اشاره:
آنچه در پي مي‌آيد اولين بخش از ششمين هم‌انديشي سياست‌هاي مديريت و بهره‌برداري از مخازن نفت و گاز است كه به موضوع " كاركرد فن‌آوري مخزن هوشمند در مديريت مخازن نفت و گاز" اختصاص داشت.
در اين نشست كه از سوي سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران (ايسنا) برگزار شد، مهندس سيد صالح هندي مسوول طرح پژوهشي پروژه مخزن هوشمند و مدير اجرايي مركز مطالعات اكتشاف و توليد پژوهشگاه صنعت نفت و مهندس بهروز به عنوان همكار پروژه حضور داشتند.
در اين نشست هم چنين جمعي از دانشجويان كارشناسي ارشد مهندسي نفت دانشگاه‌هاي تهران، صنعتي اميركبير، صنعتي شريف و صنعت نفت حضور داشتند.
مهندس سيد صالح هندي كارشناس ارشد MBA و كارشناس ارشد ژئوفيزيك  گرايش لرزه‌شناسي از دانشگاه تهران است كه از سال 1370 به عنوان پژوهنده و سپس مدير اجرايي در بخش‌هاي پشتيباني و پژوهشي بالادستي نفت در پژوهشگاه صنعت نفت در حال فعاليت است. او همچنين پژوهش‌هايي در حوزه "برنامه ريزي راهبرد كسب فن‌آوري با مطالعه موردي برروي فن آوري هاي مرتبط با صنعت نفت" انجام داده است.
مهندس بهروز نيز كارشناس ارشد مخازن هيدروكربوري از دانشگاه صنعت نفت و دانشگاه IFP فرانسه است.
در اولين بخش از گزارش اين كارگاه به معرفي فن‌آوري چاه و مخزن هوشمند و مراحل كسب اين فن‌آوري و نيز مزايا و چالش‌هاي آن براي بكارگيري در مخازن نفت ايران پرداخته مي‌شود.
در پي اولين بخش از گزارش اين نشست به حضور خوانندگان گرامي تقديم مي‌گردد.

بهينه‌ سازي توليد و
بهبود مديريت مخزن

خبرنگار:
در ابتدا تعريفي از فن‌آوري چاه و مخزن هوشمند و گزارشي از تاريخچه اين فن‌آوري در دنيا و كاربردهاي آن در صنعت نفت بيان نماييد؟

مهندس بهروز:
چاه هوشمند، چاهي است كه بازه‌ي توليدي آن توسط پكرها (بخشي ازتجهيزات ته چاهي) به بخش‌هاي مجزا تقسيم مي‌شود و توليد از هر بخشي به كمك ابزارهايي نظير حس‌گرها و شيركنترل‌هاي بازه‌اي درون چاهي، پايش و كنترل مي‌شود.
در چاه‌هاي معمولي از كل بازه‌ي توليدي به صورت هم‌زمان برداشت مي‌كنيم. به‌طور مثال اگر يك بازه‌ي توليدي به ضخامت 100 فوت داشته باشيم و به‌طورهمزمان از آن برداشت كنيم، اگر درجايي از اين 100 فوت، مشكلي پيش آيد كل توليد را تحت تأثير قرارمي‌دهد، كما اين‌كه بسياري از چاه‌هاي ما در خط توليد به دليل اين مشكل بسته مي‌شوند.
در مقابل، برداشت از چاه هوشمند به صورت بازه‌اي است. طي نشستي كه بين مهندسين مخزن و زمين‌شناسان و به طور كلي كساني كه از مخزن اطلاعات دارند، صورت مي‌گيرد، توليد را بازه‌بندي كرده و از بازه‌ها به‌صورت مستقل بهره‌برداري مي‌كنند. هربازه به‌صورت مستقل كنترل مي‌شود و حسگرهاي مورد نياز از قبيل حسگر دما، فشار، تركيب سيال را در چاه نصب مي‌كنند. از آن‌جايي كه هربازه به‌طور مستقل توليد مي‌كند، اگر مشكلي دريك بازه به وجود آيد، تنها آن بازه بسته مي‌شود؛ در حالي‌كه بازه هاي ديگر به توليد ادامه مي دهند. معمولاً در بازه‌هاي پايين مشكل ورود مخروطي آب به بخش نفتي (Water coning)  و دربازه‌هاي بالايي مشكل ورود مخروطي گاز به بخش نفتي (Gas coning) وجود دارد.
فن‌آوري ميدان هوشمند فراتر از چاه هوشمند است. شركت‌هاي بزرگ دنيا ميدان هوشمند را متشكل از سه مؤلفه اصلي مي‌دانند؛
-  نيروي متخصص
-  روند كار(work flow) - به معناي نحوه همكاري كه نيروهاي متخصص باهم دارند -  و
-  فن‌آوري 
هدف اصلي در ميدان هوشمند "بهبود مديريت مخزن" (Improvement of Reservoir Management) است.

