ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 141 (اسفند 1395)

جمهوری اسلامی ایران و عربستان سعودی دو بازیگر محوری در خاورمیانه محسوب می شوند که نوع رویکردهای آنها در عرصه ی منطقه ای و کیفیت مناسبات آنها با یکدیگر نه تنها تاثیر مهمی بر منافع دو کشور دارد، بلکه بر شرایط، روندها و ثبات و امنیت منطقه ای در خاورمیانه نیز تاثیرگذار است. در واقع، درصورتی که این دو کشور بتوانند روابط و همکاری های خود را گسترش دهند و دیدگاه ها و سیاست های خود در سطح منطقه را به هم نزدیک کنند، علاوه بر تامین بهتر منافع و امنیت ملی خود، خواهند توانست ثبات و همکاری های منطقه ای در خاورمیانه را نیز افزایش دهند.
ارتباط کشورها با محیط بیرونی از سه زاویه می تواند مورد مطالعه قرار گیرد: «روابط اختلاف آمیز» که در آن، در برداشت ها و منافع، اختلاف وجود دارد، اما قابل حل است. «روابط تناقض آمیز» که با ناسازگاری بنیادین همراه است و به راحتی قابل حل نیست و به گذشت زمان نیاز دارد و «روابط تضادآمیز» که در آن، منافع و دیدگاه های طرفین در تقابل کامل قرار داشته و مسائل، ریشه ای تر از آن است که با تضارب آراء حل شود. ‍[1] ‍
حوزه ی خلیج فارس به عنوان یکی از مناطق مهم در زمینه تولید و صدور نفت خام جهان محسوب می شود و کشورهای جمهوری اسلامی ایران و پادشاهی عربستان سعودی با برخورداری از ذخایر عظیم نفتی خود می توانند در این زمینه نقش مهمی ایفاء نمایند. عربستان با در اختیار داشتن 52 درصد از ذخایر شناخته شده نفت در جهان، صاحب رتبه اول و ایران نیز در این زمینه حائز رتبه سوم جهانی می باشد.

سودای توسعه در سال های پیش و پس از انقلاب اسلامی وجهه همت بسیاری از بزرگان اجرایی و اندیشمندان اقتصادی این سرزمین بوده است. چشم انداز 1404 به عنوان میثاق ملی ایرانیان، آینده مطلوب کشور و گام های اولیه ایرانیان در مسیر توسعه را در این افق ترسیم می کند. در راستای دستیابی به توسعه اقتصادی و اهداف بلندمدت مندرج در چشم انداز، کشورهای مختلف، اقدام به تدوین برنامه های توسعه میان مدت (سه تا پنج ساله) می کنند. این برنامه ها در ایران با عنوان برنامه های پنج ساله توسعه شناخته می شوند که بر بخش های مختلف اقتصادی و غیراقتصادی تاثیرگذار است و به آنها جهت می بخشد. در برنامه ریزی های پنج ساله توسعه تلاش بر این است که با استفاده از روش سیستماتیک، موفقیت در دستیابی به اهداف چشم انداز تضمین شود. اهمیت بخش بالادستی صنعت نفت در اقتصاد ایران بر صاحب نظران پوشیده نیست. در این مقاله، با در نظر گرفتن اهمیت فناوری در بهبود کلیه فعالیت های بخش بالادستی، به بررسی موارد قانونی این بخش در برنامه های پنج ساله پیشین کشور می پردازیم.

بهره برداری از منابع زیرزمینی مشترک از قبیل نفت و گاز که دارای ویژگی سیال بودن هستند، از مسائل مهم امروز است. زیرا فقدان ضابطه برای بهره برداری از این منابع نه تنها موجب مصرف بی رویه از منبع و رقابت ناسالم میان مالکین متعدد می گردد، بلکه اختلافاتی را میان ایشان پدید می آورد و لطمه های شدید فنی به منبع مشترک وارد می سازد. کشور ایران با توجه به برخورداری از منابع مشترک گسترده، از دیرباز با این چالش مواجه بوده و هست. یکی از راه های برون رفت از این مشکل، انعقاد قراردادهایی است که بتواند ضمن رعایت منافع مالکین مشترک، بهره برداری بهینه از منبع را نیز تامین کرده و از آسیب جدی به محیط زیست جلوگیری نماید. قرارداد یکپارچه سازی از این دسته قراردادهاست که البته در نظام حقوقی ایران کمتر مورد توجه قرار گرفته است. این جستار با روشی توصیفی تحلیلی، به تبیین مفهوم این نوع قرارداد و نیز واکاوی ماهیت حقوقی آن در نظام حقوقی ایران پرداخته است.

