چرا ضريب بازيافت نفت از مخازن ايران در مقايسه با نقاط ديگر جهان پايينتر است؟
قبل از ورود به اين بحث لازم است مكانيسمهاي جابهجايي نفت را به دو روش زير مورد بررسي قرار دهيم.
الف) «جابهجايي نفت بهطر ف جلو » يا به عبارت بهتر «جابهجايي با استفاده از فشار».
ب) جابهجايي از طريق «ريزش ثقلي» يا به عبارت بهتر «جابهجايي بهصورت طبيعي[۱] كه بر اثر اختلاف وزن مخصوص بين مايع تزريقي و نفت ايجاد ميشود. اين فرآيند در يك سيستم متخلخل مرتفع بهصورت فيزيكي اندازه گيري شده[۲] و بهلحاظ نظري نيز مشخص شده است كه اختلاف فاحشي بين بازيافت نفت در دو روش فوق الذكر وجود دارد. بازيافت نفت با روش كندتر «ريزش ثقلي» از بازيافت نفت با روش سريع «جابهجايي رو به جلو» بيشتر است.
اما در اوايل دوره توليد، روش بازيافت نفت از طريق جابهجايي سريع رو به جلو از روش جريان نفت از طريق ريزش ثقلي، عملكرد بهتري دارد. براساس ميزان تزريق، بازيافت نفت از طريق ريزش ثقلي ميتواند تا دو برابر روش جابهجايي رو به جلو يا «استفاده از فشار» باشد.
از مجموعه بررسيها چنين برميآيد كه بازيافت نفت در مخازن تك تخلخلي اصولاً تابعي است از نفوذپذيري سنگ مخزن، سرعت جابهجايي، فشار موئينگي و ميزان «سيال دوستي»[۳] سنگ مخزن. درصورتي كه ساير عوامل فوق ثابت فرض شوند، ميزان نفت اشباع شده باقيمانده تابعي از سرعت جابهجايي نفت خواهد بود. در اين صورت در حالت جابهجايي از طريق ريزش ثقلي، ميزان نفت باقيمانده كمتر و در حالت جابهجايي با فشار يا رو به جلو، ميزان نفت باقيمانده بيشتر خواهد بود.
قابل ذكر است كه در مخازن شكافدار شكستگيها بهمثابله محدوده يا اضلاع بلوكها عمل ميكند و به همين دليل فرآيند جابهجايي رو به جلوي نفت در چنين سيستمي بهجز در حوزههاي خيلي نزديك به چاههاي تزريقي كارآمد نيست.
فرآيند سريع جابهجايي نفت بهطرف جلو، همراه با فشار موئينگي چندان قابل توجه نيست، زيرا نيروهاي «گرانروي»[۴] در حال حركت از نيروهاي ناشي از فشار موئينگي بيشتر است. اين درحالي است كه در فرآيند جابهجايي براساس ريزش ثقلي بهعلت آهسته بودن جابهجايي، فشار موئينگي نقش بارزي در نگهداري نفت در بلوكها ايفا ميكند. از طرف ديگر، سرعت بالاي تزريق در سيستم تك تخلخلي موجب ميشود كه سيال تزريقي از بخش مياني خلل و فرجهاي كوچك عبور نموده و لذا نفت قابل ملاحظهاي برجاي ميگذارد.
براي مقايسه عوامل كاهش بازيافت نفت از مخازن ايران با مخازني كه داراي بازيافت بالاتري هستند لزوماً بايد اين مخازن را تحت شرايط يكسان مقايسه كرد. بهعبارت ديگر، ناچاريم پرتقال را با پرتقال و سيب را با سيب مقايسه كنيم، نه اينكه سيب را با پرتقال.
بهعنوان مثال ما نميتوانيم ميدان نفتي «لالي»[۵] ايران را با ۱۰ درصد بازيافت با مخزن «ليكويو»[۶] واقع در آمريكا ۷۷ درصد بازيافت مقايسه كنيم. مخزن لالي مخزني سنگآهكي شكافدار با ميانگين نفوذپذيري ۱/۰ ميلي دارسي با فشار موئينگي بالا و عمدتاً «نفت دوست»[۷] است، درصورتي كه مخزن ليكويو مخزني تك تخلخلي از جنس سنگ ماسهاي با نفوذپذيري ۲۰۰۰ ميلي دارسي و با فشار موئينگي بسيار پايين و «آب دوست»[۸] است. اگر مخزن لالي در امريكا كشف و از آن بهره برداري ميشد حتي ۱۰ درصد نفت آن را بهرهبرداري نميكردند زيرا آنها با استفاده از روش سريع در بهرهبرداري، اين ميدان را بسيار كمتر از آنچه كه ميتوانست توليد كند به اتمام ميرساندند.
