ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 82 (شهریور 1390)

کردستان عراق منطقه ای در شمال شرقی این کشور به وسعت تقریبی 48هزار کیلومتر مربع است که به لحاظ جغرافیایی در بخش شمال و شمال شرقی (در مجاورت مرز ایران و ترکیه) دارای مناطق کوهستانی و بخش جنوبی و غربی آن به صورت دشت های هموار می باشد. جمعیت منطقه کردستان عراق در حدود 5 میلیون نفر (معادل 71درصد از جمعیت کل عراق) برآورد می شود و در حال حاضر 3 استان دوهوک، اربیل و سلیمانیه تحت کنترل کردستان عراق و مرکز آن شهر اربیل می باشد. با توجه به سابقه قیام کردهای عراق علیه رژیم حزب بعث و اعلام تاسیس حکومت خود مختار اقلیم کردستان عراق که در سال 1992(بعد از جنگ عراق و کویت و وضع منطقه پرواز ممنوع در بالای خط 63درجه شمالی) حاصل شده بود؛ پس از تهاجم آمریکا به عراق در سال 2003 نیز کردستان عراق خود را برای تثبیت وضعیت مستقل آماده نمود که این امر در نهایت در سال 2005 و با تصویب و تایید دولت مستقل کردستان در قانون اساسی جدید عراق محقق گردید.

تحولاتی که در تولید گاز طبیعی غیر متعارف از سازندهای سنگ های رستی در آمریکا به وقوع پیوست، تولید این کشور را به گونه ای قابل توجه افزایش داد. واگرایی قیمت های گاز طبیعی و نفت خام سبب شده است که اخیرا روش های فنی استخراج به کار گرفته شده ذخایر گاز سنگ های رستی که تصور می شد در استخراج نفت خام بسیار مشکل و غیر اقتصادی است، در این عرصه نیز به کار گرفته شود. در واقع افزایش تولید نفت خام آمریکا در سال های 2009 و 2010 تا حدودی مدیون پیشرفت های تولید نفت خام سبک محبوس در سنگ ها است که به نفت خام سنگ رستی نیز شهرت یافته است.

افزایش روز افزون تقاضای انرژی از یک سو و پیشرفت تکنولوژی از سوی دیگر، صنعت نفت و گاز را به بهره برداری نفت و گاز از منابع فراساحلی سوق داده است. نواحی عظیمی در دریا که قبلا دور از دسترس صنایع نفت و گاز بوده اند، امروزه پروژه های فراوانی را در خود جای داده است. رشد صنایع نفت و گاز در فراساحل سوالات مهمی را در ذهن تداعی می کند. از جمله اینکه آیا این فعالیت ها بر اکوسیستم دریایی و منابع بیولوژیکی تاثیری نخواهند داشت؟
از جنبه های متفاوتی می توان به این موضوع پرداخت. برخی بر رعایت قوانین زیست محیطی در طی این فعالیت ها مطمئن هستند و برخی دیگر آینده تاریکی را برای محیطی های دریایی شامل فعالیت های نفت و گاز پیش بینی می کنند.
با در نظر گرفتن پتانسیل های بالقوه مخرب فعالیت های نفت و گاز در محیط های دریایی، قطعا قوانین زیست محیطی جامعی برای حفاظت از این محیط ها مورد نیاز است که این قوانین باید در سطوح ملی، منطقه ای و بین المللی، تدوین و اجرایی گردند و با قوانین ملی کشورها حمایت شوند. آلودگی دریایی ناشی از تولید نفت و گاز در سکوهای فراساحلی، تنها درصد کمی(1درصد) از کل آلودگی محیط های دریایی را در مقایسه با دیگر منابع آلاینده، شامل می شود (شکل1). اگرچه همیشه ریسک آلودگی به خاطر گسترش ناگهانی این فعالیت ها وجود دارد. صنعت نفت و گاز همیشه به عنوان صنعتی با ریسک بالا جهت ایجاد خسارت در محیط های فراساحل مطرح بوده است. هر بخش از فعالیت های اکتشاف و تولید می توان آلاینده باشد.
اثرات زیست محیطی فعالیت های اکتشاف و تولید در فرا ساحل از همان مراحل اولیه آغاز می شود. بسیاری از جانوران دریایی تحت تاثیر صداهای با فرکانس کم حاصل از عملیات های اکتشافی قرار می گیرند. پالس های شدید ممکن است ارگان شنوایی این حیوانات را از بین ببرد. ارزیابی های الکتریکی در عملیت اکتشاف نیز ممکن است در محیط های دریایی آسیب رسان باشد، که البته این تکنولوژی در محیط های دریایی برای عملیات لرزه نگاری هنوز رواج ندارد.
بیشترین اثرات مخرب بر محیط های فراساحل در مراحل حفاری و تولید رخ می دهد. فعالیت هایی همچون نصب سکو(شکل2)، لایرویی، خواباندن خطوط لوله در بستر دریا و ساخت تاسیسات نگهدارنده می تواند اختلالات فیزیکی شدید و انتشار مواد آلاینده مختلف به همراه داشته باشد.

