ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 163 (اسفند 1397)

در سال های اخیر، استفاده از فناوری نوین اینترنت اشیا به عنوان ارتباط دهنده هوشمند حسگرها و دستگاه ها در صنایع مختلف از جمله صنعت نفت چه به صورت پایلوت و چه در مقیاس واقعی رو به گسترش بوده است. هر چند کاهش قیمت نفت در سال های قبل موجب کند شدن روند سرمایه گذاری در فناوری های جدید شده، با این وجود نمونه های متعددی از کاربردهای موفقیت آمیز اینترنت اشیا در صنعت نفت و گاز وجود دارد. اگر چه میزان توجه و سرمایه گذاری آن در صنعت نفت کمتر از صنایع دیگر بوده و هنوز راه دور و درازی در پیش دارد. در این مقاله چندین مورد از این نمونه های موفق و تاثیر آن در کاهش هزینه تجهیزات، نیروی انسانی و بهبود وضعیت تولید بررسی شده است. از جمله کاربردهای آن، استفاده در فرآیند فرازآوری مصنوعی، بهینه کردن تولید نفت، افزایش عمر تجهیزات، بهبود عملکرد تجهیزات و بازرسی خطوط لوله و تاسیسات نفتی می باشد که در این مقاله مورد بررسی قرار گرفته است. با این حال، هنوز چالش های زیادی از جمله امنیت شبکه و اطلاعات در استفاده از این فناوری وجود دارد که البته این موضوع نباید روند رو به رشد استفاده از فناوری های جدید را در صنعت نفت متوقف نماید.

عموما اکثر نفت درجا بعد از روش های متعارف در مخزن باقی می ماند و برای تولید این نفت باقی مانده روش های متنوع ازدیاد برداشت نفت به کار گرفته می شوند. در گذشته، بیشتر نفت به خصوص در مخازن بالغ، به دلیل گران قیمت بودن روش های برداشت رها می شده اند. بنابراین یکی از پارامترهای مهم در انتخاب روش ازدیاد برداشت، پتانسیل اقتصادی روش انتخاب شده می باشد. ازدیاد برداشت میکروبی نفت یک روش کم هزینه است که با استفاده از میکروارگانیسم ها و محصولات متابولیکی آن ها نفت های باقی مانده در حفرات را تولید می کند. علاوه بر هزینه ی کم، بازیافت بهتر نفت با به کارگیری سازو کارهای مختلف، زیست تخریب پذیر بودن محصولات و مقابله با هدررفت با استفاده از میکروارگانیسم های بومی از دیگر مزایای این روش می باشند. بیوسورفکتانت، بیوپلیمر، بیوگاز، بیواسید و بیومس ازجمله متابولیت هایی هستند که توسط باکتری ها ترشح می شوند و هر کدام به نوبه خود با تغییر خواص فیزیکی نفت و یا تاثیر بر خلل و فرج سنگ مخازن، برداشت نفت را تسهیل می کنند. در این تحقیق، برای اولین بار سعی شده است که با مروری بر تحقیقات مختلف انجام شده، به بررسی میکروسکوپیکی سازو کار های مختلف در ازدیاد برداشت میکروبی نفت پرداخته شود و با در نظر گرفتن مزایا و معایب هر کدام از این سازوکار ها و همچنین چالش های موجود در آن، کارایی این روش را بررسی کرده تا بتوان کاستی های آن را بهبود بخشید.

