ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 147 (مهر 1396)

با ورود جدی تر دانشگاه ها و مراکز مطرح علم و فناوری به بخش بالادستی صنعت نفت خصوصا در حوزه مطالعه میادین نفت و گاز و ارائه راهکارهای فناورانه ی توسعه میدان، نگاه علمی، دقیق و نظام مند به بازیگران اصلی زنجیره ارزش پژوهش، فناوری و نوآوری و نقش و ارتباط آنها در توسعه صنعت نفت بیشتر احساس می شود. این زنجیره ارزش ارتباط نزدیکی با «نظام ملی نوآوری1» داشته که امروزه در کشورهای پیشرفته و در حال توسعه به عنوان راهبرد خلاقیت، نوآوری و پیشرفت و توسعه ارائه شده است. این نظام همچنین به عنوان بستر و چارچوب رشد و توسعه در حوزه پژوهش و فناوری بوده و رابطه تنگاتنگ با نقشه جامع علمی-پژوهشی و نظام های پژوهشی مدون شده در عرصه های مختلف دارد. این مقاله تلاش دارد تا ضمن معرفی و بازتعریف این نظام در صنعت نفت، به نقش سازمان ها و مراکز علمی-پژوهشی فعال و مرتبط در حوزه صنعت نفت بپردازد.

با توجه به خطرات و ریسک های دریانوردی، در سطح بین المللی اسناد متعددی برای رعایت ایمنی توسط سازمان های مختلف به ویژه سازمان بین المللی دریانوردی (آیمو) تهیه شده است. کد مدیریت ایمنی بین المللی از جمله اسناد مهم و تاثیرگذار در این حوزه است. ایمنی وضعیتی است که در آن احتمال ورود خسارت به اشخاص، اموال و محیط زیست تا سطح قابل قبولی (یا پائین تر از آن) کاهش یافته یا در آن سطح حفظ شود. به موجب این کد، شرکت های دریانوردی ملزم به پیاده سازی سیستم مدیریت ایمنی برای شناورهای مشخص شده تحت این سند شده اند. واحدهای حفاری متحرک فراساحلی نیز مشمول این کد قرار می گیرند که اعمال الزامات آن می تواند نقش غیرقابل انکاری در ایمنی فعالیت های حفاری فراساحلی داشته باشد. در اجرای این کد، شرکت، شخص برگزیده، مدیر تاسیسات فراساحلی، دولت صاحب پرچم و بیمه گران دارای نقش تاثیرگذاری هستند که در این مقاله تلاش می شود به بررسی نقش هر یک از آنها بپردازیم.

بر اساس نقشه راه ازدیاد برداشت، برای مواجهه و کاهش ریسک سرمایه گذاری در پروژه های ازدیاد برداشت با توجه به عدم قطعیت های زمین شناسی- مخزنی و هزینه بالای اجرایی کردن این پروژه ها، از رویکرد سیستماتیک منتهی به پایلوت میدانی ازدیاد برداشت استفاده می شود. با توجه به تجربیات کسب شده در طراحی پایلوت ازدیاد برداشت، می توان چالش های آن را در سه دسته آزمایشگاهی، تعمیم نتایج آزمایشگاه به مدل و در نهایت، مدل سازی و طراحی دسته بندی کرد. در این مقاله با بیان این چالش ها، راهکارهایی برای بهبود طراحی پایلوت ازدیاد برداشت در این سه حوزه ارایه می شود. راهکارهای ارایه شده در این سه حوزه عبارت اند از: سیلاب زنی مغزه توسط سیالات مخزنی با رویکرد ازدیاد برداشت، استفاده از فناوری پیشرفته رصد حرکت سیال در مغزه، شبیه سازی در مقیاس مغزه و استفاده از توابع شبه جریانی بر اساس انطباق تاریخچه، انتخاب منطقه پایلوت، شبیه سازی برشی و استفاده از شبیه سازهای جانبی برای مدل کردن پدیده های ویژه از جمله رسوب آسفالتین.

حسابداری برای صنایع نفت وگاز اساسا دارای استاندارد خاص خود می باشد. برای حسابداری صنایع نفت و گاز دو روش متفاوت و پذیرفته شده وجود دارد: روش اول کوشش های موفق1 و روش دوم بهای تمام شده کامل2. در روش اول فقط مخارج آن دسته از فعالیت هایی که منجر به نتیجه مطلوب یعنی کشف مخزن تجاری شده اند به عنوان دارایی به حساب سرمایه گذاری برده می شود3 و بقیه مخارج به عنوان هزینه دوره شناسایی می گردد. در روش دوم مخارج تمام فعالیت های مرتبط با مخزن از مرحله ی اکتشاف تا توسعه (قبل از بهره برداری) به عنوان بهای تمام شده مخزن در نظر گرفته شده و به حساب سرمایه گذاری برده می شود. در واقع این مخارج به عنوان هزینه دوره4 شناسایی نشده بلکه به عنوان دارایی، به موازات برداشت از مخزن مستهلک می گردد. در این پژوهش روش های گزارشگری مالی در فعالیت های نفت و گاز مورد بررسی و مقایسه قرار می گیرد. موضوع این پژوهش از منظر اهمیت قراردادهای نفتی بر اهل فن آشکار است.

لرزه نگاری اکتشافی روشی معمول برای جستجوی منابع نفت و گاز طبیعی و مواد معدنی است. در مراحل پردازش داده لرزه ای، هنگامی که هدف بهبود قدرت تفکیک مقاطع لرزه ای از طریق عمل واهمامیخت خواهد بود، پردازش ردلرزه به ردلرزه، موجب نادیده گرفتن ارتباط مکانی اطلاعات موجود در داده ها می شود. علاوه بر این، برای انجام فرایند واهمامیخت به موجک چشمه لرزه ای نیازاست. تخمین درست یک موجک لرزه ای به شدت تحت تاثیر پیچیدگی های فازی موجک می باشد. در این مقاله، با تخمین یک طیف دامنه هموار برای موجک، فرایند واهمامیخت چندکاناله داده لرزه ای بر اساس الگوریتم بازیابی فاز به منظور تخمینی از پاسخ ضربه زمین انجام خواهد شد. در واقع بر خلاف روش های واهمامیخت مرسوم، در اینجا تنها از وارون سازی طیف دامنه فوریه داده ها بهره گرفته می شود. یک تابع منظم ساز که بر مبنای افزایش تنکی لایه های زمین مورد مطالعه در راستای زمانی و بهبود پیوستگی لایه ها در راستای جانبی می باشد، برای حل مسئله استفاده می گردد. نتایج حاصل از شبیه سازی های عددی با داده های شبیه سازی شده و میدانی نشان می دهند که روش پیشنهادی قادر خواهد بود طی انجام فرایند واهمامیخت کور لرزه ای، موجک های با فاز آمیخته را با دقت بالایی از مقاطع لرزه ای استخراج نموده و تفکیک پذیری قائم مقاطع را با بازیابی سری ضرایب بازتاب زمین بهبود بخشد.

فرایند اکتشاف منابع هیدروکربنی به عنوان فرایندی بسیار پیچیده و پرهزینه می باشد. در این فرایند فاکتورهای متعدد زمین شناسی، ژئوشیمی و ژئوفیزیک تهیه و باهم تلفیق می شوند. هدف این تحقیق شناسایی مناطق محتمل نفت و گاز در برگه 1:250000 اهواز با 20 میدان نفتی با استفاده از الگوریتم های هوشمند روش های شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه (MLP) و سیستم استنتاج تطبیقی عصبی - فازی (ANFIS) و سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) است. بدین منظور 17 نقشه فاکتور توسط توابع GIS ایجاد شدند. نتایج اعتبارسنجی بر روی مدل ها نشان داد که شبکه عصبی 5×10×17 با 8948/0=R، 0267/0RMSE= و کاپا برابر 9079/0 توانسته است بهتر از سایر مدل ها از جمله ANFIS، آموزش دیده و مناطق پتانسیل نفتی را پیش بینی نماید. می توان گفت که وجود نگرشی بر مبنای سیستم اطلاعات جغرافیایی، می تواند در فراهم آوردن اطلاعات ارزشمند از داده های اولیه، به منظور مدل سازی پهنه های نفتی مورد استفاده قرار گیرد. در نتیجه مدل های هوشمند به کار رفته در این تحقیق می تواند برای پیش بینی مناطقی که شرایط منطقه وجود منابع نفتی را تایید می کنند و نیز برای کارهای اکتشافی بیشتر با استفاده از مناطق پیش بینی شده به عنوان راهنمای اکتشاف مورد استفاده قرار گیرد.

محتوی کل کربن آلی(TOC) یک پارامتر حیاتی در ارزیابی ژئوشیمیایی سنگ های منشا و پتاسیل هیدروکربن زائی آنهاست. با این وجود، به دلیل عدم وجود مغزه و خرده های حفاری برای چاه های قدیمی و هزینه های بالای حاصل از آنالیزهای ژئوشیمیایی، غالبا اندازه گیری های محدودی از نمونه در دسترس است. روش های بسیاری برای برآورد این پارامتر مهم، با توجه به سایر اطلاعات در دسترس و مقرون به صرفه، گسترش یافته است. یکی از این روش ها استفاده از بعضی نگاره های چاه پیمایی می باشد که تغییرات آنها با مقدار کل کربن آلی در ارتباط است. در این مقاله مجموعه روش های معمول برای تخمین مقدار کل کربن آلی با استفاده از داده های پتروفیزیکی شرح داده شده و نتایج حاصل از مطالعات مختلف در آن تحلیل شده است. روش های مورد بحث شامل سه روش تجربی، سیستم هوشمند جداگانه و سیستم های هوشمند ترکیبی هستند. از مهمترین روابط تجربی، روش ΔLog R است که امروزه روش های هوشمند نسبت به این تکنیک قدیمی مناسب تر بوده و کاربرد بیشتری دارند. سیستم های هوشمند، ابزار قدرتمندی هستند که بدون دانستن هیچ قاعده ای از روابط بین داده های پتروفیزیکی و ژئوشیمیایی قادر به تخمین مقدار کل کربن آلی می باشند. این تکنیک ها در ترکیب با خوشه بندی و یا در ادغام با یکدیگر قادر به برآورد مقدار کل کربن آلی با دقت بسیار بالاترخواهند بود. همچنین در لیتولوژی های بسیار ناهمگن نیز کاربردی هستند.

بخش شیلی و مارنی پلاژیک سازند داریان در برش بانش در شمال شیراز از نظر مجموعه زیستی، حوادث چینه ای و مقدار مواد آلی مورد بررسی و مطالعه قرارگرفت. مجموعه زیستی بخش پلاژیک به طور اعم از رادیولرها و فرامینیفرهای پلانکتونیک تشکیل شده است. مجموعه های زیستی مذکور از طریق شست وشوی مارن ها و شیل ها استخراج شد و پس از عکس برداری با میکروسکپ الکترونی مورد مطالعه قرارگرفت. بر اساس فرامینیفرهای پلانکتونیک، سن مارن ها آپسین پیشین تا ابتدای آپسین پسین و سن زون رادیولردار، بارمین پسین- آپسین پیشین تعیین شده است. افق پلاژیک سازند داریان براساس سن، شواهد زیستی، حادثه چینه ای و تغییرات آن در کمربند چین خورده-رانده ی زاگرس، با رسوبات بخش پلاژیک آپسین پیشین سازند گرو مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. براساس این مقایسه، مدل لیتواستراتیگرافی رسوبات آپسین-آلبین ترسیم گردید و نشان می دهد بخش پلاژیک در سازند داریان می تواند زبانه ای از سازند گرو در نظر گرفته شود.

امروزه با اسکن برج تقطیر توسط پرتو گاما، اطلاعات مفیدی از وضعیت مکانیکی درون برج تقطیر و متعلقات آن از جمله سینی های برج می توان کسب کرد. در واقع با اسکن برج تقطیر می توان به مشاهدات عینی برج و اطلاع کامل از وضعیت آن دست یافت. با استفاده از این تکنیک، پایش عملکرد هرنوع برج تقطیر با هر ابعادی و در هر موقعیتی میسر می باشد؛ در حین عملیات (با اطمینان از مسائل ایمنی در سایت پالایشگاه یا پتروشیمی) و همچنین در شرایط تعمیرات یا مواقعی که از سرویس عملیاتی خارج است. از موارد حائز اهمیت در مدت زمان اسکن برج، هم ترازی چشمه و آشکارساز در تمام طول مسیر اسکن می باشد. معمولا ارتفاع برج های تقطیر صنعتی چند ده متر است. بنابراین هم ترازی چشمه و آشکارساز بسیار مهم و عدم هم ترازی آنها می تواند منشاء خطاهای بزرگی در طیف حاصل از اسکن برج تقطیر و نتایج حاصل از آن باشد. به همین دلیل، در این پژوهش سعی شده است هم ترازی چشمه و آشکارساز به عنوان یکی از عوامل موثر در اسکن برج های تقطیر تمیز (یعنی بدون هیچگونه ماده شیمیایی)، مورد بررسی و بهینه سازی قرار گیرد. لذا جهت بررسی موضوع یک سیستم آزمایشگاهی برج تقطیر حاوی سینی هایی با ابعاد ، ضخامت و همچنین فواصل مختلف طراحی و ساخته شد. در این سیستم اثرات انحراف هم ترازی چشمه و آشکارساز پس از طی طول مسیر اسکن، مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. همچنین تجهیزات الکتریکی، کنترلی و مکانیکی به منظور هم ترازی چشمه و آشکارساز بهینه سازی شده اند که در این مقاله ضمن معرفی شرایط شبیه سازی موضوع در آزمایشگاه، به بررسی نتایج حاصل نیز خواهیم پرداخت.

