ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 216 (دی 1402)

در اثر فعالیت های مختلفی مانند حفاری تونل، مغارها، دفن زباله های اتمی، استخراج نفت، آب و گاز و احداث سدها میدان های تنش دستخوش تغییر شده، این تغییرات باعث ایجاد ترک های جدید شده و یا ترک های پیشین را گسترش می دهد. این ترک ها و درزه ها تاثیرات بسیار مهمی بر رفتار هیدرولیکی، مکانیکی و هیدرو مکانیکی سنگ ها دارد. در چنین حالتی بررسی رفتار توامان هیدرو مکانیکی درزه ها بسیار مهم بوده چراکه تاثیر بسیار زیادی بر فعالیت های ذکرشده دارد. در این پژوهش به تشریح مدل های رفتاری مختلف توامان هیدرو مکانیکی تک درزه سنگی پرداخته شد. بر اساس بررسی های انجام شده بر روی مدل های رفتاری هیدرو مکانیکی جونز، نلسون، گنگی، والش، سانگ و ویتراسپون، سوان، پاین و کاندال،کافریتساس و انیشتین، هارپر و لاست، مدل وی، ایساکی و همکاران، بندیس و بارتون، اولسون و بارتون، لی و چو، سین و همکاران و چوی و همکاران مشخص شد که بازشدگی درزه با افزایش تنش نرمال به صورت غیرخطی تغییر شکل یافته و بسته می شود و این بسته شدگی و افزایش سطوح تماس درزه موجب افزایش و کانالیزه شدن جریان شد. این افزایش تنش، نفوذپذیری درزه را دچار تغییر کرد؛ از طرفی افزایش تنش فشاری بیش از مقاومت فشاری دندانه های درزه، باعث کاهش هدایت هیدرولیکی و حتی باعث تغییر مسیر جریان در صفحه درزه شد. براثر اعمال تنش برشی نیز هدایت هیدرولیکی و نفوذپذیری افزایش یافت که این افزایش بعد از مقداری جابجایی برشی به مقدار ثابتی رسید؛ در این حالت نیز جابجایی برشی بیش ازحد باعث خردشدگی دندانه ها شده و باعث کاهش نفوذپذیری در اثر مسدود شدن مسیر جریان شد.

موارد زیادی بطور مستقیم و غیر مستقیم بر هزینه تمام شده حفر یک چاه گاز یا نفت تاثیر گذار می باشند. اما مهمترین ابزاری که برای حفر سازندها مورد استفاده قرار می گیرد و بطور مستقیم و غیر مستقیم بر هزینه های تمام شده حفاری تاثیر می گذارد، مته حفاری می باشد. چرا که عوامل زیادی از جمله سرعت حفاری، وابستگی زیادی به این ابزار دارند. در شرایط یکسان پارامترهای حفاری، نوع لیتولوژی، قطر چاه، نوع گل و هیدرولیک چاه، نوع مته و تکنولوژی ساخت آن تعیین کننده سرعت حفاری می باشد. تکنولوژی ساخت مته، تکنولوژی پیچیده ای بوده و با توجه به تجربه و دانش هر شرکت سازنده متفاوت می باشد. تفاوت های جزیی در طراحی این ابزار می تواند بر زمان حفاری یک چاه، هزینه ها و حتی میزان استهلاک ابزار دیگر حفاری تاثیر قابل توجهی بگذارد. روش های متفاوتی برای انتخاب بهترین مته و برترین برند مته از میان معروف ترین و پر استفاده ترین مته های مورد استفاده در صنعت حفاری وجود دارد. از جمله این روش ها، روش تخمین هزینه به ازای متراژ حفاری، روش های تکمیلی انتخاب مته مانند انرژی مکانیکی مصرف شده هر مته در طول بازه حفاری برای یک میدان می باشند. در این تحقیق پس از بررسی روش های موجود برای انتخاب مته روش ژئومکانیک به عنوان روشی نوین برای انتخاب مته معرفی شد. با استفاده از نمودارهای چاه پیمایی و روابط تجربی ژئومکانیکی، محاسبات مدول های الاستیک و مقاومت فشاری و مطابق با دسته بندی اسمیت؛ می توان نوع سختی سازند را برای انتخاب مته مناسب تشخیص داد.