زمانی که عمر اقتصادی میدان به پایان رسد تجهیزات آن میدان باید از سرویس خارج و ایمن شوند، سطح زمین به حالت اولیه برگردانده و به طور کلی هر گونه خسارت به سطح زمین و محیط زیست جبران شود. تا جایی که حتی پس از بازگردانی سطح زمین به حالت اولیه اثرات مخربی که ممکن است تا چند سال گریبان‌گیر آن محل باشد باید جبران و به اشخاص متضرر، پرداخت غرامت صورت گیرد. به این فرآیند خاتمه‌دادن می‌گویند که شامل سه بخش اصلی ترک چاه و تجهیزات، بازگردانی محل و نوسازی می‌باشد که این فرآیندها هزینه مالی قابل توجه‌ای داشته و زمان زیادی نیز می‌طلبد. به همین دلیل نیاز است که متولیان و ناظران این امر، از همان ابتدا مشخص شوند و در همان مراحل ابتدایی توسعه میدان، که طرح توسعه میدان، ارایه می‌شود، طرح‌های مرتبط با خاتمه‌دادن نیز ارایه گردند. در این راستا هزینه‌های مختومه‌سازی پرونده میدان بایستی از همان ابتدا در محاسبات اقتصادی توسعه میدان مد نظر قرار گیرد. این امر مستلزم تدوین قوانین و مقررات جدید و ایجاد نهادهای خاص خود است. متاسفانه عمدتا در ایران برخورد خاصی با پدیده مختومه‌سازی پرونده میدان صورت نمی‌گیرد لذا به جهت پوشش این نقیصه در این مقاله برآنیم تا با مطرح ساختن موضوع، محملی برای توجه بیشتر پدید آید. امری که با توجه به مسایل متنوع زیست‌محیطی کشور و سایر مسایل توسعه میدان توجه مضاعفی را می‌طلبد.

در دهه‌های گذشته روند رو به رشد احداث جزایر مصنوعی در بسیاری از کشورها شدت گرفته است.نظام حقوق بین‌الملل نیز ساخت این جزایر را به رسمیت شناخته و هیچگونه ممنوعیتی در خصوص ساخت آن در حقوق بین‌الملل مشاهده نمی شود.کشورهای حوزه خلیج فارس به ویژه امارات نیز در سال‌های اخیر با سرمایه‌گذاری در این بخش،به دنبال ساخت جزایر مصنوعی در خلیج فارس بوده‌اند.از این رو،نگرانی‌هایی در خصوص نحوه احداث این جزایر و آثار حقوقی ناشی از احداث این جزایر و به تبع آن روابط سیاسی موجود میان کشورهای این منطقه وجود دارد.لذا،بررسی وضعیت جزایر مصنوعی در حقوق بین‌الملل و نیز واکاوی تعهدات بین‌المللی امارات در حوزه حقوق دریاها موضوع پژوهش حاضر است.این پژوهش به دنبال یافتن پاسخی برای این سوال است که آیا ساخت جزایر مصنوعی می تواند تاثیری بر حاکمیت و مالکیت مخازن نفت و گاز خلیج فارس برای این کشور داشته باشد.به نظر می رسد علیرغم اینکه ساخت این جزایر نمی توانند تاثیری در تغییر خط مبداء داشته باشند،اما نیاز است تا با موضع گیری مناسب توسط مسیولان کشورمان از ایجاد رویه در این زمینه جلوگیری شود تا بار دیگر شاهد مسئله ای مشابه آنچه در مورد جزایر سه گانه و ادعاهای بی پایه و اساسی که ایجاد شد،نباشیم.

نمودارهای تصویری انواعی از نمودارهای جدید با قدرت تفکیک بالاتر نسبت به نمودار های چاه پیمایی می باشند. در دهه ی اخیر تعیین مشخصات ساختاری و پتروفیزیکی با استفاده از این نمودار ها مورد توجه فراوان قرار گرفته است. نمودار های تصویری غالبا صوتی و الکتریکی می باشند؛ که در انواع الکتریکی، لیتولوژی و در صوتی، ریزش های متقارن دیواره چاه بهتر بارزسازی می شود. در این مطالعه یک توالی 400 متری از یک چاه در یکی از مخازن کربناته واقع در جنوب ایران مورد بررسی ساختاری قرار گرفت. نمودار تصویری الکتریکیXRMIآن چاه با استفاده از نرم افزارهای ژیولاگ و ژیوفریم مورد پردازش و آنالیز قرار گرفت و نتایج آن با هم مقایسه شد. پدیده های ساختمانی شامل لایه بندی، شکستگی، چینه بندی متقاطع، ریزش های متقارن، نازک لایه های شیلیو استیلولیتمورد بررسی قرار گرفت. پدیده های استخراج شده با استفاده از هر دو نرم افزار از لحاظ جهت و تعداد هم خوانی خوبی با هم نشان می دهند و کیفیت تصاویر ایجاد گردیده با استفاده از آن ها نیز تقریبا یکسان می باشد

