ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 151 (بهمن 1396)

تائید نتایج آزمایش های انجام شده بر روی سیال مخزن یکی از وظایف مهندس مخزن است. این نتایج در بسیاری از مراحل ارزیابی و توسعه میدان نظیر تعیین میزان هیدروکربن درجا، پیش بینی تولید از مخزن و همچنین شبیه سازی رفتار مخزن، نقش کلیدی را ایفا می کند. به گونه ای که برآورد نادرست از پارامترهای سیال مخزن می تواند باعث عدم طراحی مناسب زیرساخت ها، تجهیزات سر چاهی و واحدهای بهره برداری شده و برداشت سودآور هیدروکربن را با مشکل جدی مواجه کند. به همین دلیل، نتایج آزمایش های انجام شده بر روی سیال مخزن باید با دقت بررسی شده و در صورت مشاهده اشکال در نتایج یا عدم همخوانی1 با دیگر اطلاعات موجود، جهت بررسی مجدد نمونه یا آزمایش های انجام شده اقدام تصحیحی انجام شود. روش های متعددی برای بررسی صحت خصوصیات و میزان اجزاء مولی حاصل از نتایج آزمایش های انجام شده بر روی سیال های نفتی و گازی وجود دارد که از مهمترین و کاربردی ترین روش ها می توان به روش موازنه2 مواد و روش هافمن3 اشاره کرد. در این مقاله به توضیح و چگونگی بکارگیری روش های فوق و همچنین روش های دیگر مانند روش باکلی4 برای بررسی دیگر خواص سیال مخزن می پردازیم.

در این نوشتار با مطالعه منابع مرتبط با شکافت هیدرولیکی، به بحث در مورد وضعیت این فن آوری در تولید از منابع هیدروکربوری پرداخته و دلایل توسعه شکافت هیدرولیکی، وضعیت بازارهای مرتبط با این فن آوری و مخاطرات شکافت هیدرولیکی بررسی می شود و در پایان برخی شرکت های فعال در حوزه شکافت هیدرولیکی معرفی می شود.

از جمله اهداف مهم قید شده در اسناد بالادستی کشور در بخش نفت و گاز، مدیریت بهینه مخازن با رویکرد صیانتی و بهبود بازیافت است. از این رو توجه ویژه به بخش توسعه و تولید نفت و گاز و بازتعریف زنجیره ارزش «اکتشاف و تولید» (یا زنجیره ارزش بالادستی) لازم و ضروری است. در این مقاله برخی از فعالیت های اصلی زنجیره ارزش بالادستی براساس مدل 1PCF از استاندارد 2APQC و با تمرکز به بخش محوری «توسعه میادین» تشریح می شود. این مقاله قصد دارد تا با بهره گیری از جدیدترین استانداردهای کلاسه بندی فرآیندها بر پایه مدل مرکز بهره وری و کیفیت آمریکا (APQC) که در سال 2016 بروز شده است به تشریح برخی از حوزه های مهم و حیاتی زنجیره ارزش بالادستی بپردازد. این زنجیره ارزش به دو بخش فرایندهای عملیاتی- فنی3 و خدمات پشتیبانی و مدیریتی 4 تقسیم می شود. زنجیره ارزش تعریف شده شامل 13 بخش است که سهم بخش عملیاتی6 زیر بخش و سهم بخش مدیریتی-پشتیبانی، 7 زیر بخش است.

امروزه با پیشرفت فن آوری و رقابت کشورها در کسب آن، رقابت در دستیابی و اخذ فن آوری به شدت گسترش یافته است. به طوریکه کشورهای در حال توسعه هزینه های گزافی برای کسب این فن آوری ها پرداخت می کنند؛ اما انتقال فن آوری از اصول خاصی پیروی می کند و پیچیدگی های خاص خود را دارد. یک انتقال فناوری موفق نیازمند موارد زیر است:1- انتخاب فن آوری مناسب 2- انتخاب روش انتقال 3- انتخاب کشور مبدا 4- مذاکره و قرارداد 5- کسب فن آوری در کشور ما اهمیت به روزرسانی فن آوری در صنعت نفت و گاز و پایگاه های انرژی، کاملا محسوس است. از این رو در این تحقیق سعی شده است تا همپوشانی انتقال فن آوری و بخش انرژی، نحوه اکتساب و جذب فن آوری بررسی شود.

