي ، گاز ( مانند گاز طبيعي ) با فشار به جاي آب وارد مخزن شده و نفت را به طرف چاه خروجي به جريان مي اندازد . در كشور ونزوئلا حدود 50% گاز طبيعي توليد شده دوباره به چاههاي نفت براي استخراج در مرحله دوم بر مي گردند . نحوه تزريق گاز شبيه تزريق آب به صورت چاههاي پنجگانه است . در مواردي كه گرانروي نفت خيلي بالا باشد از تزريق بخار آب به جاي آب استفاده مي شود ، با كاهش گرانروي نفت ، جريان آن راحت تر صورت گرفته و سرعت توليد بالا مي رود . پس از استخراج به كمك روشهاي مرحله دوم هنوز هم حدود 30 الي 50 درصد نفت مي تواند به صورت استخراج نشده در مخزن باقي بماند . در اينجاست كه استخراج نفت به كمك روشهاي مرحله سوم                   ( Thirdly  recovery )  صورت مي پذيرد .

يكي از روشهاي مرحله سوم ، تزريق محلول مايسلار ( Micellar  Solution   ) است كه پس از تزريق آن محلولهاي پليمري به عنوان محلول بافر به چاه تزريق مي شود. در آمريكا ممكن است روشهاي استفاده از محلول مايسلار تا 50 درصد كل روشهاي مرحله سوم را شامل شود.

محلول مايسلار مخلوطي از آب ، مواد فعال سطحي ، مواد كمكي فعال سطحي ، نفت و نمك است . در روشهاي جديد تهيه محلول مايسلار ، نفت ، نمك و مواد كمكي فعال سطحي ، حذف گرديده اند. محلولهاي مايسلار نيروي تنش سطحي بين آب و نفت را تا حدود 001/0 دين بر سانتيمتر مربع يا كمتر از آن كاهش مي دهند.

گرانروي محلول پليمري حدود 2  تا 5 برابر گرانروي نفت است . غلظت پليمر حدود 1000 ميلي گرم در ليتر جهت تهيه محلولهاي مايسلار براي توليد هر بشكه نفت در سال 1957 مي باشد . در حال حاضر پلي آكريليميدها  ( Polyacrylimides   ) و زيست پليمرها در محلول بافر استفاده مي شود. مواد فعال سطحي معمولاً سولفوناتهاي نفتي سديم هستند و از لحاظ خواص و ساختار شيميايي شبيه شوينده ها مي باشند . از الكلها براي مواد كمكي فعال سطحي استفاده مي شود . هزينه اين كار در آمريكا حدود 5/1 دلار بوده است . انتظار مي رود تا سال 2000 در آمريكا حدود 2 ميليون بشكه نفت در روز با استفاده از محلولهاي مايسلار استخراج شود .

يكي ديگر از روشهاي مرحله سوم روش احتراق زير زميني است. طي اين روش اكسيژن موجود در هوا در زير زمين با هيدروكربنها مي سوزد و مقداري انرژي و گاز توليد مي كند تا فشار مخزن بالا مي رود . گرما همچنين گرانروي را كاهش داده و جريان نفت راحت تر صورت مي گيرد . يك روش ديگر مرحله سوم كه اخيراً مورد توجه فراوان قرار گرفته است، روش تزريق گاز دي اكسيد كربن مي باشد كه جزيي از روش امتزاج پذير است .                     گاز دي اكسيد كربن بسيار ارزان بوده ، در نفت نيز حل مي شود و گرانروي آن را كاهش مي دهد . از روشهاي ديگر مرحله سوم ، انفجارهاي هسته اي در زير زمين است كه اين انفجارها شكاف مصنوعي در سنگ ها بوجود مي آورد و جريان نفت را ساده تر مي كند .

يكي از مهمترين مسائلي كه به هنگام بكارگيري مراحل بازيافت نفت ايجاد مي شود ، مشكل رسوب آسفالتين مي باشد . آسفالتين ها در نفت به وسيلة رزين ها تحت شرايط مطلوب بصورت معلق نگاه داشته مي شوند. در واقع مي توان پديده تعليق و يا حلاليت ذرات آسفالتين در نفت خام را يك پديده ترموديناميكي تعادلي عنوان نمود و تغيير در هر عاملي كه اين تعادل را بر هم زند ، مي تواند حالت تعليق را از ميان برده و سبب بروز پديده تجمع ذرات آسفالتين به يكديگر و در نهايت رسوب آنها شود.

استخراج نفت بخصوص شيوه هاي بكارگيري در روشهاي مرحله دوم و سوم بازيافت نفت اغلب باعث ايجاد برخي تغييرات در رفتار جريان ، خواص تعادلي فازها و خواص سنگ مخزن مي شوند كه اين تغييرات مي توانند تعادل ترموديناميكي را بر هم زنند و سبب تشكيل رسوب آسفالتين در سنگ مخزن شوند .