چاههای نفت هوشمند

آنچه امروزه ذهن بسیاری از تولیدکنندگان نفت جهان را به خود مشغول کرده، چگونگی افزایش عرضه است. تولیدکنندگان عمده ناچارند برای برطرف ساختن نیازهای بازار- که برآورد شده از حجم کنونی۸۵ میلیون بشکه در روز به۱۲۰ میلیون بشکه تا سال۲۰۳۰ می رسد- از تجهیزات و امکانات به مراتب پیچیده تری استفاده کنند.
بسیاری از میدان های عمده نفت و گاز جهان، چندین دهه است که به طور مداوم مورد بهره برداری قرار گرفته اند. از این رو استخراج نفت و گاز بیشتر از این میدان ها، مقوله ای بس پیچیده و دشوار می نماید. علاوه براین، انتظار می رود آن دسته از میدانهایی که در دست اکتشاف قرار دارند یا بناست توسعه یابند، استحصال و خروجی کمتری داشته باشند. اینجاست که مبحث جدیدی به نام »چاههای هوشمند« و »استخراج هوشمندانه نفت و گاز« مطرح می شود. کارشناسان انرژی معتقدند بازار آینده نفت و گاز در دست تولیدکنندگانی خواهد بود که از فناوری های هوشمند در امر اکتشاف و استخراج بهره بگیرند.
چندی پیش »یاپ فان بالگوین« مدیر برنامه میدان های هوشمند در کمپانی شل، طی یک کنفرانس شبکه ای زوایای جدیدی از این فناوری را نمایان ساخت.
بالگوین در بخشی از سخنانش گفت: خبر خوش این است که ما می دانیم بخش عمده نفت، کجا خوابیده است. این نفت درهمان محل هایی قرار دارد که سالیان سال مورد استخراج و بهره برداری قرار داشته است.
به گفته بالگوین، کمپانی نفتی شل استفاده از نسل جدیدی از تجهیزات ویژه چاههای نفت را با هدف افزایش توان بازیابی و استخراج و توسعه میدان های حاشیه ای با هزینه های به صرفه و اقتصادی آغاز کرده است. این امر با ارایه اطلاعات واقعی و دقیق از جریان استخراج، کمپوزیسیون سیالات ساختاری و فشار و دمای داخل چاه به مهندسان و اپراتورها میسر شده است.
براساس تحقیقات»مجمع پژوهشی انرژی کمبریج« (CERA) ،با بهره گیری از این فناوری می توان حجم بازیابی و استخراج (ریکاوری) از میدان های نفتی را تا۸ درصد افزایش داد که البته حجم بسیار کلانی است.
بالگوین در رابطه با برآورد این مجمع پژوهشی گفت: شرکت شل دریافته است که این ادعا، صحت دارد. در بهره گیری از فناوری جدید، ما حتی به منافعی دست یافته ایم که هرگز پیش بینی نکرده بودیم. البته باید اذعان داشت که کسب بهترین نتیجه منوط به کنار هم گذاشتن تمام عناصر لازم از جمله مقیاس، نمونه سازی، تصمیم گیری و اجراست. شاخص های بهره برداری هوشمند از یک میدان نفت و گاز این است که ابتدا ذخایر میدان را اندازه بگیرید، سپس از محتویات، فعل و انفعالات و هر آنچه در این میدان ممکن است در جریان باشد نمونه سازی کنید، آنگاه مجموعه تصمیم های خود را اتخاذ کنید و سپس وارد مرحله اجرای تصمیمات شوید.
در حقیقت دستاورد کمپانی شل از فناوری جدید بسیار فراتر از آماری است که مجمع پژوهشی انرژی کمبریج تخمین زده. توان استخراج ذخایر نفتی در حوزه عملیاتی شل در کشور کوچک اما نفت خیز برونئی، پس از به کارگیری فن آوری هوشمند۲۰ درصد افزایش یافته است. امروزه در برونئی تمام چاههای نفتی تحت فناوری هوشمند فعال هستند.
به خاطر پیچیدگی مطالعات زمین شناسی در برونئی، تا چندین سال بعد از اکتشاف نفت در این کشور سال(۱۹۷۵)، هیچ استخراجی صورت نگرفت. در واقع حفر چاههای هوشمند بود که صنعت نفت را در این کشور احیا کرد.
دامنه امتیازهای فناوری چاههای هوشمند بسیار گسترده است و بخشهای مختلف از جمله اکتشاف، حفاری و استخراج را در بر می گیرد.
به لطف این فناوری، سکوهای نفتی کمتری ساخته می شوند و حجم تردد و آمد و شد نیروی انسانی نیز کاهش محسوسی پیدا می کند. در نتیجه دخالت و نقطه تماس انسان با محیط زیست هم کاهش می یابد. بنا به آمار رسمی، شرکت شل تا پایان سال۲۰۰۴ میلادی، بالغ بر۹۰۰ میلیون دلار از محل