نتایج مطالعه رسوبات کربونیفر در ایران مرکزی می تواند، مبنای تحقیقات در حوضه های هیدروکربوری زاگرس و کپه داغ قرار گیرد. دلیل این امر وجود رخنمون های بی نظیر رسوبات کربونیفر در ایران مرکزی و عدم بیرون زدگی آنها در سایر حوضه های نفتی ایران است. از آنجائی که این حوضه ها در زمان پالئوزوئیک در سکوی مشابهی قرار داشته اند؛ می توانند شرایط یکسانی را تجربه کرده باشند. دیرینه شناسی به عنوان اولین گام در شناسایی این رسوبات و محیط تشکیل آنها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بنابراین این نوشتار به بررسی این رسوبات در ایران مرکزی که شامل سازندهای شیشتو (شیشتو-2) و سردر در جنوب شرق طبس رخنمون یافته اند پرداخته است. بر مبنای مطالعات دیرینه شناسی انجام شده بر روی رسوبات این دو واحد سنگی و ظهور و انقراض میکروفسیل های گیاهی و جانوری موجود در آنها، بیوزون های پالینولوژیکی و روزن بری مشخص شد. نتایج به دست آمده از دو گروه فسیلی مورد اشاره به منظور کنترل صحت اطلاعات با یکدیگر مقایسه شده است که نتایج در این مطالعه ارایه می شود.

داده های مغزه به شرط اینکه درست تهیه و آزمایش شوند، دقیقترین اطلاعات از ماهیت مخزن ارائه می دهند. لذا پتروفیزیست ها از این داده ها برای کمک در تفسیر پتروفیزیکی و به عنوان سنگ محک ارزیابی های خود بهره می برند. اولین مرحله برای این امر، هم عمق سازی صحیح بین داده های مغزه و نمودارها است. در این مقاله تلاش شده به عوامل مهمی که کمک می کند تا هم عمق سازی به بهترین شکل ممکن انجام پذیرد اشاره شود. بنابراین از اطلاعات یکی از چاه های میادین نفتی ایران استفاده شده است.

شیل ها از جمله متداول ترین اجزای تشکیل دهنده اغلب سازندها در مطالعات چاه پیمایی هستند که بر روی بیشتر اندازه گیری های پتروفیزیکی مخازن، همانند میزان تخلخل، تراوایی و اشباع شدگی سازندها تاثیرگذارهستند. بنابراین همواره تعیین حجم شیل سازند، محل چالش بوده و تعیین دقیق میزان آنها امری ضروری است. در پژوهش حاضر، روش های مختلف تعیین حجم شیل سازندها به طور جامع بررسی شده و نقاط قوت و ضعف آنها همراه با تمامی روابط تعیین حجم شیل مربوط به آنها ارایه می شود. در این راستا نشان گرهای شیل همانند نگارهای پتانسیل خودزا (SP) و گامای طبیعی (NGR) و غیرنشانگرها همانند نگارهای مقاومت ویژه الکتریکی (Rt)، نوترونی (NPHI)، چگالی (RHOB)، صوتی (DT)، تصویرگرهای چاه و نمودارهای متقاطع، به طور مجزا مورد بررسی قرار گرفته است.

در تمام جهان گروه های محقق در تلاش برای اختراع ادوات و روش هایی جدید در جهت کاهش هزینه ها، بالا بردن سرعت حفاری و پایین آوردن مدت زمان حفاری هستند. در حدود 20 تکنولوژی جدید بدون نیاز به تماس مته با سازند مانند: لیزر، جت آب، مشعل پلاسمایی، فرا صوتی، مایکروویو و... اختراع شده است. اما تنها تعداد معدودی از این روش ها توانسته کارایی لازم را در آزمایشگاه به اثبات رسانند و بعضی در حال تست های نهایی جهت ورود به بازار است. یکی از کشفیات دهه های اخیر، کشف فاز چهارم ماده به نام پلاسما و استفاده از آن در صنایع مختلف است. در این مقاله به استفاده از تکنولوژی پلاسما در صنعت حفاری و تحقیقات انجام شده در این زمینه می پردازیم و مزایا و مشکلات عملیاتی کاربرد آن را بررسی می کنیم.

