اشاره:
آن چه كه در پي مي‌آيد اولين بخش از دومين كارگاه « استراتژي ملي گاز » است كه به موضوع «روش شناسي سياست‌گذاري صادرات گاز» اختصاص داشت. در اين كارگاه كه از سوي سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران برگزار شد، دكتر علي محمد سعيدي  و دكتر مسعود درخشان، اين موضوع را از منظر مهندسي مخزن و اقتصاد انرژي مورد بررسي قرار دادند.
دكتر علي‌محمد سعيدي  در سال 1340 دكتري مهندسي نفت و رياضيات كاربردي خود را از دانشگاه استانفورد اخذ كرد، او براي مدتي رييس بخش نظارت بر فعاليت‌هاي اكتشاف و توليد نفت و گاز كشور بود و در اوايل دهه‌ شصت سمت كفيل مدير اكتشاف و توليد نفت را بر عهده داشت. او سال‌هاست از وزارت نفت بازنشسته شده و  اكنون ازصاحب‌نظران بين المللي مهندسي مخازن نفت وگاز است.
 كتاب وي با عنوان مباني مهندسي مخازن شكاف‌دار Fundamentals of fractured reservoirs engineering ، مرجع  بين‌المللي مهندسي مخازن شكافدار در بسياري از دانشگاه‌هاي جهان است.
گفتني است مطالعات  دكتر سعيدي در سال 55 نشان مي‌دهد كه در آن زمان مخازن نفت ايران نياز به تزريق 250 ميليون متر مكعب گاز در روز داشتند. برنامه تزريق 250 ميليون مترمكعب گاز به ميادين در سال 1355 به تصويب هيات مديره شركت ملي نفت رسيده و تمامي تجهيزات آن خريداري شده بود، اين در حالي است كه به رغم برداشت بيش از30 ميليارد بشكه از سال 55، آمارهاي متفاوتي از زبان كارشناسان و مسوولين در حدود 100 ميليون متر مكعب گاز درباره ميزان تزريق روزانه‌ي گاز به مخازن ارائه مي‌شود.
دكتر مسعود درخشان ديگر ميهمان اين كارگاه فارغ التحصيل مدرسه‌ي اقتصاد لندن است. او بنيان‌گذار و رئيس سابق دانشكده‌ي اقتصاد دانشگاه امام صادق(ع) و اقتصاددان ارشد دفتر مطالعات بين‌المللي انرژي لندن( وابسته به وزارت نفت) بوده و براي مدتي رياست اين دفتر را عهده دار بود.
دكتر درخشان كه اكنون عضو هيأت علمي دانشگاه علامه طباطبايي است

گروه مسائل راهبردي ايران، اظهار اميدواري مي‌كند ايجاد يك عرصه‌ عمومي براي گفت وگوي دانشگاهيان و حرفه‌مندان با مديران و سياست‌گذاران درباره‌ي سياست‌ها و استراتژي‌هاي انرژي، ضمن مستندسازي تاريخ سياست‌گذاري و نظارت عمومي بيشتر بر فرآيند سياست‌گذاري عمومي در اين حوزه، موجب طرح ديدگاه‌ها و راه‌كار‌هاي جديد و ارتقاي كيفيت فرآيند سياست‌گذاري كشور شود.
سرويس مسائل راهبردي ايران rahbord.isna@gmail.com آمادگي خود را براي انعكاس ديدگاه‌هاي وزارت نفت، دانشجويان، استادان، متخصصان و حرفه مندان اين حوزه در بررسي دقيق‌تر سياست‌گذاري درباره‌ي صادرات گاز اعلام مي‌كند. 
در پي متن كامل اولين بخش از دومين كارگاه استراتژي ملي گاز با عنوان روش‌شناسي سياست‌گذاري صادرات گاز تقديم حضور خوانندگان گرامي مي گردد.

