به گزارش خبرنگار اقتصادی خبرگزاری فارس، افزایش میزان مصرف گاز و برق خانگی در مدت اخیر سبب شد تا کشور با مسئله‌ای پیچیده انرژی مواجه شود. در همین راستا خروجی این صورت مسئله پیچیده سه عنصر قطعی گاز، خاموشی برق و آلودگی هوا بود.
به استناد اظهارات مسئولان در شرایط کنونی هیچ راهکاری به جز انتخاب بین یکی از اضلاع این مثلث شوم وجود ندارد، اما بررسی جوانب این مسئله بیانگر وجود راهکارهای خرد و کلان برای حل ریشه این مسئله دشوار است.
در این راستا خبرگزاری فارس در قالب پرونده‌ای با عنوان «مثلث شوم» به این مساله می‌پردازد.
به گزارش فارس، سومین بخش از پرونده مذکور به مسئله افت فشار میدان پارس جنوبی می‌پردازد. فارغ از اینکه این افت فشار در حال حاضر آغاز شده یا نشده است، راهکارهای جلوگیری از افت فشار و حتی افزایش تولید از این میدان عظیم باید مورد بررسی قرار گیرد.
افت فشار میادین گازی اولین بار نیست که در دنیا اتفاق می‌افتد و قطعا آخرین بار هم نیست که با این پدیده مواجه می‌شویم. در دنیا شیوه‌های متفاوتی برای جلوگیری از این پدیده وجود دارد، اما استفاده از هر روش منوط به شناسایی دقیق عامل افت فشار است. به عنوان مثال، استفاده از کمپرسور، تزریق آب، تزریق گاز، شکافت هیدرولیکی، تغییر ترشوندگی و سایر شیوه‌های دیگر تاکنون به منظور جبران افت فشار در دنیا مورد بررسی قرار گرفته است.
با وجود قرارگرفتن بزرگترین میدان گازی جهان در مرز آبی ایران و قطر از مدت‌ها پیش باید به فکر راهکارهای جلوگیری از افت فشار بودیم اما در شرایط کنون این امر به مسئله‌ای حیاتی و بعضا امنیتی تبدیل شده است، چراکه در حال حاضر بسیاری از صنایع کشور نظیر نیروگاه‌ها از گاز استفاده می‌کنند و عملا قطع گاز به معنای توقف فعالیت بخش زیادی از صنایع کشور است.
در همین راستا و به منظور بررسی راهکارهای جلوگیری از افت فشار میادین گازی به سراغ سعید نیکی‌سخن، استاد دانشگاه صنعتی امیرکبیر رفتیم تا نسبت به این شیوه‌ها مطلع شویم.
مشروح این گفتگو به شرح ذیل است:
*دلایل اصلی افت فشار میدان‌های تولید گازی
فارس: در مخزن گازی، نظیر پارس جنوبی، دلیل اصلی افت فشار چیست؟
نیکی سخن: در مخازن گاز میعانی، هنگامی که فشار جریانی ته‌چاهی به زیر فشار نقطه شبنم سیال سقوط می‌کند فاز هیدروکربن مایع میعانات تشکیل خواهد شد. این میعانات به وسیله نیروهایی مویینگی در سنگ به دلیلی نفوذپذیری کم به دام می‌افتند. تشکیل میعانات و تجمع آن در نزدیکی دهانه چاه، باعث کاهش در نفوذپذیری نسبی گاز می‌شود، تشکیل و تجمع میعانات ادامه پیدا می‌کند، میعانات درون فضاهای خالی سنگ که برای جریان گاز در دسترس هستند، نفوذ می‌کند. در نتیجه مانع جریان گاز می‌شوند.
فارس: تشکیل میعانات گازی تا چه اندازه می‌تواند، تولید میادین را تحت تاثیر خود قراردهد؟
نیکی سخن: میعانات گازی در حالت پایدار تشکیل و تجمع پیدا می‌کند تا از اشباع بحرانی بیشتر شود که به این پدیده سد میعانی گفته می‌شود. سد میانی بهره‌وری چاه را بین 50 تا 80 درصد کاهش می دهد. به عنوان مثال، بهره‌وری چاه در میدان آرون، در شمال سوماترا اندونزی، به طور قابل توجهی حدود 10 سال پس از آغاز تولید کاهش یافته است. همچنین طبق گزارشات موجود، یکی از میادین گاز عمان؛ کاهش 67درصدی بهره‌وری برای 2 چاه گزارش شده است.