این مقاله به بررسی شرایط انتقال گاز غنی ترش میعانی1 سه فازی یکی از میادین گازی و دریایی جنوب کشورمان از سکوهای تولیدی دریایی به خشکی می پردازد. در سکوی تولیدی هیچ گونه فرآورش اولیه یا سرچاهی روی سیال تولیدی از میدان صورت نمی گیرد و با توجه به ماهیت گاز ترش غنی با هیدروژن سولفوره (ppm 5000) و افت فشار در طول مسیر که منجر به تفکیک فازهای آب، گاز و میعانات می شود، حفاظت فنی خط لوله انتقال جریان در مقابل خوردگی و تشکیل هیدرات اهمیت دارد. برای محافظت فنی خط لوله اقداماتی جهت انتخاب و تزریق ماده ضدخوردگی و محافظت کننده تشکیل هیدرات انجام می شود تا هزینه های ناشی از خوردگی خط لوله کاهش یابد. زیرا مشکلات ناشی از آن می تواند، باعث توقف تولید شود. یکی از روش های محافظت خط لوله مذکور، تزریق محلولی از MEG (منواتیلن گلیکول) و MDEA (متیل دی اتانول آمین) به ترتیب جهت محافظت از تشکیل هیدرات و خنثی سازی محیط اسیدی سیال به خط لوله انتقال است که میزان و جنبه های تزریق مواد شیمیایی، باید برای ایجاد شرایط مناسب جهت برقراری تولید پایدار و پیش بینی مشکلات جانبی به دقت بررسی شود. بنابراین تیم مهندسی قوی جهت تبیین الزامات کنترل PH سیال درون خط لوله تشکیل شد که در این مطالعه به اقدامات انجام شده جهت محافظت فنی خط لوله توسط آنها می پردازیم.

هیدرات های گازی در فرآورش گاز طبیعی و تجهیزات فرآیندی سیال تولیدی از میادین نفت و گاز، اعم پالایشگاه ها، پتروشیمی و دستگاه های موجود در صنایع شیمیایی، درصورت حضور هم زمان مولکول های سبک هیدروکربوری و آب، در شرایط ترمودینامیکی فشار بالا و دمای پایین تشکیل می شود. پدیده هیدرات گازی ترکیبی از گازهای سبک مثل متان، اتان یا دی اکسید کربن با مولکول های آب است که تحت شرایط خاص دمایی و فشاری ماده ای شبیه یخ را تشکیل می دهد که حجم زیادی از گاز را در خود جای می دهد. هیدارت های گازی عموما به صورت جامد در آمده و توان عملیاتی خط لوله انتقال گاز را کاهش داده یا حتی به انسداد کلی خط لوله منجر می شود. لذا تعیین شرایط تشکیل هیدرات در یک فرآیند تولید تا انتقال گاز به منظور جلوگیری از تشکیل هیدرات اهمیت دارد.
این موضوع در این مقاله با دو مدل داده محور1، یعنی شبکه عصبی مصنوعی و سیستم فازی-عصبی (مدل انفیس) به عنوان ابزاری برای تخمین فشار و دمای تشکیل هیدرات در خطوط لوله گاز با استفاده از داده های تجربی، توسعه داده شد. بنابراین ساختار بهینه هر یک از این مدل های داده محور برای سیستم های مورد نظر، براساس پارامترهای آماری تعیین شد. مقادیر حاصل از شبکه عصبی و مدل انفیس با نتایج به دست آمده از روابط تجربی و مدل مقایسه (HWHYD) ترمودینامیکی دانشگاه هریوت وات مورد مقایسه قرار گرفت. از بین دو مدل داده محور، مدل انفیس در همه موارد از لحاظ تمامی معیارهای عملکردی، پاسخ بهتری نسبت به شبکه عصبی مصنوعی نشان داد. همچنین مدل انفیس نسبت به روابط تجربی و مدل ترمودینامیکی دانشگاه هریوت وات از دقت بالاتری برخوردار بود.

