ایران دریلینگ: مطالب زیر قسمتی از جدیدترین تکنولوژی‌های به وجود آمده در صنعت نفت بخصوص حفاری است، این تکنولوژی‌ها باعث تسریع در عملیات حفاری و جلوگیری از اثرات زیست محیطی ناشی از انجام عملیات حفاری می‌شود.

میکرو روبات‌های سنجش شرایط ذخایر نفتی شرکت آرامکو در عربستان

مدیریت مخازن نفتی و سنجش شرایط داخلی آنها برای درک تغییرات انجام شده در میادین زیرزمینی همواره یکی از بزرگترین چالش‌های شرکت‌های نفتی برای مدیریت چاه‌ها در طول زمان بوده است. شرکت نفتی آرامکو در عربستان در مواجهه با این چالش اقدام به طراحی میکرو روبات‌هایی به نام "رزبوت" کرده است. این میکرو روبات‌های مخزن بسیار کوچک که اندازه آنها بارها از یک تار موی انسان نازک‌تر است، برای تزریق به مخازن نفتی و تحت‌نظر گرفتن شرایط داخلی آنها طراحی شده‌اند. اندازه بسیار کوچک این روبات‌ها به آنها اجازه می‌دهد با عبور از شکاف‌های میان صخره‌ها به جمع‌آوری اطلاعات بپردازند. این روبات‌ها ابتدا توسط آب به مخازن نفتی تزریق شده و سپس با عبور از میان صخره‌ها اطلاعات بسیار زیادی را درباره وضعیت مخزن نفتی به‌دست می‌آورند. این میکرو روبات می‌توانند حرارت را اندازه‌گیری کرده، وضعیت فشار را تحلیل و وضعیت مایعات درون مخزن را نیز بررسی کنند.

این اطلاعات پس از برگرداندن میکرو روبات از آن استخراج شده و می‌توانند در ارزیابی وضعیت مخزن و اتخاذ تصمیم درباره آن به مدیران کمک کنند. شرکت آرامکو عربستان همچنین درحال تحقیق درباره نوع دومی ‌از میکرو روبات‌ها است. این نوع دوم از میکرو روبات‌ها که میکرو روبات واکنشی نام‌گذاری شده‌اند حتی از روبات‌های نوع اول نیز پیشرفته‌تر بوده و می‌توانند به شرایط مختلف موجود در مخزن نفتی واکنش نشان دهند. این روبات‌های واکنشی می‌توانند برای مثال با آزاد کردن برخی مواد شیمیایی در داخل مخزن عبور مایعات از شکاف‌های موجود در صخره‌ها را تسهیل کنند. این دو نوع میکرو روبات در ترکیب با یکدیگر می‌توانند شرایط داخلی یک مخزن نفتی را مشخص کرده و این شرایط را به شیوه موردنظر مدیران تغییر دهند.

تزریق آب کم‌نمک توسط شرکت بریتیش پترولیوم

در روش‌های سنتی استخراج نفت، آب از بین لایه‌های مختلف سنگ به مخزن تزریق می‌شود تا از این طریق نفت موجود در لایه‌ها بیرون بیاید. با این وجود استفاده از این روش باعث می‌شود تکه‌های کوچکی از خاک رس در زمان بیرون آمدن نفت از میان لایه‌ها وارد آن شوند که جدا کردن مجدد آنها از نفت کار بسیار پرچالشی است. شرکت بی.پی برای از میان بردن این مشکل اقدام به تزریق آب کم‌نمک به مخازن کرد که این آب کم‌نمک می‌تواند بسیار بهتر نفت را از خاک رس جدا کرده و باعث استخراج نفت بیشتری از گذشته شود. این نوآوری بسیار پراهمیت و اقتصادی است، به‌طوری‌که اگر حتی فقط شرکت بی.پی در تمامی ‌چاه‌های تحت‌کنترل خود از این تکنولوژی استفاده کند، می‌تواند تولید نفت این چاه‌ها در طول عمرشان را به میزان 700 میلیون بشکه افزایش دهد. این تکنولوژی همچنین می‌تواند باعث شود ادامه استفاده از چاه‌های قدیمی برای مدت طولانی‌تر همچنان به‌صرفه باشد. بهره‌وری بالای این روش و صرفه‌جویی ناشی از آن باعث شد شرکت بی.پی اعلام کند از این پس در تمامی ‌پروژه‌های بالادستی جدید به شرط به صرفه بودن از این روش استفاده خواهد کرد.

