ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 154 (اردیبهشت 1397)

ایران با توجه به حجم ذخایر نفت و گاز فراوان باید نقشی بیشتر از یک مخزن دار را در عرصه ی بین المللی صنعت نفت بر عهده داشته باشد. مجموعه ای از الزامات داخلی و بین المللی انتظارات خاصی از صنعت نفت ایران بوجود آورده که مهم ترین آن ضرورت حفظ جایگاه و موقعیت کشور در بازارهای جهانی به عنوان بزرگ ترین دارنده ی ذخایر هیدروکربنی دنیاست. لازمه ی این موضوع حرکت به سمت بین المللی شدن است و بین المللی شدن آن نیز در گرو دانش بنیان شدن و دستیابی به شایستگی های فن آورانه در حوزه های راهبردی است.
بر این اساس جهت بررسی ضرورت بین المللی شدن شرکت های ملی نفت، نقش و جایگاه فن آوری در تحقق این امر، ضرورت ورود شرکت های ملی نفت به عرصه ی فن آوری صنعت نفت و همچنین نقش بین المللی شدن در دستیابی به توانمندی فن آورانه در صنعت نفت، در این مقاله با رویکردی توصیفی-تحلیلی موضوعات مذکور در صنعت نفت بررسی شده است. در پایان با نگاهی به ضرورت بین المللی بودن یا نبودن شرکت ملی نفت ایران پس از ارائه ی توصیه هایی برای صنعت نفت کشور نتیجه گیری انجام شده است.

صنعت جهانی انرژی در افق 2060 با رشد کمتر (اشتغال ناشی از کاهش جمعیت)، پیشرفت رادیکال فن آوری های جدید و چالش های زیست محیطی شدیدتر مواجه است. بسته به اینکه جهان چگونه از طریق مکانیسم های سیاستی و بازاری با رشد اقتصادی، بهره وری و چالش اقلیمی مواجه شود چنین روندهایی می تواند منجر به آینده های محتمل متفاوتی شود. جاز، سمفونی و راک به عنوان سناریوهای شورای جهانی انرژی (1WEC) برای ترسیم آینده ی صنعت جهانی انرژی هستند. نتیجه ی سناریوی جاز در سال 2060، جهانی با مجموعه ای از سیستم های انرژی تاب آور و کم کربن تر است. در سناریوی سمفونی تا سال 2060 جهان به هماهنگی رسیده و به سمت سیستم انرژی تاب آور، یکپارچه، جهانی و کم کربن رفته است. نتیجه ی سناریوی راک در سال 2060، جهانی از هم گسیخته، با مجموعه ی متنوعی از پیامدهای انرژی و اقتصادی است. مکانیسم های سیاستی متمایز و روندهای رشد اقتصادی در جاز، سمفونی و راک به تنوع گسترده ای در ترکیب منابع مورد استفاده برای برآوردن تقاضای انرژی منجر می شود.

از آنجا که پروژه های موضوع قراردادهای نفت و گاز پیچیده، طولانی مدت، پرریسک و پرهزینه اند پیمانکار یا شرکت نفتی صاحب امتیاز اکتشاف، توسعه و بهره برداری ممکن است توان اجرای انفرادی عملیات نفتی را با پذیرش ریسک انحصاری از حیث فنی یا مالی نداشته باشد یا به علت گستردگی منطقه ی اکتشافی و نیاز به کسب اطلاعات زمین شناسی در منطقه ی قراردادی به تنهایی قادر به اجرای عملیات لرزه نگاری و حفاری چاه های اکتشافی نباشد. به همین دلیل معمولا شرکت های درگیر در پروژه از پذیرش انفرادی انجام چنین عملیاتی اجتناب می کنند؛ از جنبه ی تامین منابع مالی نیز بانک ها یا موسسات مالی به دلیل وجود ریسک ها و چالش های مذکور به ندرت اقدام به تامین مالی این عملیات می کنند. به دلیل الزامات یادشده و جهت مقابله با این مشکلات در سال های اخیر نوعی از ترتیبات قراردادی با عنوان فارم اوت در صنعت نفت و گاز بسیار رواج یافته است. به دلیل این ترتیب قرادادی که شیوه ی خاصی از واگذاری قرارداد محسوب می شود پیمانکار اصلی طرف قرارداد پایه (اعم از امتیازی، مشارکت در تولید، مشارکت در سرمایه گذاری، خدمت و بیع متقابل) که متصدی اجرای عملیات نفتی است متعهد می شود بخشی از سهم الشرکه یا حقوق مشارکتی خود را به شرکت نفتی دیگری واگذار کند؛ مشروط به اینکه شرکت اخیر تعهدات محوله به خود را به دلیل چنین قراردادی انجام دهد.

