ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 115 (شهریور 1393)

اجرای پروژه های نفت وگاز در یک منطقه علاوه بر مزایایی که در ابعاد منطقه ای، ملی و بین المللی داراست، معایبی نیز در ابعاد مختلف ممکن است به همراه داشته باشد. در اغلب موارد، در امکان سنجی پروژه های نفت و گاز فقط مباحث فنی و اقتصادی موضوع مورد توجه قرار می گیرد و به تاثیرات زیست محیطی، اجتماعی و فرهنگی انجام پروژه، توجه چندانی نمی شود. اما آنچه اهمیت بالایی دارد آن است که توسعه در راستای توسعه پایدار صورت گیرد، یعنی انجام یک پروژه به گونه ای باشد که در کوتاه مدت و بلندمدت، بیشترین مزایا و کمترین مضرات را برای اقتصاد، محیط زیست، اجتماعات، فرهنگ و... به همراه داشته باشد. در سال های اخیر، تلاش بر این بوده است که انجام ارزیابی های زیست محیطی، اجتماعی و فرهنگی، جهت انجام پروژه های صنعتی در کشور مورد توجه خاص قرار گیرد. این مقاله تلاش دارد، ضمن بیان ابعاد کلی ارزیابی های زیست محیطی، اجتماعی و فرهنگی در پروژه های نفت و گاز، مدلی را برای انجام این ارزیابی ها معرفی کرده و در انتها نیز پیشنهادهایی در رابطه با بهبود وضعیت کنونی این ارزیابی ها در صنایع نفت و گاز ارائه نماید. قطعا تربیت نیروهای متخصص مورد نیاز، ایجاد ساختارها و قوانین لازم، استفاده از تجربیات موفق در این زمینه و استفاده از نظرات صاحب نظران این عرصه در ارتقاء جایگاه ارزیابی های زیست محیطی، اجتماعی و فرهنگی موثر خواهد بود.

نفت به عنوان یک منبع عظیم انرژی، بخش مهم و عمدهای از تقاضای انرژی جهان را در یکی دو قرن اخیر تامین کرده است. سیاست گذاران کلان اقتصادی کشور نیز به ویژه پس از پیروزی انقلاب شکوهمند اسلامی و با در دست گرفتن مدیریت اداره صنعت نفت، همواره توجه ویژه ای به این بخش مهم از اقتصاد کشور داشته و این مقوله در برنامه های توسعه ای هم جایگاه مشخصی را به خود اختصاص داده است، به طوریکه اهداف معینی در این برنامه ها برای بخش نفت مشخص شده که اهم آنها را میتوان تلاش در راستای افزایش میزان تولید نفتخام با هدف حضور جدیتر در عرصه ها و بازارهای جهانی و بهره مندی کشور از مزایای درآمدهای نفتی دانست. در این مقاله به بررسی وضعیت تولید نفت و جایگاه ایران در تولید این منبع مهم در جهان پرداخته شده است.

کشور عربستان سعودی سندی را برای توسعه و ارتقای بخش نفت وگاز خود در بخش بالادستی ارائه داده است که در آن، چالش ها، اهداف راهبردی، حوزه های هدف فناوری و ماموریت ها تشریح شده است. به بیان دقیق تر، گزارش تولید شده، ارائه دهنده استراتژی تحقیق و توسعه در کشور عربستان سعودی برای 20 سال آینده است. حوزه های هدف فناوری براساس تحلیل نقاط قوت-ضعف، فرصت- تهدید1 تعریف و جهت اطمینان از اجرایی شدن این استراتژی، نظامی به منظور پایش مراحل اجرایی و همچنین بروزکردن متناوب آن طراحی شد. تمامی مولفه های این استراتژی در راستای خلق ارزش در عربستان و با چشم اندازی که برتری و شایستگی تکنولوژیکی در کشف و تولید هر قطره از نفت و گاز را با رویکردی متناسب با محیط زیست دنبال می کند، تعیین شدند. به طور مشخص، این طرح، روی 11 فناوری پیشرفته و راهبردی اولویت دار تمرکز کرد. نکته مهم این گزارش، ارائه پارامترهایی با عنوان نوآوری های راهبردی جهت اجرای هرچه بهتر این برنامه در دستیابی به اهداف تعیین شده است. در این مقاله، با مروری بر مولفه های کلیدی استراتژی تکنولوژی عربستان، نوآوری های راهبردی مورد مطالعه قرار گرفته است.