آنالیز کانی‌های رسی به عنوان روشی برای تحلیل تکامل دمایی واحدهای رسوبی به‌ویژه در مناطق نفت‌خیز جهان مورد استفاده قرار گرفته است. بهره‌برداری از تغییرات تکامل دمایی در تحلیل‌های ساختاری به‌ویژه در مناطق گسل‌های اصلی روشی نو برای دست یافتن به تحلیل‌های دقیق‌تر ساختاری می‌باشد. در این تحقیق با نمونه‌برداری از منطقه گسل سبزپوشان به تعداد 14 نمونه و آنالیز آنها مشخص گردید که تفاوت تکامل دمایی در شرق و غرب این گسل تفاوت قابل‌ملاحظه نشان نمی‌دهد. این موضوع نشان می‌دهد که تاریخچه تدفین رسوبی در فرادیواره و فرودیواره این گسل مشابه بوده و به‌عبارتی این گسل عمدتا عملکرد امتدادی داشته و عملکرد شیب‌لغز معکوس گسل کم بوده است.

میادین فارس ساحلی در برگیرنده مقادیر قابل‌توجهی از هیدروکربن به‌ویژه به‌صورت گازی هستند. مدل‌سازی سیستم نفتی به‌عنوان روشی برای رفع ابهامات اکتشافی و کاهش خطرات حفاری ابزاری ارزان قیمت و مناسب است. در این مطالعه با جمع‌آوری اطلاعات زمین‌شناسی، استفاده از تحلیل داده‌های آنالیز راک-اول و مدل‌سازی یک‌بعدی با استفاده از نرم‌افزار پترومد بر روی سه میدان در محدوده فارس ساحلی سعی شده است احتمال منشا بودن لایه‌های محتمل سازند سرچاهان و میان‌لایه‌های شیلی سازند کنگان بررسی شود. نتایج مدل‌سازی نشان داد سازند سرچاهان سنگ منشا اصلی است که بین 1.9 تا 1.6 میلیون سال پیش به بیشترین عمق تدفین رسیده است. همچنین ثابت شد میان‌لایه‌های شیلی سازند کنگان نمی‌تواند منشا اصلی هیدروکربن‌های موجود در منطقه باشد، با این حال توسط این میان‌لایه‌های مقادیر محدودی هیدروکربن تولید شده است که در مقایسه با حجم عظیم ذخایر این میادین بسیار ناچیز می‌باشد و نمی‌تواند سنگ منشا اصلی تولید‌کننده‌ این هیدروکربن‌ها باشد. مسیر‌های مهاجرت اولیه به بلنداهای قدیمی غالبا به‌صورت عمودی، و از ناودیس‌ها به طاقدیس‌ها به صورت مایل و جانبی است. عمده‌ی هیدروکربن میدان B، به صورت جانبی به میادین مجاور مهاجرت کرده است. میدان D، از خود مهاجرتی ندارد و تنها مقدار کمی از هیدروکربن میدان C به طور جانبی به درون آن مهاجرت کرده است.