پروژه جذب و ذخیره‌سازی کربن

پروژه شرکت رویال‌داچ‌شل برای جذب و ذخیره کربن هم‌اکنون یکی از بلندپروازانه‌ترین پروژه‌های فناوری در کانادا است. هدف از انجام این پروژه کاهش دی‌اکسیدکربن پخش شده در جو توسط پروژه‌های نفتی موجود در منطقه "آتاباسکا" است که با متراکم و مایع کردن دی‌اکسیدکربن تولید شده در فرآیند‌های استخراج نفت انجام می‌گیرد. در این روش دی‌اکسید‌کربن تولید شده در فرآیند استخراج ابتدا در مرکز "اسکاتفورد آپگریدر" شرکت شل واقع در منطقه آلبرتا در کانادا متراکم و به مایع تبدیل شده و سپس از طریق یک خط لوله 80 کیلومتری به چاه‌های تزریق منتقل می‌شود. این چاه‌های تزریق سپس دی‌اکسیدکربن مایع شده را به عمق دو کیلومتری زیر زمین تزریق می‌کنند تا این دی‌اکسیدکربن به جای ورود به جو زمین در بین لایه‌های سنگ نفوذ کرده و گیر بیافتد.

شرکت شل در راستای این طرح همچنین شرایط محیطی اطراف مناطقی که دی‌اکسید‌کربن به آنها تزریق شده را تحت‌نظر خواهد گرفت. تحت‌نظر گرفتن این شرایط مانند آب‌های زیرزمینی اطراف مناطق تزریق و یا اندازه‌گیری فشار لایه‌ها به این شرکت کمک خواهد کرد تا از تاثیرات احتمالی این تزریق بر محیط اطراف مطلع شده و آن را به حداقل برساند. برآوردها نشان می‌دهد انجام این برنامه باعث کاهش 35 درصدی تولید دی‌اکسیدکربن در پروژه‌های نفتی شل در میادین نفتی ماسه‌ای در کانادا خواهد شد که این میزان برابر با دی‌اکسیدکربن تولید شده توسط 175 هزار اتومبیل در کانادا است. میزان بالای دی‌اکسیدکربن جمع‌آوری شده توسط این پروژه و حمایت گسترده دولت کانادا از پروژه‌های جمع‌آوری کربن احتمالا باعث خواهد شد این تکنولوژی در آینده هرچه بیشتر پیشرفت کرده و مورد استفاده قرار بگیرد.

استخراج نفت از "نفت ماسه" «شیل» با استفاده از تکنولوژی گرمایشی الکترومغناطیس

یکی از دشوارترین مراحل استخراج نفت ماسه یا شیل منتقل کردن این نفت به سطح زمین برای بهره‌برداری است. استخراج این نفت تاکنون با استفاده از دو روش تخلیه نفت از طریق سبک کردن آن توسط ارسال بخار آب یا وادار کردن نفت به حرکت از طریق ارسال بخار آب به محیط آن صورت می‌گرفته که هر دو این روش‌ها با استفاده از انرژی زیاد و بخار آب برای جداکردن بیتومین از شیل نفتی انجام می‌شوند. با این وجود سه شرکت "لاریسینا انرژی"، "سانکور انرژی" و "هاریس" راهکار جدیدی را ارائه کرده‌اند که براساس آن شیل‌ها توسط امواج الکترومغناطیس که از یک آنتن بسیار قوی پخش می‌شوند، گرم می‌شوند. پس از گرم شدن شیل‌ها یک حلال نفت نیز به درون آنها تزریق می‌شود تا بیتومین هرچه بیشتری از ماسه‌ها استخراج و به سطح زمین منتقل شود. این تکنیک که به "استخراج پیشرفته ترکیبی حرارتی و الکترومغناطیسی" یا به اختصار "ایزی" معروف شده است، به هیچ آبی احتیاج نداشته و از برق بسیار کمتری نیز برای استخراج بیتومین استفاده می‌کند. این روش همچنین به سرمایه بسیار کمتری نیاز دارد و گازهای گلخانه‌ای بسیار کمتری نیز تولید می‌کند. هزینه بسیار کمتر این روش نسبت به روش‌های دیگر همچنین می‌تواند باعث شود استخراج نفت از میادین نفت شیل که پیش از این به دلیل هزینه بالا صرفه اقتصادی نداشت به‌صرفه‌تر شود.

