چاپ

پیام خوزستان - مدیریت اکتشاف ایران طی چندسال گذشته مطالعات متمرکزی را در زمینه اکتشاف منابع غیرمتعارف آغاز کرده و اکنون با اتمام تعدادی از این مطالعات آزمایشگاهی، علاوه بر تایید وجود ذخایر قابل توجه منابع غیرمتعارف در پهنه این کشور، ایران در زمره کشورهای صاحب دانش فنی در بهره برداری از صنعت شیل نفت قرار گرفته است.

به‌طورکلی تجمعات هیدروکربنی غیرمتعارف، شامل منابعی می‌شوند که به‌طور اقتصادی و با روش‌ها و فناوری‌های متعارف قابل‌استخراج نیستند. مهم‌ترین تفاوت بین تجمعات هیدروکربوری پیوسته (غیرمتعارف) و تجمعات هیدروکربوری متعارف در وجود یک نفت‌گیر مشخص، محدوده گسترش، سطح تماس بین نفت-گاز و نفت-آب و سیستم فشاری آنها است. تجمعات هیدروکربنی غیرمتعارف، شامل شیل نفتی، نفت شیل، گاز شیل، ماسه‌سنگ‌های نفتی فشرده، گاز فشرده، گاز متان لایه زغالی، گاز بیوژنیک کم‌عمق و هیدرات‌های گازی... می‌شود.
ذخایر غیرمتعارف زیرسطحی به دو دسته نفت شیل و شیل گازی تقسیم می‌شوند که در آنها شیل سنگ منشأ بوده و نفت و یا گاز در درون خودِ شیل و یا در لایه‌های مخزنی کم‌تراوا در مجاورت آن تجمع یافته‌اند، بنابراین این مخازن کم‌تراوا بر اساس میزان و سطح پختگی سنگ منشأ، در دو دسته مخازن نفت شیل (نفت تایت یا متراکم) حاوی نفت و یا شیل گازی حاوی گاز شناسایی می‌شوند.
در ادامه به جزئیات و خصوصیات این منابع اشاره می‌شود:
1- شیل نفتی ( Oil Shale )
شیل‌‎های نفتی، سنگ‌های رسوبی دانه‌ریز و غنی از مواد آلی هستند که می‌توان از طریق پیرولیز و تقطیر، مقدار زیادی نفت را از آنها استخراج کرد. این سنگ‌ها اغلب در سطح زمین بوده یا تدفین کمی را تحمل می‌کنند و از لحاظ بلوغ حرارتی نابالغ یا کمی بالغ هستند. کل ذخایر شیل‌های نفتی، در 33 کشور جهان و حدود 409 میلیون تن نفت درجا برآورد شده است، البته این محاسبه بدون در نظر گرفتن بسیاری از ذخایر و منابعی است که هنوز به‌طور دقیق مورد بررسی قرار نگرفته و حجم آنها منتشر نشده است. در میان کشورهای پیشرو در زمینه مطالعه و برداشت از این منبع، می‌توان به استونی، اردن، آمریکا و استرالیا اشاره کرد.
شناخته‌شده‌ترین این ذخایر، سازند گرین‌ریور (Green River) است که در ایالات متحده آمریکا قرار دارد. در ایران هم این منابع برای نخستین بار در ناحیه قالی‌کوه شهرستان الیگودرز در استان لرستان، مورد بررسی مقدماتی و تکمیلی قرار گرفته که افق‌های غنی از ماده آلی درون سازندهای سرگلو (ژوراسیک میانی) و گرو (کرتاسه زیرین) جای دارند.