مثال مناسب ديگر مقايسه مخزن شكاف دار «اسپرابري»[۹] در امريكا با ميانگين نفوذپذيري ۱/۰ ميلي دارسي با ميدان نفتي هفتكل در ايران است. اين دو ميدان داراي نفوذپذيري تقريباً يكسان هستند، اما ميزان نسبي توليد روزانه از ميدان نفتي هفتكل بهمراتب پايينتر از ميدان اسپاربري در ابتداي بهرهبرداري ميباشد.
ضريب بازيافت نفت بهصورت طبيعي در هفتكل حدود ۲۲ درصد است درصورتي كه ضريب بازيافت طبيعي نفت در ميدان اسپرابري كمتر از ۸ درصد بوده است، ولي آنها بيش از ۳۰۰۰ حلقه چاه در اين ميدان حفر كردند، درحالي كه ميزان نفتِ درجا در اين ميدان ۲ ميليارد بشكه و ميزان نفت درجا در ميدان هفتكل حدود ۷ ميليارد بشكه است و حال آنكه تنها حدود ۴۰ حلقه چاه در آن حفر شده است. پس از يك دوره كوتاه برداشت نفت بهصورت طبيعي از ميدان اسپاربري، براي مدتي طولاني آب و متعاقب آن براي مدت كوتاهي CO2 تزريق شد، در نتيجه كل بازيافت نفت از مخزن فوق تاكنون حدود ۱۲ درصد بوده است.
درصورتي كه فشار ميدان نفتي هفتكل را به حد اوليه آن در تاج مخزن يعني [PSI1420[10 رسانده شود، ضريب بازيافت نفت اين مخزن به بيش از ۲۷ درصد ميرسد. از سوي ديگر اگر ميتوانستيم فشار مخزن هفتكل را به حد اوليه فشار مخزن اسپرابري يعني معادل PSI2250 افزايش دهيم، ضريب بازيافت نفت مخزن فوق به حدود ۳۵ درصد ميتوانست برسد.
تفاوت اصلي بازيافت نفت در ميدانهاي هفتكل و اسپرابري نشاندهنده آن است كه ميدان هفتكل اولاً با سرمايهگذاري بسيار پايينتر به نحو بهتر و صحيحتر بهرهبرداري شده است و ثانياً تخليه سريع از مخازن شكافدار، همواره افت شديدي در بازيافت نفت بهدنبال دارد.
نمونههاي بالا نشانگر آن است كه مخازن ايران با حداكثر ضريب بازدهي، تحت شرايط تخليه طبيعي قرار داشتهاند و نبايد آنها را با مخازني كه از ويژگيهاي ديگري برخوردارند مقايسه كرد. در حقيقت ضريب بازيافت نفت در مخازن مشابه در كشور امريكا يا هرجاي ديگر، فاصله بسيار زيادي با ضريب بازيافت نفت در ايران دارد، چنانكه به نمونهاي از آن درمورد هفتكل اشاره شد. بنابراين ضريب بازيافت نفت در ايران را نبايد با هيچ جاي ديگر جهان كه داراي خصوصيات مخزني متفاوت و داراي طبيعت توليدي خاص خود است و يا از ويژگيهاي ديگري برخوردارند مقايسه كرد.
با وجود اين، در مطالعه تطبيقي ضرايب بازيافت نفت از مخازن شكافدار ايران با مخازن مشابه در ساير نقاط جهان بايد به موارد زير توجه كرد.
الف) كشورهايي كه داراي مخازن شكافدار از جنس سنگ آهك هستند (مشابه آنچه در ايران وجود دارد) غالباً در تملك شركتهاي دولتي است، مانند كشورهاي مكزيك، عراق، عمان، ليبي و سوريه. اين كشورها اطلاعات كافي درمورد ذخاير نفتي خود منتشر نميكنند، بهويژه درمورد ضريب بازيافت نفت از آنها.
ب) مخازن نفت كشورهاي فوق عموماً شكافدار است، اما براي مثال مخازن نفتي كشور مكزيك غالباً داراي فشار بسيار بالاتري از «فشار نقطه اشباع»[۱۱] است و بخش عمدهاي از بازيافت نفت ناشي از جريان انبساط سيال در سنگ مخزن است، درصورتي كه بيشتر ميدانهاي نفتي ايران از ابتدا درحدود فشار نقطه اشباه هستند و از انبساط سيالِ بسيار كمي برخوردارند.
