فناورى هاى نوین اکتشاف

واضح آرشیو وب فارسی:فان پاتوق: گروه علمی تحقیقاتی نفت تایمز: با ظهور فناورى هاى ویژه و پویا، تغییرات زیادى در شیوه هاى اکتشاف ایجاد شده است. اکتشاف و بهره.بردارى از منابع نفت و گاز، در ابتدا به روش جست وجوى شواهد سطحى این منابع زیرزمینى انجام مى شد. این جست وجو شامل پیگیرى رخنه.هاى نفت یا گاز بود که از زمین به بیرون نفوذ کرده بود. به دلیل این که مقدار کمى از ذخایر نفت و گاز طبیعى به سطح زمین نفوذ می.کنند، این فرآیند اکتشاف ناکارآمد بود. با توسعه صنایع در کشورهاى مختلف، نیاز جهان به سوخت هاى فسیلى روزافزون شد. این مسئله ضرورت تغییر در روش هاى اکتشاف و افزایش بازده این روش ها را دوچندان ساخت. امروزه اکتشاف ذخایر نفت و گاز بسیار پیچیده شده و با بهره.گیرى از تجهیزات ویژه، درصد موفقیت در کشف ذخایر فسیلى را به حد قابل قبولى رسانده است. در این نوشتار، روش ها و مراحل اکتشاف ذخایر نفت و گاز بررسى مى شود. تهیه بانک داده.ها فناوری، نقش عمده اى در میزان موفقیت مکان.یابى ذخایر نفت گاز طبیعى دارد. این فناورى هنگامى موثر است که یکى از ابزار اصلى آن را که همان داده.هاى صحیح – نرم.افزار – است، زمین.شناسان و ژئوفیزیک ها بررسى و فرآورى کنند. این داده.ها هنگامى کاربردى می.شوند که به درستى جمع.آورى و طبقه.بندى شوند. این داده.ها که معمولاً شامل ویژگی.هاى ذخایر زیرزمینى است، به منظور تبیین زمینه.هاى علمى براى تعیین محل ذخایر نفت خام و گاز طبیعى تفسیر می.شوند. فرآیند اکتشاف نفت خام و گاز طبیعى سرشار از تردید و با آزمون و خطاى فراوان همراه است، زیرا نفت و گازى که جست وجو می.شود، اغلب صدها فوت پایین.تر از سطح زمین قرار دارد. از این رو، جمع.آورى و طبقه.بندى علمى داده.ها در کاهش خطاى اکتشاف بسیار موثر است. مطالعات زمین.شناسی زمین شناسان اکتشاف نفت خام و گاز طبیعى را با بررسى ساختار سطحى زمین مناطقى که احتمال دارد منابع نفت و گاز داشته باشند، آغاز مى کنند. در اواسط قرن هجدهم زمین شناسان به این نتیجه رسیدند که در سراشیبی.هاى تاقدیسی، احتمال وجود ذخایر نفت و گاز بیشتر است. در این تاقدیس.ها که زمین در محل خود چین خورده است، لایه.هاى گنبدى شکل ایجاد شده که نشانگر تعداد زیادى از ذخایر نفت و گاز است. با بررسى و ترسیم مشخصات سطحى و زیرسطحى یک منطقه مشخص، زمین.شناس پیش.بینى می.کند در کدام مناطق احتمال وجود ذخایر نفت خام و گاز طبیعى بیشتر است. زمین.شناس از ابزار متعددى براى این بررسى بهره می.برد. از جمله این ابزار، بررسى برش.هاى صخره.هاى درون زمین، دره.ها و یا تنگه.ها از نظر محتواى مایع درون سنگها، تخلخل سنگ، رطوبت.پذیری، سن و ترتیب شکل یافتن صخره است که امکان استنتاج.هایى درباره ذخایر احتمالى را به زمین نشان می.دهد. هنگامى که زمین.شناس، منطقه.اى را ارزیابى مى کند و احتمال وجود یک منبع نفتى و یا گازى را در آن محدوده محتمل مى داند، آزمایش.هاى بعدى براى به دست آوردن اطلاعات جزئی.تر و ترسیم دقیق تشکل.هاى زیرزمینى مرتبط با ذخایر نفت و گاز طبیعى انجام می.شود. معمولاً زمین شناسان این آزمایش.ها را انجام مى دهند. لرزه.نگارى در اکتشاف لرزه.نگارى بزرگ ترین پیشرفت پیش بینى نشده در اکتشاف نفت خام و گاز طبیعى است. لرزه.