در پردازش داده های لرزه ای، به دلایل گوناگون ازجمله جدایش نوفه از سیگنال، داده ها با استفاده از تبدیل های مختلف به حوزه های دیگری برده می شوند. تبدیل رادون یکی از این تبدیل هاست که داده ها را به حوزه زمان- کندی یا زمان- انحنا تصویر می کند و می توان با استفاده از اختلاف برون راند در حوزه رادون، رخدادها را از یکدیگر جدا کرد. اما محدودیت های زیادی ازجمله دهانه محدود باعث وجود اثرات مصنوعی در حوزه رادون و پایین آمدن قدرت تفکیک می شوند. گذاشتن قید تنکی بر مدل رادون راه حل مناسبی جهت حل این مشکل است. در این مقاله با استفاده از اپراتور های تقریب به حل تابع هزینه دارای منظم ساز نرم1 به منظور به دست آوردن حوزه رادونی با وضوح بالا می پردازیم. ازآنجایی که جدا کردن ضرایب بازتاب های چندگانه از اولیه و همچنین درون یابی داده های لرزه ای نیاز به یک حوزه رادون تنک دارد، می توان از روش معرفی شده بدین منظور استفاده کرد. نتایج حاصل از داده های مصنوعی و واقعی کارایی روش پیشنهادی را نشان می دهد.

ناحیه دشت آبادان از پتانسیل بالای منابع هیدروکربوری برخوردار است. سازند سروک از گروه بنگستان به سن کرتاسه (آلبین –تورونین) یکی از مخازن کربناته نفتی با اهمیت در دشت آبادان محسوب می شود. سروک بالایی در چاه های مورد مطالعه غالبا از نظر حجم شیل جزو بخش های تمیز به شمار می رود. این مخزن غالبا از سنگ آهک و آهک دولومیتی و مقدار کمی شیل و دولومیت تشکیل یافته است. بر اساس خصوصیات پتروفیزیکی، سروک بالایی به 14 زون تقسیم می شود که در چاه A زون های 3 تا 8 و در چاه B در زون های 3 تا 6 دارای کیفیت مخزنی است. میانگین تخلخل موثر سازند سروک بالایی بین 5 تا 20 درصد در چاه ها متغیر است. محاسبه میانگین اشباع آب برای سروک بالایی برای زون های 3 تا 8 چاه A و زون های 3 تا 6 در چاه B کمتر از 40 درصد بوده و بیانگر وجود پتانسیل هیدروکربوری است.

تفسیر دقیق داده های لرزه نگاری به منظور اکتشاف ذخایر هیدروکربنی و همچنین، طراحی عملیات برداشت داده های لرزه نگاری همواره یکی از اساسی ترین چالش های پیش رو در اکتشاف نفت و گاز بوده است. مدل سازی و شبیه سازی عددی لرزه نگاشت ها یکی از ابزارهای مهم محققان و کارشناسان در تفسیر کمی و کیفی دادهای لرزه نگاری محسوب می شود. ازآن جهت که با کمک لرزه نگاشت مصنوعی و مقایسه یک لرزه نگاشت مصنوعی با لرزه نگاشت واقعی تفسیر بهتر و دقیق تری از مخازن نفتی نهفته در زمین به عمل می آید، لذا تولید یک لرزه نگاشت مصنوعی بسیار دقیق و مناسب یکی از مباحث مهم مدل سازی است. در مدل سازی عددی، به علت محدودیت حافظه ی رایانه نمی توان ابعاد مدل را بی نهایت در نظر گرفت و به ناچار باید ابعاد مدل را محدود کرد. این محدود کردن، موجب ایجاد بازتاب های ناخواسته در مدل می شود. به منظور تضعیف این بازتاب ها روش های بسیاری معرفی شده که پرکاربردترین آنها، روش لایه جاذب کاملا جور شده1 ( PML) است، که عموما محققان در پی بهبود این روش می باشند. در این مقاله با معرفی الگوریتم جدیدی با ترکیب روش PML و روش مرز جاذب2 ( ABC) علاوه بر اینکه تضعیف بازتاب ها بهتر صورت گرفته، زمان و حجم محاسبات نیز کاهش یافته است. از طرفی، نتایج این روش با نتایج مدل سازی حاصل از نرم افزار صنعتی OMNI® مقایسه شده و نشان داده شده که روش معرفی شده با حجم محاسبات بسیار کمتر نسبت به این نرم افزار، نتایج مطلوبی از مدل سازی ارائه می دهد.

