به گزارش شانا، با رشد تقاضای جهانی انرژی و افزایش رقابت، ایران ناگزیر است از فناوری‌های نوین و راهبردهای خلاقانه برای ارتقای ضریب بازیافت، کاهش ناکارآمدی‌های عملیاتی و تضمین پایداری تولید بلندمدت بهره گیرد. از این رو بررسی ظرفیت به‌کارگیری روش‌های پیشرفته‌ای همچون تحریک فراصوتی، حفاری افقی و تغییر ترشوندگی می‌تواند به انقلابی در افزایش بهره‌وری چاه‌های ایران منجر شود.
انسداد میعانات و آسیب سازند
یکی از چالش‌های پایدار در مخازن گاز میعانی ایران ـ به‌ویژه در پارس جنوبی ـ پدیده انسداد میعانات است. زمانی که فشار مخزن در جریان تولید به زیر نقطه شبنم می‌رسد، هیدروکربن‌های مایع در اطراف چاه متراکم می‌شوند و جریان گاز را به‌شدت مختل می‌کنند. این پدیده همراه با آسیب سازند ناشی از سیالات حفاری، رسوبات معدنی یا تجمع آسفالتین، می‌تواند بهره‌وری را بیش از ۵۰ درصد کاهش دهد. راهکارهای سنتی مانند اسیدکاری اغلب ناکافی است و حتی خطر آسیب بیشتر یا مشکلات زیست‌محیطی را به همراه دارند.
پژوهش‌های اخیر نشان می‌دهد فناوری فراصوت می‌تواند این چالش‌ها را به‌طور بنیادین کاهش دهد. مطالعات اثبات کرده‌اند امواج فراصوتی می‌توانند ویسکوزیته نفت را تا ۸۶ درصد کاهش و در ترکیب با روش‌های مرسوم ازدیاد برداشت، نرخ بازیافت را بیش از ۹۰ درصد افزایش دهند. مکانیسم‌هایی چون کاویتاسیون، اثرات حرارتی و تشکیل ریزجت‌ها موجب بازشدگی منافذ و افزایش تحرک سیالات می‌شوند، آن هم بدون افزودنی‌های شیمیایی. با توجه به شباهت زمین‌شناسی مخازن ایران با میدان گازی «گنبد شمالی» قطر ـ که بستر آزمون موفق این فناوری بوده ـ به‌کارگیری آن در ایران می‌تواند رویکردی پایدار و مقرون‌به‌صرفه باشد.
تحریک فراصوتی
تحریک فراصوتی در چاه‌های فراساحلی جنوب شرق آسیا نتایج چشمگیری داشته است؛ به‌گونه‌ای که تولید نفت را تا ۳۰ درصد افزایش داد و رسوبات واکس را از شیرآلات گاز برداشتی زدود. مهم‌ترین مزایای تحریک فراصوتی عبارت‌اند از:
- سازگاری زیست‌محیطی: برخلاف اسیدکاری، پسماند خطرناک تولید نمی‌کند.
- کاربرد چندگانه: مؤثر در کاهش ویسکوزیته، شکستن امولسیون و حذف رسوبات معدنی.
- هم‌افزایی با EOR :در ترکیب با روش‌هایی مانند تزریق آب یا CO₂، بهره‌وری را بیشتر افزایش می‌دهد.
در ایران، به‌کارگیری ابزارهای پرقدرت فراصوتی در پارس جنوبی می‌تواند انسداد میعانات و رسوب پارافین را به‌ویژه در چاه‌های قدیمی کاهش دهد. تجربیات روسیه و قطر نیز نشان داده‌اند که این فناوری می‌تواند تولید را به‌طور پایدار ۴۰ تا ۱۰۰ درصد افزایش دهد، هرچند تدوین معیارهای غربالگری متناسب با شرایط هر مخزن ضروری است.