نگارى بر مطالعه شکل موج.هاى ارتعاشى استوار است که از میان لایه.هاى زمین عبور مى کند و با انواع تشکل.هاى زیرزمینى به طور متفاوت تعامل دارد. در سال ۱۸۵۵، ال.پالیمیر، اولین لرزه.نگار را به عنوان ابزارى براى تشخیص و ثبت زمین.لرزه.ها کشف کرد. این دستگاه قادر به ثبت ارتعاش هاى زمین بود که در یک زمین.لرزه به وجود می.آید. این فناورى از سال ۱۹۲۱ به منظور استفاده در یافتن محل تشکل.هاى نفتى و گازى زیرزمینى در صنعت نفت به کار برده شد. موج هاى ارتعاشى یادشده که یک منبع آن را ایجاد می.کند، از لایه.هاى متفاوت زمین عبور مى کند و قسمتى از آن را لایه.هاى زیرزمینى مختلف به سمت منبع انعکاس می.دهند. این انعکاس، امکان استفاده از لرزه.نگارى را براى تبیین ویژگى هاى لایه.هاى زمین به زمین.شناس می.دهد. زمین.شناسان قادرند ارتعاش هایى را در سطح زمین ایجاد و چگونگى بازگشت این ارتعاش ها را به سطح ثبت کنند. موج هاى ارتعاش ارسال شده در برخورد با صخره.ها و لایه.هاى سخت زمین نسبت به لایه.هاى با منفذ زیاد، بازتاب متفاوتى دارند و همین تفاوت به زمین.شناس امکان مى دهد تا محدوده و عمق سنگ هاى متخلخل را که احتمالاً حاوى نفت و گاز هستند، تخمین بزنند. لرزه.نگارى ساحلی در لرزه.نگارى براى اکتشاف در مناطق ساحلی، موج.هاى ارتعاشى مصنوعى به سطح زمین فرستاده می.شوند. این موج ها پس از برخورد با لایه.هاى مختلف، بازتابى ایجاد می.کنند که قطعات حساسى به نام ژئوفون آنها را ثبت می.کنند. این داده.هاى برداشت شده به یک ماشین ثبت ارتعاش منتقل می.شود تا اطلاعات لازم براى تفسیر زمین شناسان و مهندسان مخزن را فراهم کند. این ماشین وظیفه تقویت، ترجمه و بایگانى ارتعاش هاى دریافتى از ژئوفون را دارد. در روزهاى اولیه اکتشاف لرزه.ای، امواج لرزه.اى به وسیله دینامیت ایجاد می.شود. طراحى و نحوه بارگذارى دینامیت.ها بسیار دقیق بود، .به گونه اى که انفجارهاى کوچک امواج لرزه.اى لازم و ضرورى را ایجاد می.کرد. در اواسط دهه ۷۰ مشخص شد که نوارهاى سفیدى به نام نقطه.هاى روشن، روى باریکه.هاى ثبت شده لرزه.اى ظاهر می.شود. این نوارهاى سفید، نشانگر وجود ذخایر هیدروکربن در زیر زمین بود. صخره.هاى طبیعى و پر منفذ داراى گاز طبیعى اغلب بازتاب هاى قوى ترى نسبت به صخره.هاى پر آب و معمولى دارد و از طریق نقطه.هاى روشن به صورت مستقیم قابل تشخیص است. این روش تشخیص ذخایر گازى که روش بازرسى مستقیم نام دارد، در برخى موارد ذخایر هیدروکربنى را نمایان نمى کند؛ از این رو روش کاملاً مطمئن و مورد اعتمادى نیست. فناورى هاى نوین اکتشاف یکى از بزرگ ترین نوآوری.هاى تاریخ اکتشاف نفت و گاز، استفاده از رایانه براى ثبت و تحلیل داده.هاى زمین.شناسى بر روى نقشه.هاى مخصوص است. با توسعه یافتن میکروپروسسورها، اطمینان استفاده از رایانه براى ثبت و تحلیل داده.هاى ارتعاشی، افزایش قابل توجهى یافته است. این مسئله امکان پردازش مقادیر بیشترى از اطلاعات را فراهم کرده و اعتبار و محتواى اطلاعاتى مدل هاى لرزه.اى را افزایش داده است. زمین.شناسان در اکتشاف به کمک رایانه از سه مدل اصلى اکتشاف بهره می.برند. این مدل ها عبارتند از: - مدل دوبعدی - مدل سه.بعدی - مدل چهاربعدی فناورى بهره.