چاه‌های ‌نفت‌ هوشمند ‌می‌شوند

هدف نهایی فناوری مخازن هوشمند آن است که اتفاقات درون چاهی به طور مداوم مورد پایش قرار گرفته و لحظه به لحظه به بخش پرداشگر منطقه‌ای فرستاده شوند، تا در این بخش پردازش‌های لازم بر روی داده‌های خام به منظور شبیه سازی مخزن و مدلسازی سنگ و سیال صورت گیرد. نتیجه این پردازش‌ها به بخش مدیریت مخزن گزارش و تصمیمات و استراتژی‌های لازم اتخاذ شده و به صورت دستور‌العمل‌هایی به تجهیزات درون چاهی ارسال می‌شود. به این ترتیب به کمک تکنولوژی مخزن هوشمند، فرآیند مدیریت مخزن به طور مداوم انجام می‌شود.

در پژوهشگاه صنعت نفت به لحاظ اهمیت تکنولوژی مخزن هوشمند،‌ طرحی با همین عنوان به تصویب رسیده است. به گفته مهندس سید صالح هندی، در اولین پروژه از این طرح با عنوان <طراحی و تهیه نمونه اولیه پویانما در اندازه سانتیمتری و ساخت چاه مصنوعی کنترلی در سطح زمین> که توسط شرکت پژوهشگران نانو فناوری در مکان طرح جامع پژوهشگاه صنعت نفت در حال انجام است تمرکز بر چگونگی داده‌گیری درون چاهی و پردازش آنهاست. هندی می‌افزاید: همان‌طور که از عنوان پروژه بر می‌آید، این فعالیت از دو بخش اصلی تشکیل شده است؛ بخش اول تهیه و طراحی نوعی ابزار اندازه‌گیری درون چاهی و بخش دوم ساخت یک چاه کنترلی بر روی زمین به عنوان بستر مناسبی برای انجام آزمایشات بخش اول است.

وی خاطر نشان می‌کند: فاز طراحی، ساخت و نصب چاه مصنوعی این پروژه به اتمام رسیده است. چاه مصنوعی مذکور اولین سیستم فشار بالای شبیه ساز در خاورمیانه است که سیال را در یک سیکل رفت و برگشتی تحت فشار قرار می‌دهد. این سیستم مشتمل بر دو نوع خط لوله است که یکی برای اندازه‌گیری ته چاهی، حداکثر در فشار 3000 psi و دیگری برای انجام آزمایش‌های سرچاهی در فشار اتمسفری کار می‌کند. بر روی این سیستم، ابزار و ادواتی پیش بینی شده که فشار خط لوله اول قابل تنظیم کرده است. در این سیستم دبی نیز همانند فشار،‌ قابلیت تغییر داشته و حداکثر می‌تواند (معادل) باشد. هندی می‌افزاید: به لحاظ رعایت شکل ظاهری و شبیه‌سازی بهتر اتفاقات درون چاهی، این سیستم به صورت عمودی ساخته شده و ارتفاع هر خط آن در حدود 6 متر است. در فاز اول راه‌اندازی، بیشتر شبیه‌سازی قسمت‌های انتهایی چاه‌های تولید مخازن نفتی مورد نظر بوده است از این رو سیال گردشی در سیستم تک فاز در نظر گرفته شده است اما در فازهای بعدی به‌کارگیری سیالات دو فازی و سه فازی جزء برنامه است.

در حال حاضرمذاکراتی با مدیریت‌های عملیاتی شرکت‌های مختلف نفت انجام شده و پژوهشگاه درصدد است تا این فناوری را در یکی از میادین نفتی با هوشمند سازی چند چاه به صورت واقعی عملیاتی کند.

کنترل چاه نفت ازراه دور

چاه‌های مجهز به وسایل سنجش اندازه‌گیری و کنترل درون چاهی را که قابلیت دریافت و انتقال اطلاعات و در نتیجه کنترل‌پذیری بیشتر نسبت به چاه‌های معمولی دارند, چاه‌های هوشمند می‌نامیم.

