ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 114 (امرداد 1393)

دکتر فریدون فشارکی یکی از کارشناسان ارشد بازارهای جهانی انرژی به ویژه نفت و گاز است که طی سال های اخیر در قالب موسسه ی تحت مدیریت خود با دفاتری در سنگاپور، لندن و هوستون به بررسی مهم ترین تحولات بازارهای جهانی نفت و گاز پرداخته است. وی همچنین ارائه مشاوره به برخی از شرکتهای بزرگ نفت و گاز و نیز شرکت های دولتی نفتی در منطقه خاورمیانه را در کارنامه ی خود دارد. دکتر فشارکی از طرفداران دیدگاهی است که بهره برداری از منابع هیدروکربنی غیرمتعارف نفت و گاز به ویژه شیل های گازی در منطقه آمریکای شمالی را منشا تحولاتی گسترده در ساز و کارهای سنتی بازارهای نفت می داند.

با ظهور فنآوری های جدید و فرآیندها و تجهیزات پیچیده تر در صنایع نفت و گاز و همچنین در دیگر صنایع، پتانسیل های ایجاد حادثه افزایش یافته و این موضوع، مدیریت ایمنی را مشکل تر و البته با اهمیت تر می کند. امروزه در بحث مدیریت ایمنی، نگاه به علل بروز حوادث تغییر کرده است. صنعت به این نتیجه رسیده که عوض کردن طبیعت انسانها و وادار ساختن آنها به پیروی از روش ها و دستورالعمل ها بسیار مشکل می باشد و بهتر است انسان ها را همانگونه که هستند بپذیریم. این مقاله با آنالیز برخی از حوادث پرتکرار در صنایع نفت و گاز تلاش کرده نگاه کارشناسان ایمنی را به علل بروز حوادث تغییر دهد و جهت انجام اقدامات اصلاحی در راستای بهبود مستمر سازمان ها که قسمتی از فرآیند انجام مدیریت ایمنی است پیشنهادهای موثرتری در قالب گزارش های کارشناسی ارائه کند. با نگاه دقیق تر به علل بروز حوادث روشن می شود که با مواردی مانند اصلاحاتی در طراحی ها، تغییراتی در چیدمان دستگاه ها، نصب علائم هشداردهنده و برچسب گذاری های مناسب، تهیه و به روزرسانی دستورالعمل ها و ارائه ی آموزش های لازم، استفاده از تجهیزات ایمنی مناسب، دقت در متناسب بودن شغل با توانمندی های فیزیکی و ذهنی افراد و دقت کافی در تصمیم گیری در سطوح مدیریتی و کارشناسی، میتوان از بروز بسیاری از حوادث جلوگیری کرد.

آب همراه که همان آب موجود در سازند است هنگام تولید، به همراه نفت و گاز به سطح می آید. آسان ترین استراتژی مدیریت آب همراه روش تبخیر است که در آن معمولا آب به یک حوضچه ی تبخیر با سطحی وسیع هدایت می شود. آب از سطح تبخیر شده و غلظت مواد جامد و سایر ترکیبات در آن افزایش می یابد. در ایران درصد قابل توجهی از آب همراه به این روش دفع می شود. میزان تبخیر در طول زمان کاهش می یابد. از دیگر معایب این روش نشت و نفوذ ترکیبات سمی باقیمانده به آب های زیرزمینی در صورت عدم عایقبندی مناسب حوضچه است. توسعه ی پایدار و حفاظت از محیط زیست نیاز به محصولات سبز، فرآیندها و استراتژی های مدیریت زباله دارد. انتخاب و طراحی فرآیندهای سبز و تمیز و محصولات، شامل عهده داری و کنترل مجموعه ی عظیمی از داده های مربوط به محیط زیست، اقتصاد و فنآوری است. بنابراین ضروری است روشی جامع برای تصفیه و مدیریت آب های همراه درنظر گرفته شود. در این مقاله با توجه به شرایط کشور، تزریق مجدد آب همراه به چاه های نفت و گاز کاندید تزریق آب با هدف افزایش بازیافت آنها پیشنهاد شده است.