نمودار اشعه گاما برداشت شده در چاه ها، ناشی از واپاشی سه عنصر اصلی اورانیوم، توریم و پتاسیم می باشد. این سه عنصر در سنگ و سیال قرار دارند که در این بین، عنصر توریم و پتاسیم بیشتر در سنگ و اورانیوم در سیال مخزن قرار دارد. نتایج مقایسه نمودار گاما برداشت شده در هنگام حفاری چاه با نمودار گاما برداشت شده در سالیان بعد از بهره برداری از چاه نشان می دهد که در فواصل مشبک کاری شده1 یا حفره باز چاه، در اثر ورود سیال به درون چاه، ذرات اورانیوم در اطراف منافذ خروجی روی دیواره منافذ تجمع می یابند و باعث ایجاد یک پیک شاخص نمودار گاما می شوند. این پدیده در چاه های تزریقی، در فواصلی که بیشترین مشارکت در تزریق را دارا باشند نیز اتفاق می افتد. بررسی دقیق نمودار گاما در این فواصل می تواند کمک شایانی در شناسایی فواصل تولیدی و تزریقی و نیز تایید کارایی شبکه های ایجاد شده در چاه نماید. همچنین، شدت اشعه گاما در این فواصل شاخص خوبی در تشخیص میزان مشارکت نسبی فواصل مخزنی در فرایند تولید یا تزریق چاه می باشد.

دبی نفت و گاز تولیدی از میادین نفتی به دلیل فاکتورهای مختلفی از قبیل کاهش فشار مخزن وتولید آب و گاز اضافی با کاهش روبه رو می شود. بنابراین، لازم است برخی روش ها برای جبران کاهش میزان تولید نفت و گاز مورد استفاده قرار گیرند. فرازآوری مصنوعی یکی از روش های افزایش دبی و عمر تولیدی مخزن است. انتخاب درست روش فرازآوری برای سودآوری طولانی مدت چاه های تولیدی از اهمیت خاصی برخوردار است. در حقیقت روش، ضعیف و نامناسب باعث کاهش تولید و افزایش هزینه های عملیاتی می شود. امروزه روش های فرازآوری مصنوعی، مکمل روش های ازدیاد برداشت نفت است. انتخاب یک روش فرازآوری که صرفا تولید را افزایش می دهد، ملاک نیست بلکه باید بر اساس شرایط هر میدان، چاه و نوع سیال، بهترین و مناسب ترین روش انتخاب شود. پنج روش متداول فرازآوری مصنوعی در جهان مورد استقبال قرار گرفته شده است که هر کدام از این روش ها برای استفاده و کاربرد در میدان مورد نظر باید متناسب با شرایط چاه و مخزن باشد. در این مطالعه ده چاه نفتی واقع در یکی از میادین نفتی جنوب غربی کشور که با افت فشار رو به رو شده است، مورد بررسی قرار می گیرد که ابتدا شرایط چاه و مخزن با روش موردنظر مقایسه و سپس گزینه های نامناسب حذف می گردد. بر اساس نتایج این مطالعه دو روش فرازآوری با گاز و پمپ الکتریکی شناور توسط نرم افزارهای PROSPER و GAP طراحی و بهینه سازی گردید و در نهایت، ارزیابی اقتصادی برای هر دو روش انجام شد. اگرچه نتایج هر دو روش قابل قبول بوده و باعث افزایش تولید می شود، ولی پمپ الکتریکی شناور نسبت به روش فرازآوری گاز اقتصادی تر بوده و استفاده از این روش برای این چاه ها توصیه می شود.

فرایند تزریق گاز به عنوان یکی از مهمترین روش های ازدیاد برداشت مطرح است. به دلیل ماهیت تماس چندگانه گاز دی اکسید کربن با فاز نفت برای امتزاج، تعیین مقدار حداقل فشار تماس چندگانه دقیق به عنوان یکی از شرایط عملیاتی، همواره چالش بر انگیز بوده است و روش های گوناگون مقادیر متفاوتی را برای حداقل فشار امتزاجی گزارش می نمایند.
در این مقاله سعی شده است تا با ارائه روش کاری مدون حداقل فشار امتزاجی صحیح بر اساس مقایسه نتایج شبیه سازی تزریق گاز در فشارهای مختلف تزریق تعیین گردد. مقایسه انجام شده بر اساس میزان اشباع نفت در اطراف چاه های تزریقی می باشد. بدین صورت که حداقل فشار تزریق که در آن، اشباع نفت کمتر از میزان اشباع غیر قابل کاهش گروه سنگی شده است، به عنوان حداقل فشار امتزاجی گزارش می گردد. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که روش شبیه سازی ترکیبی، حداقل فشار امتزاجی معتبری را نسبت به سایر روش های موجود ارائه می نماید. از این روش کار می توان برای تعیین حداقل فشار امتزاجی معتبر برای سایر گازهای تزریقی جهت شبیه سازی صحیح تر تزریق گاز استفاده نمود.

