به گزارش خبرنگار شانا، پژوهش در صنعت نفت زمانی به دستاورد واقعی تبدیل می‌شود که نتیجه آن در میدان، چاه و تأسیسات قابل مشاهده باشد؛ از افزایش برداشت از مخازن و کاهش مشکلات حفاری گرفته تا تصمیم‌گیری دقیق‌تر برای مدیریت تولید و استفاده از داده‌های عملیاتی در زمان مناسب.

بررسی عملکرد شرکت ملی نفت ایران در حوزه پژوهش و فناوری در دولت چهاردهم نشان می‌دهد این شرکت با همین رویکرد، مجموعه‌ای از قراردادهای مسئله‌محور را با دانشگاه‌ها و پژوهشگاه‌های کشور تعریف کرده و هم‌زمان، توسعه فناوری در حوزه‌هایی همچون هوش مصنوعی، دیجیتال‌سازی میدان‌ها، اکتشاف، انرژی‌های پاک و فناوری‌های مرتبط با تولید را در دستور کار قرار داده است.

در این چهارچوب، ۲۲ قرارداد مسئله‌محور فناورانه با ۱۳ دانشگاه و پژوهشگاه برتر کشور تعریف شده است. هدف این قراردادها توسعه فناوری، دستیابی به دانش فنی، ارزیابی میدانی فناوری‌ها، افزایش ضریب بازیافت و بهبود تولید و همچنین رفع چالش‌های مرتبط با مخزن، چاه و تأسیسات است.

این قراردادها در ۶ حوزه اصلی ازدیاد برداشت، حفاری، انگیزش و تعمیر و تکمیل چاه، توصیف مخزن و الگوسازی و شبیه‌سازی، پایش بهنگام و تحول دیجیتال و خوردگی تعریف شده‌اند و از اجرای پایلوت میدانی تا طراحی پایلوت، ساخت و تولید و مطالعات و ارزیابی‌های میدانی را در بر می‌گیرند.

ازدیاد برداشت؛ فناوری برای بازیابی بیشتر نفت

یکی از مسیرهای مهم افزایش تولید، استفاده از فناوری‌های ازدیاد برداشت متناسب با ویژگی‌های مخازن است. شرکت ملی نفت ایران، در این بخش، چالش پایین‌بودن ضریب بازیافت را در میدان‌های اهواز، آزادگان، مسجدسلیمان، منصوری، سروش، کوپال و گچساران هدف‌گذاری کرده است.

تفاوت در جنس و ساختار مخازن نیازمند استفاده از راهکارهای متفاوت است؛ ازاین‌رو فناوری‌های تزریق آب کم‌شور و هوشمند، تزریق نانو و سورفکتانت و تزریق پلیمر برای مخازن با مکانیسم‌های تولیدی مختلف توسعه داده شده‌اند.

در این میان، اجرای پایلوت در میدان اهواز انجام شده و برای میدان آزادگان نیز اجرای پایلوت در نیمه دوم سال ۱۴۰۵ پیش‌بینی شده است. به این ترتیب، بخشی از فعالیت پژوهشی به‌طور مستقیم به مرحله آزمون فناوری در شرایط واقعی میدان رسیده است.

حفاری؛ کاهش چالش با تکیه بر فناوری

بخش دیگری از برنامه پژوهش و فناوری به مسائل تخصصی حفاری اختصاص یافته است؛ حوزه‌ای که حل مسائل آن می‌تواند بر زمان و کیفیت عملیات حفاری اثرگذار باشد. برای میدان رگ‌سفید، فناوری ساخت سیمان فوق‌سبک و برای میدان بی‌بی‌حکیمه، سیمان فوق‌سنگین در قالب پایلوت میدانی هدف‌گذاری شده است. ساخت افزایه‌های ویژه گل حفاری و گل حفاری فوق‌سبک نیز به‌ترتیب در میدان‌های بی‌بی‌حکیمه و کرنج دنبال می‌شود.

در پارس جنوبی نیز تولید نرم‌افزار بهینه‌سازی سیال حفاری در دستور کار قرار گرفته است و برای میدان اسفند، طراحی لوله جداری با استفاده از الگوسازی ژئومکانیکی دنبال می‌شود.

این پروژه‌ها برای مواجهه با چالش‌هایی ازجمله سیمان‌کاری در مخازن با فشار پایین، سیمان‌کاری لایه‌های پرفشار، هرزروی گل، افزایش زمان حفاری و مچالگی لوله جداری تعریف شده‌اند.