ويژگي‌هاي منحصر به فرد تزريق گاز

خبرنگار:
در اين كارگاه به دنبال آن هستيم كه به يك روش‌شناسي علمي در سياست‌گذاري صادرات گاز دست‌يابيم. در اولين كارگاه استراتژي ملي گاز روشن شد كه قبل از تصميم‌گيري درباره‌ي صادرات بايد تراز عرضه و تقاضاي گاز تدوين و تصويب شود، از سوي ديگر يكي از تعيين كننده‌ترين عناصر در تدوين تراز گاز ميزان نياز مخازن نفت به تزريق گاز است. گفته مي‌شود يكي از مهمترين و راهبردي ترين مصارف گاز، تزريق به مخازن براي افزايش ضريب بازيابي نفت است، چنانكه بسياري از مسوولين وزارت نفت نيز اذعان دارند كه در يك سياست‌گذاري عقلاني تزريق گاز به مخازن بايد در اولويت مصارف قرار گيرد. آقاي دكتر سعيدي پيش از اين توضيح داده بودند كه در آغاز دهه‌ي 50 تلاش‌هاي علمي‌- پژوهشي جدي‌اي درباره اثرات تزريق گاز در افزايش ضريب بازيافت‌ نفت انجام داده‌اند، اكنون در آغاز اين كارگاه از ايشان تقاضا مي‌كنيم درباره‌ي مزاياي تزريق گاز در مقايسه با تزريق سيال‌هاي ديگري همچون آب يا ازت، توضيح دهند.

دكتر سعيدي:
تزريق گاز دو ويژگي منحصر به فرد نسبت به تزريق آب دارد. هدف ما اين است كه در يك فشار معمولي [كه گاز محلول در نفت از آن جدا نشده است] گاز تزريق كنيم و با تزريق گاز، فشار مخزن را بالا ببريم تا اين فشار به سمت فشار اوليه ميل پيدا كند و به اين ترتيب بتوانيم نفت بيشتري برداشت كنيم. در غير اين صورت ميزان ذخيره فعلي ده‌ها ميليارد بشكه كاهش مي‌يابد.

در اين‌جا توجه به دو نكته اهميت ويژه‌اي دارد:
اول اينكه جنس سنگ مخزن مخازن ما از بدترين انواع سنگ مخزن در دنيا ست. سنگ مخزن همچون سنگ‌هاي معمولي، خلل و فرج ريزي دارد كه سيال(نفت، گاز يا آب) در درون آن ها قرار دارد. به توانايي سنگ مخزن براي عبور دادن نفت نفوذ پذيري گفته مي‌شود. نفوذ پذيري سنگ‌ مخازن ما بسيار كم است. واحد اندازه گيري نفوذ‌پذيري (permeability) ، دارسي است. چراكه براي اولين بار در حدود 200 سال پيش يك فرانسوي به نام دارسي آن را كشف كرد.
براي سنجش نفوذ‌پذيري سنگ‌ مخزن نمونه‌اي ‌از آن را در آزمايشگاه پر از آب يا نفت مي‌كنند و در يكP ? (اختلاف فشار) مشخص بين دو نقطه ميزان حجم سيال خارج شده از سنگ را اندازه‌گيري مي‌كنند واز اين طريق، ميزان نفوذ‌پذيري (permeability) سنگ را به دست مي‌آورند.
نفوذ پذيري سنگ‌هاي مخزن ما حدود 1 ميلي دارسي است؛ به دليل آن كه اين سنگ ها خلل و فرج ريزي دارند، البته به جز سنگ مخزن اهواز و منصوري كه ميزان نفوذپذيري بسيار بالايي دارند . متوسط كل نفوذپذيري سنگ‌هاي مخزن آمريكا حداقل 100 ميلي‌ دارسي است. شوروي سابق نيز درهمين حد است. اين نوع سنگ مخزن ، 100 برابر بهتر و با كيفيت تر از سنگ مخزن كشور ما است. اين يكي از مشكلات مهم و اساسي استخراج نفت در كشور ما است.

