ازدیاد برداشت در میدان نفتی بلال که به دلیل تحریم‌های نفتی با مشکلاتی همراه بود، با تزریق نانوسیال تولید شده توسط متخصصان داخلی تسهیل شد.
۱
تاریخ انتشارجمعه ۱ مرداد ۱۴۰۰ - ۰۹:۲۲
کد مطلب : ۱۳۷۳۶۰
رقابت ایران و فرانسه در برداشت نفت
ازدیاد برداشت نفت یکی از حوزه‌هایی است که صنعت نفت به شدت نیاز به بروزرسانی دانش علمی و تکنولوژی در آن دارد و به دلیل تحریم‌های همه جانبه علیه ایران، دچار عقب ماندگی‌هایی شده؛ اخیرا نیز به همت دانشمندان جوان ایرانی در پژوهشگاه صنعت نفت که چندسالی مورد بی توجهی برخی از مسئولان قرار گرفته بود، گام‌های خوبی برای این کار برداشته شده است.
ابتدای خردادماه امسال بود که آغاز اجرای پایلوت عملیات تزریق نانو سیال به مخزن سورمه میدان نفتی بلال که از سال ۱۳۹۴ در دستور کار پژوهشگاه صنعت نفت بود، اعلام و عنوان شد که این عملیات در گام نخست با هدف تزریق ۱۸ هزار بشکه نانوسیال در چاه شماره ۱۰ این میدان در دستور کار است.
با توجه به اهمیت روزافزون انرژیهای فسیلی در دنیا و از طرفی کاهش میزان کشف مخازن جدید، نیاز به ازدیاد برداشت نفت، بیش از گذشته احساس می‌شود و یافتن روش‌های نوین این کار نیز اهمیت بسیاری دارد. نانو فناوری سهم قابل توجهی را در پیشرفت فناوری در برخی از صنایع مانند الکترونیک، بیوپزشکی، داروسازی، هوافضا و به تازگی صنایع وابسته به انرژی به خود اختصاص داده است.
فناوری نانو همچنین این ظرفیت را دارد که تغییرات متحول کننده‌ای در حوزه‌های مختلف صنایع نفت و گاز همچون اکتشاف، حفاری، ازدیاد برداشت و پالایش و پخش به وجود آورد. نفت خام نیز، در حقیقت به صورت طبیعی یک نانوسیال است که مولکولهای بزرگ و جامد به نام آسفالتین، در آن نقش نانوذرات را دارند.
چهار دهه بحث بر سر ازدیاد برداشت نفت
ابوالفضل مرادی معاون تجاری سازی مدیریت پژوهش و فناوری شرکت ملی نفت ایران بیان کرد: بر اساس برنامه‌های کلان و اسناد بالادستی کشور، بحث مربوط به ازدیاد برداشت نفت از مخازن نفت و گاز را در دستور کار خود داریم. از سال ۹۳ پروژه‌ای را تحت عنوان استفاده از نانوساختار‌ها در بحث ازدیاد برداشت شروع کردیم که خوشبختانه با کمک شرکت‌های تابعه به ویژه شرکت نفت فلات قاره، توانستیم این کار را برای اولین بار در کشور عملیاتی کنیم.
او افزود: حدود چهار دهه است که بحث‌های مربوطه در این زمینه در ایران کلید خورده، اما به دلیل مشکلات بسیار زیاد مانند اخذ اطلاعات میدانی، مطالعات آزمایشگاهی و نبود زیرساخت‌های نرم‌افزاری، امکان اجرای این عملیات به صورت پایلوت فراهم نشده بود. طی چهار سال اخیر یعنی از سال ۹۶ تا پایان اردیبهشت امسال، توانستیم در چهار فاز این کار را عملیاتی کنیم؛ در بخش پایلوت آن، سه فاز پیش بینی شده بود که فاز اول آن تقریباً چند هفته پیش، نهایی شد و فاز‌های بعدی آن نیز در تیر، مرداد و شهریور پیش بینی شده که اگر در بحث‌های مربوط به تزریق پذیری و آسیب دیدگی سازند مشکلی وجود نداشته باشد، شرکت ملی نفت ایران در نظر دارد که این کار را برای تمام میدان نفتی بلال به عنوان پایلوت این طرح توسعه دهد و برای اولین بار در کشور شاهد باشیم که از مواد افزودنی با هدف ازدیاد برداشت استفاده می‌شود.