بهینه سازی به دنبال یافتن بهترین مقدار قابل دسترسی از یک تابع هدف تعریف شده در یک دامنه معین از متغیرها است. تعمیم تئوری بهینه سازی و مدل های فرمول بندی مسائل بخش بزرگی از ریاضیات کاربردی را شکل می دهد.
برنامه ریزی خطی، برنامه ریزی با اعداد صحیح و مختلط، مدل های شبکه ای، برنامه ریزی غیر خطی و برنامه ریزی پویا، برخی شاخه های ریاضیات کاربردی مرتبط با بهینه سازی هستند که امروزه در مدیریت و اقتصاد کاربرد وسیعی دارند. در بسیاری از مسائل در صنعت نفت با مواردی روبه رو می شویم که نیاز به انتخاب بهترین جواب یا جوابی نزدیک به آن داریم. تمامی این مسائل در حیطه بهینه سازی قرار می گیرند. در این مقاله پس از بحثی مختصر راجع به بهینه سازی، کاربردهای آن را در زمینه های مختلف در بخش بالادستی صنعت نفت تشریح می کنیم.

همزمان با فرمان تاریخی حضرت امام خمینی (ره) در راستای تشکیل ارتش بیست میلیونی و با هدف ایجاد توانایی و آمادگی های دفاعی، رزمی، فرهنگی و کمک به هنگام در حوادث غیر مترقبه، به تدریج در راستای اهداف نظام مقدس جمهوری اسلامی و صنعت نفت، بسیج وزارت نفت در آذرماه 1359 تشکیل گردید.
شهید محمدجواد تندگویان و همرزمانش از اولین گروه هایی بودند که به تریج به فرهنگ بسیجی پرداختند و با اتکا به توان و نیروی داخلی و راه اندازی تاسیسات نفتی، در بعد از انقلاب نقش بسزایی ایفا کردند.
ماهنامه اکتشاف و تولید به بهانه هفته دفاع مقدس، گفتگوی اختصاصی با فرمانده بسیج وزارت نفت انجام داده که توجه شما را به آن جلب می نمائیم.

شبیه سازی با استفده از خطوط جریان امکان پایش روند حرکت سیال را میسر می سازد که نتیجه آن مدیریت بهتر مخزن و جلوگیری از صرف هزینه های اضافی است. یکی از مواردی که شبیه سازی به وسیله خطوط جریان می تواند بهترین نتایج را در اختیار یک مهندس قرار دهد، شبیه سازی سیلاب زنی است. به این ترتیب می توان چگونگی حرکت سیال تزریقی را لحظه به لحظه بررسی کرد و حالت ایده آل را انتخاب و اجرا کرد. در این مقاله سعی شده تا بررسی پارامترهای موثر بر نحوه سیلاب زنی مواردی را نشان دهیم که بررسی آن ها برای یک پروژه واقعی بسیار حیاتی است و اهمیت ندادن سیلاب زنی در اختیار قرار دهد. با در اختیار داشتن مدل های دینامیک توسط شبیه ساز خطوط جریان، روند حرکت سیال تزریقی به خوبی مشخص می شود و این قابلیتی است که دیگر روش های شبیه سازی از آن برخوردار نیستند.

یکی از روش های افزایش بازیافت نفت در مخازن کربناته نفت-تر تغییر ترشوندگی سنگ مخزن از نفت-تر به آب-تر بوده که در سال های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. دستیابی به این هدف مستلزم شناخت دقیق از ترشوندگی و عوامل تاثیرگذار بر آن می باشد. در این مطالعه با استفاده از روش اندازه گیری زاویه تماس سیتم نرمال هگزان/نرمال دکان_آب مقطر_تیغه کربناته، ابتدا تاثیرگذار عواملی همچون مواد سنگین موجود در نفت خام، بار الکتریکی سطح کربناته و وجود آب اولیه در به وجود آمدن ترشوندگی نفت-تر سنگ کربناته بررسی شده است. نتایج نشان داد سنگ کربناته تمیز دارای ترشوندگی اولیه شدیدا آب-تر می باشد که ترشوندگی اولیه در نتیجه عبور مواد سنگین موجود در نفت از فاز آبی و جذب آن ها بر روی سطح سنگ به نفت-تر تغییر می یابد. ترکیبات نفتی دارای بار منفی، تمایل بیشتری به جذب بر روی سطح کربناته داشته و بنابر این تاثیر بیش تری بر فرآیند تغییر ترشوندگی اولیه سنگ دارند. تاثیر سورفکتانت کاتیونی C12TAB و نیز حضور یون سولفات در فاز آبی بر تغییر تر شوندگی سنگ کربناته به سمت آب-تری به عنوان یکی از روش های ازدیاد برداشت نفت ارزیابی شده است. نتایج نشان داد که سورفکتانت افزایش یافته است. همچنین مطالعه تاثیر غلظت یون سولفات در آب بر تغییر ترشوندگی تیغه های کربناته در دو دمای 10و 80درجه سانتیگراد نتایج نشان داد که در دمای بالاتر، یون سولفات موجب بهبود ترشوندگی به سمت آب-تری شده و با افزایش غلظت آن زاویه تماس بیش تر کاهش می یابد.