تعمیر و تکمیل چاه؛ ورود هوش مصنوعی به عملیات

در حوزه انگیزش، تعمیر و تکمیل چاه نیز مجموعه‌ای از فناوری‌های جدید در حال توسعه است. تولید نرم‌افزار اسیدکاری با رویکرد بهینه‌سازی حین عملیات در میدان درود و توسعه نرم‌افزار اسیدکاری با استفاده از هوش مصنوعی در پارس جنوبی، از پروژه‌های این بخش است.

در کنار این موارد، ساخت ژل‌پالگ در میدان الوند، ساخت ژل پلیمر در میدان مارون، تولید بازدارنده آسفالتین در میدان‌های مارون و خشت، کنترل امولسیون نفت و آب در ستون چاه و ادوات سرچاهی میدان بینک و توسعه فناوری فرازآوری خودکار در میدان رگ‌سفید دنبال می‌شود.

طراحی پایلوت فناوری شیر کنترل درون‌چاهی در میدان فروزان و ساخت دستگاه آزمایشگاهی برای طراحی صفحه کنترل ماسه در میدان منصوری نیز در این مجموعه قرار دارد. همچنین، فناوری ساخت پلاسمایپالسی در میدان دارخوین در بخش ساخت و تولید تعریف شده است.

مخزن؛ تصمیم‌گیری بر پایه الگو و داده

توصیف مخزن، الگوسازی و شبیه‌سازی نیز بخش دیگری از این زنجیره فناورانه است. ساخت و اجرای میدانی ردیاب پایه‌آبی در میدان اسفند و اجرای میدانی ردیاب پایه‌گازی در میدان دارخوین، از پروژه‌های این حوزه است.

همچنین، الگوسازی هم‌زمان چاه، مخزن و تأسیسات با رویکرد بهینه‌سازی کمپرسور، پمپ سطحی نفت و تأسیسات فرآورشی گاز به‌ترتیب در میدان‌های پارس جنوبی، رگ‌سفید و تنگ‌بیجار تعریف شده است.

الگوسازی حلقه‌بسته تحت شرایط عدم قطعیت در میدان الوند، الگوسازی انسداد میعانی در پارس جنوبی، مطالعات ژئوشیمی مخزن در میدان کرنج و پهنه‌بندی و ارزیابی نشت سطحی نفت در مسجدسلیمان نیز در این حوزه دنبال می‌شود.

پایش بهنگام؛ فاصله میان داده و تصمیم کوتاه می‌شود

یکی از چالش‌های مهم مدیریت میدان‌ها، فاصله زمانی میان دریافت داده و تصمیم‌گیری برای مدیریت بهینه و بهنگام میدان است. برنامه‌های پژوهشی شرکت ملی نفت ایران در حوزه پایش بهنگام و تحول دیجیتال، این مسئله را هدف گرفته‌اند.

برای میدان دارخوین، فناوری هوش مصنوعی و کلان‌داده در ارتباط با تزریق امتزاجی گاز و برای میدان اسفند، هوش مصنوعی و کلان‌داده در ارتباط با سیلاب‌زنی آب هدف‌گذاری شده است. همزاد دیجیتال در میدان نوروز، سیستم مدیریت چاه، مخزن و تأسیسات WRFM در گچساران و جریان‌سنج مجازی و سیستم DAS در میدان درود نیز از دیگر فناوری‌های تعریف‌شده در این بخش است.

هوش مصنوعی؛ ۱۳۱ پروژه برای یک صنعت داده‌محور

شاید یکی از شاخص‌ترین بخش‌های کارنامه پژوهش و فناوری شرکت ملی نفت ایران، توسعه کاربردهای هوش مصنوعی باشد. تا پایان سال ۱۴۰۴، حدود ۱۳۱ پروژه هوش مصنوعی در حوزه‌های اکتشاف، تولید، حفاری، اچ‌اس‌ئی و بخش‌های راهبردی و پشتیبان در شرکت ملی نفت ایران پیشنهاد شده است.

از این تعداد، ۵۵ پروژه در مرحله فراخوان، ۳۲ پروژه در حال اجرا، ۱۷ پروژه در مرحله امضا قرارداد، ۱۵ پروژه در مرحله جامع‌سازی پروپوزال و ۱۲ پروژه خاتمه‌یافته بوده‌اند.