تاريخچه فن‌آوري:
توسعه فن‌آوري چاه‌هاي هوشمند از اواخر دهه 1980 ميلادي با فعاليت شركت  "OTIS" با ارائه‌ي يك پتنت ( Patent) آغاز گرديد.
درسال 1993 ميلادي، نصب اولين حسگر نوري دما- فشار درون يك چاه توسط شركت "weather ford " انجام شد.
در سال 1996 ميلادي، اين سيستم به طور آزمايشي توسط شركت "PES" نصب گرديد و توجه شركت‌هاي بزرگ نفتي را به خود جلب نمود و ازاين پس اين فن‌آوري با نام "چاه هوشمند" عرضه گرديد.
در سپتامبر 1997 ميلادي، اولين نصب سيستم هوشمند توسط شركت‌هاي " PES" و " Halliburton" با سيستم "SCRAMS" در ميدان" SAGA" در نروژ انجام شد.
در سال 1998 ميلادي، طرح ميدان هوشمند در ميدان "Champion" برونئي، توسط شركت شل (Shell) انجام شد.
در سال‌هاي بعد، ساير شركت‌هاي عملياتي آن را به صورت صنعتي در دنيا پياده‌سازي كردند و درحال حاضر اكثر اين شركت‌ها در فن‌آوري چاه هوشمند به بلوغ (maturity) رسيده‌اند؛ اما در فن‌آوري ميدان هوشمند اكثر آن‌ها در دوران ابتدائي فن‌آوري به سر‌مي برند. در اين ميان شركت‌ شل(Shell) در فن‌آوري ميدان هوشمند از شركت‌هاي صاحب نظر و ايده است.

مهندس هندي:
تاريخچه طرح فن‌آوري چاه هوشمند در پژوهشگاه صنعت نفت به حدود 4سال پيش بازمي‌گردد، به عبارتي از زماني كه استفاده از فن‌آوري نانو (Nano-Tech) در كشور مطرح شد ، پروژه‌اي مطالعاتي‌ نيز در پژوهشگاه صنعت نفت با عنوان "شناسايي كاربردهاي فن‌آوري نانو در صنايع نفت به ويژه در بخش بالادستي" آغاز شد. درطي اين مطالعات 4 تا 5 مورد از كاربردهاي فن‌آوري نانو درصنايع بالادستي نفت شناسايي شد. براي مثال، يكي از مباحث كاربردي در اكتشاف و توليد نفت، نانو حسگرها (Nano-Sensors) بودند. از آنجاكه نانو حسگرها به عنوان گيرنده‌هايي در ژئوفيزيك و هم‌چنين به عنوان يك ابزار (tool) براي ثبت به‌هنگام (Real-time) مجموعه‌اي از داده‌هاي مربوط به چاه كاربرد دارند؛ تيمي براي مطالعه پروژه‌هاي اوليه بر روي نانوحسگرها تشكيل داديم. مطالعاتي نيز در بحث امكان‌پذيري ساخت نانوحسگرها در داخل كشور، صورت گرفت. در اين مطالعات به اين نتيجه رسيديم كه نانوحس‌گرها نسبت به ژئوفيزيك در توليد (Production) و مديريت مخزن (Reservoir Management) كاربرد بيشتري دارند. دراين راستا ، پروژه‌اي تحت عنوان « استفاده از سيستم‌هاي تحليل‌گر هوشمند در مقياس نانو» براي شناسايي خواص سيال مخزن، انجام شد. اين فن‌آوري هم‌اكنون در دنيا مورد استفاده قرارمي‌گيرد.
در سطح كاربردي، يك چاه را مي‌توان هوشمند ساخت يا مجموعه‌اي از چاه‌هاي يك مخزن را هوشمند كرد و يا اين هوشمندسازي را در كل مخازن يا يك ميدان اجرا كرد كه البته اين بالاترين سطح هوشمند‌سازي است.شركت‌ها باتوجه به رويكردي كه در استفاده از اين فن‌آوري دارند عناوين متفاوتي را از قبيلSmart Well","E-Field"  "، "Intelligent Field" و "Digital Field" براي آن انتخاب كرده‌اند. شركت‌هاي مختلف از اين فن‌آوري با عنوان نسل آينده ميادين نفت و گاز (Next Generation Oil & Gas Field) ياد كرده‌اند.
رويكرد اساسي اين فن‌آوري و جهت‌گيري‌ اصلي آن بهينه سازي توليد (Production Optimization) و بهبود مديريت مخزن (  Improvement of Reservoir Management ) است. از آنجاكه اين فن‌آوري كاملاً جديد است و هنوز در مرحله رشد و زايش به سرمي‌برد، دربسياري از نقاط دنيا در مرحله تحقيق و پژوهش قرار دارد و تنها در سطوح محدودي تجاري شده و در بخش‌هايي به‌ صورت كامل پياده‌سازي شده است. بدين ترتيب با سطوح مختلف فن‌آوري چاه هوشمند، مخزن هوشمند و ميدان هوشمند آشنا شديم. در اين راستا، دو پروژه به موازات يكديگر در پژوهشگاه صنعت نفت تعريف شد:

1- " طراحي و ساخت چاه مصنوعي‌ هوشمند در سطح زمين ".
2- " تدوين راهبرد كسب فن‌آوري مخزن هوشمند ".

در پروژه اول، طراحي ، ساخت ، نصب و راه اندازي پايلوت چاه هوشمند در پژوهشگاه انجام شد. به اين ترتيب متناسب با آخرين لوله جداري (casing) كه در چاه نصب (run) مي شود، قطر داخلي چاه مصنوعي، سه و نيم اينچ و طول آن 6متر انتخاب شد. حسگرها و ادوات كنترلي كه روي آن نصب شده است تا فشار 3هزار PSI ) psiواحد فشار است) را مي توانند تحمل كند . اين سيستم هم‌اكنون مي تواند دبي 2 هزار بشكه در روز يا 4 ليتر بر ثانيه را نيز تامين ‌كند.

