معرفی سیستم ویژه اندازه گیری جریان های چند فازی

محاسبه حجم سیالات مرزی با استفاده از داده¬های تشدید مغناطیسی هسته در سازند کنگان میدان پارس¬جنوبی
آذر ۱, ۱۳۹۶
مطالعه و بررسی فن آوری نانوذرات مغناطیسی بمنظور تصفیه پساب های نفتی
آذر ۱, ۱۳۹۶

معرفی سیستم ویژه اندازه گیری جریان های چند فازی

مقدمه

اهمیت آزمایش مستمر وپایش مداوم رفتار و وضعیت چاه ها 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 نسل های آینده از یک سو وبهره برداری  واستفاده طولانی  مدت از سرمایه گذاری وهزینه هایی که در توسعه میادین نفتی وگازی مثل حفر چاه وساخت تاسیسات مختلف وخطوط لوله وغیره  بر شرکت های تولید کننده تحمیل شده است این ضرورت را بسیار پررنگ تر می کند.

بسیاری از شرکت های بزرگ نفتی دنیا که متعلق به ابرقدرت ها وسلطه گران واستعمارگران هستند با اینکه اعتقادی به حفظ ذخایر کشورهای تحت سلطه خود برای نسل های آینده اشان ندارند،برای حفظ واستمرار طولانی مدت سرمایه گذاری خود وافزایش بهره وری همه جانبه ی اقتصادی وتجاری وحتی 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 وشایسته تر عمل می کنند.

معمولا هر چاه پس از اتمام مراحل حفاری وتکمیل  وقبل از شروع بهره برداری، یک بار مورد آزمایش بهره دهی قرار می گیرد وکلیه اطلاعات مورد نیاز مخزنی وبهره برداری تهیه وثبت می شود. 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 نمی شود. حتی گاهی دیده شده که در یک میدان در حال توسعه همه چاه ها مورد آزمایش قرار نمی گیرند وبه نتایج آزمایش چند چاه در نقاط مختلف میدان بسنده می شود.

آزمایش چاه ها در بدو حفاری وتکمیل نیازمند یک مجموعه لوازم گران قیمت وسنگین وحجیم شامل: تفکیک کننده آزمایش وتجهیزات اندازه گیری فشار، درجه حرارت ومیزان جریان، چند راهه ها، کاهنده های جریان، شیرهای ایمنی، خطوط لوله آزمایش، مشعل و…. است. حمل ونقل وجانمایی واستقرار این تجهیزات بخصوص در دکل های حفاری دریایی وسکوهای نفتی همواره یکی از بزرگترین دغدغه های مهندسان بهره برداری بشمار می آید.آزمایش چاه ها در مناطق خشکی خیلی ساده تر وآسان تر از دریا نیست. برای آزمایش مستمر چاه ها به منظور کنترل وبهینه سازی روند تولید نیاز به احداث ونصب تجهیزات مورد نیاز بصورت ثابت در سکوهای نفتی می باشد. که این خود نیاز به صرف هزینه های سنگین برای خرید تجهیزات آزمایش وهمچنین طراحی وساخت سکوهای بزرگ تر برای جانمایی واستقرار آنها دارد. درمناطق خشکی به علت پراکندگی وبعد مسافت معمولا تجهیزات آزمایش چاه ها بصورت ثابت ودائمی در  نزدیکی چاه نصب نمی شود ومعمولا ازتجهیزات سیار استفاده می کنند. معمولا در عملیات چاه آزمایی همزمان با هدایت وقرار دادن جریان چاه در تفکیک کننده آزمایش باید پارامترها وتغییرات درون چاهی با استفاده از ابزار وتجهیزات نمودار گیری 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 چاه آزمایی مهندسین بهره برداری ناگزیر به تفکیک سیال خروجی از چاه هستند ودر پی آن باید میزان جریان وتولید هریک از فازهای جدا شده را اندازه گیری کرده تا بتوانند میزان آب وگاز همراه را در شرایط مختلف مشخص کنند وهمچنین ضریب بهره دهی چاه وشرایط بهینه تولید را تعیین نمایند. در چنین عملیاتی یکی از دغدغه ها 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 مشعل های سیار سوزانده می شود 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 می شود. 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 سوئی، باعث می شوند که عملیات چاه آزمایی 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 اندازه گیری جریان چند فازی