*روش‌های میدان محور، راهکارهای موثرتری برای جلوگیری از افت فشار هستند
فارس: روش‌های جلوگیری از افت فشار میادین گازی به چند دسته تقسیم می‌شود؟
نیکی سخن: به طور کلی دسته‌بندی‌های متفاوتی از نقطه نظرهای جداگانه برای برای جلوگیری از افت فشار میادین وجود دارد. برای مثال می‌توان این شیوه‌ها را در 2 دسته کلی روش‌های چاه محور نظیر استفاده از کمپرسور و روش‌ها میدان محور نظیر شکست هیدرولیکی تقسیم بندی کرد.
فارس: در حال حاضر کدام یک از دسته روش‌های مذکور، عملکرد مناسب‌تری را از خود ارائه داده است؟
نیکی سخن: اساسا این سوال صحیح نیست، زیرا تعیین عملکرد هر روش با توجه به ویژگی‌های متفاوت هر سازند انجام می‌پذیرد و نمی‌توان نسخه واحدی را در نظر گرفت اما به طور کلی شیوه‌هایی نظیر استفاده از کمپرسور در کوتاه مدت کارآمدتر هستند، اما ممکن است در بلند مدت زمینه ازبین رفتن میدان را فراهم کنند، از سوی دیگر شیوه‌های میدان محور نظیر تزریق سیال یا شکست هیدرولیکی هم در کوتاه مدت و هم در بلند مدت عملکرد مناسبی از خود به نمایش می‌گذارد.
فارس: برخلاف تصمیم‌گیران میدان پارس جنوبی که تنها به شیوه نصب کمپرسور اعتقاد دارند، شما به مجموعه‌ای از روش‌های دیگر اشاره کردید، ممکن است پیرامون این روش‌ها توضیح دهید؟
نیکی سخن: چندین روش مختلف پیشهاد و بررسی برای تیمار آسیب ناشی از تجمع میعانات ارائه شده است. متداولترین روش برای جلوگیری از آسیب ناشی از انسداد میعانات گازی تغییر رفتار فازی مایع میعانات گازی یا کاهش افت فشار و حفظ فشار ته چاهی بالای فشار نقطه شبنم تلقی می‌شود.
*تزریق گاز، زمینه جلوگیری از افت فشار را میها می‌کند
فارس: در جایی مطالعه کردم که تزریق سیال گازی یکی از راه‌های حفظ فشار و جلوگیری از افت تولید میادین گازی به حساب می‌آید، ممکن است پیرامون این شیوه توضیح دهید؟
نیکی سخن: بر اساس مقالات بین المللی، دو طرح بازگردانی گاز وجود دارد که حفظ و تثبیت کل فشار و حفظ و تثبیت جزئی فشار نام دارند. در روش حفظ و تثبیت کل فشار، گاز به طور مداوم به مخزن تزریق می شود و در همان زمان اولیه از تشکیل میعانات در مخزن به وسیله جلوگیری شده و از کاهش فشار به زیر فشار نقطه شبنم، ممانعت می‌شود. در حالی که در روش حفظ و فشار جزئی گاز به مخزن پس از کاهش فشار به زیر نقطه شبنم تزریق می شود.
فارس: آیا جزئیات تزریق گاز در مطالعات صورت گرفته دنیا موجود است؟
نیکی سخن: بله این اتفاق رخ داده و منابع علمی آن موجود است. برای مثال مطابق بررسی‌های هاگورت، مقایسه میزان تبخیر میعانات گازی توسط نیتروژن و متان مورد توجه قرار گرفت و آن‌ها دریافتند که گاز متان می تواند بیشتر از نیتروژن باعث تبخیر میعانات شود. این محققان گزارش دادند که ظرفیت تبخیر متان ۲۰ برابر بیشتر از نیتروژن است و تزریق نیتروژن بر نقطه شبنم نامساعد می‌باشد و باعث بیشتر شدن میعانات درجا در مخزن می شود. از سوی دیگر، براساس تحقیقات انجام شده در سال 2007، فرآیند تزریق گاز خشک در میدان اسلینپر را شبیه سازی شد. براساس نتایج شبیه سازی‌های انجام شده، طی تزریق گاز خشک بازیافت بالای میعانات بدست می آید. نتایج آن‌ها همچنان نشان داد که اگر به فشار مخزن به زیر فشار نقطه شبنم سقوط می‌کند، تزریق مجدد گاز تشکیل میعانات در مخزن را کاهش می‌دهد و فشار اولیه مخزن در دویال اولیه شروع فرآیند تزریق گاز افزایش می‌یابد.