جلب موافقت مدیران، مهمترین گام در اجرای پروژه‌های نفتی
مرادی ادامه داد: بر اساس راهبرد‌ها و سیاست‌های کلان وزارت نفت، از سال ۹۵ بحث مربوط به ازدیاد برداشت با رویکرد میدان محور در دانشگاه‌ها و موسسات تحقیقاتی آغاز شده که اکنون ۲۲ مرکز دانشگاهی در این زمینه با ما همکاری می‌کنند. بخش اول هر کدام از پروژه های، کسب اطلاعات میدانی، گام بعدی آن‌ها مطالعات آزمایشگاهی و گام پایانی مطالعات نرم‌افزاری و شبیه سازی است که اگر مورد تایید بهره برداران و شرکت‌های تابعه به ویژه شرکت‌های مناطق نفت خیز جنوب، فلات قاره، نفت و گاز اروندان و سایر شرکت‌ها قرار گرفت، به سمت اجرای پایلوت آن‌ها می‌رویم.
او اظهار کرد: همیشه مهمترین گام که بخش پایانی دارد، موافقت مسئولان و مدیران عملیاتی است، زیرا آن‌ها هستند که این چالش‌ها را به خوبی رصد می‌کنند؛ به دلیل این که تزریق این مواد ممکن است چالش‌هایی را در تولید ایجاد کند و حتی باعث توقف تولید شود. به همین دلیل این کار باید فاز به فاز اجرا شود تا کمترین آسیب را به مخازن نفتی کشور که میلیون‌ها دلار برای آن‌ها هزینه شده برساند.
دلیل انتخاب میدان نفتی بلال برای اجرای پایلوت پروژه
معاون تجاری سازی مدیریت پژوهش و فناوری شرکت ملی نفت ایران گفت: ابتدا قرار بود طرح پایلوت این پروژه در میدان نفت و گاز دارخوین در شرکت نفت و گاز اروندان باشد، اما چون در آنجا تاثیرات تزریق گاز وجود دارد و نانوسیال مد نظر ما بر پایه آب قرار دارد، عملاً مجبور شدیم که بعد از حدود یکسال مطالعات از شرکت نفت فلات قاره درخواست کنیم که برای اجرای این پروژه به ما کمک کند، زیرا در آنجا حدود ۲۰ سال است که تزریق آب در میدان بلال انجام می‌شود و اولین اولویت ما نیز جایی بود که آب در دسترس وجود داشته باشد که میادین شرکت نفت فلات قاره در خلیج فارس هستند.
او در مورد اجرای این پروژه در میادین مشترک با قطر نیز توضیح داد: میادینی که با کشور قطر مشترک هستند، فقط پارس جنوبی است که در حال حاضر زیر نظر شرکت نفت و گاز پارس اداره می‌شود و فعلاً این پروژه برای آن جا در نظر گرفته نشده است.
برداشتن یک گام بزرگ بدون صرف سرمایه و زمان زیاد
مرادی ادامه داد: برای اجرای پروژه‌های پژوهشی خود در شرکت نفت ایران از همکاری شرکت‌های دانش‌بنیان، دانشگاه‌ها و موسسات تحقیقاتی استفاده می‌کنیم. پژوهشگاه صنعت نفت بزرگترین مرکز تحقیقاتی صنعت نفت کشور است که به همین دلیل در این پروژه نیز از توانمندی‌ها و زیرساخت‌های آن استفاده کرده‌ایم. حدود دو دهه است که مدیریت پژوهش و فناوری شرکت ملی نفت ایران به صورت مستقیم با این پژوهشگاه همکاری می‌کند و تمام رویکرد‌ها و سیاست‌های کاری ما مبتنی بر برنامه‌های توسعه کشور است.
او همچنین گفت: یکی از مهمترین دستاورد‌های این پروژه پژوهشی این بود که پژوهشگاه صنعت نفت به عنوان پیشران حوزه تحقیقات در صنعت نفت توانسته به یک زمانبندی بسیار خوبی به عنوان الگو برای پروژه‌های میدانی برسد به طوری که اکنون در حدود ۴ الی ۵ سال توانسته مسئولان را به این باور برساند که این پروژه ازدیاد برداشت که حدود ۴۰ سال در ایران قدمت دارد را می‌توان در این بازه زمانی کوتاه اجرایی کرد. به طوری که اخذ اطلاعات و داده‌های مورد نیاز، مطالعات اولیه و مقدماتی مباحث مربوط به کار‌های آزمایشگاهی و نرم‌افزاری و در گام بعدی پایلوت آن را در حداقل زمان ممکن عملیاتی کردند آن هم فقط با هزینه دو و نیم میلیارد تومان. این کار با شناسایی نانو ذره، کار‌های آزمایشگاهی بر روی مغزه و نمونه سنگ مخزن طی ۱۸ آزمایش که در حدود ۹ ماه عملیاتی شد، یک کار بی‌نظیر است.
