ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 166 (تیر 1398)

چشمه های نفتی و ریزنشت های هیدروکربنی به عنوان نقاط پایانی مسیر مهاجرت هیدروکربن، بیانگر تمرکز بالای هیدروکربن های افق مخزنی هستند که با استفاده از روش های آزمایشگاهی فن آوری های مختلف شیمیایی، بیولوژیکی، بیوتکنولوژیکی و ژئوفیزیکی از نمونه های خاک، رسوب، آب و اتمسفر پوشش های سطحی مخازن هیدروکربنی زیرسطحی قابل شناسایی هستند. حرکت ریزنشت ها به صورت دینامیک و عمودی از نواحی پرفشار افق مخزنی به سوی نواحی کم فشار افق های سطحی است. مطالعات ژئوشیمیایی سطحی اهداف اکتشافی و توسعه ای با بهره گیری از روش های مستقیم و غیرمستقیم قابلیت پیگیری دارند و نتایج آنها با تلفیق اطلاعات ژئوفیزیکی و زمین شناسی نواحی مورد مطالعه، توان ایجاد یک لایه ی اطلاعاتی موثر و کارآمد در ارزیابی اقتصادی یک برنامه ی اکتشافی را خواهند داشت. طراحی بهینه ی مطالعات ژئوشیمیایی سطحی، تدوین استراتژی مناسب نمونه برداری و بهره برداری از آنالیزهای ژئوشیمیایی سطحی با کیفیت، از عناصر تعیین کننده ی یک پی جویی موفق ژئوشیمیایی سطحی به شمار می روند. این مطالعات ضریب موفقیت تا حدود 90% را پشتیبانی می کنند. مطالعات اکتشافی ژئوشیمیایی سطحی در مناطق ناشناخته و در نواحی هدف 90 ی خود برخوردارند. در یک پی جویی ژئوشیمیایی سطحی جهت تشخیص نواحی اکتشافی از ویژگی های خاص واجد آنومالی باید تمایز آشکاری از اندازه ی سطح مبناء نتایج آزمایشگاهی حاصل شود. بدیهی است ارزیابی فرآیند شارژشدگی تله های هیدروکربوری زیرسطحی از اهداف غائی بررسی های ژئوشیمیایی سطحی اکتشافی یک ناحیه ی مطالعاتی محسوب می شود. هرچند این مطالعات می توانند اهداف توسعه ای یک میدان نفتی یا گازی را هم تامین کنند.

مهم ترین هدف این مطالعه، بررسی سازوکار استفاده از سدها برای کمینه کردن نوفه ی لرزه ای امواج لوله ای VSP با ویبراتور است. در این مقاله کاهش ارتعاشات سطحی موج ریلی تولیدکننده ی امواج لوله ای در برداشت درون چاهی، بررسی و اثر متغیرهای مختلف سد به کمک المان محدود (FE) مدل سازی می شود. این مدل شامل لایه ی خاکی روی سنگ بستر است. مهم ترین متغیر ها برای محیط جامد، عمق سد موجی و ضریب کشسانی هستند. برای محیط سیال به عنوان محیط طبیعی فیلترکننده ی امواج، فرمول بندی المان محدود جفت شده ی سیال و خاک به کار گرفته می شود.

مهاجرت زمان معکوس به عنوان پیشرفته ترین روش مهاجرت عمقی پیش برانبارش داده های لرزه ای محسوب می شود. این روش در مناطقی با ساختارهای پیچیده که با تغییرات شدید سرعت جانبی و شیب های بسیار زیاد همراه هستند می تواند به خوبی تصاویر دقیقی از ساختارهای زیر زمین فراهم کند. در صورتی که دیگر روش های مهاجرت در چنین محیط هایی با محدودیت مواجهند. در این مطالعه تاثیر خطای مدل سرعت بر نتایج مهاجرت زمان معکوس بررسی شده است. نتایج مهاجرت زمان معکوس بر مدل های مصنوعی نشان درصد خطا در مدل سرعت، تصویری نسبی از ساختارهای زیر 20 می دهد این روش می تواند حتی با وجود زمین فراهم کند. هرچند وجود خطا در مدل سرعت باعث می شود موقعیت بازتابنده ها در تصویر حاصل با موقعیت واقعی بازتابنده ها اختلاف داشته باشد.