مهندس غلامي:
براي من جالب است كه بدانم اين چاه مصنوعي را چگونه ساختيد و اين 6متر را چگونه پياده‌سازي كرديد؟

مهندس هندي:
براي ساخت اين چاه مصنوعي به دليل بالابودن فشار و از طرف ديگر تهيه الكتروموتوري كه بتواند براي ما 3500 PSI فشار را ايجاد كند، مشكلاتي داشتيم. اولين بار كه اين طرح را به مهندسان مكانيك ارائه كرديم به ما گفتند اين كار خطرناكي است و بهتر است از آن صرفنظر كنيد؛ اما در نهايت تصميم گرفتيم با رعايت اصول ايمني و مهندسي اين كار را انجام دهيم. فشار تا 4500 PSI نيز بالا مي‌رود كه با احتساب ضريب‌ ايمني تا 3500 PSI را تست كرده ايم. براي اين چاه مصنوعي يك چارچوب نگهدارنده (Stand) و يك مخزن نگهداري سيال (Tank) و ساير ادوات كنترلي مثل انواع شيرهاي كنترلي ، ايمني و تنظيم كننده هاي جريان طراحي شده است؛ حسگرها نيز در همان 6 متر نصب شده اند. در كنار اين ادوات مكانيكي يك سيستم نرم افزاري نيز طراحي و تهيه شده است كه داده ها را از سيستم خوانده، آنها را تحليل نموده و ميتواند دستوراتي براي كنترل به چاه مصنوعي ارسال نمايد.

مهندس قرباني:
اين حسگرها واقعاً در ابعاد نانو هستند؟

مهندس هندي:
خير، در رابطه با نانوحسگرها، تنها امكان‌پذيري ساخت آن را بررسي كرده‌ايم. يك مركز در اروميه هزينه ساخت اين نوع تراشه ها را حدود 1 ميليارد تومان اعلام كرد. به همين دليل و نتايج ديگري كه از تدوين راهبرد كسب اين فن‌آوري در مطالعه بعدي بدست آورديم - كه بعداً آن را مفصل توضيح خواهم داد- ساخت سخت‌افزارها و منجمله حسگرها از اولويت‌ كارخارج شده و حسگرها را در مقياس سانتي متر خريداري كرديم.
اين سيستم تك فازي است كه در پروژه‌هاي بعدي چند فازي خواهد شد. بخش كنترلي سيستم به گونه‌اي طراحي شده است كه هم‌زمان مي‌توان از آن داده گرفت و داده‌ها را به كامپيوتر منتقل كرد. اين داده ها شامل فشار، درجه حرارت و دبي است كه البته داده‌ي تركيب نفت نيز در آينده به آن اضافه خواهد شد. مجموع اين داده‌ها به يك نرم‌افزار- كه توليد خود ماست- منتقل مي‌شود. آناليز سيال نيز شبيه كاري كه در آزمايشگاه "PVT" صورت مي‌گيرد، با استفاده از اين نرم‌افزار انجام مي‌ شود. درنهايت، پس از تصميم گيري‌هاي ابتدايي توسط نرم افزار ، به طور خودكار(Automatic) مي‌توانيم به سيستم فرمان بدهيم و نقاط مشخصي (Set Point) را براي اندازه‌گيري متغيرهايي مانند تغيير دبي يا فشار و از اين دست تغييرات تعريف كنيم. زنجيره‌ ارزش (Value loop) اين فن‌آوري را جمع‌آوري داده، پردازش، تصميم‌گيري و اعمال فرمان كامل مي‌كند.

