ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 150 (دی 1396)

رصد لحظه ای فن آوری های جدید یکی از وظایف بازیگران فعال در هر صنعت است. مفهوم فن آوری های برهم زننده و تحول آفرین1 باعث شده در صورت غفلت از این فن آوری ها از قافله ی رقبا عقب بمانیم و کسب و کار خود را از دست بدهیم. این شکست می تواند در سطح شرکت های کلان یا شرکت های کوچک مقیاس در صنعت نفت نیز محقق شود. تاکید بیش از حد بر برخی فن آوری ها در زمانی که ممکن است یک فن آوری جدید زمین بازی را تغییر دهد ما را دچار اثر قایق بادبانی2 می کند که با وجود هزینه ی بیشتر، روزبه روز بیشتر از مسیر رشد جا می مانیم. فن آوری زنجیره ی بلوکی به عنوان یکی از فن آوری هایی که انتظارات زیادی در سطح اختراع اینترنت از آن هست می تواند با ورود به صنعت نفت تحولات زیادی را فراهم آورد. به همین دلیل در این نوشتار با معرفی کوتاهی از این فن آوری، فرصت ها و برخی ملاحظات خاص این فن آوری ارائه می گردد.

بررسی تاریخی قراردادهای نفتی ایران و کشورهای مشابه دیگر مثل عراق که رژیم مالی قرارداد آن بر اساس حق الزحمه به ازای هر بشکه تولید نفت بوده، می تواند راه حل های مناسبی برای اعمال شاخص های مطلوب مدل مالی بر اساس منافع ملی و اسناد بالادستی کشور بیابد. قراردادهای نفتی به عنوان یکی از مهم ترین سازوکارهای توسعه ی صنعت بالادستی از اهمیتی خاص برخوردارند. با نگاهی به سیاست های کلی کشور، وزارت نفت و شرکت ملی نفت ایران به عنوان شرکتی ملی و سیاست های کلی اقتصاد مقاومتی (اصول 14 و 15) درمی یابیم که برخی از مهم ترین اولویت های بالادستی صنعت نفت کشور، برداشت صیانتی و ازدیاد برداشت از میادین (عملیات بهبود / ازدیاد برداشت) است. پژوهش پیش رو به تبیین نحوه ی تعیین حق الزحمه برای پیمانکار جهت اعمال در الگوی جدید قراردادهای نفتی پرداخته؛ به نوعی که مشخصه سازی آن در جهت اعمال خودکارآمد اهدافی مانند برداشت صیانتی و ازدیاد برداشت خواهد بود. همان گونه که در اقتصاد کلان به دنبال سیستم ها و ضوابط خودکارآمد بوده، در قراردادهای نفتی نیز باید تاحدامکان بتوان سیستم خودکارآمد جهت تحقق اهداف و منافع کوتاه مدت، میان مدت و بلندمدت طرفین قرارداد وضع نمود. همچنین در عین اینکه قرارداد باید برای پیمانکار انگیزه های اجرایی داشته باشد، اهداف ملی توسعه ی میادین نفت و گاز به ویژه برداشت صیانتی و افزایش ضریب بازیافت به صورت مطلوب نیز محقق شود. مطابق الگوی جدید قراردادهای نفتی ایران (IPC) مبنای پرداخت حق الزحمه ی پیمانکار منوط به تولید به ازای هر بشکه نفت اضافی از خط پایه ی تخلیه تعیین شده است. بنابراین از آنجا که انگیزه ی اقتصادی پیمانکار علاوه بر بازپرداخت هزینه ها، تنها در حق الزحمه ی عایدی نهفته است، باید قرارداد مطلوب منافع بلندمدت کشور را به عایدی پیمانکار وابسته کرد که این پیشنهاد می تواند خود را در مدل مالی قرارداد نشان دهد. نتایج مطالعات قراردادهای نفتی و اصول مهندسی مخازن نشان می دهد که باید مبنای پرداخت حق الزحمه را به سه دسته ی حق الزحمه به ازای تخلیه ی طبیعی با اعمال نرخ بهینه ی برداشت، حق الزحمه به ازای تخلیه ی ثانویه جهت رعایت الزام برداشت صیانتی و حق الزحمه به ازای تخلیه ی ثالثیه جهت ازدیاد برداشت و افزایش ضریب بازیافت مخزن تقسیم کردکه بر حسب پیچیدگی اجرای هر یک از روش ها، ضریب و مقدار حق الزحمه ی پرداختی تغییر خواهد کرد. هدف اصلی این مقاله به نوعی پیوند ریسک مخزن با مدل مالی است.