2- شیل گازی ( Gas Shale )
در میان ذخایر غیرمتعارف گاز، شیل گازی به‌عنوان یکی از اصلی‌ترین ذخایر به‌شمار می‌رود که در آن گاز تولیدشده از سنگ منشأ غنی از مواد آلی، از درون این لایه خارج نشده و درون آن به دام افتاده است. این لایه‌های غنی از مواد آلی غالباً دارای تخلخل و تراوایی بسیار اندکی هستند. در ذخایر شیل گازی، سیستم هیدروکربنی در درون لایه منشأ گاز تشکیل شده و این لایه به‌عنوان منشأ، مخزن و پوش‌سنگ عمل می‌کند. گازهای موجود در ذخایر شیل گازی به دو صورت جذب‌شده و آزاد وجود دارند. برای تولید و بهره‌برداری از این مخازن از روش حفاری افقی و شکست هیدرولیکی استفاده می‌شود. مهم‌ترین کشورهای تولیدکننده از این منبع، کشورهای چین و آمریکا هستند. د ر ایران هم منابع شیل گازی در سازندهای شیلی سرگلو و گرو به سن ژوراسیک میانی و کرتاسه زیرین در ناحیه لرستان از حوضه رسوبی زاگرس مورد شناسایی و ارزیابی قرار گرفته‌اند.
3- نفت شیل ( Shale Oil )
نفت شیل یکی از پراهمیت‌ترین و بزرگ‌ترین انواع ذخایر نفتی زیرسطحی بوده که در آنها شیل سنگ منشأ بوده و نفت در درونِ شیل و یا در لایه‌ای در مجاورت آن تجمع یافته است. اصطلاحاً به هرگونه تجمع هیدروکربنی که با روش‌های مصنوعی و تحریک‌کننده مانند شکست هیدرولیکی از لایه‌هایی با تخلخل و تراوایی بسیار اندک مانند لایه‌های شیلی، سیلتستونی، ماسه سنگی و کربناتی تولید می‌شوند، نفت شیل یا نفت متراکم (tight oil) می‌گویند. مخازن عظیم نفت شیل خواص پتروفیزیکی (تخلخل، تراوایی و...) به‌نسبت ضعیفی دارند. این مخازن متراکم به‌طور وسیعی گسترش داشته و دارای تخلخل کمتر از 10 درصد و تراوایی کمتر از 1 * 10-3 µm2 هستند. در میان مهم‌ترین کشورهای تولیدکننده نفت از این منبع، می‌توان به آمریکا، آرژانتین، چین و کانادا اشاره کرد. پیش‌بینی می‌شود حجم عظیمی از نفت شیل در لایه‌ها و مخازن متراکم در حوضه‌های نفتی کشور به‌دلیل پتانسیل سیستم هیدروکربنی مناسب و کارا وجود داشته باشد . نواحی دشت آبادان، دزفول و مغان به‌عنوان مستعدترین مناطق برای این نوع منبع غیرمتعارف شناسایی و جهت مطالعات تکمیلی پیشنهاد شده‌اند.
4- هیدرات گازی ( Gas Hydrate )
هیدرات گازی متشکل از مولکولهای گاز (عمدتاً متان) است که در شبکه‌ای از مولکول‌های آب که توسط پیوند هیدروژنی به یکدیگر متصل هستند، به تله افتاده‌اند. هیدرات گازی جزء ذخایر غیرمتعارف هیدروکربنی طبقه‌بندی شده و به‌عنوان یکی از منابع محتمل تأمین‌کننده انرژی آینده در جهان در نظر گرفته می‌شود. بر اساس نتایج حاصل از بهره‌برداری آزمایشی از ذخایر هیدرات و با در نظر گرفتن فناوری مورد نیاز و هزینه‌های تولید، پیش‌بینی می‌شود که گاز متان تولیدی از این ذخایر در سال‌های آتی در شرق آسیا و تا یک دهه پس از آن، در کل شبکه انرژی جهان توزیع شود. این موضوع مبیّن این واقعیت است که همانند ذخایر نفت/گاز شیلی، تولید از ذخایر هیدرات نیز به‌شدت بر بازار انرژی جهان تأثیرگذار خواهد بود. کشورهای ژاپن و چین در زمینه مطالعات در این منبع پیشرو هستند. در ایران نیز پژوهش و بررسی‌های اولیه و تکمیلی در آب‌های دریای عمان انجام شده است.
