مقاله دسته بندی و برآورد ذخایر هیدروکربوری

بخشی از مقاله

دسته بندی و برآورد ذخایر هیدروکربوری

چکیده
یکی از وظایف مهندس مخزن، محاسبه هیدروکربور (نفت و گاز) درجای مخزن و پیش بینی بازیابی آنها طی ساز و کار حاکم بر مخزن است. موقعیت مالی شرکتعمدتاً به میزان ذخایر آن و دبیای که بتوان آن را بازیابی کرد، همچنین به میزان افزایش یا کاهش این ذخایر بستگی دارد. آگاهی از میزان ذخایر و دبی تولید آنها در فروش مبادله داراییهای نفتی نیز مهم است. محاسبه ذخایر مربوط به اکتشافهای جدید اهمیت ویژهای دارد، زیر راهنمای برنامههای توسعه پایدار محسوب میشود . همچنین آگاهی دقیق از محتویات اولیه مخازن برای مهندسی که رفتار مخزن را به منظور محاسبه یا بهبود بازیافتهای اولیه بررسی میکند بسیار ارزشمند است، زیرا در این صورت، یکی از مقادیر مجهول در معادلات حذف میشود. در این مقاله که حاصل پایان نامه دوره کارشناسی میباشد ابتدا تعاریف جامع و یکپارچهای در باره ذخایر هیدروکربنی و مقادیر نفت و گاز درجا ارائه میشود و سپس روشهای کلاسیک تحلیل عملکرد و پیشبینی تولید مورد بررسی قرار میگیرد. و درنهایت اهمیت همکاری و تلاش گروهی مهندسی مخزن و زمین شناسی در برآورد ذخایر بیان میشود.

واژههای کلیدی: زمین آمار، عدم قطعیت، تخمین ذخایر، روش حجمی، منحنی کاهش، مدیریت مخزن،

-1 مقدمه
یکـی از مهمتـرین دارایـیهــای هـر شـرکت نفتـی، میــزان ذخـایر هیـدروکربوری تحـت کنتــرل آن شـرکت مـیباشــد. تمامی شرکتهای نفتی ملـی و بـین المللـی در پایـان هـر سـال جـدولی از آمـار ذخـائر و همچنـین تغییـرات آن نسـبت بـه سالهای گذشته تهیه میکننـد. اهمیـت فرآینـد مـذکور بـه انـدازهای مـیباشـد کـه در بسـیاری از شـرکتهـای نفتـی دنیـا گروهــی از متخصصــان (Reserve Estimator) تنهــا بــه تهیــه و تجزیــه وتحلیــل اطلاعــات فــوق مــیپردازنــد، همچنــین هر ساله سمینارها و کنفـرانسهـای متعـددی دراقصـی نقـاط جهـان جهـت تبـادل نظرکارشناسـان مـذکور برگـزار مـیشـود. لازم بــه ذکــر اســت کــه نهادهــای بــین المللــی مهمــی نظیــر ســازمان ملــل متحــد و انجمــنهــای تخصصــی نظیــر SPE در ســـالهـــای تخیـــر بـــه یـــاری افـــراد فعـــال در زمینـــه تهیـــه و ارائـــه گـــزارش آمارذخـــایر شـــتافتهانـــد. بنابراین باتوجـه بـه اهمیـت آمارذخـایر منـابع هیـدروکربوری، اطـلاع ازتعـاریف صـحیح و دقیـق عبـارات و مفـاهیمی کـه در ایــن رابطــه اســتفاده مــیشــود از اهمیــت بســزائی برخــوردار مــیباشــد. بــدین منظــور توجــه بــه مفــاهیم ضــریب بازیافــت و ذخائر قابل استحصال که مطابق با تعاریف بین اللملی میباشد، ضرورت دارد.