دامنه این پروژه‌ها از مدیریت مخزن تا عملیات حفاری و تولید را شامل می‌شود. برای نمونه، بهینه‌سازی مدیریت بهنگام مخزن در میدان دارخوین بر مبنای فناوری میدان نفتی دیجیتال، توسعه نرم‌افزار الگوی یکپارچه مخزن و روزمینی در پارس جنوبی، توسعه و اثبات فناوری جریان‌سنج مجازی برای بهینه‌سازی برخط تولید و طراحی پایلوت بهبود تولید میدان الوند با رویکرد مدیریت مخزن حلقه‌بسته در این مجموعه قرار دارد.

دیجیتالی‌شدن میدان‌ها

تحول دیجیتال در شرکت ملی نفت ایران به تعریف چند پروژه نرم‌افزاری محدود نمانده و به‌سمت دیجیتالی‌سازی خود میدان‌ها حرکت کرده است. در بخش مطالعات امکان‌سنجی فنی و اقتصادی دیجیتالی‌کردن میدان‌ها، پروژه میدان دارخوین پایان یافته است و پروژه‌های پارس جنوبی و نوروز در حال تکمیل هستند. پروژه میدان خانگیران نیز در حال اجراست.

هم‌زمان، پروژه‌های دیجیتال‌سازی و هوشمندسازی در میدان‌های دارخوین، اسفند، الوند و فروزان در حال اجراست و برای میدان‌های درود، نوروز، گچساران و تنگ‌بیجار نیز فرایند نهایی‌سازی شرح خدمات در جریان است.

در بخش الگوسازی و استفاده از هوش مصنوعی نیز پروژه‌هایی همچون طراحی عملیات اسیدکاری در مقیاس میدان با الگوسازی هوش مصنوعی در پارس جنوبی، بهبود عملیات حفاری حین حفر چاه‌های جدید با استفاده از هوش مصنوعی، طراحی سامانه مدیریت میدان و چاه‌ها در فاز بهره‌برداری و پیش‌بینی عملکرد چاه‌های تولیدی با روش‌های هوشمند داده‌محور دنبال شده است.

هوشمندسازی اکتشاف؛ نگاه به زیرسطح با ابزارهای نو

کاربرد هوش مصنوعی به تولید و توسعه میدان محدود نشده و حوزه اکتشاف را نیز در بر گرفته است. از پروژه‌های این بخش می‌توان به کاربرد روش‌های یادگیری ماشین در تفسیر و پردازش داده‌های لرزه‌ای بازتابی، پیش‌بینی رسوب وکس با استفاده از الگوریتم‌های هوش مصنوعی، شناسایی گسل‌های موجود در مخزن با استفاده از داده‌های لرزه‌ای و تلفیق نشانگرهای لرزه‌ای و شبکه عصبی و همچنین مطالعات دیرینه‌شناسی و رسوب با استفاده از هوش مصنوعی اشاره کرد.

در بخش دیگری از این برنامه نیز پیش‌بینی عملکرد مخزن آسماری میدان اهواز، توسعه فناوری نمودارگیری چاه و تخمین خواص حرارتی و الکتریکی مخازن با استفاده از یادگیری ماشین و توسعه الگوی پیش‌بینی میزان اشباع آب برای مخازن کربناته ایران با استفاده از هوش مصنوعی دنبال شده است.

شبکه فناوری اکتشاف؛ دانشگاه‌ها در کنار صنعت

برای توسعه فناوری‌های حوزه اکتشاف، همکاری ساختاریافته‌ای با پنج دانشگاه شهید بهشتی، خوارزمی، فردوسی مشهد، صنعتی شاهرود و شهید چمران آغاز شده است. این طرح در پنج حوزه ژئومکانیک اکتشافی، ژئوشیمی اکتشافی مخزن، ژئوشیمی اکتشافی سطحی، تصویربرداری زیرسطحی و فناوری‌های سنگ کربناته و در قالب چهار بسته کاری ۱۰ساله دنبال می‌شود.

ارائه نقشه راه توسعه فناوری، تکمیل بانک اطلاعاتی در مقیاس آزمایشگاهی، نیمه‌صنعتی و صنعتی، پیشنهاد نحوه به‌کارگیری فناوری‌های منتخب و سرانجام جذب و بومی‌سازی فناوری، چهار بسته اصلی این برنامه را تشکیل می‌دهند.