حفاری افقی و چندشاخه‌ای
حفاری افقی، بازیافت گاز در مخازن میعانی را با کاهش افت فشار در اطراف چاه متحول کرده است. مزیت‌های کلیدی چاه‌های افقی نسبت به چاه‌های عمودی عبارت‌اند از:
- افت فشار کمتر: کاهش تا ۶.۵ برابری اشباع میعانات اطراف چاه.
- شاخص بهره‌وری بالاتر: تا ۵.۸ برابر بیشتر پس از عبور از نقطه شبنم.
- دسترسی گسترده‌تر: امکان بهره‌برداری از لایه‌های نازک با تراوایی بالا که در مخازن کربناته ایران رایج‌اند.
چاه‌های چندشاخه‌ای با انشعاب‌های متعدد این مزایا را دوچندان می‌کنند، زیرا جریان را در چند زون توزیع کرده، اثرات تلاطمی را کاهش داده و تماس بیشتری با لایه‌های بهره‌بردار برقرار می‌کنند. در میدان گنبد شمالی قطر، چنین طراحی‌هایی انسداد میعانات را به حداقل رسانده و در زون‌های با تراوایی بالا تا ۸۵ درصد بازیافت را بهبود بخشیده‌اند.
تغییر ترشوندگی
ترشوندگی ـ یعنی تمایل سطح سنگ به تماس با نفت، آب یا گاز ـ تأثیر عمیقی بر جریان سیالات دارد. در مخازن گاز میعانی، سنگ‌های با ترشوندگی مایع‌دوست هیدروکربن‌ها را محبوس و انسداد را تشدید می‌کنند. بهسازی‌های شیمیایی نظیر استفاده از فلوئوروپلیمرها می‌توانند ترشوندگی را به حالت گاز - ماده تر میانی تغییر دهند و نتایجی همچون موارد زیر به همراه داشته باشند:
- افزایش تراوایی نسبی: تحرک گاز بهبود می‌یابد و میعانات محبوس آزاد می‌شوند.
- افزایش تولید: داده‌های میدانی رشد ۲ تا ۳ برابری شاخص بهره‌وری را پس از بهسازی نشان می‌دهد.
- ارزش اقتصادی: تغییر ترشوندگی در شعاع ۹ فوتی می‌تواند طی ۱۵ سال بیش از ۴۵۰ میلیون دلار ارزش افزوده برای هر چاه ایجاد کند.
در ایران اجرای این روش در پارس جنوبی می‌تواند انسداد میعانات را کاهش دهد و وابستگی به مداخلات مکانیکی را کم کند، البته آزمایش‌های پایلوت باید بر بهینه‌سازی حجم مواد شیمیایی و روش‌های تزریق متناسب با شرایط دما و شوری بالای مخازن ایران تمرکز داشته باشند.
هم‌افزایی فناوری‌ها
توان واقعی عملیات، در ترکیب این فناوری‌ها آشکار می‌شود. برای نمونه:
۱- فراصوت + چاه‌های افقی: ابزارهای فراصوتی می‌توانند منافذ طولانی چاه‌های افقی را پاکیزه نگه دارند و پوشش بیشتری ایجاد کنند.
۲- تغییر ترشوندگی + تزریق CO₂: سطوح گاز-دوست، امتزاج‌پذیری CO₂ را افزایش داده و راندمان جابه‌جایی را بالا می‌برند.
۳- تکمیل هوشمند: پایش لحظه‌ای و کنترل تطبیقی جریان، این ترکیب‌ها را بهینه‌سازی می‌کند.
مطالعات موردی از کاربرد سیالات همراه با فراصوت نشان داده‌اند بازیافت نسبت به روش‌های مستقل ۱۰ تا ۲۰ درصد افزایش یافته است؛ دلیلی قوی برای رویکردهای یکپارچه در ایران.