در این پژوهش چگونگی روش های تامین مالی پروژه ها و طرح های نفت و گاز با اولویت میادین مشترک و با هدف ارائه ی راهکار بهینه برای تامین مالی آنها بررسی شده است. در این راستا با بهره گیری از ادبیات تحقیق پرسش نامه ای طراحی گردید و اعتبارسنجی سوالات آن با استفاده از آزمایش آماری آلفای کرونباخ مورد آزمون قرار گرفت و با توجه به موضوع تحقیق، جامعه ای آماری از بین مدیران ارشد، میانی، عملیاتی، روسا و کارشناسان ارشد و کارشناسان متخصص شرکت های ملی نفت ایران و نفت و گاز پارس (آشنا با قراردادها و روش های تامین مالی پروژه های نفتی و گازی) انتخاب گردید. نتایج این پژوهش در رتبه بندی گزینه های تامین مالی از طریق نرم افزار تاپسیس مورد آزمون قرار گرفت که نتایج بیانگر اینست که مشارکت در تولید برای تسریع در افزایش برداشت/میزان تولید از میادین مشترک اولویت دارد.

از جمله عوامل موثر بر کیفیت داده های لرزه ای قائم و تغییر نسبت سیگنال به نوفه ی این داده ها، میزان سیمان شدگی لوله ی جداری به دیواره ی چاه است. سیمان شدگی ضعیف لوله های جداری به دیواره ی چاه باعث کاهش دامنه ی امواج پایین و بالارونده و افزایش میزان نوفه ی امواج لوله ای و در نتیجه کاهش نسبت سیگنال به نوفه می شود.

مساله ی استخراج خودکار خط واره ها از تصاویر ماهواره ای اهمیت بسیاری دارد و اساس بسیاری از مطالعات ساختاری و تهیه ی نقشه های زمین شناسی به شمار می رود. تا کنون مطالعات بسیاری جهت استخراج ساختارهای زمین شناسی انجام شده که عمده ی آنها مبتنی بر روش های سنتی در استخراج ساختارها و شکستگی ها بوده است. در این پژوهش الگوریتمی جدید مبتنی بر روش های پردازش تصاویر جهت آشکارسازی خودکار خط واره ها در تصاویر ماهواره ای پیشنهاد شده است. شیوه ی مورد استفاده شامل لبه یابی و استخراج پاره خط از تصویر لبه جهت آشکارسازی خط واره هاست. الگوریتم پیشنهادی روی تصویر سنجنده ی استر یک ناحیه پیاده سازی و نقشه ی خط واره های منطقه تولید شد. دقت روش پیشنهادی با بررسی میزان تطابق نتایج با خط واره های استخراج شده از نقشه های مرجع و با درنظر گرفتن حریم مناسب محاسبه گردید. نتایج حاصل از الگوریتم پیشنهادی حدود 57 درصد از خط واره های نقشه ی مرجع را آشکارسازی کرد و دقت کلی این روش بیش از 36 درصد گزارش شد.

