#یادداشت_شماره_۳
بررسی ظرفیت‌های داخلی در توسعه فناوری‌های ازدیاد برداشت نفت
مقدمه
با ورود بخش عمده‌ای از میادین نفتی کشور به نیمه دوم عمر بهره‌برداری و پایین بودن میانگین ضریب بازیافت نفت در ایران، که در حدود ۲۴ تا ۳۰ درصد برآورد می‌شود، توسعه و استقرار فناوری‌های ازدیاد برداشت نفت به یک ضرورت راهبردی برای صیانت از منابع هیدروکربوری کشور تبدیل شده است. این ضرورت زمانی اهمیت بیشتری می‌یابد که بدانیم بیش از ۵۰ میلیارد بشکه از ذخایر نفتی ایران را نفت‌های سنگین تشکیل می‌دهند و بخش قابل توجهی از مخازن کشور نیز از نوع کربناته شکاف‌دار با شوری و دمای بالا هستند. در چنین شرایطی، انتخاب فناوری مناسب و حرکت به سمت بومی‌سازی آن، نه‌فقط یک انتخاب فنی بلکه یک الزام ملی است.
بررسی وضعیت موجود نشان می‌دهد که فعالیت‌های ایران در حوزه ازدیاد برداشت نفت را می‌توان در سه سطح اصلی دسته‌بندی کرد: پروژه‌های اجرایی‌شده در مقیاس صنعتی، پایلوت‌های میدانی، و فعالیت‌های تحقیق و توسعه. این سه سطح، تصویری نسبتاً روشن از جایگاه فعلی کشور در زنجیره بلوغ فناوری‌های EOR ارائه می‌دهند.
در میان فناوری‌های ازدیاد برداشت، تزریق گاز تنها روشی است که در ایران به‌صورت گسترده و در مقیاس صنعتی به اجرا درآمده و عملاً به ستون اصلی سیاست نگهداشت و افزایش فشار مخازن تبدیل شده است. برجسته‌ترین نمونه در این زمینه، پروژه تزریق گاز در میدان آغاجاری است که از آن به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین طرح‌های EOR کشور و حتی منطقه یاد می‌شود. این پروژه از سال ۲۰۰۹ به‌طور رسمی وارد مرحله بهره‌برداری شد و مبتنی بر تزریق گاز ترش انتقالی از پارس جنوبی با هدف جبران افت فشار مخزن و افزایش تولید نفت است. منابع بین‌المللی از جمله MEED نیز از این طرح به‌عنوان بزرگ‌ترین پروژه EOR ایران نام برده‌اند. تجربه میدان آغاجاری نشان داده است که تزریق گاز، علاوه بر تثبیت تولید، می‌تواند از افت شتابان ضریب بازیافت در میادین بسیار بالغ جلوگیری کند.
علاوه بر آغاجاری، در مخازنی مانند نوروز، سروش و آزادگان جنوبی نیز تزریق گازهای هیدروکربنی و نیتروژن برای نگهداشت فشار و بهبود برداشت در حال اجرا است. مجموع این پروژه‌ها نشان می‌دهد که ایران در حوزه تزریق گازهای غیرامتزاجی و نیمه‌امتزاجی به بلوغ عملیاتی رسیده و می‌توان این حوزه را در سطح آمادگی فناوری ۹ (TRL 9) طبقه‌بندی کرد. با این حال، تمرکز اصلی این پروژه‌ها بیشتر بر حفظ تولید و نگهداشت فشار بوده و هنوز افزایش چشمگیر ضریب بازیافت، به معنای متداول EOR پیشرفته، در آن‌ها مشاهده نشده است.
در مقابل، در حوزه روش‌های حرارتی هنوز پروژه صنعتی گسترده و مستندی مشابه نمونه‌های شناخته‌شده در کشورهایی مانند کانادا یا عمان گزارش نشده است. هرچند زیرساخت ساخت دیگ‌های بخار و تجهیزات سطح‌الارضی در کشور وجود دارد، اما پیچیدگی مخازن کربناته شکاف‌دار و هزینه بالای سرمایه‌گذاری موجب شده است این فناوری‌ها هنوز وارد فاز اجرایی گسترده نشوند.
در سال‌های اخیر، چند پروژه پایلوت مهم در کشور اجرا شده‌اند که نشان‌دهنده حرکت تدریجی برخی فناوری‌ها از مرحله تحقیقاتی به مرحله نیمه‌صنعتی هستند.