بنابراين براي مقايسه ضرايب بازيافت نفت از مخازن مكزيك با مخازن ايران در شرايط تقريباً يكسان، بايد ميزان بازيافت نفت را از فشار نقطه اشباع تا پايان طول عمر مخزن محاسبه و مقايسه كرد.
ج) بعضي از مخازن كشورهاي فوق الذكر، حاوي غارهاي بزرگ است مانند ميدان نفتي كركوك در عراق و يا قوار در عربستان و بعضي ديگر حاوي «حفرههاي كوچك»[۱۲] مانند بسياري از ذخاير نفتي مكزيك. ضريب بازيافت نفت از اين مخازن بهدليل وجود غارهاي بزرگ نفتي يا حوزهها به مراتب بيش از ذخاير مشابه آن در ايران است.
د) حدود ۱۵ مخزن شكافدار در قسمت شمال شرقي سوريه وجود دارد كه داراي نفت تقريباً سنگين و فشار كم است. اين مخازن بهوسيله متخصصين شوروي سابق و بدون تجربه كافي مورد بهرهبرداري قرار گرفته بود. ميزان بازدهي اين مخازن كمتر از ۱۶ درصد گزارش شده است كه نسبت به موارد مشاقه آن در ايران پايينتر است.
ه) در بسياري از نشريات نفتي به ميزان «توليد – فشار» مخازن مختلف اشاره ميشود، ولي هيچگاه از بازيافت نهايي در اين مخازن ذكري بهميان نميآيد. اينگونه نشريات معمولا به ميزان نفتي كه در مدت زماني معين استخراج ميشود تكيه ميكند، بنابراين مرجع مستند و كافي در زمينه مقايسه مخازن وجود ندارد.
از توضيحات بالا پيچيدگي مسئله تا حدودي روشن ميشود. بههرحال براساس اطلاعات منتشر شده موجود درمورد مخازني كه تا حدودي مشابه مخازن ايران هستند ميتوانيم از روشهاي درجهبندي استفاده كنيم تا تخمين بهتري از ضريب بازيافت بهدست آورد.
منبع: نفت تايمز
قبل از ورود به اين بحث لازم است مكانيسمهاي جابهجايي نفت را به دو روش زير مورد بررسي قرار دهيم.
الف) «جابهجايي نفت بهطر ف جلو » يا به عبارت بهتر «جابهجايي با استفاده از فشار».
ب) جابهجايي از طريق «ريزش ثقلي» يا به عبارت بهتر «جابهجايي بهصورت طبيعي[۱] كه بر اثر اختلاف وزن مخصوص بين مايع تزريقي و نفت ايجاد ميشود. اين فرآيند در يك سيستم متخلخل مرتفع بهصورت فيزيكي اندازه گيري شده[۲] و بهلحاظ نظري نيز مشخص شده است كه اختلاف فاحشي بين بازيافت نفت در دو روش فوق الذكر وجود دارد. بازيافت نفت با روش كندتر «ريزش ثقلي» از بازيافت نفت با روش سريع «جابهجايي رو به جلو» بيشتر است.
اما در اوايل دوره توليد، روش بازيافت نفت از طريق جابهجايي سريع رو به جلو از روش جريان نفت از طريق ريزش ثقلي، عملكرد بهتري دارد. براساس ميزان تزريق، بازيافت نفت از طريق ريزش ثقلي ميتواند تا دو برابر روش جابهجايي رو به جلو يا «استفاده از فشار» باشد.
از مجموعه بررسيها چنين برميآيد كه بازيافت نفت در مخازن تك تخلخلي اصولاً تابعي است از نفوذپذيري سنگ مخزن، سرعت جابهجايي، فشار موئينگي و ميزان «سيال دوستي»[۳] سنگ مخزن. درصورتي كه ساير عوامل فوق ثابت فرض شوند، ميزان نفت اشباع شده باقيمانده تابعي از سرعت جابهجايي نفت خواهد بود. در اين صورت در حالت جابهجايي از طريق ريزش ثقلي، ميزان نفت باقيمانده كمتر و در حالت جابهجايي با فشار يا رو به جلو، ميزان نفت باقيمانده بيشتر خواهد بود.
