امروزه استمرار تولید صیانتی از مخازن نفتی، جلب رضایت‌ مشتریان و انجام تعهدات تولید، با لحاظ شرایط بهداشت صنعتی، ایمنی و زیست محیطی، همراه با کاهش منطقی هزینه‌های تولید و عرضه، از جمله مهمترین اهداف شرکتهای تولیدکننده نفت و گاز است. چنانچه مدیریت صحیح در زمینه تولید ماسه انجام نشود، هزینه‌های سنگین و اضافی بر شرکت تحمیل می‌شود و امکان دارد ظرفیت تولید کاهش یابد.

با توجه به اهداف و سیاستهای کلی تولید و صیانت، هنگامی‌ که سازند تولیدی مستعد تولید ماسه باشد، این سئوال مطرح می‌شود که چگونه و تحت چه شرایطی و چه زمانی ممکن است سازند ماسه تولید کند؟ در صورتی که ناگزیر از تولید ماسه باشیم کدام روش برای مدیریت و یا مهار آن مناسب خواهد بود؟ برای پاسخگویی به این سئوالها باید عوامل، شرایط و محدودیتهای مسیر تولید، فاکتورهای مدیریتی و راهبرد تولید و ملاحظات اقتصادی را به صورت دسته‌بندی شده  بررسی و ارزیابی کرد.

درک دلیل تولید ماسه از مخزن، نخستین گام اساسی در جهت مدیریت تولید ماسه است. شاید نصب سامانه‌های مهار ماسه بخشی از راه حل باشد، اما راه حل نهایی نیست. مثلاً توانایی مدلسازی و پیش‌‌بینی وضع مخزن برای تولید ماسه به مهندسان این اجازه را می‌دهد تا برای رفع مشکل ماسه از روش آزمایش و خطا استفاده نکنند. راهبرد موفق مدیریت ماسه از مرحله حفاری آغاز می‌شود و تا زمان تخلیه مخزن ادامه می‌یابد.

در مخازنی با ساختار ماسه سنگی ضعیف، استفاده از روشهایی که بدون توری‌گذاری هستند، بهینه به نظر می‌رسد. در مدیریت تولید ماسه، روش جداسازی ماسه در بالای چاه هم وجود دارد که به وسیله جداکننده‌های ویژه ماسه انجام می‌شود که در چنین مواردی جنبه اقتصادی آن باید در آخرین مرحله در نظر گرفته شود.

تکمیل بهینه چاه بر مبنای اطلاعات کافی از مخزن استوار است. مراحل مدیریت تولید ماسه برای چاههایی که با این مشکل مواجه هستند به قرار  زیرند:

1- پیش‌بینی تولید ماسه 

2- پیشگیری از تولید ماسه

3- پایش چاه

4- تعمیر چاه

مدیریت تولید ماسه در مخزن

تولید ماسه در سازندهای ماسه سنگی و لایه‌های تولیدی حاوی ماسه‌سنگ، مشکلات عمده‌ای را در حین تولید ایجاد می‌کند که به اختصار  موارد زیر را می‌توان نام برد:

- ایجاد حفره‌ها و کانالها، که براثر ادامه تولید به نحو قابل توجهی بازتر و سبب مچالگی سازندها و لایه‌های مجاور می‌شود. همچنین ممکن است پوش‌سنگ - در مخازنی که این لایه نسبتاً نازک باشد- فرو ریخته و نشت کند.  

شکل 5-1- حفره ایجاد شده در مخزن در اثر تولید ماسه

-  در صورت خارج نشدن ذرات جامد از سازند کاهش سطح مقطع در حفره‌های باریک سنگ مخزن، باعث کاهش تراوایی مخزن می‌شود.