*راهکارهای جلوگیری از افت فشار میادین گازی شامل تزریق آب هم می‌شود
فارس: تزریق سایر سیالات دیگر برای جلوگیری از افت فشار میادین گازی مرسوم است؟
نیکی سخن: بله تاثیر سایر سیالات به منظور تزریق به مخزن مورد بررسی قرار گرفته است . برای مثال تزریق آب در مغزه برای افزایش بهره‌وری مخازن گاز میعانی در بالا و پایین نقطه شبنم مورد بررسی قرار گرفته است. بر مبنای تحقیقات انجام شده، اشباع هیدروکربن باقی مانده پس از تزریق آب، بستگی به کشش غالب بین گاز و میعانات گازی دارد. در همین راستا جابه‌جایی گاز، میعانات و آب پیچیده است و نمی‌تواند توسط داده‌های جابه‌جایی نفت - آب و یا آب - گاز نشان داده شده و توصیف شود. در چنین مقاطعی استفاده از اطلاعات آزمایش سیلاب‌زنی می‌تواند میسر واقع شود.
فارس: آیا مقایسه‌ای بین 2 شیوه تزریق آب و تزریق گاز انجام پذیرفته است؟
نیکی سخن: اصولا مقایسه این شیوه‌ها به شکلی که مد نظر شما است، دقیق نیست و اینکه من بگویم فلان روش بهتر است نسخه واحدی ندارد اما براساس مقالات علمی مقایسه این دو روش در یک سازند، نشان دهنده بهبود نرخ تولیدی گاز و میعانات برای هر دو روش تزریق گاز و آب است. اگر چه تزریق گاز فاکتور بالای بازیافت میعانات را نشان داده است. البته تزریق گاز با توجه به سرمایه گذاری های اولیه مورد نیاز، هزینه های عملیاتی بالا و تاخیر در فروش گاز، ممکن است مقرون به صرفه نباشد.
*شکست هیدرولیکی، میدان گازی روسی را از افت فشار تولید نجات داد
فارس: یک شیوه‌ای که در اظهاراتتان به آن اشاره کردید، استفاده از روش شکست هیدرولیکی در صنعت نفت است، پیش از اینکه به سراغ تاثیر استفاده از این شیوه برویم، تعریف از آن ارائه دهید؟
نیکی سخن: پیش از ارائه تعریف ابتدا به سابقه استفاده از این شیوه اشاره‌ای کنیم، اولین عملیات شکاف هیدرولیکی در جهت افزایش برداشت مواد هیدروکربنی در ایالت کانزاس آمر یکا و در سال 1941 بر روی چاه‌های گازی به وقوع پیوست. امروزه شکاف هیدرولیکی به وسعت بسیار زیادی در صنعت نفت برای تحریک چاهای نفت و گاز جهت افزایش تولید آن‌ها به کار می رود. یکی از مهمترین فاکتورهای موجود در شکاف هیدرولیکی سیالی می باشد که نقش تامین کننده فشار لازم برای ایجاد شکاف را دارد. به طور کلی، شکافت هیدرولیکی یک تکنیک تحریک چاه است که در آن سازند به وسیله مایع فشرده شده شکسته می‌شود. این فرایند شامل تزریق پرفشار سیال (عموماً آب، حاوی ماسه و دیگر مواد سخت) به منظور ایجاد ترک‌هایی در آرایش سازند است که از طریق آن گاز طبیعی، نفت خام و سایر سیالات هدف آزادانه‌تر جریان یابند. وقتی فشار هیدرولیک از چاه برداشته شود، دانه‌های کوچک‌های پمپ‌شده همراه با سیال شکست هیدرولیکی مانند ماسه یا آلومینیوم اکسید، شکستگی‌ها را باز نگه می‌دارند و شاهد اثرگذاری این شیوه هستیم.
