ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 188 (تیر 1400)

تعیین دقیق سرسازندهای زمین شناسی در چاه های نفت و گاز مسئله ی بسیار با اهمیتی از لحاظ مسایل مربوط به حفاری و ارزیابی سازندها است. عمق حدودی سرسازندها در ابتدا توسط داده های ژیوفیزیکی از جمله لرزه نگاری تخمین زده می شود و پس از حفاری چاه ها با مطالعه ی خرده های حفاری 2 با دقت توسط زمین شناس تعیین می شود. پس از اتمام حفاری و برداشت نمودارهای کامل ارزیابی مخزن 3، لازم است مکان سرسازندها بر روی نمودارهای پتروفیزیکی نیز تعیین شود. هر سرسازند زمین شناسی با توجه به خواص زمین شناسی و مخزنی مانند ترکیب سنگ، نوع سیال، میزان تخلخل و تراوایی، بازخورد نمودارهای پتروفیزیکی مخصوص به خود را دارد. در این بین تشخیص برخی سرسازندهای زمین شناسی از روی نمودارهای پتروفیزیکی به دلیل پیچیدگی خاص سازندها مانند تغییرات رخساره ی رسوبی 4 و یا قرار گرفتن در پشت لوله های جداری 5 و آستری 6 کار آسانی نیست. یکی از این سازندها تیرگان است. بر اساس مطالعه ی انجام شده، نمودار نسبت اورانیوم به پتاسیم که در پشت لوله های جداری نیز قابل برداشت است و کمترین تاثیر را از شرایط دیواره ی چاه، روش نمودارگیری،
زاویه ی انحراف چاه و ترکیبات گل حفاری می پذیرد، بهترین نمودار برای تعیین حد مرز بالایی و پایینی سازند تیرگان در میدان گازی خانگیران می باشد.

شناسایی گسل ها در سراسر کره زمین، نه تنها بیانگر تاریخچه تکتونیکی هر منطقه می باشد، بلکه می تواند وضعیت آینده زمین شناسی منطقه را نیز تا حد زیادی مشخص نماید. امروزه با استفاده از فن آوری سنجش از دور، محققین و پژوهشگران به دستاورد های مهمی در شناسایی موقعیت، وضعیت و نوع گسل در ابعاد وسیع تری نسبت به تصاویر هوابرد، دست یافته اند. تصاویر ماهواره ای به دلیل داشتن توان تفکیک زمانی، مکانی و طیفی بالا در محدوده طیفی مریی، مادون قرمز، حرارتی و مایکرویو(راداری) امکان تجزیه و تحلیل زیادی در اختیار محققین قرار داده اند تا با شناسایی تغییرات در بافت زمین و هندسه لبه های این تغییرات و تفسیر نهایی توسط یک زمین شناس مجرب موقعیت گسل استخراج گردد. تاقدیس نادر در منطقه کپه داغ واقع در شمال شرقی ایران از جمله مناطقی در ایران است که علیرغم اهمیت منطقه به لحاظ واقع شدن در مرز کشور، مطالعات زمین شناسی محدودی در آن انجام شده است. در این پژوهش استخراج گسل های محتمل منطقه با استفاده از تصاویر سنجنده ASAR ماهواره Envisat سال های 2007 و 2009 با کمک داده های زمین شناسی مورد مطالعه قرار می گیرد. نتایج حاصله با سوابق زمین لرزه های رخ داده در آن بازه زمانی مقایسه می شود. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که می توان با استفاده از تکنیک تداخل سنجی مایکرویو(راداری) به موقعیت جابجایی ارتفاعی منطقه و نیز مکان هایی که در آن ها جابجایی شدید بوده است به موقعیت احتمالی یک گسل فعال پی برد.

