ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 131 (اردیبهشت 1395)

در حال حاضر با توجه به رفع تحریم های ظالمانه بین المللی علیه کشور به ویژه صنعت نفت ایران و مقابله با محدود شدن سهم بازار نفت خام های ایران، شرایط اقتصادی و سیاسی دشواری در حال سپری شدن است. لذا اتخاذ سیاست های کارای اقتصاد مقاومتی، به ویژه در سطح بین المللی برای مبارزه با تکان های قیمت در بازار، امری بسیار ضروری است. در این مقاله تلاش گردیده تا همگام با سیر صعودی تحولات فناورانه در پالایش نفت خام، موضوع عرضه و تقاضا برای نفت خامهای فوق سنگین ، در قطب های اصلی عرضه و تقاضای انرژی و نیز چشم انداز های آن در آینده مورد ارزیابی قرار گیرد. علاوه براین، بهره گیری از سیر تحولات نوین در بازار نفت خام، لزوم تجدید نظر در دیدگاه ها به منظور تجزیه و تحلیل صحیح از عوامل موثر در بازار بین المللی نفت خام های فوق سنگین مورد بحث قرار گرفته است. استحصال نفت خام فوق سنگین از میادین نفتی کشور با رویکرد صادراتی برای کسب سهم جدید بازار نفت خام های صادراتی با عنایت به فقدان قدرت عرضه نفت خام های فوق سنگین ایران در کشورهایی نظیر روسیه، عربستان، امارات و کویت باید مورد توجه قرار گیرد. لذا نفت خام های فوق سنگین با API کمتر از 20 درجه می تواند به عنوان ابزاری جهت نفوذ در بازارهایی نظیر چین ،هند، ژاپن و اروپا باشد که دارای سیستم پالایشی این نوع نفت خام هستند. همچنین استفاده از نفت خاام سبک و میعانات گازی در پالایشگا ه ها به منظور تولید فراورد ه های نفتی با هدف صرفه جویی در هزینه های سرمایه گذاری از جمله رویکردهای تاثیرگذار در راستای حفظ و گسترش جایگاه ایران در بازار نفت و استفاده بهینه از تحولات در حال جریان در سطح جهانی و هم سو با سیاست های کلان اقتصاد مقاومتی است.

حضور ذینفعان مختلف با علایق گوناگون و انتظارات متفاوت در اجرای پروژه ها، از جمله مسائلی است که مدیران پروژه را در مدیریت صحیح ذینفعان با چالش جدی روبه رو می سازد. این موضوع در پروژه هایی که به دلیل گستردگی و پیچیدگی شان با سازمان ها، گروه ها و افراد متعددی در ارتباط هستند، اهمیت بیشتری پیدا می کند. پروژه هایی که در حوزه ی نفت و گاز اجرا می شود، از این دست پروژه هاست. از آنجاییکه برآورده ساختن کلیه ی انتظارات ذینفعان امکان پذیر نیست، لازم است اولویت بندی ذینفعان به روش های مختلفی صورت پذیرد. در این مقاله ضمن معرفی ماتریس علاقه_قدرت به عنوان ابزاری که ذینفعان را با توجه به قدرت تاثیرگذاری و سطح علاقه )منفعت (شان نسبت به پروژه دسته بندی می نماید، فرایند تحلیل ذینفعان در پروژه های نفت و گاز شرح داده خواهد شد. این فرایند شامل شناسایی ذینفعان، آگاهی یافتن از خواسته ها و انتظارات و تعیین استراتژی مدیریتی مناسب و متناسب با خواسته ها و انتظاراتشان می باشد.

از پیدایش و به کارگیری روش های مدیریت پروژه حدود نیم قرن سپری شده است و امروزه در طرح های صنعتی نظیر صنایع نفت، نیروگاه ها و طرح های بزرگ زیربنایی مانند ساخت پالایشگاه های نفت و گاز و صنایع پتروشیمی، استفاده ازروش ها و ساختارهای نوین مدیریت پروژه، اجتناب ناپذیر است. در این مدت، بخش اعظمی از تلاش های انجام شده در خصوص ارتقای مفاهیم مدیریت پروژه، صرف توسعه ی مدل های زمانبندی پروژه شده است. در این مقاله مسئله زمانبندی پروژه با محدودیت منابع (1RCPSP) به صورت یک مدل چند هدفه و فعالیت های چندحالته، در نظرگرفته شده است. همچنین برای جامع تر کردن مدل، تمامی روابط پیش نیازی بین فعالیت های یک پروژه نیز مورد توجه قرار گرفته است و مسئله به نحوی گسترش یافته تا در طرح های بزرگ به ویژه صنایع نفت، گاز و پتروشیمی قابل به کارگیری باشد.
در این مقاله مسئله زمانبندی پروژ ه های نفتی با محدودیت منابع (RCPSP) مدلسازی شده، با الگوریتم فرا ابتکاری کرم شب تاب 2 حل گردیده و نتایج با الگوریتم 3NSGA-II مورد مقایسه قرار گرفته است که نتایج، حاکی از عملکرد قوی این الگوریتم در حل مسائل RCPSP و مسئله چند هدفهRCPSP پیشنهادی است.