علی رغم آنکه شاکله اصلی نفت خام تولیدی از میادین و مخازن، مواد هیدروکربنی می باشد، لیکن ناخالصی های دیگری همچون آب، نمک، سولفید هیدروژن1، دی اکسیدکربن2 و... نیز در نفت خام موجود است. عمده این ناخالصی ها در درون نفت خام و در مخازن زیرزمینی تشکیل و همراه نفت خام از چاه ها تولید می شوند. از طرفی، ناخالصی های دیگری نیز در نفت خام وجود دارند که در حین فرایند تولید و به دلایل مختلفی همچون کنترل تولید، کنترل خوردگی و . . . به نفت خام اضافه می شوند. از جمله این ناخالصی ها که جز ذات نفت خام محسوب نمی شود و در فرآیند تولید و فرآورش وارد فاز نفت می گردد، ترکیبات کلرایدآلی است.
در این مقاله ضمن بررسی منشاء تشکیل این یون در نفت خام، به اثرات و مشکلات وجود این یون در نفت خام و فرآورده ها نیز اشاره می گردد. همچنین به نحوه اندازه گیری این یون که عمدتا درمقادیر بسیار کم در نفت خام وجود دارد نیز پرداخته خواهد شد. در انتها نیز راهکارهای مقابله با خطرات ترکیبات یون کلراید آلی شرح داده می شود.

زنجیره بالادستی تولید، توزیع و انتقال نفت و گاز گستره ای از فعالیت هاست که به منظور بهینه نمودن هر یک از آنها لازم است تا میلیون ها پارامتر به صورت پیوسته و مرتبط با یکدیگر بررسی و بهینه گردند. این امر در حال حاضر در شرکت های نفت و گاز به منظور بهینه نمودن شرایط تولید، توزیع و انتقال و کسب بالاترین سود اقتصادی در قالب سامانه های مانیتورینگ از درون چاهی تا تاسیسات تحویل، بررسی، پایش و نظارت، صورت می گیرد. از سویی، ارتباط دینامیکی مخزن با شرایط عملیاتی تاسیسات سطح الارضی، انتقال و توزیع و تحویل می تواند در بهبود مدیریت بهینه کل زنجیره، تعیین کننده باشد. البته سیستم های نظارت و کنترل که قابلیت مانیتور، محاسبه و اعمال دستورات لازم در چنین حجم و گستره ای را داشته باشند، به دلیل سرعت و دقت عملیات، نیازمند استفاده از روش های کنترلی خاص و پیچیده می باشند که این روش ها در قالب سیستم های کنترلی توزیع شده، طبقه بندی می گردند که برای طراحی چنین سیستم هایی، استفاده از الگوهای طراحی توصیه می شود زیرا الگوهای طراحی بهترین راه حل برای مشکلات رایج طراحی نرم افزار هستند و استفاده از آنها در سیستم های کنترلی توزیع شده می تواند باعث بهبود قابلیت استفاده مجدد از برنامه ها، کاهش زمان توسعه مجدد، افزایش کارآمدی، بهبود ساختاری و کاهش پیچیدگی شود. در این مقاله، با استفاده از الگوهای طراحی دستور یک رویکرد جهت مانیتورنگ فعالیت های موجود در سیستم های توزیع شده ارائه شده است تا بتوان به بهترین شکل ممکن از وضعیت اجزای موجود در این گونه سیستم ها مطلع گردید. از آنجایی که اهداف مانیتورینگ در سیستم توزیع شده شامل تنظیم پیکربندی، نمایش شرایط محیطی، نمایش اطلاعات زیرسامانه ها و تولید گزارش می باشد، بنابراین با استفاده از آنها در زنجیره بالادستی می توان به تولید صیانتی نفت و گاز، جلوگیری از آسیب به مخزن و چاه ها، تولید نفت خام از لایه های منتخب، کاهش هزینه های تولید، فرآورش و ذخیره سازی و بهینه نمودن عملیات فرآورش اقدام نمود.