کتاب آنالیز عدم قطعیت در مطالعات مخازن هیدروکربوری

به گزارش پایگاه اطلاع رسانی شرکت ملی نفت ایران،  جمشیدنژاد در این باره توضیح داد: در این کتاب با استفاده از تکنیک «طراحی آزمایشی» که مبتنی بر روش های آماری است کاهش عدم قطعیت در مطالعه و مدیریت مخازن هیدروکربوری تشریح شده است.

وی با بیان این که هدف اصلی مدیریت مخازن هیدروکربنی، تولید بهینه نفت و گاز است افزود: با تجزیه و تحلیل عدم قطعیت های موجود در مخازن نفت و گاز می توان عواملی را که بیشترین تاثیر روی عملکرد مخازن هیدروکربنی دارند را شناسایی کرد. شناخت بیشتر مخزن در تصمیم گیری و مدیریت تولید حداکثری نفت و گاز نقش بسزایی خواهد داشت.

رئیس پروژه‌ های تحقیقاتی پژوهش و فناوری شرکت ملی مناطق نفت خیز جنوب به مهم ترین منابع عدم قطعیت در مدلسازی و مطالعه مخازن اشاره کرد و گفت: محدودیت در ابزارهای اندازه گیری، ساده سازی های به کار رفته در مدلسازی، پیچیدگی بیش از حد مخازن هیدروکربنی و خطای اندازه گیری به عنوان چهار عامل اصلی عدم قطعیت در مدلسازی و مطالعه مخازن شناخته شده اند.

وی افزود: در این کتاب اصول و اجزاء مورد نیاز مدلسازی مخازن، منابع داده های مخزنی، عدم قطعیت در داده ها و پارامترها، گردش کار در مدلسازی مخازن و آنالیز عدم قطعیت با استفاده از روش های علمی بحث و بررسی شده اند.

جمشیدنژاد توضیح داد: در این کتاب همچنین سه میدان نفتی از میادین کویت، آفریقا، استرالیا و یک میدان از مخازن کربناته ایران به عنوان نمونه های عملی آمده و عدم قطعیت ها در آنها به تفصیل بررسی شده است.

وی با بیان این که در اطلاعات حاصل از مخازن قطعیت صد درصدی وجود ندارد گفت: اطلاعات ما از زیرزمین خیلی محدود است و داده های کسب شده از مخازن به طور عمده مربوط به نواحی از مخزن است که در آن چاه حفاری شده است. بعضی از این داده ها از مغزه های چند سانتی متری به دست می آیند که میلیون ها بار کوچکتر از حجم مخزن هستند. بنابراین نمی توان بر اساس این اطلاعات و داده ها میزان و چگونگی تولید و رفتار مخزن را در آینده به طور قطعی پیش بینی کرد و همواره با عدم قطعیت مواجه هستیم.

جمشیدنژاد افزود: همیشه یک یا چند عامل از چهار عامل اصلی عدم قطعیت، نتایج مطالعات و شبیه سازی مخازن را تحت تاثیر قرار می دهد به عنوان مثال یکی از مخازن نفتی در سال ۱۹۹۰ میلادی مطالعه شد و بر اساس اطلاعاتی که آن زمان در دسترس بود پیش بینی می شد که بخش هایی از آن مخزن تا سال ۲۰۰۰ میلادی کاملا آبزده شود در صورتی که تا به امروز از آن بخش ها بدون مشکلی نفت تولید می شود و این بدین معناست که در پارامترهای ورودی به مدل آن مخزن عدم قطعیت وجود داشته است.

وی گفت: به طور کلی عدم قطعیت در داده های مخزن را می توان به پنج گروه عدم قطعیت در داده های ژئوفیزیک،عدم قطعیت در داده های زمین شناسی،عدم قطعیت در داده های دینامیکی مخزن،عدم قطعیت در خواص سیالات مخزن و عدم قطعیت در داده های عملکرد مخزن، تقسیم کرد.

جمشید نژاد با تاکید بر این که برای کاهش عدم قطعیت ها، باید آنالیز عدم قطعیت انجام شود افزود: تطابق تاریخچه تولید (تصحیح و صحت سنجی پارامترهای ورودی به مدل به گونه ای که خروجی مدل ،داده های تولید و فشار، به داده های واقعی نزدیک باشند) یکی از روش های کاهش عدم قطعیت ها است.

وی افزود: به عنوان مثال، مخزن آسماری میدان اهواز از سال ۱۳۳۸ تاکنون تاریخچه تولید و فشار دارد که با استفاده از این داده ها می توان پارامترهای ورودی به مدل مخزنی را تنظیم کرد و عدم قطعیت را کاهش داد و سپس بر اساس رفتاری که تاکنون مخزن داشته است برای آینده برنامه ریزی کرد.

وی افزود: اگرچه تطابق تاریخچه تولید موجب کاهش عدم قطعیت می شود اما نمی تواند پیش بینی مدل از عملکرد آینده مخزن را به صورت متقن بیان کند، زیرا مشخص نیست مخزنی که تاکنون چنین رفتاری را داشته است از این پس نیز همان رفتار را داشته باشد. از سوی دیگر ممکن است اطلاعات حاصل از بررسی تاریخچه تولید و فشار مثلا” بر مبنای تخلیه طبیعی مخزن تهیه شده باشد در حالی که این اطلاعات برای روش های ازدیاد برداشت ثانویه و ثالثیه کاربردی نیست.

