اشاره:
آن‌چه كه در پي مي‌آيد، گزارشي است از انديشكده‌ي اعتلاي صنعت نفت كشور در شبكه تحليل‌گران تكنولوژي ايران(ايتان) كه به معرفي و بررسي اهداف، فرآيندها و شيوه‌ها و ابزار‌هاي مديريت مخزن و مدل‌سازي آن مي‌پردازد.
اين تحليل اگر چه در سال 84 منتشر شده است، اما درك اوليه اي از فرآيندهاي مطالعات و مديريت مخزن به دست مي‌دهد كه مطالعه‌ي آن‌ مي‌تواند براي آشنايي پژوهشگران اقتصاد انرژي و سياست‌گذاري و مديريت در صنعت نفت مفيد باشد.
 سرويس مسائل راهبردي خبرگزاري دانشجويان ايران به دنبال برگزاري كارگاه و گزارش‌هاي متعدد درباره‌ي سياست‌هاي مديريت و بهره‌برداري از مخازن نفت و گاز، متن كامل اين گزارش را به منظور استفاده‌ي علاقه مندان منتشر مي‌كند.

شبكه تحليلگران تكنولوژي ايران
نگاهي به مديريت و صيانت از مخازن نفت و گاز در كشور

پيشرفت و تكنولوژي امروز در تمامي زمينه ها به خصوص بخش نفت و گاز رو به گسترش بوده به طوري كه روش هاي سنتي بهره برداري، امروزه پاسخ‌گو و روش صحيحي براي توليد محسوب نمي شوند. در اين راستا صيانت از مخازن بايد با جديت بيشتري دنبال شود. در اين مقاله به نكاتي مهم در اين علم و روش هاي توسعه و گسترش آن به صورت مختصر اشاره شده است.

امروزه ما در دنيايي زندگي مي كنيم كه از نظر جغرافيائي، فرهنگي، سياسي، اقتصادي و تكنولوژي بسيار متنوع و گوناگون است . افزايش شگفت انگيز و متحير كننده‌ي ارتباطات، نقاط دنيا را در معرض ديد همسايگان قرارداده و دهكده كوچك جهاني را پديد آورده است .دراين پديده جديد، كشورها ، نواحي و ملتها ديگر از هم جدا نيستند و فعاليتهاي صنعتي و روشهاي بهتر ونوين انجام امور صنعتي مورد توجه وتقاضاي همگان قرار گرفته است. ‌
در سالهاي اخير حجم زيادي از افكار و پيشنهادات ، تكنولوژي را در سراسر دنيا به پيش برده است . با اين وجود اين باور وجود دارد كه بيش از اين مقدار به پيشنهادات و نظرات نيازمند مي باشيم لذا بطور فزاينده اي نياز به انتقال تكنولوژي بين ملت‌ها احساس ميگردد و هر سازماني در كنار توسعه منابع انساني مناسب خود ، ايجاد ، پشتيباني و حفظ مخازن و منابع تكنولوژيك و علمي را در اولويت برنامه ريزي و كار قرار داده است . در اين ميان، حفظ و بهره برداري صحيح و بهينه از مخازن نفت و گاز كه به عنوان شاهرگ حياتي يك كشور مطرح هستند از نقش مهمي برخوردار است.

از ديد مهندسي مخازن، با برداشت تدريجي از اين مخازن ، فشار اين مخازن متناسب با ميزان برداشت كاهش مي يابد. با افت فشار تدريجي، ميزان توليد از چاههاي موجود در يك مخزن به تبع كاهش يافته تا جايي كه ديگر با استفاده از توليد طبيعي قادر به توليد نمي باشند، در اين حالت به اصطلاح فشار مخزن به فشار ترك مخزن (Abandonment Pressure) مي رسد. متأسفانه عدم آگاهي از اين علم خطير مديريت و صيانت از مخزن، در زمان برداشت از مخازن نفتي و گازي در كشور درگذشته وضعيت توليد از اين منابع عظيم را با چالشي بزرگ روبرو ساخته است به طوري‌كه در طول چند سال، ميزان توليد از يك چاه نفتي حدود چندين هزار بشكه كاهش يافته است. دانش مديريت و صيانت از مخازن مقوله اي در راستاي صيانت از مخازن زيرزميني بوده كه طي ساليان اخير با به پايان رسيدن عمر توليد طبيعي مخازن مورد توجه ويژه اي قرار گرفته است. اگر چه توجه به امر صيانت مي بايست از زمان شروع برداشت از مخازن مد نظر قرار گيرد. ليكن با اتخاذ تصميماتي در اين مورد در حين توليد از يك مخزن نيز مي توان از فرا رسيدن زودرس پايان عمر آن جلوگيري كرد. اين دانش با بكارگيري منابع سخت افزاري و نرم افزاري تلاش‌هايي را در جهت بهينه سازي روشهاي توليد با ملاحظات اقتصادي بمنظور افزايش ضريب بازيافت صورت مي دهد.