پروژه‌ي راهبرد‌هاي كسب فن‌آوري مخزن هوشمند

پروژه‌ي مطالعاتي دوم با عنوان " راهبردهاي كسب فن‌آوري مخزن هوشمند " در نوع خود به سبب ادبيات حاكم بر آن يكي از اولين پروژه‌هاي تدوين راهبردهاي كسب فن‌آوري بود كه در كشور انجام شد. تلاش ما بر اين بود كه با پرهيز از رويكرد‌هاي تبليغاتي در مواجهه با اين پروژه، به گونه‌اي روش‌مندانه به مطالعه علمي اين فن‌آوري و تدوين يك راهبرد درباره آن اقدام كنيم. بر اين اساس ضمن شناسايي جايگاه كشور مشخص كرديم كه درچه بخش‌هايي از اين فن‌آوري‌، بايد فعال باشيم. در حقيقت، از منظر ما تدوين راهبرد، پيش نياز هر گونه تصميم‌گيري درباره چگونگي توسعه‌ي اين فن‌آوري در كشور بود. به همين دليل پروژه تدوين راهبرد در يك دوره‌ي يك‌ساله تدوين شد.
در طي اين پروژه، 230 مقاله مرتبط با مخزن هوشمند را مطالعه كرديم. به عبارتي، تمام مقالاتي كه در رابطه با اين موضوع وجود داشت و همچنين 349 ايده (patent ) كه در رابطه با مخزن هوشمند ثبت شده بود را مطالعه و تحليل كرديم.
همانطور كه مي‌دانيد فن‌آوري در يك زمان متولد مي‌شود، رشد مي‌كند و به بلوغ مي‌رسد. هر يك از اين مراحل، بازار (marker) هاي ويژه خود را دارند. در زمان زايش فن‌آوري ، حجم مقالاتي كه در آن رابطه منتشر مي‌شود، افزايش مي‌يابد كه نشان‌دهنده‌ي انجام تحقيقات علمي و پايه‌اي در مورد آن فن‌آوري است. پس از مدتي انتشار مقالات كاهش يافته و ثبت ايده شروع به رشد مي‌كند كه بيانگر آنست كه دانش مربوطه در حال بالغ شدن است و مي توان در اين حيطه ايده به ثبت رساند‌ . پس از مدتي شركت‌هاي اقتصادي آن فن‌آوري مشاهده مي‌شود كه به معناي كاربردي و تجاري شدن (commercial) فن‌آوري است.
ما در مديريت فن‌آوري، تحليل ايده‌ها را به عنوان يك ابزار براي شناسايي فن‌آوري به كار برديم و تعداد ايده‌ها و شركت‌هايي كه آنها را ثبت كرده‌اند و زمان ثبت اين فن‌آوري را تحليل كرديم. محيط رقبا را نيز در داخل و خارج از كشور بررسي كرده‌ايم. ازآن‌جا كه اين فن‌آوري در كشور جديد است، در ايران رقيبي نداريم؛ اما تمام شركت‌ها و دانشگاه‌هايي كه در دنيا در حال كار بر روي اين فن‌آوري هستند با زمينه فعاليتشان شناسايي شده‌اند. پايه و نيروهاي اين فن‌آوري در بخش‌هاي مختلف شناسايي و ثبت شده اند. در نهايت برنامه شركت‌هاي بزرگي همچون "shell" ، "سعودي ‌آرامكو" ، "StatOil" در رابطه با مخازن هوشمند بررسي شده است. وضعيت اين شركت‌ها به عنوان يك معيار(bench mark) براي ما بسيار راه‌گشا بود.
مطالعه تدوين راهبردهاي كسب فن‌آوري مخزن هوشمند ، يك پروژه كاملاً كلاسيك در حوزه‌ي برنامه‌ريزي راهبردي كسب فن‌آوري است كه به لحاظ فرآيندي مي تواند براي ساير فن‌آوري ها نيز به عنوان الگو استفاده شود. اين پروژه تلفيقي بين برنامه‌ريزي راهبردي و مديريت فن‌آوري است كه از قوانين (Discipline) مختلف بهره گرفته است. ما براي اين فن‌آوري يك شناسنامه مستند تهيه كرديم. مزيتي كه اين كار ايجاد كرده اين است كه تمام ابعاد اين فن‌آوري را مي‌شناسيم . مفهوم اين فن‌آوري، زنجيره ارزش، بخش‌ها و زيرشاخه‌هاي آن را براي تك تك عوامل تعريف كرده‌ايم؛ مزايا و معايب آن، چالش‌هايي كه در سر راه كسب اين فن‌آوري وجود دارد و الگوريتم عملكرد آن را شناسايي و مستند كرده‌ايم و به نحوه عملكرد فن‌آوري دست يافته‌ايم. در مديريت فن‌آوري نيز درخت فن‌آوري ‌اي كه 3 تا 4 سطح فن‌آوري را تفكيك مي‌كند، ترسيم كرده‌ايم؛ بطوري‌كه اجزاي اين فن‌آوري تا 3 سطح براي ما كاملا مشخص است.
اين فن‌آوري همانند فن‌آوري نانو كه تركيبي از مكانيك، الكترونيك، زيست‌شناسي ، رياضي و ... است، بين رشته‌اي است. از جهت مسائل فني نيز همان تجهيزاتي كه پيش ازاين در عمليات تكميل چاه (well completion) به كاربرده مي‌شد، در اين فن‌آوري به شكل جديدي با يكديگر تركيب شده‌اند. از آنجاكه رويكرد آينده جهان به علم و به انرژي‌هاي با فن‌آوري پيشرفته (High-Tech)، رويكرد تلفيقي (integrated) است، اين فن‌آوري مي تواند در آينده نه چندان دور همانند يك طوفان صنعت نفت در دنيا را تحت‌تاثير خود قرار دهد. بنابراين بهتر اين است كه پيش از اينكه مورد هجمه آن قرار گيريم، شناخت خوبي از آن داشته باشيم تا بتوانيم با آن مواجه شويم.
براي فهم بهتر مطلب مي توان از شباهت اين فن‌آوري با فن‌آوري اطلاعات"IT" ، بهره گرفت. هم اكنون، استفاده از فن‌آوري اطلاعات ""IT ، در دنيا بازه وسيعي را از نوبت گرفتن در يك رستوران كوچك تا ابركامپيوترها شامل مي شود. به اعتقاد من اين فن‌آوري به جهت سهل و ممتنع بودن، مي‌تواند همان تاثيري كه فن‌آوري اطلاعات "IT" ، در دهه‌هاي گذشته بر صنايع و خدمات در دنيا داشت، بر صنعت نفت گذارد و به عنوان يك تسهيل كننده به يك پارادايم (گزاره) جديد در صنعت نفت منجر شود.
از خصوصيات ديگر اين فن‌آوري اين است كه مي‌توان براي آن همانند هوش انسان، سطح آي-كيو (IQ) تعريف كرد. ما مي‌توانيم يك چاه، مخزن و يا يك ميدان را با درجه‌هاي مختلف آي-كيو (IQ) هوشمندسازي كنيم. اين يكي از مزيت‌هاي اين فن‌آوري است چراكه مي‌توانيم كار را از سطوح آي-كيو (IQ) پايين شروع كنيم تا ورود آن به صنعت آسان‌تر باشد. ضمن اين‌كه ماهيت اين فن‌آوري با ساير فن‌آوري‌ها متفاوت است. به بيان بهتر، باتوجه به سهل وممتنع و قابل دستيابي بودن و انعطاف پذيري سطح هوشمند سازي ، اميدواري بيشتري براي صنعتي شدن آن وجود دارد.
ويژگي ديگر آن، اين است كه بر خلاف برخي فن‌آوري‌ها براي دستيابي به مراحل پيشرفته آن نيازي به طي مراحل ابتدايي نيست؛ درست همانند روندي كه در مورد گسترش فن‌آوري اطلاعات "IT" ، در كشور شاهد بوديم. براي مثال حدود سال 1374 ، در پژوهشگاه صنعت نفت به عنوان يك مركز تحقيقاتي پيشرو از اينترنت به صورت متن (text) استفاده مي‌كرديم، در حالي كه هم اكنون شاهد تحول عظيمي در استفاده از اينترنت در كشور هستيم. در پروژه‌ي الكترونيك كردن بانك‌ها، نيز در ابتدا شاهد مقاومت كارمندان بانك براي استفاده از كامپيوتر به جاي دفاتر حجيم بوديم اما همان‌طور كه مشاهده مي‌كنيد اين كارعملي شد و توانستيم به شكل جهشي با آن برخورد كنيم، به گونه‌اي كه طي مدت كوتاهي هم‌اكنون از ساده‌ترين عمليات بانكي نظير پرداخت قبوض و واريز وجه گرفته تا جابه‌جايي مبالغ كلان از طريق اينترنت و پيام كوتاه" "SMS به راحتي در كشور درحال انجام است. من فكر مي‌كنم اين فن‌آوري نيز به لحاظ ماهيتي كه دارد با وجود مشكلاتي كه در مديريت تغيير وجود دارد، قابل انجام است.  