فارس: آیا استفاده از این شیوه در میادین گازی، منجر به بهبود عملکرد آن‌ها و جلوگیری از افت تولید می‌شود؟
نیکی سخن: قبل از اینکه مطالعات و سرمایه‌گذاری لازم برای انجام عملیات شکاف هیدرولیکی انجام بگیرد لازم است تا به بررسی و امکان سنجی انجام این روش در منطقه مذکور پرداخته شود. برای تولید نفت و گاز در چاه‌های تحریک شده توسط شکاف هیدرولیکی در ابتدا باید این پیش فرض را در نظر گرفت که مخزن حاوی سیال کافی باشد و همچنین باید به گونه‌ای مساعد باشد تا با انجام این عملیات گرادیان فشار کافی در مخزن ایجاد شود که این خود نیز تابعی از ایجاد شکاف‌هایی با نفوذپذیری بالا است. بنابراین جهت تعیین چاه‌ها و مکان‌های مناسب برای این عملیات باید مورد بررسی قرار گیرد. به طور کلی، رمز اصلی برای تعیین این که آیا سازندی برای این عملیات مناسب است یا نه، این است که بتوان یکی از شرایط کاهش شدید نفوذپذیری نزدیک چاه در اثر تولید، کمی نفوذپذیری ذاتی و تخلیه مخزن و افت فشار را دلیلی بر کاهش تولید دانست.
*با استفاده از تغییر ترشوندگی می‌توان علاوه بر جبران افت فشار به افزایش تولید رسید
فارس: مراحل طراحی شیوه شکست هیدرولیکی برای جلوگیری از کاهش میادین گازی به چه شکل است؟
نیکی سخن: در بیان مراحل باید گفت، ابتدا مخزن مورد نظر شبیه‌سازی شده و آنالیز حساسیت بر روی پارامترهای هندسه شکست مانند طول و عرض ترک همیچنین خواص مخزن مانند نفوذپذیری انجام شود. در گام بعدی، میزان تولید طبیعی مخزن محاسبه می‌گردد. متعاقبا با ایجاد شکاف در جهات مختلف، اثر شکاف هیدرولیکی را بر روی افزایش برداشت هیدروکربور (گاز) پس از مدلسازی ثانویه مخزن تحریک شده محاسبه خواهیم کرد. با تعیین میزان افزایش برداشت، میزان کاهش افت فشار محاسبه می‌گردد تا بر اساس معادله حالت منطبق شده سیال مخزن، میزان کاهش ریزش میعانات در اطراف چاه تخمین زده شود.
فارس: آیا استفاده از شکست هیدرولیکی در میادین گازی مرسوم است و نمونۀ مشابه در دنیا وجود دارد.
نیکی سخن: بله نمونه‌های استفاده از شکست هیدرولیکی در میادین گازی دنیا مورد بهره‌برداری قرار گرفته است. برای مثال در میدان Yamburgskoe روسیه از این شیوه استفاده شد. تحقیقات و مدل سازی های انجام شده در این میدان گازی با تمرکز بر روی آنالیز تولید پس از شکست هیدرولیکی شامل اثرات تولید با زمان، فاکتور های موثر بر روی بهره‌وری و مدل سازی تولید پس از شکست بود. نتایج تاثیر شکست هیدرولیکی بر روی افزایش تولید این میدان در مرحله دوم زمینه افزایش تولید و جلوگیری از افت فشار را به وجد آورده است. بر اساس اسنادات علمی، شکست هیدرولیکی در مخازن گازی می تواند به طور قابل توجهی بهره‌وری و زمان تولید را افزایش دهد و همچنین تشکیل میعانات را کاهش دهد. افزایش طول و عرض شکست اثر فوق را تشدید می کند.
فارس: علاوه بر روش‌هایی که به آن اشاره کردید، آیا شیوه‌های دیگری برای جلوگیری از میادین گازی وجود دارد؟
نیکی سخن: بله روش‌های نظیر تیمار شیمیایی برای سد میعانی و تغییر ترشوندگی از روش‌های دیگری است که در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته است. البته تغییر ترشوندگی می‌تواند منجر به نتایج بهتری شود چراکه استفاده از این روش بطور قابل توجهی اشباع میعانات گازی (انسداد میعانات) در نزدیکی منطقه تکمیل چاه را کاهش می‌دهد. این اصلی‌ترین دلیلی است که زمینه افزایش تولید کل گاز بعد از تغییر ترشوندگی را به وجود می‌آورد.
انتهای پیام/ب