قابل ذكر است كه در مخازن شكافدار شكستگيها بهمثابله محدوده يا اضلاع بلوكها عمل ميكند و به همين دليل فرآيند جابهجايي رو به جلوي نفت در چنين سيستمي بهجز در حوزههاي خيلي نزديك به چاههاي تزريقي كارآمد نيست.
فرآيند سريع جابهجايي نفت بهطرف جلو، همراه با فشار موئينگي چندان قابل توجه نيست، زيرا نيروهاي «گرانروي»[۴] در حال حركت از نيروهاي ناشي از فشار موئينگي بيشتر است. اين درحالي است كه در فرآيند جابهجايي براساس ريزش ثقلي بهعلت آهسته بودن جابهجايي، فشار موئينگي نقش بارزي در نگهداري نفت در بلوكها ايفا ميكند. از طرف ديگر، سرعت بالاي تزريق در سيستم تك تخلخلي موجب ميشود كه سيال تزريقي از بخش مياني خلل و فرجهاي كوچك عبور نموده و لذا نفت قابل ملاحظهاي برجاي ميگذارد.
براي مقايسه عوامل كاهش بازيافت نفت از مخازن ايران با مخازني كه داراي بازيافت بالاتري هستند لزوماً بايد اين مخازن را تحت شرايط يكسان مقايسه كرد. بهعبارت ديگر، ناچاريم پرتقال را با پرتقال و سيب را با سيب مقايسه كنيم، نه اينكه سيب را با پرتقال.
بهعنوان مثال ما نميتوانيم ميدان نفتي «لالي»[۵] ايران را با ۱۰ درصد بازيافت با مخزن «ليكويو»[۶] واقع در آمريكا ۷۷ درصد بازيافت مقايسه كنيم. مخزن لالي مخزني سنگآهكي شكافدار با ميانگين نفوذپذيري ۱/۰ ميلي دارسي با فشار موئينگي بالا و عمدتاً «نفت دوست»[۷] است، درصورتي كه مخزن ليكويو مخزني تك تخلخلي از جنس سنگ ماسهاي با نفوذپذيري ۲۰۰۰ ميلي دارسي و با فشار موئينگي بسيار پايين و «آب دوست»[۸] است. اگر مخزن لالي در امريكا كشف و از آن بهره برداري ميشد حتي ۱۰ درصد نفت آن را بهرهبرداري نميكردند زيرا آنها با استفاده از روش سريع در بهرهبرداري، اين ميدان را بسيار كمتر از آنچه كه ميتوانست توليد كند به اتمام ميرساندند.
مثال مناسب ديگر مقايسه مخزن شكاف دار «اسپرابري»[۹] در امريكا با ميانگين نفوذپذيري ۱/۰ ميلي دارسي با ميدان نفتي هفتكل در ايران است. اين دو ميدان داراي نفوذپذيري تقريباً يكسان هستند، اما ميزان نسبي توليد روزانه از ميدان نفتي هفتكل بهمراتب پايينتر از ميدان اسپاربري در ابتداي بهرهبرداري ميباشد.
ضريب بازيافت نفت بهصورت طبيعي در هفتكل حدود ۲۲ درصد است درصورتي كه ضريب بازيافت طبيعي نفت در ميدان اسپرابري كمتر از ۸ درصد بوده است، ولي آنها بيش از ۳۰۰۰ حلقه چاه در اين ميدان حفر كردند، درحالي كه ميزان نفتِ درجا در اين ميدان ۲ ميليارد بشكه و ميزان نفت درجا در ميدان هفتكل حدود ۷ ميليارد بشكه است و حال آنكه تنها حدود ۴۰ حلقه چاه در آن حفر شده است. پس از يك دوره كوتاه برداشت نفت بهصورت طبيعي از ميدان اسپاربري، براي مدتي طولاني آب و متعاقب آن براي مدت كوتاهي CO2 تزريق شد، در نتيجه كل بازيافت نفت از مخزن فوق تاكنون حدود ۱۲ درصد بوده است.
درصورتي كه فشار ميدان نفتي هفتكل را به حد اوليه آن در تاج مخزن يعني [PSI1420[10 رسانده شود، ضريب بازيافت نفت اين مخزن به بيش از ۲۷ درصد ميرسد. از سوي ديگر اگر ميتوانستيم فشار مخزن هفتكل را به حد اوليه فشار مخزن اسپرابري يعني معادل PSI2250 افزايش دهيم، ضريب بازيافت نفت مخزن فوق به حدود ۳۵ درصد ميتوانست برسد.
