بخشی از مقاله
چکیده :
برطبق آمارهاي جهانی تقاضاي منابع نفتی و گازي دردنیا به شدت در حال افزایش است به طوري طبق پیش بینی ها تقاضاي روزانه نفت و گاز جهان در سال 2030 به 100 میلیون بشکه و 350 میلیارد فوت مکعب خواهد رسید. لذا نیاز به اکتشاف بیشتر و همچنین افزایش بازیافت از مخازن کشف شده بیشتر احساس می شود و در نتیجه نقش پیدایش فناوري هاي نوین از اهمیت بیشتري برخودار است.
از طرفی بسیاري از میدان هاي عمده نفت و گاز جهان چندین دهه است که به طور مداوم بهره برداري قرار گرفته اند، از این رو استخراج نفت و گاز بیشتر از میدان ها، مقوله اي بس پیچیده و دشوار می نماید، علاوه بر این انتظار میرود آن دسته از میدانهایی که دردست اکتشاف قرار دارند یا بناست توسعه یاند استحصال و خروجی کمتري داشته باشد، براي ازافزایش بهره وري در زنجیره بالادستی صنایع نفت و گاز شامل شناسایی،اکتشاف،حفاري ،توسعه و تولید و بهره برداري شمار زیادي از فناوري ها وجود دارد که یکی از این فناوري ها »استخراج هوشمند نفت و گاز« و چاه هاي هوشمنداست، چاه هاي هوشمند نه تنها باعث کاهش هزینه ها ،بلکه عملکرد و اثر و بخشی بیشتري دارد و در خصوص تولید نیز با گرفتن بازخورد هاي پی درپی محتواي تولید نرخ تولید فشار و دماي سیالات مخزن می تواند تصمیمات آنی را در سطح چاه اعمال کند و از طرفی باعث بازدهی بیشتر مخازن نفت و گاز و افزایش عمر چاه و نیز مخزن می شود.
در این مقاله ابتدا به تعریف و اهمیت چاه هاي هوشمند پرداخته می شود و سپس نشان داده می شود که چگونه با استفاده از فناوري هاي هوشمند می توان بهره برداري از میادین نفتی را نسبت به روش هاي سنتی برداشت از مخازن بهبود بخشید و در نتیجه روش هاي تکمیل سنتی چاه هاي نفت و گاز و چاه هاي هوشمند مورد ارزیابی قرار می گیرد. پس به توانایی چاه هاي هوشمند در مخازن شکاف دار، چاه هاي افقی، مخازن حاشیه اي و بهبود تولید ،افزایش بازیافت نهایی و ارتقا مدیریت مخزن پرداخته می شود. در نهایت سعی شده است با توجه به معایب و محاسن روش هاي تکمیل چاه، بهترین روش پیشنهاد گردد.
مقدمه :
امروزه در صنعت نفت عملیاتی موفقیت آمیز نامیده می شود که طی آن بتوان با کمترین هزینه به بالاترین تولید و کمترین درصد ریسک و خسارت رسید و به جرأت در آینده نه چندان دور ارزش فناري مدرن بیشتر از خود نفت خواهد شد.
یکی از فن آوري هاي نوین در حال توسعه در صنایع نفت و انرژي جهان چاه هاي هوشمند است. استخراج هوشمند نفت و گاز و چاه هاي هوشمند، مبحث جدیدي به نام چاه هاي مجهز به وسایل سنجش اندازه گیري و کنترل درون چاهی که قابلیت دریافت و انتقال اطلاعات و در نتیجه کنترل پذیري بیشتري نسبت به چاه هاي معمولی دارند. در چاه هاي هوشمند، عملیاتی مانند کنترل دما، فشار و مقدار جریان پیوسته انجام می شود.
در نتیجه چاه هاي هوشمند باعث کاهش احتمال بروز مشکلات و حوادث در سرچاه می شود. این چاه ها کلیه امور اکتشاف ،حفاري و بهره برداري و انتقال سیال را به صورت مداوم بررسی می کند.
در تحقیق حاضر ابتدا به تعریف از چاه هاي هوشمند و توانایی و کاربرد آنها پرداخته می شود و سپس تجهیزات تکمیل چاه هوشمند معرفی می گردد و در نهایت مزیت ها و کاربرد چاه هاي هوشمند مورد بررسی قرار می گیرد و سپس مؤثرترین روش معرفی می گردد.
-1 چاه هاي هوشمند
با وجود این چاه می توان به صورت آنلاین دما، فشار و دبی سیستم را در مکانی دورتر از سر چاه مشاهده نمود.
تجهیزات تکمیل چاه هوشمند، به طور کلی شامل شیرهاي کنترل جریان 1، گیج هایی دائمی درون چاهی2وحسگرهاي اندازه گیري دما3 است. این چاه ها باعث بهبود تولید از چاه و افزایش برداشت نهایی از مخزن و کاهش هزینه هاي سرمایه اي و عملیاتی در بلند مدت می شود.
