اشاره:
آن چه كه در پي مي‌آيد، ويرايش نخست دومين بخش از مقاله‌ي «آشنايي با مفاهيم چاه‌آزمايي» است؛ از مجموعه‌ي متون آموزشي آشنايي با مفاهيم مهندسي نفت، ويژه‌ي خبرنگاران سياستي و سياست‌پژوهان بخش بالادستي نفت و اقتصاد انرژي كه در سرويس مسائل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران، تدوين شده است.
اين مقاله در ادامه‌ي مقاله‌ي قبلي «چاه‌آزمايي 1» به معرفي ساير تست‌هاي چاه آزمايي (well test) و توضيح چگونگي كاربرد تحليل‌هاي حاصل از اين تست‌ها در تشخيص خواص مخزن و سيال موجود در آن و ارتباط آن‌ها با هم و به طور كلي مطالعه‌ و شبيه‌سازي مخزن مي‌بپردازد.
خواننده با مطالعه‌ي اين مقاله تا حدودي مي‌تواند درك كند كه در مراحل مختلف مديريت يك مخزن به چه فناوري‌هايي در چاه‌آزمايي نياز است. در واقع اين مقاله با ادبياتي غيرفني مفاهيمي فني را براي خواننده توضيح مي‌دهد كه با استفاده از آن تا حدودي مي‌توان به ارزيابي عملكرد مديريت مخزن در انجام عمليات‌هاي چاه‌آزمايي پرداخت. پديد آمدن اين امكان براي خبرنگار يا سياست‌پژوه توانايي امكان ارزيابي و پرسش‌گري بالاتري و دقيق‌تري در بررسي كلي سياست‌ها و ظرفيت‌هاي شركت‌هاي نفتي در انجام عمليات‌ چاه‌آزمايي پديد مي‌آورد.
توصيه مي‌شود خوانندگان گرامي قبل از مطالعه اين مقاله شماره‌ي پيشين اين مقاله را مطالعه كنند. 
سرويس مسائل راهبردي ايران rahbord.isna@gmail.com آمادگي بررسي دقيق‌تر نياز‌هاي خبرنگاران و سياست‌ پژوهان محترم و انعكاس ديدگاه‌هاي كارشناسان و متخصصان گرامي مهندسي نفت را درباره‌ي مجموعه‌ي اين مقالات دارد

چاه آزمايي 2 

در دوازدهمين مقاله‌ي «مفاهيم مهندسي نفت» ضمن تعريف چاه‌آزمايي (well test) به توضيح درباره‌ي چگونگي كاربرد تحليل‌هاي حاصل از اين عمليات‌ها در تشخيص خواص مخزن و  سيال موجود در آن، ارتباط آن‌ها با يكديگر و به طور كلي در مطالعه‌ و شبيه‌سازي مخزن پرداخته شد. در بخش پيشين همچنين تعدادي از آزمايش‌هايي که روي چاه انجام مي شوند نام برده شد و سه تست معروف‌ترين ( Build up Test, drawdown, DST ) توضيح داده شد.
در اين بخش ضمن ارئه‌ي توضيحي درباره‌ي تقسيم بندي تست‌ها به تشريح تست‌هاي باقيمانده مي پردازيم.
عموماً تمام تست‌هاي چاه را در سه دسته تقسيم بندي مي کنند:
1- تست‌هاي دوره‌اي توليد
2- تست‌هاي سنجش بهره‌دهي چاه
3- تست‌هاي فشارگذرا
آنچه که به عنوان چاه‌آزمايي يا همان Well Testing مصطلح شده است ، تست هاي دسته سوم و تا حدودي تست هاي دسته دوم مي باشند.

 تست‌هاي دوره‌اي توليد
(اندازه‌گيري روزانه‌ي دبي و فشار)

 اين تست ها معمولاً همان اندازه‌گيري روزانه‌ي دبي و فشار است، که براي چاه هاي نفت: دبي توليد نفت، دبي توليد آب و گاز همراه، حجم کل توليد نفت، ميزان گاز آزاد شده از نفت بر واحد حجم و فشار جرياني چاه مي باشد و براي مخازن گازي: مقدار گاز توليد شده در يک روز، دبي توليد گاز در طول روز، مقدار ميعانات گازي تجمع يافته، فشار جرياني چاه و ... است.
تغيير اين پارامترها باعث مي شود که مهندسان براي بهبود شرايط توليد به تست‌هاي دسته دوم و سوم روي‌آورند و يا چاه را تعمير کنند. مثلاً اگر در توليد روزانه چاه مشاهده شود که ميزان دبي آب توليدي نسبت به روزهاي قبل افزايش يافته و اين افزايش به مرور زمان بيشتر شود، بايد سعي کرد فشار درون چاه را ثابت نگه داشت و سپس زون‌هاي مشبک كاري شده‌اي را كه آّب از آن ها توليد مي شوند - که معمولاً مشبک هاي پايين هستند-  با مسدود کننده بست. همين موارد نيز براي حالتي که ميزان گاز توليدي افزايش مي يابد نيز بايد مد نظر قرار گيرد.
امروزه با پيشرفت تکنولوژي، استفاده از روش هاي هوشمند براي کنترل مداوم چاه ( Smart wells ) کمک زيادي به جمع آوري داده‌هاي روزانه چاه مي‌كند و علاوه بر آن مي‌توان با مشاهده تغييرات ناخواسته، به‌صورت خودکار تغييرات لازم را روي چاه اعمال كرد و امکان کنترل از راه دور را بر روي چاه فراهم مي‌كند.