صنایع نفت و گاز همواره با ریسک های متعددی همراه بوده اند. مدیریت ریسک عملیات حفاری می تواند دستاوردهای قابل توجهی در جهت به حداقل رساندن هزینه ها و بهبود روند حفاری داشته باشد. در این تحقیق از ارزیابی ریسک فازی و اولویت بندی ریسک به دلیل سهولت در تجزیه و تحلیل و همچنین رتبه بندی در تخصیص منابع استفاده شده است. یکی از مهم ترین و پرهزینه ترین قسمت های عملیات حفاری، جداره گذاری چاه های نفت و گاز است. آنالیز ریسک از مهم ترین ابزارهای ارزیابی در صنایع است. در این راستا پژوهش حاضر با هدف شناسایی ریسک، آنالیز آن به روش منطق فازی و رتبه بندی آن انجام شده است. دانش مدیریت پروژه جهت مدیریت ریسک، رویکردی هدفمند ارائه می کند که اجرای آن می تواند منجر به کاهش احتمال وقوع یا اثر پیامدهای ناگوار بر اهداف یک پروژه باشد. از سویی محاسبات فازی ابزار بسیار مناسبی جهت برخورد با محیط های همراه با عدم قطعیت و عدم اطمینان است. هدف این مقاله اجرای مراحل مدیریت ریسک عملیات جداره گذاری جهت بهینه سازی عملیات است. در این تحقیق شناسایی، ارزیابی و الویت بندی ریسک ها انجام شده اند. جهت اجرای فرآیند ابتدا تعداد 42 ریسکی که می تواند حین عملیات جداره گذاری در یکی از پروژه های حفاری اتفاق بیافتد شناسایی گردید. سپس تعداد 25 ریسک فنی که در چاه مورد مطالعه بیشترین ارتباط را با عملیات داشتند شناسایی شده و ملاک عمل قرار گرفتند. پس از محاسبات فازی، تمامی ریسک ها بر اساس احتمال وقوع، شدت اثر بر زمان و هزینه به ترتیب ضریب چالش مرتب شدند ا رویکرد منطق فازی، که از این طریق می توان اولویت آنها را جهت تخصیص منابع مشخص کرد. در حقیقت ب سنجش و رتبه بندی ریسک ها انجام شد. لازم به ذکر است که در این تحقیق، مدل شناسایی و آنالیز، مبتنی بر مدل استاندارد مدیریت پروژه است.

پدیده های بین سطحی و برهم کنش های شیمیایی در فصل مشترک بین فازهای مختلف در فن آوری های صنعت نفت بسیار حائز اهمیت هستند. این سطوح از فصل مشترک بین فازهای جامد/مایع مانند سنگ مخزن/نفت، مایع/ مایع مانند نفت/آب شور گرفته تا فصل مشترک بین فازهای گاز/مایع مانند تشکیل فوم در صنایع پائین دستی را شامل می شوند. سطح فعال ها به دلیل ساختار و خواص ویژه شان نقش مهمی در رفتار سطوح بین فازی ایفا می کنند که آنها را برای صنعت نفت بسیار با ارزش ساخته است. در این مقاله پدیده های بین سطحی مختلف مانند جذب فیلم های سطح فعال، خودشکل گیری و تشکیل مایسل ها، زاویه ی تماس، ترشوندگی، فوم ها و امولسیون ها سطحی در فرآیندهای مختلف صنعت نفت بررسی خواهد شد.

