ESMERسیستمی جدید برای اندازه گیری جریان های چندفازی

ضرورت مستند سازی ، در شرکت های نفتی
شهریور ۱۲, ۱۳۹۶
شناور خدمات فنی چاه های نفت و گاز، شیوه ای نوین در ارائه خدمات فنی حفاری فراساحل
شهریور ۱۲, ۱۳۹۶

ESMERسیستمی جدید برای اندازه گیری جریان های چندفازی

مقدمه
اهمیت آزمایش مستمر وپایش مداوم رفتار و وضعیت چاهها ومخزن تولیدی آنها بر هیچکس پوشیده نیست. بخصوص در تولید صیانتی وبرنامه ریزی برای افزایش طول عمر مخازن زیرزمینی نفت وگاز با توجه به نیازهای نسلهای آینده از یک سو وبهرهبرداری واستفاده طولانی مدت از سرمایهگذاری وهزینههایی که در توسعه میادین نفتی وگازی مثل حفر چاه وساخت تاسیسات مختلف وخطوط لوله وغیره بر شرکتهای تولید کننده تحمیل شده است این ضرورت را بسیار پررنگتر میکند.
بسیاری از شرکتهای بزرگ نفتی دنیا که متعلق به ابرقدرتها و سلطه گران واستعمارگران هستند با اینکه اعتقادی به حفظ ذخایر کشورهای تحت سلطه خود برای نسلهای آیندهشان ندارند، برای حفظ واستمرار طولانی مدت سرمایهگذاری خود وافزایش بهرهوری همه جانبهی اقتصادی و تجاری و حتی مقاصد سیاسی خود ملزم وناگزیر از برداشت وتولید منطقی از مخازن نفت وگاز متعلق به دیگران هستند. در این زمینه حتی از ما که مالک وصاحب این نعمت خدادادی هستیم بهتر وشایستهتر عمل میکنند.
معمولا هر چاه پس از اتمام مراحل حفاری وتکمیل وقبل از شروع بهرهبرداری، یک بار مورد آزمایش بهرهدهی قرار میگیرد و کلیه اطلاعات مورد نیاز مخزنی وبهرهبرداری تهیه وثبت میشود. وپس از آن با توجه به نوع وجنس سنگ مخزن و پتانسیل چاه باید آزمایش چاه بطور مرتب وحداقل سالی یک بار صورت گیرد که متاسفانه و به دلایل مختلف این کاردر کشور ما انجام نمیشود. حتی گاهی دیده شده که در یک میدان در حال توسعه همه چاهها مورد آزمایش قرار نمی گیرند وبه نتایج آزمایش چند چاه در نقاط مختلف میدان بسنده میشود.
آزمایش چاهها در بدو حفاری وتکمیل نیازمند یک مجموعه لوازم گران قیمت وسنگین وحجیم شامل: تفکیک کننده آزمایش وتجهیزات اندازهگیری فشار، درجه حرارت ومیزان جریان، چند راههها، کاهندههای جریان، شیرهای ایمنی، خطوط لوله آزمایش، مشعل و…. است. حمل ونقل وجانمایی واستقرار این تجهیزات بخصوص در دکلهای حفاری دریایی وسکوهای نفتی همواره یکی از بزرگترین دغدغههای مهندسان بهره برداری بشمار میآید.آزمایش چاهها در مناطق خشکی خیلی ساده تر وآسان تر از دریا نیست. برای آزمایش مستمر چاهها به منظور کنترل وبهینه سازی روند تولید نیاز به احداث ونصب تجهیزات مورد نیاز بصورت ثابت در سکوهای نفتی میباشد. که این خود نیاز به صرف هزینههای سنگین برای خرید تجهیزات آزمایش وهمچنین طراحی وساخت سکوهای بزرگتر برای جانمایی واستقرار آنها دارد. درمناطق خشکی به علت پراکندگی وبعد مسافت معمولا تجهیزات آزمایش چاهها بصورت ثابت ودائمی در نزدیکی چاه نصب نمیشود ومعمولا ازتجهیزات سیار استفاده میکنند. معمولا در عملیات چاهآزمایی همزمان با هدایت وقرار دادن جریان چاه در تفکیک کننده آزمایش باید پارامترها وتغییرات درون چاهی با استفاده از ابزار وتجهیزات نمودارگیری ویا فشارسنج وحرارت سنج هائی که توسط عملیات چاه پیمایی به داخل چاه رانده شود ویا بوسیله سنسورهای موجود احتمالی(در تکمیل هوشمند چاه ها) ثبت شوند. در عملیات چاهآزمایی مهندسین بهرهبرداری ناگزیر به تفکیک سیال خروجی از چاه هستند ودر پی آن باید میزان جریان وتولید هریک از فازهای جدا شده را اندازهگیری کرده تا بتوانند میزان آب وگاز همراه را در شرایط مختلف مشخص کنند وهمچنین ضریب بهرهدهی چاه وشرایط بهینه تولید را تعیین نمایند. در چنین عملیاتی یکی از دغدغهها ومعضلات پیش رو همین گاز وآب جدا شده است که باید طوری امحاء شوند که کمترین آسیب را به محیط زیست وارد کنند. معمولا گاز در گودال سوخت ویا از طریق مشعلهای سیار سوزانده میشود ولی آب جدا شده که حاوی مقادیر زیادی نمک ودیگر عناصر است وهنوز آلوده به مواد هیدروکربوری است درمناطق خشکی باید در مخازنی ذخیره وبا تانکر به مکان های مشخصی که فاصله زیادی هم با چاه دارند منتقل شود. در سکوهای دریایی این آب به داخل چاه هایی موسوم به Disposal well تزریق میشود. همین مشکلات ومعضلات ودردسرهای زیاد از یک سو وهزینه های سرسام آور وسنگین و محدودیت جا ومکان وپرهیز از توقف وافت تولید ناشی ازاستقرار واتصال لوازم وتجهیزات آزمایش از سویی، باعث میشوند که عملیات چاهآزمایی با آن همه اهمیت و ضرورتی که دارد نادیده گرفته شود و برخلاف عرف مرسوم یا ناقص ویا بطور کلی انجام نشود.

