آسیب شناسی اجرای روش های ازدیاد برداشت در ایران

بر اساس آخرین برآوردهای آژانس بین المللی انرژی تقاضای جهانی انرژی از حدود 250 میلیون بشکه معادل نفت خام در سال 2010 به بیش از 350 میلیون بشکه معادل نفت خام در سال 2035 افزایش خواهد یافت. در این میان، نفت خام و سایر انرژی های فسیلی مثل گاز طبیعی و زغال سنگ با سهم 85 درصدی مهم ترین نقش را در تامین نیاز آتی انرژی جهان بر عهده خواهند داشت. پر واضح است که با افزایش نیاز جهانی به انرژی های فسیلی، نقش ایران به عنوان بزرگ ترین دارنده ذخایر متعارف نفت و گاز جهان تعیین کننده خواهد بود. این موضوع در شرایطی است که استمرار و افزایش تولید از مخازن عظیم کشور که بعضا در نیمه دوم عمر تولیدی خود قرار دارند، نیازمند اجرای طرح های بهبود یا افزایش برداشت (IOR/EOR) نفت خام و گازطبیعی است. بر این اساس در خصوص انجام مطالعات جامع در کلیه مخازن کشور جهت شناخت مخازن از دیدگاه خواص استاتیک، مکانیزم های تولیدی، چالش های بهره برداری و در نهایت مدیریت مخزن در راستای افزایش تولید صیانتی، برنامه ریزی هایی در شرکت ملی نفت ایران در حال انجام است. چگونگی استفاده از روش های جدید برنامه ریزی و پایش و بهبود روش های تولید از مواردی است که بیش از پیش مورد توجه مسئولین امر در بخش های عملیاتی و نیز ستادی وزارت نفت قرار گرفته است. در همین راستا و به منظور اجرای ماده- 130 قانون برنامه پنج ساله پنجم توسعه کشور جهت افزایش یک درصدی ضریب بازیافت از مخازن، برنامه جامع صیانتی و ازدیاد برداشت شرکت ملی نفت نیز تهیه شده است. کاربرد روش های ثالثیه تولید از مخازن موسوم به روش های ازدیاد برداشت، به منظور افزایش ضریب بازیافت هیدروکربور از مخازن تحت الارضی موضوعی است که به دهه 60 میلادی باز می گردد. امروزه نمونه طرح های موفق تجاری در استفاده از روش های متعدد حرارتی، تزریق مواد شیمیایی، تزریق امتزاجی گازهای هیدروکربوری و غیر هیدروکربوری به سهولت یافت می شود و در برخی موارد جزئیات اجرا و چالش های پیش روی اجرای این گونه طرح ها نیز در مقالات، کتب و سمینارهای مهندسی نفت ارائه شده است. نکته مثبت در این خصوص آنست که در شرکت ملی نفت ایران آگاهی مناسبی از ماهیت، پس زمینه های علمی و بعضا مراحل اجرایی برخی روش ها وجود دارد. آنچه شرکت ملی نفت تاکنون کمتر از آن بهره برده، تجربیات مورد نیاز برای اجرای موفق طرح های ازدیاد برداشت است. هم چنین در نحوه نگرش به امر ازدیاد برداشت، ضرورت آن، تقسیم مسئولیت ها در بخش های عملیاتی و ستادی، اولویت بندی اجرا و پژوهش، پرهیز از موازی کاری و در یک کلام مدیریت کلان این موضوع نکاتی وجود دارد که در ادامه به اجمال به آنها خواهیم پرداخت. 1- رویکرد متولیان امر به مقوله ازدیاد برداشت افت تولید مخازن که به واسطه کاهش انرژی (فشار) مخزن، مشکلات تولیدی ناشی از میان شکن گاز و آب در چاه ها و بسیاری موارد دیگر رخ می دهد، امری اجتناب ناپذیر است که با استمرار تولید از مخازن اتفاق خواهد افتاد و زمان آن بسته به ماهیت سیال، سنگ، شرایط فشار و دمای مخزن، مکانیزم های حاکم بر تولید و هم چنین مدیریت تولید از مخزن متفاوت خواهد بود. مخازن ایران به خصوص به واسطه ماهیت سنگشان که عمدتا از نوع کربناته شکاف