با کاهش اکتشافات نفت طی دهه های گذشته به نظر می رسد در سال های آینده فنآوری های ازدیادبرداشت نقشی کلیدی در پاسخگویی به تقاضای انرژی خواهد داشت. در این مقاله مطالعات انجام شده توسط مجله ی بین المللی انرژی و شرکت نفت انگلیس جمع آوری شده و به شکل گزارشی جامع از وضعیت روش های پیاده شده ی ازدیادبرداشت در سطح جهان با محوریت سازندهای ماسه سنگی ارائه می گردد. در گزارش حاضر با محوریت سه روش اصلی تزریق گاز، سیلابزنی شیمیایی و روش های گرمایی به چالش ها و مزایای روش های ازدیادبرداشت پرداخته می شود. در این مطالعه روند تغییرات این روش ها از جمله روندهای روبه رشد در سال های اخیر مانند تزریق دی اکسیدکربن، تزریق هوا با فشار زیاد و سیلابزنی شیمیایی پرداخته شده و مروری کوتاه بر اقتصاد پروژه های ازدیادبرداشت در این سازند صورت گرفته است. در پایان بر اساس مطالعه ی انجام شده توسط شرکت نفت انی ایتالیا محدوده ی عملکرد و خصوصیات هریک از این روش ها در مخازن ماسه سنگی مقایسه می گردد.

عراق در سالهای اخیر جهت توسعه ی میادین نفت و گاز خود اقدام به انعقاد قراردادهای متعددی با شرکت های نفتی بین المللی کرده است. این قراردادها در جنوب عراق از نوع خدماتی است؛ در حالی که در منطقه ی کردستان، میادین در قالب قراردادهای مشارکت در تولید واگذار شده اند. این امر نه تنها اختلافات زیادی بین دولت های عراق و کردستان به وجود آورده بلکه منجر به هجوم شرکت های نفتی بین المللی از میادین جنوب عراق به میادین منطقه ی کردستان شده است. این شرکت ها از جمله شل، با اعلام نارضایتی از منافع و حاشیه ی سود قراردادهای خدماتی عراق، عملیات توسعه ی این میادین را با کندی ادامه می دهند. این امر موجب شده دولت عراق برای جذاب سازی قراردادهای خدماتی سابق، تدابیری (از جمله حذف سهم مشارکت شرکت دولتی عراق در کنسرسیوم پیمانکار، حذف پاداش امضاء و...) بیاندیشد. اما این اقدامات نیز مانع از حرکت سرمایه گذاران بین المللی به سمت قراردادهای مشارکت در تولید کردستان نشده است. دلیل عمده ی این امر از یک سو شرایط جذاب تر و منعطف تر قراردادها در منطقه ی کردستان نسبت به قراردادهای عراق و از سوی دیگر رژیم مالی اثربخش تر قراردادهای کردستان است.

در اوایل ترشیاری مناطق وسیعی از زاگرس با دریایی پیشرونده پوشیده شد. در مناطق ساحلی این دریا سازند تبخیری ساچون، در مناطق کم عمق، سازند کربناتی جهرم و در نواحی ژرف، سازند شیلی پابده رسوب کرده است. در مطالعات نفتی، سازند پابده به عنوان سنگ منشا و پتانسیل بالقوه مخزنی و همچنین به دلیل قرارگیری آن بین دو مخزن آسماری و بنگستان از اهمیت ویژه ای برخوردار بوده و از دیدگاه های متفاوتی مورد مطالعه قرار گرفته است. با توجه به کارهای اخیر انجام شده روی سازند پابده و مغایرت آنها با کارهای قبلی، بازنگری چینه شناسی این سازند پیشنهاد می شود.

تعیین نقطه ی شبنم یکی از مهم ترین عناصر محاسبات مهندسی مخزن است. از جمله روش های مورد استفاده در تعیین فشار نقطه ی شبنم روش آزمایشگاهی است که پرهزینه و زمانبر می باشد. به همین دلیل شناسایی روش های جایگزین در تعیین نقطه ی شبنم بسیار ضروری به نظر می رسد، یکی از این روش ها استفاده از شبکه های عصبی است. هدف این مقاله ارائه ی کاربردی دقیق از مدل شبکه ی عصبی جهت پیش بینی فشار نقطه ی شبنم سیالات گاز میعانی مخازن زیر اشباع کشور است. این مدل پیشنهادی بر اساس روش پس انتشار خطای پیشرو و ورودی هایی مثل ترکیبات غیرهیدروکربنی نظیر دی اکسیدکربن و نیتروژن و ترکیبات هیدروکربنی نظیر متان و C7+ و همچنین دما و جرم مولکولی C 7+ است و در آن از 119 داده ی آزمایشگاهی از نمونه ی چاه های مختلف میادین گاز میعانی ایران استفاده می شود. این روش شبکه ی عصبی بر مبنای دستیابی به حداقل خطا عمل می کند. شبکه ی عصبی توسط 119 داده ی آزمایشگاهی از نمونه ی چاه های مختلف میادین گاز میعانی کشور آموزش داده شده و به منظور اعتباردهی، با تعدادی داده ی آزمایشگاهی از نمونه ی سیالات گاز میعانی سایر مخازن آزمایش شد. نتایج ساختاری شبکه بر مبنای سه لایه شامل یک لایه ی ورودی با شش نرون، یک لایه ی میانی با بیست نرون و یک لایهی خروجی با یک نرون است. نتایج مدل نشان می دهد که خروجی شبکه با مقدار مطلوب آن در فاز آزمایش با خطایی معادل 5767/1 درصد مطابقت دارد که این نشان دهنده ی اطمینان از صحت مدل شبکه ی عصبی در این مطالعه است.