5- متان لایه زغال‌سنگ ( Coal Bed Methane, CBM )
یکی از منابع گازی غیرمتعارف، گاز متانی است که همراه با لایه‌های زغال‌سنگی وجود دارد. این منابع جدید گازی از دهه 1980 به‌عنوان یک منبع عظیم گازی قابل‌فروش، توجهات زیادی را به خود جلب کرده است. اکنون نیز کشورهای زیادی ازجمله چین، آمریکا و استرالیا به دنبال تولید و توسعه و ایجاد دانش فنی برای تولید از این منابع هستند. بر اساس آمار منتشرشده لایه‌های زغال‌سنگ، محل ذخیره مقادیر بسیاری از گاز متان (10.000 تا 30.000 تریلیون فوت مکعب) هستند. کشورهای چین، آمریکا، استرالیا و هند، از کشورهایی هستند که در بحث اکتشاف و تولید از این منبع گازی فعال‌اند. بررسی‌های اولیه در ایران نشان می‌دهد که معادن زغال‌سنگ در نواحی طبس، کرمان و طزره شاهرود از مناطق مناسب برای مطالعات و ارزیابی‌های تکمیلی در این زمینه هستند.
6- گاز متراکم ( Tight Gas )
مخازن گاز متراکم (Tight Gas) به مخازنی با میزان تراوایی بسیار اندک اطلاق شده که از آنها گاز خشک تولید می‌شود. از نظر لیتولوژی این مخازن می‌توانند ماسه‌سنگی، کربناته و شیلی نیز باشند. یک مخزن متراکم گازی اغلب یک مخزن ماسه‌سنگ یا سنگ کربناته‌ای (دارای شکستگی یا فاقد شکستگی) است که تراوایی درجای آن کمتر از 0.1 میلی دارسی است. در بسیاری از مخازن کاملاً متراکم، تراوایی درجای آنها ممکن است کمتر از 0.001 میلی دارسی نیز باشد. تراوایی ماتریکس این ماسه‌سنگ‌ها بسیار پایین است. ارتباط بسیار ضعیف خلل و فرج و مویینه‌های ریز، تراوایی بسیار پایین را موجب می‌شود. گازی که در این نوع سنگ‌ها جریان دارد، معمولاً نرخ پایین دارد و روش‌های شکست سازند برای تولید از آن لازم است.
برنامه‌های منابع غیرمتعارف در ایران
امروزه بحث منابع غیرمتعارف هیدروکربنی و به‌طور خاص نفت و گاز شیل از موضوعاتی است که شکل بازی را در عرصه انرژی دنیا تغییر داده و این ادعا وجود دارد که آمریکا به‌دلیل در اختیار داشتن فناوری استخراج تجاری از این نوع نفت و گاز و بهره‌مندی از منابع عظیم آنها در نقاط مختلف خاک خود، نه‌تنها چشم‌انداز اقتصادی مثبتی را برای خود رقم زده، بلکه انتظار می‌رود مناسبات انرژی دنیا را تغییر دهد. این اقدام‌ها تأثیرات امنیتی، سیاسی و اقتصادی مهمی را بر جای خواهد گذاشت و کشورهای دارای تولید از این منابع یا فاقد آن، در شکل‌گیری روابط قدرت جدید در عرصه بین‌المللی نقش‌های مختلفی خواهند داشت. با توجه به پیش‌بینی‌های کنونی درباره میزان تولید گاز و نفت شیل در کشور آمریکا و شرایط قیمتی استخراج نفت و گاز شیل، باید انتظار داشت که جایگاه آمریکا در جهان به‌واسطه خودکفایی انرژی و رها شدن از محدودیت‌های ناشی از تأمین انرژی ارتقا یابد. بر اساس آمار، در سال 2018 آمریکای شمالی به صادرکننده نفت و در سال 2021 گاز تبدیل شده و توانسته موازنه تولید را در معادلات جهانی بر هم بزند که درنتیجه جابه‌جایی نقطه کانونی سرمایه‌گذاری در نفت و گاز و استفاده از مزیت رقابتی و تغییر موازنه قدرت سیاسی و اقتصادی جهانی را در پی خواهد داشت.