دار است، از پیچیده ترین انواع مخازن دنیا به شمار می روند. خصوصیات پتروفیزیکی مربوط به قابلیت ذخیره سازی (تخلخل) و انتقال سیال (تراوایی) در این سنگ ها در کنار محیط دوگانه ماتریس و شکاف، تولید بهینه از این مخازن را به هنری ویژه در مهندسی مخزن تبدیل کرده است. از این جهت به جرات می توان گفت تجربیات با ارزش و فراوانی در شرکت ملی نفت ایران در خصوص نحوه تولید از این مخازن طی سال های متمادی به دست آمده است. از مدت ها پیش نیز روش های بهبود برداشت (IOR) در قالب روش های تولید اولیه (فرازآوری های مصنوعی، حفر چاه های اضافی) و ثانویه (تزریق گاز یا آب) در مخازن اعمال شده و تولید اضافی1 قابل توجهی نیز از این طریق حاصل گردیده است. با وجود موفقیت های حاصل از کاربرد روش های تولید ثانویه در حفظ یا افزایش سقف تولید از مخازن کشور، تعداد معدودی از متخصصان صنعت نفت معتقدند که ماهیت مخازن کربناته ایران به گونه ای است که ضریب بازیافت از این مخازن به طور کلی پایین بوده و لذا در حقیقت ضرایب بازیافت کنونی حداکثر میزان قابل برداشت از این مخازن است. شاهد ادعای ایشان نیز مثال هایی از مخازن کربناته شکاف دار دنیا با ضرایب بازیافت پایین است و به این دلیل در بخش های فنی یا مدیریتی شرکت های تابعه در خصوص قبول مسئولیت افزایش ضرایب بازیافت بعضا مقاومت هایی مشاهده می گردد. در این خصوص باید اشاره کرد که تجربه تولید از مخازن مختلف از جمله مخازن شکاف دار در عربستان و آمریکای جنوبی مثل میدان کانترال برزیل (با ضریب بازیافت 54 درصد) نشان می دهد که مسئله افزایش ضریب بازیافت مخازن کربناته شکاف دار تا حدود بالای 50 درصد نه تنها موضوع غیرممکنی نیست بلکه نمونه های عملی آن نیز در دنیا وجود دارد. ضمن اینکه ضریب بازیافت میدان گچساران نیز به نسبت زیاد (در حدود 50 درصد) است. اما به نظر می رسد مقاومت هایی که بعضا در شرکت های بهره بردار در خصوص امکان افزایش ضریب بازیافت وجود دارد بیشتر ناظر به مسائل مدیریتی است، نه عوامل فنی. به عنوان نمونه در بسیاری موارد ابزار لازم برای اجرای طرح های بهبود یا ازدیاد برداشت برای شرکت های بهره بردار فراهم نیست؛ از مقدار گاز مورد نیاز برای تزریق گرفته تا تعداد دکل حفاری کافی برای حفر چاه های جدید یا تعمیر چاه های قدیمی و بودجه مورد نیاز برای توسعه و نوسازی تاسیسات بهره برداری و توسعه مخازن با در نظر گرفتن شرایط خاص هر مورد. از سوی دیگر به نظر می رسد مدیریت ناظر بر عملکرد شرکت ها نیز نیازمند تجدید در نگرش، ساختار و جدیت در پیگیری کارهاست. در شرکت های معتبر و موفق دنیا همواره جدالی تمام نشدنی بین بخش عملیاتی سازمان (مسئول انجام کار) و بخش مدیریتی سازمان (مسئول رفع موانع بودجه ای و درخواست نتیجه از بخش فنی) وجود دارد. پر واضح است که شرکت بهره بردار نسبت به میزان تعهدات تولیدی محتاط است تا بتواند از عهده پاسخگویی بخش های مدیریتی سازمان برآید. در نتیجه تنها تعامل سازنده بین این دو بخش است که می تواند سبب دست یابی به توافق بین بخش های فنی و برنامه ریزی به منظور همکاری در اجرای طرح های ازدیاد برداشت گردد. در این صورت است که هیچ یک از بخش ها خود را به تنهایی مسئول پاسخ گویی نخواهد دید و لذا تلاش ها بر همکاری در جهت