تلنبه‌های استخراج ذخیره‌کننده انرژی جنبشی

کانادا مرکز هزاران تلنبه نفتی است تا حدی که تنها در ایالت آلبرتای این کشور 150 هزار تلنبه نفت وجود دارد و صدها هزار تلنبه دیگر نیز در ایالت‌های دیگر این کشور به‌چشم ‌می‌خورد. بالا و پایین رفتن مداوم این صد‌ها هزار تلنبه‌ فرصتی را برای شرکت "سی‌سی‌دبلیو" به وجود آورده تا با ساخت یک کنترل‌کننده جدید بخشی از انرژی حرکتی این تلنبه‌ها را در زمان فرود آمدن به انرژی برق تبدیل کند. از این برق تولید شده در زمان پایین آمدن تلنبه برای ادامه کار آن استفاده شده و مازاد این برق نیز به شبکه سراسری برق فروخته می‌شود. شرکت سی‌سی‌دبلیو تاکنون با تقاضای دو شرکت "آتکو" و "فورتیس" برای استفاده از این تلنبه‌ها برای تولید و فروش برق به شبکه سراسری موافقت کرده است. تولید انرژی از این راه و فروش بخشی از آن به شبکه سراسری می‌تواند هزینه مالی و محیط‌زیستی استفاده از این تلنبه‌ها را بسیار کاهش دهد.

آموزش شرایط اضطراری با استفاده از هلی‌کوپترهای شناور

فناوری‌های جدید در صنایع نفت و گاز تنها برای افزایش میزان بازدهی و یا کاهش آثار زیست‌ محیطی گسترش نیافته‌اند، بلکه این فناوری‌ها مسائل مرتبط با ایمنی و آموزش را نیز متحول کرده‌اند. یک نمونه خوب از اثرات فناوری‌های جدید بر مسائل ایمنی، مرکز آموزش ایمنی زیرآب شرکت "نکسن" در عملیات دریای شمال است. شرکت نکسن درراستای این طرح یک مدل هلی‌کوپتر مصنوعی طراحی کرده تا از آن برای آموزش و کارمندان جدید این شرکت برای مواجهه با سقوط احتمالی هلی‌کوپتر در آب استفاده کند. کارمندان جدید در ابتدای ورود به شرکت در تعدادی کلاس آموزشی ایمنی شرکت و پس از طی مراحل ابتدایی، یک سقوط شبیه‌سازی شده هلی‌کوپتر را تجربه می‌کنند. کارمندان باید در زمان این تمرین و با نزدیک شدن هلی‌کوپتر به آب آرامش خود را حفظ کرده و راهکارهای امنیتی که در کلاس‌ها آموزش دیده‌اند را در برابر معلمان و متخصصان انجام دهند. این نوع از فناوری آموزشی به کارکنان اجازه می‌دهد در عین امنیت از نزدیک با راهکارها و تجهیزات ایمنی آشنا شوند. این دستاورد همچنین نشانه‌ای از تاثیر عمیق پیشرفت‌های فناوری در تمامی‌ عرصه‌های صنعت نفت و گاز است.

توسعه لوله‌های انعطاف‌پذیر برای مدیریت تکانه‌های کف دریا

درحالی‌که شرکت‌ها مشغول احداث سکوهای نفتی دریایی در مناطق عمیق‌تر اقیانوس‌ها هستند با چالش‌های جدیدی نیز مواجه می‌شوند. یکی از این چالش‌ها تکانه‌های کف دریا است که باعث تغییر جریان‌های آبی و تغییر محل لوله‌های انتقال‌دهنده نفت می‌شوند. این چالش یکی از بزرگترین مشکلات پروژه "پارکو دا کونچز" شرکت "شل" در سواحل برزیل است. لوله‌های استفاده شده در این پروژه نفت را از کف دریا به سکوی نفتی منتقل می‌کنند که پس از تصفیه آن را به ساحل می‌فرستد، اما مشکل کار اینجاست که با بالا و پایین رفتن سطح آب دریا بر اثر جریان‌های آبی لوله‌ها به‌شدت تحت‌فشار قرار می‌گرفتند. شرکت شل برای مقابله با این چالش یک لوله استیل چند کیلومتری تولید کرد که می‌توانست با بالا و پایین رفتن سطح آب دریا انبساط و یا انقباض پیدا کند. این طراحی جدید همچنین از بروز ترک و شکستگی در لوله‌ها جلوگیری کرده و می‌تواند در آینده در تمامی ‌پروژه‌های نفتی دریایی مورداستفاده قرار بگیرد.