مچالگی لوله‌های جداری چاه بر اثر ریزش لایه‌های بالایی

با توجه به مشکلات ذکر شده، سئوالات عمده‌ای که باید در اینجا پاسخ گفته شوند به قرار زیرهستند:

با چه دبی، چه میزان افت فشار مجاز تحتانی و با کدام شیوه تولید، باید آسیبهای مخزن را به حداقل رساند؟ آیا استفاده از روشهای بهبود خواص مکانیکی سنگ مخزن لازم خواهد بود؟ 

پاسخ به سئوالاتی از این دست، نیازمند شناخت کافی از مخزن است ولی می‌توان توصیه‌های کلی را در مخازن مختلف رعایت کرد. از جمله مسائل مهمی‌که می‌تواند در نظر گرفته شود حداقل نوسان دبی تولیدی است، زیرا میزان تولید ماسه به تغییرات دبی بسیار حساس است و آشفتگی حاصل از تغییر دبی به جدا شدن ذرات ماسه از سازند کمک می‌کند.

مدیریت تولید ماسه در چاه

ذرات جامد پس از ورود به دهانه چاه حرکت خود را همراه با سیال به سمت بالا ادامه می‌دهند. در صورتی که برای تولید نیازمند روشهای فرازآوری مصنوعی باشیم، حداقل ذرات جامد نیز می‌تواند سامانه فرازآوری (بخصوص پمپهای درون چاهی) را با اشکال مواجه کند.

از نقاط حساس این مجموعه می‌توان از مشبکها، دهانه حفره باز، نقاط با تغییرات شدید سطح مقطع مانند ورودی رشته تکمیلی/ لوله مغزی، کاهنده و نقاطی که جریان را تغییر جهت می‌دهد مانند خم S شکل و ورودی تله سنگ نام برد.

مشکلاتی که هنگام تولید ماسه ممکن است برای چاه اتفاق بیفتد به قرار زیرند:

- انباشته شدن ماسه در رشته تولیدی (و یا جداری/ آستری) چاه، بخصوص در مواقع بستن چاه که سبب تشکیل مانع می‌شود. اگر در سیال تولیدی ذرات جامدی مانند آسفالتین وجود داشته باشد، به دلیل افزایش چسبندگی، احتمال تشکیل مانع بیشتر خواهد بود.  تشکیل مانع سبب افت فشار تولیدی و مسدود شدن حفره‌ها می‌شود.

- به دلیل ایجاد شرایط ناایمن و وجود ذرات معلق و ته‌نشین شدن ماسه در حفره، خطرپذیری اندازه‌گیریهای درون چاهی افزایش می‌یابد و گاه غیرممکن می‌شود.

-  خطرپذیری در حین عملیات تعمیر و مانده‌یابی افزایش می‌یابد.

با توجه به مسائل ذکر شده، سئوالهای عمده‌ای که باید در اینجا پاسخ گفته شوند به قرار زیرند: با چه سرعتی (دبی) جریان سیال می‌تواند ذرات را با خود از چاه خارج و از رسوب آن جلوگیری کند؟ آیا افت فشار جریانی ناشی از سنگین شدن ستون سیال قابل قبول خواهد بود؟ آیا خصوصیات فیزیکی سیالات تولیدی (وزن مخصوص، گرانروی و...) به نحوی خواهد بود که بتواند ذرات جامد را به گونه‌ای در خود حمل کند که برخوردهای مخرب با دیواره مسیر و در نتیجه خوردگی سایشی را به حداقل خود برساند؟ در صورت نیاز تا چه حد می‌توان بدون انجام روشهای شیمیایی، شیمیایی- فیزیکی و مکانیکی تولید از چاه را ادامه داد؟ کدام روش برای ثابت نگهداشتن، کاهش و مهار تولید ماسه برای یک چاه مشخص بهینه‌تر خواهد بود؟

مدیریت تولید ماسه در تسهیلات سرچاهی

تسهیلات سرچاهی را می‌توان از خروجی حصار چاه، شامل لوله‌های جریانی، چند راهه ورودی کارخانه، مجموعه تفکیک‌گرها و دیگر تسهیلات فرآورشی دانست. ذرات جامدی که توانسته‌اند از مسیر چاه عبور کرده و به تسهیلات سرچاهی برسند، در این مرحله می‌توانند مشکل‌ساز باشند. در ورودی کارخانه خطوط لوله جریانی چاهها در چندراهه ورودی به هم پیوسته و به سمت ردیفهای تفکیک فرستاده می‌شوند.