در این طرح، بیش از ۳۰ دانشگاه، مؤسسه پژوهشی، شرکت خدماتی و شرکت‌های ای‌اندپی داخلی و همچنین دانشگاه‌ها و شرکت‌های بین‌المللی در قالب شبکه فناوری همکاری دارند.

از دیگر رویکردهای این طرح، تجاری‌سازی دستاوردها و ایجاد زیرساخت برای فعالیت شرکت‌های دانش‌بنیان است. به همین منظور، ایجاد مراکز تخصصی، تشکیل شبکه‌های تحقیقاتی، استفاده از توان علمی شرکت‌های دانش‌بنیان و مهندسان مشاور داخلی و انتقال دانش فنی و توسعه فناوری با همکاری شرکای خارجی دنبال شده است.

در ذیل طرح‌های توسعه فناوری اکتشاف، تاکنون ۱۵ پروژه فعال شده است که از این تعداد، ۱۴ پروژه خاتمه یافته؛ همچنین یک پروژه در حال اجرا و ۵ پروژه دیگر نیز در مرحله آغازبه‌کار قرار دارند. این اعداد نشان می‌دهد که برنامه توسعه فناوری اکتشاف، افزون‌بر طراحی نقشه راه، وارد مرحله اجرای پروژه‌های مشخص و قابل ارزیابی شده است.

بیش از ۱۰۰ قرارداد پژوهشی با دانشگاه‌ها و دانش‌بنیان‌ها

ارتباط شرکت ملی نفت ایران با جامعه علمی کشور به طرح‌های مسأله‌محور محدود نیست. در این شرکت، بیش از ۱۰۰ قرارداد پژوهشی و فناورانه با دانشگاه‌ها، مراکز تحقیقاتی و شرکت‌های دانش‌بنیان امضا و اجرا شده است.

همچنین، بیش از ۴۰ پروژه پژوهشی و فناورانه پایان یافته و ۱۸ قرارداد حمایت از پایان‌نامه‌های تحصیلات تکمیلی نیز خاتمه یافته است.

در حوزه حمایت از پایان‌نامه‌ها نیز ۷۰۰ قرارداد در مقاطع کارشناسی ارشد و دکتری امضا و اجرا شده است. افزون‌براین، ۲۱ قرارداد فرصت مطالعاتی اعضای هیئت علمی دانشگاه‌ها و مؤسسات پژوهشی و ۳۰ قرارداد طرح پژوهانه نیز در دستور کار قرار گرفته است.

این مجموعه اقدام‌ها، ظرفیت دانشگاه و جامعه علمی را به بخشی از زنجیره حل مسئله صنعت نفت تبدیل کرده است.

در کنار فناوری‌های مرتبط با تولید نفت و گاز، پژوهش درباره انرژی‌های پاک نیز در برنامه شرکت ملی نفت ایران دنبال شده است. پروژه پژوهشی و فناورانه «امکان‌سنجی توسعه فناوری هیدروژن در صنعت نفت کشور با رویکرد توسعه پایلوت فناورانه» پایان یافته و هفت قرارداد طرح پژوهانه در حوزه هیدروژن امضا شده است.

موضوع این قراردادها شامل امکان‌سنجی تولید هیدروژن بنفش از هیدروژن سولفید، ذخیره‌سازی هیدروژن در ساختار مخازن نفتی و گازی زیرزمینی، توسعه دانش فنی تولید هیدروژن آبی، شناسایی سنگ‌منشأهای بالقوه هیدروژن طبیعی در حوضه‌های رسوبی ایران و بررسی رفتار جریان گاز هیدروژن در محیط متخلخل است. همچنین یک طرح پژوهشی، مطالعات راهبردی هیدروژن به‌عنوان حامل انرژی را با هدف بررسی نقش آن در رفع ناترازی گاز دنبال می‌کند.

حضور پررنگ‌تر پژوهشگران ایرانی در نفت جهان

دستاوردهای پژوهشی شرکت ملی نفت ایران در عرصه بین‌المللی نیز بازتاب داشته است. در بیست‌وپنجمین کنگره جهانی نفت و انرژی، بیش از ۷۰ مقاله و پوستر از جمهوری اسلامی ایران پس از داوری نهایی پذیرفته شده است؛ رقمی که در مقایسه با بهترین عملکرد پیشین ایران در این رویداد (۳۰ مقاله و پوستر در دوحه در سال ۲۰۱۱) افزایش چشمگیری را نشان می‌دهد.