هدف از این مطالعه ناحیه بندی و ساخت مدل زمین شناسی و در نهایت تعیین میزان ذخیره ی نفت درجای سازند سروک در یکی از میادین فروافتادگی دزفول بود. در این مطالعه، ناحیه بندی جدید مخزنی با استفاده از مطالعات پتروگرافی و پتروفیزیکی انجام شد و نقشه ی تغییرات ضخامت و توزیع تخلخل به صورت ناحیه ای ترسیم شد. در این ناحیه بندی، سازند سروک به هشت ناحیه تفکیک شد. بر اساس ارزیابی پتروفیزیکی، ناحیه های فرد کیفیت مخزنی زیادی دارند و ناحیه های زوج فاقد کیفیت مخزنی هستند. مطالعات پتروگرافی نشان داد که بیشتر خلل و فرج های ناحیه های با کیفیت مخزنی زیاد از نوع حفره ای و بین بلورین است. مطابق نقشه های ترسیم شده ضخامت ناحیه های مخزنی در ناحیه های سروک-1و3 از شمال غرب به جنوب شرق میدان به صورت ناحیه ای افزایش و در ناحیه های سروک-3و5 کاهش می یابد. در ناحیه های مخزنی تخلخل 2 درصد و اشباع شدگی 72 درصد به عنوان حد برش مخزنی انتخاب شد. مدل سازی استاتیک مخزن با استفاده از نرم افزار IRAP-RMS و انتخاب روش قطعی برای توزیع خواص مخزنی انجام گرفت. بر اساس محاسبات، حجم سیال درجای مخزن سروک در میدان مذکور 7/1 میلیارد بشکه برآورد شد.

ناپایداری دیواره ی چاه یکی از مشکلات اصلی در صنعت حفاری است. از این رو تعیین پنجره ی ایمن گل حفاری به کمک مدل سازی مقطعی از سازند فهلیان در یک چاه افقی به عنوان هدف اصلی این مطالعه درنظر گرفته شد. ابتدا به کمک نرم افزار عددی المان محدود آباکوس، مدلی سه بعدی ساخته شد و سپس محدوده ی ایمن گل حفاری که در آن هیچ گونه ناحیه ی پلاستیکی در دیواره چاه تشکیل نمی شود معرفی گردید. برای تعیین حدود بالا و پایین گل حفاری، فشار سیال متناسب با زمان اعمال شده و فشار متناظر با زمان ورود به ناحیه ی پلاستیک، به ترتیب به عنوان حدود بالا و پایین درنظر گرفته شد. در ادامه تاثیر تغییرات تنش های برجا، امتداد و جهت حفر چاه و برخی از خواص ژئومکانیکی سازند بر پنجره ی گل بررسی شد. با توجه به حاکم بودن رژیم گسلش نرمال، نتیجه گرفته شد که هرچه تنش افقی حداکثر به تنش قائم نزدیک تر شود، پنجره ی ایمن گل حفاری، گسترده تر و هرچه تنش افقی حداکثر و حداقل به یکدیگر نزدیک تر شوند پنجره ی ایمن گل حفاری، محدودتر می شود. با افزایش متغیرهای مدول یانگ، چسبندگی و زاویه ی اصطکاک، فشار حد بالای پنجره ی گل افزایش و فشار حد پایین آن کاهش می یابد. تغییرات نسبت پواسون با نتایج حاصل از آنالیز دیگر متغیرها رابطه ای معکوس داشت. مشخص شد که چاه افقی حفر شده در امتداد تنش افقی حداقل نسبت به چاه حفر شده در امتداد تنش افقی حداکثر، پایداری بهتری دارد. همچنین در حالت حفر چاه افقی در امتداد تنش افقی حداقل، نیز گسیختگی برشی در راستای تنش افقی حداکثر و گسیختگی کششی در راستای تنش قائم پدید می آید. نتایج حاصل برای راستای مناسب حفاری و محل وقوع شکستگی ها در این مورد مطالعاتی، منطبق با نتایج مدل های تحلیلی هستند.

جداسازی نفت-آب در صنایع نفت و گاز کاربرد فراوانی دارد و تاکنون روش ها و دستگاه های متعددی برای این هدف به کار رفته است. یکی از دستگاه های جداکننده ی رایج، جداکننده ی لوله ی مارپیچی است که در آن جداسازی دو فاز با چگالی های متفاوت با استفاده از شتاب گریز از مرکز و گرانش انجام می شود. در این تحقیق با استفاده از شبیه سازی عددی به روش دینامیک سیالات محاسباتی، نحوه ی عملکرد یک جداکننده ی لوله ی مارپیچی بررسی شده است. برای مدل سازی جریان دوفازی در نرم افزار فلوئنت از روش اویلری-اویلری استفاده شده است. متغیرهای مساله مانند قطر لوله و شعاع ژیراسیون مارپیچ جهت بهینه سازی عملکرد دستگاه بررسی شدند. برای بهینه سازی دو هدف در نظر گرفته شده؛ یکی افت فشار جریان و دوم میزان جداسازی. هرچقدر افت فشار کمتر و میزان جداسازی بیشتر باشد از نظر عملکرد برای دستگاه مطلوب تر است. نتایج تحقیق نشان داد که هر یک از متغیرها مقادیر بهینه ای دارند. در نهایت قطر لوله 50 میلی متر و شعاع مارپیچ 500 میلی متر به عنوان مقادیر بهینه به دست آمدند.

