بزرگنمايي:

پیام خوزستان - فناوری‌های بازیافت پیشرفته نفت یا EOR، به بخش جدایی‌ناپذیری از صنعت جهانی نفت تبدیل شده‌اند، به‌ویژه با توجه به کاهش ذخایر متعارف و افزایش روزافزون تقاضای انرژی در جهان.

به گزارش شانا، روش‌های EOR برای استخراج نفت خام باقی‌مانده از مخازنی طراحی شده‌اند که مراحل اولیه و ثانویه تولید را پشت سر گذاشته‌اند؛ مراحلی که معمولاً تنها 30 تا 50 درصد از نفت اولیه را بازیابی می‌کنند. در سال‌های اخیر، پیشرفت‌های چشمگیری در فناوری‌های EOR صورت گرفته که امکان افزایش ضریب برداشت، افزایش عمر میدان‌های بالغ، و بهبود بهره‌وری اقتصادی تولید نفت را فراهم کرده است. این مقاله به بررسی برخی از نوآورانه‌ترین روش‌های EOR با تمرکز بر امکان‌سنجی اجرای آنها در ایران می‌پردازد؛ کشوری با ذخایر عظیم نفتی و منافعی راهبردی در بهینه‌سازی فرآیندهای بازیافت نفت.
1. هم‌افزایی تزریق گاز
روش‌های تزریق گاز، به‌ویژه با استفاده از CO₂، نیتروژن و گازهای هیدروکربنی، توانمندی بالایی در بهبود برداشت نفت از خود نشان داده‌اند. این روش‌ها با افزایش فشار مخزن و کاهش ویسکوزیته نفت، جریان‌پذیری آن را تسهیل می‌کنند. تلفیق تزریق گاز با سایر روش‌های EOR نظیر حرارتی، شیمیایی و میکروبی نیز می‌تواند به هم‌افزایی مؤثر و افزایش بیشتر ضریب بازیافت منجر شود.
1-1 تزریق CO₂
تزریق دی‌اکسید کربن یکی از پرکاربردترین روش‌های تزریق گاز در EOR است. در این فرآیند CO₂ به درون مخزن تزریق و با نفت خام حل می‌شود، ویسکوزیته و تنش سطحی آن را کاهش می‌دهد و تحرک‌پذیری نفت را افزایش می‌دهد. از مزایای این روش می‌توان به افزایش برداشت، طولانی‌تر شدن عمر مخزن، همچنین مزایای زیست‌محیطی ناشی از ذخیره‌سازی CO₂ اشاره کرد.
در ایران که انتشار CO₂ از فرآیندهای صنعتی چالشی جدی است، این روش می‌تواند دو کارکرد هم‌زمان داشته باشد: افزایش برداشت نفت و کاهش اثرات تغییر اقلیم. پروژه‌های موفقی همچون Weyburn-Midale در کانادا و حوزه Permian در آمریکا نیز نشان‌دهنده‌ اثربخشی اقتصادی و زیست‌محیطی این روش هستند.
1-2 تزریق نیتروژن
در این روش، گاز نیتروژن به‌عنوان عامل نگه‌دارنده فشار به مخزن تزریق می‌شود. برخلاف CO₂، نیتروژن با نفت مخلوط نمی‌شود، اما نقش مؤثری در حفظ فشار مخزن ایفا می‌کند. نیتروژن از نظر فراوانی و هزینه مقرون‌به‌صرفه بوده و کاربرد آن در میدان Cantarell مکزیک سبب افزایش چشمگیر تولید شده است.
در میدان‌های ایران که اغلب فشار طبیعی خود را از دست داده‌اند، تزریق نیتروژن می‌تواند راهکاری اقتصادی برای حفظ فشار باشد.
1-3 تزریق گازهای هیدروکربنی
در این روش، گازهایی نظیر متان، اتان یا مایعات گازی به درون مخزن تزریق می‌شوند. این گازها با نفت خام ترکیب می‌شوند، ویسکوزیته آن را کاهش می‌دهند و جریان آن را بهبود می‌بخشند. میدان Prudhoe Bay در آلاسکا نمونه موفقی از این فناوری است که به افزایش تولید و تمدید عمر میدان منجر شده است.
در ایران که منابع گاز طبیعی فراوان است، این روش می‌تواند جایگزینی مؤثر و کم‌هزینه برای مشعل‌سوزی گازهای همراه و هم‌زمان افزایش بهره‌وری فرآیند استخراج باشد.
2- هم‌افزایی با سایر روش‌های EOR
ترکیب تزریق گاز با روش‌های دیگر مانند EOR حرارتی، شیمیایی و میکروبی می‌تواند هم‌افزایی مؤثری ایجاد کند. برای نمونه ترکیب تزریق CO₂ با بخار می‌تواند کارایی جابه‌جایی نفت را از طریق کاهش ویسکوزیته، انبساط حرارتی و امتزاج CO₂ با نفت افزایش دهد.