 تست‌هاي سنجش بهره‌دهي چاه
(ميزان دبي چاه بر حسب فشار جرياني چاه)

در اين دسته تست‌ها، ميزان دبي چاه بر حسب فشار جرياني چاه رسم مي شود. سپس بر اساس نمودار آن مي توان در يک فشار معين، دبي چاه را حدس زد و همچنين حداکثر دبي چاه را و يا دبي چاه در فشار ترک مخزن(فشاري كه در آن ديگر برداشت از مخزن مقرون به صرفه نيست) را بدست آورد. اساس کار، تخمين توليد در آينده بر اساس معادلات نيمه تجربي ( بعنوان مثال معادله Vogel و يا معادله Fetckovich ) مي باشد که پارامترهاي مجهول اين معادلات را بر اساس داده هاي موجود از فشار و دبي، بدست مي آورند و سپس اين گونه فرض مي کنند که معادله مورد نظر با پارامترهاي بدست آمده، براي اين چاه در دبي و فشارهاي ديگر نيز صادق مي باشد. انواع اين تست‌ها براي مخازن نفت و گاز در زير آورده شده است.
براي مخازن نفتي:
1- تست شاخص بهره‌دهي
2- تست عملکرد جريان به داخل چاه
3- Flow after Flow Test تغييرات دبي در زمان طولاني توليد
4- Isochronal Test تغييرات دبي در زمان کوتاه توليد
5- Modified Isochronal Test تغييرات دبي در زمان کوتاه توليد و بستن چاه
براي مخازن گازي :
1- Flow after Flow
2- Isochronal Test
3- Modified Isochronal Test

1- تست شاخص بهره دهي توليد:
اين تست براي اندازه گيري شاخص بهره‌دهي ( PI ) به‌کار مي‌رود که برابر نسبت دبي به افت فشار در طول عمر مخزن مي باشد. اين شاخص بيان کننده‌ي توانايي ذاتي مخزن براي توليد است که بيشتر بودن مقدار آن نشان دهنده توانايي بالاي سنگ مخزن در عبور سيال مخزن است.

2- تست عملکرد جريان به داخل چاه(Inflow performance Relationship Test):
اين تست نمودار فشار جرياني چاه برحسب دبي آن است که براي مخازن نفتي در فشار بالاتر از فشار نقطه حباب شبيه به تست شاخص بهره‌دهي است. يعني نمودار آن‌ها خطي است و براي مخازني که فشار آن زير فشار نقطه حباب است، از معادله Vogel پيروي مي کنند. که بر اساس اين معادله مي توان معادله فشار برحسب دبي را براي چاه مورد آزمايش بدست مي آورد.

3- Flow after Flow Test:
براي اين تست از چاه در دبي‌هاي مختلف توليد مي کنند و براي هر دبي آن‌قدر زمان به چاه مي دهند تا فشار جرياني ته چاه تثبيت شود، يعني تغييرات آن خيلي کم شود. پس از تکرار 4 يا 5 مرتبه‌اي اين کار در دبي‌هاي متفاوت، نمودار فشار جرياني تثبيت شده ته چاه بر اساس دبي را رسم مي کنند و بر اساس آن پارامترهاي مجهول معادله Fetckovich را بدست مي‌آورند. سپس بر اساس اين فرمول تصحيح شده مي توان دبي چاه را در هر فشار ديگري حدس زد.

4- Isochronal Test:
يکي از مشکلات تست Flow after Flow طولاني بودن زمان تثبيت فشار درون چاه مي باشد به‌همين دليل در Isochronal Test از چاه براي زماني مشخص در يک دبي مشخص توليد مي کنند سپس بعد از اندازه گيري فشار چاه را مي‌بندند تا به فشار اوليه برگردد و سپس در دو دبي ديگر اين کار را با همان مدت زمان توليد در دبي اول انجام مي‌دهند. و در انتها با يک دبي مشخص اجازه مي دهند فشار چاه تثبيت شود. سپس بر روي داده‌هاي بدست آمده شبيه تست Flow after Flow عمل مي‌شود. با اين تفاوت که نمودار تنها از نقطه تثبيت شده فشار رسم مي‌شود.

