ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 89 (اردیبهشت 1391)

برگزاری موفق و با شکوه هفدهمین نمتیشگاه بین الملی صنعت نفت تهران بار دیگر نشان داد که افق های فراروی این صنعت در ایران از مرز آسیب گذر کرده و تهدیدهای دشمنان بر ضد اقتصاد ملی کشورمان، نمی تواند بر کیفیت و کمیت توسعه پر شتاب طرح های بالادستی و پایین دستی صنعت نفت تاثیرات منفی یا محدود کننده گذارد. اگرچه ماهیت برگزاری نمایشگاه هفدهم نفت تهران موضوعی غیر مرترقبه نبوده است، اما زمانی که واقعیت تهدیدها و تهدیدهای غرب بر علیه اقتصاد جمهوری اسلامی در سال های اخیر به ویژه یک سال گذشته را پیش چشممان مرور کنیم، عظمت و بزرگی دست آوردهای صنعت نفت از جمله در حوزه بالادستی برایمان قابل فهم تر و ارزشمندتر جلوه می نماید و این عظمت بی تردید باید جایگاه و عرصه ای برای پیام رسانی به جهانیان داشاه یاشد؛ نمایشگاه سالانه نفت تهران در هفدهمین دوره اش حامل پیام خود اتکایی صنعت نفت و تفسیر کننده گذار موفق صنعت نفت ایران به سوی خودکفایی بوده است.

سیر تحول و تطور زندگی جوامع انسانی در طی تاریخ با گذر از دوران کشاورزی و صنعت، هم اکنون به عصر دانش و فناوری رسیده است. بازیگران جهان در شرایط کنونی رویکرد سیاسی - نظامی دوران جنگ سرد را به رویکرد اقتصادی، فرهنگی، نظامی تغییر داده اند و در راستای افزایش تاثیر و کارکرد این رهیافت به ارتقای رشد اقتصادی در سطح ملی و بین الملی بر مبنای انباشت سرمایه و حداکثرسازی منافع ملی روی آورده اند تا بتوانند با دست یافتن به رشد بالای اقتصادی، رفاه، امنیت و درآمد سرانه جوامع خویش را ارتقاء بخشیده و منابع مالی لازم برای توسعه قدرت در ابعاد مختلف را به دست آورند تا تاثیرگذاری بیشتری در روابط بین الملل داشته باشند.

از اکتشاف نفت در ایران بیش از یکصد سال می گذرد و این کشور هم اکنون یکی از بزرگترین کشورهای صاحب نفت و گاز در جهان است. این در حالی است که کشور ایران سهمی در خور توانایی ها و شان خود، در عرصه ساخت تجهیزات و کالاهای مورد نیاز صنعت نفت نداشته است. هر چند سال هاست که از عزم جدی در کشور برای ساخت داخل نمودن تجهیزات صنعت نفت می گذرد. ایران از نظر کیفیت علمی و فنی نیروی انسانی دارای ظرفیت بالقوه بزرگی است که همواره به دنبال بالفعل نمودن و استفاده از این توانایی ها بوده است. بدیهی است جهت استفاده از این توانایی ها باید مزیت های نسبی کشور را در نظر گرفت. به جرات می توان گفت که یکی از بهترین عرصه ها و مزیت های کشور ایران برای به کار گرفتن سرمایه های نرم و سخت کشور، عرصه صنعت نفت، گاز و پتروشیمی است.

بدون شک زنجیره تولید نفت خام، یکی از گران ترین و پیچیده ترین زنجیره های صنعتی تولید محصول در جهان را تشکیل می دهد. در این میان اکتشاف و تولید که بخش بالادستی صنعت نفت را تشکیل می دهند با مهارت ها، تکنولوژی ها و علوم بسیار گسترده ای سر و کار دارند که بار این فرآیند پیچیده را بر دوش می کشند. به دلیل تنوع زیاد و بالا بودن تکنولوژی های دخیل در اکتشاف و تولید نفت خام و گاز طبیعی تنها تعداد انگشت شماری از کشورهای دنیا به عنوان تولید کننده های اصلی کالاها، دانش فنی و تکنولوژی های مورد نیاز این صنعت محسوب می شوند. در این نوشتار سعی شده است تا با بررسی اجمالی زنجیره تولید نفت خام از اکتشاف تا تولید، سهم تولید ملی، کار و سرمایه ایرانی در این بخش ها بررسی شود. در واقع شناخت ابعاد مختلف زنجیره تولید از میادین هیدروکربوری و بررسی میزان خودکفایی کشور در بخش های مختلف آن، راه را برای هدایت صحیح پتانسیل های داخلی در جهت برآورده کردن نیازهای آتی این بخش از صنعت نفت فراهم می آورد.