برای حفظ کارآیی و ایمنی و همچنین جلوگیری از خرابی زودهنگام دکل های حفاری جک آپ باید هر چند سال یک بار آنها را به حوضچه ی خشک3 منتقل کرده و با تعمیرات اساسی تحت ارتقاء و نوسازی قرار داد. پروژه ی ارتقاء و نوسازی دکل حفاری جک آپ، پروژه ای با طیف گسترده ای از ذینفعان است که تنوع خواسته های آنان، نیازمند استراتژی های انگیزشی گوناگونی است. هدف این مطالعه انتخاب استراتژی مناسب برای تبدیل پتانسیل تهدید به پتانسیل همکاری در پروژه و مدیریت بهینه ی ذینفعان تاثیرگذار است. بدین منظور اطلاعات تعمیرات دکل حفاری سینا به عنوان مطالعه ای موردی بررسی شد. ابتدا ذینفعان پروژه شناسایی و از طریق پرسش نامه و مصاحبه، بر مبنای چارچوب قدرت، فوریت، علاقه و شدت اثرگذاری، اولویت بندی و تحلیل شدند و در نهایت جهت مدیریت و تعامل بهینه با ذینفعان اولویت بندی شده استراتژی های ترکیبی معرفی گردیدند. مالکان دکل حفاری جک آپ، حامیان مالی، پیمانکار حفاری، یاردهای تعمیراتی، موسسات رتبه بندی، پیمانکاران فرعی، شخص ثالث، خدمه ی دکل، سازمان های بیمه کننده و موسسات قابل اعتماد در پیش بینی آب و هوا به ترتیب به عنوان مهم ترین ذینفعان پروژه ی ارتقاء و نوسازی دکل حفاری جک آپ شناخته شدند که قدرت، فوریت، علاقه و شدت اثرگذاری زیادی دارند. با توجه به مشکلات عدیده ی تامین مالی پروژه های صنعت نفت و گاز، از جمله راهکارهای موثر می توان به بهره گیری از ظرفیت بازار سرمایه از طریق انتشار اوراق مشارکت، ایجاد صندوق پروژه و انتشار صکوک اشاره کرد.

مطالعات رخساره ای سازندهای آب دراز و کلات در برش چینه شناسی زیارت در شرقی ترین بخش ناودیس شیخ (شمال شرق بجنورد) منجر به شناسایی هشت رخساره ی کربناته در سازند آب دراز، یک رخساره ی سیلیسی آواری و سه رخساره ی کربناته در سازند کلات شد. تمام رخساره های سازند آب دراز متعلق به محیط دریای باز است که در یک مدل رسوب گذاری شلف بدون لبه ته نشست شده اند. این رخساره ها متعلق به شلف میانی و خارجی است. رخساره های سازند کلات در محیط های جزر و مدی، لاگون و سدی در یک مدل رسوب گذاری رمپ کربناته ته نشست شده اند. این رخساره ها مربوط به رمپ داخلی و میانی است. بر اساس تغییرات قائم رخساره ها و شناسایی محیط های رسوبی، چهار سکانس رسوبی رده سوم در سازند آب دراز و یک سکانس رسوبی رده سوم در سازند کلات شناسایی شد. همچنین با توجه به ناپیوستگی ها و سطوح نسبی افت سطح آب دریا شش مرز سکانسی تشخیص داده شد. بیشتر مرزهای سکانسی شناسایی شده از نوع دوم هستند و تنها مرز زیرین و بالایی سکانس پنجم به دلیل فرسایش رسوبات مرز سکانسی نوع اول است.

