ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 143 (خرداد 1396)

پاسخ به سوال «نفت کجا یافت می شود؟» هدف همیشگی اکتشافگران بوده است. از همین رو در دهه های اخیر متخصصان حوزه اکتشاف سعی نموده اند که پاسخی مناسب به آن بدهند. در اواسط دهه 1950 چند متخصص زمین شناسی پاسخی متفاوت و بسیار حیاتی به این سوال داده اند و منشا نفت را از منظری فلسفی در« اذهان اکتشافگران» دانسته اند. این متخصصان عنوان نموده اند که اکتشاف نفت بسیار به ایده ها و خلاقیت ذهنی اکتشافگران وابسته است و این توانایی خلاقیت در بخش اکتشاف مواد هیدروکربوری را وابسته به مهارت تصویرسازی افراد دانسته اند. در این مقاله تلاش شده است تا علاوه بر تبیین اهمیت موضوع تفکر خلاق، به معرفی مختصر مهارت هایی در سطوح فردی و گروهی پرداخته شود که باعث ارتقا این توانمندی در افراد و تیم ها و در مراحل مختلف اکتشاف می شوند. در سطح فردی با ارتقا توانمندی تصویر سازی از طریق نقشه خوانی، یادگیری طراحی و نقاشی و تجسم مدل سه بعدی مخازن و در سطح تیمی با روش های طوفان فکری، تفکر موازی، تفکر جانبی، تلفیق نامتناجس ها (گردش تخیلی)، الگوهای جزئی اکتشافی و تفکر انعکاسی (نقشه ذهنی) می توان به بهبود فرآیند اکتشافگری نفت و گاز دست پیدا کرد. در انتهای این مقاله به دسته بندی به کارگیری این روش ها در سطوح و مراحل مختلف اکتشاف پرداخته شده است.

بسیاری از کشورهای صاحب منابع نفت و گاز، دارای شرکت های عملیاتی (اکتشاف و تولید) دولتی هستند. برخی از این شرکت ها برخلاف بسیاری دیگر، از بدو تاسیس تاکنون، رشد قابل توجهی در ابعاد فنی، مالی، حقوقی، تجاری، فناوری و مدیریتی که موردنیاز یک شرکت اکتشاف و تولید بین المللی است، داشته اند. شرکت نفت استات اویل نروژ از ابتدای امر کاملا دولتی و با توانمندی بسیار کم در صنعت نفت و گاز در سال 1972 تاسیس شد. اما بعد از طی دوران اولیه خود، در سال 1974 به عنوان شرکت غیرعامل و شریک IOC برتر زمان خود شد. پس از طی این مرحله در سال 1978، به عنوان شرکت عامل پیمان نامه سرمایه گذاری مشترک قرار گرفت که نسبت به مرحله قبل به توانمندی های بیشتری نیاز داشت. پس از پشت سر گذاشتن موافقت آمیز این دو مرحله، در سال 1985 از دولت، استقلال مالی پیدا کرد و در سال 2001 بخشی از آن در بهابازار واگذار شد. شرکت استات اویل در حال حاضر به 35 کشور دنیا صادرات خدمات فنی و مهندسی دارد و در میدان های مختلف در سراسر دنیا، عملیات اکتشاف و تولید انجام می دهد. در این مقاله تمام مراحل رشد شرکت استات اویل و عوامل رشد آن در 5 دوره تاریخی توضیح داده شده است.