اهداف مديريت مخازن:
به طور خلاصه اهداف مديريت مخازن عبارتند از:
• كاهش ريسك
• افزايش توليد نفت و گاز
• افزايش بازيافت
• كاهش هزينه‌هاي توليد

مديريت مخازن مستلزم داشتن آشنايي كامل با اصول و مباني مخازن نفت و گاز، ميزان هزينه هاي استخراج و برداشت، روش هاي ازدياد برداشت و ساير ملزومات علمي مهندسي نفت مي باشد.

فرآيند مديريت مخزن:

مديريت مخزن، عبارت است از اتخاذ و اجراي بهترين تصميمات ممكن كه شركت‌هاي بهره برداري نفت و گاز را قادر به دستيابي به اهداف و تعهدات از پيش تعيين شده در مورد توليد مي‌سازد. تصميم گيري در مورد وضعيت برداشت از يك مخزن و تعريف ميزان توان توليد آن پيش بيني يا (forecast)، مستلزم داشت آگاهي كامل نسبت به وضعيت جزئي مخزن اعم از وضعيت تك تك چاههاي موجود در مخزن، ميزان توليد مجاز مخزن و ... مي باشد. اين نكات در ابتدا به مدل كردن رفتارهاي موردانتظار مخزن وابسته است.

شماي تمام فرآيند مديريت مخزن در شكل زير نشان داده شده است كه شامل چهار مرحله مي‌باشد:

1-توصيف مخزن
2- عملكرد مخزن
3-عملكرد چاه
4-توسعه ميدان

- توصيف مخزن:

يكي از مهمترين مراحل مديريت مخزن، "توصيف مخزن" است، اين مرحله عبارت است از شناسايي و ارائه مدلي براي توصيف مخزن كه رفتار و پاسخ آن تا حد امكان شبيه رفتار واقعي مخزن باشد؛ به گونه‌اي كه مد ل شناسايي شده با تمام اطلاعات هم‌خواني داشته باشد. اگر مدل شناسايي‌شده با تمام اطلاعات همخواني داشته باشد، مي‌تواند از آن به عنوان مدل يك مخزن استفاده نمود و اگر مدل فوق‌الذكر حتي با يك نوع از اطلاعات موجود همخواني نداشته باشد غلط بوده و نمي‌تواند نشانگر واقعي مخزن باشد. توصيف مخزن، فرآيندي پويا و ديناميك است كه به محض دريافت اطلاعات جديد تكرار مي‌شود. شبيه سازي يا مدل سازي مخزن توسط نرم افزارهاي قوي مهندسي نفت قابل انجام است.
اين فرآيند شامل دو مرحلة متوالي است:

1) شناسايي مدل‌هاي تفسير اطلاعات
2) يكپارچه‌سازي مدلهاي فوق در مدل مخزن.

مدل هاي تفسير اطلاعات، از تفسير انواع مختلف اطلاعات بدست مي‌آيد. اطلاعات نمونه شامل اطلاعات زير است :

1- اطلاعات استاتيكي (زمين‌شناسي، ژئوفيزيكي، ژئوشيمي، پتروفيزيكي) توصيف كننده مخزن
2-اطلاعات ديناميكي (اطلاعات سيال‌هاي مخزن، ژئومكانيكي، چاه‌ها و آزمايشات چاه‌آزمايي و بهره‌برداري) مرتبط با رفتار مخزن.

اين اطلاعات در واقع اطلاعات عمومي مخزن از قبيل خواص فيزيكي سنگ و سيال، آزمايشات چاه‌ها و وضعيت توليد آن‌ها و ساير موارد مرتبط با مخزن است.

مدل مخزن از يكپارچه‌سازي مدلهاي تفسير انواع مختلف اطلاعات و توسط نرم افزارهاي مهندسي حاصل مي‌شود. اگر اطلاعات يكدست و صحيحي مورد محاسبه قرار نگيرد، دانش مربوط به آن نوع از اطلاعات در مدل تفسيري موجود نخواهد بود و نهايتاً مدل مخزن مدلي ناهماهنگ و ناقص مي‌شود.