ميزان توافقات پژوهشگاه با شركت‌هاي نفتي ايران براي پياده سازي فن‌آوري

 داده‌هايي كه در مدل سازي مخازن نفتي در ايران استفاده مي‌شود، در خوشبينانه‌ترين حالت مربوط به 6 ماه گذشته است

در مورد اين پروژه، خوشبختانه مناطق نفت‌خيز جنوب توافق كرده بود كه يك چاه را براي پياده‌سازي اين فن‌آوري و نصب حسگرها در اختيار ما قرار دهد كه در حال حاضر مراحل اجرايي آن در حال طي شدن است.
در پژوهشگاه صنعت نفت روال كار پژوهشي اينگونه است كه پژوهش صرفا براي پژوهش تعريف نمي‌شود و تنها در مرحله مطالعات مقدماتي ، بودجه در اختيار داريم . پس از تعريف پروژه، يك شركت بايد حامي (sponsor) آن باشد. حدود 10 سال است كه اين روند در پژوهشگاه وجود دارد. 80 درصد پروژه‌ها بايد از جانب صنعت متقاضي داشته و 20درصد مابقي مي‌توانند پروژه‌هاي پايه‌اي و در مرز دانش براي بالانگه‌داشتن توان علمي پژوهشگاه باشند.
در مورد كسب اين فن‌آوري در نهايت، مجموع فرآيندها و شاخه‌هاي اصلي آن بررسي شد. سپس با استفاده از روش‌هاي برنامه‌ريزي راهبردي براي نمونه جداول "SWOT" و باتوجه به وضعيت پژوهشگاه و نقاط ضعف و قوت خود براي دستيابي به اين فن‌آوري، برنامه‌ريزي كرديم. در اين برنامه‌ريزي برخي از زيرشاخه‌هاي فن‌آوري مانند بخش سخت‌افزار براي نمونه، ساخت  "ICV" كه بسياروقت‌گير و درعين حال به راحتي قابل تهيه از بازار است ، در اولويت قرار نگرفت و به سمت بخش‌هاي نرم‌افزاري و مغزافزاري به عبارتي، مديريت رفتيم . در حقيقت، تلاش كرديم حلقه‌ي رابطي باشيم كه تمام بخش‌هاي فن‌آوري را به يكديگر وصل مي‌كند.
در پروژه‌ مطالعاتي‌اي كه انجام داديم، روش‌هاي نفوذ اين فن‌آوري در صنعت را نيز بررسي‌ كرده‌ايم و در پي فرصتي بوديم تا بتوانيم مديران صنعت نفت كشور را نيز با آن آشنا كنيم. در اين رابطه با شركت شل (Shell) كه اين فن‌آوري را به‌طور كامل در كشور برونئي به اجرا درآورده‌، هماهنگي‌هاي لازم را انجام داديم تا مديران را يك هفته به برونئي ببريم كه اين موضوع در حال برنامه ريزي است.
همچنين تجربه‌هاي ناموفقي را كه تاكنون براي تجاري‌سازي فن‌آوري‌ها داشته‌ايم، بررسي كرده و هم‌اكنون يك فرآيند برنامه‌ريزي شده، را پيش‌رو داريم. اين مطالعات در نهايت منجر به تعريف 9 پروژه مطالعاتي و تحقيقاتي شد كه درحال انجام آن‌ها هستيم. هم اكنون در حال مذاكره براي انجام اين پروژه‌ها و پياده‌سازي (implement) فن‌آوري در يكي از مخازن نفتي ايران هستيم كه قطعا براي انجام آن بايد شريك داشته باشيم. شركت‌ نفت مناطق مركزي يك پروژه مطالعاتي سفارش داده كه در مرحله عقد قرارداد است و در آينده نزديك، آن را شروع خواهيم كرد. دو تفاهم‌نامه نيز با شركت‌هاي مناطق نفت‌خيز جنوب و اروندان امضا كرده‌ايم.
ازآن‌جا كه مديران ما ريسك‌پذير نيستند، به يكباره يك سيستم را در اختيار آزمون فن‌آوري جديد قرار نمي‌دهند. اما به اعتقاد ما تجاري‌سازي اين فن‌آوري به دليل امكان اجراي مرحله به مرحله آن، نسبت به ساير فن‌آوري‌ها ساده‌تر است. به همين دليل در مذاكراتي كه با شركت‌ها داشتيم، كار را از پايين‌ترين درجه آي-كيو (IQ) آغاز كرديم. به تعبيري، به اين شركت‌ها پيشنهاد داديم كه براي آغاز كار ابتدا چند حسگر نصب ‌كنيم تا داده‌ها را به صورت به‌هنگام (Real-time) داشته باشيم. آن‌ها نيز از اين پيشنهاد استقبال كردند به اين دليل كه در حال حاضر داده هايي كه در مدل استفاده مي شود بطور خوشبينانه مربوط به 6 ماه گذشته است و براي كسب آنها بايد هزينه‌هاي سنگيني پرداخت نموده و در مواقعي مجبور به متوقف كردن توليد هستيم. اين درجه از هوشمندي نيز خود تغيير بزرگي است. چه بسا، تغييرات جزئي براي ورود اين فن‌آوري به صنعت نفت كشور مفيدتر خواهد بود.