تأثير تزريق گاز در افزايش بازيابي، از طريق افزايش فشار

هر اندازه كه نفوذ پذيري سنگ كم تر باشد، بازيابي نفت كمتر خواهد بود و به فشار بيشتري براي حركت نفت و استخراج آن از مخزن نياز داريم. هر چه گاز بيشتري به درون مخزن تزريق شود، بر فشار مخزن نيز افزوده خواهد شد. افزايش فشار در حركت و استخراج نفت به ويژه در مخازن نفتي ‌اي كه نفوذپذيري آن‌ها پايين است، تأثير گذار خواهد بود. 
نفت داراي نيروي كشش سطحي‌اي است كه اجازه نمي‌دهد گاز به داخل خلل و فرج وارد شود، اما با بالا رفتن فشار، گاز به نحو راحت‌تري مي‌تواند بر اين نيرو غلبه كند و وارد خلل و فرج سنگ مخزن شود. 

تأثير تزريق گاز در افزايش بازيابي، از طريق پيشگيري از دوفازي شدن و در نتيجه كاسته شدن از ميزان نفوذ پذيري

از سوي ديگردر فشار بالاي درون مخزن، بخشي از گاز در درون نفت به صورت حل شده وجود دارد. سنگ مخزن، سيالي (نفتي) را كه گاز در آن حل شده است، تنها به عنوان مايع تشخيص مي‌دهند و مخزن تك فازي(فاز مايع) محسوب مي‌شود. با استخراج نفت از مخزن، علاوه بر نفت استخراج شده، مقداري از گاز محلول در نفت نيز به طور طبيعي از آن خارج مي‌شود. در نتيجه حجم گاز درون مخزن كاسته مي‌شود. از طرفي هر چه ميزان نفت و گاز مخزن كمتر شود، فشار مخزن نيز كاسته مي‌شود، در فشار پايين تر از فشار اشباع كه حباب‌هاي گاز از نفت خارج مي‌شود، مخزن دو فازي مي‌شود. در اين جا يك فاز مايع و يك فاز گاز در درون مخزن وجود خواهد داشت، دراين شرايط (دو فازي بودن مخزن) نفوذ پذيري سنگ براي عبور نفت كاهش مي‌يابد. بنابراين تزريق گاز به مخزن، از آن‌جايي كه مي‌تواند مانع از دو فازي شدن مخزن شود، مي‌تواند تأثير مثبتي در پيشگيري از كاهش نفوذپذيري و در نتيجه كاهش ضريب بازيابي نفت داشته باشد.

تأثير حلاليت‌پذيري گاز در افزايش بازيابي از طريق كاهش گرانروي
تأثير تزريق در افزايش بازيابي از طريق كاهش فشار مويينگي 

 از سوي ديگر هر چه گاز بيشتري در نفت حل شود، گرانروي آن كم تر مي‌شود و در نتيجه سرعت بازيابي نفت بالاتر مي‌رود.
پديده ديگري كه موجب كاهش بازيابي نفت در مخزن مي‌شود، فشار مويينگي (Capillary pressure) است كه مانع از حركت نفت در خلل و فرج ريز سنگ و تخليه نفت از سنگ مخزن مي‌شود. پس از حل شدن گاز در نفت به دليل افزايش حجم (Expantion) نفت از ميزان ورود آن به خلل و فرج ريزي كه داراي فشار مويينگي بالايي هستند، كاسته مي‌شود. بنابراين نفت از خلل و فرج بزرگتري كه داراي فشار مويينگي كمتري هستند، عبور مي‌كند

نكته‌ي مهمي كه در اين جا بايد به آن توجه كنيم، آن است كه دو ويژگي‌ اخير منحصر به گاز و نفت است؛ چرا كه تنها گاز در نفت حل مي‌شود؛ آب و نفت چنين خاصيتي ندارند. به اين دليل كه رابطه آب و نفت در فشار بالا و پايين هيچ تفاوتي ندارد. در نتيجه درست نيست كه بگوييم تزريق آب همان ويژگي‌ تزريق گاز را دارد.

