ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 164 (فروردین 1398)

عرصه کسب و کار بین‌المللی در حوزه بالادستی صنعت نفت به یک حوزه دارای رقابت مبتنی بر فناوری و نوآوری تبدیل شده است و حضور رقابت‌پذیر بازیگران در این محیط نیازمند حصول به شایستگی‌های فناورانه‌ای است که فراهم کننده مزیت رقابتی در پاسخ به چالش‌های حوزه بالادستی صنعت نفت باشد.
در فضای رقابت مبتنی بر فناوری و نوآوری هیچ بازیگری نمی‌تواند بدون ایجاد اتکایی به خویشتن برای توسعه شایستگی‌های فناورانه رقابت‌پذبر باشد. بنابراین راه‌حل بنگاه‌ها برای اکتساب فناوری و دستیابی به موقعیت‌های جدید کسب و کار، ورود به مسیر پرپیچ و خم «پژوهش و فناوری» است. از اینرو مدیریت پژوهش و فناوری در چنین محیطی اهمیت حیاتی می‌یابد و با توجه به نقش منحصربفرد پژوهش و فناوری در رقابت‌پذیری شرکت‌های فعال در محیط‌های دارای رقابت مبتنی بر فناوری و نوآوری، اتخاذ رویکرد راهبردی به «مدیریت پژوهش و فناوری» الزامی است. براین اساس مزیت رقابتی شرکت‌های فعال در حوزه بالادستی صنعت نفت «توانایی جامع و فوق العاده آنها در مدیریت راهبردی پژوهش و فناوری به منظور حصول به شایستگی‌های فناورانه» است.
به منظور تبیین این موضوع در این مقاله ابتدا محیط کسب وکار حوزه بالادستی صنعت نفت و ماهیت رقابت در آن تحلیل شده و برمبنای آن عامل برتری در عرصه رقابت مبتنی بر فناوری و نوآوری و مسیر حصول به آن تشریح گردیده است. سپس «مدیریت راهبردی پژوهش و فناوری» به عنوان مزیت رقابتی شرکت‌های فعال در حوزه بالادستی صنعت نفت تبیین و در نهایت به نتیجه‌گیری پرداخته شده است.

نیاز به پوششی که بتواند حفاظت همزمان پسیو و اکتیو را فراهم کند صنعت را به‌سمت استفاده از پوشش‌های هوشمند سوق داده است. پوشش هوشمند به پوششی گفته می‌شود که می‌تواند تولید محیط خورنده را احساس کرده و به‌طور خودبه‌خودی و بر حسب نیاز به وقوع خوردگی پاسخ دهد. این مقاله انواع ممانعت‌کننده‌های قابل‌استفاده برای فولاد، اهمیت کپسوله‌کردن ممانعت‌کننده‌ها در پوشش‌ زمینه، اهمیت سازگاری نگهدارنده‌های دوپ‌شده با پوشش زمینه، مکانیزم‌های تحریک برای خودرهاسازی ممانعت‌کننده و برخی از فعالیت‌های شرکت‌های بین‌المللی معتبر نفت و گاز در خصوص استفاده از پوشش‌های هوشمند را مرور کرده است. دستیابی به پوششی هوشمند و بهینه، علاوه بر مزایای زیست‌محیطی، هزینه‌های تعمیراتی تاسیسات در صنایع را به‌طرز چشمگیری کاهش داده و دستاوردی شگرفی در صنعت پوشش‌دهی خواهد بود.