در این مطالعه با ارائه یک معادله ابعادی کاربردی و ساده سعی شده تا میزان رسوب آسفالتین نفت خام را در دمای ثابت به صورت تابعی از فشار، درصد حلال در نفت خام و جرم مولکولی حلال به کار رفته، پیش بینی نمود. اگر فشار نفت بالاتر از فشار اشباع باشد با افزایش فشار میزان رسوب آسفالتین کاهش می یابد؛ اما در فشارهای پایین تر از فشار اشباع، موضوع بر عکس می باشد. پارامترهای معادله ابعادی ارائه شده با استفاده از فشار مخزن، به وسیله مدل های بهینه سازی الگوریتم ژنتیک به دست آورده شده است. بیشترین کاربردی این مدل محاسبه نقطه شروع رسوب گذاری آسفالتین(Onset) و پیش بینی میزان رسوب آسفالتین در شرایط مختلف می باشد.

پارامتر آب اشباع شدگی یکی از مهم ترین پارامترهای پتروفیزیکی مخازن هیدروکربوری است. رایج ترین فرمول محاسبه آب اشباع شدگی رابطه آرچی می باشد. نقش ضریب سیمان شدگی(m) در این رابطه بسیار اساسی است، به طوری که تغییر اندک این ضریب موجب تغییرات قابل توجه آب اشباع شدگی می شود. مقدار m به مقدار و نوع تخلخل، تراوایی، بافت سنگ، شوری آب سازند و موارد دیگری بستگی دارد و از نمونه ای به نمونه دیگر تغییر نموده و نمی تواند ثابت فرض شود. در این مطالعه به منظور بررسی ارتباط ضریبm و مقدار تخلخل، تعداد 27 نمونه از یکی از مخازن هیدروکربوری دولومیتی جنوب غرب ایران(حوضه زاگرس)- در دو میدان مختلف- انتخاب شد. نمونه ها بر اساس دیاگرام تخلخل- تراوایی لوسیا به سه گروه تقسیم شدند. دیاگرام های متقابل تمام لگارتیمی فاکتور مقاومت سازند در مقابل تخلخل (F-Q) و نیمه لگارتیمی ضریب سیمان شدگی در برابر تخلخل(m-Q) برای هر گروه به طور جداگانه و برای کل داده ها نیز به طور یکپارچه رسم شدند. همچنین روند تغییر m در مقابل Q داده های آنالیز مغزه و m و محاسبه شده از رابطه Borai افزایش می یابند، در حالی که فرمول Shell رابطه معکوسی(خصوصا در تخلخل های کمتر از10%) را نشان می دهد. در نهایت بر اساس روابط خطوط رگرسیون به دست آمده از دیاگرام های متقابلm-Q رابطه جدیدی برای محاسبه m ارائه گردید. محاسبه مقادیر m براساس این رابطه در مخازن دولومیتی مشابه، خطای محاسبه آب اشباع شدگی را تا حد مطلوبی کاهش خواهد داد.

طی چند دهه اخیر رسوبات پالئوزوئیک در صفحه عربی و خلیج فارس بسیار مورد توجه زمین شناسان نفتی قرار گرفته است. بخش عمده نفت و گاز تشکیل شده از سنگ منشا به سن سیلورین بوده است. در عربستان سعودی این شیل ها با استفاده از نرم افزارهای رایج(مانندPetroMod و Genex) مورد مدل سازی قرار گرفته و مقدار پختگی این سنگ منشا در نواحی مختلف بررسی شده است. میزان پختگی این سنگ منشا در خلیج فارس و نواحی جنوب زاگرس به درستی مشخص نبوده و بنابر این اطلاعات 3چاه در خلیج فارس که تنها یکی از آن ها تا شیل های سیلورین(سرچاهان) حفاری شده بود با استفاده از نرم افزار D-PetroMOdl مورد مدل سازی و بررسی قرار گرفت. با استفاده از نتایج این مدل سازی و نتایج مدل سازی محققین دیگر در مناطق عربستان مشخص شد که شیل های سلورین از سمت عربستان به سمت ایران از روند پختگی بیشتری برخوردارند که در خلیج فارس این شیل ها در پنجره تولید گاز، و در بخش هایی از زاگرس حتی فوق پخته می باشند. گسترش عوارض پستی و بلندی پی سنگی که از زمان پرکامبرین در صفحه عربی گسترش داشته موجب شده پختگی این شیل ها در بلندی های قدیمی کمتر از نواحی پست و فرو افتاده پی سنگی باشد.