موقعیت‌های فراوانی در صنعت نفت و گاز به‌وجود می‌آید که در آنها نیاز داریم تا کسر فازی مولفه‌های جریان چندفازی را در لوله‌های مختلف اندازه‌گیری کنیم. یکی از روش‌های پرکاربرد برای این منظور در حال حاضر استفاده از پرتوهای گاماست. دستگاه‌های معمول هم بیشتر از روش عبوری استفاده می‌کنند؛ بدین‌صورت که میزان تضعیف پرتوهای گاما در اثر عبور از ماده را اندازه‌گیری کرده و درصد مواد آن را محاسبه می‌کنند. اما بعضی شرایط از جمله در سکوهای نفتی، پالایشگاه‌ها، صنایع پتروشیمی و یا حتی در بخش توزیع ممکن است شرایط دسترسی به دو طرف لوله وجود نداشته باشد و در این حالت می‌توان از پرتوهای گامای پس‌پراکنده برای اندازه‌گیری استفاده کرد. در این مقاله معادلات ریاضی برای محاسبه شدت پرتوهای گامای پس‌پراکنده از دو ماده در کنار هم به‌دست آورده خواهد شد. با استفاده از این معادلات می‌توان درصد دو ماده را بدون نیاز به دسترسی به دو طرف آنها تخمین زد.

تغییر ترشوندگی سنگ مخزن توسط سیلاب‌زنی شیمیایی یکی از روش‌های مناسب برای بهبود و بازیافت نفت از مخازن می‌باشد. یکی از روش‌های ازدیاد برداشت شیمیایی که مورد استفاده قرار می‌گیرد، سیلاب‌زنی قلیا-سورفکتانت است. سیلاب‌زنی قلیا-‌سورفکتانت با استفاده از یک قلیای قوی صورت می‌گیرد. سیلاب‌زنی قلیا- سورفکتانت دارای مکانیسم‌های مختلفی است که مهمترین مکانیسم‌های آن شامل تغییر ترشوندگی، کاهش کشش بین‌سطحی و امولسیون‌سازی است. در این مطالعه با استفاده از اندازه‌گیری زاویه تماس، میزان تاثیر قلیا- سورفکتانت بر سنگ مخزن بررسی شده است. از دو ماده قلیایی هیدروکسید سدیم و کربنات سدیم و از سولفات دودسیل سدیم به‌عنوان سورفکتانت در آزمایش‌ها استفاده شد. با افزودن هیدروکسید سدیم به محلول سورفکتانت سولفات دودسیل سدیم ppm 500 مقدار زاویه تماس از 139 درجه بدون هیدروکسید سدیم به 33 درجه در غلظت ppm4000 از هیدروکسید سدیم رسید. ماده قلیایی کربنات سدیم در همین غلظت‌ها، کاهش زاویه تماس را از 139 درجه به 82 درجه نشان داد. با مقایسه زاویه تماس در محلول سورفکتانت بدون ماده قلیایی و همراه با آن می توان گفت که حضور ماده قلیایی در کنار سورفکتانت بسیار موثر است و ماده قلیایی هیدروکسید سدیم موثرتر از کربنات سدیم عمل کرده و باعث تغییر ترشوندگی از نفت‌دوست قوی به آب‌دوست قوی می‌شود.

استفاده از پلیمرهای رایج مانند پلی آکریل‌آمید و پلی آکریل‌آمید هیدرولیز شده در ازدیاد برداشت با چالش‌هایی جدی چون جذب سطحی بالا، حساسیت بالا نسبت به میزان شوری و دمای مخزن، وجود میکروب‌ها، مشکلات مکانیکی و عدم پایداری مواجه است. به همین دلیل تاکنون استفاده از این روش در فرایند ازدیاد برداشت از میدان‌های نفتی در مقایشه با روش‌های حرارتی و تزریق گاز، به‌صورت فراگیر انجام نگرفته است. به‌دست آوردن شرایط بهینه به‌منظور افزایش برداشت نهایی و در عین حال کاهش پیامدهای نامطلوب نیازمند آنالیز دقیق می‌باشد. در این تحقیق، روشی نوین برای ساخت کوپلیمری سازگار با دما از ترکیب پلی آکریل آمید و استایرن مطرح شده است که می‌تواند تا حدودی مشکلات ذکر شده را برطرف کند. در راستای سنجش کوپلیمر ساخته شده، آزمایش‌هایی مانند رزونانس مغناطیسی هسته‌ای پروتون برای بررسی حضور استایرن در کوپلیمر، بررسی میزان ویسکوزیته تحت دما و شوری بالا و نیز میکروسکوپ الکترونی کریوژنیک برای بررسی اندازه ذرات کوپلیمر انجام گرفته است. بررسی نتایج آزمایش‌های مرتبط با ریولوژی نشان داد که ویسکوزیته ی کوپلیمر سازگار با دما، در مقابل شوری و دمای بالا افزایش می یابد. تمام تست‌های اولیه انجام گرفته نشان دهنده ی آن است که استفاده از این کوپلیمر می تواند یک گزینه ی مناسب برای ازدیاد برداشت باشد؛ به عبارت دیگر، در این مطالعه یک روش سنتز موثر برای تولید پلیمرهای هوشمند با مقاومت بالا ارایه گردیده است.