اوپک در کنفرانس 14-10 بغداد در 1960 با حضور ایران، عربستان، عراق، کویت و ونزویلا با هدف هماهنگی و وحدت‌بخشی به سیاست‌های نفتی، دستیابی به منافع مشترک فردی و جمعی اعضاء و ایجاد تعامل سازنده با سایر بازیگران بازار جهانی نفت تاسیس شد. چهار عضو موسس این سازمان از کشورهای حاشیه‌ی خلیج‌فارس است. این کشورها با برخورداری از ذخایر اثبات‌شده‌ی فراوان نفت‌خام و توان تولید، نقشی اساسی در تصمیم‌سازی، تصمیم‌گیری و سیاست‌های اوپک در بازار جهانی نفت دارند. جمهوری اسلامی ایران و عربستان سعودی دو عضو موسس و موثر اوپک است. کیفیت تعامل این دو کشور در انسجام درونی اوپک نقش‌آفرین بوده است. به‌دلیل وابستگی شدید این کشورها به در آمدهای نفتی، همکاری برای دستیابی، حفظ و ارتقاء منافع مشترک اصل اساسی اعضای اوپک است. بر این اساس، سوال اصلی مقاله‌ی حاضر تاثیر همکاری‌های درون اوپک بر روابط ایران با عربستان سعودی و کشورهای حاشیه‌ی خلیج‌فارس در آینده است. فرض شده که گسترش روابط سازنده‌ی این دو کشور و سایر کشورهای حاشیه‌ی خلیج‌فارس در چاچوب اوپک، درآینده قابل‌تسری به سایر حوزه‌ها خواهد بود.

یکی از اهداف در مطالعات مخزنی، شناسایی مناطق با تراکم شکستگی بالا جهت حفاری چاه‌های تولیدی جدید می باشد. بطور کلی شناسایی نقاطی که احتمال وقوع شکستگی در آنها بیشتر است از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا وجود شکستگی نفوذ پذیری (تراوایی) سنگ مخزن را افزایش داده و حرکت سیال را در محیط متخلخل تسهیل می‌نماید که در نتیجه آن تولید از چاه با افت فشار کمتری صورت می پذیرد. دراین پروژه سعی شده است تا تراکم شکستگی حاصل از تفسیر نمودارهای تصویرگر(FMS)1در چاه ها, مورد مدل سازی سه بعدی قرار گیرد. از انجا که اطلاعات و داده های تراکم شکستگی فقط در مکان چاه ها موجود می‌باشد لذا به منظور توزیع سه بعدی تراکم شکستگی از نشانگر لرزه ایی انت- تراکینگ2 به عنوان داده کمکی در فرایند مدل سازی در نقاط دیگر مخزن  استفاده شده است. با استفاده از الگوریتم زمین آماری روش شبیه سازی گوسی پی در پی((SGS 3مدل سه بعدی تراکم شکستگی در میدان بدست می‌آید. میدان مورد مطالعه یکی از میادین شمال شرق کشور میباشد و مخزن هدف در این مطالعه سازند مزدوران می‌باشد.
نتیجه این مطالعه به منظور تعیین هرچه بهتر مکان حفاری چاه های تولیدی مورد استفاده قرار می‌گیرد. بدین ترتیب که نقاط با تراکم شکستگی بالا مکان های مناسب تری برای حرکت سیال در محیط متخلخل بوده و لذا چاه های حفاری شده در این نقاط از لحاظ تولید هیدروکربور وضعیت به مراتب بهتری نسبت به نقاط با تراکم شکستگی پایین خواهند داشت .