تزريق ازت:

خبرنگار:
تزريق ازت چه تأثيري بر رفتار مخزن دارد؟

دكتر سعيدي:
با تزريق ازت به نفت، متان موجود در نفت خارج مي‌شود؛ علت وقوع اين پديده خواص ترموديناميكي است. به عبارت ديگر، از آن‌جا كه سرعت به تعادل رسيدن ازت و نفت در مخزن بسيار بالاتر از سرعت به تعادل رسيدن متان و نفت در مخزن است، بنابراين ازت خود را جايگزين متان مي‌كند. اين رفتار كه از معايب تزريق ازت است، درست همانند رفتار گونه‌اي از پرندگان است كه تخم‌هاي خود را در لانه‌ي پرندگان ديگر جايگزين مي‌كنند.

خبرنگار:
با اين اوصاف، چرا تزريق ازت در دنيا به عنوان يكي از روش‌هاي ازدياد برداشت مورد استفاده قرار مي‌گيرد؟

دكتر سعيدي:
تزريق ازت در مخازن پر فشار كه نفت را با فشار بالا توليد مي‌كنند، انجام مي‌گيرد. چراكه در اين شرايط، ازت به ميزان كمتري جايگزين متان موجود در نفت شود. به دليل نبود اين شرايط در مخازن كشور ما، تزريق ازت براي مخازن ما مناسب نيست.

تزريق هوا:

خبرنگار:
درباره‌ي تزريق هوا در مخازن نفتي كشور ارزيابي شما چيست؟

دكتر سعيدي:
تزريق هواي رقيق شده (كه تقريباً 50 درصد آن هوا و 50 درصد ازت باشد) مي‌تواند در برخي از مخازن مؤثر باشد. با تزريق هواي رقيق شده امكان پديد آوردن يك احتراق خفيف ايجاد مي‌شود. براي پيشگيري از بروز احتراق كامل مجبور هستيم 50 درصد ازت و 50 درصد هوا تزريق كنيم. هوا در حدود 25 درصد اكسيژن دارد، اگر تركيب 50 درصد هوا و 50 درصد ازت را داشته باشيم، در واقع به اين معناست كه ميزان اكسيژن را در گاز تزريق شده به مخزن به نصف تقليل داده‌ايم.

در مخازن نفت سبك، از تزريق هوا نتيجه‌ي مناسبي به دست نمي‌آيد. اين روش، مي‌تواند براي مخازن نفت سنگين مناسب باشد ؛ به اين دليل كه گرانروي (viscosity) نفت سنگين بالاست و براي تسهيل استخراج آن بايد سعي كنيم آن را پايين بياوريم. اگر بتوانيم درجه‌ي حرارت مخزن را بالا ببريم، مي‌توان گرانروي نفت را كاهش داد. تزريق هواي رقيق اين نتيجه را دارد كه بخشي از نفت به وسيله‌ي اكسيژن موجود در هوا مي‌سوزد و حرارت مخزن را افزايش مي‌دهد كه در نتيجه‌ي آن گرانروي نفت پائين مي‌آيد. براي نمونه، درجه حرارت سازند سَروَك، 120 درجه سانتي‌گراد است كه با تزريق هواي رقيق شده به 400-300 درجه سانتي‌گراد افزايش پيدا خواهد كرد. اگر چه تزريق هواي رقيق مي‌تواند روش مناسبي باشد، اما اثر تزريق گاز را ندارد.

روش فوق را به شركت نفت مكزيك پيشنهاد كردم. به آن‌ها پيشنهاد دادم گاز ازت را همراه 50 درصد هوا تزريق كنند. قيمت هوا حداقل يك سوم قيمت گاز است. هوا به تنهايي ممكن است تا اندازه‌اي اشكالات فني و مخزني پديد آورد.

خبرنگار:
در چه مخازني امكان تزريق هوا وجود دارد؟

دكتر سعيدي:
در مخزن آزادگان، سروش و نوروز، همچنين مخازن واقع در مرز عراق نظير يادآوران و مخازن واقع در جنوب غربي ايران نظير خمسه و كوشك مي‌توان نيمي هوا و نيمي ازت تزريق كرد.

