پروژه ایجاد مخزن هوشمند ( پویانما) که در حال حاضر کارشناسان پژوهشگاه صنعت نفت آن را در دست اجرا دارند، با ارائه اطلاعات پویای (دینامیک) مخازن هیدروکربوری، تصمیم گیری در مورد روش ها و سیاست های برداشت از مخازن را آسان می سازد.
اطلاعات پویا (دینامیک) معمولا اطلاعاتی از جمله فشار و دمای محلی، چگالی (دانسیته) و گرانروی (ویسکوسیته) درون مخازن را شامل می شود، که دستیابی به آنها در مقایسه با اطلاعات ایستا (استتیک) نظیر جنس سنگ و یا لایه های مخزن روندی بسیار پیچیده تر را طلب می کند.
مهندس مهدی داراب مسوول پروژه ایجاد مخزن هوشمند بر اساس فناوری نانو در این باره می گوید: «دستیابی به اطلاعات پویای مخازن همواره از نکات کلیدی در مشخصه یابی مخازن نفت و گاز و مخازن هیدروکربوری بوده است و در این پروژه تراشه ای به نام " پویانما" ساخته می شود که اطلاعات مورد نظر را «درجا» و« به هنگام» در دسترس کارشناسان قرار می دهد، این اطلاعات سپس در یک اتاق کنترل در محل، پردازش و با نرم افزاری که نگارش آن تکمیل خواهد شد تصویر سازی می شود. با داشتن این اطلاعات کارشناسان می توانند تصمیم گیری مناسب را در مورد چگونگی برداشت از مخزن انجام دهند و برای مثال تصمیم بگیرند برای جبران افت فشار ناشی از ازدیاد برداشت گاز یا آب به مخزن تزریق شود.
به گفته وی دستیابی به اطلاعات دینامیک حلقه مفقوده در عملیات مشخصه یابی مخازن است و چنانچه این روش تازه به سرانجام برسد انقلابی در زمینه مشخصه یابی مخازن خواهد بود که در سایر نقاط جهان نیز می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
در حال حاضر از روش های سنتی آنالیز فشار و دما برای دستیابی به اطلاعات پویای مخازن استفاده می شود و با استفاده از این اطلاعات مخزن مورد نظر در سیلندرهایی در آزمایشگاه شبیه سازی می شود، مهمترین نقاط ضعف این روش ها، احتمال فراوان خطای آزمایشگاه و آزمایشگر است که میزان صحت داده هایی را که از این راه به دست می آید کاهش می دهد.
مهندس داراب علاوه بر مزیت های یاد شده، سرعت عمل و صرفه جویی در وقت و هزینه را از دیگر امتیازات روش تازه می خواند و تصریح می کند: «این ایده کاملا بکری است که در ایران ایجاد شده و در پژوهشگاه در حال اجرا است و در حال حاضر در کشورهای جهان از همان روشهایی که نام برده شد استفاده می شود، با این تفاوت که برخی از شرکت های خارجی هستند که در حین حفاری علاوه بر چاه های عمودی، چاه های افقی و مایل حفر می کنند، کاری که ما انجام نمی دهیم. بواقع آنها از یک نوع حفاری هوشمند استفاده می کنند که اطلاعات بهتری به آنها می دهد، اما شیوه کلی کار یکی است.»
به گفته وی این پروژه از شهریور سال 1383 آغاز شده، مطالعات امکان سنجی آن به پایان رسیده و هم اکنون وارد مرحله طراحی شده است. داراب می افزاید: «این مرحله یک سال به طول می انجامد و در این مدت پروژه جدیدی تعریف می شود که شامل طراحی الکترونیکی و فیزیکی تراشه پویانما و تست آن در یک چاه مصنوعی است که در سطح زمین ایجاد خواهد شد.»
وی می گوید: برای اجرای این طرح یک محدوده زمانی 5 سال تعیین شده است که سرانجام آن ساخت یک مخزن هوشمند است و با توجه به این که در مرحله نظری بیش از 80 درصد انتظارات ما برآورده شده است به آینده این طرح بسیار خوشبین هستیم.»