تولیدداخل، از جمله موضوعاتی است که پس از انقلاب اسلامی و با ایجاد روحیه خودباوری در میان آحاد ملت همواره مورد توجه بوده است. هر چند چالش های سال های ابتدای انقلاب و جنگ تحمیلی پیگیری و تحقق این مهم را سال ها به تاخیر انداخت، اما تلاش های انجام شده از سال 1370 تاکنون منجر به کسب توفیقات بزرگی در این مسیر شده است که ساخت حدود 150هزار قلم کالای مورد نیاز صنعت نفت در داخل کشور از آن جمله است. البته بدیهی است ظرفیت و پتانسیل داخل کشور بسیار بیشتر از آن چیزی است که تاکنون کسب شده است. توسعه توانمندی های داخلی کشور در مقطع کنونی نیازمند بررسی راه پیموده شده تاکنون و همچنین بررسی تجربه های موفقیت و عدم موفقیت در سایر کشورها است. این امر به منظور طراحی نقشه راه افزایش توان تولید داخل بسیار ضروری است. در واقع، رشد و توسعه تولید ملی نیازمند تغییر نگرش به این مقوله مهم و انجام حمایت های موثر از تولیدکنندگان داخلی است.

با نگاه به اهداف و برنامه های سند چشم انداز و همچنین برنامه های وزارت نفت در مسیر دست یابی به اهداف چشم انداز چنین بر می آید که راه دست یابی به افق های چشم انداز و رسیدن به رتبه اول در زمینه های علمی و فن آوری در خاورمیانه در راهبردی «دانش محور» استوار است. یگانه راهبرداری که در جهان معاصر جهت بقا و پیشرفت وجود دارد. در این راستا اولین قدم جهت ورود به مسیر و جاده دانش در صنعت نفت، داشتن دیدی وسیع، باز و دیده بانی فعالیت ها، ماموریت ها و در یک کلام پایش هوشمندانه اخبار و تحولات فن آوری در جهان است که رصد به موقع این اخبار و انتشار فراگیر آن ها می تواند فعالان و سیاست گذاران این عرصه مهم را بهتر یاری بخشد.

شیل گازدار گروهی از سنگ های رسی فشرده تیره رنگ حاوی مواد غنی هیدرو کربوری از نوع گاز است که به دلیل داشتن تراوایی کم، مانع از جریان یافتن مناسب گاز به داخل چاه های تولیدی می شود. این منابع که به دلیل داشتن مواد آلی بالا به عنوان سنگ مادر در یک سیستم نفتی محسوب می شوند، اگر به درجه اشباع هیدروکربوری رسیده باشند و زایش گاز درجا در آنها صورت گرفته باشد، گزینه بسیار مناسبی برای تولید گاز طبیعی به شمار می روند.
در حدود بیش از 200 سال است که تولید گاز لز مخازن شیل های گازی در آمریکا آغاز شده است. این نوع مخازن در آمریکا شامل مخازن توسعه یافته و مخازن اکتشاف نشده گسترده می باشند. حجم ذخایر شیل گازی در آمریکا در حدود 500 تا 780 تریلیون فوت مکعب برآورد می گردد. کارشناسان معتقدند که ذخایر شیل گاز و نفت آمریکا این پتانسیل را دارد که ایالات متحده را در 40 سال آینده به قله تولید جهانی نفت در جهان سوق دهد.