در فصل اول مقاله، نویسندگان، چگونگی مذاکره این قراردادها از ابتدا تا زمان تهیه و نهایی کردن پیشنویس قرارداد و نکاتی که در پیشنویس باید مورد توجه قرار گیرد را توضیح میدهند. آنچه از نظر نویسندگان در درجه نخست اهمیت قرار دارد، این است که مذاکره کننده دارای استراتژی برای مذاکرات باشد و معامله با طرف مقابل را بر اساس استراتژی تعیین شده به پیش ببرد. در چنین استراتژی ای، طرف معامله باید موضع خود در خصوص قیمت گاز در قرارداد و نیز دیگر شروط و مقررات قراردادی را به طور واضح تعریف کرده و طرف مقابل را نیز در جریان آن بگذارد تا از ابتدا طرفین با رویکردی مشخص مذاکرات خود را شروع نمایند. همچنین مهم است که طرف قرارداد از ابتدا روشن نماید که آیا عقد قرارداد با طرف مقابل یک ضرورت است یا اینکه جایگزین نهایی نیز وجود دارد. در این صورت وظیفه مذاکره کننده در مقابل طرف مقابل روشن تر خواهد بود. در جلسات مذاکره، آنچه اهمیت دارد پافشاری بر مواضع از پیش تعیین شده ضمن داشتن انعطاف و برخورد مثبت با پیشنهادهای طرف مقابل است. در نهایت، طرف قرارداد باید اولویت های خود را بر اساس اهمیت، درجه بندی نماید تا در صورت لزوم بتواند از بخشی از آنها چشم پوشی کند. در نهایت، طرف معامله باید به خود قرارداد هم همانند مذاکرات اهمیت بدهد و در تدوین آن، کوشش نماید تا ماحصل مذاکرات در آن گنجانده شود. این امر مستلزم توجه کافی طرف قرارداد به موضوع تهیه پیش نویس قرارداد و عدم واگذاری آن به اشخاص غیر کارشناس یا کسانی است که از محتوای مذاکرات اطلاع دقیق و عمیق ندارند. در قسمت دوم، اصول قیمت گذاری گاز و روش های آن مورد تجزیه و تحلیل نویسندگان قرار گرفته است. در این قسمت سعی شده خوانندگان، دورنمایی کلی از نحوه قیمت گذاری گاز و روش های مختلف آن داشته و با اجزاء فرمول قیمت در قرارداد گاز آشنا شوند.

وجود حرکات تکتونیکی اپیروژنی (Epirogeny) متعدد شاقولی در پایان پالئوسن به ویژه در فازهای زمانی مختلف ائوسن ازیک طرف و شکل جغرافیایی دیرین در بستر رسوبات دریای پیش رونده ائوسن از طرف دیگر، موجب گردیده که محیط های مختلف رسوب گذاری تکوین و رخساره های گوناگونی از ته نشست های ائوسن در زاگرس شکل گیرد. پیش روی دریای پالئوژن در زاگرس در ابتدا با نهشته های پالئوسن شروع گردیده است. ظاهرا به تدریج گسترش یافته و حوضه های وسیع تری را فرا گرفته است. در نتیجه، بعضی از محیط های کم عمق به عمیقتر تبدیل و گاهی رخساره های قاره ای به رخساره های حاشیه ای - شلف تبدیل شده است. در زاگرس، بدون در نظر گرفتن ابعاد تغییرات ناحیه ای رخساره ها، ردیف های ترشیری را می توان به دو بخش جدا تقسیم کرد؛ یکی ترشیاری پیشین به سن پالئوسن تا میوسن پیشین و دیگری ترشیاری پسین به سن میوسن پیشین تا پلیوسن و جوانتر. در ترشیری پایینی دو چرخه رسوبی قابل شناسایی است: چرخه رسوبی جهرم به سن پالئوسن تا ائوسن میانی و چرخه رسوبی آسماری به سن الیگوسن تا میوسن پیشین. ترشیاری بالایی نشانگر ردیف پسرونده ای به نام چرخه رسوبی فارس است که سن میوسن پیشین تا پلیوسن را دارد. نام سازند جهرم از کوه جهرم واقع در جنوب شهرستان جهرم(حدود 200 کیلومتری جنوب شرقی شیراز) اقتباس شده است.جنس این سازند از سنگ آهک دولومیتی و دولومیت به رنگ خاکستری تا قهوه ای خاکستری، قهوه ای و گاهی نخودی رنگ است.کربنات های دریایی کم عمق سازند جهرم بر روی نواحی بسیار کم عمق حوضه زاگرس ته نشست شده است. در ائوسن میانی، همزمان با رویداد پیرنئن، باپسروی دریا نواحی سکویی جهرم از آب بیرون آمده و تنها در مناطق مرکزی ناوه ها(ناوه لنگه و ناوه خوزستان)، رسوب گذاری سازند پابده ادامه داشته است. بدین ترتیب، چرخه رسوبی جهرم با یک ناپیوستگی فرسایشی خاتمه یافته است.