مدیریت اکتشاف شرکت ملی نفت ایران، در چهارچوب برنامه‌های پنج‌ساله توسعه کشور و چشم‌انداز «اکتشاف حداکثری منابع هیدروکربنی ایران در تراز جهانی» و به‌دلیل ارزیابی و داشتن آگاهی و درک صحیح از روند تغییرات جهانی و محلی، اکتشاف منابع غیرمتعارف هیدروکربنی در کنار منابع متعارف در گستره حوضه‌های رسوبی مختلف کشور را برنامه‌ریزی و آغاز کرده است. با در نظر گرفتن این مسئله که تنها سه مورد گزارش شناسایی اولیه در قبل از انقلاب اسلامی و تنها در ذخایر شیل‌های نفتی قالی‌کوه در ناحیه لرستان انجام شده بود، این مدیریت از سال 1388 با هدف شناسایی و ارزیابی میزان گسترش و تعیین حجم ذخایر این منابع در ارتباط با چاه‌های اکتشافی حفاری‌شده و برونزدهای زمین‌شناسی سطحی، برنامه‌های مطالعات را آغاز کرد که منجر به اجرای پروژه‌های مختلف و تولید گزارش‌های متعددی شد.
این مدیریت، از سال 1395 و با معرفی طرح اکتشاف منابع غیرهیدروکربنی، با هدف «شناسایی حدود حداقلی حجم ذخایر غیرمتعارف هیدروکربنی در نواحی اکتشافی ایران و ارائه میزان حجم اولیه آن» برنامه‌ریزی‌هایی در قالب پروژه‌های مختلف به‌صورت کوتاه و بلندمدت داشته و در حال اجرای آنها است. برنامه‌های مدون‌شده به‌طور منسجم در قالب پروژه‌های مطالعات داخلی، برون‌سپاری و پژوهشی برنامه‌ریزی شده و تلاش بر این است تا از تمام ظرفیت علمی و آزمایشگاهی داخلی و خارجی با توجه به شرایط موجود در کشور و در چارچوب قوانین حاکم بر مدیریت اکتشاف شرکت ملی نفت استفاده شود. بر اساس برنامه، مهم‌ترین سرفصل‌های کاری در منابع غیرمتعارف هیدروکربنی شامل شیل نفتی، شیل گازی و هیدرات گازی به‌عنوان حوزه‌های اصلی و پیشرو و همچنین گاز متان لایه زغال‌سنگ، نفت شیل و گاز متراکم به‌صورت ارزیابی اولیه می‌شود که در سال‌های گذشته انجام شده و دستاوردها و نتایج درخور توجهی را به همراه داشته است.