اما آیا استفاده از این طرح محدودیت هایی را نیز به دنبال خواهد داشت یا در تمامی مخازن و شرایط قابل بکارگیری است؟ مهندس داراب در این زمینه می گوید: «این احتمال وجود دارد که فناوری مورد نظر در مخازنی با فشار بیش از 15 هزار" پی اس آی" قابل استفاده نباشد و ناچار به ایجاد تغییراتی در آنها باشیم، که برخی از مخزن های پارس جنوبی دارای چنین شرایطی هستند. اما چاه های نفت کشورهای حاشیه خلیج فارس دارای فشار 10 هزار پی اس آی هستند و این شیوه برای آنها کاملا مناسب است.»
مسئله چگونگی برداشت از مخازن نیز امروزه به یکی از مسائل بسیار مورد توجه کارشناسان و متخصصان اکتشاف و برداشت نفت تبدیل شده است. چگونگی برداشت و رفتاری که با مخزن می شود در واقع بر عمر مخزن و میزانی که می توان از آن برداشت کرد تاثیر مستقیم می گذارد و از همین روست که مخزن ها را از نظر عمر به جوان، میانسال و پیر تقسیم کرده اند و معتقدند که در هر کدام از این دوره ها باید به شیوه ای مناسب همان دوره با مخزن برخورد کرد و به عبارتی مخزن را به چشم یک موجود زنده نگریست که سوء رفتار با آن می تواند به پایان عمر بهره برداری از مخزن در نیمه راه بیانجامد.
داراب با اشاره به حجم عظیم مخازن ایران و اهمیتی که هر گونه سرمایه گذاری در عرصه برداشت از مخازن نفتی می تواند داشته باشد می گوید: استفاده از فناوری مخزن هوشمند می تواند به ازدیاد برداشت 5 الی 15 درصدی منجر شود و این مسئله بویژه زمانی اهمیت پیدا می کند که دریابیم برداشت ما از مخازن هیدروکربوری حدود 20 درصد است که این رقم در مقابل میانگین برداشت در جهان یعنی 60 الی 70 درصد بسیار ناچیز است.
اما یکی از مهمترین ویژگی های این پروژه استفاده از فناوری نانو در ساخت تراشه پویانما است، مهندس داراب در توضیح این مسئله می گوید: فناوری نانو در راهبرد کلی به دو دسته تقسیم می شود یکی فناوری بالا به پایین (تاپ داون) و دیگری فناوری پایین به بالا (باتم آپ) که بیشتر فرایندهای انجام شده در مقیاس نانو در کشور ما تا کنون به شیوه پایین به بالا کار شده است، یعنی ساختاری تشکیل و توسعه داده می شود. اما در ساخت تراشه پویانما از شیوه «آزمایشگاه روی تراشه» (لب آن چیپ) استفاده شده که جزیی از همین بخش نانو از بالا به پایین است، ملموس ترین مثال در این مورد افزایش ترانزیستورها روی سطح مشخصی از سیلیکون است که در تراشه های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد و در اینجا ما توانسته ایم جریان های کوچکی را در مقیاس نانو بسازیم.»
با توجه به حجم عظیم مخازن نفت وگاز کشور شک نیست که هر گونه سرمایه گذاری در عرصه حفاظت، برداشت مناسب و رواج فرهنگ درست بهره بردای از این مخازن در میان دست اندرکاران صنعت نفت از اهمیت بسیاری برخوردار است. از این رو چنانچه به کارگیری فناوری مخزن هوشمند آن گونه که دست اندرکاران این پروژه می گویند بتواند ازدیاد برداشتی در حدود 5 الی 10 درصد را به همراه داشته باشد، می تواند بخش قابل توجهی از این اختلاف را جبران کند و بهره وری از این منابع طبیعی پر ارزش را افزایش دهد. منابعی که ممکن است در صورت توجه نکردن به نکات کارشناسانه و استفاده بی رویه از آنها آسیب ببینند و یا برای همیشه در عمق خاک و دور از دسترس باقی بمانند.
پروژه "ایجاد مخزن هوشمند بر اساس فناوری نانو" با همکاری پژوهشگاه صنعت نفت به عنوان کارفرما و شرکت پژوهشگران فناوری نانو به عنوان مجری طرح در دست اجراست.