در این مقاله از وارون سازی ترکیبی(فرآیند ساخت چاه مصنوعی بر اساس الگوریتم بهینه سازی سراسری و در ادامه، وارون سازی مقاومت صوتی) و اعمال وارون سازی فیزیکسنگی بر روی نتایج آن برای تخمین تخلخل و اشباع هیدرات های گازی و همچنین گاز آزاد موجود در زیر آنها در یکی از ساختارهای دریای عمان استفاده شده است. این روش، اطلاعات جامعی راجع به غلظت هیدرات گازی و گاز آزاد در تمامی زون های حاوی آن و همچنین، تخلخل ارائه می نماید. بر اساس مطالعات کمی در یکی از ساختارهای دریای عمان، میزان اشباع هیدرات گازی به 30% و میزان اشباع گاز آزاد به 5% می رسد.

علم شبیه سازی حوضه رسوبی یکی از علوم جدیدی است که طی چند دهه اخیر پا به دنیای نفت گذاشته است. این علم به منظور اکتشاف هرچه بیشتر هیدروکربن در اعماق زمین، مناطق و پارامترهای ناشناخته زمین شناسی مورد استفاده قرار می گیرد. علم شبیه سازی حوضه رسوبی در مقیاس های متفاوت و با اهداف گوناگون به کار می رود. مدل سازی چینه ای حوضه های رسوبی یکی از شاخه های مدلسازی حوضه رسوبی است که در پاسخ دادن به بیشتر سوالات و ابهامات زمین شناسان نفت موثر است. تعداد تله های چینه ای هیدروکربن در ایران و میزان هیدروکربن موجود در آنها قابل توجه است اما اکتشاف محل و موقعیت آنها با مشکلات زیادی همراه است. مدل سازی چینه ای می تواند پارامترهای نامطمئنی مانند ستون چینه شناسی، میزان فرسایش، نرخ رسوب گذاری، میزان فرونشستگی حوضه، آرایش تله های چینه ای و... را با دقتی مطلوب محاسبه کند. تکتک پارامترهای ذکر شده، تاثیر مستقیم در تولید هیدروکربن و نحوه مهاجرت و به دام افتادن آن در طول زمان زمین شناسی دارد.

حفاری چاه های جهت دار، علیرغم آنکه متاثر از شرایط عملیاتی است، اما در آن، انتخاب مسیر مناسب بسیارحائز اهمیت است. یکی از شاخصه های مهم در انتخاب این مسیر، کمتر بودن میزان درگ و گشتاور اعمالی به رشته حفاری است. این مهم به ویژه در چاه های با دسترسی گسترده و یا چاه های افقی بیش از پیش نمایان می شود چرا که هر چه میزان درگ چاه با رشته حفاری کاهش یابد، امکان حفاری در حالت بدون چرخش رشته حفاری(سریدن) بیشتر میگردد. به ویژه آنکه استفاده از تکنولوژی های جدید مستلزم صرف هزینه بیشتر است. در این مقاله، بهینه کردن مسیر یک چاه جهت دار با اولویت کمتر بودن میزان درگ و گشتاور اعمالی به رشته حفاری مورد بررسی قرار می گیرد. بدیهی است هرچه میزان درگ کمتر شود، امکان اعمال وزن بیشتر بر روی مته و به تبع آن، سرعت حفاری افزایش پیدا می کند. جهت بهینه کردن مسیر حفاری از الگوریتم زنبور عسل مصنوعی استفاده می گردد. در این روش، با انتخاب عمق اندازه گیری شده ی نهایی به عنوان تابع هدف و دخالت پارامترهای مسیر نظیر شدت سگدست و زاویه نهایی چاه و تاثیر این پارامترها بر روی درگ اعمالی به رشته حفاری، مسیر بهینه در دو حالت کوتاه ترین مسیر و کوتاه ترین مسیر با توجه به کمترین درگ اعمالی به رشته حفاری انتخاب می گردد. لزوم رسیدن به نقطه هدف در چاه های جهت دار مساله را به یک مساله مقید تبدیل می کند، نکته قابل توجه در روند بهینه سازی، آن است که محدودیت های عملیاتی را نیز می توان به عنوان قید در نظر گرفت و از این روش برای الگوهای مختلف چاه های جهت دار استفاده کرد.

