یادداشت شماره_2
یک راهحل مغفولمانده برای افزایش تولید نفت و بهینهسازی مصرف گاز طبیعی
چکیده:
استفاده از گازهای احتراق نیروگاهی به جای گاز طبیعی برای ازدیاد برداشت از چاههای نفتی، روش بهینهای است که میتواند به کاهش ناترازی گاز کشور، افزایش تولید نفت و همچنین بهبود وضعیت زیستمحیطی کمک شایانی کند.
مقدمه:
برای افزایش سطح تولید و ازدیاد برداشت از چاههای نفتی، نیاز است فشار در این مخازن این چاهها افزایش یابد. در حال حاضر افزایش فشار در چاههای نفتی کشور با تزریق گاز هیدروکربنی (حاصل استخراج از میدان نفت و گاز) صورت میگیرد. بر اساس آمار شرکت ملی گاز و وزارت نفت که در شکل 1 نشان داده شده است، روزانه به طور میانگین حدود 15 میلیون متر مکعب به چاههای نفت کشور جهت ازدیاد برداشت در سال 1400 تزریق شده است.
شکل 1 روند مقاصد گاز سبک
این میزان تزریق جهت ازدیاد برداشت در حالی صورت گرفته است که میزان ناترازی سالیانه (شکاف بین عرضه و تقاضای کل) در سال 1400 به حدود 45 میلیون مترمکعب در روز رسیده است. روند ناترازی سالیانه در شکل 2 نشان داده شده است. این میزان تزریق گاز جهت ازدیاد برداشت به اندازه یک سوم ناترازی گاز است و عدد قابل توجهی محسوب میشود.
شکل 2 روند ناترازی سالیانه گاز
استفاده از «گازهای غیرهیدروکربنی» جز روشهایی است که میتواند به رفع از وابستگی به گاز طبیعی در فرآیند ازیاد برداشت کمک قابل توجهی نماید. راهکاری که نه تنها میتواند به کاهش ناترازی کمک کند، بلکه مزایای زیستمحیطی و اقتصادی قابل توجهی نیز به همراه دارد.
سابقه تزریق گاز غیرهیدروکربنی برای ازدیاد برداشت نفت
هدف اصلی تزریق گاز به میادین نفتی، حفظ فشار توده سیال مایع در مخزن برای پایداری جریان تولیدی نفت است. به بیان سادهتر، گاز طبیعی مانند یک پمپ عمل میکند که نفت را از مخزن به سمت چاههای تولیدی هدایت میکند. از نظر مهندسی نفت و زمینشناسی، امکان جایگزینی گاز طبیعی با گازهای غیرهیدروکربنی مانند دیاکسیدکربن، نیتروژن، گاز خروجی احتراق و حتی هوا وجود دارد. این ابتکار، تازگی ندارد و پروژههای عظیمی در سطح جهان طی دهههای گذشته در این زمینه به اجرا درآمدهاند. به عنوان مثال، در سال ۱۹۶۶ به طور روزانه حدود 1.5 میلیون متر مکعب گاز احتراق در میدان «بلوک ۳۱ کرین کانتی تگزاس» تزریق شد. علاوه بر این، میتوان به تزریق ۴۵ میلیون متر مکعب نیتروژن در مخزن «کانترال» خلیج مکزیک در سال و ۶ میلیون متر مکعب دیاکسیدکربن در مخزن «گرگون» استرالیا در سال اشاره کرد.
دلیل استفاده از گاز طبیعی برای ازیاد برداشت نفت
اولویت استفاده از گاز طبیعی در گذشته، عمدتاً به دلیل هزینه پایینتر پالایش، سازگاری بیشتر با نفت میدان، ضریب برداشت بالاتر و فرآیند سادهتر فرآورش نفت و گاز تولیدی بوده است. با این حال، با افزایش ارزش گاز طبیعی در دو دهه اخیر و محدودیتهای فزاینده در تأمین آن، گزینههای غیرهیدروکربنی به یک انتخاب جدی برای شرکتهای بهرهبردار از میادین نفتی تبدیل شدهاند. دسترسی به منابع نیتروژن و گاز احتراق، امتزاجپذیری بالای دیاکسیدکربن در نفت خام و پیشرفت فناوریهای جداسازی و تصفیه این گازها، دلایل اصلی این اقبال هستند.
بررسی گزینههای جایگزین گاز طبیعی
در میان گازهای غیرهیدروکربنی، دیاکسیدکربن و نیتروژن دو گزینه مطرح هستند. دیاکسیدکربن میتواند از منابع طبیعی (در صورت وجود میادین گازی با غلظت بالا) یا از گازهای خروجی احتراق واحدهای صنعتی (مانند نیروگاهها، فولاد و پتروشیمی) تأمین شود. اما در ایران، میادین گازی با غلظت بالای دیاکسیدکربن هنوز شناسایی نشدهاند و انتقال آن نیز با چالشهای بزرگی روبروست. همچنین، تأمین دیاکسیدکربن با منشأ احتراق، پرهزینه است (حدود ۱ دلار به ازای هر ۲۸ متر مکعب) و حجم بالای آن نیز یک معضل به شمار میرود.
نیتروژن نیز که بخش بزرگی از هوا را تشکیل میدهد، میتواند جایگزین مناسبی باشد و تأمین حجم بالای آن نیز ممکن است. اما استفاده از نیتروژن با غلظت بالا نیازمند سرمایهگذاری برای نصب واحدهای جداسازی هوا و مصرف بالای انرژی در فرآیند سردسازی است. در کشوری که با ناترازی برق روبروست، تأمین برق مورد نیاز برای جداسازی نیتروژن ریسکهای اجرایی قابل توجهی دارد و این فرآیند نیز هزینهبر است (حدود ۰.۷ دلار به ازای هر ۸ متر مکعب). همچنین، فشار امتزاج بالای نیتروژن و نفت، یکی دیگر از چالشهای استفاده از آن است.
گاز احتراق نیروگاهی: راهکاری با مزایای چندگانه
با در نظر گرفتن شرایط خاص ایران، گزینه گازهای حاصل از احتراق نیروگاهی یا صنایع مطلوبترین گزینه در میان گازهای غیرهیدروکربنی به نظر میرسد. این گاز که حاصل واکنش گاز طبیعی و هوا است، به غیر از کاهش 30 درصدی ناترازی سالیانه گاز، مزایای قابل توجهی دیگری دارد:
محاسبات امکانسنجی اقتصادی نشان میدهد که برای یک نمونه طرح تزریق گاز ۸ میلیون متر مکعبی در روز از طریق گاز احتراق، سرمایهگذاری بین ۱۰۰ تا ۲۰۰ میلیون دلار نیاز است. بازگشت سرمایه این طرح از محل تولید هیدروکربن اضافی، کاملاً قابل پرداخت است.
نویسنده:مهدی زینلی حسنوند
