تجهیزصنعت تامین و تجهیز صنایع
بررسی مخازن نفتی و گازی
انجام یک عملیات نمودارگیری موفق به چندین فاکتور مهم بستگی دارد.
مهمترین آنها نمونه گرفته شده از سیال سازند، بدون هیچ آلودگی و مخلوط شدگی با مواد دیگر، و آزمایش آن در آزمایشگاه و در شرایط مخزنی است.
1) قسمت اول:
انجام یک عملیات نمودارگیری موفق به چندین فاکتور مهم بستگی دارد.
مهمترین آنها نمونه گرفته شده از سیال سازند، بدون هیچ آلودگی و مخلوط شدگی با مواد دیگر، و آزمایش آن در آزمایشگاه و در شرایط مخزنی است.
بدست آوردن این شرایط ایده آل (بودن آلودگی و آزمایش در شرایط مخزنی) بطور صد در صد غیر ممکن بوده، بنابراین با استفاده از پردازش هایی همچون تصحیح (correction) و مقایسه (correlation) نتیجه ای قابل قبول و همراه با درصدی خطا بدست می آید.
در ابتدا اکثر ابزارهای نمونه گیری ها بدلیل روش کردن مسائل اساسی اولیه مخزن مانند ترکیب و گرانروی سیال، با وجود احتمال خطا در محاسبات، مورد قبول بوده و در اکثر موارد به عنوان اصلیترین آزمایش، مورد تایید بودند.
اما امروزه به دلیل بالا رفتن قیمت های ریسک در اندازگیری ها، از متخصصین خواسته می شود که پاسخ های دقیق تر و کاربردی تری نسبت به گذشته در اختیار شرکت ها قرار دهند.
بهترین روش برای بدست آوردن مرغوبترین نمونه از داخل مخزن، استفاده از ظرف نمونه گیر درون مخزنی و گرفتن نمونه سیال در داخل مخزن می باشد البته با فرض اینکه بیشتر سیال گرفته شده، سیال سازند مورد نظر است.
این روش با استفاده از حسگرهای نشان دهنده مقدار آلودگی و مخلوط شدگی سیال سازند مورد نظر با بقیه سیالات موجود در حفر آنالوس (Annulus) دقیقتر شد.
مدت هاست که حد قابل قبول آلودگی (contamination) سیال گرفته شده از مخزن ۱۰ درصد بوده که این مقدار در چاه های مشکل دار، بیشتر می شود.
همچنین به دلیلی که اندازه گیری بصورت چاه باز (بدون حفاظ یا لوله جدار) می باشد هر چه زمان اندازگیری بیشتر باشد، احتمال گیر کردن ابزار بالا رفته و این سبب بالا رفتن هزینه حفاری خواهد شد.
همان طور که می دانید هزینه حفاری بصورت روزانه محاسبه شده و هر روز حداقل ۲۰ میلیون تومان هزینه دارد.
شرکت هالیبرتون از MRILab خود برای اندازگیری های مسقیم نفت برداشت شده از مخازن که بوسیله دستگاهی بنام RDT و یا Reservoir Description Tool از مخزن گرفته می شود، استفاده می کند.
این دستگاه همچنین اطلاعات مربوط به خواص سیالی مانند اندازه نسبت گاز به نفت و گرانروی سیال را نشان می دهد.
مدیر بخش نمودارگیری چاه باز شرکت هالیبرتون در رابطه با MRILab شرکت گفت که این دستگاه در حال ارتقا یافتن است و برای رسیدن به مراحل تکمیلی به زمان و مطالعه و آزمایش بیشتری نیازمند است.
MRILab در بالای نمونه گیر استفاده می شود. RDT سیال سازند را از آن خارج کرده و بسمت MRILab پمپ می کند.
این دستگاه به سیستم NMR مجهز می باشد که بوسیله آن می توان آلودگی های سیال گرفته شده را بررسی کرد.
زمانیکه اندازه آلودگی به حد مجاز رسید، شیرهای مربوطه را برای گرفتن نمونه باز می کنند.
به علت شرایط سازند و کیک گل (mud cake) نمونه صد در صد خالص بدست نمی آید ولی در صورت استفاده از پمپ با اندازه مناسب، آلودگی ۷ تا ۵ درصد کم می شود.