امروزه استفاده از شیوه های ازدیاد برداشت از مخازن هیدروکربوری جهت استحصال نفت یکی از موضوعات مهم و چالشی در برنامه توسعه میادین نفت در سرتاسر دنیا است. تولید نفت به روش های اولیه وثانویه و با توجه به خصوصیات مخازن نفتی، تنها 10 الی 25 درصد از میزان نفت درجا را تخلیه می کند و جهت تولید نفت باقیمانده نیاز به استفاده از روش های جدید از جمله روش های گرمایی، روش های شیمیایی و روش های امتزاجی بوده که در این میان روش های گرمایی، نقش مهمی در تولید از مخازن نفت سنگین دارد. بنابراین جهت تولید از این گونه مخازن با توجه به مشخصات منحصر به فرد هر میدان، مطالعات و تحقیقات مختلفی انجام می شود.
در این بررسی بر پایه سیستم آزمایشگاهی تزریق بخار، بررسی اثر افزایش فشار بخار بر روی میزان بازیابی نفت در مقیاس آزمایشگاهی مدنظر است. آزمایش های تزریق بخار در مدل شن فشرده اشباع از نفت با درجه سنگینی20 API در فشارهای مختلف ( 10، 20 و 50 بار) و با نفوذپذیری های 5/3 دارسی و 800 میلی دارسی انجام شد و بازیافت نهایی نفت، نسبت آب هم ارز بخار به نفت تولیدی، زمان و مقدار نفت تولیدی در نقطه شکست در هر آزمایش با یکدیگر مقایسه شدند. آزمایش ها نشان می دهد که با افزایش فشار بخار، بازیافت نفت بر حسب درصد حجم نفت اولیه بالا رفته و زمان رسیدن به نقطه شکست ( زمانی که جبهه بخار مایع شده به خروجی می رسد) کاهش می یابد. همچنین نرخ تولید نفت قبل از نقطه شکست با افزایش فشار بخار و به طبع دمای بخار اشباع افزایش می یابد که نشان دهنده اثر مثبت بالارفتن فشار بخار بر میزان برداشت نفت است. نفوذپذیری محیط متخلخل نقش موثری در میزان نرخ تولید دارد و در نفوذپذیری 5/3 دارسی، نرخ تولید نفت قبل از نقطه شکست بالا می رود، اما به محض رسیدن به نقطه شکست و تولید بخار مایع شده، درصد بازیابی نفت نسبت به نفوذپذیزی 800 میلی دارسی در این نقطه کاهش می یابد.

آسفالتین سنگین ترین ترکیب تشکیل دهنده نفت خام است که رسوب و ته نشینی آن بر سطح حفرات مخزن، دیواره چاه، خطوط لوله انتقال نفت و همچنین جداره دستگاه های بهره برداری، سبب کاهش تولید نفت، بسته شدن چاه و خطوط لوله انتقال و ایجاد مشکل در بهره رداری نفت خام می شود. با توجه به تبعات هزینه بر و مشکل ساز رسوب آسفالتین، مطالعات فراوانی در این زمینه انجام شده است اما تاکنون اغلب مطالعات انجام شده بر روی توده سیال متمرکز بوده و کمتر به بررسی رفتار آسفالتین در میان رویه دو فاز پرداخته شده است. در این مطالعه به اندازه گیری خواص سطحی محلول آسفالتین با روش آنالیز پروفایل قطره برای تشخیص و درک بهتری از رفتار آسفالتین در میان رویه و سپس تحلیل خواص سطح آسفالتین ناظر به دید مولکولی از آسفالتین می پردازیم. نتایج بدست آمده نشانگر امکان تشخیص فرم مولکولی آسفالتین از خواص سطح آن اعم از دینامیک جذب و الاستیسته سطح آن است.