گیرى از رایانه، آنقدر پیشرفت کرده که اکنون با ترکیب اطلاعات به دست آمده از انواع آزمایش ها مانند گزارش هاى روزانه، تولید اطلاعات و آزمایش هاى غلظت.سنجى امکان ایجاد یک تجسم فکرى از زیر زمین را فراهم کرده است. با استفاده از این امکانات، زمین.شناسان قادر به ترکیب تمام داده.ها براى پردازش و ایجاد یک تصویر روشن و کامل زمین.شناسى از زیر زمین هستند. لرزه.نگارى سه.بعدی یکى از چشمگیرترین پیشرفت.ها در اکتشاف به کمک رایانه، توسعه لرزه.نگارى سه.بعدى ست. این روش از داده.هاى لرزه.اى منطقه براى ایجاد یک تصویر سه.بعدى از تشکل.ها و لایه.هاى مختلف زمین.شناسى منطقه استفاده می.کند. از آنجاکه این تصویر واقعى می.تواند براى تخمین زدن وجود لایه.هاى هیدروکربنى در منطقه و صفات خاص ساختمان این تشکل ها بسیار مفید باشد، به زمین.شناسان در تخمین ذخایر هیدروکربورى با احتمال بسیار بالا کمک مى کند. استفاده از روش لرزه.نگارى سه بعدى احتمال موقعیت.یابى مخزن را تا ۵۰ درصد افزایش می.دهد. این فناورى با وجود موفقیت.آمیز بودن، بسیار هزینه.بر است. لرزه.نگارى سه.بعدى می.تواند بیش از یک میلیون دلار در یک منطقه با ۵۰ مایل مربع مساحت هزینه در بر داشته باشد. در تولید تصاویر سه.بعدى نیاز به داده.هایى است که از هزاران نقطه جمع.آورى شده باشد، حال آن که در روش هاى دو بعدى صرفاً نیاز به چندصد نقاط داده است. به دلیل پیچیدگى و طولانى بودن فرآیند، از لرزه.نگارى سه.بعدى در ترکیب با دیگر روش هاى اکتشاف استفاده مى شود. براى مثال، یک زمین شناس ممکن است از لرزه.نگارى دوبعدى مرسوم به منظور طراحى و بررسى ویژگى هاى زمین.شناسى براى ارزیابى احتمال وجود ذخایر نفت و گاز استفاده کند. در این حالت هنگامى که از فناورى هاى مقدماتى استفاده مى شود، از لرزه.نگارى سه.بعدى صرفاً در مناطقى که احتمال وجود ذخایر هیدروکربورى بالا است، استفاده مى شود. علاوه بر تعیین محل ذخایر نفت و گاز، لرزه.نگارى سه.بعدى در تعیین محل دقیق و بهینه چاه.هاى حفارى نیز موثر است. با استفاده از این فناوری، علاوه بر بهینه کردن تعداد چاه ها و کاهش هزینه.هاى خرج.هاى اضافی، با تعیین محل دقیق چاه ها امکان استخراج بیشتر نفت و گاز از زمین فراهم می.شود. لرزه.نگارى سه.بعدى میزان بازیافت چاه هاى مولد را به حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد افزایش می.دهد، حال آن که میزان بازیافت چاه هایى که با فناورى هاى معمولى اکتشاف تعیین محل شده.اند، ۲۵ تا ۳۰ درصد است. تا سال ۱۹۸۰ تنها یکصد آزمایش لرزه.نگارى سه.بعدى صورت گرفته بود. در اواسط دهه ۹۰ با کاهش نسبى هزینه و توسعه فناورى در هر سال ۲۰۰ تا ۳۰۰ آزمایش لرزه.نگارى سه.بعدى صورت پذیرفت. در سال ۱۹۹۳، ۷۵ درصد از بررسی.هاى اکتشاف ساحلى از لرزه.نگارى سه.بعدى استفاده کردند. در ایران، در میدان هایى مانند آب.تیمور، دارخوین، کرنج و پارسی، عملیات لرزه.نگارى سه.بعدى با موفقیت اجرا شده است. تصویر لرزه.نگارى دوبعدی اکتشاف به کمک رایانه دوبعدى شامل تولید یک تصویر از لایه.هاى مختلف زیر سطح زمین است. در روش.هاى مرسوم زمین.شناسى با جمع.آورى و تحلیل اطلاعات موجود، تصورى دوبعدى از این لایه.هاى براى خود ترسیم می.کند، اما با کمک فناورى رایانه، امکان ایجاد نقشه.هاى بسیار مفصل.