مهم‌‎ترین دلایل اجرای مطالعات و ارزیابی منابع غیرمتعارف هیدروکربنی در کشور به شرح زیر است: تأمین انرژی پایدار از طریق اکتشاف منابع غیرمتعارف هیدروکربنی در راستای سیاست‌های کلی برنامه‌های توسعه کشور؛ تعیین حجم ذخایر غیرمتعارف هیدروکربنی در راستای برنامه اکتشاف، توسعه و بهره‌برداری از ذخایر ملی؛ فراهم آوردن سبد انرژی متنوع از ذخایر مختلف هیدروکربنی؛ روند رو به رشد فناوری در جهت اکتشاف و تولید تجاری و کاهش قیمت بهره‌برداری از منابع غیرمتعارف؛ اهمیت روزافزون منابع غیرمتعارف در تأمین و توسعه انرژی در جهان؛ برنامه‌ریزی و سرمایه‌گذاری در دنیا و به‌ویژه کشورهای هم‌جوار و عضو اوپک بر روی منابع غیرمتعارف هیدروکربنی؛ پیش‌بینی حجم بالای هیدروکربن این ذخایر در حوضه‌های رسوبی کشور؛ گام مؤثر در رفع ناترازی انرژی به‌ویژه گاز با در نظر گرفتن حجم قابل‌توجه ذخایر شیل گازی؛ کمک به تأمین گاز و رفع نیاز به گاز جهت انجام پروژه‌های ازدیاد برداشت در نواحی تولیدی. خلاصه فعالیت و نتایج پروژه‌های اصلی انجام‌شده در منابع غیرمتعارف در ایران
1- شیل نفتی
پروژه پژوهشی «مطالعات اکتشافی به‌منظور تعیین حجم ذخیره و ارزیابی خصوصیات نفت‌های غیرمتعارف (شیل‌های نفتی ژوراسیک میانی- بالایی) در منطقه قالی‌کوه استان لرستان» در دو فاز اول و دوم از سال 1389، آغاز و توسط انستیتو نفت و دانشکده‌های مهندسی نفت دانشگاه تهران با همکاری مراکز پژوهشی و شرکت‌های داخلی و خارجی اجرا شد. در فاز اول مطالعات و تهیه نقشه‌های زمین‌شناسی و انجام عملیات اکتشافی و ارزیابی معدنی، مطالعات ژئوشیمیایی، ارزیابی اولیه توان نفت‌دهی و محاسبه حجم ذخیره شیل‌های نفتی صورت پذیرفت. در فاز دوم با استفاده از روش‌های پیشرفته، حداکثر توان تولید نفت یا توان واقعی نفت‌دهی شیل نفتی در سازندهای سرگلو و گرو مشخص و روش‌های تولید از آن معرفی شده است. در این فاز از مطالعه، حجم قابل‌برداشت نفت از هر تن افزایش قابل‌ملاحظه‌ای داشت. افزون بر این، تولید نفت از شیل‌های نفتی در مقیاس آزمایشگاهی (نیمه‌صنعتی) و سازگار با محیط زیست، برای اولین بار در کشور بومی‌سازی شد. فناوری موجود در تولید شیل‌های نفتی و روش‌های بومی‌سازی جهت ایجاد سامانه آزمایشگاهی به‌منظور ساخت سامانه صنعتی در ناحیه نیز ایجاد شده است. انجام این پروژه کاملاً فناورانه بوده و محصول نهایی آن طراحی و ساخت اولین سامانه تولید نفت شیل در ایران است. با اتمام پروژه کنونی، ایران در زمره معدود کشورهای صاحب دانش فنی برای بهره‌برداری از صنعت نفت شیل قرار گرفته است.
2- شیل گازی
پروژه «شناسایی و ارزیابی منابع شیل گازی در توالی‌های رسوبی ژوراسیک میانی تا کرتاسه زیرین در ناحیه لرستان» در سال 1393 با پژوهشگاه صنعت نفت و با همکاری مؤسسات معتبر جهانی امضا شد که طی دو فاز انجام و منجر به دستاوردهایی مانند تدوین روش‌ها و شناسایی ذخایر شیل گازی در ناحیه لرستان؛ ارائه میزان حجم اولیه گاز و نفت درجا و قابل‌استحصال در این ذخایر غیرمتعارف و ارزیابی اقتصادی ذخیره تعیین‌شده و پیشنهاد حفاری چاه پایلوت جهت شیل‌های گازی شد. در فاز اول با انجام مطالعات زمین‌شناسی، ژئوفیزیک، پتروفیزیک و ژئوشیمی ارزیابی اولیه منابع شیل گازی در سازندهای سرگلو و گرو انجام و مناطق مستعد شناسایی شد. در فاز دوم، مطالعات تفصیلی علوم زمین، مهندسی نفت و ساخت زمین مدل همراه با مدل‌سازی سیستم‌های هیدروکربنی در مناطق مستعد انجام و حجم ذخیره گاز درجا و قابل‌استحصال تعیین شد. درنهایت نیز با انجام پروژه امکان‌سنجی فنی - اقتصادی در شیل‌های گازی در ناحیه لرستان، 21 ناحیه پرظرفیت شناسایی و از این میان، منطقه‌ای به‌عنوان بهترین کاندیدا برای حفاری چاه پایلوت مشخص شد.
