صفحه اصلي > فعالیتهای اکتشافی در دریای خزر > مهندسی نفت 
مهندسی نفت

 

پتروفيزيك

پتروفيزيك مطالعه خصوصيات فيزيكي سنگ مخزن و سيال درون آن بر اساس نمودارهاي برداشت شده با ابزار و روش هاي مختلف و اندازه گيري هاي انجام شده به خصوص تخلل، تراوايي و اشباع آب در آزمايشگاه بر اساس قوانين فيزيكي و رياضي است . با تلفيق اطلاعات زمين شناسي،حفاري، مغزه و اطلاعات به دست آمده از نمودارگيري سعي ميشود كه بهترين مدل پتروفيزيكي از سازند و سيال درون آن ارائه شود. در دانش پتروفيزيك تقريباً تمامي اصول فيزيكي (الكتريكي، هسته اي، صوتي، تشديد مغناطيسي و غيره) براي رسيدن به شناسايي خواص سنگ و سيال مخزن هيدروكربوري زيرزميني استفاده مي گردد.

يك پتروفيزيست بايد تسلط لازم بر اصول و مباني فيزيكي كاركرد ابزار نمودارگيري و علوم حفاري، مهندسي مخزن، زمين شناسي، ژئوفيزيك و مهندسي بهره برداري داشته باشد و در عين حال از بازه وسيعي از اطلاعات با مقياس هاي ميكروسكوپي مانند ارزيابي مغزه تا مقياس هاي چند صد متري مانند لرزه نگاري درون چاهي استفاده كند.

هدف از پتروفيزيك ، شناسايي مخازن هيدروكربوري زيرزميني و ارزيابي خواص سنگ و سيال مخزن بوده و خروجي آن توصيف استاتيك و ديناميك مخزن و نحوه توزيع سيال در چاه و دورتر از آن است.

 

1- عمليات : برنامه ريزي جهت انتخاب ابزار مناسب و نظارت بر عمليات نمودارگيري اين ابزار از درون چاه جهت تأیيد صحت و سقم اطلاعات برداشت شده از اهم فعاليت هاي اين بخش  است. در اين بخش برنامة نمودارگيري اعم از نمودارگيري حين حفاري(MWD/LWD) و نمودارگيري با كابل (Wire Line) براي چاههايي كه قرار است حفاري شوند تهيه وتنظيم مي شود. با شروع حفاري در ساختار مورد نظر هماهنگي لازم براي ارسال و عودت ابزار نمودارگيري به سكو و نظارت بر عمليات نمودارگيري انجام مي شود. لازم به ذكر است نمودارگيري توسط شركت هاي پيمانكار انجام مي گردد.

2- مطالعات: در اين بخش نمودارهاي اخذ شده تعبير و تفسير شده و يا بر ارزيابي اين نمودارها كه توسط پيمانكار انجام مي شود، نظارت صورت مي گيرد. همچنين يكي از مهمترين فعاليت هاي اين بخش شركت در مطالعات جامع ميادين نفت وگاز مي باشد.   

3- امور مالي و قراردادي: در اين بخش ضمن تعريف شرح كار و تهية اسناد مناقصه پس از برگزاري مناقصه، ارزيابي فني پيمانكاران صورت گرفته و پيمانكار مورد نظر انتخاب مي شود. ضمناً در اين بخش كنترل دقيق صورتحسابهاي مالي براي هر عمليات انجام مي شود.

 

مخازن هيدروكربوري آبهاي عميق تفاوت هاي بعضاً عمده اي با ديگر مخازن هيدروكربوري از هر نظر (ژئوفيزيك، زمين شناسي، حفاري، پتروفيزيك، آزمايش چاه، مهندسي مخزن، مهندسي بهره برداري و توليد و فرآورش) را دارند. اين تفاوت ها در بخش هاي عملياتي و مطالعاتي پتروفيزيك نيز به خوبي قابل بحث مي باشد. به عنوان مثال در بخش عمليات نمودارگيري با كابل (WireLine) به دليل استفاده از سكوي حفاري نيمه شناور  (Semi-Submersible) و تاثير امواج در جابجايي عمودي دكل و بالطبع ايجاد خطا در عمق اندازه گيري شده از چرخ ها و تكنيك خاصي جهت جبران وتصحيح خطاي وارد شده در عمق استفاده مي گردد(.(Wave Motion Compensation for wireline logging from floating rigs

تا كنون در بخش ساحل جنوبي و كم عمق درياي خزر سه حلقه چاه با نظارت و راهبري مديريت اكتشاف شركت ملي نفت ايران و در بخش عميق درياي خزر نيز دو حلقه چاه با نظارت و راهبري شركت نفت خزر حفاري شده و اطلاعات پتروفيزيكي تقريباً كاملي از اين چاهها برداشت شده است. ضمناً 16 حلقه چاه نيز در زمان قبل از انقلاب اسلامي در محدودة استانهاي گيلان، مازندران و عمدتاً گلستان حفاري و بعضاً اطلاعات قديمي پتروفيزيكي در اين چاههان برداشت شده است.