مهمترین مزیت فرآیند تزریق گاز به کمک ریزش ثقلی(GAGD)، استفاده از جدایش ثقلی ایجاد شده بین گاز تزریقی و نفت مخزن می باشد که به عنوان یک نقطه ضعف در فرآیند های مرسوم تزریق گاز همچون تزریق گاز پیوسته و تزریق متناوب آب و گاز به شمار می رود. بزرگترین مخازن ایران، مخازن شکافدار هستند. این مخازن عمدتا نفت دوست و دارای ترشوندگی مخلوط بوده و بیش از 30 میلیارد بشکه نفت را در خود جای داده اند. تحقیق حاضر بر روی یکی از مخازن شکافدار ایران صورت گرفته و هدف آن، بررسی اثرات پارامترهای دبی تزریق گاز، عمق تکمیل چاه های تزریقی، موقعیت چاه افقی تولیدی و طول چاه افقی تولیدی در فرآیند تزریق گاز به کمک ریزش ثقلی در مخازن شکافدار است. در این مطالعه مشخص شد که فرآیند تزریق گاز به کمک ریزش ثقلی به میزان دبی تزریقی حساس است، به طوری که هرچه دبی تزریقی از مقدار دبی بهینه بیشتر شود، میزان بازیافت نفت کاهش خواهد یافت. همچنین، فرآیند تزریق گاز به کمک ریزش ثقلی، مستقل از عمق تکمیل چاه های تزریقی بوده و این پارامتر بر میزان بازیافت نفت تاثیر خاصی نداشت. هرچه چاه افقی تولیدی در این فرآیند در ناحیه پایین تری از مخزن تکمیل گردد، ضریب بازیافت نفت بالاتر می رود. همچنین، با افزایش طول چاه افقی، تولید نفت بیشتر می شود.

کاهش منابع هیدروکربوری معمول و افزایش تقاضای انرژی، باعث گرایش به توسعه منابع گازی غیرمعمول شده است. از این رو، فعالیت های تحقیقاتی برای تولید گاز از رسوبات هیدرات گاز طبیعی گسترش یافته است. اگرچه مخازن هیدرات گاز طبیعی نسبت به مخازن گازی معمول درحال حاضر به عنوان منابع اقتصادی تولید گاز، توسعه نیافته اند، اما این احتمال وجود دارد که در آینده نه چندان دور به منابع ارزشمندی برای تامین انرژی تبدیل شوند. هیدرات های گازی در شرایط مختلف زمین شناسی مانند رسوبات بستر دریا و برخی مناطق قطبی وجود دارند. در کشور ما در دریای عمان، مخازن هیدرات گازی ای وجود دارد که در فاز اکتشاف قرار دارند و عملیات تولید در آن ها صورت نپذیرفته است. هم اکنون، متخصصان کشور درحال بررسی ابعاد، میزان ذخیره و سایر مسائل مربوط به اکتشاف این مخازن می باشند که امید است در سال های آتی انجام این فعالیت ها به تولید از این ذخایر با ارزش منجر شود. در این تحقیق شرایط و عوامل موثر بر بازیافت گاز از مخازن هیدرات گاز طبیعی مورد ارزیابی قرار گرفته است. رفتار تولید در مخازن هیدرات گازی با رفتار تولید مخازن گازی معمولی متفاوت است. نرخ دبی گاز در مخازن گازی بیشتر از مخازن هیدرات گازی است، اما دوره تثبیت تولید در آن کوتاه تر است. با افزایش دبی گاز، به طور کلی تولید آب در مخازن هیدرات گازی بیشتر از مخازن گازی خواهد بود. کاهش فشار، تحریک گرمایی و تزریق بازدارنده، سه روش شناخته شده برای تولید گاز از مخازن هیدرات گاز طبیعی به شمار می رود. روش دیگر که روشی جدید به حساب می آید، ایجاد فرآیند جایگزینی متان-دی اکسیدکربن درون رسوبات حاوی هیدرات گازی است. از میان این روش ها، کاهش فشار از نظر مصرف انرژی بهینه تر است.