مدل‌هاي قطعي و احتمالي:
جمع‌آوري مدل‌هاي تفسير اطلاعات در مدل واحد مخزن ممكن است به طريق قطعي و يا احتمالي صورت گيرد. در روش اخير(احتمالي)، سطوح مختلف اعتبار داده مورد توجه قرار گرفته و يك مدل سه‌بعدي با تعريف و نمايش عدم قطعيت‌ها ارائه مي‌شود. تكنيك‌هاي احتمالي براي اوقاتي كه اطلاعات پراكنده ‌هستند روش‌هاي خوبي مي‌باشند. (مثلا‌ ًبراي اوقاتي كه در ابتداي دورة ميدان هستيم)، در حالي كه روش‌هاي قطعي براي اوقاتي مي‌باشد كه اطلاعات زيادي از ميدان در دست مي‌باشد.

- اثبات مدل مخزن:

هدف توصيف مخزن عبارت است از تعريف يك مدل مخزن كه اطلاعات ديناميكي و استاتيكي مخزن را نشان بدهد. به محض ساخته شدن مدل مخزن، بايد هماهنگي و همخواني آن‌را با اطلاعات و مدلهاي تفسيري موجود ثابت كرد. اين به اين معناست كه مدل مخزن بايد قادر به توليد مجدد تمام اطلاعات مورد استفاده در فرآيند توصيف باشد..

در مرحلة اثبات، بايد پاسخ مدل مخزن توسط شبيه‌سازهاي مختلف (لرزه‌نگاري، چاه‌نگاري، جريان و مخزن) به منظور اثبات توانايي بازتوليد اطلاعات و داده‌هاي فوق‌الذكر مورد محاسبه و بررسي قرار گيرد. براي يك مدل مخزن پاسخ مخزن پاسخي منحصر به فرد و يگانه است. اگر مدل شناسايي‌شده درست باشد، اطلاعات ميداني و پاسخ هاي مدل بر هم منطبق خواهند شد. در غير اينصورت مدل بايد مورد بازبيني قرار گيرد تا اشكالات موجود در مراحل و سطوح جمع‌آوري اطلاعات و يا تفسير آنها شناسايي شود.

- عملكرد مخزن، عملكرد چاه و توسعه ميدان:

پس از اين‌كه مدل مورد تأييد قرار گرفت، اين مدل مي‌تواند براي پيش‌بيني رفتار آتي مخزن در سناريوهاي مختلف توسعه مورد استفاده قرار گيرد. رفتار توليدي مخزن اعم از فشار، دبي، درصدهاي اشباع سيالات به وسيله شبيه‌سازهاي تنظيم‌شده جريان محاسبه‌ مي‌شوند. براي پيش‌بيني رفتار ميدان، در نظر گرفتن كل سيستم (مخزن، چاهها و تجهيزات سرچاهي) ضروري است كه با توجه به تأثيرات متقابل، اين موارد بايد با يكديگر مورد بررسي و توجه قرار گيرند. به عنوان مثال در هر نقطه از سيستم، دبي جريان با موازنه جريان ورودي و جريان خروجي تعيين مي‌شود و بوسيلة تاثيراتي كه بر جريان‌هاي ورودي و خروجي اعمال مي‌شود دبي جريان به حالتي بهينه و اقتصادي مي‌رسد. از شبيه‌سازي رفتار كل سيستم مخزن براي سناريوهاي مختلف، به همراه ملاحظات اقتصادي، زيست‌محيطي و امنيتي، برنامه توسعه مخزن بدست مي‌آيد.

اجراي اين برنامه اطلاعات جديدي را توليد خواهد كرد. هماهنگي و همخواني مدل مخزن با اين اطلاعات جديد نيز بايد مورد مطالعه قرار گيرد. در صورت مشاهده‌ي ناهماهنگي‌ها بايد مدل مخزن ارتقا يابد و با تغيير تعدادي از اطلاعات ورودي و خواسته‌ها همه‌ي فرآيند تكرار شود تا برنامه توسعه تصحيح و تعديل گردد. نتايج خروجي شبيه ساز مخزن و پيش بيني آن منجر به تعريف ميزان برداشت از مخزن يا اتخاذ روشهايي پيرامون ازدياد برداشت مي گردد. سناريوهاي تعريف شده توسط اين شبيه سازها به عنوان نتايج مدلسازي مخزن، روش هايي مانند نياز به حفر چاههاي جديد، نياز به اصلاح و تكميل روش هاي بهره برداري، ميزان توليد بهينه از مخزن و ... را با رعايت اولويت ارائه مي دهد كه شركت هاي بهره بردار را قادر مي سازد با انجام اين تغييرات به اهداف مورد نظر دست يابند.