امروزه مدیریت یکپارچه ی زنجیره ی تولید و پالایش محصولات هیدروکربوری به عنوان یکی از پیچیده ترین زنجیره های صنعتی، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این میان تدوین و اجرای «نسل جدید قرار داد های نفتی ایران»، با اهدافی نظیر بهره گیری از ظرفیت پیمانکاران داخلی در اجرای پروژه های نفتی، استفاده حداکثری از ظرفیت سازندگان داخلی برای تامین تجهیزات و کالای مورد نیاز، انتقال و ارتقای فناوری و همچنین با هدف تاسیس و تقویت ظرفیت های مدیریتی و فناوری در کشور، فضای نوینی را پیش روی شرکت های ایرانی و شرکت های بین المللی متقاضی فعالیت در حوزه ی اکتشاف و تولید قرار داده است. از این رو با توجه به گستردگی و پیچیدگی فعالیت در این فضای چالش بر انگیز، این شرکت ها تلاش نموده اند تا به سمت شناسایی الزامات تعیین شده در حوزه های مدیریت و رهبری، مالی و ستادی و همچنین حوزه های فنی و تخصصی گام بردارند و بتوانند با تلاشی مضاعف، چالش های پیش رو در این فضا را به شکل موثرتری مدیریت نمایند.
با توجه به اهمیت شناسایی ابعاد مختلف فضای اکتشاف و تولید و نیاز به استقرار فرایند های اساسی این حوزه در یک سازمان، ضروری است تا با الگوگیری از تجارب موفق شرکت های بین المللی، فاکتورهای اساسی جهت تبدیل شدن به یک شرکت موفق اکتشاف و تولید را شناسایی کرد. از این رو در این مقاله تلاش شده است تا با تحلیل تفاوت های موجود در حیطه ی فعالیت شرکت های E&P با سایر شرکت های پیمانکار عمومی و یا شرکت های ارائه دهنده ی سرویس، فرآیندهای اصلی و تاثیرگذار در این حوزه را شناسایی نموده و یک مدل اجرایی جهت موفقیت در این حوزه را معرفی کرد.

به منظور شناسایی رخساره ها و بررسی محیط های رسوبی سازند تیرگان در بخش غربی حوضه کپه داغ، یک برش چینه شناسی در شمال غرب بیگان انتخاب و مطالعه شده است. سازند تیرگان در این برش 761 متر ستبرا دارد و از سنگ آهک، سنگ آهک های اائیددار و سنگ آهک های اربیتولین دار ضخیم تا متوسط لایه و مقدار کمی مارن تشکیل شده است. مطالعه 400 مقطع نازک نشان می دهد که این نهشته ها در چهار کمربند رخساره ای پهنه جزر و مدی، تالاب، سد و دریای باز کم عمق در یک پلت فرم کربناته تشکیل شده اند.

در این مقاله سعی شده که با استفاده از نمودارهای لیتولوژی، اطلاعات تکمیل چاه و داده های لرزه ای چاه های میدان آغاجاری، یک روند مهاجرت مارن و نمک در ستیغ میدان را پیش بینی نمود. برای قابل تشخیص بودن این روند ابتدا سرعت لیتولوژی های مختلف توسط روش ریگراسیون با استفاده از معادلات چندمتغیره خطی برای سازند گچساران در کل این میدان به دست می آید. این معادلات با استفاده از داده های چاه به دست آمده است و به کمک آنها سرعت هر لیتولوژی محاسبه می گردد. درصد لیتولوژی های مختلف که از نمودارهای گرافیکی حاصل می شود یکی از عوامل کمک کننده به پیش بینی مهاجرت است. همچنین، نمودارهای سرعت بر حسب درصد لیتولوژی های مختلف می تواند در یافتن این روند کمک شایانی کند. در پایان نیز با استفاده از حرکت نمک و مارن یک طرح کلی از این مهاجرت نشان داده می شود. علاوه بر این، در این مقاله مطالعه ای روی نحوه به وجود آمدن میدان پارس جنوبی در حوضه خلیج فارس و اینکه گنبدهای نمکی چه تاثیری روی تکتونیک این میدان داشته، انجام شده است

در این مقاله وارون سازی سه بعدی داده های گرانی برای تعیین مدل های توزیع سه بعدی جرم زیرسطحی به روش زمین آماری کوکریجینگ بررسی شده است. سطح زیرین در ناحیه برداشت داده های گرانی به تعداد زیادی مکعب با ابعاد و موقعیت معلوم تقسیم شده است. تباین چگالی مجهول هر یک از این مکعب ها به عنوان پارامتری که باید تخمین زده شود، تعریف شده است. از آنجا که این نوع واون سازی از نوع تصادفی به شمار می آید، تابع هدف به کار برده شده شامل ماتریس کواریانس گرانی و ماتریس کواریانس چگالی برای در نظر گرفتن عدم قطعیت به ترتیب در داده ها و پارامترهاست. علاوه بر آن، از ماتریس وزن دهی عمقی به منظور جلوگیری از انقباض توده به سمت سطح نیز استفاده شده است. برای وارون سازی رابطه وارون از گرادیان مزدوج پیش شرط استفاده شده است. برنامه کامپیوتری به زبان متلب نوشته شده و این برنامه روی یک مدل مکعبی به عنوان مدل مصنوعی آزمایش شده است. نتایج از جهت چگالی و موقعیت در تطابق خوبی با مدل مکعبی است. در انتها، داده های گرانی برداشت شده در منطقه دهنو واقع در منطقه فارس ساحلی با استفاده از برنامه وارون سازی مذکور برگردان و مدل سازی شده اند. نتایج وارون سازی، حضور گنبد نمکی در این منطقه را که در پیش بینی زمین شناسان آمده بود، تایید نمی کند.