ESMER یا سیستم اندازهگیری جریان چند فازی
شاید تا چند سال پیش کسی فکر نمیکرد که صنایع بالادستی نفت وگاز بتوانند با افزایش سظح تولید ویا حتی حفظ سطح فعلی تولید خود، هزینههای سرمایهای وهزینههای عملیاتی خود را بشدت کاهش دهند. این به معنی آن است که همه چیز در این صنایع در حال کوچک شدن است و این ثمره تمرکز در تحقیق وتفحص و نوآوری تکنولوژیکی در بخش های مختلف است. در بخش چاه آزمایی به یمن تلاش شرکت Petrolum Software Limited وابداع یک سیستم کاربردی بسیار پیشرفته، امروزه تجهیزات مورد نیاز برای آزمایش چاهها با یک وانت بار کوچک حمل ونقل میشود.
شرکت انگلیسی PSL که در زمینه اندازهگیری محلولهای چند فازی در صنایع نفت وگاز فعالیت دارد در سال ۱۹۹۲ بنیان نهاده شده و از همان زمان تا کنون به عنوان یکی ازتیغههای برنده در زمینه نوآوری تکنولوژیکی ویکی از پیشگامان در اندازهگیری چندفازی در خطوط لوله بوده است.
سیستم ESMER میتواند میزان جریان هر فاز را بطور جداگانه در خطوط لوله تولید نفت، میعانات وگاز مرطوب را بدون نیاز به تفکیک کردن ویا نیاز به تکنولوژی حسگرهای پیچیده اندازهگیری و محاسبه کند. سیستم یاد شده از سال ۲۰۰۶ میلادی وارد بازار شده و رفته رفته در حال فراگیرشدن است. اما در کشور ما هنوز کاربردی نشده و برای ما یک تکنولوژی نوین محسوب میشود.
این سامانه در صنایع نفت هم در مناطق خشکی و هم در سکوهای بهرهبرداری میتواند جهت عملیات چاهآزمایی ویا به منظور محاسبات و اندازهگیریهای اختصاصی و ویژه مورد استفاده قرار گیرد مثل تشخیص منافذ ورودی آب ویا بهینه سازی عملیات برداشت ثانویه (فرازآوری با گاز ویا بخار) از طریق محاسبه واندازهگیری ترکیب فازها ومیزان جریان در خط لوله.
ESMER همچنین میتواند بعنوان یک تحلیلگر دائمی برش آب(water Cut) درخطوط تولیدی چند فازی وهمچنین در خطوط حامل فاز مایع مربوط به تفکیک کنندههای تولیدی مورد استقاده قرار بگیرد.
در صنایع گاز از ESMER در خطوط تولیدی گاز مرطوب جهت تصحیح انحراف ناشی از دستگاههای اختلاف فشار ساز استاندارد استفاده میشود.
در این سامانه پیامها از طریق حسگرهای استاندارد ارسال میشود ونیازی به حسگرهای رادیواکتیو ندارد.پیامها در یک حوزه رایانهای پردازش و محاسبات از طریق یک درگاه وسیستم انتقال اطلاعات ماهوارهای(SCADA) منتقل میگردد.