در حوزه تزریق دی‌اکسید کربن، مهم‌ترین نمونه‌ها شامل پایلوت میدان کرنج و پروژه پژوهشی مخزن آسماری میدان رامین است. در میدان کرنج، مطالعات جامع زمین‌شناسی، شبیه‌سازی مخزن و طراحی سناریوی تزریق انجام شد و سپس پایلوت میدانی با هدف ارزیابی رفتار مخزن در برابر تزریق CO₂ به اجرا درآمد. در میدان رامین نیز بنا بر اعلام شرکت ملی مناطق نفت‌خیز جنوب، فاز نخست پروژه تزریق CO₂ با موفقیت به پایان رسیده و توسعه مطالعات تکمیلی با همکاری مراکز تحقیقاتی و شرکت‌های دانش‌بنیان در دستور کار قرار گرفته است. این روند نشان می‌دهد که فناوری CO₂-EOR در ایران در سطح آمادگی فناوری حدود ۵ تا ۶ قرار دارد.
در حوزه آب کم‌شور نیز شرکت ملی مناطق نفت‌خیز جنوب نخستین پایلوت تزریق آب کم‌نمک را در مخزن ایلام میدان اهواز بنگستان اجرا کرده است. این پروژه شامل مطالعات مخزنی، طراحی تزریق، حفاری، پایش و احداث تأسیسات سطحی بوده و در جریان آن، تزریق آب کم‌شور در چاه ۴۰۲ به افزایش تولیدی در حدود ۵ هزار بشکه در روز منجر شده است. این تجربه را می‌توان یکی از مهم‌ترین شواهد عملی بودن این فناوری برای شرایط مخازن ایران دانست.
در حوزه نانو EOR نیز شرکت نفت فلات قاره ایران از سال ۲۰۱۵ پروژه‌ای را آغاز کرد که از آزمایش‌های آزمایشگاهی و شبیه‌سازی تا تولید نیمه‌صنعتی نانوسیال و در نهایت تزریق میدانی در میدان بلال را در بر گرفت. در این پروژه، ابتدا ۱۸ هزار بشکه نانوسیال در چاه شماره ۱۰ تزریق شد و سپس پایلوت با نرخ هزار بشکه در روز به مدت ۱۱ روز ادامه یافت. نتایج این طرح نشان داد که نانوسیال موجب تغییر ترشوندگی سنگ و بهبود عملکرد تولید می‌شود. بر این اساس، می‌توان نانو EOR را در ایران در سطح آمادگی فناوری ۶ ارزیابی کرد.
با وجود پیشرفت‌های فوق، بخش بزرگی از فعالیت‌های ایران در حوزه ازدیاد برداشت همچنان در سطح تحقیق و توسعه، شبیه‌سازی و طراحی مفهومی باقی مانده است.
در حوزه روش‌های حرارتی، مطالعات گسترده‌ای برای میادینی مانند کوه‌مند، موند، زاغه و پایدار غرب انجام شده و سناریوهای CSS و SAGD در سطح شبیه‌سازی بررسی شده‌اند، اما این مطالعات هنوز به پایلوت صنعتی منتهی نشده‌اند. یکی از موانع اصلی در این مسیر، نیاز به تجهیزات خاص نظیر پمپ‌های درون‌چاهی ESP و نیز هزینه بالای سرمایه‌گذاری است.
در حوزه EOR شیمیایی نیز اگرچه سنتز پلیمرهای متداولی مانند HPAM در شرکت‌های دانش‌بنیان داخلی آغاز شده و دانش فنی آن در پژوهشگاه صنعت نفت وجود دارد، اما زنجیره تأمین صنعتی پلیمرهای مقاوم به دما و شوری هنوز شکل نگرفته است. از این‌رو، اغلب فعالیت‌ها در این بخش در حد آزمایشگاهی و شبیه‌سازی، از جمله در مطالعات مربوط به میدان اهواز، باقی مانده و تاکنون پایلوت میدانی مستندی گزارش نشده است.
در حوزه آب هوشمند، دانشگاه شیراز و دانشگاه خلیج فارس از قطب‌های علمی این فناوری در کشور به شمار می‌روند و پژوهشگاه صنعت نفت نیز مطالعات متعددی در این زمینه انجام داده است. با توجه به دسترسی ایران به آب دریا و توان داخلی در فناوری‌های اسمز معکوس، این حوزه از منظر بومی‌سازی بسیار امیدبخش ارزیابی می‌شود، هرچند هنوز در سطح محدود پایلوت قرار دارد.
