أحدث تقنيات إنتاج النفط … ثورة في أداء الحقول النفطية

تقنيات إنتاج النفط … على مدار السنوات الأخيرة شهدت صناعة النفط تطوراً كبيراً وتسارعاً في البحث عن أحدث تقنيات إنتاج النفط  واستخدام الذكاء الاصطناعي، فقد ثمّنت شركات النفط الكبيرة أهمية هذه التقنيات في تحسين كفاءة عمليات الإنتاج وتقليل التكلفة.

ما هي تقنيات إنتاج النفط ؟

تقنيات إنتاج النفط هي العمليات والأساليب التي يتم استخدامها لاستخراج النفط من حقول النفط تحت الأرض وقد شهدت صناعة النفط والغاز إدخال تقنيات جديدة في عملية الإنتاج لضمان العمل بكفاءة والحفاظ على السلامة

وتعتمد هذه التقنيات على العلوم الهندسية والجيولوجية للعثور على الحقول النفطية واستخراج النفط بكفاءه وهناك عده تقنيات حديثة يمكن استخدامها لإنتاج النفط ، وهو ما دفع كبرى الشركات العالمية إلى القيام بعمل دورات تدريبية على أعلى مستوى في مجال تقنيات إنتاج النفط والغاز لزيادة معرفة للعاملين بهذة الشركات بأحدث التقنيات المدخلة إلى هذه الصناعة، ومن تلك التقنيات:-

1- تقنية حفر الآبار 

تقنيات حفر الآبار لإنتاج النفط هي عمليات معقدة وحساسة تتطلب تنفيذ دقيق واستخدام أحدث التقنيات والمعدات لضمان نجاح العملية.

 أحدث تقنيات حفر الآبار

• أجهزة الحفر المتطورة : إن من تقنيات حفر الآبار استخدام أجهزة الحفر المتطورة مثل الحفارات الدوارة والحفارات العمودية والحفارات الهيدروليكية وتلعب هذه الأجهزة دوراً حيوياً في تسهيل عملية الحفر وتحقيق أقصى درجات الكفاءة في استخراج النفط. كما يتم استخدام التقنيات الحديثة مثل تكنولوجيا الاستشعار عن بعد وتقنيات الليزر وتقنيات الصور الجوية لمساعدة في تحديد أفضل مواقع الحفر وتحليل تركيبة الصخور والتربة لضمان الحصول على أقصى كمية من النفط.
• تفتيت الصخور : علاوة على ذلك، تتضمن تقنيات حفر الآبار استخدام تقنيات تفتيت الصخور وتحليل الضغط الجوفي وتقنيات التحكم بالضغط لتسهيل عملية حقن المواد الكيميائية والغازات لتحسين إنتاج النفط وضمان استمرارية العملية. وبذلك تعتبر عملية حفر الآبار أحد أهم الخطوات في صناعة النفط، حيث يتم خلالها الوصول إلى الطبقات الأرضية التي تحتوي على النفط وتأمين إنتاجه بكفاءة وفعالية.

كما يُعد الاستخدام التقني في حفر الآبار كأحد تقنيات إنتاج النفط عملية معقدة تتطلب الدقة والإتقان في التنفيذ واستخدام أحدث التقنيات والمعدات هو  لضمان نجاح العملية وتحقيق أقصى كفاءة في استخراج النفط.

2- تقنية الإنفجار النووي المحاكاة 

تقنية الإنفجار النووي المحاكاة لإنتاج النفط هي إحدى التقنيات المثيرة للاهتمام في تجارب استخراج النفط، تعتمد هذه التقنية على استخدام قنبلة نووية صغيرة لخلق نفق تحت سطح الأرض يؤدي إلى تكسير الصخور الصعبة وزيادة نفاذية المكمن النفطي، مما يتيح تدفق النفط بسهولة أكبر.

تساعد عملية تكنولوجيا الانفجار النووي المحاكاة في زيادة كفاءة استخراج النفط وتقليل التكاليف والوقت المطلوبين للحصول على النفط. كما تتضمن عملية تكنولوجيا الانفجار النووي المحاكاة عدة خطوات، مثل حفر البئر واستحضار القنبلة النووية ووضعها في البئر وتفجيرها.