بهره گیری از چاههای هوشمند در خلیج مکزیک، برونئی، مالزی و دریای شمال اضافه درآمد کسب کرد. بخش عمده این اضافه درآمد در پی کاهش هزینه های انسانی، کاهش دخالت فیزیکی، صرفه جویی دروقت به ویژه در چاههای آب عمیق و جبران ضرر ناشی از تأخیر در تحویل(به سبب دشواری های استخراج) حاصل شده است.
در حال حاضر فناوری چاههای هوشمند با عناوین مختلفی در اختیار شرکت های نفتی عمده و مطرح قرار گرفته است. به عنوان مثال سیستم استخراج هوشمند در کمپانی پتورو(PETORO) با عنوان Smart Operations (عملیات هوشمند) شناخته می شود. شرکت »هایدرو« (Hydro) نام
»eOperations« (عملیات الکترونیکی) را برای سیستم خود انتخاب کرده و کمپانی »اسکلومبرگر« (Schlumberger) نیز عنوان چاههای هوشمند را روی سیستم خود گذاشته است، ولی ماهیت کار در تمامی این سیستم ها یکسان و مشابه است. هوشمندی یک چاه برگرفته از عملکرد حسگرهایی است که بر جریان مایعات داخل چاه، به ویژه از نظر ترکیب آب و نفت نظارت می کنند. نسبت و حجم جریان، فشار و دمای داخل چاه توسط این سنسورها چک می شود و تصویری دقیق از آنچه صدها متر زیرزمین در جریان است، در اختیار اپراتور قرار می گیرد.
اوج رقابت سیستم های هوشمند، اما، در فلات قاره نروژ نمود دارد. جایی که با۳/۹ میلیارد متر مکعب ذخیره نفت برآورد شده، به عرصه ای برای جولاندهی غول های نفتی جهان تبدیل شده است. برای مثال، کمپانی»استت اُیل« که هم اکنون با متوسط ضریب استخراج۴۵ درصدی از چاههای دریایی فلات قاره نروژ بهره برداری می کند اعلام کرد با سیستم های هوشمند خود این ضریب را تا سال۲۰۰۸ به۵۵ درصد خواهد رساند. در خاورمیانه عربستان سعودی پیشگام استفاده از چاههای هوشمند است. در همین حال عمان نیز اعلام کرده که با فن آوری هوشمند حجم استخراج نفتی خود را تا۵۰ درصد افزایش داده است.
اگر چه فن آوری جدید با کاهش تداخل انسانی در عملیات اکتشاف و استخراج، سود فراوانی را عاید شرکتهای نفتی کرده است اما به عقیده تمام کارشناسان هنوز با ایده به »صفر رساندن تداخل انسانی« فاصله فراوان دارد.
ممکن است تجهیزات هوشمند امروزی از حضور فیزیکی انسان در محل پروژه کاسته باشند، اما نباید فراموش کرد، همین تجهیزات ابتدا نیاز به اپراتور و سپس نیاز به تعمیر و نگهداری دارند. »یاپ فان بالگوین« معتقد است:
»روزی خواهد رسید که تمام تجهیزات و دستگاهها را به طور اتوماتیک کنترل کنیم. اما فعلاً هنوز به حضور و مداخله فیزیکی نیروی انسانی نیاز داریم.«
فناوری هوشمند در صنعت نفت البته تنها به چاههای نفتی محدود نمی شود. بنا است این فناوری در آینده نزدیک به خطوط لوله هم سرایت کند. آنچه در این عرصه مطرح است، به کارگیری سنسورهایی است که بتوانند روی خطوط لوله زیرزمینی سوار شده و به صورت چهار بعدی بر اتفاقات زیر زمین نظارت کنند. توسط این سنسورها می توان دریافت که در کدام قسمت، آب با نفت تلاقی دارد، آن گاه می توان جریان آب را با لوله های هوشمند از مسیر نفت دور کرد. همچنین می توان اعماق چاههای قدیمی را از نظر حجم آب ترکیبی با نفت بررسی کرد و دریافت که آیا دور کردن مسیر آب از نفت میسر است یا خیر.
طبیعی است که روشن شدن این مسأله نقش مهمی در آینده بهره برداری از چاههای نفتی دارد. شرکتهای نفتی اگر دریابند که چاه مورد نظر آنها دیگر غنا و بهره دهی گذشته را ندارد، اقدام به توقف استخراج و بستن چاه می کنند که این امر، به نوعی با کاهش ضرر و افزایش خالص درآمد مترادف است.

ترجمه: فرهاد فرجاد
منبع: مجله پایپ لاین (Pipeline) ، جولای۲۰۰۷

منبع : ماهنامه نفت پارس