یکی از عمده ترین مشکلات موجود در عملیات لرزه نگاری، عدم دریافت اطلاعات با کیفیت قابل قبول می باشد. دلایل متعددی باعث بروز این پدیده در حین انجام عملیات می گردد که از آن بین، پیچیدگی ساختار تحت الارضی منطقه و لیتولوژی رخنمون سازندهای زمین شناسی، قابل ذکر است. وجود گسل های متعدد، شیب زیاد لایه ها و سازندهای سطحی با لیتولوژی سست و غیر متراکم، با ایجاد پدیده هایی همچون پراش، جذب انرژی و منطقه سایه دریافت انرژی، باعث کاهش کیفیت و یا عدم دریافت امواج بازتابی می گردند.
در برداشت سه بعدی داده ها در این مناطق با الگوی گسترش یافته نامتقارن، اطلاعات بیشتری از یک عمق معین در دورافت های متفاوت حاصل می شود. این امر موجب شده تا کمبود اطلاعات دریافتی ناشی از وجود موانع موجود ساختاری و زمین شناسی جبران شود.

پیش بینی رفتار نمودارهای عملکرد جریان در مخازن کربناته پس از به کارگیری روش شکاف اسیدی به علت انحلال ناهمگون و الگوی نامتوازن حکاکی1 کار دشواری است. درک اینکه پارامترهای مهم در طراحی شکاف اسیدی چه تغییری روی نمودارهای عملکرد جریان ایجاد می کنند، اهمیت ویژه ای دارد. در این پروژه سعی شده است که ابتدا پارامترهای موثر شکاف اسیدی که بر رفتار نمودارهای عملکرد جریان اثر می گذارند را مشخص کرده، سپس به آنالیز رفتار این نمودارها پرداخته شود. برای این منظور ابتدا بهینه سازی طراحی شکاف اسیدی توسط یک شبیه ساز شبه سه بعدی انجام شده و سپس اثر هر کدام از پارامترهای تزریق مثل نرخ جریان، حجم سیال، زمان تماس، نوع اسید و تزریق ترکیبی که در بهینه سازی مدل هندسی شکاف موثر بوده، مورد بررسی قرار گرفت. برای بررسی اهمیت هندسه شکاف و پارامترهای تزریق روی نمودار های IPR از شبیه ساز Prosper استفاده شده است. داده های هندسی و هدایت پذیری بدون بعد شکاف به عنوان داده اشتراکی از مدل هندسی شکاف انتخاب شده سپس آنالیز رفتاری نمودار های عملکرد جریان انجام می شود. لازم به ذکر است بیشترین تاثیر در بهبود رفتار نمودارهای عملکرد جریان توسط نوع اسید تزریقی است که به علت ضریب نفوذ و حکاکی بیشتر سطح حاصل شده است. نتایج نشان داده که با افزایش مدت زمان تماس اسید با سطح شکاف، هدایت پذیری بیشتری به دست می آید ولی طول حکاکی شده شکاف به علت افزایش سستی سطح در طول شکاف کاهش یافته و باعث کاهش دبی تولیدی و تغییر منفی نمودارهای عملکرد جریان می شود.