همچنین، ۶ نایب‌رئیس از جمهوری اسلامی ایران برای فروم‌های این کنگره انتخاب و تأیید شده‌اند؛ جایگاهی که در سند عملکرد، هم‌تراز با آمریکا و کانادا و بالاتر از کشورهایی مانند انگلستان، ژاپن، روسیه و برزیل توصیف شده است. این کنگره قرار است در پاییز ۱۴۰۵ برگزار شود و در سه بخش فنی، نمایشگاهی و پنل‌های وزرا و مدیران برنامه‌ریزی شده است.

در ادامه این حضور بین‌المللی، در خرداد ۱۴۰۵، سیدمهدیا مطهری، مدیر پژوهش و فناوری شرکت ملی نفت ایران و نایب‌رئیس کمیته ملی ایران، به‌عنوان یکی از اعضای کمیته برنامه‌ریزی شورای جهانی نفت و انرژی برای دوره ۲۰۲۶ تا ۲۰۳۰ انتخاب شد.

این جایگاه، افزون‌بر تقویت حضور بین‌المللی شرکت ملی نفت ایران و صنعت نفت کشور، امکان اثرگذاری بر موضوعات کلیدی کنگره، اولویت‌های فنی و راهبردی و معرفی سخنرانان برجسته در پنل‌ها و میزگردها را فراهم می‌کند. براساس گزارش عملکرد، پیشنهادهای نماینده ایران در نخستین نشست کمیته نیز در زمینه فروم‌ها و بخش‌های کنگره پیش‌رو مورد پذیرش اعضا قرار گرفته است.

پژوهش؛ حلقه اتصال دانش و تولید

کارنامه پژوهش و فناوری شرکت ملی نفت ایران در دولت چهاردهم را می‌توان در یک تغییر رویکرد خلاصه کرد: حرکت از پژوهش منفک از میدان به‌سمت پژوهش مسئله‌محور و فناوری میدان‌محور.

۲۲ قرارداد مسئله‌محور با ۱۳ دانشگاه و پژوهشگاه، ۱۳۱ پروژه پیشنهادی هوش مصنوعی، بیش از ۱۰۰ قرارداد پژوهشی و فناورانه با دانشگاه‌ها، مراکز تحقیقاتی و شرکت‌های دانش‌بنیان، ۷۰۰ قرارداد حمایت از پایان‌نامه‌های تحصیلات تکمیلی، توسعه فناوری‌های ازدیاد برداشت در میدان‌های مختلف، حرکت به‌سمت دیجیتالی‌سازی میدان‌ها، توسعه فناوری‌های جدید اکتشافی و ورود نظام‌مند به حوزه هیدروژن، تصویری از گستره این فعالیت‌ها ارائه می‌کند.

وجه مشترک بخش قابل توجهی از این برنامه‌ها، تلاش برای رساندن فناوری به نقطه‌ای است که بتواند در شرایط واقعی میدان ارزیابی و استفاده شود؛ از پایلوت‌های ازدیاد برداشت و فناوری‌های حفاری گرفته تا الگوهای هوشمند مخزن، جریان‌سنج مجازی، همزاد دیجیتال و سامانه‌های مدیریت یکپارچه چاه، مخزن و تأسیسات.

در چنین چهارچوبی، پژوهش دیگر صرفاً یک فعالیت پشتیبان برای صنعت نفت نیست، بلکه به یکی از ابزارهای توسعه تولید، ارتقای بهره‌وری، افزایش ضریب بازیافت، مدیریت هوشمند دارایی‌ها و ایجاد ظرفیت‌های فناورانه جدید تبدیل می‌شود.

شرکت ملی نفت ایران در این مسیر تلاش کرده است زنجیره‌ای را شکل دهد که از مسئله صنعت آغاز می‌شود، به دانشگاه و شرکت دانش‌بنیان می‌رسد، در قالب فناوری توسعه پیدا می‌کند، در میدان به آزمون گذاشته می‌شود و درنهایت می‌تواند به راهکار عملیاتی برای صنعت نفت تبدیل شود؛ زنجیره‌ای که استمرار آن می‌تواند ظرفیت علمی کشور را بیش از گذشته به نیازهای واقعی تولید و توسعه صنعت نفت پیوند بزند.