فهم مشکلات و برطرف نمودن آنها هدایت خواهد شد. خوشبختانه با تشکیل دبیرخانه تخصصی ازدیاد برداشت در شرکت ملی نفت گام های ابتدایی در این خصوص برداشته شده است. 2- مسئول و متولی ازدیاد برداشت به منظور اجرای یک پروژه ازدیاد برداشت باید ابعاد مختلف آن بررسی شود. بعد فنی که شامل انجام مطالعات مقدماتی و اجرای روش های غربال گری بر روی مخازن و انتخاب روش های محتمل، انجام آزمایش ها در مقیاس آزمایشگاهی توسط موسسات پژوهشی/دانشگاهی، انجام مطالعات شبیه سازی و اجرای سناریوهای مختلف، بررسی اقتصادی طرح، طراحی و اجرا در مقیاس پایلوت، پایش نتایج و در صورت نیاز تصحیح آن و در نهایت اجرای طرح در مقیاس میدانی، پایش و بهینه سازی آن می باشد. باید توجه داشت که زمان زیادی است که فعالیت های مربوط به ازدیاد برداشت در مقیاس مطالعات کتابخانه ای و آزمایشگاهی در قالب طرح های پژوهشی شرکت ها توسط مراکز پژوهشی و دانشگاه ها به انجام رسیده و یافته هایی نیز حاصل شده است. ولی این نتایج هیچ گاه در مقیاس میدانی عملی نشده است. اما علت چیست؟ با نگاهی به روش کار در شرکت های بزرگ نفتی جهان به سهولت در می یابیم که همواره طرح های توسعه و تولید از جمله طرح های ازدیاد برداشت، در بخش های مهندسی و اجرایی شرکت ها تعریف و اجرا می شوند. بخش های پژوهشی همواره به عنوان بازوی علمی و به منظور رفع یک ابهام و یا بهینه کردن کار در جایی که لازم است در کنار بدنه فنی سازمان به شکل موضعی فراخوانده شده و انجام وظیفه می نمایند. بخش های اجرایی به نوبه خود پاسخ گوی کمیته های فنی-مدیریتی متشکل از مدیران فنی2 و مدیران عامل3 خواهند بود تا معضلات مالی و علل عدم پیشرفت کار بررسی و رفع گردند. این در حالی است که در کشورمان همواره ازدیاد برداشت تنها در بخش پژوهش دیده شده و می توان گفت گامی در جهت اجرایی شدن این پژوهش ها در شرکت ها برداشته نشده است. همین نوع تقسیم بندی وظایف در بخش های پژوهشی و اجرایی سبب شده تا کارهای پژوهشی عملا و در بعد اجرایی نتیجه در خوری نداشته باشد. مدت زمان کوتاهی است که خوشبختانه با درک لزوم تغییر در این نحوه اولویت بندی زیرمجموعه هایی در بدنه فنی شرکت های بهره بردار با عنوان بخش ازدیاد برداشت تشکیل شده و یا در حال تشکیل است. هم چنین دبیرخانه ای در شرکت ملی نفت تشکیل گردیده که با همکاری نزدیک کلیه شرکت ها و مدیریت های تولیدی تابعه شرکت ملی نفت و سایر ارگان های وزارتی در بخش های برنامه ریزی و پژوهش و با نگرش پیش گیری از تشکیل کمیته های مختلف و پرهیز از موازی کاری، در بخش اجرای طرح های ازدیاد برداشت به انجام وظایف محوله خواهد پرداخت. 3- از کجا باید شروع کرد؟ مدت زمان بسیار طولانی است که فرآیند اجرای تولید صیانتی و نیز توسعه روش های بهبود برداشت از مخازن چه در قالب روش های چاه محور و چه در قالب روش های بازیافت ثانویه در شرکت ها عملی شده و نتایج مثبت آنها مشخص گردیده است. ولی در خصوص روش های ازدیادبرداشت (روش های ثالثیه) هنوز در مراحل ابتدایی قرار داریم. قدم های مثبتی مثل شروع طرح های تزریق امتزاجی در میدان رامشیر، تزریق دی اکسیدکربن در میدان رامین و طرح تزریق مواد فعال سطحی در میدان اسفند در فلات قاره همگی نویدگر برداشتن گام های عملی در زمینه