تخمین ضریب انتقال حرارت در واحد های بستر سیال شده یکی از فاکتورهای مهم طراحی است و به تخلخل بستر وابسته است. این امر مطالعه مدل های موجود جهت تخمین تخلخل بستر را برای محاسبه پارامترهای مهم ضروری می نماید. دراین پژوهش ترکیب دو مدل [1] Davidson & Harrison و [2] visser& valk براساس رژیم جریانی حاکم بر بستر سیال شده در نواحی ذره ای و حیاتی مورد مطالعه قرار گرفته و برای تشخیص میان این دو ناحیه از معیار etal [3] Gibilaro استفاده شده است. روش مذکور با نتایج آزمایشگاهی بسترهای سیال شده مقایسه شده و نتایج حاصله رضایت بخش بوده است. این روش به نوع سیستم گاز وابسته نبوده و برای هر نوع بستر سیال شده ای کاربرد دارد. در این پژوهش یک مدل جامع جدید جهت تخمین ضریب انتقال حرارت که اصطاحا مدل Martin [4] می باشد ارائه گردیده است. در این مدل در ناحیه جریان آرام، حرکت ذرات و تماس سیال با سطح انتقال حرارت تداخل داشته و ترکیب مولفه های انتقال حرارت براساس جزئی از سطح صورت می گیرد و ترکیب هر یک از این مولفه ها در آن جز مولفه برتر می باشند. در ناحیه آشفته، حرکت ذرات و تماس گاز با سطح انتقال حرارت تداخلی نداشته و ترکیب مولفه ها به طور ساده انجام می گیرد. این مدل اصلاح شده با نتایج آزمایشگاهی، مقایسه شده و خطای متوسط حاصل در حدود 5 درصد کمتر از خطای حاصل از مدل Martin می باشد.

در برنامه عملیاتی مخازن ذخیره سازی زیرزمینی، مسئله اساسی گاز پایه است چراکه گاز پایه بیشترین هزینه سرمایه گذاری را در در بر می گیرد. تراکم پذیری دلیل اصلی استفاده از گاز پایه می باشد. از آنجایی که همه ی گازها قابلیت تراکم پذیری دارند پس می توان در راستای کاهش هزینه های سرمایه گذاری، بخشی از گاز پایه را با یک گاز ارزان تر مانند گازهای خنثی جایگزین کرد. به عنوان مثال، طبق گزارش موسسه انرژی آمریکا هزینه جداسازی و انتقال هر هزار فوت مکعب نیتروژن و دی اکسید کربن به ترتیب 8/0 و 1 دلار می باشد در حالی که قیمت هر هزار فوت مکعب گاز طبیعی 35/3 دلار است. مسئله مهم در این فرایند این است که از گازی استفاده شود که اختلاط بین گاز پایه جایگزین شده و گاز طبیعی به حداقل ممکن برسد تا باعث تحت تاثیر قرارگرفتن کیفیت گاز طبیعی تولیدی نگردد. لذا در این مقاله با هدف امکان سنجی جایگزینی گاز پایه با گاز خنثی، با کمک نرم افزار Petrasim به بررسی استفاده از گاز N2 و CO2 به عنوان جایگزین گاز پایه و پارامترهای اثر گذار مخزنی بر روی اختلاط پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که سناریو جایگزینی باید به نحوی انتخاب شود که به گاز خنثی امکان جدایش ثقلی در جهت کاهش اختلاط داده شود. لذا بهتر است از سناریوی تزریق غیر هم زمان با تولید جهت جایگزینی استفاده شود. استفاده از گاز CO2 به عنوان گاز پایه، به دلایل ضریب نفوذ کمتر، چگالی بالاتر و داشتن رفتار فوق بحرانی در شرایط فشاری و دمایی مخازن و کمک به جدایش ثقلی بیشتر، بالاتر بودن ویسکوزیته و در نتیجه، پایدارتر بودن سطح مشترک متان-گاز خنثی در هنگام تولید و قابلیت انحلال CO2 در آب در مقایسه با گاز N2 موجب اختلاط کمتری می شود. اختلاط دارای رابطه مستقیم با دما و رابطه عکس با فشار مخزن می باشد. افزایش تراوایی موجب افزایش اختلاط و افزایش تخلخل موجب کاهش آن می شود. با توجه به نتایج می توان گفت که طرح جایگزینی گاز پایه با گاز خنثی باید در مخازنی صورت گیرد که از نظر شرایط دمایی و فشاری به شرایط بحرانی گاز CO2 نزدیک تر بوده و دارای تراوایی خیلی بالا و تخلخل پایین نباشد.