در حوزه ازدیاد برداشت میکروبی یا MEOR نیز فعالیت‌ها عمدتاً در سطح تحقیقاتی باقی مانده و هنوز نمونه صنعتی مستندی از آن گزارش نشده است. بر این اساس، سطح آمادگی این فناوری در ایران را می‌توان در حدود ۲ تا ۳ برآورد کرد.
برآیند بررسی‌ها نشان می‌دهد که وضعیت فناوری‌های ازدیاد برداشت نفت در ایران از منظر بلوغ فنی و عملیاتی ناهمگون است. تزریق گاز هیدروکربنی و نیتروژن در سطح صنعتی و عملیاتی تثبیت شده و در بالاترین سطح آمادگی فناوری قرار دارد. در مقابل، فناوری‌هایی مانند تزریق CO₂، آب کم‌شور و نانو EOR از مرحله مطالعاتی عبور کرده و وارد فاز پایلوت شده‌اند. در عین حال، حوزه‌هایی نظیر EOR شیمیایی، روش‌های حرارتی و MEOR همچنان عمدتاً در سطح تحقیق و توسعه باقی مانده‌اند.
به‌طور خلاصه، می‌توان وضعیت موجود فناوری‌های EOR در ایران را به این صورت دسته‌بندی کرد: تزریق گاز هیدروکربنی و نیتروژن در سطح صنعتی با TRL 9؛ تزریق CO₂ و آب کم‌شور در سطح پایلوت با TRL حدود ۵ تا ۶؛ نانو EOR در سطح پایلوت موفق با TRL 6؛ و فناوری‌های شیمیایی، حرارتی و میکروبی در سطوح پایین‌تر آمادگی فناوری، عمدتاً میان TRL 2 تا ۴.
جدول 1- خلاصه وضعیت موجود فناوری‌های ازدیاد برداشت نفت در ایران
| طبقه‌بندی | سطح TRL | وضعیت موجود در ایران | فناوری |
| صنعتی | ۹ | اجرا شده در آغاجاری، نوروز، سروش، آزادگان | تزریق گاز هیدروکربنی / نیتروژن |
| پایلوت | ۶-۵ | پایلوت در کرنج و رامین | تزریق CO₂ |
| پایلوت | ۶-۵ | پایلوت در اهواز بنگستان | آب کم‌شور |
| پایلوت | ۶ | پایلوت موفق در میدان بلال | نانو EOR |
| تحقیق‌وتوسعه | ۴-۲ | آزمایشگاهی و شبیه‌سازی | EOR شیمیایی (پلیمر/سورفکتانت) |
| تحقیق‌وتوسعه | ۴-۳ | شبیه‌سازی و مطالعات مفهومی | روش‌های حرارتی
(CSS, SAGD) |
| تحقیق‌وتوسعه | ۴-۲ | صرفاً تحقیقاتی | میکروبی (MEOR) |
مرور ظرفیت‌های داخلی در حوزه ازدیاد برداشت نفت نشان می‌دهد که ایران در برخی فناوری‌ها، به‌ویژه تزریق گاز، به تجربه عملیاتی ارزشمند و بلوغ صنعتی دست یافته است، اما در بخش مهمی از فناوری‌های پیشرفته‌تر هنوز در مرحله گذار از تحقیق به اجرا قرار دارد. به بیان دیگر، کشور از منظر دانش فنی، توان پژوهشی و اجرای پایلوت در حال شکل دادن به زیربنای بومی EOR است، اما برای تبدیل این ظرفیت‌ها به دستاوردهای صنعتی فراگیر، نیاز به تکمیل زنجیره فناوری، توسعه تجهیزات کلیدی، تأمین مالی پایدار و پیوند مؤثرتر میان پژوهش، پایلوت و بهره‌برداری صنعتی وجود دارد.
در نتیجه، آینده ازدیاد برداشت نفت در ایران بیش از هر چیز به توان کشور در عبور از مرحله مطالعات و پایلوت و رسیدن به استقرار صنعتی فناوری‌های متناسب با ویژگی مخازن داخلی وابسته است؛ مسیری که در صورت برنامه‌ریزی هدفمند، می‌تواند سهم تعیین‌کننده‌ای در افزایش ضریب بازیافت و صیانت بلندمدت از منابع نفتی کشور ایفا کند.
نگارنده: مرکز توسعه پایدار انرژی (پایا)
#ازدیاد_برداشت_نفت
#مهندسی_مخزن
#فناوری_EOR
#صنعت_نفت_ایران
#ضریب_بازیافت
#تزریق_گاز
#فناوری_نفت