در این تحقیق تاثیر افزایه نانو ذرات سیلیسیم آبدوست و آب گریز در گل های حفاری پایه آبی به منظور کنترل نفوذ پذیری و تورم شیل ها در خلال حفاری بررسی شده است. جذب آب در شیل ها سبب متورم شدن و در نهایت تمایل به ریزش به علت سست شدن و از دست دادن مقاومت داخلی آنها می شود. ریزش لایه های شیلی در مسیر حفاری چاه سبب افزایش قطر دهانه چاه حفاری و همچنین سبب گیر رشته حفاری می شود که سبب از دست رفتن زمان و هزینه حفاری می گردد. پس از آن  افزایه های مختلف گل حفاری که در بهبود کنترل جذب آب توسط شیلهای مختلف عمل می کنند ارایه شده اند. در این روش تغییرات وزن و حجم نمونه شیلها درون سیالات پایه آبی حاوی مواد و یون های مختلف بررسی شده است. تغییرات حجمی در اثر تورم شیل و یا در اثر خرده شدن یا ریزش نمونه های شیلی ممکن است مثبت یا منفی باشد. همچنین در اثر جذب آب در داخل نمونه های شیلی میزان تغییرات وزن نمونه مثبت، و در اثر خرده شدن میزان تغییرات وزن منفی می باشد. نتایج نشان می دهد که افزودن نمک KCL به گلهای حفاری توانای کاهش جذب آب در آنها را را دارد که این امر تاحدودی به خنثی سازی بار سطحی موجود در رس ها وابسته می باشد. حداکثر کاهش جذب آب در شیل ها توسط نمک KCL در غلظت 25 درصد وزنی رخ می دهد که در این غلظت امکان خوردگی تجهیزات حفاری بالا می باشد. همچنین میزان بیشترین جذب آب و ریزش شیل ها در آب شیرین اتفاق می افتد. علاوه براین با اضافه کردن رسهای بنتونایت به سیال حفاری میزان تورم شیل کاهش می یابد. نتایج همچنین نشان می دهند که افزودنی نانو سیلیس در غلظت کم(نمونه 3) همزمان با رس بنتونایت سبب می شود تا میزان نمک پتاسیم تا 15 درصد کاهش یابد و کارایی این سیستم به اندازه نمک 25 درصد شود. نتایج همچنین نشان می دهد که نانو سیلیس آبگریز شده گرچه توانایی انحلال در آب را ندارد منتهی می تواند به سطح شیل چسبیده و حفرات درون شیل را مسدود نماید که این امر سبب کاهش جذب آب داخل شیل ها می شود.

هرزروی سیال حفاری یکی از مشکل سازترین مسایلی است که در حفر چاه های نفت و گاز ممکن است پیش آید. هزینه اضافی گل هدر رفته و زمانی که دکل بدون بازدهی می چرخد(زمان هدر رفته[1]) تا این مشکل برطرف شود غالبا بالغ بر میلیون ها تومان است. هرزروی در سازند مخزنی، مانند سازند آسماری که در این مقاله مدنظر ماست، تاثیر کاملا منفی روی میزان تولید هیدروکربن دارد. هرزروی تابع پارامترهای زیادی ازجمله سرعت حفاری، وزن سیال حفاری، اندازه ذرات مواد کنترل کننده هرزروی[2] و مقدار به کار رفته از آنها در ترکیب سیال می باشد. شکستگی های سازند مهم ترین بسترهای هدررفت سیال شناخته می شوند. پرکاربردترین راه مقابله با هرزروی سیال، استفاده از مواد کنترل کننده هرزروی در ترکیب آن می باشد. در استفاده از این مواد توجه به دو نکته بسیار حایز اهمیت است، دانه بندی ماده استفاده شده و مقدار به کاررفته از آن در ترکیب سیال. در این تحقیق سنگ آهک خرد شده به عنوان ماده کنترل کننده هرزروی مناسب در سازند آسماری مورد بررسی قرار گرفت. هدف اصلی، تعیین دانه بندی مناسب برای ذرات سنگ آهک جهت دست یابی به انسداد مطلوب شکاف ها می باشد. آزمایشات به وسیله دستگاه BMT[3] انجام شده است. سایز شکاف دستگاه با توجه به نتایج نمودارهای تصویری یک میلی متر در نظر گرفته شد. مقدار استفاده شده از سنگ آهک در تمامی تست ها ثابت است. با توجه به نتایج آزمایشات مناسب ترین حالت دانه بندی برای سنگ آهک جهت مسدود نمودن شکاف بدست آمد که درصد وزنی ذرات با اندازه های مختلف به صورت 5/12 درصد دانه های عبوری از مش 5 مانده روی مش 10،  5/12 درصد دانه های عبوری از مش 10 مانده روی مش 20، 17 درصد دانه های عبوری از مش 20 مانده روی مش 40، 50 درصد دانه های عبوری از مش 40 مانده روی 50 و 8 درصد دانه های عبوری از مش 50 مانده روی مش 100  بوده است.