این مقام مسئول اظهار کرد: در بخش عملیاتی نیز با حدود یک میلیارد تومان توانستند طراحی سیستم تزریق، پیاده سازی و راه اندازی آن را در سکوی بلال انجام دهند. یعنی این پژوهش که توانست از نظر هزینه و زمان یک طراحی بهینه را در این زمینه داشته باشد. دستاورد بعد این است که یک نانوذره پایدار در شرایط خلیج فارس با توجه به شوری و فشار موجود کاملاً تطبیق داده شده است، زیرا اگر نانوذره شرایط پایداری نداشته باشد، بلافاصله در مخزن مشکل ایجاد می‌کند. کار بسیار مثبت بعدی که در این زمینه انجام شده، این است که پژوهشگاه صنعت نفت توانست یک شبکه علمی و فناوری بسیار خوبی را در کشور در حوزه‌های سخت افزاری، نرم افزاری و مغزافزاری یعنی نیروی انسانی ایجاد کند که بسیار قابل تقدیر است و باید به عنوان الگوی پروژه‌های میدان محور مورد استفاده قرار بگیرد.
ارزش افزوده حداقل ۲۵ میلیون دلاری طی ۵ سال آینده
او تاکید کرد: سال ۱۳۸۱ زمانی بود که توسعه میدان بلال از طرف شرکت مهندسی و توسعه نفت در اختیار شرکت فرانسوی توتال قرار گرفت که در سال ۸۵ نیز، این توسعه تمام و این میدان به شرکت نفت فلات قاره واگذار شد. متاسفانه به دلیل تحریم‌های بسیار زیاد، در این سال‌ها عملا تولید این میدان به مرور از ۱۸۰ هزار بشکه به ۲۰ هزار بشکه رسید. این مشکلات به دلیل نبود قطعات، تجهیزات و بحث‌های فناورانه بوده و با اجرای این پروژه، می‌توان نوید داد که طی ۵ سال آینده حداقل حدود نیم درصد ضریب بازیافت مخزن از یک چاه افزایش خواهد یافت که ارزش افزوده حداقل ۲۵ میلیون دلاری برای کشور خواهد داشت و در صورت توسعه آن به تمام میدان‌های فلات قاره ارزش بیشتری را هم فراهم خواهد کرد.
بلوری مسئول مهندسی میدان بلال نیز در این زمینه بیان کرد: این میدان از زمان شروع به تولید، تولید قابل قبولی داشته است اما مخازن پس از مدتی دچار مقداری افت فشار می‌شوند که برای حفظ نرخ تولید در چنین مواقعی، نیاز داریم به اینکه از روش‌های ازدیاد برداشت استفاده کنیم.
او افزود: بر اساس علمی که وجود دارد نانوپارتیکل‌ها (نانوذرات) این کمک را به ما می‌کنند که نرخ بهره وری خود را بالا ببریم. یکی از میادینی که در فلات قاره برای این کار انتخاب شد، میدان بلال بود زیرا نیازمند این بودیم که در کنار تزریق این نانوذرات، تزریق آب را هم داشته باشیم.
بلوری تاکید کرد: در حال حاضر نرخ بهره وری تولید ما حدود هشت هزار بشکه در روز است؛ به صورت کلی حدود ۱۰۰ میلیون بشکه از یکی از مخازن این میدان تولید کرده‌ایم و هدف ما این است که بتوانیم حدود سه درصد افزایش بازدهی را در این میدان داشته باشیم که اگر بتوانیم حدود هزار تا دو هزار بشکه تولید را افزایش بدهیم، رقم قابل توجهی است.
استفاده از ۱۵ هزار نفر نیروی انسانی داخلی طی ۷ سال
ایزدی مسئول اجرای پروژه نانوسیال میدان نفتی بلال در پژوهشگاه صنعت نفت نیز بیان کرد: این پروژه از سال ۹۴ در پژوهشگاه صنعت نفت با محوریت مرکز تحقیقات نانو، در چهار فاز مطالعاتی، آزمایشگاهی، شبیه سازی و اجرای پایلوت تعریف شد که موفقیت در سه فاز ابتدایی به دست آمد و سبب شد تا بتوانیم برای اولین بار در کشور، فاز چهارم را نیز با تزریق ۱۸ هزار بشکه نانو سیال به یکی از چاه‌های تجربی میدان بلال به طور آزمایشی و با هدف بررسی تزریق پذیری و عدم قطعیت‌ها و کاهش ریسک‌ها انجام دهیم.