-2 عدم قطعیت و ارزیابی ریسک

فرایند برآورد ذخایر نفت و گاز برای تولید از یک میدان در طول عمر میدان ادامه دارد. همیشه عدم قطعیت در برآورد ذخائر وجود دارد. عدم قطعیت به حالتی اطلاق میشود[5] که آگاهی از وضعیت موجود مخزن بوده و توصیف دقیق و کامل وضعیت فعلی مخزن ممکن نیست یا نتایج مرتبط با عملکرد تولید از مخزن کاملا شفاف نمیباشد. هر تصمیم جامعی اغلب به در نظر گرفتن عدم قطعیتهای تکنولوژیکی (فنی)، اقتصادی و سیاسی وابسته است. هر کدام از این عدم قطعیتها درجههای متفاوتی را از تأثیر بر فرآیند بازیافت دارا هستند و ممکن است فرآیند تصمیمگیری را در سطوح مختلف اکتشاف، ارزیابی و توسعه مخزن، بسته به نوع مساله تحت تأثیر قرار دهند. دامنه عدم قطعیت توسط عوامل زیر تحت تاثیر قرار می گیرند:

.1 نوع مخزن، .2 منبع انرژی مخزن، .3 کمیت و کیفیت دادههای زمین شناسی، مهندسی مخزن، و ژئوفیزیک، .4 فرضیات اعمال شده دربرآورد ذخایر، .5 فن آوریهای موجود، و .6 تجربه و دانش .
شرکتهای بزرگ نفتی با استفاده از استانداردهای بین المللی مدیریت ریسک، به دنبال بهبـود فرآینـدهای مـدیریت ریسک وارتقاء جایگاه سازمانی به منظور شناسایی، ارزیابی و مقابله با ریسکهای گوناگون فنی، اقتصادی و سیاسی هسـتند. بـه عنوان نمونه میتوان به فرآیند تصمیمگیری مدیریت مخزن تحت شرایط عدم قطعیت در شرکت ملی نفت برزیـل (پتروبـراس) اشاره کرد. این فرآیند در شکل 1 نشان داده شده است.از این رو تحلیل یک پارچه عدم قطعیت در مدیریت بهینه مخازن، بر اساس استاندارد مدیریت ریسک ضروری اسـت. منظـور از تحلیل یک پارچه عدم قطعیت، ترکیب کردن عدم قطعیتهـای مـدل اسـتاتیکی (زمـین شناسـی، ژئـوفیزیکی، ژئوشـیمیایی و پتروفیزیکی)، عدم قطعیت های مدل دینامیکی (چاه آزمایی، ژئومکانیکی، سیال مخزن، رفتار سـیال در سـنگ مخـزن و مـدل چاه) و عدم قطعیتهای مدل اقتصادی است. این عدم قطعیتها منجر به عدم قطعیت در پیش بینی عملکرد مخزن میشود.

شکل-1 فرایند تصمیم گیری در شرایت عدم قطعیت

-3 دسته بندی و تعاریف ذخایر هیدروکربوری

تلاشهای بینالمللی برای استاندارد کردن تعاریف منابع نفتی و چگونگی تخمین آنها در سال 1930 آغاز شد. به واسطه نیاز به تعاریف مشترک، بعد از همکاری چند ساله[4]، سرانجام در سال AAPG ,SPEE, WPC , 2007 تعاریف خود را یکسان گردانیده و در قالب گزارشی منتشر کردند. تعاریف زیر برای زیرشاخه های عمده دسته بندی منابع به کار می رود:
» تمام نفت اولیه درجا)Total petroleum Initial In Place( « نفت درجا به عنوان مقدار کل نفت تخمین زده که در یک مخزن موجود میباشد تعریف شده است
 »نفت اولیه درجا کشف شده)Discovered Petroleum Initial In Place( « مقادیر نفتی که تخمین زده میشود یک انباشتگی معین در بر داشته باشد.
 »تولید)Production( « جمع مقادیر نفتی که برداشت شده است.

 »ذخایر)Reserves( « آن مقادیر نفتی است که توقع میرود با استفاده از پروژههای توسه یافته از یک انباشتگی معین از یک زمان مشخص رو به جلو به صورت اقتصادی قابل برداشت باشد.
 »ذخایرمشروط)Contingent Resources( « آن دسته مقادیر نفتی که در یک زمان خاص تخمین زده می شود که پتانسیل برداشت آن دارای یک انباشتگی معین باشد، ولی پروژههای به کار رفته هنوز به اندازه کافی به بلوغ نرسیدهاند تا به توسعه اقتصادی برسد. به عنوان مثال پروژهای که برای آن بازار بادوام وجود ندارد یا پروژه هایی که بهره برداری از آن نیاز به فن آوری دارد که در حال ساخت است.
 »نفت اولیه در جا کشف نشده)Undiscovered Petroleum Initial In Place( « مقادیر نفتی که تخمین زده می شود انباشتگی هایی که هوز کشف نشده اند، در بر داشته باشند.