در این مقاله کوپل حرارتی فرایند کاتالیستی نفتا ریفرمینگ با فرایند چرخه احتراق شیمیایی(NR-CLC) ارایه شده است. فرایند چرخه احتراق شیمیایی (CLC) فرایند سازگار با محیط زیست است که گرمای موردنیاز فرایند گرماگیر نفتا ریفرمینگ را فراهم می کند. در این ساختار، گرمکن های میانی که در فرایند معمول نفتا ریفرمینگ (CNR) به منظور اماده سازی دمای مناسب خوراک نفتا قرار داده شده است، حذف شده و فرایند چرخه احتراق شیمیایی جایگزین آن ها شده است. فرایند چرخه احتراق شیمیایی و فرایند نفتا ریفرمینگ به ترتیب در بستر متحرک و ثابت در سه راکتور سری مدلسازی شده است. کاتالیست هایبه عنوان حامل های اکسیژن (OC) درراکتورهای هوا (AR) و سوخت (FR) فرایند چرخه احتراق شیمیایی استفاده می شود.  نتایج کوپل حرارتی با حالت معمول فرایند نفتا ریفرمینگ مقایسه شده است که نشان می دهد که ساختار جدید بر تولید اروماتیک ها و هیدروژن تاثیر به سزایی داشته است.

افزایش تولید از مخازن نفتی امری اجتناب ناپذیر در راستای تامین نیاز رو به رشد انرژی جامعه بشری است. با این حال آسیب های ایجاد شده توسط رسوب آسفالتین در مخزن نفتی، تجهیزات سرچاهی و لوله های انتقال نفت، به شدت تولید از مخازن را کاهش می دهد. نقش آسفالتین و مشکلات ناشی از تشکیل رسوب آن با توجه به نیاز صنعت نفت به دست یابی به مخازن با عمق بیشتر و یا مخازن با نفت سنگین (با محتوای آسفالتین بیشتر) و کاربرد روزافزون روش های ازدیاد برداشت نفت، بسیار مهم و ضروری است.رسوب آسفالتین سبب انسداد حفرات سنگ، گرفتگی ستون چاه، عدم کارایی مناسب تجهیزات سطحی، تغییر ترشوندگی سنگ و کاهش راندمان تولید نفت می شود. علاوه بر این ها، رسوب آسفالتین با تحمیل هزینه های تعمیر و بازسازی فراوان و بستن موقت چاه ها از لحاظ اقتصادی نیز، مشکلاتی را در برخواهد داشت. در این تحقیق به صورت جامع به بررسی آسفالتین موجود در نفت خام و عوامل موثر در رسوب پرداخته شده است و مطالعات موردی انجام شده بر روی آسفالتین موجود در نفت مخازن جنوب غربی ایران بیان شده است. مقادیر رزین ها، حلال های تشکیل دهنده نفت، فشار، دما، دبی تولیدی، نسبت گاز به نفت، نوع رژیم جریانی از عوامل تاثیرگذار در رسوب آسفالتین هستند.