سیالات هیدروکربنی به پنج دسته ی نفت سیاه (معمولی)، نفت فرار، گاز میعانی (معکوس)، گاز تر و گاز خشک تقسیم می شوند. مشخصه ی عمده ی مخازن گاز میعانی این است که دمای مخزن بین دمای نقطه ی بحرانی و نقطه ی حداکثر دما واقع شده و به همین دلیل اگر فشار این مخازن تا فشار نقطه شبنم بالایی1 کاهش یابد مقداری مایع در مخزن تشکیل می شود. بنابراین مقدار قابل توجهی از هیدروکربن های میانی که از نظر اقتصادی بسیار ارزشمند هستند در مخزن باقی مانده و تولید نمی شوند. در این مقاله با استفاده از روش های مختلف شامل روابط تجربی، معادلات حالت و داده های آزمایشگاهی به پیش بینی ناحیه ی میعانی2 یکی از مخازن گاز میعانی معکوس جنوب غربی کشور پرداخته شده است. محاسبات مربوط به فشار نقطه ی شبنم و نقطه حداکثر میعانات معکوس3 توسط روابط تجربی و معادلات حالت انجام شده است. نتایج حاصل با داده های آزمایشگاهی مقایسه گردیده و نتایجی قابل قبول و نزدیک به داده های آزمایشگاهی حاصل شد. با بررسی و مطالعه ی این روش ها می توان ناحیه ی پدیده ی میعان معکوس را که سبب کاهش تراوایی نسبی گاز (Krg) و شاخص بهره برداری (PI) می شود پیش بینی کرد.

مشخص سازی مخزن یکی از جنبه های مهم در مطالعات مهندسی نفت است. دقت بیشتر در مشخص سازی خواص مخزن سهم به سزایی در افزایش بازیافت نفت و توسعه ی برداشت از مخزن دارد. با گذشت سالیان متمادی از تولید اکثر میادین نفتی و گازی و به منظور بهینه سازی برداشت از این میادین در آینده، ارزیابی های انجام شده در گذشته های دور نیازمند بازنگری مجدد است. تراوایی یکی از مهم ترین خصوصیات پتروفیزیکی مخزن است که جریان سیالات درون چاه را در مرحله ی تولید کنترل می کند. این متغیر در ارزیابی نرخ تولید مخزن، عملکرد میادین نفتی و مدیریت و توسعه ی مخزن نقشی کلیدی و اساسی ایفا می کند. تراوایی معمولا از روش های آنالیز مغزه و آزمایش چاه به دست میآید که این امر پرهزینه و زمانبر است. محققان بسیاری تلاش کرده اند روابطی بین تراوایی و سایر خواص مخزن مثل تخلخل (که مستقیما قابل اندازه گیری هستند) به دست آورند. در این تحقیق ابتدا با استفاده از مدلهای تجربی مناسب، مدل توزیع تراوایی در یکی از مخازن نفتی کربناته ی جنوب ایران برآورد شده و سپس جهت ایجاد نگارهی تراوایی از مزیت های شبکه های عصبی مصنوعی استفاده گردیده است. طبق نتایجی با ضریب هم بستگی بیش از 69 درصد، با وجود کمبود اطلاعات، تخمین مناسبی از تراوایی ارائه شده است.

آب تولیدی همراه نفت1 که شامل مخلوطی از ترکیبات آلی و معدنی است عمده ترین پسماند صنایع بالادستی نفت و گاز می باشد. با افزایش برداشت از مخازن زیرزمینی، روزبه روز حجم این آب افزایش یافته و تخلیه ی نامناسب آن در خشکی و دریا مشکلات زیست محیطی زیادی به همراه خواهد داشت. تاکنون روش های مختلفی جهت تصفیه ی آب تولیدی در مناطق دریایی مورد استفاده قرار گرفته که بیشتر آنها تنها برای رفع آلودگی اولیه مناسب است و نیاز به سیستم موثرتری جهت تصفیه ی آب تولیدی (به نحوی که قابل استفاده ی مجدد یا تخلیه در محیط باشد) به شدت احساس می شود. یکی از مهمترین عوامل در تعیین روش عملیاتی در سکوهای دریایی محدودیت فضاست. در سکوهای نفتی استفاده از روش های شیمیایی و فیزیکی فشرده در گذشته و امروز مرسوم بوده است. در این مقاله فنآوری CFU که از سال 2000 میلادی در مناطق دریایی استفاده شده به عنوان مناسب ترین سیستم تصفیه ی آب تولیدی در مقایسه با دیگر فنآوری های مورد استفاده معرفی شده است. بازده مناسب جداسازی، انعطاف پذیری، عدم حساسیت به نوسانات مختلف، هزینه ی کم و فضای کوچک مورد نیاز این سیستم، شرکت های نفتی را وادار به استفاده بیش از پیش از این فن آوری کرده است.

