چاههاي نفت هوشمند

[mim-shimi 25686]

 

آنچه امروزه ذهن بسياري از توليدكنندگان نفت جهان را به خود مشغول كرده، چگونگي افزايش عرضه است. توليدكنندگان عمده ناچارند براي برطرف ساختن نيازهاي بازار- كه برآورد شده از حجم كنوني85 ميليون بشكه در روز به120 ميليون بشكه تا سال2030 مي رسد- از تجهيزات و امكانات به مراتب پيچيده تري استفاده كنند.

بسياري از ميدان هاي عمده نفت و گاز جهان، چندين دهه است كه به طور مداوم مورد بهره برداري قرار گرفته اند. از اين رو استخراج نفت و گاز بيشتر از اين ميدان ها، مقوله اي بس پيچيده و دشوار مي نمايد. علاوه براين، انتظار مي رود آن دسته از ميدانهايي كه در دست اكتشاف قرار دارند يا بناست توسعه يابند، استحصال و خروجي كمتري داشته باشند. اينجاست كه مبحث جديدي به نام »چاههاي هوشمند« و »استخراج هوشمندانه نفت و گاز« مطرح مي شود. كارشناسان انرژي معتقدند بازار آينده نفت و گاز در دست توليدكنندگاني خواهد بود كه از فناوري هاي هوشمند در امر اكتشاف و استخراج بهره بگيرند.

چندي پيش »ياپ فان بالگوين« مدير برنامه ميدان هاي هوشمند در كمپاني شل، طي يك كنفرانس شبكه اي زواياي جديدي از اين فناوري را نمايان ساخت.

بالگوين در بخشي از سخنانش گفت: خبر خوش اين است كه ما مي دانيم بخش عمده نفت، كجا خوابيده است. اين نفت درهمان محل هايي قرار دارد كه ساليان سال مورد استخراج و بهره برداري قرار داشته است.

به گفته بالگوين، كمپاني نفتي شل استفاده از نسل جديدي از تجهيزات ويژه چاههاي نفت را با هدف افزايش توان بازيابي و استخراج و توسعه ميدان هاي حاشيه اي با هزينه هاي به صرفه و اقتصادي آغاز كرده است. اين امر با ارايه اطلاعات واقعي و دقيق از جريان استخراج، كمپوزيسيون سيالات ساختاري و فشار و دماي داخل چاه به مهندسان و اپراتورها ميسر شده است.

براساس تحقيقات»مجمع پژوهشي انرژي كمبريج« (CERA) ،با بهره گيري از اين فناوري مي توان حجم بازيابي و استخراج (ريكاوري) از ميدان هاي نفتي را تا8 درصد افزايش داد كه البته حجم بسيار كلاني است.

بالگوين در رابطه با برآورد اين مجمع پژوهشي گفت: شركت شل دريافته است كه اين ادعا، صحت دارد. در بهره گيري از فناوري جديد، ما حتي به منافعي دست يافته ايم كه هرگز پيش بيني نكرده بوديم. البته بايد اذعان داشت كه كسب بهترين نتيجه منوط به كنار هم گذاشتن تمام عناصر لازم از جمله مقياس، نمونه سازي، تصميم گيري و اجراست. شاخص هاي بهره برداري هوشمند از يك ميدان نفت و گاز اين است كه ابتدا ذخاير ميدان را اندازه بگيريد، سپس از محتويات، فعل و انفعالات و هر آنچه در اين ميدان ممكن است در جريان باشد نمونه سازي كنيد، آنگاه مجموعه تصميم هاي خود را اتخاذ كنيد و سپس وارد مرحله اجراي تصميمات شويد.

در حقيقت دستاورد كمپاني شل از فناوري جديد بسيار فراتر از آماري است كه مجمع پژوهشي انرژي كمبريج تخمين زده. توان استخراج ذخاير نفتي در حوزه عملياتي شل در كشور كوچك اما نفت خيز برونئي، پس از به كارگيري فن آوري هوشمند20 درصد افزايش يافته است. امروزه در برونئي تمام چاههاي نفتي تحت فناوري هوشمند فعال هستند.

به خاطر پيچيدگي مطالعات زمين شناسي در برونئي، تا چندين سال بعد از اكتشاف نفت در اين كشور سال(1975)، هيچ استخراجي صورت نگرفت. در واقع حفر چاههاي هوشمند بود كه صنعت نفت را در اين كشور احيا كرد.

دامنه امتيازهاي فناوري چاههاي هوشمند بسيار گسترده است و بخشهاي مختلف از جمله اكتشاف، حفاري و استخراج را در بر مي گيرد.