خبرنگار:
تيمي كه روي اين پروژه فعاليت مي‌كند، متشكل از چه تخصص‌هايي است؟

مهندس هندي:
از تخصص‌هاي بسياري استفاده شد. براي نمونه، دو پروژه‌اي كه مربوط به نانو حسگرها بودند را از منابع خارجي (out source) - خارج از پژوهشگاه - تامين كرديم. به عبارتي از شركت‌هايي كه در فن‌آوري نانو فعال بودند با تركيبي كه وجه قالب آن‌ها مهندسي شيمي بود و تخصص‌هاي مهندسي الكترونيك، فيزيك، رياضيات، مهندسي نفت و نانو و هم‌چنين از مشاورين متالوژيست و مهندس مكانيك گرايش طراحي جامدات و سيالات براي ساخت چاه مصنوعي و در كار مطالعاتي از رشته مديريت "MBA" گرايش مديريت فن‌آوري، مهندسي صنايع و مهندسي نفت استفاده كرديم.

خبرنگار:
چند درصد از اين فن‌آوري بومي است؟

مهندس هندي:
صادقانه بايد گفت، ما تاكنون هيچ بخشي از فن‌آوري را به‌دست نياورده‌ايم و تنها آن را درك كرده‌ايم و شناخت مناسبي نسبت به آن و جايگاهش در دنيا و صنعت نفت بدست آورده‌ايم. همان‌طور كه مي‌دانيد مراحل توسعه يك فن‌آوري شامل مقياس آزمايشگاهي (bench) ، نمونه نيمه صنعتي (pilot) و سپس ورود به صنعت است. براي طي اين مسير ابتدا يك نمونه آزمايشي ساختيم. اين نمونه اولين چاه مصنوعي در خاورميانه است و در دنيا تنها 3 يا 4 مورد از آن ساخته شده است. البته ساختن اين نمونه از چاه كار چندان سختي نيست، اما با اين مفهوم و به اين منظور كمتر كسي اين كار را انجام داده است. ساخت اين نمونه نيمه صنعتي براي شناخت فن‌آوري بسيار سودمند بود.
در برنامه‌ريزي استراتژيك، براي انتقال و كسب فن‌آوري در برخي از زير شاخه ها ، روش همكاري مشترك با صاحبان فن‌آوري (Joint venture) پيشنهاد شده است كه هم ‌اكنون اميدواريم بدون هيچ مشكلي بتوانيم با هر شركت خارجي‌اي به عنوان فروشنده، شريك اقتصادي و يا پيمانكار وارد قرارداد شويم. البته در برخي از شاخه ها روش " خلق درون زا " با استفاده از فعاليت تحقيقاتي داخلي در نظر گرفته شده است.