ازدیادبرداشت در کشور است. این روش ها و میادین بر اساس غربال گری های انجام شده در شرکت های بهره بردار انتخاب شده اند. 4- غربال گری روش های ازدیاد برداشت انتخاب روش یا روش های مناسب ازدیاد برداشت در یک مخزن خاص بسته به شرایط مختلف آن مخزن را در اصطلاح غربال گری می نامند. از میان روش های پیشنهاد شده بررسی مجددی بر اساس معیارهای فنی صورت گرفته و به وسیله بهینه سازی روشی که بیشترین ضریب بازیافت را دارد (روشی که اقتصاد مناسب تری دارد، روشی که زودتر به نتیجه می رسد، روشی که در کشور قابلیت اجرا دارد و...) انتخاب می شود. در جدول- 1 نمونه ای از معیارهای انتخاب روش های ازدیاد برداشت بر اساس معیارهای فنی ارائه شده است. به نظر می رسد که با توجه به شرایط مخازن ایران از نظر نوع سنگ، متوسط خواص پتروفیزیکی، عمق، دما و فشار مخزن، وجود کلاهک گازی، قدرت آبده مخزن، شاخص سنگینی نفت، میزان شوری آب سازند و غیره در برهه کنونی مناسب ترین روش های ازدیاد برداشت استفاده از تزریق امتزاجی گازهای هیدروکربوری، دی اکسیدکربن و در مرحله بعد تزریق پلیمر در مخازن تحت تزریق آب باشند. در واقع در این مرحله از کار تنها باید روش هایی که در دنیا بازده مناسب داشته اند و مثال های موفق تجاری از آنها در دنیا موجود است را دنبال کرد. هم چنین با توجه به هزینه فراوان مواد شیمیایی، تاسیسات و تجهیزات اجرا شامل سیستم های کنترلی، چاه های افقی، سیستم های هوشمند و غیره ضروری است هزینه به ازای هر بشکه تولیدی برآورد شده و اقتصاد طرح بر اساس آن سنجیده شود. امکان تهیه مواد و تجهیزات لازم اجرای طرح در دوره طولانی اجرای طرح های مختلف نیز موضوعی است که اجرای طرح های ازدیاد برداشت را با چالش های جدی روبرو می کند. بر این اساس لازم است طرح های پژوهشی ساخت مواد شیمیایی مثل مواد فعال سطحی، پلیمرهای قابل استفاده در شرایط دما، فشار و شوری آب سازند در مخازن کشور، ساخت آلیاژهای مناسب با قابلیت ضد خوردگی زیاد و موارد مشابه نیز به موازات تعریف و انجام گردند. جمع بندی و نتیجه گیری امروزه بیش از هر زمان دیگری ضرورت اجرای روش های ازدیاد برداشت در کشور احساس می شود. بر این اساس ضروری است ضمن همکاری بخش های مختلف عملیاتی و ستادی در بدنه شرکت ملی نفت گامی جدی در راستای اجرایی کردن این روش ها برداشته شود. انتخاب نگرش اجرایی (در مقابل نگرش پژوهشی) می تواند اولین قدم در این زمینه باشد. غربال گری روش های مختلف برای تعدادی از میادین در شروع کار، بررسی اقتصادی طرح ها و امکان فراهم کردن مواد و تجهیزات لازم نیز باید به صورت هم زمان صورت پذیرد. برنامه ریزی ها نیز باید در دو بخش میان مدت و طولانی مدت انجام شود. مرکزیت کار نیز باید در تعامل بین شرکت های بهره بردار و ستاد شرکت نفت قرار گرفته و پیگیری منظم و جدی کار طی جلسات مداوم مد نظر قرار گیرد. در این راستا باید راهکارهای انتخاب، استفاده بهینه و مدیریت کار پیمانکاران اجرایی، مشاوران مطالعاتی و موسسات دانشگاهی و پژوهشی صرفا جهت انجام یا حل معضلاتی که صنعت با آنها مواجه می شود، تدوین گردد. ضمن اینکه ثبات تصمیمات مدیریتی در اجرای کار و قبول ماهیت این طرح ها از دیدگاه هزینه تولید به ازای یک بشکه تولیدی نیز باید مورد توجه قرار گیرد.