5- Modified Isochronal Test:
اين تست شبيه تست Isochronal است با اين تفاوت که هنگام بستن چاه نيز زمان برابر زمان توليد لحاظ مي‌شود و اجازه نمي دهند فشار به فشار اوليه مخزن برگردد که اين روش نيز باعث کاهش زمان تست مي شود.

براي مخازن گازي نيز تست‌هاي نامبرده شبيه به حالت مخازن نفتي عمل مي شود ولي در معادلات مذکور تغييراتي لحاظ مي شود که براي مخازن گازي کاربرد داشته باشد.

 تست‌هاي فشار گذرا ( فشار با زمان )

اين تست‌ها از مهم‌ترين تست‌هايي هستند که بر روي يک چاه انجام مي شوند و از آن‌جا که خواص مختلف مخزن نفت از روي آناليز داده‌هاي آن بدست مي آيد داراي اهميت فراواني هستند، اما از آن‌جا كه براي انجام آن‌ها نياز به بستن چاه- گاهي در حد 3 روز – است، متاسفانه در کشور ما کمتر از حد متداول از اين‌گونه تست‌ها استفاده مي‌شود. اساس کار معادلات اين تست‌ها، معادلات حرکت سيال در محيط متخلخل است و کاملاً علمي و غيرتجربي مي باشند.
متداول‌ترين اين تست‌ها در زير نام برده شده‌اند:
1- Pressure Build up Test
2- Pressure Drawdown Test
3- Multiple Rate Test
4- Injection Build up or Full off Test
5- well Interference Test
6- Drill Stem Test

موارد 1و2و6 در دوازدهمين مقاله‌ي مفاهيم مهندسي نفت كه بخش اول مقاله‌ي « آشنايي با مفاهيم چاه‌آزمايي » است به‌صورت خلاصه معرفي شدند. در ادامه به معرفي تست‌هاي باقي مانده مي‌پردازيم:

- Multiple Rate Test:
همان طور که براي Drawdown Test ذکر شد، در اين تست چاه بايد در دبي ثابت توليد کند ولي ممکن است به‌دليل شرايط حاکم بر چاه، در فشار ثابت ته چاه توليد داشته باشيم و يا به‌دليل نوسانات دبي نتوانيم دبي را ثابت نگه داريم. براي اين منظور دبي را در بازه‌هاي زماني مختلف به‌صورت ثابت فرض مي کنند و معادلات حرکت سيال را بر اساس دبي‌هاي متفاوت بدست مي آورند و از آن معادلات مي توانند پارامترهاي مخزن را بدست آورند. اگر بازه‌هاي زماني تغييرات دبي را خيلي کوچک در نظر بگيريم آنگاه معادله فشار مخزن بر حسب زمان بصورت انتگرالي مي شوند. که اساس کار روش convolution است.

- Injection Tests:
تست‌هاي تزريق به‌ درون چاه دو نمونه‌اند:
1- Injectivity Test که تزريق با دبي ثابت به درون مخزن است که از نظر معادلات شبيه حالت Drawdown است.
2- fall off يا Build up Test است که مربوط به زماني مي شود که تزريق را متوقف مي کنيم و فشار درون چاه را بر اساس زمان ثبت مي کنيم. که اين حالت هم مانند Build up مي باشد.

- well interference Test:
اين تست يکي از روش هاي به‌دست آوردن storativity (يا قابليت ذخيره‌ي) مخزن است. بدين صورت که از دو چاه، يکي چاه توليدي و ديگري چاه مشاهده استفاده مي‌شود. يعني با اعمال تغييرات درون چاه توليدي، تغييرات درون چاه مشاهده را اندازه گيري مي کنند. با داشتن فاصله‌ي دو چاه و مدت زمان رسيدن تغيير به چاه مشاهده و ديگر پارامترهاي مورد نياز مي توان ذخيره سازي يک مخزن را بدست آورد.

- Reservoir limit Test:
اين تست مي تواند قسمتي ازتست drawdown باشد يعني هنگام توليد آن‌قدر زمان بدهيم که افت فشار درون مخزن به ديواره‌ي چاه برسد. در اين حالت تغييرات فشار با زمان خطي مي شود. و با داشتن زمان خطي شدن فشار مي توان شعاع مخزن ( شعاع توليد چاه در مخزن ) را بدست آورد.

تدوين: مهندس اصغرصادقي
دانشجوي كارشناسي‌ارشد مهندسي مخازن- هيدروكربوري دانشگاه صنعتي‌شريف
خبرنگار مهندسي نفت سرويس مسايل راهبردي دفتر مطالعات خبرگزاري دانشجويان ايران(ISNA)