تفاوت اصلي بازيافت نفت در ميدانهاي هفتكل و اسپرابري نشاندهنده آن است كه ميدان هفتكل اولاً با سرمايهگذاري بسيار پايينتر به نحو بهتر و صحيحتر بهرهبرداري شده است و ثانياً تخليه سريع از مخازن شكافدار، همواره افت شديدي در بازيافت نفت بهدنبال دارد.
نمونههاي بالا نشانگر آن است كه مخازن ايران با حداكثر ضريب بازدهي، تحت شرايط تخليه طبيعي قرار داشتهاند و نبايد آنها را با مخازني كه از ويژگيهاي ديگري برخوردارند مقايسه كرد. در حقيقت ضريب بازيافت نفت در مخازن مشابه در كشور امريكا يا هرجاي ديگر، فاصله بسيار زيادي با ضريب بازيافت نفت در ايران دارد، چنانكه به نمونهاي از آن درمورد هفتكل اشاره شد. بنابراين ضريب بازيافت نفت در ايران را نبايد با هيچ جاي ديگر جهان كه داراي خصوصيات مخزني متفاوت و داراي طبيعت توليدي خاص خود است و يا از ويژگيهاي ديگري برخوردارند مقايسه كرد.
با وجود اين، در مطالعه تطبيقي ضرايب بازيافت نفت از مخازن شكافدار ايران با مخازن مشابه در ساير نقاط جهان بايد به موارد زير توجه كرد.
الف) كشورهايي كه داراي مخازن شكافدار از جنس سنگ آهك هستند (مشابه آنچه در ايران وجود دارد) غالباً در تملك شركتهاي دولتي است، مانند كشورهاي مكزيك، عراق، عمان، ليبي و سوريه. اين كشورها اطلاعات كافي درمورد ذخاير نفتي خود منتشر نميكنند، بهويژه درمورد ضريب بازيافت نفت از آنها.
ب) مخازن نفت كشورهاي فوق عموماً شكافدار است، اما براي مثال مخازن نفتي كشور مكزيك غالباً داراي فشار بسيار بالاتري از «فشار نقطه اشباع»[۱۱] است و بخش عمدهاي از بازيافت نفت ناشي از جريان انبساط سيال در سنگ مخزن است، درصورتي كه بيشتر ميدانهاي نفتي ايران از ابتدا درحدود فشار نقطه اشباه هستند و از انبساط سيالِ بسيار كمي برخوردارند.
بنابراين براي مقايسه ضرايب بازيافت نفت از مخازن مكزيك با مخازن ايران در شرايط تقريباً يكسان، بايد ميزان بازيافت نفت را از فشار نقطه اشباع تا پايان طول عمر مخزن محاسبه و مقايسه كرد.
ج) بعضي از مخازن كشورهاي فوق الذكر، حاوي غارهاي بزرگ است مانند ميدان نفتي كركوك در عراق و يا قوار در عربستان و بعضي ديگر حاوي «حفرههاي كوچك»[۱۲] مانند بسياري از ذخاير نفتي مكزيك. ضريب بازيافت نفت از اين مخازن بهدليل وجود غارهاي بزرگ نفتي يا حوزهها به مراتب بيش از ذخاير مشابه آن در ايران است.
د) حدود ۱۵ مخزن شكافدار در قسمت شمال شرقي سوريه وجود دارد كه داراي نفت تقريباً سنگين و فشار كم است. اين مخازن بهوسيله متخصصين شوروي سابق و بدون تجربه كافي مورد بهرهبرداري قرار گرفته بود. ميزان بازدهي اين مخازن كمتر از ۱۶ درصد گزارش شده است كه نسبت به موارد مشاقه آن در ايران پايينتر است.
ه) در بسياري از نشريات نفتي به ميزان «توليد – فشار» مخازن مختلف اشاره ميشود، ولي هيچگاه از بازيافت نهايي در اين مخازن ذكري بهميان نميآيد. اينگونه نشريات معمولا به ميزان نفتي كه در مدت زماني معين استخراج ميشود تكيه ميكند، بنابراين مرجع مستند و كافي در زمينه مقايسه مخازن وجود ندارد.
از توضيحات بالا پيچيدگي مسئله تا حدودي روشن ميشود. بههرحال براساس اطلاعات منتشر شده موجود درمورد مخازني كه تا حدودي مشابه مخازن ايران هستند ميتوانيم از روشهاي درجهبندي استفاده كنيم تا تخمين بهتري از ضريب بازيافت بهدست آورد.
منبع: نفت تايمز