جمشیدنژاد یادآور شد: راه دیگر برای آنالیز عدم قطعیت استفاده از روش های آماری است که یکی از این روش ها، طراحی آزمایشی نام دارد که با صرف حداقل هزینه و زمان، بیشترین اطلاعات را در اختیار مهندسان مخزن قرار میدهد.

کتاب «آنالیزعدم قطعیت مطالعات مخازن هیدروکربوری» بر اساس تجربیات مطالعات مخازن مناطق نفت خیز جنوب و با هدف استفاده عملی کارشناسان و متخصصان برای مطالعه و مدیریت مخازن تهیه و تدوین شده است.

وی با تشریح روند مدیریت مخازن هیدروکربوری گفت: مدیریت مخزن جزء لاینفک بخش بالادستی صنعت نفت است که با کشف یک مخزن آغاز می شود و تا پایان عمر مخزن ادامه می یابد و لذا باید از ابتدا برای شیوه تولید از مخزن برنامه ریزی شود.

جمشیدنژاد با بیان اینکه تولید از مخازن نفتی به عوامل مختلفی از جمله نوع سنگ مخزن بستگی دارد افزود: مخازن هیدروکربنی بسته به جنس سنگ (لیتولوژی) به دو دسته مخازن کربناته و مخازن ماسه سنگی تقسیم می شوند.

وی افزود: مخزن ماسه سنگی مهم ترین نوع سنگ مخزن است که با توجه به فرایندهای دیاژنزی، تخلخل آنها کمتر از مخازن کربناته دچار تحول می شود و به همین دلیل از کیفیت بالاتری برخوردارند.

جمشید نژاد ادامه داد: برخلاف مخازن ماسه سنگی، مخازن کربناته به فرایندهای دیاژنری بسیار حساسند وکیفیت مخزنی آنها به نوع فاکتورهایی، بستگی دارد که در طول دیاژنز بر آنها اعمال شده است. این فرایندهای دیاژنزی در سنگ های کربناته باعث شکسته شدن، دولومیتی شدن، انحلال و سیمانی شدن می شود. بعضی از این فرایندها مانند شکسته شدن و دولومیتی شدن موجب بهبود خواص مخزنی و بعضی دیگر مانند سیمانی شدن خواص مخزنی را کاهش می دهند.

وی ادامه داد: بیشتر مخازن کشور ما از نوع کربناته شکافدار هستند و مدیریت آنها (تولید حداکثری و اقتصادی) نسبت به سایر مخازن جهان دارای پیچیدگی های خاصی می باشد.

جمشیدنژاد درباره شیوه های تولید از مخازن نفتی نیز گفت: پس از کشف یک مخزن و تعیین هدف که حداکثر بازیافت نفت می باشد درباره چگونگی بهره برداری و مدیریت آن تصمیم گیری می شود.

رئیس پروژه‌ های تحقیقاتی پژوهش و فناوری شرکت ملی مناطق نفت خیز جنوب افزود: روش‌های مختلفی برای تولید از مخازن نفتی وجود دارد و چون عموماً نفتی که در مخزن است تحت فشارهای لایه‌های بالایی زمین قرارد دارد دارای انرژی اولیه یا طبیعی است و تولید از آن ها مثل بیشتر مخازن مناطق نفت خیز جنوب برای چند سال اول به صورت طبیعی انجام می شود. این انرژی طبیعی می تواند یک یا چند عامل از عوامل انبساط سیال و سنگ، رانش گاز محلول، رانش کلاهک گازی و یا رانش با آب آبده باشد.

وی اضافه کرد: پس از گذشت مدتی از تخلیه طبیعی مخزن، باید با استفاده از روش های ازدیاد برداشت، انرژی مخزن را تقویت کرد. این روش ها را روش های بازیافت ثانویه می گویند که مرسوم‌ترین آنها تزریق گاز یا تزریق آب است.

جمشیدنژاد افزود: در مرحله بعد که کمی پیچیده‌تر می شود از روش های ثالثیه مانند تزریق مواد شیمیایی، تزریق بخار آب و یا تزریق یک در میان آب و گاز به مخزن استفاده می کنند؛ روش های ازدیاد برداشت برای افزایش یا تثبیت فشار مخزن، کاهش ویسکوزیته نفت مخزن و درنهایت افزایش بازیافت نفت انجام می شود.

وی خاطر نشان کرد: استفاده از روش های بازیافت ثانویه و ثالثیه در مخازن گاز طبیعی کمتر به کار گرفته می شود زیرا گاز به دلیل داشتن ویسکوزیته کم، تحرک پذیری بالایی دارد و راحت‌تر در محیط متخلخل حرکت می کند و تولید می شود. به طور معمول تا ۸۰ درصد مخازن گازی به طور طبیعی قابل استخراج هستند.

وی با بیان این که برای کاربرد روش های ازدیاد برداشت باید ملاحظات مختلف فنی، اقتصادی، زیست محیطی، اجتماعی و یا سیاسی در نظر گرفته شود افزود: به طور معمول ابتدا مراحلی نظیر مطالعات آزمایشگاهی، مدلسازی و شبیه سازی، تست های نیمه صنعتی (پایلوت) صورت می گیرد و در صورت موفقیت آمیز بودن آنها پروژه ازدیادبرداشت از مخزن عملی می شود.

جمشیدنژاد درباره نقش عوامل زیست محیطی در استخراج و توسعه میادین نفتی چنین گفت: در بعضی موارد ممکن است استخراج نفت و گاز از یک مخزن از نظر فنی و اقتصادی مقرون به صرفه باشد اما با توجه به ملاحظات زیست محیطی اجازه برداشت و توسعه آن مخزن داده نشود.