امروزه شناسایی خودکار پدیده ها از داده های لرزه نگاری از الزامات اساسی تفسیر اطلاعات است. کانال ها در داده های لرزه نگاری از جمله پدیده های رسوبی مهم در اکتشاف منابع هیدروکربنی هستند که با توجه به عمق تدفین و نیز محتویات سیال ممکن است قابلیت مخزنی داشته باشند یا به عنوان مخاطره ی حفاری درنظر گرفته شوند. در هر دو صورت، قبل از برنامه ریزی جهت حفاری چاه باید بتوان محل وقوع آنها را تعیین کرد. تبدیل شیرلت به عنوان تبدیلی چندمقیاسی و چندجهتی قابلیت مناسبی در شناسایی پدیده ها با شیب های مختلف دارد و تا کنون کاربردهای زیادی در پردازش تصویر داشته است. از آنجا که داده های لرزه نگاری حالت خاصی از تصاویر رقومی است می توان برای یافتن لبه ها در داده های لرزه ای که محل وقوع کانال ها هستند از خاصیت ناهمسانگردی تبدیل شیرلت استفاده کرد. در این مطالعه، طرح واره ی شناسایی لبه بر مبنای شیرلت های دوبعدی مخروط-سازگار با پشتیبانی فشرده جهت شناسایی مرز کانال ها روی برش های زمانی از داده های لرزه ای سه بعدی پس از برانبارش مصنوعی و واقعی حاوی کانال طراحی و اعمال شد. نتایج حاصل از شناسایی مرز کانال ها بر مبنای تبدیل شیرلت با عملگرهای شناخته شده در پردازش تصویر مانند عملگرهای سوبل و کنی هم به صورت کیفی و هم به صورت کمی مقایسه شد که طرح واره ی شناسایی لبه بر مبنای تبدیل شیرلت حتی در حضور نوفه ی اتفاقی نتایج مطلوب تری ارائه داد.

سازند فهلیان با سن کرتاسه ی زیرین (نئوکومین) و بخش خلیج از سازند گدوان (بارمین)، از مخازن مهم هیدروکربنی گروه خامی بالایی در حوضه ی رسوبی زاگرس محسوب می شوند. جهت ارزیابی پتروفیزیکی و کیفیت مخزنی سازند فهلیان تا راس بخش خلیج، یکی از چاه های میدان بینک واقع در دزفول جنوبی مطالعه شد. این مطالعات بر اساس پردازش و تفسیر داده های چاه نگاری و با روش احتمالی انجام شد تا تخمین نسبتا درستی از ترکیب سنگ شناسی، تخلخل، اشباع آب، حجم شیل، ضخامت ناحیه ی خالص و ضخامت ناحیه ی خالص به ناخالص به دست آید. بر اساس ارزیابی های انجام شده در این چاه، بخش خلیج عمدتا از سنگ آهک و کمی شیل، در سازند گدوان زیرین عمدتا از شیل و آهک و در سازند فهلیان آهک و درصد کمی دولومیت و شیل (به ویژه در بخش بالایی سازند) تشکیل شده است. توالی رسوبی سازند فهلیان تا راس بخش خلیج حجم شیل زیاد، تخلخل مفید کم، اشباع نسبتا زیاد آب و نسبت ضخامت خالص به ناخالص کم دارد. مجموعه ی این عوامل کیفیت مخزنی ضعیف این نهشته ها را در این چاه نشان می دهد.

اشباع سیالات موجود در مخازن از متغیرهای مهم جهت تخمین هیدروکربن درجاست و دقت در محاسبه ی آن از اهمیت خاصی برخوردار است. تخمین نادرست اشباع آب در یک مخزن می تواند به بلااستفاده رها کردن آن مخزن منجر شود. به همین دلیل تاکنون روش های آزمایشگاهی و غیرآزمایشگاهی مختلفی برای اندازه گیری اشباع آب موجود در منافذ سنگ مخزن ارائه شده است. روش معمول، استفاده از نگارهای الکتریکی با استفاده از روابط آرچی است. اما در بعضی موارد به دلیل ناهمگنی مخازن (به خصوص مخازن کربناته) و حساسیت این گونه نگارها به اشباع شدگی آب در منافذ متصل و غیرمتصل به یکدیگر و همچنین عدم وجود ارتباط مشخص بین ضرایب آرچی (ضریب سیمان شدگی (m) و توان اشباع (n)) با کانی شناسی و حفره های موجود در مخزن دقت لازم و کافی ندارد. روش متعارف دیگر استفاده از داده های آزمایشگاهی است که دقت زیادی دارند اما این گونه روش ها با توجه به هزینه ی زیاد و کندی، تنها در تعداد محدودی از چاه ها قابل پیاده سازی هستند. در این مطالعه تلاش شده با استفاده از داده های آنالیز مغزه ی موجود، رابطه ای جهت بهبود محاسبه ی اشباع آب تعیین شود که بتوان آنرا به کل میدان تعمیم داد. برای این منظور با استفاده از تلفیق داده های آزمایشگاهی فشار موئینگی به روش تزریق جیوه و همچنین به کارگیری تابع بروکس و کوری و ارتباط آن با تخلخل موثر، مقدار اشباع آب در چاه های مورد مطالعه بررسی شده و در پایان نتایج حاصل از این روش با مقادیر اشباع آب محاسبه شده از نگارهای چاه پیمایی مقایسه شده است. یافته های این پژوهش نشان می دهد در حالتی که داده های مغزه در چاه های دیگر موجود نباشد برای محاسبه ی فشار موئینگی می توان از مدل تجربی بروکس و کوری که نسبت به روش چاه نگاری خطای کمتر و دقتی مناسبی دارد استفاده کرد.