 

 

به لطف اين فناوري، سكوهاي نفتي كمتري ساخته مي شوند و حجم تردد و آمد و شد نيروي انساني نيز كاهش محسوسي پيدا مي كند. در نتيجه دخالت و نقطه تماس انسان با محيط زيست هم كاهش مي يابد. بنا به آمار رسمي، شركت شل تا پايان سال2004 ميلادي، بالغ بر900 ميليون دلار از محل

بهره گيري از چاههاي هوشمند در خليج مكزيك، برونئي، مالزي و درياي شمال اضافه درآمد كسب كرد. بخش عمده اين اضافه درآمد در پي كاهش هزينه هاي انساني، كاهش دخالت فيزيكي، صرفه جويي دروقت به ويژه در چاههاي آب عميق و جبران ضرر ناشي از تأخير در تحويل(به سبب دشواري هاي استخراج) حاصل شده است.

در حال حاضر فناوري چاههاي هوشمند با عناوين مختلفي در اختيار شركت هاي نفتي عمده و مطرح قرار گرفته است. به عنوان مثال سيستم استخراج هوشمند در كمپاني پتورو(PETORO) با عنوان Smart Operations (عمليات هوشمند) شناخته مي شود. شركت »هايدرو« (Hydro) نام

»eOperations« (عمليات الكترونيكي) را براي سيستم خود انتخاب كرده و كمپاني »اسكلومبرگر« (Schlumberger) نيز عنوان چاههاي هوشمند را روي سيستم خود گذاشته است، ولي ماهيت كار در تمامي اين سيستم ها يكسان و مشابه است. هوشمندي يك چاه برگرفته از عملكرد حسگرهايي است كه بر جريان مايعات داخل چاه، به ويژه از نظر تركيب آب و نفت نظارت مي كنند. نسبت و حجم جريان، فشار و دماي داخل چاه توسط اين سنسورها چك مي شود و تصويري دقيق از آنچه صدها متر زيرزمين در جريان است، در اختيار اپراتور قرار مي گيرد.

اوج رقابت سيستم هاي هوشمند، اما، در فلات قاره نروژ نمود دارد. جايي كه با3/9 ميليارد متر مكعب ذخيره نفت برآورد شده، به عرصه اي براي جولاندهي غول هاي نفتي جهان تبديل شده است. براي مثال، كمپاني»استت اُيل« كه هم اكنون با متوسط ضريب استخراج45 درصدي از چاههاي دريايي فلات قاره نروژ بهره برداري مي كند اعلام كرد با سيستم هاي هوشمند خود اين ضريب را تا سال2008 به55 درصد خواهد رساند. در خاورميانه عربستان سعودي پيشگام استفاده از چاههاي هوشمند است. در همين حال عمان نيز اعلام كرده كه با فن آوري هوشمند حجم استخراج نفتي خود را تا50 درصد افزايش داده است.

اگر چه فن آوري جديد با كاهش تداخل انساني در عمليات اكتشاف و استخراج، سود فراواني را عايد شركتهاي نفتي كرده است اما به عقيده تمام كارشناسان هنوز با ايده به »صفر رساندن تداخل انساني« فاصله فراوان دارد.

ممكن است تجهيزات هوشمند امروزي از حضور فيزيكي انسان در محل پروژه كاسته باشند، اما نبايد فراموش كرد، همين تجهيزات ابتدا نياز به اپراتور و سپس نياز به تعمير و نگهداري دارند. »ياپ فان بالگوين« معتقد است:

»روزي خواهد رسيد كه تمام تجهيزات و دستگاهها را به طور اتوماتيك كنترل كنيم. اما فعلاً هنوز به حضور و مداخله فيزيكي نيروي انساني نياز داريم.«

فناوري هوشمند در صنعت نفت البته تنها به چاههاي نفتي محدود نمي شود. بنا است اين فناوري در آينده نزديك به خطوط لوله هم سرايت كند. آنچه در اين عرصه مطرح است، به كارگيري سنسورهايي است كه بتوانند روي خطوط لوله زيرزميني سوار شده و به صورت چهار بعدي بر اتفاقات زير زمين نظارت كنند. توسط اين سنسورها مي توان دريافت كه در كدام قسمت، آب با نفت تلاقي دارد، آن گاه مي توان جريان آب را با لوله هاي هوشمند از مسير نفت دور كرد. همچنين مي توان اعماق چاههاي قديمي را از نظر حجم آب تركيبي با نفت بررسي كرد و دريافت كه آيا دور كردن مسير آب از نفت ميسر است يا خير.

طبيعي است كه روشن شدن اين مسأله نقش مهمي در آينده بهره برداري از چاههاي نفتي دارد. شركتهاي نفتي اگر دريابند كه چاه مورد نظر آنها ديگر غنا و بهره دهي گذشته را ندارد، اقدام به توقف استخراج و بستن چاه مي كنند كه اين امر، به نوعي با كاهش ضرر و افزايش خالص درآمد مترادف است.

ترجمه: فرهاد فرجاد

منبع: مجله پايپ لاين (Pipeline) ، جولاي2007