در بسیاری از مخازن ایران، در ابتدای تولید از مخزن، انرژی مخزن جهت تولید طبیعی وجود دارد و انتقال سیال به سطح و گاهی به تاسیسات بهره برداری با مکانیسم تخلیه طبیعی و نیروی ثقلی میسر است. بدیهی است این پتانسیل رفته رفته کاهش می یابد. ولی گاهی موارد ولی گاهی از همان اوایل تولید نیروی کافی برای تولید با مکانیسم اولیه طبیعی جهت تولیداقتصادی و رانش سیال ازچاه به سطح کفایت نمی کند، در اینصورت از روش های فرازآوری مصنوعی(با پمپ یا گاز) برای تولید استفاده می شود. یکی از مشکلات چاه های نفتی ایران و بخصوص در جنوب غربی کشور، افت فشار ته چاهی می باشد که جهت حل این مشکل از روش فرازآوی مصنوعی با گاز استفاده می شود که مد نظر این پژوهش می باشد. در این مطالعه، با استفاده از یکی از نرم افزارهای مدل سازی جریان چندفازی در ستون چاه، فرآیند تزریق پیوسته گاز در یکی از چاه های میادین نفتی جنوب کشور طراحی و رژیم های جریان دوفازی و افت فشار در ستون چاه تعیین شده است. اثر تغییر پارامترهای قطر لوله مغزی و نرخ تزریق گاز بر رژیم جریان دوفازی و افت فشار بررسی شده است. پس از طراحی عملیات فرازآوری مصنوعی با گاز مشاهده گردید، تزریق گاز با دبی 3 میلیون فوت مکعب استاندارد در روز بیشترین میزان تولید نفت را خواهیم داشت و در این دبی کم ترین میزان افت فشار در ستون چاه حاصل می شود. با تزریق گاز در دبی های بالاتر از دبی بهینه، میزان افت فشار در ستون چاه افزایش پیدا می کند و رژیم های جریانی انتقالی و حلقوی علاوه بر رژیم جریانی لخته ای در ستون چاه دیده شده است در چاه هایی که تحت فرازآوری مصنوعی با گاز هستند، با افزایش قطر لوله ی مغزی میزان افت فشار درون چاه کاهش می یابد و فشار سر چاهی بالاتری حاصل می شود.

رسوب آسفالتین یکی از چالش برانگیزترین مشکلات عصر حاضر در صنعت نفت می باشد. سیال با تجربه کردن شرایط فیزیکی و شیمیایی مختلف درون مخزن، چاه و تسهیلات سطح الارضی و تغییرات آنها، باعث ناپایدار شدن آسفالتین و در نهایت گرفتگی، رسوب و کاهش نرخ تولید میدان می گردد. با در نظر گرفتن هزینه های برداشت و رفع بسیار بالا جهت زدودن رسوبات، روش های پیش گیرانه از رسوب می توانند ما را در کاهش این هزینه ها یاری نماید. با درکی صحیح از تاثیر عوامل مختلف نظیر تغییرات فشار، دما یا ترکیب سیال می توان به نحوه تشکیل رسوب آسفالتین در زمان و مکان درست پی برد و تصمیمات حیاتی در این زمینه اتخاذ گردد. در این تحقیق بر اساس مطالعات موردی مخازن نفتی مختلف در امارات، کویت، خلیج مکزیک، ژاپن و ایران رفتار آسفالتین در شرایط مختلف پیش بینی گردیده و با مدل سازی های ترمودینامیکی و روش های پیشگیرانه درمانی، کارآمدترین عملیات جهت بهبود و بازگشت مخزن یا چاه به چرخه تولید اقتصادی انتخاب شده است.