تر و بسیار سریع تر از روش هاى مرسوم وجود دارد. علاوه بر این، با سیستم دوبعدى امکان استفاده از نمایش تصاویر رنگى ایجاد شده رایانه اى براى برجسته کردن خواص زمین.شناسى وجود دارد. که از طریق روش.هاى تصویرلرزه.نگارى مرسوم امکان ظهور بسیار پایینى دارد. تصویر لرزه.نگارى دوبعدى پیچیدگى و تفصیل کمترى از تصویر سه.بعدى دارد. جالب توجه است که فناورى لرزه.نگارى سه.بعدى پیش از فناورى دوبعدى توسعه یافت. فناوری.هاى دوبعدى تصویر لرزه.نگارى در حقیقت توسعه.اى از فناوری.هایى سه.بعدى است. فناورى دوبعدى براى ساده.کردن و کاهش هزینه.هاى لرزه.نگارى سه.بعدی، همچنین کاهش پیچیدگی.هاى استفاده از فناورى سه.بعدى توسعه یافت. تصویر لرزه.نگارى دوبعدى به کمک رایانه (caex) در مناطقى به کار می.رود که احتمال وجود ذخایر نفت خام و گاز طبیعى به حدى است که استفاده از لرزه.نگارى سه.بعدى را از لحاظ اقتصادى و صرف زمان توجیه.پذیر سازد. تصویربردارى لرزه.نگارى چهاربعدی یکى از پیشرفت هاى پیش بینى نشده اخیر در اکتشاف لرزه.اى و شکل دادن ساختمان.هاى صخره زیرزمین، ابداع تصویرلرزه.نگارى چهاربعدى بوده است. این نوع تصویربردارى از توسعه فناورى تصویربردارى سه.بعدى است. در تصویربردارى چهاربعدى به جاى دریافت یک تصویر ساده و ساکن از زیر زمین، تغییرات در ساختار و خواص تشکل هاى زیرزمینى به طور مستمر مشاهده می.شود. از آنجاکه چهارمین بعد در تصویر لرزه.نگارى چهاربعدى زمان است، به آن تصویربردارى مشمول مرور زمان نیز گفته می.شود. مطالعات لرزه.اى متفاوت از یک منطقه خاص در زمان هاى گوناگون انجام شده و این (ترتیب) داده.هاى مختلف به یک رایانه قدرتمند منتقل می.شود تا تصاویر مختلفى از آنچه در زیر زمین می.گذرد، به دست آید. با مطالعه چگونگى تغییر تصاویر لرزه.اى در سراسر زمان، زمین.شناسان قادر به کسب آگاهى بیشتر از خواص مختلف صخره.ها شامل جریان سیال در زیر زمین، چسبندگی، دما و غلظت هستند. علاوه بر این، زمین شناسان و مهندسان از لرزه.نگارى چهار بعدى می.توانند براى ارزیابى خواص یک مخزن مانند زمان استخراج نفت خام و هنگامى که توسعه مخزن اهمیت می.یابد، استفاده کنند. استفاده از لرزه.نگارى چهار بعدى در یک مخزن می.تواند میزان بازیافت را به بیش از آنچه با استفاده از لرزه.نگارى دوبعدى یا سه.بعدى به دست می.آمد، افزایش دهد، در حالى که میزان بازیافت این دو نمونه از لرزه.نگارى ۲۵ تا ۳۰ درصد و ۴۰ تا ۵۰ درصد به ترتیب توالى است. استفاده از لرزه.نگارى چهار بعدى می.تواند میزان بازیافتى حدود ۶۵ تا ۷۰ درصد در پى داشته باشد. لرزه.نگارى دریایی در آغاز اکتشاف براى نفت خام و یا گاز طبیعى که صدها یا هزاران پا زیر سطح دریا قرار دارد، از روشى نسبتاً متفاوت از اکتشاف لرزه.اى استفاده می.شود. در این روش به جاى استفاده از خودرو و ژئوفون ها، از یک کشتى برداشت داده.ها استفاده می.شود. به جاى ژئوفون.ها، در اکتشاف دریایى از هیدروفون ها استفاده می.شود که براى برداشت امواج لرزه.اى زیر آب طراحى شده است. این هیدروفون ها در ساختارهاى متفاوت بر حسب نیاز زمین شناس با طناب به دنبال کشتى کشیده می.شود. در این روش به جاى استفاده از دینامیت یا ضربه. بر کف بستر دریا، کشتى لرزه.اى از یک تفنگ بادى بزرگ استفاده می.