 

تکمیل و آزمایش چاه

بخش تکمیل و آزمایش چاهها یکی از زیر مجموعه های اداره مهندسی نفت بوده که وظیفه طراحی برنامه آزمایش چاه ؛ نظارت بر کلیه مراحل عملیات آزمایش و تعبیر و تفسیر نتایج حاصله از آزمایش چاه توسط نرم افزارهای تخصصی را عهده دار می باشد .

از نقطه نظر بنیادی تفاوت چندانی بین عملیات آزمایش چاه در خشکی و آبهای کم عمق دریا  وجود ندارد لیکن بدلیل وجود شرایط خاص آبهای عمیق انجام عملیات آزمایش چاه در آبهای عمیق دریای خزر با عمق متوسط 700متراز ویژگیهای متمایزی برخوردار است.

این تمایز می تواند در طراحی برنامه آزمایش ؛ در نوع تجهیزات ایمن سازی چاه در حین عملیات ؛ در بکارگیری تسهیلات سطح الارضی خاص بدلیل وجود مشکلاتی مانند پایین بودن دمای آب و احتمال تشکیل واکس و انسداد لوله استخراج و یا نیاز به تجربه و دانش فنی در انجام عملیات آزمایش چاه در آبهای عمیق نمایان گردد. در حوزه های اکتشافی از جمله بلوکهای اکتشافی مورد نظر دردریای خزر که تاکنون مورد بهره برداری قرار نگرفته اند انجام عملیات آزمایش چاه بمنظور بررسی توان تولید مخزن و شناخت خصوصیات مخزنی (سنگ وسیال) از ضروریات بوده و علیرغم بالا بودن هزینه های انجام آزمایش درمقایسه با خشکی ویا آبهای کم عمق اجتناب ناپذیر است زیرا مطالعات مقدماتی و تفصیلی توسعه کامل میدان نفتی شامل طراحی تاسیسات سطح الارضی یا زیردریایی وخطوط لوله انتقال زیر دریایی بر اساس نتایج بدست آمده از آزمایش چاه  می تواند صورت گیرد .

 

 اهداف اصلی ازآزمایش چاه تعیین مشخصات سنگ و سیال مخزن بشرح زیر می باشد:

1-تعیین فشار مخزن

2-ارزیابی مشخصات سازند از قبیل میزان نفوذ پذیری؛ وجود شکست در مخزن؛چند لایه ای بودن

3-تعیین رژیم جریانی مخزن

4-تخمین پارامترهایی ازقبیل kh,skin,Pi

5- تعیین ترکیب سیال مخزن

6-اندازه گیری میزان H2S,CO2 موجود در سیال مخزن

اهم فعالیتهایی که جهت انجام عملیات آزمایش چاه (FBDST) باید انجام گیرد عبارتند از:

تهیه برنامه آزمایش چاه ؛ انتقال تجهیزات درون چاهی، بستر دريا و سطح الارضی به سکو؛ نصب تجهیزات  وانجام آزمایشات فشار ؛ مشبک کاری؛ راندن تجهیزات درون چاهی ؛ مراحل جریان دادن وبست  چاه ؛ ثبت وذخیره اطلاعات مربوط چاه وسیالات تولیدی مانند فشارودمای سرچاهی و بن چاهی و دبی نفت وگاز؛  PLT ؛ نمونه گیری سرچاهی و بن چاهی؛ ارسال نمونه ها ی اخذ شده به آزمایشگاه PVT ؛ خارج کردن تجهیزات درون چاهی و برچیدن تجهیزات سطح الارضی ؛ تعبیر و تفسير اطلاعات بدست آمده از داده هاي آزمايش چاه ؛تهیه گزارش نهایی آزمایش چاه

ضمنا برنامه ریزی و نظارت بر عملیات سرویسهای جانبی مورد استفاده در واحد تکمیل و آزمایش چاه از جمله خدمات لوله مغزی سیار (coiled tubing) ، فراز آوري نفت و اسیدکاری بر عهده این واحد می باشد.