NMR با استفاده از اندیکس ها T۱، T۲، هیدورژون و ویسکازیته، آلودگی نمونه بدست می آید.
در لحظه ای که نمونه گرفته شده از لحاظ آلودگی های احتمالی تایید شد، برای جلوگیری از تغییر حالت سیال (از مایع به گاز) بعد از آزمایشات لازمه در مورد نمونه نفتی آنرا در شرایط بالای فشار حباب (کمترنی فشاری که سیال در حالت مایع باقی می ماند) و در مورد نمونه گازی آنرا بالاتر از فشار حباب (کمترین فشاری که قطرات نفت تشکیل می شود) قرار داده می شود.
این نمونه ها بصورتی که بعد از بیرون آرودن از چاه، حمل نقل بوسیله چرخ بال، و ۳ ماه زمان لازم برای آزمایش، تغییر و مشکلی برای آنها پیش نیاید.
برای جابجایی سیالات از سازند به بطری های مخصوص، شرکت هالیبرتون روش های متعددی را استفاده می کند. در سال گذشته روشی بنام straddle packer که بتواند با starndard dual probe کار کند، را معرفی کرد.
2) قسمت دوم:
شرکت Atlas Baker ابزاری بنام RCI و یا reservoir Characterization Instrument را برای نمونه برداری از مخزن، اندازگیری فشار مخزن و نگهداری نمونه در فشار مخزنی را معرفی کرده است.
این شرکت به چنین خدماتی را RESolution می خواند.
به گفته آقای مایکل شامای، مدیر بخش خط تولید شرکت RESolution عصر جدید اندازگیری دورن مخزنی است.
این روش، نمونه هایی با کیفیت بالا و فشار نزدیک به مخزن را ارائه داده و با توجه به قیمت های ریسک، روش بسیار ایده آل برای بکارگیری در محاسبات توسعه ای و تولیدی مخزن می باشد.
شرکت قبل از هر قرارداد تمامی مواردی را که ممکن است برای نمونه برداری مشکل ساز باشد، را برطرف کرده و در این جریان سفارش دهنده را از کامل و کم خطا بودن اندازگیری مطمئن می سازد.
روش اصلی شرکت مطلع ساختن سفارش دهنده از تمامی فرایند عملیاتی، و تمامی کاره بوده که با توجه به آنها متخصصین امر بتوانند محاسبات دقیقتری را ارائه دهند.
بعد از گرفتن نمونه های کافی از مخزن، آنها را به آزمایشگاه های مخصوصی برای اعمال آزمایشات معروف به آزمایش نفت خام (crude assay) ارسال می گردند.
در آنجا نفت را به درون ستون تقطیر کوچکی برای تجزیه نفت به اجزای تشکیل دهنده آن می فرستند.
در آنجا دقیقا گفته می شود که از نفت درون مخزنی چقدر گاز، چقدر بنزین و چقدر دیگر محصولات جانبی می توان گرفت. در حقیقت ارزش واقعی مخزن مشخص می گردد.
در این مرحله همچنین مقادیر مواد سنگینی همچون جیوه، سلنیوم، باریم و همچنین گاز ترش کننده هیدروکسید گوگرد تعیین می شوند.
این موارد در پالایش نفت مهم بوده و در اصل روش پالایش و مواد مورد استفاده در پالایش و در نتیجه هزینه تمام شده نفت پالیده شده را تعیین می کنند.
با انجام آزمایش RESolution فقط در یک مرحله تمامی اطلاعات مخزنی موارد مخزنی مورد نیاز بدست می آید.
اطلاعات بدست آمده از این آزمایش مقدار هزینه پالایش و مقدار سود خالص را برای تولید کننده تعیین می کند.
برای انجام مدل سازی اولیه و داشتن اطلاعات همچون تخلخل، تراوایی و قطر ناحیه نفت ده، قبل از اندازگیری بوسیله دستگاه RESolution اطلاعات مربوط به LWD (نمودارگیری در حین حفاری) بررسی می شود.
در صورت عدم وجود اطلاعات LWD با توجه به ناحیه حفاری و تطابق آن بر اساس نوع سنگ مخزن، سازند و عمق حفاری، اطلاعات اولیه مورد نیاز محاسبه می شود.