پیش بینی شرایط تشکیل و میزان رسوب ترکیبات آلی، مانند آسفالتین ها، برای جلوگیری وکاهش صدمات ناشی از آنها بسیار ضروری و کاربردی است. یکی از مهم ترین ابرازها در شناخت پدیده رسوب آسفالتین، مدل های ترمودینامیکی پیش بینی رسوب آسفالتین است. در این پژوهش از معادله حالت PC-SAFT ، برای پیش بینی میزان رسوب آسفالتین دو نمونه نفت مرده ایرانی استفاده شده است. مقدار آسفالتین نمونه های نفتی، با افزودن مقادیر مشخص از چند نرمال آلکان با روش فیلتراسیون، مشخص شده است. از یک تعادل مایع-مایع برای انجام محاسبات فازی و تقسیم بندی نمونه نفتی به یک فاز سنگین )آسفالتین( و یک فاز سبک )اشباع، آروماتیک و رزین( استفاده شده است. محاسبات نشان می دهد مدل نسبت به پارامتر برهم کنش بین اجزا حساسیت بالایی دارد. استفاده از نتایج آزمایش SARA در مشخصه سازی نفت خام به همراه معادله چو-پرازنیتس سبب بهبود نتایج پی شبینی شده می شود. همچنین نتایج نشان دهنده توانایی مناسب معادله حالت PC-SAFT ، در پی شبینی میزان رسوب آسفالتین نمونه های نفتی رقیق شده با نرمال آلکان های مختلف می باشد. میزان خطای مدل مورد استفاده کمتر از 5 درصد است و با کاهش تعداد کربن نرمال آلکان، خطای مدل کاهش می یابد.

درسال های اخیر، جهان شاهد رشد قابل توجه سهم مطالعات اکتشافی منابع غیرمتعارف هیدروکربوری بوده است. این منابع که شامل هیدرات های گازی، شیل های نفتی، شیل های گازی و... است، می تواند سهم قابل توجهی در افزایش میزان ذخایر کشورها داشته باشد. بسیاری از شیل های نفتی دنیا علاوه بر پتانسیل نفتی، آنومالی هایی از برخی عناصر کمیاب نشان می دهند که مطالعات ژئوشیمیایی این شیل ها می تواند نقش مهمی در تعیین محیط رسوب گذاری، فرایندهای تاثیرگذار بر پتانسیل های نفتی و معدنی، منشاء عناصر فلزی و غیرفلزی و همبستگی آنها با پارامترهای آلی داشته باشد. سازنده های گرو و سرگلو در منطقه قالی کوه در غرب ایران)استان لرستان( دارای ویژگی های شیل نفتی بوده و نتایج پیرولیز را کاول نشان دهنده یک سنگ منشاء خوب برای نفت با میانگین کربن آلی بالاست . نتایج آنالیز عنصری حاکی از غلظت بالای برخی عناصر در مقایسه با کلارک پوست های این شیل های نفتی است که می تواند علاوه بر پتانسیل نفتی بر ارزش معدنی و اقتصادی آنها بیافزاید. بسیاری از این عناصر دارای همبستگی بالا با پارامترهای آلی و TOC است که در رابطه ی مستقیم با رسوب گذاری مواد آلی و توانایی بالای شیل های نفتی در جذب این عناصر می باشد.