غلبه بر موانع: پژوهش و سرمایه‌گذاری
با وجود نویدبخش بودن این فناوری‌ها، چالش‌هایی نیز وجود دارد:
- اعتبارسنجی میدانی: بیشتر مطالعات فراصوت و تغییر ترشوندگی آزمایشگاهی‌اند و نیاز به پایلوت‌های میدانی در مخازن ایران دارند.
- شکاف مدل‌سازی: شبیه‌سازی دقیق اثرات فراصوت در سازندهای ناهمگن مستلزم تحقیقات بیشتر است.
- تحلیل اقتصادی: هزینه‌های بالای اولیه حفاری افقی و بهسازی‌های شیمیایی نیازمند مدل‌سازی اقتصادی دقیق‌اند.
همکاری‌های بین‌المللی ـ مانند پروژه‌های مشترک قطر و سوئیس در حوزه فراصوت ـ می‌توانند به تسریع کاربرد این فناوری‌ها در ایران کمک کنند.
نقشه راه آینده انرژی ایران
ایران افزون بر ذخایر عظیم، با پیچیدگی‌های مخزنی نیز روبه‌روست. به‌کارگیری تحریک فراصوتی، معماری‌های پیشرفته چاه و تغییر ترشوندگی می‌تواند گره‌های بهره‌وری را بگشاید، اثرات زیست‌محیطی را کاهش دهد و ایران را در جایگاه پیشگام بازیافت پایدار هیدروکربن قرار دهد. کلید موفقیت در اجرای پایلوت‌های هدفمند، مشارکت‌های بین‌صنعتی و تعهد به نوآوری است؛ سرمایه‌گذاری‌ای که در دهه‌های آینده سودآوری کلان به همراه خواهد داشت.
پایلوت‌ها و همکاری‌ها
پیش از اجرای فراگیر، ایران باید پروژه‌های پایلوت را برای سنجش این فناوری‌ها در شرایط واقعی مخازن خود در اولویت قرار دهد. همکاری با شرکت‌های بین‌المللی ـ نظیر آنچه در میدان گازی شمال قطر برای فراصوت با موفقیت اجرا شد ـ می‌تواند سرعت یادگیری را بالا ببرد و ریسک‌ها را کاهش دهد، همچنین سرمایه‌گذاری در پژوهش و مدل‌سازی پیشرفته مخزن برای بهینه‌سازی پارامترهایی چون فرکانس فراصوت، حجم مواد تزریقی و مکان‌یابی چاه‌ها ضروری است.
مزایای اقتصادی و زیست‌محیطی
فراتر از افزایش تولید، این نوآوری‌ها می‌توانند هزینه‌های عملیاتی را با کاهش نیاز به عملیات‌های تکراری تحریک یا تعمیر کاهش دهند. از منظر زیست‌محیطی نیز جایگزین‌های پاک‌تری نسبت به اسیدکاری و شکافت هیدرولیکی ارائه می‌دهند و با روندهای جهانی پایداری همسو هستند.
فراخوان اقدام
بخش انرژی ایران باید نوآوری را بیشتر دریابد تا در بازار جهانی در حال تحول رقابتی بماند. پذیرش این فناوری‌های پیشرفته بازیافت می‌تواند میلیاردها دلار ذخایر پنهان را آزاد کند، امنیت انرژی را ارتقا دهد و تاب‌آوری اقتصادی بلندمدت را تضمین کند. زمان اقدام اکنون است؛ پیش از آنکه فشار مخازن بیش‌ازپیش افت کند و بازیافت دشوارتر شود.
با برنامه‌ریزی راهبردی و سرمایه‌گذاری جسورانه، ایران می‌تواند آینده انرژی خود را بازتعریف کند. در دوران گذار جهانی انرژی، فرصت پیش روی ایران بهره‌گیری کارآمدتر از منابع است تا امنیت انرژی و پایداری اقتصادی را تضمین کند. ابزارها در دسترس‌اند؛ زمان اقدام فرا رسیده است.
رضا آبش احمدلو
پژوهشگر مواد و انرژی
نظر شما