برخلاف باور رایج، نفت خام تنها از دو فاز مایع و گاز تشکیل نشده بلکه نفت خام محلولی کلوئیدی است که ذرات آسفالتن موجود در آن جامد هستند. معادله ی حالت مکعبی که تنها برای توصیف تعادل ترمودینامیکی سیستم های دو فازی (مایع-گاز) به کار می رود در مورد محلول های کلوئیدی صدق نمی کند. برای توصیف نحوه تعادل ترمودینامیکی ذرات آسفالتن موجود در ستون نفت خام با بهره گیری از مدل ین - مالینز و با در نظر گرفتن قانون دوم نیوتن از معادله ی حالت FHZ استفاده می شود. ابداع ابزارهای نوین و فن آورانه ی (DFA) بر مبنای طیف سنجی نوری و نزدیک به مادون قرمز که مقدار ذارت آسفالتن را در کنار سایر ویژگی های مهم مخزنی به صورت برجا اندازه گیری می کند، این امکان را فراهم آورده تا مدل های ساخته شده از تعادل ترمودینامیکی ذرات آسفالتن با اطمینان بسیار ی کالیبره شوند. این مطالعات با نام ژئودینامیک سیال مخزن به عنوان یک شاخه ی نوظهور علمی در صنعت بالادستی، شکاف عمیق میان مدل سازی سیستم های هیدروکربنی و شبیه سازی مخزن را برطرف کرده است. در حقیقت ژئودینامیک سیال مخزن قادر است با بهره گیری از مفهوم سیستم هیدروکربنی و نحوه ی شارژ مخزن، بخش عمده ای چالش های پیش روی توسعه مخزن از جمله پیوستگی جریانی، گرادیان GOR، تشکیل لایه ی قیری بر سطح تماس نفت - آب و غیره را پاسخگو باشد. ژئوشیمی نفت با استفاده از ابزارهای جدید، نظیر کروماتوگرافی دو بعدی (GC×GC) و طیف سنجی جرمی زمان پرواز (TOF-MS) مهر تاییدی است بر نتایج حاصل از ژئودینامیک سیال مخزن. مطالعات موردی متعدد، تاثیرگذاری و اعتبار نتایج حاصل از ژئودینامیک سیال مخزن را اثبات می کنند.

بکارگیری یک منحرف کننده[1] مناسب موجب توزیع یکنواخت اسید تزریقی در تمام طول ناحیه تولیدی می‌‎گردد. استفاده از ویسکوالاستیک سورفکتانت[2] یکی از جدیدترین و کارآمد‎تربن روش‎های انحراف جریان می‎باشد. اما وجود یون فریک که ممکن است در اسید تزریقی حضور داشته باشد، تاثیر منفی بر عملکرد ویسکوالاستیک سورفکتانت ها دارد.
 در این پژوهش ابتدا تاثیر یون فریک بر رفتار ریولوژی یک ویسکوالاستیک سورفکتانت جدید مورد بررسی قرار می‎گیرد. سپس برای اولین بار تاثیر افزایه کاهنده یون آهن[3] بر بهبود رفتار رویولوژی سیال آلوده شده با یون فریک مورد بررسی قرا می‌گیرد. تمامی آزمایش‎های رویولوژی با استفاده از دستگاه دما و فشار بالا در نرخ برشی 100 بر ثانیه و در محدوده دمایی 80 تا 220 درجه فارنهایت روی محلول خنثی شده با کلسیم کلراید انجام گرفته است.
 بر اساس نتایج حاصل از این پژوهش، وجود 1 درصد حجمی افزایه کی‎لیت کننده یون آهن[4] می تواند اثرات مخرب یون فریک تا 500 پی پی ام را مرتفع نماید. اگرچه افزودن 1000 پی پی ام یون فریک به شدت ویسکوزیته سیال ویسکوالاستیک سورفکتانت و همچنین حد دمایی[5] سیال را از 208 درجه به 148 درجه فارنهایت را کاهش می‌دهد، افزودن 10 پوند در هزارگالن[6] کاهنده یون آهن به سیال آلوده شده، حد دمایی سیال را به بالاتر از 220 درجه افزایش می‎دهد. این امر همچنین موجب افزایش 2/71 درصدی ویسکوزیته نهایی در دمای 220 درجه می‎گردد. بنابراین استفاده از مقدار کافی افزایه کاهنده یون آهن موجب برطرف شدن مشکل حضور یون فریک و همچنین افزایش قابل توجه ویسکوزیته در دماهای بالاتر از 180 درجه فارنهایت می‌گردد. لذا بکار بردن مقدار کافی افزایه‎های کنترل کننده یون آهن باعث بهبود عملکرد منحرف کننده ویسکوالاستیک در غلظت‎های بالای یون فریک می‎گردد.

