مخازن نفت ایران یکی از پیچیده‌ترین و مشکل‌سازترین مخازن دنیا به شمار می‌روند. در برداشت نفت از این مخازن باید نهایت دقت و صیانت به کار گرفته شود چرا که براثر وارد آمدن فشار بیش از حد روی مخزن به منظور تولید بیشتر نفت‌، مخزن اصطلاحاً قهر کرده و نفت درونش مهاجرت کرده و ضربه بزرگی به ثروت بالقوه کشور وارد می‌کند.

بافت مخازن کشور بسیار فنی بوده و کار کردن روی آن ها شرایط و دانش بالایی را می‌طلبد. در هیچ یک از نقاط نفتی جهان نمی‌توان مخازنی را یافت که مانند ایران تا این حد اهل ناز باشند. شاید اینگونه القا شود که با توجه به تجربه صد ساله ایران در برداشت از مخازن خود، تولید نفت برای آنها ساده‌تر شده که ذهنیت اشتباهی است. صنعت نفت ایران هم ‌اکنون با داشتن ۱۳۷ میلیارد بشکه ذخیره قابل استحصال نفت، باید تلاش‌های بسیاری برای برداشت از این ذخایر انجام دهد، زیرا در شرایط کنونی غالباً برداشت از بخش‌های آسان‌تر مخزن انجام شده و بخش‌های سخت‌تر آن باقی مانده است.

بسیاری از مردم بر این باورند که کشور روی نعمتی خوابیده که وضعیت مان را در دنیا از همه صادرکنندگان نفت بالاتر قرار داده در حالی که وضعیت مخازن نفت ما‌، بسیار سخت‌تر از بقیه کشورهاست. اتفاقاً همین دیدگاه به وجود آورنده انتقادهای ناحقی علیه صنعت نفت شده است و بسیاری بر این باورند که میدان ها به آسانی کشف شده و با حفر چند چاه تولید نفت به سرانجام می‌رسد در حالی که این طور نیست. فقط کافی است به تشریح مخازن پرداخته شود تا سختی کار در صنعت نفت ایران با دیگر کشورها مشخص شود. به طور کل مخازن نفتی به دو دسته کربناتی و ماسه سنگی تقسیم می‌شوند. در زمین شناسی، نفت یکی از تخصص‌های مهم که توسط زمین‌شناسان و مهندسان حفاری بسیاری مورد توجه قرار گرفته است، نحوه استخراج نفت از چاه است که در اینباره ابتدا انرژی طبیعی موجود در مخزن را نسبت به نوع سنگ ذخیره (ماسه‌ای – کربناتی) مشخص می‌کنند و سپس در خصوص برداشت کامل از چاه با به کار بردن روش‌های پر هزینه و نیز تزریق بخار یا گاز نظر می‌دهند. مخازن ماسه سنگی دارای ضریب بازیافت بالایی در برداشت هستند به طوری که کشورهایی که از این نوع مخزن برخوردار هستند نفت شیرین و سبک دارند و یک قدم از دیگر تولید کنندگان نفت جلو‌تر هستند.

در اینگونه مخازن ضریب برداشت تا ۶۰ درصد هم رسیده است. که بسیار رؤیایی است اما چنین اتفاقی در مکزیک رخ داده است ضمن اینکه نباید فراموش کرد رفتارهای اینگونه مخازن قابل پیش‌بینی و بسیار ساده است. به همین دلیل بهره‌برداران به هیچ عنوان نگران این موضوع نیستند که مثلاً با افزایش یا کاهش برداشت عکس‌العمل مخزن مثبت خواهد بود یا خیر، چرا که به خوبی می‌دانند بهترین و قابل پیش‌بینی‌ترین مخازن دنیا را در دست دارند. در حالی که در میدان‌هایی که بافت مخازنشان کربناتی است چنین خصیصه‌ای به هیچ عنوان دیده نمی‌شود، آن هم زمانی که مخازن کربناتی شکاف‌دار باشند. بین مخازن نفتی‌، ماسه‌ای بهترین وکربناتی سخت‌ترین و بدترین مخزن شناخته می‌شود. کشورهای حوزه آمریکای لاتین، مرکزی و شمالی و بخشی از آفریقا دارای مخازن ماسه‌ای بوده و کشورهای حوزه خلیج فارس بیشتر مخازنشان که حدود ۹۰ درصد برآورد می‌شود‌، کربناتی به شمار می‌آورند. حالا خود این کربناتی‌ها هم خود به چند دسته تقسیم می‌شوند که پیچیده‌ترین نوع آن در ایران قرار دارد؛ از مخازن شکاف‌دار سخن می‌گوییم.