 

 

آشنایی با عملیات آزمایش چاه :


تجهیزات درون چاهی (Down hole Equipments) :

 از فعالیتهای مهم عملیات آزمایش چاه ؛ تکمیل موقت چاه با تجهیزات درون چاهی و رشته استخراج به منظورتولید موقت جهت بررسی رفتار دینامیک مخزن می باشد درفرایند راندن رشته تکمیلی وتجهیزات جانبی اهداف زیر دنبال میشود

1-ایزوله نمودن بخشی از سازند تولیدی جهت آزمایش

2-مشاهده پاسخ دینامیکی مخزن به تغییرات فشاری                                       

 وثبت آنها توسط فشارسنجهای درون چاهی                   

3-نیاز به بدست آوردن اطلاعات بن چاهی از قبیل

 فشار ؛ دما ومیزان جریان سیالات

4-گرفتن نمونه سیال بن چاهی بمنظور تعیین مشخصات PVT سیال مخزن

5- کنترل چاه

 

تجهیزات ایمنی کف دریا (SENTREE):

بمنظور انجام عملیات آزمایش چاه در آبهای عمیق بصورت ایمن وجلوگیری ازتخلیه مواد هیدروکربنی به دریا و آلودگی محیط زیست دریایی در شرایط اضطراری وزمان جدا شدن سکو ازچاه از تجهیزی بنام sentree  استفاده می شود.این تجهیز که در بستر دریا و داخل شیر فوران گیر (BOP)نصب میگردد امکان جدا شدن ایمن سکورا از رشته تکمیلی داخل چاه در شرایط طوفانی دریا فراهم آورده و پس از رفع شرایط اضطراری سکو می تواند مجددا به رشته تکمیلی داخل چاه متصل شده و عملیات آزمایش چاه ادامه یابد.

 

تجهیزات سطح الارضی:

استقرار تجهیزات سطح الارضی در زمان آزمایش چاه با اهداف زیر انجام می گیرد :

1-تعیین نوع سیالات تولیدی و مشخصات فیزیکی وشیمیایی آنها

2-تعیین میزان تولید نفت وگاز وآب همراه

3- تعیین دما وفشار سر چاهی در دبی های مختلف

4-گرفتن نمونه سیالات هیدروکربنی تحت فشار از تفکیکگر

5-تعیین میزان H2S,CO2 وBSW  موجود در نفت وگاز تولیدی

6-تعیین درجه مرغوبیت نفت و دانسیته گاز

7-تعیین میزان شوری آب همراه در صورت وجود

 

 

 

 

مهندسي مخازن

مهندسي مخازن مسئوليت ارزيابي مخزن و تدوين سناريو هاي توسعه و توليد و نيز طراحي و نظارت بر عمليات نمونه گيري سيال درون چاهي و تست هاي فشار درون مخزن و نيز آزمايش چاه و همچنين مطالعه و استفاده از مكانيزم بهينه بازيافت از مخزن را برعهده دارد. تعيين ميزان بازيافت بهينه و صيانتي مخزن از عمده وظایف اين واحد است.

وظايف اصلي اين واحد عبارت است از:

1-    كنترل كيفي ،تحليل و مدلسازي اطلاعات PVT سيال مخزني

سيال تك فاز بدست آمده از مخزن در ظروف تحت فشار و يا نفت و گاز نمونه گيري شده از تفيك گر سرچاهي در آزمايشگاههاي مربوطه مورد بررسي و آزمايشات مختلف قرار گرفته و مشخصات كلي فيزيكي و نيز خصوصيات PVT آنها تعيين ميگردد. تعيين مؤلفه هاي هيدروكربني ،وزن مخصوص استاندارد ، ويسكوزيته در شرائط دما و فشار مخزني، و انجام آزمايشات CCE ، DL و تفكيك گر از جمله اين آزمايشات ميباشد. اين اطلاعات با استفاده از روابط EOS مدلسازي شده و نتايج در شبيه سازي مخزن مورد استفاده قرار ميگيرد.

2-    كنترل كيفي و تحليل اطلاعات CCAL/SCAL  مربوطه به مغزه هاي بدست آمده از زون هاي مخزني

ميزان تخلخل و نمودار هاي تراوايي نسبي از جمله مشخصات بسيار مهم سنگ مخزن است كه در آزمايشگاه هاي مربوطه تعيين شده و نتايج حاصله بهمراه سائر اطلاعات بدست آمده از نمودار هاي پتروفيزيكي و نيز اطلاعات آزمايشات چاه براي تحليل پتانسيل حجمي و قابليت توليد چاه مورد استفاده قرار ميگيرد.