مطابق پیش بینی های به عمل آمده، افزایش تقاضای جهانی برای انرژی همچنان ادامه خواهد داشت و اگرچه استفاده از انرژی های جایگزین در سال های آتی افزایش می یابد، ولی این افزایش در مقایسه با انرژی های فسیلی کم بوده و نقش اصلی منابع تجدیدپذیر حداقل تا دو دهه آینده نقش تکمیلی و حامی خواهد بود. با درک این واقعیت که میزان تقاضا انرژی جهانی در سال های آتی به بالاترین میزان خود خواهد رسید، نیاز به ایجاد یک تحول علمی و عملی در هسته اصلی مهندسی نفت و گاز، جهت افزایش میزان بهره وری بیش ازپیش احساس می شود. ازدیادبرداشت به دلیل بهینه بودن، دسترسی و مسایل زیست‏ محیطی از مهم ترین روش‏ ها و مطالعات است. ازدیادبرداشت به ‏کمک نانوذرات از مکانیسم ‏هایی همچون کاهش ویسکوزیته نفت، افزایش ویسکوزیته سیال تزریقی، کاهش کشش‏ بین ‏سطحی و تغییر ترشوندگی جهت ازدیاد برداشت بهره می برند. این زمینه تحقیقی برخی موارد کمتر دیده شده را داراست که از جمله آن بررسی استفاده از نانوذرات تحت میدان مغناطیسی یا نانوذرات داری خواص مغناطیس برای بهبود عملکرد نانوذرات و جداسازی آن ها از نفت است. تاثیر میدان الکترومغناطیس برروی نظم ‏و‏آرایش جریان مغناطیسی و به‏دنبال آن افزایش ویسکوزیته نانوسیال اکسیدآهن در محیط متخلخل و کاهش کشش سطحی از جمله نتایج برجسته است. نتایج نشان داد، میزان بازیابی در عدم حضور و حضور امواج الکترومغناطیس به ترتیب از 44 درصد با 7/24 درصد بهبود به 7/68 درصد رسیده است.

از مهمترین بخش های استقرار مدیریت خوردگی در تاسیسات نفت و گاز، ارتقاء وضعیت کیفی سیستم های حفاظت فنی در تاسیسات می باشد. در این پژوهش ارتقای کیفی سیستم های رنگ و پوشش، به عنوان یکی از مهمترین سیستم های حفاظت فنی بویژه در مقابل خوردگی خارجی مدنظر قرار گرفته است. در همین راستا ابتدا سیستم های رنگ و پوشش شرکت های عملیاتی شرکت ملی نفت ایران و اشکالات موجود در سیستم های آن ها مطالعه و بررسی شدند. با بررسی منابع گسترده ای از کتاب ها، مقالات، پایان نامه ها و استانداردهای مرتبط و همچنین، سوابق و اشکالات سیستم های رنگ و پوششی، تجربیات موفق و ناموفق، اطلاعات آماری سیستم های رنگ و پوشش، و دستورالعمل های از پیش تدوین شده در شرکت های عملیاتی نفت در چهار مرحله انتخاب رنگ و پوشش، آماده سازی سطوح، اعمال، و بازرسی و پایش گردآوری شدند. کالاها و روش های نوین مطابق با فناوری روز دنیا در بخش بالادستی نفت و گاز در مراحل انتخاب مانند پوشش های هوشمند، انواع کامپوزیت ها، پوشش های خودترمیم شونده، پوشش های نانو، آب گریز، ضد کف، رنگ و پوشش های با حلال آبی و... که می توانند در انتخاب های آتی به عنوان گزینه های احتمالی در نظر گرفته شوند و روش های نوین آماده سازی معرفی و بررسی شدند و با پوشش های فعلی از جمله پوشش های سرد و گرم، پوشش داخلی، سطوح خارجی، و سطوح مدفون مقایسه گردیدند.

امروزه تقریبا در تمامی تجهیزات صنعت نفت، تعداد قابل توجهی از حسگرهای اندازه گیری تعبیه شده اند. جمع آوری و تحلیل این حجم اطلاعات تولید شده توسط این حسگرها و تبدیل آن به اطلاعات قابل استفاده در طراحی و عملیات کاری بسیار پیچیده بوده، به طوری که تخمین زده می شود تنها یک درصد از این اطلاعات مورد استفاده قرار می گیرند. با استفاده از فناوری های پیشرفته از جمله اینترنت اشیا که امکان برقراری ارتباط بین همه تجهیزات و دستگاه ها را برقرار می کند، جمع آوری و استفاده ی عملی از این اطلاعات امکان پذیر خواهد شد. در این مقاله، ضمن مروری بر اهمیت اینترنت اشیا در صنعت نفت، به برخی کاربردهای مهم در زنجیره ی ارزش این صنعت پرداخته شده است