هرزروی گل حفاری یکی از عوامل بسیار نامطلوب در عملیات حفاری چاه های نفت و گاز است که تاثیری مستقیم بر عملیات تکمیل و تولید چاه دارد. به همین دلیل اهمیت مطالعه ی هرزروی و بررسی عوامل موثر بر آن را دو چندان می کند. بر این اساس در مقاله ی حاضر هرزروی گل حفاری و عوامل موثر بر آن در مخزن آسماری مطالعه شده است. بدین منظور با تحلیل اطلاعات حفاری و تهیه ی نقشه های هرزروی و وزن گل و وضعیت هرزروی در میدان به طور جامع بررسی شد. از این طریق علاوه بر درک بهتر و دقیق تر از هرزروی های موجود در مخزن، ارتباط آنها با مشکلات حفاری نیز بررسی گردید. با مطالعه ی تاریخچه ی حفاری این چاه ها و با استفاده از نقشه های هم ارزش، وزن گل مورد نیاز برای حفاری در سازند آسماری در بخش های مختلف میدان و تاثیرپذیری آن بر میزان هرزروی مشخص شده است. مشکلات حادث شده در چاه ها تحلیل شد و در نهایت با تعیین پراکندگی قطاع های مشکل دار در نواحی مختلف میدان، تراکم این چاه ها در هر ناحیه مشخص و مناطق مستعد از لحاظ بروز مشکل هرزروی مشخص و معرفی شدند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که بیشترین هرزروی در مخزن آسماری، در ناحیه ی کوهانه ی اصلی ساختار و ناحیه ی جنوب شرقی و ناحیه ی نزدیک به دماغه ی شمال غربی ساختار میدان به وقوع پیوسته و بیشترین وزن گل نیز در کوهانه ی اصلی و کوهانک جنوب شرقی مخزن به کار رفته است. اغلب چاه های مشکل دار در ناحیه ی کوهانه ی مرکزی میدان واقع شده اند و چاه هایی که فاصله ی بیشتری از این ناحیه دارند تقریبا بدون مشکل حفاری شده اند.

جهت شبیه سازی عددی جریان اطراف چاه در مخازن هیدروکربنی معمولا از یک مدل چاه استفاده می شود. در بعضی حالت ها مانند مخازن گاز-میعانی یا پدیده ی مخروطی شدن آب، مدل چاه برای شبکه ی نسبتا درشت دقت کافی ندارد. از این رو تخمینی صحیح از نتایج حاصل از مدل چاه رایج نیازمند استفاده از شبکه ای ریز است. از طرفی استفاده از شبکه ی بسیار ریز یکنواخت نیاز به زمان اجرای بیشتری دارد. در مقابل، مدل شعاعی با ایجاد یک شبکه بندی با توزیع شعاع لگاریتمی، نتایجی حاصل از شبیه سازی جریان اطراف چاه را با کیفیت بهتر و زمان محاسباتی کمتر فراهم می کند. جهت بهبود نتایج و حل مشکل، روش هایی تلفیقی مثل ریزکردن موضعی و روش پنجره ای توسط محققان معرفی شده است. در این مقاله ابتدا انواع روش های شبکه بندی مورد استفاده برای شبیه سازی جریان اطراف چاه مرور شده و در انتها نیز یک مساله ی عددی نمونه برای مقایسه ی روش های گفته شده حل گردیده است.