یکی از اهداف مهم به کارگیری سورفکتانت ها در ازدیاد برداشت نفت، کاهش کشش سطحی بین آب تزریقی و نفت خام می باشد. هدف از این پژوهش یافتن رفتار کشش بین سطحی بین آب دریا و نفت خام در مخازن نفت سنگین ایران و بررسی میزان کاهش کشش بین سطحی با افزودن سورفکتانت های غیریونی در غلظت های حداقل و اقتصادی می باشد. سورفکتانت های  کا ای پی اس 80 و بهامید دی از سورفکتانت های غیریونی در صنایع شوینده می باشند که در این تحقیق از آنها استفاده شده است. ابتدا سه غلظت بسیار پایین از این سورفکتانت ها ساخته شد و در چهار دمای آزمایشگاه، دمای محیط، دمای سرچاه و دمای نزدیک به مخزن اثر این سورفکتانت ها بر روی کاهش کشش بین سطحی بررسی گردید. همچنین کشش بین سطحی دینامیک و رفتار این دو سورفکتانت بررسی و باهم مقایسه شد. هدف از به کارگیری سه پارامتر دما ، زمان و  غلظت بدست آوردن بهترین شرایط برای کاهش کشش بین سطحی می باشد. با استفاده از تکنیک آماری سطح پاسخ،  سعی شد تا مدلی طراحی شود تا در گستره ای از  دما های مختلف و غلظت های حداقل و اقتصادی کاهش کشش بین سطحی بررسی گردد. مکانیسم پیشنهاد شده در این تحقیق در محلول آب شور  و سورفکتانت کا ای پی اس 80  نوعی پدیده مهاجرت ملکولی از توده به سطح می باشد که باعث ناهمگونی در نمودارهای کشش بین سطحی دینامیک می گردد اما این مکانیسم در محلول آب شور و سورفکتانت بهامیددی مشاهده نگردید. پایداری دمایی و ماندگاری اثر سورفکتانت در آب شور مشابه دریا و نیز میزان کدورت در دماهای مختلف نیز بررسی گردید.

تولید هیدروکربن مشروط به شناسایی حضور آن در لایه های رسوبی است. روش های گوناگونی برای شناسایی هیدروکربن در مراحل مختلف اکتشاف، توسعه و تولید میادین نفت و گاز وجود دارد. یکی از مهم ترین روش ها، برداشت  نگارهای مقاومتی چاه است که می تواند تفسیر نسبتا دقیقی از حضور و میزان هیدروکربن در لایه های رسوبی را ارایه دهد. مبنای این روش، مشاهدات آزمایشگاهی است که رفتار مقاومتی متفاوت هیدروکربن و آب را در مقابل انتشار جریان الکتریکی اثبات کرده است. اما گاها به دلایل مختلف، مقاومت لایه های حاوی هیدروکربن کاهش می یابد که در این شرایط، تحت عنوان لایه های مخزنی با مقاومت پایین شناخته می شوند. از طرفی در برخی مواقع لایه حاوی هیدروکربن دارای اختلاف مقاومت کم (Low-contrast) با لایه های آبی مجاور است که استفاده از نگارهای مقاومتی برای تشخیص حضور هیدروکربن در این لایه ها را چالش بر انگیز می کند.  در این مقاله، به بررسی عواملی که باعث رخداد این پدیده در مخازن ماسه سنگی و کربناته می شود پرداخته  شده است. روش های ارایه شده برای رفع خطاهای محاسباتی به منظور محاسبه دقیقتر اشباع آب از داده های نگار های مقاومتی در مخازن ماسه سنگی و کربناته متفاوت می باشند. اغلب مدل های توسعه یافته به بررسی عواملی که بروز پدیده مقاومت پایین را تشدید می کنند پرداخته اند. در مخازن ماسه سنگی وارد کردن اثر کانی های هادی جریان در محاسبه ی اشباع آب، استفاده از رابطه ی مناسب برای اعمال اثر وجود شیل در سازند، محاسبه حداقل مقاومت در هر اشباع و استفاده از مدلPetrophysical rock typing (PRT)  و استفاده از نگار های اندازه گیری تخلخل، و برای مخازن کربناته استفاده از داده های چند نگار مختلف، نگار سیگما، نگار NMR، استفاده از نگار های ترکیبی و استفاده از مقاومت عمودی روش هایی هستند که در این مقاله بررسی شده اند.