مزايا

مهندس بهروز:
در رابطه با مزاياي استفاده از اين فن‌آوري مي توان به "بهينه سازي به‌هنگام" و "كاهش مدت رسيدن به زمان ترك چاه" اشاره كرد. زماني كه داده‌ها به‌هنگام (Real time) است، بهينه‌سازي سريع‌تر صورت مي گيرد. همچنين از آنجا كه در اين فن‌آوري مي توان با نرخ بالاتر توليد كرد بنابراين در زمان كمتر مي توان به همان مقدار توليد رسيد.
در ضمن در رابطه با مزاياي اقتصادي پياده‌سازي اين فن‌آوري نكته‌اي كه وجود دارد اين است كه برخلاف تصورعام، هزينه توسعه‌ي يك ميدان توسط چاه هوشمند كمتر از حالت معمولي است. چراكه تعداد چاه‌هاي مورد نياز براي توسعه ميدان كمتر است و بنابراين هزينه سرمايه (CAPEX ) كاهش مي‌يابد.همچنين ماندن چاه در مدار توليد در حين عمليات تعمير باعث كاهش هزينه‌هاي عملياتي (OPEX) مي‌شود. براي تكميل يك ميدان در كشور برونئي چندين سناريو پيشنهاد شده بود اما هيچ‌يك به دليل مسائل اقتصادي قابل اجرا نبود. آخرين پيشنهاد در سال 1998 ميلادي، استفاده از فن‌آوري هوشمند بود كه با 20 حلقه چاه هوشمند و 1 سكوي حفاري آن را توسعه (develop) دادند. هم‌اكنون، يك سوم از صادرات نفت برونئي را همان ميدان تأمين مي‌كند. از ديگر مزاياي اين فن‌آوري مي توان به موارد ذيل اشاره كرد:
- كاهش تجهيزات سرچاهي و اين‌كه مي‌توان ازيك چاه چند استفاده نمود.
- شتاب دادن به روند توليد.
- افزايش برداشت نهايي (Ultimate Recovery). شركت‌هاي بزرگ نفتي در ابتدا مي‌پنداشتند كه اين تكنولو‍ژي تنها با كاهش هزينه‌هاي عملياتي ارزش افزوده خواهد داشت؛ در حالي‌كه بعدها به اين نتيجه رسيدند كه چيزي در حدود 5 تا 6درصد ارزش افزوده و مابقي آن افزايش برداشت نهايي (Ultimate Recovery) است. شركت "Shell" براي مخازن گازي و نفتي عددي حدود 5 تا 10درصد ارائه كرده كه همانطور كه مي‌دانيد 10درصد براي افزايش بازيابي عدد بسيار بالايي است.
- كاهش اثرات زيست محيطي. آبي كه از انتهاي چاه بيرون مي‌آيد بسيارخطرناك است، در بسياري از ميدان‌ها همين آب را به مخزن تزريق مي‌كنند. دراين حالت به محيط زيست آسيب نمي‌رسد. اين آب براي مخزن بسيار مفيد است به اين معنا كه بسيار همخوان (Compatible) با سنگ مخزن است و نيازي به فرآوري (Treatment) ويژه‌اي نيز نخواهد داشت. به اين ترتيب، اثر(Footprint) كمتري در آن منطقه از خود بر جاي مي‌گذاريم ؛ چراكه تعداد چاه‌ها كمتر مي‌شود و اين براي محيط زيست بسيار مؤثر خواهد بود.
- كنترل از راه دور و توسعه مخازن عميق. هم‌اكنون درعربستان از فاصله 350 كيلومتري بزرگترين مخزن دنيا را كنترل مي‌كنند.
- افزايش داده‌ها و اطلاعات توليد و اكتشاف و كاهش عدم قطعيت. به اين ترتيب كه هرچه داده‌ها بيشتر باشد به دليل شناخت بيشتر، عدم قطعيت كمتر اتفاق خواهد افتاد.
- انعطاف‌پذيري و واكنش مناسب به مشكلات توليد. هنگامي‌كه براي چاه " ICV " و نرخ توليد تعيين مي‌كنيم، قطعاً براي مشكلاتي نظير مخروطي شدن آب (Water Coning) و مخروطي شدن گاز (Gas Coning) آمادگي بيشتري خواهيم داشت.

