کاربرد تکنولوژی چاه هوشمند برای بهبود تولید نفت از طریق فرازآوری طبیعی و تزریق گاز- بخش نخست
۱)مقدمه
ظهور تكنولوژي چاه هوشمند با قابليت هايي كه دارد راه را براي شركت هاي نفتي جهان براي انجام پروژه هاي نوين باز كرد.
این شركت ها با در نظر گرفتن قابلييت‌های اين تكنولوژی توانستند از پتانسييل برخی از مخازن نفتي يا مخازن ديگر براي توليد نفت استفاده كنند. از اين پتانسيل‌ها می‌توان به فرازآوري طبيعي و تزريق درونی گاز اشاره كرد.
فرازآوري طبيعي روشي است به مانند فرازآوري مصنوعي با گاز با اين تفاوت كه در اين روش از گاز موجود در كلاهك گازي مخزن يا مخزن ديگري براي سبك كردن سيال درون چاه استفاده مي شود كه براي كنترل جريان گاز، تكنولوژي چاه هوشمند پياده سازي مي شود. اين روش در شرايط سخت مانند دريا مي تواند بسيار مفيد باشد. در ضمن اين روش محدودييت ها
فرازآوري مصنوعی از قبيل احداث خط لوله گاز، تامين منبع گاز، طراحي چاه براي تحمل گاز پرفشار، تشكيل هیدرات و مشكل ایمني را ندارد.
تزريق درونی گاز نيز به این صورت است كه از گاز كلاهك گازي يا مخازن گازي پايين جهت تزريق گاز برای فشار افزايي يا رانش گاز براي جاروب نفت در مخازن بالاتر استفاده مي شود. كنترل جريان گاز در اينجا نيز توسط تكنولوژي چاه هوشمند صورت می گیرد.
در اين مقاله به بررسي مورد هاي جهاني در موضوعات فوق الذكر پرداخته مي شود. به علاوه نكات آموزنده اي ارايه خواهد شد كه با توجه به برخي پتانسيل ها كه در مخازن نفتي ايران وجود دارد بسيار مناسب خواهد بود.
۲) نكاتي مهم در به كارگيری روش فرازآوری طبيعي با گاز
در فرازآوري طبيعي تجهيزات سنتي فرازآوري مانند كمپرسور، خطوط لوله و تجهيزات كمكي حذف مي شود. براي آنكه بتوان از اي ين روش برا يك مخزن استفاده كرد اگر حالت هاي زیر وجود داشته باشد مي توان آن را اجرايي كرد:
مخزن نفتي با كلاهك گازي خيلي بزرگ و يك آبده در پايين
– استفاده از كلاهك گازي مخزن نفتي ديگر كه در بالاي مخزن نفتي مورد نظر قرار دارد
– استفاده از كلاهك گازي مخزن نفتي ديگر يا يك زون گازي كه در پايين مخزن نفتي مورد نظر قرار دارد
براي به كارگيري يا ن روش، حالت هاي فوق الذكر تنها يك شرط لازم است. زماني يم توان براي اعمال اين روش اقدام كرد كه بررسي هاي لازم بر روي موارد ذيل صورت گرفته باشد:
– ضريب بهره دهي ناحيه گازي
– فشار مخزن گازي (شامل تخليه آينده)
– تركيب سيال ناحيه گازي
– فشار مخزن نفتي (شامل تخليه آينده)
– ضريب بهره دهي ناحيه نفتي
– تركيب سيال ناحيه نفتي ( به ويژه ميزان آب برش و نسبت گاز به نفت)
– حجم گاز قابل استحصال مخزن گازي (بايد به اندازه كافي زياد باشد تا فشار و بهره دهي در مدت عمر چاه و تحت شرايط مختلف توليد با توجه به تخليه ناحيه نفتي و افزايش آب برش حفظ شود).
از فوايد به كارگیری روش فرازآوري با گاز مي توان به موارد ذيل اشاره كرد:
– افزايش توليد نفت از طريق استفاده از سيستم فرازآوري به صرفه
– مهار اثر آب برش بالا هم در چاه توليدي و هم در شروع توليد چاه
– نگهداشت فشار سرلوله مغزي در چاه هاي زير دريا
– حذف هزينه سرمايه ناشي از تاسيسات فشرده سازي گاز و خطوط انتقال گاز
– توليد گاز غير همراه بدون تكميل مجدد چاه
– حذف عمليات مداخله جهت تغيير تجهيزات فرازآوري يا تغيير سايز آنها
– توانايي در كنترل مخروطي شدن آب و گاز
۳) به كارگيری تكنولوژی چاه هوشمند در فرازآوري طبيعی در موردهای جهانی
اولين اجرای روش فرازآوري طبيعي در سال ۱۹۹۸ انجام شد. تا سال ۲۰۰۷ ، ۳۷ مورد روش فرازآوري طبيعي با گاز در نروژ و ۵۸ مورد در سراسر جهان نصب شد. با توجه به انعطاف پذيري تكنولوژي چاه هوشمند و وجود پتانسيل های به كارگيري روش فرازآوري طبيعي با گاز در برخي از نقاط جهان يكي از عواملي است تا شركت هاي نفتي به دنبال اين تكنولوژي و نیز به
كارگيري این روش باشند.
۳-۱) ميدان Troll در بخش نروژ دريای شمال
اولين تكميل چاه هوشمند جهت فرازآوري گاز به صورت طبيعي توسط شركت Hydro در ميدان Troll انجام گرفت. هدف از اين پروژه بهینه سازي برداشت نفت با مديريت شروع به توليد چاه، افزايش تولید و ادامه و نگهداشت توليد با وجـود افـزا یش آب برش بود. اين روش در مخزني از ميدان Troll انجام شد كه داراي يك زون نفتي همگن با ضخامت كم با يك كلاهك گازي بسيار بزرگ داراي تراوايي بالا بود. با اعمال اين روش هزینه هاي ثابت و عملياتي با حذف تجهيزات فرازآوري سنتي در سكوي این ميدان كاهش چشمگيري يافت. شكل ۱ نحوه تكميل چاه در این ميدان را نشان مي دهد. همانطور كه نشان داده شده گاز از طريق مشبك ها كه در مقابل كلاهك گازي صورت گرفته اند وارد شير كنترلی WRFC-H كه داراي شش حالت براي كنترل جريان گاز اسـت می‌شود.