او افزود: امیدوار هستیم که اگر نتایج روی این میدان رضایت بخش باشد، بتوانیم فاز‌های بعدی پروژه یعنی تزریق به دیگر چاه های میدان بلال با هدف بررسی تزریق پذیری و افزایش تولید از میدان بلال را ادامه دهیم. همچنین این نانوسیال موفق شده مجوز از سازمان محیط زیست را نیز اخذ کند که یکی از پارامتر‌های مهم است که دو سال با سازمان محیط زیست بر اثر بررسی آسیب‌های احتمالی این آسیب‌ها به آبزیان و ... مکاتبات و آزمایش‌هایی را انجام دادیم در نهایت مجوز را دریافت کردیم.
ایزدی ادامه داد: این میدان یک میدان offshore (فراساحل) است. نانوذرات به صورت پودر هستند که در آب disperse (پراکنده) می‌شوند و نانوسیالی را ایجاد می‌کند که اکنون از آن نام می‌بریم. از سال ۸۱ تاکنون به این میدان به منظور افزایش فشار و سیلاب زنی در لایه‌های مخزنی، آب تزریق می‌شود که به همین دلیل کاندید بسیار خوبی برای پروژه‌های آب محور است.کار با این نانوسیال که حدود ۴ الی ۵ سال بر روی پایداری آن در آب در شرایط مخزنی به طول انجامید، اکنون به این نتیجه رسیده که در شرایط شوری بالا، دما و فشار مخزن، کاملاً پایدار است.
عضو هیئت علمی پژوهشگاه صنعت نفت همچنین گفت: اکنون پژوهشگاه صنعت نفت دانش فنی تولید این نانوسیال را دارد که امکان استفاده از آن در سایر مخازن نیز وجود دارد و فقط کافیست که برای مخازن جدید، طراحی شود. این پروژه از مرحله آزمایشگاه تا فاز پایلوت حدود هفت سال به طول کشید و ۱۵ هزار نفر نیروی انسانی در بخش‌های مختلف برای اجرای آن فعالیت کردند و این پروژه صددرصد بومی داخلی است.
نانوسیال ایرانی با نمونه شرکت توتال رقابت می‌کند
مسئول اجرای این پروژه در ادامه در مورد توقعاتش از مسئولین گفت: توقع این است که از این پروژه‌ها حمایت شود، یعنی خود را وابسته به عوامل خارجی نکنیم و خودمان را باور داشته باشیم که می‌توانیم در داخل کشور هم این کار را انجام دهیم. این ۱۸ هزار بشکه که به مخزن میدان بلال تزریق شد، نانوذره آن حدود سه هزار کیلوگرم بود که در داخل پژوهشگاه صنعت نفت تولید شد. تولید آن ۶ ماه طول کشید، پکیج تزریق نانوسیال نیز صد در صد بومی بود و تمام متریال آن در داخل کشور تهیه شد و ساخت سامانه تزریق هم که با نمونه‌های شرکت توتال روی میدان رقابت می‌کند، در داخل پژوهشگاه ساخته و به منطقه ارسال شد.
او گفت: نانو سیالات در مقایسه با سورفاکتانت ها و پلیمرها، در مقادیر بسیار کم و با کارایی بالا استفاده می‌شوند و شبیه سازی که برای تزریق این نانو سیال به این میدان انجام شد، نشان می‌دهد که حدود ۳۰ تا ۴۰ درصد در مقیاس مغزه می‌تواند در مقایسه با آب باعث افزایش بازدهی شود. بر اساس نتایج شبیه سازی، این تزریق نانو سیال می‌تواند بازدهی مخزن را در افق زمانی حدود ده ساله تا حدود دو و نیم درصد نیز افزایش دهد. در حال حاضر، تنها از روش‌های سنتی مثل تزریق آب بدون هیچ گونه مواد افزودنی دیگری استفاده می‌شود و امیدواریم که بتوانیم این پروژه را ادامه دهیم.
قانع کردن صنعت، سخت ترین گام
مهاجری رئیس مرکز نانو و کربن پژوهشگاه صنعت نفت اظهار کرد: یکی از مهمترین مشکلات تکنولوژی‌های نانو این است که قانع کردن صنعت برای پذیرا بودن و استفاده از آن‌ها بسیار دشوار است؛ بنابراین شاید بتوان گفت که بیش از ۸۰ درصد از انرژی ما صرف قانع کردن صنعت برای پروپوزال‌های دریافت پروژه می‌شود. این تکنولوژی در دنیا نو است و کشور ما نیز در صنعت نانو، جزو کشور‌های پیشتاز است، ولی متاسفانه نتوانستیم بهره لازم اقتصادی را از این تکنولوژی‌ها ببریم.