مزایای استفاده از تکنولوژی جدید چندفازی را میتوان به شرح ذیل خلاصه نمود:
کاهش هزینههای سرمایهای با حذف تفکیک کننده وخطوط ثابت آزمایش. با صرفهجویی قابل ملاحظهای که حذف تفکیک کنندهها دارد میتوان در ساخت سکوهای بدون نفرو کوچکتر وسبکتر صرفهجویی بسیار بالایی را رغم زد.
کاهش هزینههای عملیاتی با حذف توقف تولید در حین عملیات چاهآزمائی، حذف هزینههای سنگین ترابری لوازم وتجهیزات، حذف هزینههای مربوط به امحاء آب وگاز تفکیک شده، وهمچنین با اجازه دادن به مهندسان بهرهبرداری در بهینهسازی روند تولید از طریق درک وفهم بهتر از عملکرد چاهها
کاهش هزینههای سرمایهای ناشی از برآورد و محاسبات دقیق و ویژه.(توسعه میادین مشترک از طریق اتصال خطوط تولید چاهها به تاسیسات فرآورش مرکزی بدون نیاز به ایجاد واحدهای فرآورش کوچک به منظور آزمایش چاهها
حذف مخاطرات زیست محیطی وکاهش ریسک وخطرات عملیاتی
این تکنولوژی سخت وپیچیدهای نیست و براحتی در داخل کشور می تواند بومی سازی شود. این سیستم تشکیل شده از یک قطعه لوله با دوسر فلنج به طول حدود ۲ متر و با قطرهای متفاوت متناسب با اندازه قطر خط لوله شبیه به یک قرقره است. بر روی این قرقره تعدادی نقاط اتصال برای نصب حسگرهای مورد نیاز تعبیه شده است. همچنین بر روی آن سیستمهای الکترونیکی ارسال ودریافت پیام نصب شده است. وزن این مجموعه بین ۳۰۰ تا ۶۰۰ کیلوگرم است. تنها کاری که برای سهولت در استفاده از این سیستم باید انجام داد پیش بینی و ایجاد یک مسیر انحرافی ویک قرقره (Spool) در ابتدای خط لوله است. با وجود یک مسیر انحرافی هنگام برداشتن قرقره وجایگزین کردن سیستم ESMER نیازی به بستن چاه وتوقف تولید نخواهد بود.
نتیجه عملکرد این سیستم در مقایسه با نتیجه آزمایشات انجام شده در سیستم قدیمی تفکیک کننده آزمایش به تنهائی متقاعد کننده است. ولی با رویکرد به جمیع مزایا ومنافع آن وهمچنین سهولت وسرعت در استفاده راهی جز آن نخواهیم داشت که آنرا در صنعت نفت وگاز خودمان فراگیر کنیم.
پس، درنگ جایز نیست و باید خیلی سریع دست بکارشد و پژوهشگران، دانشجویان، متخصصین نفتی، ابزار دقیق والکترونیک و ارتباطات ومکانیک سیالات را با پشتیبانی مناسب ومستحکم در کنار یکدیگر جمع کرد ویک بار دیگر به همگان اثبات نمود که ما میتوانیم زیرا ما فرزندان ایرانیم.

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *