ماهنامه اکتشاف و تولید نفت و گاز
پیاپی 85 (آذر 1390)

صنعت نفت به عنوان شاهرگ اقتصاد ایران و اهرمی قدرتمند در موازنه قدرت, در منطقه و در سطح جهانی, جایگاه ویژه ای دارد و از همین رو اعتلای این صنعت بنیادین به عنوان یکی از مهم ترین الزامات ملی کشورمان تلقی می شود. در نگاهی کلی به چارچوب و کلیت"برنامه جامع توسعه صنعت نفت" و نگاهی عمیق تر به مفاد و راهبردهای توسعه ملی در افق 1404و برنامه پنجم توسعه, این نکته استنباط می شود که توسعه این صنعت مادر, تنها از شاهراه ارتقای فناوری و بهره مندی از ابزارهای نوین, به لحاظ صنعتی و در بعد کلان تر از نقطه نظر سیاسی و استراتژیک, می گذرد.

انرژی, همواره به عنوان یکی از مهم ترین نیازهای امروز بشر مطرح بوده و بسیاری از روابط سیاست گذاری های کشورها نیز تحت تاثیر آن صورت می پذیرد. امروزه, دولت ها تلاش می کنند تا در قالب برنامه ریزی های مدون, ضمن برآورد عرضه و تقاضای انرژی کشور خود در آینده زیر ساخت های لازم جهت تنظیم این دو را نیز فراهم آورند. سال1390, سال جهاد اقتصادی نام گذاری و محور اساسی ترین مسایل کشور, مباحث اقتصادی بیان شده است. از سوی دیگر یکی از مسایل مهم در قانون برنامه پنجم توسعه, بخش انرژی و در راس آن نفت و گاز است.

رونق و رکود فعالیت هادر صنعت نفت ارتباط مستقیمی با نوسانات اقتصاد جهانی دارد. این امر به خصوص طی سال های اخیر و با تغییرات مداوم نرخ رشد اقتصاد جهانی صورت عملی تری به خود گرفته است. صنعت نفت به عنوان تامین کننده بخش اصلی سبد سوخت انرژی مصرفی جهان, در سال 2010 سهمی معادل 57 درصد از مجموع انرژی اولیه مصرفی در سطح بین المللی را در قالب نفت و گاز طبیعی تامین کرده است.در عین حال, همین وابستگی مستقیم بخش نفت به نوسانات اقتصاد جهانی و نقش عمده آن در تامین سبد انرژی مصرفی دنیا, مشکلات متعددی را برای این صنعت به دنبال داشته است. مهم ترین نمود این مشکلات علاوه بر تعلیق مقطعی میلیاردها دلار از سرمایه گذاری های انجام شده به منظور توسعه ظرفیت های تولید نفت و گاز در بخش بالادستی, نمود عمده ای در یرنامه ریزی برای تامین نیروی انسانی متخصص مورد نیاز صنعت نفت در حال حاضر و طی سال های آینده داشته است.

منا اصطلاحی است که برای نامیدن کشورهای عمده تولید کننده نفت که در منطقه خاورمیانه و شمال آفریقا قرار دارند به کار می رود.حد این منطقه از کشور مراکش در شمال غربی قاره آفریقا آغاز می شود و تا ایران, شرقی ترین کشور منطقه خاورمیانه امتداد می یابد. این منطقه, دارای حدود 60 درصد منابع نفتی و 45 درصد منابع گازی جهان می باشد. اقتصاد این کشورها رابطه تنگاتنگی با تغییرات جهانی بهای نفت دارد. این منطقه یکی از قدیمی ترین حوزه های برداشت نفت در جهان محسوب می شود. نا آرامی های سیاسی در خاورمیانه و شمال آفریقا که به منطقه منا معروف است از ابتدای سال جاری میلادی(2010) در تونس آغاز شد و به سقوط دولت این کشور منجر گردید. این نا آرامی ها به سرعت در برخی دیگر از کشور های عربی مانند: الجزایر, اردن, یمن, عربستان, بحرین, مصر و لیبی نیز مشاهده شد. در اردن, دولت به دستور پادشاه این کشور منحل گردید.اما نا آرامی ها در مصر و لیبی نمود جهانی تری یافت و با سقوط دولت های این دو کشور, توجه محافل سیاسی به آن ها پیش از پیش جلب گردید.

روسیه یکی از تولیدکنندگان مهم نفت و گاز در سطح جهانی است. منابع هیدروکربوری روسیه نه تنها در رشد اقتصادی داخلی این کشور نقش حیاتی داشته, بلکه طی 10 سال گذشته نقش به سزایی در اقتدار اقتصادی و سیاسی این کشور در سطح بین المللی نیز ایفا نموده است که یکی از مهم ترین مصادیق بارز آن, وابستگی اقتصادی اتحادیه اروپا به نفت و گاز روسیه می باشد. سیاست های اقتصادی اتخاذ شده توسط دولت روسیه به ویژه در حوزه انرژی نیز طی سال های اخیر, حاکی از تلاش و عزم جدی دولتمردان این کشور جهت نیل به جایگاه ممتاز بین المللی و ایفای نقش اساسی در صحنه اقتصاد بین الملل می باشد. از بعد داخلی, رشد تولید و صادرات نفت و گاز طبیعی طی چند سال اخیر, نیروی محرکه اصلی رشد و شکوفایی اقتصاد روسیه بوده است و این کشور توانسته است با تخصیص بهینه این در آمدها, به سطح بالاتری از رفاه و توسه اقتصادی نایل شود و موجبات رضایت عمومی مردم روسیه را فراهم نماید.

از آنجایی که منابع نفت و گاز به سرعت رو به اتمام می باشند, صنایع اکتشاف و تولید نفت و گاز به دنبال ارتقاء سطح تکنولوژی خود برای استفاده حداکثر از این منابع موجود می باشند. منابع باقی مانده, معمولا در مکان های عمیق تر و دورتر نسبت به منابع موجود در دسترس بوده و انجام عملیات حفاری در     آن ها دشوارتر است. دسترسی به تکنولوژی های پیچیده تر, افزایش هزینه ها را به همراه خواهد داشت.در طی دوره های 1980 تا 2000, هزینه های بخش بالادستی (اکتشاف, توسعه و تولید), کاهش چشم گیری را به میزان میانگین 27 دلار آمریکا/ بشکه در سال1981 تا کمتر از 9دلار آمریکا/ بشکه در سال 1995 نشان می دهد. ارتقاء تکنولوژی, مانند:"حفاری های افقی" و "چند جهته" را می توان علت اصلی این کاهش هزینه ها دانست. در اواخر دهه 1990, اگرچه میزان هزینه ها یکنواخت بوده است, اما در سال های اخیر, روند افزایشی داشته است. علاوه بر هزینه های معمول فرآیندهای اکتشاف و تولید, این افزایش هزینه ها را می توان ناشی از فرسوده شدن تاسیسات میادین تولیدی, تخلیه مخازن هیدروکربوری, افزایش مشکلات برداشت از میادین جدید, قوانین زیست محیطی مشکل تر و نیز افزایش رقابت برای دسترسی به مخازن نفتی و گازی دانست.

قرار دادن لوله جداری در چاه و جدا کردن آن به وسیله سیمان از سازند بهره ده به عنوان قسمتی از عملیات حفاری مرسوم است. پس از نصب لوله جداری و سیمان کاری, برای دستیابی به مخزن و سیال داخل آن, لوله و سیمان پشت آن سوراخ می شود تا سیال به داخل چاه راه یابد. به طور معمول یک ابزار مشبک کننده به وسیله سیم مخصوص در چاه رانده می شود. زمانی که این ابزار به محل مورد نظر رسید, عملیات آغاز می شود, بر روی ابزار"مشبک کاری" فشنگ ها با چاشنی های مخصوص تعبیه شده که با شروع عملیات چاشنی ها منفجر شده و موج انفجاری ایجاد شده باعث سوراخ شدن "لوله جداری", سیمان و سازند می شود. تراوایی منطقه آسیب دیده تا80% کمتر از سازند اصلی است. امروزه صنایع نفتی به دنبال تکنولوژی های جدید برای مشبک کاری هستند که بتواند از این کاهش تراوایی جلوگیری کرده و سوراخ های موثرتری به وجود آورد. این گزارش به بررسی استفاده از پرتوهای لیزر پر توان برای مشبک کاری لوله جداری و دستیابی به سوراخ های عمیق تر, بدون کاهش تراوایی و کاهش"تخریب سازند" پرداخته است.

چهارمین گردهمایی مدیران و متخصصین HSE وزارت نفت به میزبانی شرکت ملی نفت و با رویکردی متفاوت با گردهمایی های پیشین و محوریت موضوعات ذیل در روزهای 10 و 11 آبان ماه, دو روز نسبتا سرد و بارانی پاییزی در تهران برگزار گردید:نقش HSE در بهره وری سازمانروش ها و فناوری های نوین در مدیریت آلاینده های زیست محیطی تجزیه و تحلیل حوادث در صنعتنقش HSEدر کلیه موارد اجرای پروژه هاتوسعه فرهنگ HSE در صنعت نفت

اگرچه 103 سال از نخستین فوران نفت از دل سرزمین ایران می گذرد, اما هم چنان حجم ذخایر نفت و گاز ایران به میزانی است که در سپهر آینده انرژی جهان, کشورمان دارای جایگاه ممتازی بود و نگاه نسل های فردا برای تامین انرژی به 155میلیارد بشکه مایعات قابل استحصال و 34 تریلیون فوت مکعب ذخیره گاز طبیعی اثبات شده ایران است.در همین حال صنعت نفت ایران برای رسیدن به شرایط آرمانی و توسعه مطلوبی که قادر باشد کسوت یک تامین کننده پر قدرت انرژی در جهان فردا را بر تن کند, نیازمند طی مسیری پر پیچ و خم است؛ فرآیند اکتشاف, توسعه, تولید و بهره برداری منابع هیدروکربوری نفت و گاز که به مجموعه پیوسته آن ها از زاویه صنایع بالادستی نفت و گاز نگریسته می شود, شاهرگ اصلی توسعه صنعت نفت ایران در مسیر آینده اش تلقی می شود, زاویه ای که به اعتقاد آگاهان مسایل اقتصادی و انرژی کشورمان, عمده پیچ و خم های مسیر توسعه را در دل خود دارد, مسایلی هم چون توسعه و کارآمدی منابع انسانی, شریان های جذب سرمایه و تامین مالی طرح ها, فناوری های پیشرفته و برتر, نظام های مدیریتی و تصمیم گیری های سازمانی و نیز شرایط طبیعی مخازنی که به نیمه دوم عمر خود رسیده اند, همگی می توانند در شمار چالش هایی قرار بگیرند که جاده توسعه صنعت نفت ایران را با دست اندازهای متعدد مواجه کرده و یا در مواردی از سرعت قطار توسعه این صنعت بکاهند.

روش های ازدیاد برداشت پس از مراحل "تخلیه با انرژی طبیعی" با هدف افزایش تولید انجام می شود. سیلابزنی آب یکی از ساده ترین و ارزان ترین روش ها بوده و کاربرد وسیعی در دنیا دارد و این روش به دلیل بروز پدیده "انگشتی شدن"و میان شکنی سریع ناشی از تحرک بیشتر آب نسبت به نفت, سبب تولید آب اضافی گردیده که هزینه زیادی در پی داشته و طول عمر اقتصادی چاه را کاهش می دهد. سیلابزنی پلیمر با افزایش گرانروی آب و کاهش نسبت تحرک, موجب افزایش بازده جارویی مخزن و در نهایت افزایش بازیافت نفت می شود.در این پروژه, مطالعه شبیه سازی سیلابزنی پلیمر, در یکی از مخازن نفتی جنوب ایران انجام شده و خواص و غلظت بهینه این پلیمر در آزمایشگاه به دست آمده است. همچنین برای بهبود کاربری پلیمر, از ذرات "نانو رس" استفاده شده است. پس از شبیه سازی, نتایج حاصل از سه سناریوی تولید با "انرژی طبیعی" و "سیلابزنی آب" و "سیلابزنی پلیمر" مقایسه شده و در نهایت, سناریوی تولید با "سیابزنی پلیمر", با بیشترین بازیافت نفت, کمترین تولید آب اضافی و نیز کمترین افت فشار, برای از دیاد برداشت پیشنهاد شده است.

امروزه به دلیل کاهش تولید از مخازن زیر زمینی نفتی, تولید از مخازن نفت سنگین بیشتر مورد توجه واقع شده و به کمک فناوری هایی همانند و به کارگیری روش های حرارتی, بخش اعظمی از نفت سنگین مخازن تولید می شود. هدف از این مقاله, تعیین اثر برخی از پارامترهای عملیاتی و مخزنی بر راندمان حرارتی و تولیدی فرآیند حرارتی "تزریق بخار همراه با ریزش ثقلی" (SAGD) است که به منظور مدل کردن فرآیند, از شبیه ساز Eclipse 300 استفاده می شود. تشخیص این پارامترها, علاوه بر تعیین بهترین سناریوی تولیدی, موجب استفاده از این روش با شرایط اقتصادی بهتری می گردد. پارامترهایی که در آنالیز حساسیت سنجی این تحقیق مورد مطالعه قرار می گیرند, عبارت اند از "طول چاه ها" , "موقعیت چاه ها" "فاصله میان چاه ها", "تراوایی مطلق سنگ مخزن", " هدایت پذیری حرارتی سنگ مخزن", "دبی" و "کیفیت بخار تزریقی". نتایج آنالیز حساسیت سنجی نشان می دهد که هر چه تراوایی در راستای عمودی سنگ مخزن کمتر باشد, راندمان تولیدی فرآیند بیشتر خواهد شد. هم چنین کیفیت و دبی بخار تزریقی, مهم ترین پارامتر بهینه سازی یک فرآیند حرارتی به شمار می آیند.

عمده تولید نفت خاورمیانه از مخازن کربناته که بیشتر آن ها مخازن شکافدار هستند, صورت می گیرد. مخازن شکافدار در مواردی, کاندیداهای ضعیفی برای از دیادبرداشت نفت در نظر گرفته می شوند که دلیل آن, پیچیدگی پیش بینی بهره دهی این مخازن می باشد. نفت و سیال تزریقی, تمایل بیشتری به تولید از طریق شکافت ها داشته و نفت موجود در بلوک های ماتریکس به راحتی جابه جا نمی شوند. تزریق گاز, روشی است که ممکن است به طور قابل توجهی ضریب بازیافت نفت را در این مخازن افزایش دهد. یکی از مکانیسم های مهم ازدیاد برداشت نفت از مخازن شکافدار, "تزریق گاز امتزاجی" است. تزریق گاز امتزاجی, ممکن است مقادیر قابل توجهی از نفت خام به دام افتاده در ماتریکس ها را بازیافت کند. میدان مورد مطالعه, یک مخزن شکافدار در غرب ایران است.در این مقاله, برای تعیین حداقل فشار امتزاج پذیری گازهای متان و گاز مخزن, از شبیه ساز ترکیبی یک بعدی و برای تعیین حداقل فشار امتزاج پذیری LPG از ماژول  PVTi نرم افزار Geoquest استفاده شده است. در ادامه, الگوهای مختلف تزریق از لحاظ موقعیت و تعداد چاه های تزریقی و نحوه تکمیل آنها مورد بررسی قرار گرفته است. بهترین الگوی تزریق براساس بیشترین ضریب بازیافت انتخاب و سناریوهای تزریق گاز در دبی های متفاوت با سناریوی تخلیه طبیعی مورد مقایسه قرار گرفت. تزریق گاز امتزاجی LPG در این مخزن نسبت به سناریوهای تزریق گاز غیر امتزاجی و تخلیه طبیعی دارای ضریب بازیافت بیشتری است. با تزریق LPG به درون مخزن, گاز تزریقی از طریق شبکه شفاف و با کمک ریزش ثقلی به درون بلوک های ماتریکس نفوذ می کند. وقتی که جریان دو فازی در شکاف ها به وجود می آید, نقش فشار مویینگی نیز افزایش می یابد. فشار مویینگی نفت و گاز در مقابل جریان نفت از درون بلوک های ماتریکس به شکاف مقاومت می کند.

عملیات "تکمیل چاه" از بخش های مهم عملیات بهره برداری است که بلافاصله پس از عملیات حفاری و به منظور تولید از چاه به صورت ایمن و اقتصادی صورت می گیرد. نحوه تکمیل چاه, ارتباط مستقیم با میزان برداشت از چاه دارد. در این مطالعه, نحوه تکمیل سه چاه یک میدان مشترک گازی که در سه نقطه متفاوت از مخزن قرار دارند تغییر داده می شود و اثر این تغییر بر روی میزان تولید از چاه, توسط نرم افزار و با توجه به نمودارهای "عملکرد جریانی مخزن" و "عملکرد رشته تولیدی" بررسی می گردد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان می دهد که اعمال تغییر در نحوه تکمیل چاه ها در این میدان, می توان نرخ برداشت از هر چاه را حدود30% افزایش داد, که علاوه بر منافع بالای اقتصاد با توجه به مشترک بودن میدان, کمک شیانی به حفظ سهم کشورمان از این میدان نیز خواهد نمود.

یکی از گام های اساسی در پردازش اطلاعات پروفیل قایم لرزه ای, جداسازی امواج بالابرنده و پایین رونده از یکدیگر است. با توجه به شیب متفاوت این امواج, کلیه روش هایی که از الگوریتم فیلتر شیب برای جداسازی رخدادها استفاده می کنند, قابل بهره برداری است. از سوی دیگر فیلتر معکوس "واهمامیخت لرزه ای" در پردازش اطلاعات پروفیل قایم لرزه ای از اطلاعات پایین رونده محاسبه شده و بر روی اطلاعات بالارونده اعمال می شود. بنابر این جداسازی بهینه این امواج از یکدیگر تاثیر بسزایی در نتیجه نهایی خواهد داشت. در این مقاله از سه روش F-K ,K-L و "فیلتر فضایی دوبعدی میانی" برای جداسازی از این امواج استفاده شده است. به منظور بررسی توانایی این سه روش, پردازش تا مرحله " برانبارش کریدوری" پیش رفته و هم خوانی مقطع برانبارش اطلاعات لرزه ای سطحی و مقطع برانبارش کریدوری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد, فیلتر فضایی میانی پاسخ مناسب تری را نسبت به دو روش F-K و K-L به همراه دارد. دو روش F-K و K-L جداسازی نسبتا مناسب تری را نسبت به روش فیلتر فضایی میانی ایجاد می کنند, اما از آنجا که فیلتر فضایی میانی تغییر کمتری در محتوای فرکانسی امواج ایجاد می کند, هم خوانی مقطع برانبارش کریدوری این روش بیشتر از دو روش دیگر است.

شناخت کافی از مخازن هیدروکربوری می تواند هزینه های زاید را از صنعت کاهش دهد. در این مخازن با دانستن پارامترهای مخزنی قبیل "تخلخل" ,           " تراوایی", "فشار" و "میزان بازیابی نفت", می توان بهترین برنامه را برای تولید و بهره برداری تدوین نمود. از عوامل تاثیرگذار در قابلیت بازیابی, "نوع تخلخل" است که برتراوایی, افت فشار و میزان تولید نیز تاثیرگذار است. بر اساس مطالعات اخیر, در مخازن کربناته, "تخلخل حفره ای" نقش کلیدی در رفتار دینامیکی مخزن دارد, بنابر این شناسایی آن جهت گزینش نقاط مناسب به منظور سوراخ کاری و به دست آوردن بالاترین میزان بازیابی هیدروکربور از اهمیت شایانی برخوردار است. در این مقاله, به اجمال نقش "تخلخل های حفره ای" در کنترل رفتار فشار, تراوایی و بازیابی تولید مخازن کربناته شکسته مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه بر این, دستورالعمل هایی جهت شناسایی زون های حاوی تخلخل حفره ای در مخازن کربناته بر مبنای رفتار چاه نمودارهای پتروفیزیکی در حوزه فرکانسی و چگونگی وارد کردن این اطلاعات در گزینش نقاط مناسب جهت سوراخ کاری ارایه خواهد شد.