امروزه احیای پساب ها و استفاده مجدد از آنها برای کاربردهای مختلف به عنوان یک رویکرد مناسب و جذاب اقتصادی برای مقابله با چالش کمبود آب مطرح است. مدیریت پساب حاصل از استخراج و فراورش نفت خام، به دلیل حجم و آلودگی قابل توجه آن، چالشی جدی در صنایع نفت به شمار می رود. در این مقاله به انواع خصوصیات پساب تولیدی همراه نفت وگاز پرداخته شده است. خصوصیات این پساب وابسته به موقعیت زمین شناسی و خواص مخزن بسیار متنوع بوده، به طور نمونه در چندین چاه مورد بررسی میادین نفتی ایران، خصوصیت مواد جامد معلق در محدوده ی164500 تا mg/lit 300000 و منیزیم محدوده ی 35 تا  mg/lit6300 و همچنین سدیم محدوده ی 6300 تا  mg/lit104500 بوده اند. همچنین آسیب های سازندی که در اثر بازتزریق این پساب به درون مخزن (با هدف فشارافزایی) امکان تشکیل دارند مورد بررسی قرار گرفته است. مکانیسم های آسیب سازندی محتمل در حین تزریق این پساب شامل آسیب سازندهای ناشی از مواد جامد معلق، رسوب مواد معدنی، وجود قطرات نفت همراه با آب تولیدی و تغییر ترشوندگی سنگ مخزن می باشند. در این میان تشکیل رسوب مواد جامد معدنی به عنوان محتمل ترین آسیب سازندی شناخته می شود. از آنجایی که این نوع پساب حاوی املاح بسیار زیاد و مواد سمی است، برای جلوگیری از کاهش بهره وری و افزایش هزینه های تولیدی، لازم است قبل از باز تزریق به مخزن مورد تصفیه جدی قرار گرفته تا مخزن دچارآسیب سازندی نشود.

در سال های اخیر اصطلاح بهبود مستمر فرآیند در شرکت های زیادی استفاده شده، تا بهبود کیفیت یا فلسفه ی مدیریت کیفیت فراگیر را تحقق بخشند. در این پژوهش پس از با مرور ادبیات مرتبط و مصاحبه با خبرگان صنعت گاز، مدلی مفهومی شامل هشت عامل کلیدی موثر در بهبود عملکرد صنعت مبتنی بر مدیریت کیفیت فراگیر پیشنهاد شده است. سپس توالی و ارتباط میان این عوامل با مدل سازی ساختاری تفسیری تبیین گردید و نهایتا عوامل در شش سطح قرار گرفتند. نتیجه نشان داد که "رهبری تعهد شده" در بالاترین سطح (اولویت) نسبت به سایر فاکتورها قرار داشته و "مشتری مداری، مشارکت و رضایت" در پایین‎ترین سطح (اولویت) قرار گرفته است. با عنایت به مدل ساختاری پیشنهادی، صنعت گاز می تواند بصورت اثربخش، مستمر و با سرعت بالایی عملکرد و کیفیت خدمات خود را بهبود دهد.

جریان فوم در محیط متخلخل نقش مهمی در کاربردهای مختلف صنعتی، به ویژه در بهبود بازیافت نفت و مهندسی مخازن دارد. پدیده پیچیده تولید و انتشار فوم به طور قابل توجهی بر تحرک گاز و کاهش تحرک گاز از طریق تغییر گرادیان فشار در محیط متخلخل تاثیر می گذارد. فوم ها برای چندین دهه برای کاهش تحرک گاز محرک یا بخار استفاده می شوند و در نتیجه راندمان جارو کردن مخزن را افزایش می دهند. اخیرا فوم ها در عملیات افزایش تولید نزدیک به چاه مانند انحراف اسید برای تحریک ماتریس، قطع گاز، قطع آب و شکستگی هیدرولیک کاربرد پیدا کرده اند. بهینه سازی این عملیات نیاز به دانش کامل از جنبه های فیزیکی دخیل در جریان فوم از طریق محیط متخلخل دارد. علیرغم تعداد فراوانی از تحقیقات تجربی و نظری که در مطالعات مروری یافت شده است، این دانش کم است. هدف تحقیق حاضر مروری بر معادلات حاکم بروی فوم ها در محیط متخلخل است تا بر آخرین دستاوردها تاکید کند و زمینه هایی را که کمترین درک را دارند برجسته کند. این بررسی می تواند به محققان و مهندسان کمک کند تا فرآیندهای مبتنی بر فوم را با استفاده از نانوذرات در محیط متخلخل کارآمدتر طراحی کنند. علاوه بر این، بینش های ارزشمندی را در درک و پیش بینی رفتار جریان فوم ارائه می دهد و به پیشرفت های علم فوم و کاربرد آن در طیف گسترده ای از صنایع کمک می کند.