ل- بررسی و مقایسه تکمیل چاه به روش سنتی و تکمیل چاه هوشمند
در تکمیل چاه به روش سنتی نظارت به صورت پیوسته نیست، در این روش براي بدست آوردن داده ها، لاگ هاي تولیدي را به داخل چاه می فرستند. این عمل به صورت ناپیوسته و هرچند وقت یکبار انجام می شود. اما در چاه هاي هوشمند اطلاعات توسط حسگرها به صورت پیوسته به دست می آیند
: 2-1 در جریان به هم آمیخته تولید آمیخته یه صورت همزمان از همه لایه ها امکان دستیابی به پتانسیل کامل تولید در چاه را امکان پذیر می کند .در هنگام تولید متولایی از لایه ها،ظرفیت تاسیسات زیرزمینی و سطح الارضی باید کاملا بررسی شود و تغییر ترکیب سیال تولیدي زیاد نباشد.
در تولید به روش سنتی، در جریان به هم آمیختهخ زمانی که دو سازند از لحاظ نوع سیال با هم سازگاري داشته باشند، براي کنترل سازند می توان از ج؟غطتأ1 کئ؟غطحض و دو دریچه کشویی استفاده کرد. در این روش اگر آب به سازند
پایینی برسد، جهت بستن دریچه کشویی ناحیه اي که تولید آب دارد باید چاه به طور کامل بسته شود. به این ترتیب تولید از سازند بالایی که تولید آب بالایی ندارد نیز متوقف می شود. این در حالی است که در تکمیل چاه به روش هوشمند این مسئله رخ نخواهد داد.استفاده از روش تولید آمیخته در چاه هاي هوشمند همچنین با کنترل جریان لایه ها با توجه به مقدار جریان گاز یا آب،تولید نفت را به حداکثر برساند.
[8] 2-2 در مخازن شکاف دار
در مخازن شکاف دار، اطلاعات حقیقی از سازند مخزنی وجود ندارد و ممکن است، به دلایلی جهت حفاري نادرست در حین تولید، تولید آب در درون چاه به سرعت اتفاق می افتد. این در حالی است که در چاه هوشمند، بعد از کار گذاشتن شیرهاي کنترل جریان جبهعض نصب شده در چاه مواقع بروز مشکلات بسته می شود.
عملکرد آن به طور خلاصه این گونه است، که در این نوع چاه ها، حسگر دما از طریق اختلاف دما، ورود آب را تشخیص می دهد. در چنین وضعیتی شیر کنترل جبهعض مربوط به سازند تولید کننده آب بسته می شود و تولید به راحتی از سایر نقاط ادامه می یابد.
2-3 در چاه هاي افقی
در چاه هاي افقی براي برقراري جریان از قسمت افقی، باید اختلاف فشار در تمام نقاط آن وجود داشته باشد. به این معنی که انتهاي بخش افقی داراي فشار بیشتر و ابتداي آن داراي فشار کمتر باشد. در نقاطی که تولید آب از پایین و تولید گاز از بالا، نفت را به دام می اندازد، غیر از بخش ابتدا، سایر بخش ها از لحاظ تولید نفت متوقف می شوند. با نصب چند شیر کنترل از مکان ابتدا تا کمی قبل از انتها می توان رژیم یکنواختی را در قسمت افقی برقرار کرد، که این مطلب در قالب بستن جزیی شیرهاي کنترل امکان پذیر است. و در حقیقت اُبافت فشاري که به سیال اعمال می شود اختلاف فشار در قسمت افقی چاه یکسان می شود، و از تمام قسمت هاي آن تولید خواهیم داشت.
شکل:1 طراحی و ساخت اولین چاه مصنوعی هوشمند خاور میانه در ایران [2] -3 مزیت هاي چاه هوشمند
این چاه ها براي مشاهده حلقه ارزش فن آوري مخزن هوشمند و کسب فهم ودرك بهتر از فن آوري، طراحی و ساخته شده است. با وجود این چاه می توان به صورت آنلاین دما، فشار و دبی سیستم را در مکانی دورتر از سرچاه مشاهده نمود و در صورتی که کاربر تشخیص دهد، می تواند هریک از این عوامل را کنترل و تنظیم نماید، سپس به سیستم ها اعمال کند. ضمن آن که میتوان تمام فرآیندهاي مربوط به چاه هوشمند را به صورت یک حلقه بسته مشاهده کرد.
در چاه هاي هوشمند، عمیاتی مانند کنترل دما، فشار و مقدار جریان پیوسته انجام می شود. به این ترتیب کاربر می تواند شرایط چاه را پایش نماید. همچنین در این فن آوري مدیریت چاه براساس اطلاعات جمع آوري شده، نصب سامانه کنترلی و شیرهاي کنترل بازه اي موسوم به جبهعض و بهینه کردن فرایند تولید یا تزریق ممکن است