خبرنگار:
آيا تجربه‌ي ساير شركت‌هاي نفتي درباره‌ي تزريق هوا در دسترس است؟

دكتر سعيدي:
خير؛ شركت توتال يك آزمايشگاه‌ بزرگ دارد كه محرمانه است. اين شركت تمام آزمايش‌هاي تزريق هوا را در اين آزمايشگاه‌ انجام مي‌دهد و اجازه ورود به آن‌ را نمي‌دهد. حتي زماني كه ما به مكزيكي‌ها پيشنهاد كرديم كه اين مطالعه را به دانشگاه‌ كلگري كه داراي آزمايشگاه‌ تزريق هوا بود واگذار كنند؛ پاسخشان اين بود كه اين كار در حيطه اختيارات شركت نيست.

اما چرا نبايد اين كار را خودمان انجام دهيم؟!

مطالعاتي كه نتايج آن در دهه‌ي 60 در آزمايشگاه مركز ازدياد برداشت اثبات شد

در اوايل دهه 60 آزمايشگاهي در خيابان طالقاني به نام «ازدياد برداشت» احداث كرديم. در مركز ازدياد برداشت، براي شركت نفت فلات قاره پژوهشي را درباره‌ي تزريق گاز به ميدان نفتي دورود انجام داديم. آزمايش‌هاي انجام گرفته در اين پژوهش از جهاتي، يكي از بهترين مطالعات جهان محسوب مي‌شد. نفوذ پذيري سنگ مخزني كه در اين پژوهش مورد آزمايش قرار گرفت، تنها يك ميلي دارسي بود. از سوي ديگر، نمونه سنگ مخزن آزمايش شده، 160 سانتيمتر بود. در اين آزمايش مشخص شد كه در فشار4200PSI(پوند بر هر اينج مربع) ضريب بازيابي مخزن به 65 درصد افزايش مي‌يابد و در فشار بالاتر كه قابليت امتزاج‌پذيري (Miscibility) نفت و گاز بالا مي‌رود و نفت در گاز حل مي‌شود، ضريب بازيابي مخزن به 70 تا 80 درصد افزايش مي‌يابد. اين مقاله به شماره‌ي"53221" در فوريه‌ي "1999" در مجله‌ي ""SPE به نام "سروش، حسين" و "سعيدي، علي محمد" منتشر شد.
پس از اين آزمايش، قرار بود مطالعه‌اي نيز در مورد تزريق آب به ميدان دورود انجام شود كه با مخالفت شركت ملي نفت روبرو شد. چرا كه ضريب بازيابي با روش تزريق آب حداكثر 30 درصد اعلام شده بود.

نكته‌ي قابل توجه اين جاست كه توتال نيز در آخرين سال‌هاي دوران دفاع مقدس بدون آزمايش در مطالعات شبيه‌سازي اين مخزن (دورود)، به همين عدد دست يافت. در مطالعات شبيه‌سازي‌اي كه پيش از پيروزي انقلاب اسلامي با علي‌رضا سعيدي از كارشناسان شركت ملي نفت انجام داديم، به اين نتيجه رسيديم كه در ازاي تزريق 600 ميليون پاي مكعب گاز به اين ميدان، ضريب بازيابي آن به 60 درصد افزايش مي‌يابد. اين مطالعات براي اولين بار در آزمايشگاه مركز ازدياد برداشت، مورد آزمايش قرار گرفت و اثبات شد.