تخمین فاکتور کیفیت لرزه ای و بازیابی مقطع سری ضرایب بازتاب از اهمیت زیادی در صنعت اکتشاف نفت وگاز در زمینه تفسیر و پردازش مقاطع لرزه ای و تعیین دقیق محل تجمع منابع هیدروکربوری برخوردار است. با تخمین دقیق فاکتور کیفیت و برداشتن اثر فیلتر میرایی زمین 1 از روی مقاطع می توان وضوح تصاویر ثبت شده از مخازن را افزایش داد که این امر باعث بهبود دقت در تفسیر این مقاطع و افزایش اکتشاف منابع هیدروکربوری و کاهش ریسک حاصل از اکتشاف نادرست می شود. فیلتر وارون میرایی و واهمامیخت موجک چشمه دو روش برای بهبود تفکیک پذیری مقاطع لرزه ای و هر دو، مسائلی بحث برانگیز و بد وضع هستند. برای طراحی فیلتر وارون فاکتور کیفیت، تخمین درستی از مدل فاکتور کیفیت زمین ضروری است. با هدف رفع ناپایداری و عدم قطعیت مدل فاکتور کیفیت تخمین زده شده، مسئله تخمین فاکتور کیفیت و بازیابی سری ضرایب بازتاب به صورت یکتا فرمول بندی شده، با استفاده از الگوریتم تعقیب تطابق متعامد حل گردیده و مقطع فاکتور کیفیت و سری ضرایب بازتاب به صورت همزمان تخمین زده شده است. این الگوریتم ردلرزه را با استفاده از کمترین تعداد موجک های ناپایای یک دیکشنری به موجک های سازنده آن تجزیه می کند. این دیکشنری از موجک های چشمه که به ازای زمان های انتشار و بازه ای از مقادیر فاکتور کیفیت متفاوت تضعیف شده اند، ساخته شده است. فیلتر وارون فاکتور کیفیت به صورت پایدار و با همامیخت موجک چشمه با سری ضرایب بازتاب تخمین زده شده بر مقطع اولیه پیاده سازی شده است که نتیجه آن بهبود تفکیک پذیری مقطع در اثر حذف اثر موجک چشمه و فیلتر میرایی زمین است. بررسی نتایج حاصل از به کارگیری این الگوریتم بر روی داده مصنوعی و میدانی موید عملکرد دقیق آن در مقایسه با روش مرسوم نسبت طیفی است.

پس از مراحل اولیه و ثانویه تولید، هنوز بخش زیادی از نفت درون حفرات سنگ مخزن به علت نیروی مویینگی بالا باقی مانده است که برای تولید آن استفاده از روش های ازدیاد برداشت ضروری است. به این منظور می توان از مواد فعال سطحی )سورفکتانت( استفاده نمود. از جمله راه های بررسی انجام این کار در مخازن نفتی، شبیه سازی فرآیند سیلاب زنی با سورفکتانت است. تزریق سورفکتانت به مخزن به دو صورت پیوسته و تود های انجام می پذیرد.
در این مقاله از شبیه ساز اکلیپس استفاده گردید و با استفاده از داده های سیال یکی از مخازن نفتی جنوب ایران، در ابتدا اثر تزریق آب به عنوان مورد پایه جهت مقایسه میزان کارایی روش سیلاب زنی با سورفکتانت در یک مدل سنتتیک بررسی شد. سپس غلظت های مختلف سورفکتانت در سیلاب زنی تزریقی به مخزن به صورت پیوسته بر روی مدل اجرایی گردید که در حالت سیلاب زنی پیوسته با غلظت 3 درصد وزنی، ضریب بازیافت نفت 92 درصد حاصل گردید. همچنین ضمن مقایسه روش تزریق توده ای، میزان ضریب بازیافت نفت و دبی تولیدی آب و نفت در غلت های مختلف با یکدیگر مقایسه شد.

امروزه روش های فرازآوری مصنوعی 1 به عنوان روش های کارآمد و مقرون به صرفه نقش ویژه ای در نگهداشت و یا افزایش تولید از میادین نفتی دنیا ایفا می کنند. در این میان، فرازآوری با گاز 2به دلیل انعطاف پذیری بالا نسبت به شرایط گسترده عملیاتی و سادگی نصب، راهبری و خدمات نگهداشت، همواره یکی از گزینه های برتر انتخابی برای روش های بهبود برداشت از میادین دنیا ارزیابی می گردد. یکی از چالش های راهبری سامانه فرازآوری با گاز پس از نصب بر روی چاه، بهینه سازی دبی تزریق گاز جهت دستیابی به حداکثر نسبت تولید به تزریق برای چاه های میدان است. تاکنون روش های متعددی برای بهینه سازی 3دبی تزریق گاز پیشنهاد شده است. استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی 4یکی از این روش هاست و با توجه به کاربرد گسترده و نتایج قابل قبول آن در علوم مهندسی در این مطالعه مورد بررسی قرار گرفته است.
از نظر تئوری، دبی تزریق گاز 5 متناظر با بیشینه تولید نفت به عنوان دبی بهینه در نظر گرفته می شود اما با توجه به مشکلات عملیاتی، محدودیت منابع گاز و مباحث اقتصادی، این روش در صنعت مورد استفاده قرار نمی گیرد. در این مقاله معیار جدیدی برای تعیین دبی بهینه تزریق گاز به کارگرفته شده است که علاوه بر افزایش تولید، معیارهای اقتصادی را نیز در برمی گیرد.
بر اساس نتایج به دست آمده از مدل توسعه یافته با استفاده از هوش مصنوعی برای چاه های یکی از مخازن نفتی ایران، مشخص گردید که مدل پیشنهادی، سریع و دقیق بوده و ممی تواند کارشناسان را از صرف وقت زیاد برای شبیه سازی چاه جهت تعیین دبی بهینه تزریق گاز بی نیاز سازد. همچنین دبی تزریق به دست آمده با این مدل، هم زمان از نظر اقتصادی نیز بهینه بوده و به کارگیری آن موجب حداکثر شدن سودآوری پروژه های فرازآوری با گاز خواهد شد.