با توجه به اهمیت نفت و گاز در سبد انرژی و همچنین استناد بر تئوری نزدیک شدن به نقطه اوج نفتی جهان، استفاده بهینه از منابع هیدروکربوری بسیار با اهمیت است. از این رو، جهت بهینه نمودن بهره روی از منابع، به کارگیری سیستم های مدیریتی صحیح و استفاده از نیروهای متخصص و با تجربه کاملا احساس می شود. صنعت نفت صنعتی است که در بسیاری از بخش های آن تجربه حرف اول را می زند و برخلاف بسیاری از رشته های مهندسی، اصول و قوانین حاکم بر آن به راحتی منطبق بر اصول تئوری و مبانی نظری نیست. بنابر این به عنوان یک پارامتر تاثیرگذار، مدیریت دانش و ارزش افزوده حاصل از این سرمایه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در حال حاضر در صنعت نفت تغییرات به سرعت در بسیاری از جوانب از جمله پیشرفت فن آوری، ارائه روش های نوین، تجهیزات مدرن، بهره برداری از منابع هیدروکریوری با شرایط حفاری سخت و تولید نا مناسب و یا ادغام شرکت های نفتی با یکدیگر صورت می پذیرد. با توجه به این شرایط استفاده از علم مدیریت جهت انتقال دانش در تمام سطوح، به کارگیری تجارب عملی افراد متخصص و با توجه و انتقال اطلاعات فنی و غیر فنی مدیریتی کارمندان کاملا احساس می گردد.

اگرچه هزاران سال است که پوشش ها جهت مصارف دکوراتیو و علامت گذاری مورد استفاده قرار می گیرند، ولی اهمیت واقعی پوشش ها در صنعت پس از جنگ جهانی دوم مشخص گردید. سالانه میلیاردها گالن رنگ در دنیا تولید می شود که حداقل یک سوم آن جهت محافظت سطوح فلزی به مصرف می رسد. کلیه وسایل نقلیه، سازه های مدفون، سازه های دریایی، تجهیزات فلزی و... نیاز به پوشش دارند. اهمیت پوشش ناشی از این واقعیت است که حذف آن تقریبا در هر سیستم کنترل خوردگی غیر ممکن است. حفاظت سازه های روزمینی و زیرزمینی با پوشش های محافظتی یکی از ثابت شده ترین روش ها در کنترل خوردگی است. سایر روش ها اعم از حفاظت کاتدیک، اصلاح و بهبود محیط، انتخاب مواد و طراحی از اهمیت کمتری برخوردارند.

کاهش تولید نفت یکی از بزرگترین دغدغه ها در صنایع نفت و گاز به شمار می رود. یکی از مهم ترین علل افت تولید، کاهش تراوایی اطراف چاه به دلایلی چون رسوب ذرات درون سیالی مانند واکس و آسفالتین است که باعث ایجاد سدی نفوذ ناپذیر در مقابل حرکت سیال می شود. در گذشته برای پاک سازی این رسوبات روش های مختلفی از جمله تزریق حلال و اسید، استفاده از خراشنده های مکانیکی و ایجاد شکاف فشار قوی مورد استفاده قرار می گرفت؛ اما وجود معایب مختلف و محدودیت های آنها مانند هزینه بالا، الزام به بستن چاه تولیدی و تاثیرات سوء استفاده از اسیدهای مختلف بر روی انسان و محیط زیست، مهندسین نفت را بر آن داشت تا در جست و جوی راه های ارزان تر و منطبق با اصول مقرراتHSE باشند. از این رو مححقان با مطالعه امواج لرزه ای زلزله پی بردند که این امواج و نوفه های پوسته ای می توانند بر روی تولید آب یا حتی نفت تاثیر بگذارند.این مشاهدات، کلیدی برای افزایش برداشت و از بین بردن آسیب چاه به وسیله امواج الاستیک شد و این روش به روش تحریک صوتی معروف گردید.