نتيجه گيري و پيشنهادات:

1- از مطالب فوق بر مي آيد كه مديريت مخزن بايد به جاي يك سري از تكنيك‌هاي تصادفي و نامرتبط به صورت فرآيندي جامع و نظام‌يافته نگريسته شود و اين مهم نياز به يك تلاش جدي و همه‌جانبه دارد. در دانشگاههاي كشورهنوز هم مشاهده مي‌شود كه هركدام از اجزاي فرآيند به هم‌پيوسته مديريت مخزن، به صورت موضوعي مستقل نگريسته مي‌شود. اين مشكلات اساسي بايد رفع گردد تا قادر شويم به دانش‌پژوهان اطلاعات و دانش كافي پيرامون مفاهيم اساسي توصيف مخزن، مدل مخزن، شبيه‌سازي مخزن و مديريت مخزن، همچنين ارتباط بين انواع اين اطلاعات و نهايتاً فرآيند يكپارچه‌سازي تمام اطلاعات موجود را انتقال دهيم.

توسعه‌ امر پژوهش با توجه به نيازهاي جاري و آتي صنعت نفت است. در حال حاضر مؤسساتي مانند پژوهشگاه صنعت نفت، موسسه مطالعات بين‌المللي انرژي و پژوهشكده ازدياد برداشت كه در حال شكل‌گيري است و مراكز تحقيق و توسعه در هر يك از شركت‌هاي تابعه اصلي وزارت نفت به اين امر مهم مي‌پردازند اما به منظور توسعه كمي و كيفي فعاليت‌هاي پژوهشي بايد تعامل بيشتر و گسترده‌تري با دانشگاه‌ها صورت گيرد. اگرچه به اين امر طي سال‌هاي گذشته توجه نسبي به عمل آمده اما نيازهاي جاري و توسعه‌اي ميادين حكايت از آن دارد كه اين حركت از شتاب لازم برخوردار نبوده است كه در اين راستا رشته مديريت مخازن همچنان مهجور مانده است. همكاري و تعامل با دانشگاه‌ها اين مزيت را دارد كه هم از توان‌ استادان مي‌توان بهره گرفت و حتي نيازهاي آموزشي صنعت را پاسخ گفت هم مي‌توان از نيروهاي پويا و خلاق جوان دانشجو بهره گرفت و در زمينه شناسايي بهتر، از نيروهاي مستعد و آماده براي به‌كارگيري و اشتغال در اين صنعت بهره برد. البته بايد با جهت‌گيري هدفمند از توان دانشگاه‌ها بيشتر در زمينه خلق تكنولوژي به جاي استفاده از تكنولوژي سود جست و حتي در موارد لازم از مراكز تحقيقاتي و پژوهشي خارج از كشور يا حتي از متخصصين و استادان ايراني كه در خارج از كشور نيز در اين صنعت مشغول به‌كار پژوهش و تحقيق هستند به منظور استفاده هر چه بيشتر و بهتر از دستاوردهاي علمي و فني نوين بهره گرفت و همچنين رشته هاي تخصصي خاصي در زمينه مديريت مخازن از مقاطع كارشناسي تا سطوح عالي در دانشگاهها تعريف و ارائه گردد. ضمن اينكه نوع خاص مخازن نفتي ايران (كربناته شكافدار) ايجاب مي‌كند كه مطالعات وسيع‌تري به منظور اكتشاف و توسعه و نحوه توليد خاص اين مخازن صورت گيرد.

2- يكي ديگر از نيازمندي هاي اساسي در اين راستا، مجهز بودن به سيستم هاي نرم افزاري مخازن از جمله شبيه‌سازهاي مخزن و نرم‌افزارهاي سيستم اطلاعات ميادين ، آموزش استفاده از اين نرم‌افزار‌ها مي باشد كه خوشبختانه تعدادي از اين نرم افزارهاي شبيه ساز در بسياري از ادارات مطالعات مهندسي مخازن در شركتهاي دولتي و خصوصي وجود دارد كه از آنان جهت استفاده در امر شبيه سازي و تعريف سناريوهاي توليد استفاده مي گردد. با داشتن دانش و فن آوري هاي فوق الذكر تحقق به اهداف زير بايد مد نظر قرار گيرد:

* مديريت مخازن و ميزان توليد بهينه و صيانتي از آن‌ها و اعتقاد به اين امر مهم كه ما در مقابل نسلهاي آينده كشور مسووليم.