کاهش صدا در عملیات حفاری زیر آب

آلودگی صوتی ناشی از عملیات حفاری در زیر آب یکی از انواع آلودگی است که مردم و رسانه‌ها معمولا کمتر از آن اطلاع دارند، اما تداوم این آلودگی صوتی در زمان عملیات زیر آب می‌تواند به زندگی جانوران آبزی در اطراف مناطق تحت عملیات آسیب برساند. شرکت شل برای مقابله با این چالش در عملیات حفاری این شرکت در قطب شمال اقدام به استفاده از تکنولوژی‌های جدید برای کاهش آلودگی صوتی پخش شده در محیط کرده است. راهکارهای این شرکت برای کاهش آلودگی صوتی شامل ایجاد موانعی آکوستیک بین تجهیزات حفاری و محیط دریا است. اولین نمونه از این موانع شامل ایجاد یک حباب از گوی‌های پلاستیکی در اطراف تجهیزات است تا از پخش شدن صدای عملیات در محیط اطراف جلوگیری کند. دومین راهکار شرکت شل برای کاهش این آلودگی صوتی نیز استفاده از مولد و پمپ‌های هوای قدرتمند برای پمپاژ کردن هوا در اطراف محل حفاری است تا حباب‌های هوای ایجاد شده از پخش شدن صداها در محیط جلوگیری به‌عمل‌آورند. با اینکه این تکنولوژی آلودگی صوتی ناشی از حفاری در زیر دریا را به‌طورکامل از بین نمی‌برد، اما نمونه‌ای از تکنولوژی‌هایی است که می‌توانند این آلودگی را هرچه بیشتر کاهش دهند.

تکنولوژی متراکم کردن گاز زیر سطح دریا

درحالی‌که پیش‌بینی می‌شود تعداد بیشتری از پروژه‌های نفت و گاز طی سال‌های آینده در مناطق دورافتاده‌تر اجرایی شوند، بهبود استفاده از میادین کنونی می‌تواند یکی از راه‌های کم‌هزینه‌تر برای افزایش تولید باشد. بهبود تکنولوژی متراکم کردن گاز در زیر سطح دریا در میادینی مانند میدان "گلفاکز" شرکت استات‌اویل می‌تواند یکی از راه‌های افزایش بهره‌برداری از میادین باشد. شرکت استات‌اویل قصد دارد با نصب یک متراکم‌ساز زیردریایی در میدان گلفاکز در برنت جنوبی، گاز استخراج شده را در تاسیساتی در کف اقیانوس مایع کرده و سپس آن را برای فرآوری به سطح دریا ارسال کند. به گفته مسئولان پروژه مایع‌سازی گاز در کف اقیانوس پیش از ارسال آن به سطح، باعث افزایش سرعت انتقال آن به سطح می‌شود درعین آنکه تاسیسات کف اقیانوس می‌توانند همچنان به استخراج نفت ادامه دهند. برآوردهای شرکت استات‌اویل نشان می‌دهد استفاده از این تکنولوژی می‌تواند ظرفیت استخراج میدان گلفاکز را با 12 درصد افزایش از 62 درصد به 72 درصد برساند که به معنی افزایش ظرفیت 22 میلیون بشکه جدید نفت تنها از این میدان نفتی است. نکته جالب تکنولوژی متراکم‌سازی گاز زیر سطح دریا امکان استفاده گسترده از آن در بسیاری از پروژه‌‌ها است. گسترش استفاده از این تکنولوژی در میادین نفتی مختلف می‌تواند میزان استخراج نفت از میادین کنونی را بسیار افزایش دهد.

سیستم عایق زیر دریایی شرکت "داو" به نام "نپتون"

دمای پایین و خوردگی لوله، دو مشکل بزرگ صنایع نفت و گاز در میادین دریایی هستند؛ اما استفاده از سیستم عایق زیردریایی شرکت داو به نام "نپتون" یکی از راه‌های مقابله با این مشکلات است. این سیستم شامل عایق‌بندی لوله‌های زیر آب توسط دو لایه مواد مختلف است. در این سیستم ابتدا یک لایه اپوکسی برای جلوگیری از خوردگی لوله در اطراف آن قرار می‌گیرد و سپس یک لایه "پلی اتر" برای مقاوم‌سازی لوله در برابر حرارت در اطراف آن گذاشته می‌شود. این لایه از پلی‌اتر به حدی مقاوم است که می‌تواند از لوله‌ها تا عمق 4 کیلومتری سطح آب و تا دمای منفی 160 درجه سانتیگراد محافظت کند.

منبع: ماهنامه انرژی خاورمیانه