نوآوری ایرانی برای افزایش بهرهوری چاههای نفت
پژوهشگران دانشگاه صنعتی شریف با حمایت بنیاد ملی علم ایران، نخستین دستگاه ایرانی پیشبینی و پایش رسوب آسفالتین را طراحی کردهاند؛ فناوری بومی و قابلحملی که میتواند شرایط تشکیل این رسوب دردسرساز را پیش از وقوع شناسایی کند و با کمک به بهینهسازی فرآیند استخراج، از گرفتگی چاهها و لولههای نفتی و تحمیل هزینههای سنگین به صنعت نفت جلوگیری کند.
به گزارش سیناپرس، بنیاد ملی علم ایران (INSF) اعلام کرد احسان جعفربیگی در دوره پسادکتری و با راهنمایی سیدشهابالدین آیتالهی در دانشگاه صنعتی شریف، فناوری جدید و مؤثری را برای پیشبینی نقطه شروع و تشکیل رسوب آسفالتین در مخازن نفتی ارائه کرده است. وی درباره این طرح توضیح داد: نفت خام، ترکیبی پیچیده از مواد هیدروکربنی مختلف است. یکی از این مواد که آسفالتین نام دارد از نوع هیدروکربنهای قطبی و با ساختار مولکولی پیچیده است که در شرایط عادی در نفت حل شده است. اما هنگامی که شرایط در حین تولید از مخزن تغییر کند، مانند کاهش فشار یا تزریق گاز به چاه برای فرآیند ازدیاد برداشت، این ماده از حالت محلول خارج شده و مانند لجن رسوب میکند.
این رسوبات که گاهی چسبندگی آن را به شکل جامد در میآورد، باعث گرفتگی منافذ سنگ مخزن و لولههای استخراج نفت شده و ضررهای مالی هنگفتی به کشور وارد میکنند. تا پیشاز این، هیچ ابزار دقیق و قابل حملی برای پیشبینی دقیق شرایط و میزان این رسوب وجود نداشت.
وی افزود: روشهای قدیمی یا زمانبر بودند یا نیاز به حجم بالایی از نفت زنده و تجهیزات پیچیده موجود در آزمایشگاههای خاص و غیر قابل حمل داشت و با این وجود اغلب نتایج قابل اعتمادی ارائه نمیدادند. در این طرح تحقیقاتی برای اولین بار در کشور، دستگاهی ساخته شده است که میتواند این مشکل بزرگ را پیش از وقوع شناسایی کند. این دستگاه که ترآ (تعیین رسوب آسفالتین) نام دارد، یک فناوری کاملاً ایرانی و منحصربهفرد است که نمونه داخلی و خارجی ندارد.
این محقق درباره نحوه عملکرد دستگاه ترآ توضیح داد: این دستگاه را میتوان یک دوربین هوشمند برای مشاهده وضعیت نفت در شرایط واقعی مخزن دانست. یک محفظه بسیار کوچک و مقاوم طراحی شده که قادر به شبیهسازی شرایط فوقالعاده دشوار داخل زمین (فشار تا ۸۰۰۰ psi و دمای ۱۵۰ درجه سانتیگراد) است. از طریق یک منبع نور مخصوص که به محفظهای بسیار کوچک (کمتر از ۲ سیسی) تابانده میشود با اندازهگیری میزان عبور نور میتوان وضعیت لحظهبهلحظه نفت را پایش کرد. به محض اینکه ذرات آسفالتین شروع به رسوب کنند، نور کمتری از نمونه عبور کرده و دستگاه بلافاصله با نمایشگر خود شرایط جدید را رصد کرده و گزارش میدهد.
این پژوهشگر یکی از مهمترین دستاوردها و مزایای دستگاه ترآ را پیشبینی دقیق و سریع برشمرد. همچنین این دستگاه مشخص میکند که در چه فشار و دمایی، آسفالتین شروع به رسوب میکند. این اطلاعات به مهندسان امکان میدهد تا تولید نفت را طوری تنظیم کنند که از محدوده خطر دور بمانند.
وی ادامه داد: قابلیت حمل و نیاز به میزان بسیار کم نفت زنده از دیگر مزایای این دستگاه است. بهدلیل ابعاد کوچک، دستگاه قابل استفاده در سر چاههای نفت است و با گرفتن یک نمونه کوچک وضعیت رسوب نفتی در آن چاه به سرعت بررسی میشود. این امر سرعت عمل را افزایش و هزینهها را کاهش میدهد. باید در نظر داشت که تهیه نفت زنده (در شرایط مخزن) بسیار سخت و هزینهبر است.
به گفته این محقق در صنعت نفت، برای افزایش برداشت از گازهایی مانند متان یا دیاکسید کربن و مایعاتی همچون آب با شوری خاص برای تزریق به مخزن استفاده میشود. این دستگاه میتواند پیش از انجام این عملیات پرهزینه تضمین کند که آیا این اقدامات باعث تشدید رسوب آسفالتین میشوند یا خیر. بهعنوان مثال با این دستگاه نشان داده شد که با تنظیم میزان شوری آب تزریقی و مقدار گاز دیاکسید کربن، میتوان رسوب آسفالتین را تا ۹۷ درصد کاهش داد که به صرفهجویی عظیم در هزینهها و جلوگیری از آسیب به چاهها منجر میشود.
وی به خودکفایی در یک فناوری راهبردی اشاره کرد و گفت: با ساخت این دستگاه، کشور از وابستگی به شرکتهای خارجی برای مطالعه و حل مشکل آسفالتین در میادین نفتی بینیاز شده است.
وی در پایان افزود: با ساخت این دستگاه، مهندسان نفت ابزاری قدرتمند برای بررسی وضعیت ساختار سیال در مخازن در اختیار خواهند داشت. این فناوری با پیشگیری از گرفتگی لولهها، نقش مؤثری در جلوگیری از زیانهای فنی و مالی ایفا میکند؛ بهویژه در وضعیت فعلی که افزایش تولید و صادرات نفت در اولویت قرار دارد، این موفقیت گامی مهم برای استفاده بهینه از منابع و حفظ سرمایههای ملی کشور است.