مدیریت صحیح مخازن نفتی نیازمند تصویری صحیح و کامل از خصوصیات مخزن است که تعیین گونه های سنگی مخزن یکی از ملزومات آنست. گونه های سنگی مختلف، روابط محاسبه شده برای تراوایی-تخلخل و همچنین روابط اشباع آب، نقش تعیین کننده ای در مدل سازی مخزن دارند. روش های مختلفی برای تعیین گونه های سنگی وجود دارد که مبنای اغلب آنها داده های مغزه4 است؛ از جمله روش های وینلند5، پیتمن6، شاخص کیفیت سنگ7 و نمودارهای متقاطع تخلخل و تراوایی. در این مطالعه روش وینلند به همراه رخساره های الکتریکی (که با استفاده از ماژول FACIMAGE نرم افزار ژئولاگ تهیه گردید) برای تعیین گونه های سنگی و روش لورنز اصلاح شده بر مبنای چینه شناسی جهت تایید نتایج در دو چاه استفاده شده و نمودارها و آنالیزهای مربوطه تهیه گردید. با مقایسه ی نتایج از حاصل روش های مورد استفاده مشاهده شد که تطابق خوبی بین این روش ها وجود دارد. بنابراین پس از اطمینان از صحت روش مورد استفاده، گونه های سنگی از هم تفکیک شد و رابطه ی تخلخل-تراوایی مربوط به هر گونه ی سنگی بر اساس داده های آنالیز مغزه به صورت توانی تهیه گردید. در نهایت انواع گونه های سنگی و روابط مربوطه جهت استفاده در ساخت خواص مخزنی (مدل سازی استاتیک) وارد نرم افزار مدل سازی پترل گردید.

نگهداشت تولید چاه ها از مسائلی است که در تحقق برنامه ی بلندمدت توسعه ی میادین نفتی اهمیت به سزایی دارد. روش های متعددی برای نگهداشت و افزایش تولید چاه ها وجود دارد که مجموعه ی آنها روش های ازدیاد برداشت1 چاه محور قلمداد می شود. این روش ها شامل اسیدکاری، لایه شکافی ، فرازآوری مصنوعی2، بهینه سازی عملکرد جریانی چاه، تکمیل چندگانه3و... است.
میدان مورد مطالعه یکی از میادین نفتی مشترک جنوب غربی کشور است که در فاز توسعه و تولید زودهنگام قرار داشته و تعدادی از چاه های توسعه ای آن با استفاده از ظرفیت فرآورشی میادین مجاور در مدار تولید قرار گرفته است. در کنار اتصال چاه های بیشتر به مدار تولید، افزایش ظرفیت تولید چاه های در مدار قرار گرفته با استفاده از روش های بهبود تولید چاه محور می تواند به عنوان راهکار جانبی تحقق برنامه ی افزایش تولید پلکانی میدان موثر واقع شود. در این مقاله روش های مختلف بهینه سازی تولید شامل انگیزش4، بهینه سازی اندازه ی کاهنده ها5، فرازآوری مصنوعی و نصب پمپ چندفازی برای تمامی چاه های تولیدی میدان غربالگری و امکان سنجی فنی- اقتصادی شده است. بر اساس نتایج مطالعه اجرای روش های منتخب بهینه سازی تولید برای چاه های کاندیدا، موجب 23000 بشکه در روز افزایش تولید (معادل 46 درصد) و سودآوری 475 میلیون دلار (ارزش افزوده ی خالص فعلی6 پس از دو سال) برای پروژه خواهد شد.