3- هیدرات‌های گازی
پروژه‌های شناسایی و بررسی ژئوفیزیکی تفصیلی منابع هیدرات گازی در آب‌های آزاد ایران، طی دو فاز و از سال 1393 با پژوهشگاه صنعت نفت و با همکاری شرکت‌ها و دانشگاه‌ها و انستیتوهای معتبر جهانی در خارج کشور اجرا شد. انجام این مطالعات، منجر به اندازه‌گیری و مدل‌سازی فیزیک سنگی مرتبط با هیدرات گازی بر روی نمونه‌های حاصل از گمانه حفاری (نخستین ‌ بار در ایران)، ساخت چاه مجازی (نخستین بار در ایران) و تخمین حجم اولیه منابع هیدرات گازی و گاز آزاد زیر آن و در بخش تکمیلی، شناسایی دقیق‌تر گسترش و حجم منابع هیدرات گازی و گاز آزاد زیر آن در آب‌های ایران، معرفی محل‌های اهداف اکتشافی مناسب برای حفاری منابع هیدرات گازی و گاز آزاد زیر آن و امکان‌سنجی حفاری آب‌های عمیق حاوی هیدرات گازی و تعیین اولویت‌های حفاری شد.
اهداف اجرایی این طرح‌ها و پروژه‌های مطالعاتی در حوزه منابع غیرمتعارف نیز شامل مواردی مانند دستیابی به زنجیره ارزش فناوری اکتشاف و شناسایی منابع غیرمتعارف هیدروکربنی در ایران به‌منظور ترمیم راهبرد توسعه انرژی در کشور، مطالعه و شناسایی حدود حداقلی و ظرفیت ذخایر غیرمتعارف در نواحی اکتشافی ایران، همچنین ارائه میزان حجم حداقلی و اولیه گاز و نفت درجا و قابل برداشت در این ذخایر غیرمتعارف در کل کشور برای ترسیم راهبرد توسعه انرژی در کشور و ارائه بسته‌های پیشنهادی مطالعاتی اکتشافی و تولیدی و تعریف یک یا چند بلوک برای سرمایه‌گذاری در زمینه اکتشاف و تولید از منابع غیرمتعارف (به‌منظور سرمایه‌گذاری داخلی و خارجی) می‌شوند.
بدیهی است که به‌منظور دستیابی به اهداف اشاره‌شده، موارد و الزامات کلان مدیریتی (حاکمیتی) لازم است تا بتوان با توجه به اهمیت و سرمایه‌گذاری کشورهای مختلف‌، به‌خصوص کشورهای همسایه ایران، مانند عربستان، بحرین و عمان، بتوان در این زمینه نیز در تراز امنیت انرژی، قابلیت رقابت‌پذیری شرکت ملی نفت ایران حفظ شود. یکی از این الزامات، بررسی تدوین و دسته‌بندی حدود اختیارات و قوانین موجود در اکتشاف و تولید از منابع از نظر حقوقی، مالی و سرمایه‌گذاری است، همچنین ضرورت دارد از معرفی بلوک‌های اکتشافی و انجام مطالعات مشترک با شرکت‌ها و مؤسسات پژوهشی خارجی و ایرانی که صاحب فناوری‌های پیشرفته در زمینه اکتشاف و تولید منابع غیرمتعارف هیدروکربنی هستند، حمایت شود. در همین زمینه لازم است سطح دانش مدیریتی و فنی از طریق برگزاری دوره‌های آموزشی داخلی و خارجی، حضور در کنفرانس‌های جهانی و استفاده از مشاوران خبره بین‌المللی در این زمینه نیاز به برنامه‌ریزی کلان و توجه ویژه نیاز دارد.
ماهنامه ایران پترولیوم