شرکت های خدماتی نفتی از بازیگران مهم در بازار جهانی نفت و گاز هستند. در مقطع کنونی صنعت نفت با افزایش نقش شرکت های ملی نفت و شرکت های خدمات نفتی در بخش بالادستی به خصوص در اکتشاف، حفاری، مدیریت بهینه ی چاه های نفتی و نظایر آن، جایگاه شرکت های بین المللی در بازار نفت کاهش یافته است، به طوری که شرکت های خدمات نفتی، رقیبی قدرتمند و بازیگری مهم در بازار نفت به شمار م یروند و در بسیاری از میادین نفتی کشورها عهده دار مدیریت پروژه ها، ارزش آفرینی و توسعه شده اند. علل رشد و توسعه ی شرکت های خدمات نفتی در بخش بالادستی صنعت نفت و گاز را میتوان مواردی چون برون سپاری برخی از فعالیت های صنعت نفت و گاز توسط شرکت های بین المللی نفتی، بازدهی پایین برخی فعالیت های صنعت نفت و افزایش هزینه های بالادستی، رقابتی کردن بازار فناوری در اکتشاف، توسعه ی ذخایر نفت و گاز نامتعارف و توسعه ی بخش های فعالیت در شرکت های خدمات نفتی دانست. شرکت های خدمات نفتی همچون سایر شرکت های بی نالمللی تحت تاثیر نوسانات بازار نفت قرار دارند. در این نوسانات شرکت هایی بیشترین تا بآوری را داشتند که به لحاظ جغرافیایی پراکندگی بیشتری در سطح جهان داشته و حضور بیشتری در بخش های مختلف خدماتی مانند عملیات های فراساحلی داشتند و توانستند از قراردادهای بلندمدت بهره ببرند. در این پژوهش با استفاده از اطلاعات گردآوری شده از منابع معتبر داخلی و بین المللی تلاش شده است با رویکرد تحلیل ی توصیفی به بررسی وضعیت این شرکت ها پرداخته شود و موضوعاتی چون علل ظهور و نحوه ی شکل گیری، نوع فعالیت ها، عملکرد این شرکت ها در حوزه های مختلف و مدل های جدید کسب وکار این شرکت ها مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی ها نشان م یدهد استراتژی شرکت های خدمات نفتی در سالیان اخیر اولویت بندی فعالیت هایی است که به کاهش هزینه های جاری اپراتورهای بالادستی به ویژه خدماتی که مربوط به بهبود فرآیندهای کسب وکار، سازمان دهی مجدد و بازسازی فرآیندهای تجاری و توسعه ی محصولات و خدمات جدید در بازارهای داخلی و مشابه می باشد، بوده است.

همواره متعاقب تولید نفت از مخازن زیرزمینی، فشار مخزن افت می کند. این افت فشار باعث می شود گاز و آب موجود در بالا و پایین ستون نفتی به سمت چاه تولیدی مهاجرت کند و موجب تشکیل مخروط آب و گاز می شود. در این حالت چاه های تولیدی نفت با مشکلات عدیده ای مواجه می شوند که در نهایت منجر به کاهش تولید یا توقف تولید می شود. هدف از انجام این تحقیق معرفی روابط همبستگی مربوط به پدیده ی مخروطی شدن است تا به کمک آنها وقوع این پدیده پیش بینی شود و بتوان اقدامات لازم را جهت مقابله با آن انجام داد. لذا در این پژوهش سعی شده این پدیده از دیدگاه پیش بینی پدیده به کمک روابط همبستگی مورد بررسی قرار گیرد. این روابط پارامترهایی نظیر دبی بحرانی (حداقل دبی نفت که مخروط تشکیل خواهد شد) و زمان رسوخ (مدت زمانی که طول می کشد آب یا گاز وارد ناحیه ی مشبک شود) را مورد بررسی قرار می دهد. برای به دست آوردن هر یک از این پارامترها، پژوهش های تجربی و آزمایشگاهی زیادی انجام شده است و نتایج، به صورت روابط همبستگی متناظر با آن شرایط معرفی شده اند. بر اساس بررسی های انجام شده با افزایش فاصله ی مشبک شدگی، مخروط شدگی کاهش خواهد یافت. همچنین طبق راه حل پیشنهادی میر و گردنر با احداث یک دیواره ی نفوذناپذیر به صورت شعاعی از پایین چاه می توان مخروط شدگی را کاهش داد.