پیشرفت ها در فناوری های شکست هیدرولیکی و حفاری افقی که استخراج نفت و گاز شیل را امکان پذیر ساخته، بازار جهانی نفت را متحول کرده و پارادایم متعارف بازار سنتی نفت را تغییر داده است. نفت شیل در سال های اخیر به منبع مهمی برای عرضه نفت غیراوپک، به ویژه در ایالات متحده تبدیل شده است. ایالات متحده به لطف نوآوری های فناورانه و قیمت بالای نفت که تولید نفت شیل را سودآور کرد، انقلاب شیل را تجربه کرد. انقلاب شیل توانست چشم انداز انرژی ایالات متحده را متحول کند و آن را از بزرگ ترین مصرف کننده و واردکننده به یکی از بزرگ ترین تولیدکنندگان و صادرکنندگان نفت جهان تبدیل کرده است. یافته ها حاکی از آن است که کشش قیمتی نفت شیل به میزان قابل توجهی از نفت متعارف بیشتر است که درک صحیح چگونگی رفتار تولید نفت شیل به تغییرات قیمت نفت از طریق عامل "چاه های حفر شده اما تکمیل نشده" (DUC) ممکن می شود. سایر یافته های حاکی از آن است که، هزینه تمام شده تولید نفت در مناطق اصلی تولید نفت شیل در گذر زمان به میزان قابل توجهی کاهش یافته است.

وجود ذخایر غنی نفت و گاز در منطقه خلیج فارس و قرار گرفتن هفت کشور تولیدکننده عمده نفت جهان در حاشیه آن، منطقه خلیج فارس را از این حیث به یکی از مهم ترین مناطق دنیا تبدیل کرده است. بررسی اولیه نشان از توسعه نامتقارن بهره برداری از میادین نفت و گاز در شمال و جنوب خلیج فارس دارد. این عدم تقارن به شکلی است که در زمینه تولید نفت خام درحالی که در جنوب خلیج فارس روزانه بیش از 6 میلیون بشکه نفت خام تولید می شود، اما تولید این محصول در فلات قاره ایران کمتر از 600 هزار بشکه در روز است. براساس بررسی های صورت گرفته این تفاوت عمدتا ناشی از تفاوت ساختار طبیعی خلیج فارس در شمال و جنوب خود نیست بلکه ناشی از محدودیت ها و موانع اقتصادی و حقوقی است. بنابراین در این پژوهش سعی شده است به بررسی و مقایسه وضعیت توسعه بخش بالادستی صنعت نفت و گاز در شمال و جنوب خلیج فارس از دو منظر اقتصادی و قراردادی پرداخته و نهایتا پیشنهادات سیاستی در هر حوزه ارائه شود. براساس نتایج بدست آمده در این پژوهش، عملکرد ایران در بخش اقتصادی و در دو شاخص از چهار شاخص مورد بررسی، یعنی صادرات نفت خام و درآمدهای صادراتی، ضعیف بوده است. همچنین در بخش قراردادی به نظر می رسد که تحت قراردادهایIPC  انگیزه کافی برای ورود سرمایه گذاران وجود نخواهد داشت و به ایجاد تغییراتی در اجزای این قرارداد نیاز است تا انگیزه ای برای ورود پیمانکاران به میادین ایجاد شود.