2-1- تزریق حرارتی + گاز
تزریق بخار، یکی از روش‌های حرارتی EOR، سبب کاهش ویسکوزیته نفت سنگین و سهولت جریان آن به سمت چاه‌های تولید می‌شود. تلفیق این روش با تزریق گاز، همانند پروژه موفق Duri در اندونزی می‌تواند بازیافت نفت را به‌طور چشمگیری افزایش دهد.
ایران دارای ذخایر نفت سنگین قابل‌توجهی است و ترکیب این دو روش می‌تواند در میدان‌های این نوع نفت نقش کلیدی ایفا کند.
2-2- تزریق شیمیایی + گاز
در این روش، پلیمرها و سورفکتانت‌ها به همراه تزریق گاز برای بهبود جابه‌جایی نفت مورد استفاده قرار می‌گیرند. به‌طور خاص ترکیب تزریق CO₂ با پلیمرها می‌تواند بهره‌وری برداشت را از طریق کاهش ویسکوزیته و تنش سطحی افزایش دهد.
در برخی میدان‌های ایران از روش‌های شیمیایی با موفقیت استفاده شده و ترکیب آن با تزریق گاز می‌تواند برداشت را به سطح جدیدی برساند. میدان Bell Creek در مونتانا، نمونه بارزی از این تلفیق موفق است.
3- پیشرفت‌های فناورانه در EOR
پیشرفت‌های فناوری، اثربخشی روش‌های تزریق گاز در EOR را به شکل چشمگیری افزایش داده‌اند. شبیه‌سازی لحظه‌ای مخزن، پایش لرزه‌ای چهاربعدی، فناوری چاه‌های هوشمند و بهره‌گیری از هوش مصنوعی، ابزارهایی پیشرفته برای بهینه‌سازی تزریق گاز و افزایش برداشت نفت فراهم کرده‌اند.
3-1- شبیه‌سازی لحظه‌ای مخزن
این فناوری به بهره‌برداران امکان می‌دهد ویژگی‌های مخزن را دقیق‌تر مدل‌سازی کنند. ادغام شبیه‌سازی لحظه‌ای با تزریق گاز می‌تواند پیش‌بینی دقیق‌تری از رفتار سیالات درون مخزن فراهم کند.
در ایران به‌کارگیری این فناوری می‌تواند کارایی روش‌های EOR را افزایش دهد و استفاده بهینه از منابع را تسهیل کند.
3-2- پایش لرزه‌ای چهاربعدی ( 4D )
این فناوری شامل برداشت‌های لرزه‌ای متوالی برای مشاهده تغییرات درون مخزن در طول زمان است. این داده‌ها اطلاعات دقیقی از حرکت گاز و سیال تزریق‌شده ارائه می‌دهند.
در ایران که بسیاری از مخازن دارای ناهمگنی بالا هستند، این روش می‌تواند نقش مهمی در مدیریت و بهینه‌سازی فرآیند EOR ایفا کند.
3-3- چاه‌های هوشمند
چاه‌های هوشمند با حسگرهای پیشرفته، داده‌هایی مانند فشار، دما و ترکیب سیالات را به‌صورت لحظه‌ای ثبت می‌کنند. این داده‌ها امکان کنترل دقیق تزریق گاز را فراهم می‌کنند.
در کشورمان ترکیب این فناوری با روش‌های EOR می‌تواند به بهبود پاسخ‌دهی به تغییرات مخزن و افزایش برداشت منجر شود.
4- چالش‌های اقتصادی و فنی
با وجود مزایای فراوان، اجرای موفق EOR با تزریق گاز با چالش‌هایی مواجه است. هزینه‌های بالا برای تهیه گاز، تجهیزات تخصصی و یکپارچه‌سازی روش‌های مختلف می‌تواند موانع جدی ایجاد کند، همچنین مدیریت تعامل پیچیده میان روش‌های گوناگون در مخازن ناهمگن، نیازمند مدل‌سازی دقیق و پروتکل‌های عملیاتی قوی است.
در ایران، ملاحظات اقتصادی اهمیت ویژه‌ای دارند، اما مزایای بالقوه نظیر افزایش برداشت و تمدید عمر میدان‌ها، به‌ویژه میدان‌های بالغ، می‌تواند این سرمایه‌گذاری را توجیه‌پذیر کند.
با تکیه بر نوآوری مستمر، همکاری بین‌المللی و تعهد به توسعه پایدار، صنعت نفت ایران می‌تواند بر چالش‌ها غلبه و ظرفیت کامل فناوری‌های EOR با تزریق گاز را آزاد کند؛ گامی به‌ سوی آینده‌ای کارآمدتر و مسئولانه‌تر در حوزه انرژی.
رضا آبش احمدلو
پژوهشگر مواد و انرژی