او افزود: این پروژه توانسته اکثر سد‌ها را بشکند و به تست میدانی برسد؛ امیدواریم که نتایجی که از این تست میدانی می گیریم، نتایج مثبتی باشد تا بتوانیم مراحل بعدی انجام این کار را در چاه‌های تولیدی اجرایی کنیم و همچنین چاه‌های دیگر نیز این را توسعه دهیم.
شبکه سازی گسترده برای اجرای پروژه
مهاجری بیان کرد: یکی از انتظاراتی که از مجموعه‌های پژوهش محور مانند پژوهشگاه صنعت نفت می‌رود این است که بتواند شبکه سازی کنند و از تمامی ظرفیت موجود در کشور استفاده کنند. از ویژگی‌های مهم این پروژه این است که توانسته این کار را انجام دهد و از ظرفیت‌هایی که در پژوهشگاه صنعت نفت وجود دارد، استفاده کند یعنی توانستیم از همکاری پردیس‌های پایین دستی، بالادستی، محیط زیست و آموزشگاه‌ها دانشگاه‌ها و همچنین مرکز پژوهش فلات قاره و شرکت ملی نفت، استفاده کنیم.
او ادامه داد: یکی از بزرگترین معضلات تزریقی نانوسیال به مخزن این بود که باید سازمان محیط زیست را قانع می‌کردیم که تزریق آن مشکلی را برای محیط زیست ایجاد نخواهد کرد. حدود یک تا دو سال صرف این شد که اثر این نانوسیالات بر روی محیط زیست بررسی شود و برای مطالعاتی که روی ماهی‌ها و میکروارگانیسم‌های آب‌های خلیج فارس، چون امکان انتقال برخی از این موجودات به تهران وجود نداشت، از همکاری و توانمندی دانشگاه‌های همان منطقه استفاده کردیم.
رئیس مرکز نانو و کربن پژوهشگاه صنعت نفت گفت: همچنین از شرکت‌های فناور بخش خصوصی که در زمینه شبیه سازی مخازن کار کرده بودند، برای این کار استفاده کردیم. بنابراین شبکه سازی بزرگ انجام و در نهایت منجر به نتیجه فعلی این پروژه شد.
بررسی نتایج آزمایشگاهی و شبیه‌سازی تزریق نانوسیال منتخب در مقیاس میدانی از نظر فنی و اقتصادی نشان داده که افزودن نانوافزایه‌ها به آب تزریقی کنونی به مخزن، می‌تواند سبب افزایش قابل توجه ضریب بازیافت مخزن نسبت به آب تزریقی خلیج فارس، بدون نانوافزایه‌ها باشد و در صورت موفقیت اجرای پایلوت این طرح، این روش می‌تواند در سطح گسترده‌تری به‌کار گرفته شود. به همین منظور، اجرای پایلوت عملیات تزریق پلیمر نیز، در قالب طرح فناورانه ازدیاد برداشت نفت میدان سروش از سوی دانشگاه سهند تبریز در دست پیگیری است.
میدان نفتی بلال در قالب قرارداد توسعه بیع متقابل از سوی شرکت توتال فرانسه توسعه یافت و با ظرفیت تولید روزانه ۴۰ هزار بشکه نفت در سال ۸۱ عملیاتی شد که متاسفانه به دلایل کاملا مشخص، پس از خروج این شرکت فرانسوی از ایران، مقابله با افت فشار مخزن در این میدان مانند بسیاری از میادین نفتی و گاز دیگر نیز با مشکلاتی مواجه شد، اما اکنون با همت متخصصان داخلی، در صورت موفقیت نتایج تزریق نانو سیال به چاه‌های تزریقی، تزریق به چاه تولیدی شماره یک بلال آغاز می‌شود.
این پروژه تا شهریور ۱۴۰۰ ادامه خواهد داشت و چنانچه نتایج حاصل از آزمون‌های این پایلوت در میدان بلال مثبت ارزیابی شود، این نانوسیال می‌تواند یکی از روش‌های مناسب برای افزایش ضریب بازیافت از مخازن نفتی آب محور در تمام مخازن نفتی ایران استفاده شود.
منبع: باشگاه خبرنگاران