تحلیل و نفوذ‌پذیری این دو مخزن بسیار با هم فاصله دارند به طوری که کشورهایی که از مخازن ماسه سنگی برخوردارند تولید نفت و درصد بازیافتشان چندین برابر مخازن ایران است. در برخی از اظهار نظرها شنیده می‌شود که مثلاً چرا میانگین ضریب بازیافت مخازن در ایران ۲۴ درصد است و در عربستان ۳۶ درصد، پاسخ به این پرسش‌ها کاملاً فنی است و افرادی که اهل فن هستند به خوبی می‌دانند که نوع مخازن ما، بیشتر از این جواب نمی‌دهد. البته تلاش‌های زیادی در پژوهشگاه صنعت نفت و دیگر شرکت‌های نفتی در حال انجام است تا با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های روز بتوانیم این رقم را افزایش دهیم. برای درک بهتر این مطلب باید گفت مخزن هیدروکربوری ساختار هیدروکربوری متخلخل و نفوذپذیر در زیرزمین است که انباشتی طبیعی از هیدروکربورها را به صورت مایع یا گاز در خود جای داده و به‌وسیله سنگ‌های غیرتراوا از محیط اطراف مجزا شده است. در توصیفی ملموس‌تر می‌توان مخازن هیدروکربوری را به بادبادکی پر از هوا تشبیه کرد که پوسته این بادبادک نقش همان سنگ‌های غیرتراوا را بازی می‌کند و به محض سوراخ کردن این محیط متعادل، سیال‌های مخزنی (همچون هوا که به سرعت از بادبادک خارج می‌شود) توسط نیروهای هیدرولیکی به درون چاه رانده می‌شوند. البته قدرت این رانش طبیعی همزمان با تولید از مخزن کاسته می‌شود، چنان که برای نمونه گفته می‌شود مخازن ایران به‌ طور متوسط سالانه ۸تا ۱۰ درصد افت طبیعی فشار مخزن و افت دبی‌ تولید از چاه دارند.

۳ گانه های تولید

برای تولید نفت از یک مخزن باید سه مرحله را در نظر گرفت. مرحله اول همان تولید طبیعی است که این روزها چندان در مخازن ایران دیده نمی‌شود. در مرحله اول تولید، پس از عملیات حفر چاه و اصابت آن به مخزن نفت، به دلیل فشار زیاد موجود در مخزن، جریان نفت به سوی دهانه خروجی چاه سرازیر می‌شود. این مرحله از استخراج که عامل آن فشار داخل خود مخزن است به «بازیافت اولیه نفت» موسوم است. با افزایش تولید و کاهش فشار، سرعت تولید نیز کاهش می‌یابد تا اینکه فشار به حدی می‌رسد که دیگر نفت به صورت طبیعی خارج نمی‌شود. علاوه بر فشار مخزن، عوامل دیگری مانند خواص سنگ مخزن و میزان تخلخل آنها و نیز دمای مخزن نیز در میزان تولید مؤثرند.

تنفس مصنوعی

مرحله دوم بازیافت که در ایران به کار گرفته شده است، برداشت ثانویه نام دارد. از روش‌های مؤثر در مرحله دوم یکی «سیلاب‌زنی آب» و دیگری «سیلاب‌زنی گاز» یا «تزریق گاز» است. در روش سیلاب‌زنی آب، آب با فشار زیاد، از طریق چاه‌های اطراف چاه تولید نفت، وارد مخزن شده و نیروی محرکه لازم برای استخراج نفت را به وجود می‌آورد. معمولاً در اطراف هر چاه نفت، چهار چاه برای تزریق آب وجود دارد. لازم به ذکر است تزریق «بخار آب»، دما را افزایش و گرانروی را کاهش می‌دهد. در این روش که از بخار آب به جای آب استفاده می‌شود، با کاهش گرانروی نفت، جریان آن راحت‌تر صورت گرفته و سرعت تولید بالا می‌رود. در روش سیلاب‌زنی گازی، گاز (مانند گاز طبیعی) با فشار زیاد به جای آب وارد مخزن شده و نفت را به طرف چاه خروجی به جریان می‌اندازد.

اما پس از استخراج به کمک روش‌های مرحله دوم هنوز هم ۶۰ الی ۷۵ درصد نفت می‌تواند به صورت استخراج نشده در مخزن باقی بماند. در اینجاست که استخراج نفت به کمک روش مرحله سوم صورت می‌گیرد. یکی از روش‌های مرحله سوم تزریق محلول «مایسلار» است که پس از تزریق آن، محلول‌های پلیمری به عنوان محلول بافر به چاه تزریق می‌شود. در آمریکا ممکن است روش‌های استفاده از محلول‌های مایسلار، بخش مهمی از روش‌های مرحله سوم را شامل شود. محلول مایسلار مخلوطی از آب، مواد فعال سطحی، مواد کمکی فعال سطحی، نفت و نمک است. در روش‌های جدید تهیه محلول مایسلار، نفت، نمک و مواد مکمل فعال سطحی حذف شده‌اند.

دکتر محمد کرامتی

برگرفته از سایت شرکت مهندسی و توسعه نفت