3-    بررسي اطلاعات بدست آمده از آزمايش چاه و تحليل اطلاعات فشار گذراي چاه

اطلاعات فشار گذراي چاه شامل اطلاعات تغييرات فشار در زمان بست چاه و نيز ميزان دبي قابل توليد

چاه در هنگام جريان دادن آن با شيرهاي سرچاهي با اندازه هاي مختلف بمنظور بدست آوردن ميزان تراوايي كلي زون مخزني و تعيين محدوده هاي جرياني و تعيين محل گسل ها و قابليت توليد چاه مورد استفاده قرار ميگيرد

4-    نظارت بر آزمايشات فشار سازند و تحليل اطلاعات بدست آمده

فشار نقطه اي بدست آمده به منظور تعيين گراديان وزن حجمي سيالات و ارتباط فشاري بين لايه اي و بررسي سطوح محتمل تماس بين سيالات مخزن مورد استفاده قرار ميگيرد واز طرفي نمونه گيري از سيالات مخزني در شرائط فشار و دماي مخزن در اين عمليات امكان پذير ميباشد. تجهيزات RFT  ، XPT و MDT از تجهيزاتي هستند كه براي آزمايش سازند مورد استفاده قرارميگيرند.

5-    تعيين پروفيل فشار سازند و تهيه نقشه هاي خطوط همفشار

با توجه به اندازه گيري فشار در آزمايشات سازند و نيز آزمايشات لايه آزمايي چاه و همچنين با توجه به اطلاعات بدست آمده از عمليات حفاري مانند وزن گل مورد استفاده و آزمايشات LOT ميزان فشار پيش بيني شده براي هر بخش سازند مورد اصلاح قرار ميگيرد.

6-    مطالعات مربوط به سطوح تماس سيالات مخزني شامل سطح تماس

تعيين سطوح تماس نفت-گاز، نفت- آب و يا گاز-آب ( در مخازن گاز) از عوامل تعيين كننده در مشخص نمودن محدوده مخزن در حجم سنجي و نيز از مشخصه هاي مهم در تعيين پارامتر هاي تكميل چاه و ميزان دبي جرياني بحراني براي اجتناب از مخروطي شدن آب و يا گاز ميباشد. لذا با استفاده از اطلاعات نمودار هاي پتروفيزيكي مخزني و نيز اطلاعات آزمايشات سازند و همچنين اطلاعات نمودار هاي فشار مويينگي حاصل از آزمايشات سنگ مخزن نسبت به تعيين اين سطوح بررسي انجام ميگيرد.  

7-    محاسبات حجم سنجي ميزان هيدروكربن درجا

با توجه به محدوده هاي ژئوفيزيكي ساختار و نيز سرسازند هاي تعيين شده حين حفر چاه و با استفاده از خطوط همتراز عمقي ميزان حجم ناخالص سنگ مخزن تعيين ميگردد. و با توجه ميزان خالص سنگ و تخلخل مفيد سنگ مخزن ميزان حجم متخلخل محاسبه ميگردد و با مشخص كردن ميزان اشباع هيدروكربن و نيز ضريب حجمي سيال مخزني محاسبات اندازه گيري حجم درجا هيدروكربن انجام ميگيرد. اين حجم سنجي در آغاز عمليات اكتشاف و ارزيابي با روش هاي احتمالاتي انجام ميگيرد و حفر تعداد بيشتر چاه ها بر قطعيت نتايج افزوده ميگردد.

8-    مدلسازي تكميل چاه و تعيين بهره دهي جريان عمودي در لوله توليد

به منظور بهينه سازي توليد جريان سيال از مخزن تا تجهيزات سطحي شبيه سازي شده و پارامتر هاي بهينه جرياني تعيين ميگردد.

9-    شبيه سازي مخزن و تطبيق تاريخچه

شبيه سازي مخزن يكي از مهمترين قسمت هاي مطالعات مربوط به مخزن ميباشد. در اين قسمت با استفاده از مدل استاتيك تدوين شده در بخش زمين شناسي و با بارگذاري اطلاعات ديناميك مخزن و  تغيير مقياس گريد بندي آماده مدل اوليه تهيه ميگردد و با استفاده از اطلاعات تاريخچه توليد ميدان مقادير خصوصيات پارامتر هاي مدل تنظيم ميگردد. با استفاده از اين مدل ديناميكي،  نحوه عملكرد مخزن در هنگام توسعه و توليد مورد ارزيابي قرار گرفته و پروفيل توليد و نيز عملكرد مخزن در مراحل مختلف عمر ميدان پيش بيني ميگردد.  تحليل عدم قطعيت ها و حساسيت سنجي مدل نسبت به تغييرات محتمل پارامتر هاي مخزني با استفاده از اين مدل قابل بررسي ميباشد.

10- تصميم در رابطه با تعداد چاه و محل چاه هاي ارزيابي ، توليدي و تزريقي بر اساس مدل هاي ساخته شده و شبيه سازي ديناميكي جريان نفت و گاز و آب در مخزن ازوظائف واحد مهندسي مخزن است.