دنیا وابستگی زیادی به نفت دارد. حمل و نقل نفت از محل تولید به محل های مصرف مستلزم خطراتی است؛ به ویژه خطر نشت تصادفی نفت. حوادث نشت نفت منجر به اثرات عمده ای بر محیط زیست و اقتصاد مناطق آسیب دیده می شوند. اگرچه ادبیات گسترده ای در زمینه ی اثرات آلودگی های ناشی از نشت نفت بر زندگی انسان ها و سایر موجودات زنده وجود دارد اما مطالعات اندکی از بعد اقتصادی به این پدیده پرداخته اند. از در مطالعات اقتصادی نیز بیشتر روی دو بخش شیلات و گردشگری تمرکز کرده اند که در آنها نیز عمدتا روش های جبران خسارت یا هزینه ی پاک سازی استفاده شده است. در حالی که اثرات نشت نفت بر محیط زیست فراتر از فعالیت های گردشگری و ماهیگیری است و در فرآیند تحلیل باید هزینه و منفعت پروژه های ترمیم و اصلاح لحاظ شوند. به طور کلی سه دسته روش برای برآورد ارزش منابع محیط زیستی از دست رفته وجود دارد: استفاده از فنون ارزش گذاری اقتصادی، انتقال و تعمیم ارزش برآورد شده از مطالعات گذشته و استفاده از مدل ها، فرمول ها و ابزارهای تحلیل موجود. در این مطالعه ابعاد اثرات نشت نفت بر محیط زیست، روش ها و مدل های موجود برای برآورد هزینه ی خسارت آلودگی محیط زیست ناشی از انتشار مواد نفتی و نمونه ای از مطالعات انجام شده در دنیا و ایران بررسی شده است.

از دیرباز تا کنون مشکل رسوب در چاه ها وجود داشته که اصلی ترین دلیل آن ناسازگاری آب سازند با آب تزریقی است. با تزریق آب دریا به سازند آنیون های سولفات با کاتیون های آب سازند واکنش داده و رسوب تشکیل می شود. رسوب تشکیل شده در محیط متخلخل سازند کاهش نفوذپذیری مخزن را به همراه دارد که نتیجه ی آن کاهش تولید از مخزن است. پیامدهای اقتصادی تشکیل رسوب در میادین نفتی به دلیل افت شدید تولید، تحمیل هزینه های رفع رسوب و انجام عملیات تعمیر گسترده است. به طوری که هزینه های مرتبط به رسوب در جهان بیش از 1/4 بیلیون دلار در سال تخمین زده شده است. در این پژوهش ابتدا منشا تشکیل رسوب از جمله مخلوط شدن آبهای ناسازگار، رسوب خودبه خودی، رسوب در اثر تبخیر و تزریق گاز و در ادامه مکانیزم تشکیل رسوب بررسی می شود. در خصوص برخی از آسیب های ناشی از رسوب از جمله کاهش تراوایی و تخلخل، نتایج آزمایشگاهی حاصل نشان دهنده ی آنست که رسوب مواد معدنی به دما، فشار و غلظت یون ها وابسته است. همچنین در انتهای این پژوهش انواع روش های حذف رسوب از جمله روش شیمیایی، روش مکانیکی، روش مکانیکی-شیمیایی و الکتروکواگولاسیون معرفی شده است.

در حال حاضر محیط زیست و انرژی دو متغیر اصلی در توسعه ی کشورها محسوب می شوند. برای کشورهای تولیدکننده ی نفت، این ماده یکی از مهم ترین عوامل تامین بودجه و به گردش درآمدن چرخ های اقتصادی محسوب می شود. بنابراین عمده ی کشورهای وابسته به نفت ناگزیر به افزایش تولید و صادرات هستند. به همراه نفت، گازهای همراه نیز تولید می شوند که سوزاندن آنها یکی از سرچشمه های مهم تولید گازهای گلخانه ای محسوب شده و جمع آوری آنها از اهمیت به سزایی برخوردار است. بر اساس آمار جدید بانک جهانی، ایران با تولید 17/7 میلیارد متر مکعب جایگاه سوم جهان را در تولید گازهای مشعل دارد. راهکارهای بسیاری جهت جلوگیری از سوزاندن گازهای همراه نفت وجود دارد. اما در کشور موضوع سیاست گذاری و قانون گذاری توسط یک رگلاتور برای تبیین برنامه هایی که سرمایه گذاران را جذب کرده و انگیزه های مالی و در کنار آن مجازات را برای آنها تعریف کرده باشد به درستی اجرایی نشده است. نتایج این تحقیق نشان می دهد مشکلات سیاست گذاری، تعریف نشدن قوانین تنبیهی و تشویقی، محدودیت های مالی و فن آوری و همچنین پراکندگی جغرافیایی گازهای مشعل از جمله مهم ترین علل عدم موفقیت در کنترل و کاهش گازهای مشعل در کشور هستند.