مهندس هندي:
يكي از كاربردهاي عملي اين فن‌آوري را به اين صورت مي توان تعريف كرد؛ هم‌اكنون يكي از مشكلاتي كه در جنوب وجود دارد، توليد "H2S" در تعدادي از چاه‌ها است كه اصطلاحاً سبب "ترش" شدن گاز يا نفت چاه مي‌شود و به شدت خورنده بوده و به تاسيسات آسيب مي‌زند. اندازه گيري ميزان "H2S" موجود در هيدروكربور، در واحد بهره برداري (Production Unit) انجام مي شود كه نفت ورودي مخلوط چند چاه است. اگر مقدار سولفور از حد نرمال بالاتر برود - كه در حقيقت در اين صورت كمي دير شده است- بايستي از تك تك چاه‌ها نمونه‌گيري شود تا متوجه شوند بالارفتن مقدار گوگرد مربوط به كدام چاه است و بعد از آن از طريق ادوات درون چاهي مواد بازدارنده خوردگي تزريق نمايند.
اين در حالي‌ست كه با استفاده از اين فن‌آوري با نصب حسگرهايي در چاه با اندازه‌گيري در جاي تركيب نفت كه اصطلاحاً به آن "GC" مينياتوري(mini Gas Chromatograph) مي‌گويند؛ داده‌ها بصورت مستقيم و در زمان اندازه گيري شده و هرگاه مقدار گوگرد از حد مجاز بالا رفت، به پمپ فرماني داده شده و پس از آن با استفاده از شير تزريقي زير پكر(packer)هاي تأسيسات درون چاهي، ماده بازدارنده خوردگي (Corrosion Inhibitor) را به چاهي كه مقدار گوگرد آن بالارفته، تزريق مي‌كنند. اين فرآيند يك زنجيره ارزش(chain value) كامل، هرچند كوچك است.
البته اين زنجيره مي تواند بسيار كامل و بزرگ باشد. به عنوان مثال، اين فن‌آوري به طور كامل در ميداني در درياي شمال اجرا شد. در اين ميدان لرزه‌نگاري سه بعدي (3D seismic) انجام شده و با تكرار آن طي زمان هاي مشخص لرزه نگاري چهار بعدي (time lapse) حاصل مي گردد. از اين داده ها اطلاعات ديناميك سنگ ، سيال و حتي تغييرات فشار مخزن را نيز مي‌توان رصد كرد. اين داده‌ها به علاوه داده‌هايي كه از اندازه گيري درجه حرارت، دبي ، فشار، نسبت نفت و گاز يا نسبت نفت وآب و داده هاي فراوان ديگر كه از درون مخزن گرفته مي شود و همچنين داده هاي توليد ، بصورت دائم وارد سيستم شده و داده ها به روز مي شود و در نتيجه مدل زمين‌شناسي، شبيه‌سازي ها(simulators) ، تطابق تاريخچه‌اي(History Matching) به روز مي‌شوند. سپس اين داده ها كه پس از پردازش به اطلاعات تبديل شده است، به نرم‌افزارهاي تصميم گيري "Design Making" ، تحليل ريسك و مطالعات اقتصادي داده ‌شده و منجر به تصميم‌گيري مي‌شود. در نهايت، اين تصميم به تمام نر‌م‌افزارهايي كه طرح جامع توسعه ميدان (MDP (Master Development Plan را طراحي مي‌كنند ، فرستاده مي‌شود و يك طرح جامع جديد نوشته مي‌شود و يا اينكه در مشكلات موردي راه حل‌هاي مناسب پيشنهاد مي‌شود. طبق اين طرح دستوراتي از قبيل تزريق سيال ، حفر چاه جديد و كاهش يا افزايش توليد ، كنترل بر روي بازه هاي توليدي و تصميمات گرفته شده و صادر مي‌شود. اين مثال پيچيده‌ترين شكل اين فن‌آوري با سطح آي‌كيو "IQ" بالا است كه نروژي‌ها در درياي شمال آن را با زنجيره ارزش پيچيده و كامل با هدف توليد بهينه (Production Optimization) اجرا كرده‌اند.

چالش‌ها

با اين اوصاف بايد گفت پياده سازي اين فن‌آوري در ايران قطعا با چالش‌هايي نيز روبه‌رو است، از جمله :
- مديريت تغييرات (Change Management) كه با مقاومت‌هايي روبه‌روخواهد شد.
- ايجاد رسوب به دليل برداشت از لايه‌هاي مختلف ‌كه ممكن است با يكديگر هم‌خواني نداشته باشند. به‌طورمثال، در درياي شمال تعدادي از چاه‌ها رسوب توليد كرده‌ و دستگاه‌ها از بين رفتند. اگر تركيب (Composition ) سيال‌هاي مختلف با هم اختلاف داشته باشند بايد مراقب اين موضوع باشيم.
- اطمينان از عملكرد صحيح ابزارها در طول عمر چاه. در گذشته 5 تا 6 درصد از ابزارهايي كه در انتهاي چاه بود از بين مي‌رفتند، كه البته هم‌اكنون بر اساس آمار شركت‌هاي مختلف اين مشكل حل شده است.

خبرنگار:
توان پيمانكاري را در اين‌باره بررسي كرده‌ايد؟

مهندس هندي:
مشكل اصلي ما درقراردادهاي "EPC" (مهندسي، تامين تجهيزات و ساخت) بخش "C" يا همان ساخت است. بنابراين اگر مهندسي اين كار را خوب درك كرده و بدانيم به دنبال چه هستيم، ديگر مشكلي نخواهيم داشت. البته هم‌اكنون چالش‌هايي داريم، اما قابل حل هستند و در برنامه‌هاي راهبردي در حال كار بر روي اين مسائل هستيم.

خبرنگار:
اين هوشمندسازي تنها در مرحله توليد (Production) صورت مي‌گيرد يا در حفاري (Drilling) نيز انجام مي‌شود؟

مهندس هندي:
اين فن‌آوري خوشبختانه بسيار منعطف بوده و در تمام مراحل مثل اكتشاف ، توسعه از ابتداي ميدان و يا پس از مدتي توليد كردن در توليد ، ازدياد برداشت وحفاري كاربرد دارد. ما در اين پروژه سرفصلي نيز به نام حفاري هوشمند (Intelligent Drilling) داريم؛ البته هوشمندسازي در ايران تاكنون در هيچ يك از اين مراحل صورت نگرفته است.
در حقيقت، تنها كاري كه در ايران انجام شده است ، نصب حسگرهايي (sensors) توسط شركت شل (Shell) در ميدان سروش و نوروز بود؛ كه متأسفانه هيچ‌يك از ما از روش‌هاي طراحي ، اجرا و بهره برداري آن‌ها اطلاعي نداريم و حتي نمي دانيم از داده هاي بدست آمده چه استفاده اي شده است. براي دريافت اين اطلاعات پيگيري‌هاي مختلفي نيز از طريق شركت مهندسي توسعه نفت(متن) انجام داديم كه متاسفانه موفقيت آميز نبود.

ادامه دارد...