چرا ضریب بازیافت نفت از مخازن ایران در مقایسه با نقاط دیگر جهان پایین‌تر است؟

قبل از ورود به این بحث لازم است مکانیسم‌های جابه‌جایی نفت را به دو روش زیر مورد بررسی قرار دهیم.

الف) «جابه‌جایی نفت به‌طر ف جلو » یا به عبارت بهتر «جابه‌جایی با استفاده از فشار».

ب) جابه‌جایی از طریق «ریزش ثقلی» یا به عبارت بهتر «جابه‌جایی به‌صورت طبیعی[1] که بر اثر اختلاف وزن مخصوص بین مایع تزریقی و نفت ایجاد می‌شود. این فرآیند در یک سیستم متخلخل مرتفع به‌صورت فیزیکی اندازه ‌گیری شده[2] و به‌لحاظ نظری نیز مشخص شده است که اختلاف فاحشی بین بازیافت نفت در دو روش فوق الذکر وجود دارد. بازیافت نفت با روش کندتر «ریزش ثقلی» از بازیافت نفت با روش سریع «جابه‌جایی رو به جلو» بیشتر است.

اما در اوایل دوره تولید، روش بازیافت نفت از طریق جابه‌جایی سریع رو به جلو از روش جریان نفت از طریق ریزش ثقلی، عملکرد بهتری دارد. براساس میزان تزریق، بازیافت نفت از طریق ریزش ثقلی می‌تواند تا دو برابر روش جابه‌جایی رو به جلو یا «استفاده از فشار» باشد.

از مجموعه بررسی‌ها چنین برمی‌آید که بازیافت نفت در مخازن تک تخلخلی اصولاً تابعی است از نفوذپذیری سنگ مخزن، سرعت جابه‌جایی، فشار موئینگی و میزان «سیال دوستی»[3] سنگ مخزن. درصورتی که سایر عوامل فوق ثابت فرض شوند، میزان نفت اشباع شده باقی‌مانده تابعی از سرعت جابه‌جایی نفت خواهد بود. در این صورت در حالت جابه‌جایی از طریق ریزش ثقلی، میزان نفت باقی‌مانده کمتر و در حالت جابه‌جایی با فشار یا رو به جلو، میزان نفت باقیمانده بیشتر خواهد بود.

قابل ذکر است که در مخازن شکاف‌دار شکستگی‌ها به‌مثابله محدوده یا اضلاع بلوک‌ها عمل می‌کند و به همین دلیل فرآیند جابه‌جایی رو به جلوی نفت در چنین سیستمی به‌جز در حوزه‌های خیلی نزدیک به چاه‌های تزریقی کارآمد نیست.

فرآیند سریع جابه‌جایی نفت به‌طرف جلو، همراه با فشار موئینگی چندان قابل توجه نیست، زیرا نیروهای «گرانروی»[4] در حال حرکت از نیروهای ناشی از فشار موئینگی بیشتر است. این درحالی است که در فرآیند جابه‌جایی براساس ریزش ثقلی به‌علت آهسته بودن جابه‌جایی، فشار موئینگی نقش بارزی در نگهداری نفت در بلوک‌ها ایفا می‌کند. از طرف دیگر، سرعت بالای تزریق در سیستم تک تخلخلی موجب می‌شود که سیال تزریقی از بخش میانی خلل و فرج‌های کوچک عبور نموده و لذا نفت قابل ملاحظه‌ای برجای می‌گذارد.

برای مقایسه عوامل کاهش بازیافت نفت از مخازن ایران با مخازنی که دارای بازیافت بالاتری هستند لزوماً باید این مخازن را تحت شرایط یکسان مقایسه کرد. به‌عبارت دیگر، ناچاریم پرتقال را با پرتقال و سیب را با سیب مقایسه کنیم، نه این‌که سیب را با پرتقال.

به‌عنوان مثال ما نمی‌توانیم میدان نفتی «لالی»[5] ایران را با 10 درصد بازیافت با مخزن «لیک‌ویو»[6] واقع در آمریکا 77 درصد بازیافت مقایسه کنیم. مخزن لالی مخزنی سنگ‌آهکی شکاف‌دار با میانگین نفوذپذیری 1/0 میلی دارسی با فشار موئینگی بالا و عمدتاً «نفت دوست»[7] است، درصورتی که مخزن لیک‌ویو مخزنی تک تخلخلی از جنس سنگ ماسه‌ای با نفوذپذیری 2000 میلی دارسی و با فشار موئینگی بسیار پایین و «آب دوست»[8] است. اگر مخزن لالی در امریکا کشف و از آن بهره ‌برداری می‌شد حتی 10 درصد نفت آن را بهره‌برداری نمی‌کردند زیرا آن‌ها با استفاده از روش سریع در بهره‌برداری، این میدان را بسیار کمتر از آن‌چه که می‌توانست تولید کند به اتمام می‌رساندند.

مثال مناسب دیگر مقایسه مخزن شکاف دار «اسپرابری»[9] در امریکا با میانگین نفوذپذیری 1/0 میلی دارسی با میدان نفتی هفتکل در ایران است. این دو میدان دارای نفوذپذیری تقریباً یکسان هستند، اما میزان نسبی تولید روزانه از میدان نفتی هفتکل به‌مراتب پایین‌تر از میدان اسپاربری در ابتدای بهره‌برداری می‌باشد.

ضریب بازیافت نفت به‌صورت طبیعی در هفتکل حدود 22 درصد است درصورتی که ضریب بازیافت طبیعی نفت در میدان اسپرابری کمتر از 8 درصد بوده است، ولی آن‌ها بیش از 3000 حلقه چاه در این میدان حفر کردند، درحالی که میزان نفتِ درجا در این میدان 2 میلیارد بشکه و میزان نفت درجا در میدان هفتکل حدود 7 میلیارد بشکه است و حال آن‌که تنها حدود 40 حلقه چاه در آن حفر شده است. پس از یک دوره کوتاه برداشت نفت به‌صورت طبیعی از میدان اسپاربری، برای مدتی طولانی آب و متعاقب آن برای مدت کوتاهی CO2 تزریق شد، در نتیجه کل بازیافت نفت از مخزن فوق تاکنون حدود 12 درصد بوده است.

درصورتی که فشار میدان نفتی هفتکل را به حد اولیه آن در تاج مخزن یعنی [PSI1420[10 رسانده شود، ضریب بازیافت نفت این مخزن به بیش از 27 درصد می‌رسد. از سوی دیگر اگر می‌توانستیم فشار مخزن هفتکل را به حد اولیه فشار مخزن اسپرابری یعنی معادل PSI2250 افزایش دهیم، ضریب بازیافت نفت مخزن فوق به حدود 35 درصد می‌توانست برسد.

تفاوت اصلی بازیافت نفت در میدان‌های هفتکل و اسپرابری نشان‌دهنده آن است که میدان هفتکل اولاً با سرمایه‌گذاری بسیار پایین‌تر به نحو بهتر و صحیح‌تر بهره‌برداری شده است و ثانیاً تخلیه سریع از مخازن شکاف‌دار، همواره افت شدیدی در بازیافت نفت به‌دنبال دارد.

نمونه‌های بالا نشانگر آن است که مخازن ایران با حداکثر ضریب بازدهی، تحت شرایط تخلیه طبیعی قرار داشته‌اند و نباید آن‌ها را با مخازنی که از ویژگی‌های دیگری برخوردارند مقایسه کرد. در حقیقت ضریب بازیافت نفت در مخازن مشابه در کشور امریکا یا هرجای دیگر، فاصله بسیار زیادی با ضریب بازیافت نفت در ایران دارد، چنان‌که به نمونه‌ای از آن درمورد هفتکل اشاره شد. بنابراین ضریب بازیافت نفت در ایران را نباید با هیچ جای دیگر جهان که دارای خصوصیات مخزنی متفاوت و دارای طبیعت تولیدی خاص خود است و یا از ویژگی‌های دیگری برخوردارند مقایسه کرد.

با وجود این، در مطالعه تطبیقی ضرایب بازیافت نفت از مخازن شکاف‌دار ایران با مخازن مشابه در سایر نقاط جهان باید به موارد زیر توجه کرد.

الف) کشورهایی که دارای مخازن شکاف‌دار از جنس سنگ آهک هستند (مشابه آن‌چه در ایران وجود دارد) غالباً در تملک شرکت‌های دولتی است، مانند کشورهای مکزیک، عراق، عمان، لیبی و سوریه. این کشورها اطلاعات کافی درمورد ذخایر نفتی خود منتشر نمی‌کنند، به‌ویژه درمورد ضریب بازیافت نفت از آن‌ها.

ب) مخازن نفت کشورهای فوق عموماً شکاف‌دار است، اما برای مثال مخازن نفتی کشور مکزیک غالباً دارای فشار بسیار بالاتری از «فشار نقطه اشباع»[11] است و بخش عمده‌ای از بازیافت نفت ناشی از جریان انبساط سیال در سنگ مخزن است، درصورتی که بیشتر میدان‌های نفتی ایران از ابتدا درحدود فشار نقطه اشباه هستند و از انبساط سیالِ بسیار کمی برخوردارند.

بنابراین برای مقایسه ضرایب بازیافت نفت از مخازن مکزیک با مخازن ایران در شرایط تقریباً یکسان، باید میزان بازیافت نفت را از فشار نقطه اشباع تا پایان طول عمر مخزن محاسبه و مقایسه کرد.

ج) بعضی از مخازن کشورهای فوق الذکر، حاوی غارهای بزرگ است مانند میدان نفتی کرکوک در عراق و یا قوار در عربستان و بعضی دیگر حاوی «حفره‌های کوچک»[12] مانند بسیاری از ذخایر نفتی مکزیک. ضریب بازیافت نفت از این مخازن به‌دلیل وجود غارهای بزرگ نفتی یا حوزه‌ها به مراتب بیش از ذخایر مشابه آن در ایران است.

د) حدود 15 مخزن شکاف‌دار در قسمت شمال شرقی سوریه وجود دارد که دارای نفت تقریباً سنگین و فشار کم است. این مخازن به‌وسیله متخصصین شوروی سابق و بدون تجربه کافی مورد بهره‌برداری قرار گرفته بود. میزان بازدهی این مخازن کمتر از 16 درصد گزارش شده است که نسبت به موارد مشاقه آن در ایران پایین‌تر است.

ه) در بسیاری از نشریات نفتی به میزان «تولید – فشار» مخازن مختلف اشاره می‌شود، ولی هیچ‌گاه از بازیافت‌ نهایی در این مخازن ذکری به‌میان نمی‌آید. این‌گونه نشریات معمولا به میزان نفتی که در مدت زمانی معین استخراج می‌شود تکیه می‌کند، بنابراین مرجع مستند و کافی در زمینه مقایسه مخازن وجود ندارد.

از توضیحات بالا پیچیدگی مسئله تا حدودی روشن می‌شود. به‌هرحال براساس اطلاعات منتشر شده موجود درمورد مخازنی که تا حدودی مشابه مخازن ایران هستند می‌توانیم از روش‌های درجه‌بندی استفاده کنیم تا تخمین بهتری از ضریب بازیافت به‌دست آورد.

[1] . Displacement, Under Gravity

[2] . Long Core

[3] . Wettability

[4] . Viscosity

5 . در دامنه کوه‌های زاگرس

[6] . Lakeview

[7] . Oil Wet

[8] . Water Wet

[9] . Spraberry

[10] . Pound Per Square Inch

[11] . Bubble Point Pressure

[12] . Vugs