فرآیند کفی کردن سیمان برای تولید دوغاب های سبک، کاملا معروف و آشنا بوده و در مقالات متعددی ثبت شده است. هرچند به کاربردن این فنآوری در عملیات سیمانکاری چاه های نفت و گاز نواقصی دارد اما روش های طراحی جدید نشانگر آنند که سیمان کفی با وزن کم در عملیات سیمان کاری چاه های نفتی بسیاری از مشکلات را حل می کند. این عملیات را می توان با تجهیزات و پرسنل حاضر در میدان اجرا کرد. لازم به ذکر است که این نوع سیمان، از سایر روش های سبک کردن دوغاب اقتص ادی تر است. سیمان کفی علاوه بر چگالی کم، فواید متعدد دیگری نیز دارد؛ از جمله مقاومت تراکمی تقریبا زیادی که سبب وارد شدن آسیب کمتری به سازندهای حساس به آب شده، می تواند احتمال جریان حلقوی گاز را کاهش داده و قبل از اینکه زون ها هرزروی کامل را تجربه کنند امکان سیمان کاری را فراهم سازد. در این مقاله به روش های آزمایشگاهی آزمون سیمان کفی و انواع آزمایش های موجود در این زمینه خواهیم پرداخت.

تخلخل کمیتی اصلی جهت تعیین مقدار هیدروکربن درجاست. یکی از عوامل موثر در بهبود تخلخل، وجود شکستگی هاست. از این رو مطالعه و تعیین شکستگی ها نقش به سزایی در ارزیابی مقدار تخلخل و کیفیت مخازن دارد. مطالعه ی حاضر مربوط به یکی از میادین گازی حوضه ی کپه داغ در سازند مزدوران است. روند مطالعه شامل مشخص کردن شکستگی ها با استفاده از نمودار تصویری الکتریکی FMS در چاه و ایجاد نمودار VDL برای تعیین نوع غالب تخلخل و روند تراوایی است. پس از آن نتایج حاصل از دو نمودار مذکور برای تعیین مقدار تاثیر شکستگی ها بر تخلخل و تراوایی بررسی شده است. نتایج مقایسه نشان می دهد که شکستگی ها در طول چاه مورد مطالعه در سازند مزدوران، تاثیری در بهبود مقدار تخلخل و تراوایی نداشته اند.

سه روش اصلی ذخیره سازی زیرسطحی گاز طبیعی (ذخیره سازی در مخازن تخلیه شده ی هیدروکربنی، آبده1 مخزن و حفرات معادن نمکی حل شده) به طور وسیعی در سطح جهان شناخته و استفاده شده اند. اما تمامی این روش ها نیاز به شرایطی خاص دارند و به همین دلیل امروزه تلاش برای یافتن راه حل های مناسب تر ادامه دارد.
در سال های اخیر روش حفرات سنگی پوشش دار (LRC)2 جهت ذخیره سازی در مناطقی که امکان توسعه ی ذخیره سازی اقتصادی گاز با کمک روش های سه گانه ی مذکور وجود ندارد مطالعه شده و با اجرای طرح های آزمایشی موفق در سطح جهانی مورد پذیرش قرارگرفته است. با توجه به آغاز موفقیت آمیز پروژه های ذخیره سازی زیرسطحی در ایران و نیز وسعت و شرایط زمین شناسی متفاوت بخش های مختلف کشور، شناخت این روش جدید می تواند در کنار سایر روش های مرسوم ارزشمند باشد. هدف اصلی این روش ذخیره کردن گاز در فشار زیاد و عمق نسبتا کم (200-100 متری) در حفرات سنگی حفر شده ای است که با جداری مناسب پوشش داده شده اند.
فاصله ی جداری و حفره ی سنگی با بتن مسلح پر می شود و فشار گاز توسط این لایه به توده ی سنگ منتقل می گردد. حجم این مخازن می تواند با نیازهای خاص تغییر کند. در صورت مناسب بودن شرایط زمین شناسی، محل ذخیره سازی می تواند در مرکز مصرف قرار گیرد. گاز با آب زیرسطحی در تماس نبوده و در طول تخلیه نیاز به آبزدایی ندارد. به علاوه قدرت تخلیه زیاد بوده و می تواند چندین بار در سال تکرار شود.