علم ژئومکانیک در صنعت نفت و گاز از اهمیت زیادی برخوردار است. در ایران علی رغم وجود مسائلی نظیر ریزش دیواره ی چاه، وجود مخازن شکافدار، تولید ماسه و... مطالعات ژئومکانیکی اندکی انجام شده است. عوامل زمین شناسی و تکتونیکی از مهمترین عوامل تاثیرگذار در روابط و پارامترهای ژئومکانیکی هستند و با توجه به شباهت های زمین شناسی، اطلاعات ژئومکانیکی موجود در مطالعات کشورهای حوزه خلیج فارس مناسب ترین گزینه هایی هستند که در صورت فقدان اطلاعات و یا برای برنامه ریزی می توان از آنها در تکمیل اطلاعات مکانیک سنگ استفاده کرد. در این مطالعه، نتایج و روش های اتخاذ شده در زمینه ی تعیین پارامترهای مدل ژئومکانیکی در کشورهای حوزه خلیج فارس جمع آوری و تحلیل شده و امکان استفاده از این نتایج در تخمین پارامترهای مورد نیاز برای ساخت مدل ژئومکانیکی مخزن بنگستان در میدان کوپال مورد بحث قرار می گیرد.

هم اکنون اکثر میادین نفت و گاز ایران از جمله میدان نفتی پارسی، همانند بسیاری از میادین نفتی شناخته شده در جهان در فاز تخلیه به سر می برند. در سازندهای با ضریب تخلیه شدگی بالا، فشار منفذی پایین بوده و بنابراین، با انجام حفاری فراتعادلی صدمات جبران ناپذیری ناشی از هجوم سیال حفاری به سازند مخزن وارد می گردد. حفاری فروتعادلی، فشار هیدرواستاتیکی ستون سیال را کاهش داده، فشار ستون سیال درون چاه کمتر از فشار سازند می گردد. حفاری فروتعادلی به صورت تصاعدی در سرتاسر جهان رو به افزایش است و به عنوان یک تکنیک به منظور کاهش مشکلات آسیب سازند اطراف چاه و همچنین افزایش سرعت حفاری، جایگزین حفاری به روش فراتعادلی می گردد. البته باید توجه داشت که حفاری فروتعادلی در بعضی شرایط نمی تواند موفقیت آمیز باشد. یکی از این شرایط که باعث بروز مشکلات متعددی از جمله هرزروی شدید سیال حفاری و خرابی موتورهای درون چاهی می گردد، انجام هم زمان حفاری فروتعادلی و حفاری انحرافی است که نمونه بارز آن در چاه- 78 میدان پارسی مشاهده شده است. در این مقاله به بررسی این مشکلات پرداخته شده و همچنین تکنیک های موثر برای جلوگیری از مشکلات فوق و کاهش آنها ذکر گردیده است تا بتوان حفاری چاه را ایمن و طبق برنامه پیش برد.

هدف از این مطالعه بررسی محیط رسوبی سازند گرو با استفاده از داده های ژئوشیمیایی در چاه های M1، M2 واقع در جنو بغربی لرستان و چاه D1 در فروافتادگی دزفول شمالی است. بدین منظور تعداد 55 نمونه سنگ منشا گرو توسط دستگاه راک اول 6 مورد آنالیز قرار گرفتند. در این مطالعه با کمک روش پیرولیزی و مقادیر TOC، Tmax و S2 حاصل از این روش، محیط رسوبی سازند مورد اشاره به دو بخش A و B تفکیک شد. بخش A برخلاف بخش Bکه دارای TOC و S2 پایین تر است، توان تولید هیدروکربن بیشتری دارد و مرتبط با زمان پیشروی دریاست. نمودار تغییرات HI در برابر Tmax نشان می دهد که محتوای کروژن این سازند دارای پراکندگی وسیعی است و عمدتا دارای کروژن نوع II/III می باشد. مجموع این مطالعات نشان می دهد که شرایط رسو بگذاری سازند گرو یکنواخت نبوده است. بر طبق نمودار HI در برابر OI و نیز نمودار HI در برابر TOC ، گسترش رخساره سازند گرو در محدوده وسیعی قرار دارد و یکنواخت نبودن شرایط رسوب گذاری حوضه را نشان می دهد. همچنین براساس تغییرات محسوس HI نسبت به عمق می توان چندین دوره پیشروی و پسروی دریا را در دوره رسوب گذاری سازند گرو مشاهده نمود. با توجه به نمودار HI در برابر TOC و شرایط رسوب گذاری، می توان نتیجه گیری نمود که سازند گرو در تولید نفت، به خوبی ایفای نقش نموده است.