* ضروري است كه با تعامل بيشتر و گسترده‌تر با محيط داخلي و خارجي، حركت صنعت بر مبناي شناخت دقيق و علمي از وضعيت موجود در ابعاد گوناگون شكل گيرد و به سوي اهداف مدنظر هدايت شود. در بيان اولويت‌هاي مهم اين صنعت به بحث شناخت دقيق و علمي مخازن هيدروكربوري و مديريت آن اشاره شد. در اين راستا چنان‌كه مشهود است ميادين هيدروكربوري كشورمان (چه در خشكي و چه در دريا) شامل ميادين مستقل و مشترك است.

* در 8 سال گذشته به منظور توسعه ميادين نفت و گاز جمع سرمايه‌گذاري به روش بيع متقابل و فايناس خودگردان شركت نفت جمعا 40/6ميليارد دلار بوده كه 34/2ميليارد دلار آن مربوط به ميادين مشترك نفت و گاز است. لازم به ذكر است كه ميدان‌هاي گازي مشترك ايران در دريا و خشكي با كشورهاي همسايه شامل گنبدلي، پارس‌جنوبي، هنگام، سلمان، مبارك، بلال و دماغه پارس‌جنوبي و ميدان‌هاي نفتي مشترك در دريا و خشكي شامل دهلران، پايدار غرب، نفت‌شهر، فروزان، اسفنديار، سلمان، مبارك، نصرت لايه نفتي پارس جنوبي، فرزام و آرش است مي باشد كه با اتخاذ تصميمات صحيح و روش هاي صحيح برداشت در اولويت بهره برداري قرار گيرند. به طور خلاصه آن‌چه در مورد ميادني مشترك نفتي و گازي به عنوان اولويت صنعت نفت حايز اهميت است به طور عمده 3مساله زير است:

• اگرچه در طي 8 سال اخير در توسعه ميادين هيدروكربوري بيش از80 درصد سرمايه‌گذاري به ميادين مشترك اختصاص يافته اما با توجه به وضعيت بهره‌برداري هر روز تاخير در مراحل مختلف كار تا توليد به سود طرف مقابل بوده و موجب از دست رفتن سهم كشورمان در بهره‌برداري خواهد بود بنابراين توليد با بكارگيري روش هاي صحيح علمي در بخش نفت از اهميت ويژه اي برخوردار است.

• بايد با توجه به شناخت لازم از ميادين مشترك نفتي و گازي سرمايه‌گذاري بيشتري در ميان مدت براي توسعه اين ميادين انجام شود تا بتوان به سهم عادلانه از منابع اين ميادين دست يابيم .

• مديريت مخازن مشترك بايد براي جلوگيري از آسيب زدن به مخازن به‌صورت مشترك انجام شود. عدم بهره‌برداري بهينه از مخازن نفتي و گازي مشترك كه به علت نداشتن اطلاعات كل مخزن و عدم آگاهي از مديريت مخازن مي‌باشد مي‌تواند منجر به كاهش توليد و يا مسدود شدن مخزن شده و منافع طرفين را تحت‌الشعاع قرار دهد.

3- در مورد مخازن غير مشترك و داخلي، نيز بكارگيري روش هاي صحيح مديريت و صيانت از مخزن باعث بقاء عمر بيشتر اينگونه مخازن گرديده كه با توجه به افزايش روز افزون قيمت نفت در بازارهاي جهاني و بعلاوه وابستگي اقتصاد كشور به اقتصاد نفت، مي توان گفت اين مهم از اولويت هاي مهم كشور بوده كه به عهده صنعت نفت و به تبع متخصصين متعهد آن گذارده شده است.

منابع و مأ خذ:
1- دنياي اقتصاد، دو شنبه و سه شنبه 14 و 15 شهريور 1384
2- مديريت مخازن، احمد اسدزاده فرخاني، مقاله
3- Integrated reservoir management, Abdus sattar, Houston University
4- Evolution of Reservoir Management Techniques: From Independent Methods to an Integrated Methodology .paper SPE No.39713-alain c.gringarten, center for petroleum studies, imperial college of science, technology& medicine, London , uk.
http://andishkadenaft.itan.ir?id=1264
انتهاي پيام