شاید تا چند سال پیش کسی فکر نمی کرد که صنایع بالادستی نفت وگاز بتوانند با افزایش سظح تولید ویا حتی حفظ سطح فعلی تولید خود، هزینه های سرمایه ای وهزینه های عملیاتی خود را بشدت کاهش دهند.این به معنی آن است که همه چیز در این صنایع در حال کوچک شدن است. واین 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 چاه ها با یک وانت بار کوچک حمل ونقل می شود.

شرکت انگلیسی PSL که در زمینه اندازه گیری محلول های چند فازی در صنایع نفت وگاز فعالیت دارد در سال ۱۹۹۲ بنیان نهاده شده و از همان زمان تا کنون به عنوان  یکی ازتیغه های برنده در زمینه نوآوری تکنولوژیکی  ویکی از پیشگامان در اندازه گیری چندفازی در خطوط لوله بوده است.

سیستم ESMER می تواند 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 حس گرهای پیچیده اندازه گیری و محاسبه کند. سیستم یاد شده از سال ۲۰۰۶ میلادی وارد بازار شده ورفته رفته در حال فراگیرشدن است.اما در کشور ما هنوز کاربردی نشده وبرای ما یک تکنولوژی نوین محسوب می شود.

 این سامانه در صنایع نفت هم در مناطق خشکی وهم در سکوهای بهره برداری می تواند جهت عملیات چاه آزمایی ویا به منظور محاسبات واندازه گیری های 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 واندازه گیری ترکیب فازها ومیزان جریان در خط لوله.

ESMER   همچنین می تواند بعنوان یک تحلیل گر دائمی برش آب(water Cut) درخطوط تولیدی چند فازی وهمچنین در خطوط حامل فاز مایع مربوط به تفکیک کننده های تولیدی مورد استقاده قرار بگیرد.

در صنایع گاز از ESMER در خطوط تولیدی گاز مرطوب جهت تصحیح انحراف ناشی از دستگاه های اختلاف فشار ساز استاندارد استفاده می شود.

در این سامانه پیام ها از طریق حسگرهای استاندارد ارسال می شود ونیازی به حسگرهای رادیواکتیو ندارد.پیام ها در یک حوزه رایانه ای پردازش و محاسبات از طریق یک درگاه وسیستم انتقال اطلاعات ماهواره ای(SCADA) منتقل می گردد.

مزایای استفاده از تکنولوژی جدید چندفازی را می توان به شرح ذیل خلاصه نمود:

  • کاهش هزینه های سرمایه ای با حذف تفکیک کننده وخطوط ثابت آزمایش. با صرفه جویی قابل ملاحظه ای که حذف تفکیک کننده ها دارد می توان در ساخت سکوهای بدون نفرو کوچک تر وسبک تر صرفه جویی بسیار بالایی را رغم زد.
  • کاهش هزینه های عملیاتی با حذف توقف تولید در حین عملیات چاه آزمائی، حذف هزینه های سنگین ترابری لوازم وتجهیزات، حذف هزینه های مربوط به امحاء آب وگاز تفکیک شده، وهمچنین با اجازه دادن به مهندسان بهره برداری در بهینه سازی روند تولید از طریق درک وفهم بهتر از عملکرد چاه ها
  • کاهش هزینه های سرمایه ای ناشی از برآورد و محاسبات دقیق و ویژه.(توسعه میادین مشترک از طریق اتصال خطوط تولید چاه ها به تاسیسات فرآورش مرکزی بدون نیاز به ایجاد واحدهای فرآورش کوچک به منظور آزمایش چاه ها
  • حذف مخاطرات زیست محیطی وکاهش ریسک وخطرات عملیاتی

این تکنولوژی سخت وپیچیده ای نیست وبراحتی 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  سیستم های 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 وایجاد 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 فرا گیر 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 می توانیم زیرا ما فرزندان ایرانیم.

عزت ا.. عسکری

دیدگاهتان را بنویسید

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