استخراج نفت ازچاههای هوشمندآنچه امروزه ذهن بسیاری از تولیدکنندگان نفت جهان را به خود مشغول کرده، چگونگی افزایش عرضه است؛ چراکه تولیدکنندگان عمده ناچار هستند برای برطرف ساختن نیازهای بازار که برآورد شده از حجم کنونی ?? میلیون بشکه در روز به ??? میلیون بشکه تا سال ???? می رسد از تجهیزات و امکانات به مراتب پیچیده تری استفاده کنند.در این میان بسیاری از میدان های عمده نفت و گاز جهان، چندین دهه است که به طور مداوم مورد بهره برداری قرار گرفته اند. از این رو، استخراج نفت و گاز بیشتر از این میدان ها، مقوله ای بس پیچیده و دشوار است. علاوه بر این انتظار می رود از آن دسته از میدانهایی که در دست اکتشاف قرار دارند یا قرار است توسعه یابند، استحصال و خروجی کمتری داشته باشند.
به همین دلیل مبحث جدیدی به نام چاههای هوشمند» و «استخراج هوشمندانه نفت و گاز» مطرح می شود. کارشناسان انرژی معتقد هستند بازار آینده نفت وگاز در دست تولیدکنندگانی خواهد بود که از فناوری های هوشمند در امر اکتشاف واستخراج بهره بگیرند. چندی پیش «یاپ فان بالگوین» مدیر برنامه میدان های هوشمند در کمپانی شل، طی یک کنفرانس شبکه ای زوایای جدیدی از این فناوری را نمایان ساخت. بالگوین در بخشی از سخنانش گفت: خبر خوش این است که ما می دانیم بخش عمده نفت، کجا خوابیده است. این نفت در همان محل هایی قرار دارد که سالیان سال مورداستخراج و بهره برداری قرار داشته است.
به گفته بالگوین، کمپانی نفتی شل استفاده از نسل جدیدی از تجهیزات ویژه چاههای نفت را با هدف افزایش توان بازیابی و استخراج و توسعه میدان های حاشیه ای با هزینه های به صرفه و اقتصادی آغاز کرده است. این امر با ارائه اطلاعات واقعی و دقیق از جریان استخراج، کمپوزیسیون سیالات ساختاری و فشار و دمای داخل چاه به مهندسان و اپراتورها میسر شده است.
براساس تحقیقات با بهره گیری از این فناوری می توان حجم بازیابی و استخراج از میدان های نفتی را تا ? درصد افزایش دادکه البته حجم بسیار کلانی است. بالگوین در این رابطه گفت: شرکت شل دریافته است که این ادعا، صحت دارد. در بهره گیری از فناوری جدید ما حتی به منافعی دست یافته ایم که هرگز پیش بینی نکرده بودیم. البته باید اذعان داشت که کسب بهترین نتیجه منوط به کنار هم گذاشتن تمام عناصر لازم از جمله مقیاس، نمونه سازی، تصمیم گیری و اجراست. شاخص های بهره برداری هوشمند از یک میدان نفت وگاز این است که ابتدا ذخایر میدان را اندازه بگیرید، سپس از محتویات، فعل و انفعالات و هر آنچه در این میدان ممکن است در جریان باشد نمونه سازی کنید، آن گاه مجموعه تصمیم های خود را اتخاذ کنید و سپس وارد مرحله اجرای تصمیمات شوید.
در حقیقت دستاورد کمپانی شل از فناوری جدید بسیار فراتر از آماری است که تخمین شده، چرا که توان استخراج ذخایر نفتی در حوزه عملیاتی شل در کشور کوچک اما نفت خیز برونئی، پس از به کارگیری فناوری هوشمند ?? درصد افزایش یافته است و به همین علت امروزه در برونئی تمام چاه های نفتی تحت فناوری هوشمند فعال هستند.
البته به خاطر پیچیدگی مطالعات زمین شناسی در برونئی، تا چندین سال بعد از اکتشافات نفت در این کشور (در سال ????) هیچ استخراجی صورت نگرفت و در واقع حفر چاه های هوشمند بود که صنعت نفت را در این کشور احیا کرد. دامنه امتیازهای فناوری چاه های هوشمند بسیار گسترده است و بخشهای مختلف از جمله اکتشاف، حفاری و استخراج را در بر می گیرد.
به لطف این فناوری، سکوهای نفتی کمتری ساخته می شوند و حجم تردد و آمد و شد نیروی انسانی نیز کاهش محسوسی پیدا می کند. در نتیجه دخالت و نقطه تماس انسان با محیط زیست هم کاهش می یابد.
بنا به آمار رسمی، شرکت شل تا پایان سال ???? میلادی، بالغ بر ??? میلیون دلار از محل بهره گیری از چاه های هوشمند در خلیج مکزیک، برونئی، مالزی و دریای شمال اضافه درآمد کسب کرده است که بخش عمده این اضافه درآمد در پی کاهش هزینه های انسانی، کاهش دخالت فیزیکی، صرفه جویی در وقت بویژه در چاههای آب عمیق و جبران ضرر ناشی از تاخیر در تحویل (به سبب دشواری های استخراج) حاصل شده است.
در حال حاضر فناوری چاه های هوشمند با عناوین مختلفی در اختیار شرکتهای نفتی عمده و مطرح قرار گرفته است. به عنوان مثال سیستم استخراج هوشمند با عناوین عملیات هوشمند، عملیات الکترونیکی و نیز عنوان چاه های هوشمند شناخته می شود. ولی ماهیت کار در تمامی این سیستم ها یکسان و مشابه است. هوشمندی یک چاه برگرفته از عملکرد حسگرهایی است که بر جریان مایعات داخل چاه، بویژه از نظر ترکیب آب و نفت نظارت می کنند. نسبت و حجم جریان، فشار و دمای داخل چاه توسط این سنسورها چک می شود و تصویری دقیق از آنچه صدها متر زیر زمین در جریان است، در اختیار اپراتور قرار می گیرد.
* هوشمندی در منابع انرژی
فناوری هوشمند در صنعت نفت تنها به چاه های نفتی محدود نمی شود. بنا است این فناوری در آینده نزدیک به خطوط لوله هم سرایت کند. آنچه در این عرصه مطرح است، به کارگیری سنسورهایی است که بتوانند روی خطوط لوله زیرزمینی سوار شده و به صورت چهاربعدی بر اتفاقات زیر زمین نظارت کنند. توسط این سنسورها می توان دریافت که در کدام قسمت، آب با نفت تلاقی دارد، آن گاه می توان جریان آب را با لوله های هوشمند از مسیر نفت دور کرد. همچنین می توان اعماق چاه های قدیمی را از نظر حجم آب ترکیبی با نفت بررسی کرد و دریافت که آیا دور کردن مسیر آب از نفت میسر است یا خیر.
طبیعی است که روشن شدن این مساله نقش مهمی در آینده بهره برداری از چاه های نفتی دارد. شرکتهای نفتی اگر دریابند که چاه مورد نظر آنها دیگر غنا و بهره دهی گذشته را ندارد، اقدام به توقف استخراج و بستن چاه می کنند که این امر، به نوعی با کاهش ضرر و افزایش خالص درآمد مترادف است.
چاه های هوشمند و محیط زیست
تکنولوژی چاه های هوشمند علاوه بر موارد ذکر شده تاثیر مثبت و چشمگیری در سلامت محیط زیست و ایمنی دارد. چرا که به کمک جداسازی درون چاهی نفت و گاز می توان میزان تولید گازهای نامطلوب را تا حد چشمگیری کاهش داد. گازهایی مثل سولفید هیدروژن علاوه بر تاثیر منفی در سلامت تنفسی محیط عملیات، باعث ایجاد خوردگی در تاسیسات نیز می شوند.
همچنین به کمک جداسازهای درون چاهی آب و نفت می توان میزان آب تولیدی را تا حد مطلوبی کاهش داد. این امر در مناطق دریایی دارای اهمیت زیادی است. چراکه آب مخزن از لحاظ میزان ویتامین ها و پروتئین ها و مواد معدنی با آب دریا تفاوت زیادی دارد و چنانچه دفع مناسب این آبها ممکن نباشد، سلامت جانداران آبزی به خطر می افتد. معمولا در چاه های جدید آب پس از جداسازی به سازندهای پایینتر پمپاژ می شود.
به کمک الگوریتم ها و روشهای بهینه سازی چه در بخش حفاری و چه در بخش تولید می توان چاه ها را با دقت بالا در منطقه مورد نظر حفاری کرد و پس از حفاری به کمک اطلاعات زیادی که در هر لحظه از چاه مخابره می شود و دستگاه های کنترل به بهترین نحو از مخزن بهره برداری کرد و کمتری آسیب را به آن رساند