کند که گلوله.هاى هواى فشرده را به زیر آب رها می.کند. به این طریق امواج لرزه.اى که می.تواند به درون پوسته زمین برود و بازتاب هاى مورد نیاز را تولید کند، ایجاد می.شود. اندازه.گیرى مغناطیسى (مگنومتر) علاوه بر استفاده از لرزه.شناسى براى جمع.آورى اطلاعات مرتبط با ترکیب پوسته زمین، خواص مغناطیسى ساختمان هاى زیر زمین نیز می.تواند براى تولید داده.هاى زمین.شناسى استفاده شود. این کار با استفاده از مگنومترها انجام می.شود؛ دستگاه هایى که می.تواند تفاوت هاى جزئى در خواص مغناطیسى لایه.هاى مختلف زمین را اندازه.گیرى کند. در روزهاى اولیه مگنومترها، دستگاه.هاى بزرگ و حجیم بودند که تنها قادر بودند یک منطقه کوچک را در یک زمان بررسى کنند. با توسعه فناوری، در سال ۱۹۸۱، ناسا ماهواره.اى به فضا پرتاب کرد که قادر به برداشت داده.هاى مغناطیسى در یک مقیاس قاره.اى بود. این ماهواره که «مگ.ست» نامیده می.شد، مطالعه ساختمان هاى صخره.هاى زیرزمینى و پوشش زمین را در یک مقیاس بزرگتر شدنى و امکان جمع.آورى اطلاعاتى مانند جابه جایى لایه.هاى مختلف زمین و تعیین محل ذخایر نفت خام، گاز طبیعى و سایر معادن ارزشمند را فراهم کرد. تفسیر داده.ها با استفاده از روش.هاى یادشده، منابع زیادى از داده.ها و اطلاعات براى زمین.شناس به منظور استفاده در اکتشاف هیدروکربن.ها فراهم می.شود. این اطلاعات خام بدون تفسیر دقیق و مبتنى بر روش.هاى علمی، قابل استفاده نخواهد بود. زمین شناس همانند قراردادن قطعات یک پازل، تمام منابع داده قابل دسترس نظیر ساختار لایه.هاى صخره.هاى زیرزمین را براى ایجاد یک مدل یا حدس.هاى علمى به کار می.برد. گفتنى است که با وجود تکامل تدریجى و شگفت.انگیز فناورى و روش هاى اکتشاف، تنها راهى که سبب اطمینان از وجود یک مخزن گاز طبیعى یا نفت خام می.شود، حفارى یک چاه اکتشافى است. یک زمین.شناس گرچه می.تواند بهترین حدس هاى موجود را براى موقعیت مخازن بزند، اما این حدس مصون از خطا نیست. شاید در آینده.اى نزدیک، پیشرفت و توسعه فناورى سبب شود که این حدس.ها و تخمین.ها، با کمترین خطاى ممکن، سبب کاهش هزینه.هاى اکتشاف و حفارى شوند. همان گونه که ملاحظه شد، استفاده از تکنیک.هاى لرزه.نگارى سه و چهار بعدی، اکتشاف در میدان هاى نفت و گاز جهان را به دلیل فراهم آوردن اطلاعات بسیار دقیق ترى براى ادامه کار اکتشاف تا بهره.برداری، تحت تاثیر خود قرار داده است. در حال حاضر در کشور ما به طورعمده از لرزه.نگارى دوبعدى استفاده می.شود. لرزه.نگارى سه.بعدى نیز در بعضى از پروژه.هاى اخیر صنعت نفت از طرف شرکت.هاى خارجى استفاده شده و هنوز نیروهاى متخصص داخلى آن را به طور مستقل انجام نداده اند. با آن که لرزه.نگارى چهار بعدى نیز افزایش بازیافت نفت و گاز مخازن با هزینه.هاى کمتر را به همراه دارد، اما هنوز در ایران استفاده نشده است. صنعت نفت کشور ما به منظور بهره.گیرى از فناوری.هاى مدرن لرزه.نگاری، می.تواند همکارى مشترکى را در مطالعه و به.کارگیرى این روش.ها با صاحبان فناورى هاى یادشده مدنظر قرار دهد تا از مزیت هاى این فناورى ها بهره مند شود.

این صفحه را در گوگل محبوب کنید

[ارسال شده از: فان پاتوق]

[مشاهده در: www.funpatogh.com]

[تعداد بازديد از اين مطلب: 335]