کاهش تولید نفت یکی از بزرگترین دغدغه ها در صنایع نفت و گاز به شمار می رود. یکی از مهم ترین علل افت تولید، کاهش تراوایی اطراف چاه به دلایلی چون رسوب ذرات درون سیالی مانند واکس و آسفالتین است که باعث ایجاد سدی نفوذ ناپذیر در مقابل حرکت سیال می شود. در گذشته برای پاک سازی این رسوبات روش های مختلفی از جمله تزریق حلال و اسید، استفاده از خراشنده های مکانیکی و ایجاد شکاف فشار قوی مورد استفاده قرار می گرفت؛ اما وجود معایب مختلف و محدودیت های آنها مانند هزینه بالا، الزام به بستن چاه تولیدی و تاثیرات سوء استفاده از اسیدهای مختلف بر روی انسان و محیط زیست، مهندسین نفت را بر آن داشت تا در جست و جوی راه های ارزان تر و منطبق با اصول مقررات HSE باشند. از این رو محققان با مطالعه امواج لرزه ای زلزله پی بردند که این امواج و نوفه های پوسته ای می توانند بر روی تولید آب یا حتی نفت تاقیر بگذارند. این مشاهدات، کلیدی برای افزابش برداشت و از بین بردن آسیب چاه به وسیله امواج الاستیک شد و این روش به روش تحریک صوتی معروف گردید.

تعیین شاخص های بهره دهی بر اساس داده های آزمایش ساخت فشار و دبی های تولیدی مختلف، امکان پذیر بوده و جزو ابتدایی ترین اطلاعات لازم جهت مدل سازی چاه ها به شمار می رود. با استفاده از منابع اطلاعاتی در دسترس، این ضرایب مورد بررسی قرار گرفته و به کمک روش های زمین آماری این شاخص ها در میدان الف توزیع می گردد. سپس از نقشه پراکندگی شاخص های بهره دهی جهت شبیه سازی 18 حلقه چاه در میدان مذکور استفاده می گردد. تغییر شرایط دینامیکی و تولیدی چاه های نفت در طول زمان بهره برداری، باعث تغییر راندمان تولید چاه می شود. لذا جهت پیش بینی رفتار چاه لازم است که رفتار دینامیکی چاه مدل سازی گردد. لازم به ذکر است که تهیه یک تخمین نسبتا دقیق از شاخص های بهره دهی چاه ها، به استراتژی تولید از بخش های مختلف کمک می نماید.
در این مقاله توزیع ضرایب بهره دهی از ابتدای زمان تولید میدان مورد بررسی قرار گرفته و راهکارهای بهینه جهت استمرار تولید با توجه به شروع نیمه دوم عمر تولید میدان، پیشنهاد گردیده است.

شرکت های نفتی وقت و هزینه زیادی را صرف مقابله با مشکلات ناشی از ناپایداری دیواری چاه در عملیات حفاری می کنند. برای شناخت و پیش بینی دقیق عوامل ناپایداری دیواره چاه در حین حفاری و ممانعت از آنها نیاز به یک مدل جامع از اطلاعات مرتبط می باشد. مدل ژئو مکانیکی یک مجموعه منطقی شامل اطلاعات مرتبط زمین شناسی، تنش های منطقه، خواص مکانیک سنگ و فشار منفذی است که به عنوان ابزاری جهت به روز نمودن سریع اطلاعات برای استفاده در عملیات حفاری و مدیریت مخازن به کار گرفته می شود. در این مقاله روش ساخت مدل ژئومکانیکی برای یکی از میادین نفتی دریائی ایران و کاربرد آن در تحلیل و پیش بینی ناپایداری دیواره چاه تشریح و راهکارهایی برای حل این مشکل ارائه شده است.