اولين مخزني كه تزريق گاز در آن تجربه شد، مخزن هفتكل در سال 1355بود. سطح آب در اين مخزن 1000 پا بالا آمده بود كه با تزريق گاز، سطح آب تا حدود 500 پا پايين‌تر رفت. اگر چه تزريق گاز اثرات مثبت قابل توجهي در افزايش ضريب بازيابي مخزن داشت اما از سوي ديگر نيز، منجر به پايين رفتن سطح ستون نفتي(Oil Column) شد و سطح نفت 300 فوت، پايين تر رفت. در نتيجه، چاه‌هاي قبلي‌اي كه نفت توليد مي‌كردند به چاه گازي تبديل شدند، البته در دوران دفاع مقدس چاه‌هاي عميق‌تري حفر شد كه امكان استخراج نفت از آن‌ها وجود داشت.
در ابتدا قرار بود در اين ميدان از بالا، گاز و از پايين، آب تزريق كنند؛ اما اين‌كه اين اقدام عملي شد يا خير، اطلاعي ندارم. پيشنهاد شد كه به نسبت نيمي گاز و نيمي آب تزريق كنند به عبارتي، ، به جاي تزريق 250 ميليون پاي مكعب آب، 150 ميليون‌ پاي ‌مكعب آب تزريق كنند و 150 ميليون پاي مكعب نيز گاز تزريق كنند.

همانند همين مطالعه در ميدان سروش انجام شد. در اين مطالعه مشخص شد كه با تزريق گاز، ضريب بازيابي اين ميدان 50 درصد افزايش مي‌يابد. در حالي كه با تزريق آب و يا آبران طبيعي، به دليل آن‌كه نفت اين ميدان سنگين است، ضريب بازيابي بيش از 10 درصد نخواهد شد.

اعلام نتايج اين دو مطالعه در آزمايشگاه‌ ازدياد برداشت، نقد عملكرد شركت ملي نفت بود. به همين دليل اين شركت از ادامه فعاليت آزمايشگاه‌ جلوگيري كرد.

هم اكنون شركت ملي نفت، يك گروه ايجاد كرده‌ است؛ و اگر از آن‌ها بخواهيد كه اطلاعاتي درباره‌ي پارس جنوبي در اختيار شما قرار دهند، مي‌گويند محرمانه است؛ اين در حالي است كه تمام اطلاعات اين مخزن را در اختيار يك شركت آمريكايي در لندن قرار داده‌اند تا مخزن را مطالعه كرده و نتيجه مطالعه را در اختيار شركت ملي نفت بگذارد. اين شركت‌ آمريكايي 6 شريك بين‌المللي نيز دارد ؛ با اين اوصاف ، هم اكنون تمام دنيا اطلاعات پارس جنوبي را در اختيار دارند.

برخي براي اين‌كه بتوانند روند گذشته تصميم‌گيري درباره مخازن نفت را ادامه دهند، يك گروه مهندسي مخازن ايجاد كردند كه حداكثر 3 الي 4 نفر از اعضاي آن در حوزه مخازن تخصص دارند و ساير اعضاي اين گروه 20- 18 نفره در تمام طول عمر خود حتي مطالعه‌ يك مخزن را نيز برعهده نداشته‌اند. حال چگونه ممكن است چنين افرادي در مورد اجراي پروژه‌هاي مربوط به مخازن اظهار نظر معتبري داشته باشند؟! 4-3 نفر متخصص اين گروه نيز مي‌ديدند كه اگر بخواهند در مورد پروژه‌ها حقيقت را بگويند، عذرشان خواسته خواهد شد؛ بنابراين نظري مشابه ساير اعضا ارائه مي‌دادند. بودجه‌هاي بسياري نيز صرف اين گروه شد، اما در حقيقت، اين ساز و كار تنها با اين هدف ايجاد شد كه بتوانند صورت مساله را حذف كنند. در اين شرايط پروژه‌ها براي دريافت مجوز اجرايي به اين گروه ارجاع مي‌شوند. اين در حالي است كه مجوز تمام قرارداد‌هاي بيع متقابل از دستگاه‌هاي معتبر كشور مانند مجمع تشخيص مصلحت و شوراي اقتصاد دريافت شده است. بنابراين نمي‌توان به وزير نفت يا ساير مسوولين وزارت‌ نفت خرده گرفت؛ چرا كه مي‌گويد من به تنهايي مجوز ندارم. خرده گرفتن از تمام دستگاه‌هاي كشور نيز امكان‌پذير نيست.
ادامه دارد....