به منظور پیش بینی عملکرد تولید چاه می توان از روش های تحلیلی، عددی و نیمه تحلیلی استفاده کرد. در این مقاله از مدل چشمه-خط که از روش های نیمه تحلیلی می باشد، استفاده شده که با توجه به پیچیدگی معادلات، برای حل نیاز به استفاده از روش های عددی می باشد. بدین منظور در این پژوهش، یک کد عددی توسعه داده شده و نتایج حاصل با پژوهش های قبلی مقایسه و اعتبارسنجی شده است. سپس به بررسی اثر شرایط مرزی مختلف بر پروفایل های فشار و جریان در داخل چاه، عملکرد کلی آن و بررسی اثر افت فشار اصطکاکی در مسیر چاه، پرداخته شده است. مقایسه تغییرات جریان ورودی به چاه برحسب طول چاه و شرط هدایت نامحدود نشان می دهد که پس از 20 روز جریان به حالت شبه تعادلی رسیده و پس از آن نیز تغییرات ناچیزی در نتایج مشاهده می شود. با افزایش تولید و کاهش قطر، اتلاف ها در چاه افزایش می یابد و منحنی جریان از حالت متقارن فاصله بیشتری می گیرد. افت فشار در داخل چاه دارای اهمیت به سزایی است و با مقادیر نادرستی از آن، میزان تولید چاه از مقدار واقعی انحراف خواهد داشت.

در طول فرآیند نمک زدایی، سعی بر این است که لایه امولسیونی در سطح مشترک بین آب و نفت از بین برود. در صنایع نفت، معمولا امولسیون باعث پراکنده شدن قطرات آب در فاز پیوسته نفت می گردد. در امولسیون های نفت خام، عوامل امولسیون کننده موجود در سطح مشترک نفت و آب، از فرآیند انعقاد جلوگیری می کنند. این عوامل امولسیون کننده شامل ذرات رس و رسوبات معدنی ترکیبات شیمیایی و طبیعی مانند آسفالتین، رزین و واکس در نفت خام هستند. تکنیک های زیادی جهت به حداقل رساندن اثرات امولسیون در جداکننده های نفت و گاز وجود دارد. این تکنیک ها شامل تزریق مواد امولسیون زدا، افزایش دمای نفت، تفکیک ثقلی در ظروف بزرگ با زمان ماند بالا و همچنین ولتاژ الکتروستاتیک می باشد. هدف از انجام این مقاله بهبود کنترل تزریق مواد امولسیون زداست. طی این مطالعه مدلی با استفاده از هوش مصنوعی برای پوشش محدوده عملیاتی گسترده ای از تمام پارامترهای موثر بر میزان مصرف مواد امولسیون زدا طراحی می شود. مدل طراحی شده به عنوان یک جعبه سیاه کنترل می تواند در داخل کنترل کننده مورد استفاده قرار گیرد. در این مدل، تمام پارامترهای موثر بر میزان مصرف امولسیون زدا به عنوان ورودی و میزان مصرف مواد امولسیون زدا به عنوان خروجی مدل قرار می گیرند. آزمایش این طرح کنترل، کاهش موثر در میزان مصرف مواد امولسیون زدا را در مقایسه با روش های خطی موجود نشان می دهد. در نهایت، مدل دیگری برای برآورد آنلاین میزان نمک موجود در نفت تولیدی توسعه داده شده است. در این مدل، غلظت نمک در نفت خروجی به عنوان خروجی مدل و باقی پارامتر ها به عنوان ورودی مدل قرار می گیرند. با استفاده از ابزارهای بهینه سازی مانند ژنتیک الگوریتم، میزان بهینه امولسیون زدا در حالتی که غلظت نمک تا PTB 10 کاهش می یابد، به دست می آید.

در تاسیسات صنعتی، لوله کشی کارآمد و موثر برای انتقال مواد امری ضروری است. در صنایع فرآیندی با توجه به تاریخچه حوادث انفجار گاز که سبب آسیب های جدی شده، نگرانی های ایمنی وجود دارد. هدف از این پژوهش تجزیه و تحلیل عوامل موثر بر انتشار شعله و تنظیمات مربوط به لوله های مختلف می باشد. بدین منظور، انفجار لوله های مستقیم، 90 درجه خم، محل اتصال جوش و موانع موجود در مسیر بررسی شدند. مخلوط گازهای هیدروژن، اتیلن، پروپان و گاز طبیعی در طیف وسیعی از غلظت ها (نسبت تعادل؛ Ф = 0/6-1/4) استفاده گردید. نتایج نشان داد که در حالی که اختلاف معنی داری در حداکثر فشار و میزان افزایش فشار در هر دو نوع ترمینال مورد بررسی وجود ندارد، لوله خم همواره بدترین نتیجه را از لحاظ حداکثر فشار و شعله در انفجارهای گاز شامل واکنش پذیرترین مخلوط ها به وجود می آورد. علاوه بر این، گزارش دقیق اثرات فشار و امواج انفجار نشان می دهد که مدت شتاب شعله، جهت شعله و نقطه احتراق اولیه، به قرار گرفتن طول اتصال لوله در امتداد طول لوله بستگی دارد و سبب بر هم خوردن مکانیسم شتاب شعله می شود.