 »منابع آتی)Prospective Resource( « آن دسته مقادیر نفتی که تخمین زده می شوند پتانسیل برداشت آن از انباشتگی هایی که هنوز کشف نشده اند، با استفاده از فنآوریها و پروژههای توسهیافته آینده، وجود داشته باشد منابع آتی دارای احتمال مرکبی از احتمال کشف و احتمال توسعه است.

 »غیر قابل برداشت)Unrecoverable( « آن قسمت از منابع کشف شده یا کشف نشده که تخمین زده میشود با پروژههای آتی نیز قابلیت برداشت نداشته باشد. قسمتی از این منابع ممکن است در آینده بر اثر تغییرات شرایط اقتصادی یا فنآوری قابلیت برداشت با صرفه اقتصادی یابند.
» بازیافت نهایی تخمین زده شده)Estimated Ultimate Recovery( « مقادیر نفتی که تخمین زده می شود پتانسیل برداشت آن تحت شرایط تکنیکی و تجاری تعریف شده وجود داشته باشد. این واژه در طبقه بندی منابع جا نمیگیرد ولی ممکن است برای یک انباشتگی به کار رود.ذخیره باید چهار فاکتور را داشته باشد:[3]

(1کشف شده. (2 قابل برداشت. (3 صرفه اقتصادی. (4 پایداری.مقدار پیش بینی شده برای ذخایر بر اساس درجه عدم قطعیت طبقه بندی میشود. دامنه عدم قطعیـت مقادیرقابـل برداشت ممکن است توسط سناریوهای قطعی )Deterministic( یا با پراکندگی احتمال نشان داده شود.هنگامی که دامنه عدم قطعیت با پراکندگی احتمال نشـان داده شـود، تخمـین بـه نحـو زیـر برطبـق نمـودار1 مهیـا میگردد:

تخمین دست کم: بایدحداقل% 90 احتمال رسیدن به مقدار تخمین یا بیشتر را دارا باشد.

بهترین تخمین: بایدحداقل %50 احتمال رسیدن به مقدار تخمین یا بیشتر را دارا باشد.

تخمین دست بالا: بایدحداقل %10احتمال رسیدن به مقدارتخمین یا بیشتر را دارا باشد.

استفاده از واژگان هماهنگ موجب ارتقای شفافیت در ارتباط ارزیابی نتایج میشود. برای ذخیرهها واژههای تخمین دستکم، بهترین، دست بالا به ترتیب 1P/2P/3P اشاره میشوند. اگر فقط یک تخمین باید گزارش شود، از بهترین تخمین (2P) به عنوان واقعیترین ارزیابی منابع قابل برداشت استفاده میشود.

نمودار-1 نمودار آماری هیدرو کربن

-4 برآورد ذخایر هیدروکربوری

روشهای که برای تحلیل عملکرد و تخمین میزان ذخایر هیدروکربور مخزن مورد نظر مورد استفاده قرار میگیرند[3-1]، عبارتند از:

"روش حجمی - منحنیهای کاهش تولید - معادله موازنه مواد- شبیه سازی"

1-4 روش حجمی )Volumetric Method(

روش حجمی در تخمین ذخایر قابل برداشت یک مخزن عبارت است از تعیین نفت درجای اولیه و سپس بدست آوردن حاصلضرب این مقدار دریک ضریب برداشت تخمینی.[1] مقدار هیدروکربن درجای اولیه با استفاده از مقادیر حجم کل مخزن، تخلخل، درصد اشباع اولیه و ضریب حجمی سازند بدست میآید. این مستلزم تعیین وسعت ناحیهای مخزن، حجم منافذ سنگ، و محتوای سیال در حجم منافذ است. حجم کل با استفاده از نقشههای آیزوپاک مخزن، مقادیر متوسط