روش تزریق آب کم شور به دلیل دارا بودن مزایایی همچون دسترسی آسان، سازگاری با محیط زیست و مقرون به صرفه بودن یکی از مهمترین موضوعات تحقیق جهت بهبود بازیافت نفت در صنعت می باشد.امروزه در میادین نفتی دنیا ازتزریق آب کم شور به عنوان یکی از روش های نوین ازدیاد برداشت، جهت افزایش تولید نفت استفاده می شود.مکانیسم های متعددی برای توصیف عملکرد تزریق آب کم شور در ازدیاد برداشت نفت بیان شده است که مهاجرت ذرات رس، تغییر ترشوندگی، تبادل یونی، انبساط لایه دوگانه، تغییر  pH، حلالیت کانی و اثر نمک از جمله آنها است . برهم کنش ها و اثر متقابل این مکانیسم ها و تناقض در نتایج برخی آزمایشات بر پیچیدگی شناخت عملکرد دقیق تزریق آب کم شور افزوده است.
هدف این مقاله ،بررسی مکانیسمهای حلالیت کانی ، اثر افزایشpH وتغییر ترشوندگی است. با توجه به اینکه مخزن مورد مطالعه از نوع کربناته شکافدار با تراوایی پایین یکی از مخازن جنوب کشور می باشد و مکانیزم اصلی در بخش آبزده این نوع مخازن به منظور تولید نفت ،آشام است لذا در این مطالعه جهت دستیابی به اهداف مورد نظر ،آزمایشات آشام ثانویه بر نمونه سنگ کربناته در بازه های مختلفی از نمک (رقتهای[1] 20،10،0و100برابرآب دریا) طراحی و اجرا گردید. جهت بررسی مکانیسم های مورد اشاره ، غلظت یونهای کلسیم،منیزیم و سولفات و مقدار pH در ابتدا و انتهای آزمایشات آشام و در فاز آبی ،مورد اندازه گیری قرار گرفت. نتایج حاصل غلظت نمک بهینه جهت نمونه سنگ این نوع مخزن کربناته شکافدار (یکی از مخازن جنوب کشور)مشخص نموده و  وقوع مکانیسم حلالیت کانی(انیدریت و سنگ کربناته)را تایید نمود، که میزان آن وابسته به غلظت نمک است .همچنین بر اساس نتایج اندازه گیری pH، به نظر می رسد مکانیسم افزایش pHتنها در رقت بالای آب دریا (در این مطالعه 100برابر آب دریا)رخ
می دهد و نتایج اندازه گیری زاویه تماس طبق روش اجرایی استاندارد ،وابستگی میزان تغییر ترشوندگی از حالت نفت دوستی به آب دوستی را به غلظت نمک را تایید می نماید. همچنین با توجه به افزایش میزان بازیافت نفت در آشام آب کم شور در مقایسه با آب دریا ،در طراحی روش های ازدیاد برداشت جهت مخازن کربناته شکافدار با تراوایی پایین می توان از تزریق آب کم شور با رقت بهینه از لحاظ میزان تولید و اقتصادی استفاده نمود.