از نقاط حساس این مجموعه می‌توان چند راهی ورودی کارخانه، شیرها، ورودی و فضای داخلی تفکیک‌گرها را مثال زد.

مشکلات عمده‌ای که می‌توان در اینجا به آن اشاره کرد:

- میزان رسوب کنده‌های سازندی در خطوط انتقال و یا تجهیزات فرآورش

-  خوردگی سایشی مسیر

فرآیند تفکیک فازها در تفکیک‌گرها بر مبنای تفاوت چگالی این فازهاست. سیال تولیدی پس از عبور از ورودی تفکیک‌گرها که می‌تواند مجموعه‌ای از پره‌ها و یا یک صفحه ساده منحرف کننده جریان باشد، دچار افت فشار شده و مقدار عمده‌ای از گاز محلول جدا شده و از قسمت خروجی گاز خارج می‌شود. نفت، آب و ذرات جامد در کف ظرف انباشته شده و بنا به خاصیت امتزاج ناپذیری و تفاوت چگالی از یکدیگر تفکیک می‌شوند. برای نفت و آب تفکیک شده خروجی‌های مستقلی در نظر گرفته شده است، ولی ذرات جامد در کف ظرف ته نشین می‌شوند. این امر سبب کاهش حجم عملیاتی ظرف شده و با خارج‌سازی ردیف تفکیک از مدار تولید باعث محدودیت تولید و عملیات زمان/هزینه‌بر تعمیر و شستشو می‌شود. 

با صرف نظر از احتمال خوردگی سایشی، مشکل رسوب‌گذاری محدودکننده‌ترین عامل در تعیین حداکثر ماسه تولیدی خواهد بود که در میدانهای جنوب کشور این میزان حدود 10- 5 ق.د. است.

مدیریت تولید ماسه و  ایمنی

الزام به قوانین و دستور عملهای ایمنی از اصول اولیه خط مشی مدیریت در صنعت نفت است. بازرسی دوره‌ای، پایش میزان خوردگی و تعمیر و تعویض بموقع خطوط لوله، شیرها و تجهیزات مسیر تولید، از عوامل پیشگیری کننده اتفاقات و حوادث هستند. با تعریف میزان خوردگی مجاز ناشی از تولید ماسه و جمع‌آوری داده‌های میدانی می‌توان حداکثر میزان ماسه تولیدی را تعیین کرد.

مدیریت تولید ماسه و عوامل اقتصادی

حفظ میزان تولید بر مبنای تعهد، از جمله عمده‌ترین اهداف مدیریتی است. تصمیم‌گیری درباره هرگونه عملیات در باب تولید و تعمیر که به نحوی منجر به کاهش تولید شود، انتخاب روش مناسب، ارزیابی هزینه‌های مستقیم و غیرمستقیم و زمان مناسب تعمیر باید در برنامه‌ریزی لحاظ شود. 

عوامل اقتصادی که باید در تصمیم‌گیری لحاظ شوند:

میزان تولید: تأثیر سامانه‌های مهار ماسه بر دبی و رابطه آن با افت فشار چاه 

هزینه‌های تکمیل چاه: هزینه سامانه‌های مهار ماسه مانند توریهای سیمی و توریهای پیشرفته

تکرار تعمیر چاه 

تولید ماسه باید به طور مداوم تحت نظارت بوده و در حد قابل قبولی مهار شود، تا بتوان در حد انتظار و مطابق برنامه از چاه تولیدکرد. حداکثر میزان قابل قبول تولید ماسه تابعی از اندازه دانه‌ها، خصوصیات سیال، محدودیتهای تسهیلات فرآورشی، و افت فشار مجاز است.