از دیگر قابلیت‌های یک چاه هوشمند کنترل از راه دور بودن آن است. چراکه اطلاعات مخابره شده از چاه را می‌توان به کمک ماهواره و اینترنت در آن واحد  به نقطه‌ای دور دست مخابره کرد و چند لحظه بعد تنها با فشار چند دکمه تغییرات لازم اعم از کنترل شیرها، سرعت و جهت حرکت مته حفاری و ... را به چاه اعمال کرد. به عنوان نمونه چاهی در ایالت ایندیانای آمریکا وجود دارد که دارای شیرهای کنترل درون چاهی است. بخش زیادی از مراحل حفاری و بهره‌برداری از این چاه از هیوستون که تقریبا 1000 مایل با چاه فاصله دارد کنترل می‌شود. این امر باعث کاهش خطرهای جانی در منطقه حفاری می‌شود چرا که نیاز به حضور نیروی فنی در منطقه بسیار کمتر است. در ضمن یکی دیگر از کاربردهای این فناوری در چاه‌های چند شاخه‌ای است. در واقع با نصب شیرهای کنترل و سنسور‌های مخصوص در هر شاخه می‌توان با هر شاخه همانند یک چاه جدا برخورد کرد و جریان را در هرکدام از آنها به دلخواه تنظیم کرد. چنانچه چاه مورد نظر تک شاخه‌ای باشد به کمک شیرهای کنترل می‌توان چاه را به چند بخش تقسیم کرد و هر بخش را به صورت جدا کنترل کرد. 

 چاه‌های هوشمند و محیط زیست

تکنولوژی چاه‌های هوشمند علاوه بر مزایا وویژگی‌های متعدد، تاثیر مثبت و چشمگیری در سلامت محیط زیست و ایمنی دارد. چراکه به کمک جداسازهای درون چاهی نفت و گاز می‌توان میزان تولید گازهای نامطلوب را تاحد چشمگیری کاهش داد.ضمن آن‌که گازهایی مثل سولفید هیدروژن S2H علاوه بر تاثیر منفی در سلامت تنفسی محیط عملیات، باعث ایجاد خوردگی در تاسیسات نیز می‌شوند. همچنین به کمک جداسازهای درون چاهی آب و نفت می‌توان میزان آب تولیدی سازند را تاحد مطلوبی کاهش داد. این امر در مناطق دریایی دارای اهمیت زیادی است. چرا که آب مخزن از لحاظ میزان ویتامین‌ها و پروتئین‌ها و مواد معدنی با آب دریا تفاوت زیادی دارد و چنانچه دفع مناسب این آب‌ها ممکن نباشد سلامت جانداران آبزی به خطر می‌افتد. به کمک الگوریتم‌ها و روش‌های بهینه‌سازی چه در بخش حفاری و چه در بخش تولید می‌توان چاه‌ها 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 می‌شود و دستگاه‌های کنترل به بهترین نحو از مخزن بهره‌برداری کرد و کمترین آسیب را به آن رساند . تعداد کمتر چاه‌های حفر شده یعنی دخالت کمتر در محیط طبیعت، تعداد راه‌های ارتباطی و حمل و نقل کمتر و تاثیر کمتر بر حیاط وحش منطقه. کاربرد این تکنولوژی بر افزایش ایمنی محیط کار نیز موثر است. با استفاده از تکنولوژی پایش چاه و کنترل از راه دور فرآیندهای درون چاهی دیگر نیاز به حضور بعضی تخصص‌ها در منطقه حفاری یا بهره‌برداری نیست. آلودگی صوتی، خطر فوران چاه، وجود گازهای نامطلوب در مناطق نفتی از جمله مواردی است که سلامت پرسنل را تهدید می‌کند.