یکی از روش های افزایش بازیافت نهایی نفت، تزریق گاز در مخزن است. تزریق گاز می تواند به صورت تزریق مستقیم درون کلاهک گازی و یا به صورت تزریق امتزاجی صورت پذیرد که این امر موجب تثبیت و یا افزایش انرژی مخزن می گردد. تزریق گاز در مخازن جنوب غرب ایران به علت در دسترس بودن گاز، سازگاری با مخزن و همچنین بازیافت گاز تزریق شده در مخزن متداول ترین روش نگهداشت یا افزایش فشار مخرن است.تزریق گاز ضمن افزایش فشار مخزن می تواند باعث ثابت ماندن یا افزایش ضریب حجمی نفت مخزن گردد که این امر در نهایت منجر به افزایش بازیافت نهایی نفت مخزن خواهد شد. در این مقاله آثار تزریق گاز بر روی مخازن آسماری و بنگستان یکی از میادین جنوب غرب ایران که با هدف نگهداشت فشار مخزن طراحی گردیده، مورد بررسی قرار گرفته است. میزان و نحوه تزریق گاز در میدان، تغییرات فشار سیالات مخزن قبل و بعد از تزریق، تغییرات ستون نفت و همچنین تغییرات خواص نفت مخزن و نتایج ناشی از تزریق گاز در میدان نیز تشریح گردیده است.

تعیین دقیق ضریب نفوذ دی اکسیدکربن در هیدروکربن های مایع یکی از عوامل موثر در تزریق امتزاجی گاز به مخازن نفتی، جهت ازدیادبرداشت و همچنین بهبود پیش بینی شبیه سازهای ترکیبی مخزن است. در این مقاله یک مطالعه جامع آزمایشگاهی جهت تعیین ضریب نفوذ موثر دی اکسیدکربن در نفت سنگین مخزن یکی از میادین ایران در حضور محیط متخلخل همگن انجام شده است. یک دستگاه آزمایشگاهی برای اندازه گیری ضریب نفوذ موثر در دانه های شیشه ای اشباع شده از نفت ساخته شد. برای یافتن ضریب نفوذ به همراه معادله موازنه جرم برای گاز استفاده گردید. همچنین اثر دما روی ضریب نفوذ نیز بررسی شد. نتایج نشان می دهند که ضریب نفوذ در نفت های سنگین پایین تر از آن چیزی است که به طور متداول برای مخازن معمولی در نظر گرفته می شود. علاوه بر آن وجود محیط متخلخل نیز باعث کاهش ضریب نفوذ می شود.

یکی از مراحل پردازش داده های لرزه ای، تضعیف انواع نوفه ها از رکوردهای لرزه نگاری است. برای این منظور می توان داده های حوزه زمان را به حوزه دیگری منتقل نمود که در آن جدایش میان سیگنال و نوفه حاصل شود. بدین ترتیب می توان نوفه را تضعیف نمود به طوری که آسیب کمتری به سیگنال وارد شود. در این راستا تبدیل های زمان-فرکانسی مانند تبدیل گابور و تبدیل موچک تعریف شده اند. یکی از تبدیل های چند مقیاسی مناسب برای این منظور تبدیلcurvelet است. تبدیلcurveletعلاوه بر مقیاس و موقعیت، اندیس جهت نیز دارد. بنابر این با توجه به ویژگی های فرکانسی و جهتی متفاوت رکوردهای لرزه نگاری مانند بازتابنده ها و امواج زمین غلت، در حوزه curvelet جدایش نسبتا خوبی میان آنها حاصل می شود. با صفر نمودن ضرایبcurvelet در مقیاس ها و جهت هایی که زمین غلت در آنها حضور دارد، می توان تا حد مطلوبی این نوفه ها را تضعیف نمود. در حوزه curveletدر مقیاس های پایین دقت تفکیک جهتی بالاست، بنابر این امواج زمین غلت فقط در چند جهت نزدیک به90 درجه به طور متقارن حضور دارند.

برای امکان سنجی و ارزیابی اقتصادی مخازن هیدروکربوری باید اطلاعات کاملی از مخازن به دست آورد. رایج ترین روش برای کسب آگاهی از ساختارهای تحت الارضی مخازن هیدروکربوری، انجام عملیات چاه نگاری و تفسیر نمودارهای به دست آمده است. برای به دست آوردن شاخص های پتروفیزیکی نظیر اشباع و تخلخل، باید از اطلاعات آزمایشگاهی و زمین شناسی استفاده نمود. ارزیابی دقیق با استفاده از روش های رایج نیاز به مهارت، اطلاعات و زمان زیادی دارد. در این تحقیق با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی سعی شده است تا در زمان کوتاه تر و با اطلاعات کمتر، ارزیابی سازند صورت پذیرد.