یادگیری به عنوان یکی از اجزاء اصلی رفتار هوشمندانه، توجه بسیاری از محققان هوش مصنوعی را در سال های اخیر به خود جلب کرده است و توجه به کاربرد تکنیک های یادگیری ماشین در صنعت نفت نیز به طور فزایندهای در حال افزایش است. از طرفی، امروزه اکثر مخازن بزرگ نفتی کشور در نیمه دوم عمر تولیدی خود قرار دارند و بهره دهی این مخازن به تدریج رو به کاهش است؛ بنابراین، توجه به روش های ازدیاد برداشت نفت به منظور حفظ توان تولید این مخازن ضروری است. در این تحقیق، سهم تولیدی حاصل از اعمال روش های ازدیاد برداشت که معرف مقدار اضافه تولید نفت در صورت استفاده از این روش هاست، پیش بینی شده است. به این منظور، به ازای سه فرآیند ازدیاد برداشت با استفاده از تزریق گاز دی اکسید کربن، تزریق گازهای هیدروکربوری و روش حرارتی، سه شبکه عصبی مصنوعی طراحی شده است که با استفاده از هفت پارامتر شامل خواص سنگ و سیال مخزن(تخلخل، تراوایی، گراویتی و ویسکوزیته) و نیز دما، عمق و اشباع نفت قبل از تزریق به عنوان ورودی، می تواند با دقت خوبی، سهم تولیدی حاصل از اعمال سه فرآیند مذکور را پیش بینی نماید. در نتیجه این بررسی، ضرایب همبستگی 78/0، 93/0 و 89/0 بین مقادیر واقعی و پیشبینی شده برای سه فرآیند ذکر شده به دست آمد. در انتها، جهت اعتبارسنجی و استفاده از شبکه طراحی شده، سهم مربوط به ازدیاد برداشت 27 مخزن به تفکیک روش(تزریق دی اکسید کربن، تزریق گازهای هیدروکربوری و روش های حرارتی) محاسبه شده و بر همین مبنا، بهترین روش برای هر مخزن شناسایی شد.

تاکنون مطالعات آزمایشگاهی بسیاری برای بررسی تغییر ترشوندگی و کاهش کشش سطحی به کمک روش های شیمیایی انجام گرفته است. ترشوندگی و کشش بین سطحی تاثیر زیادی روی بازده جابه جایی میکروسکوپی نفت از مخازن دارند. از این رو، تغییر ترشوندگی سنگ مخزن و کاهش کشش بین سطحی سیالات توسط سیلابزنی شیمیایی یکی از روش های مناسب برای بهبود بازیافت نفت از مخازن میب اشد. در سیلابزنی شیمیایی، مواد شیمیایی برای افزودن به سیال تزریقی و باهدف بهبود خواص مهم سیال تزریقی مورد استفاده قرار می گیرد. آزمایش ها نشان می دهد که استفاده از عوامل شیمیایی مانند سورفکتانت و نانوذرات می تواند با کاهش کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی از حالت نفت دوست به حالت آبدوست یا میانه باعث افزایش بازیافت نفت شود. در این تحقیق، آزمایش ها در میکرومدل پنج نقطه ای با اشباع اولیه نفت انجام شده است. بازده جابه جایی میکروسکوپی به کمک سیلابزنی شیمیایی در جهت ارزیابی بازده تولید نفت در اثر تزریق نانوذرات به همراه سورفکتانت و بهمنظور تغییر ترشوندگی و کاهش کشش بین سطحی مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که بازده تولید نفت با افزودن نانوذرات به سورفکتانت افزایش می یابد. بر اساس مشاهدات کمی و کیفی، استفاده از نانو ذرات به همراه سورفکتانت بازیافت نفت بیشتری نسبت به سیلاب زنی سورفکتانت دارد.