دستگاه RCI دارای ۲ Packer بوده که در هنگام نمونه گیری در بالا و پایین ناحیه مورد نظر قرار می گیرند. دو Packer از نظر دینامیکی و کارکرد متفاوت می باشند.
با توجه به ارزش زمان در حفاری، تمام سعی شرکت کم کردن زمان لازم برای تنظیم شدن ابزار و نمونه گیری درون چاه می باشد.
در کنار عملیات، اندازگیری دقیقی از فشار سازند صورت می گیرد، که به دقت دستگاه اندازگیری، عمق، و محاسبات لازمه بستگی دارد.
این محاسبات به FRA و یا Formation Rate Analysis معروفند که تست فشار جریان دارسی درون مخزنی را به ما می دهند.
استفاده از محاسبات دارسی، روش قابل قبول برای اندازگیری های جریان درون مخزنی می باشد.
در صورتیکه شما جریانی مطابق با قانون دارسی در سازند داشته باشید، اندازیگری های مربوط به تست فشار و یا mobility سیال شما در شرایط مناسبی می باشد.
اما در صورت عدم وجود جریان دارسی، با انجام تعداد دفعات آزمایش می توان به جواب نزدیک به عدد مورد نظر دست یافت.
یکی دیگر از جنبه های اندازگیری تست فشار، دمای درون مخزنی می باشد.
متصدی باید از عدم تاثیر تغییرات دما از یک چاه به چاه دیگر مطمئن شود تا اطلاعات یدست آمده از آزمایش، قابل قبول باشد.
شرکت روش مناسبی را برای از بین بردن این خطا ارائه داده است.
با استفاده از مدل های قبل از نمونه گیری، دستگاه RESolution قادر است که فشار نمونه و گرانروی آنرا را در حین عملیات محاسبه کند. این آزمایش PVTMOD می باشد.
دو فاکتور بدست آمده (گرانروی و فشار سیال) فاز نمونه گرفته شده را از سازند تعیین می کنند.
با کنترل کردن نرخ تولید پمپ، می توان نمونه یک فازی را بدست آورد.
شرکت دو مخزن تک فازی را ارائه داده است. تک فاز I که اندازه نرخ تولید آن ۱۳۰۰۰ psi و دمای ۲۵۰ درجه فارنهایت و مخزن تک فاز II که ۲۵۰۰۰ psi و دمای ۳۵۰ درجه فارنهایت را تامین می کند.
این مخازن با استفاده از نیروژن در فشار بالای فشار نرمال نگهداری می شوند.
در سطح زمین وسیله ای به نام CDR و یا Continous Data Recoder فشار و دمای مخازن از زمان خازج شدن از دستگاه RCI تا هنگامی که در آزمایشگاه مورد آنالیز قرار می گیرند، ثبت می کند.
برای اندازگیری خلوص سیال در هنگام نمونه گیری، در کنار RCI ابزاری مجهز به بخش نوری بنام SampleView بکار می رود.
این وسیله چگالی نوری، ایندکس انکسار نور و فلوئورسانس نفت را محاسبه می کند.
جبنه قابل توجه RCI قابلیت استفاده آن در شرایط گوناگون درون چاهی آن می باشد.
در صورت نداشتن اطلاعاتی در رابطه با نوع سیال درون مخزنی (نفت سنگین، نفت سبک، میعانات گازی و گاز) این وسیله استعداد مکانیکی لازمه را برای تطبیق با شرایط را دارای می باشد.
در هنگام نمونه گیری، در صورت تغییر فاز سیال، RCI قادر است که نرخ تولید را بدرون مخزن خود تغییر دهد.
با توجه به توضیحات بالا، با استفاده از FRA و PVTMod نوع نمونه گرفته شده از مخزن شناسایی می شود.
همچنین تغییرات تحرک (mobility) در هنگام برداشت نمونه، چگالی نوری، فلوئورسانس و ایدنکس انکساری نمونه گرفته شده و همچنین در تمام لحظات جابجایی، مقادیر نسبت گار به نفت و API نیز محاسبه می گردند.
در نتیجه در پایان عملیات تمامی داده های مورد نیاز مهندسین برای محاسبات مخزنی در اختیار آنها قرار داده می شود.