تحديات استخدام تقنيات الإنفجار النووي

وعلى الرغم مما ذكر من فوائد استخدام تقنيات الإنفجارالنووي في إنتاج النفط ، فإن هناك عدة تحديات ومخاطر مرتبطة بهذه التقنية. من أهمها

• الآثار البيئية السلبية : للاشتعال النووي وتأثيره الضار على البيئة وصحة الإنسان. بالإضافة إلى ذلك
• قضايا أمنية وسياسية: وذلك نظرا لخطورة استخدام هذه التقنية، حيث يرتبط استخدام القنابل النووية بمخاطر وتداعيات محتملة بطرق عمل تكنولوجيا الانفجار النووي المحاكاة والفوائد المحتملة، وكذلك التحديات والمخاطر المرتبطة بها.

3- تقنية الذكاء الاصطناعي 

تعتمد تقنيات إنتاج النفط الحديثة بشكل رئيسي على استخدام الذكاء الاصطناعي وتحليل البيانات الضخمة. فمن خلال تطبيق الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، يمكن للشركات تحسين أداء الحقول النفطية وتوجيه الإنتاج بشكل أفضل ويتم استخدام الذكاء الاصطناعي في صناعة النفط والغاز لتحسين الكفاءة وتقليل التكاليف ومعالجة البيانات المعقدة ،

ولمعرفة كل يهمنا عن استخدام شركات النفط لتقنية الذكاء الاصطناعي لتعظيم القدرات الإنتاجية فلابد من الإلمام ومعرفة النقاط التالية : –

1- تعريف الذكاء الاصطناعي في صناعة النفط

يمكن تعريف الذكاء الاصطناعي بأنه تقنية تستخدم لإعطاء الأنظمة الحاسوبية القدرة على محاكاة الذكاء البشري والتعلم من البيانات واتخاذ قرارات مستنيرة في سياق إنتاج النفط.

2- طرق استخدام الذكاء الاصطناعي في صناعة النفط

يستخدم  الذكاء الاصطناعي في العديد من المجالات في صناعة النفط والغاز ، كتحليل البيانات الجيولوجية وتوقعات الإنتاج وتحسين أداء المعدات والديناميكيات الحقلية وتحسين سلامة العمليات.

3- فوائد استخدام الذكاء الاصطناعي في صناعة النفط

يمكن أن يقدم الذكاء الاصطناعي العديد من المزايا لشركات النفط والغاز، بما في ذلك زيادة الإنتاجية، وتعزيز دقة التنبؤ بالإنتاج وتحسين السلامة والاستدامة وتقليل التكاليف.

 4- التحديات والقضايا المرتبطة بالذكاء الاصطناعي 

اسنخدام الذكاء الاصطناعي في صناعة النفط رغم فوائده، تواجهه أيضًا بعض التحديات مثل الاعتمادية وأمن البيانات والإشراف الإنساني والتحكم في الأخطاء ومطابقة المهارات البشرية.

5- المستقبل والتوجهات المتوقعة لاستخدام الذكاء الاصطناعي 

يتوقع أن يستمر تطور الذكاء الاصطناعي في صناعة النفط والغاز في المستقبل ، مع توسع استخدامه في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل الروبوتات المتقدمة والتحليلات المتقدمة والتعلم الآلي.

كما يُتوقع أن الصناعة النفطية سيتضاعف بها استخدام الذكاء الاصطناعي من أجل الحصول على الفوائد المتعددة لاستخدامه ، مما يساهم في تحسين الكفاءة وزيادة الإنتاج وذلك بتحقيق مستويات أعلى من الابتكار في هذا القطاع المهم.

كما أن ما يجري الآن من استخدام تطبيقات الذكاء الاصطناعي يساعد الشركات في مسح المرافق وتقييم المخزون ومراقبة حالة الآلات وتخصيص الحفر وإكمال الخطط التي تستغرق وقتًا طويلًا عند إجرائها يدويًا وذلك من خلال :

• تحليلات البيانات الكبيرة : تفيد التحليلات شركات اﻟﻐﺎز والنفط في جمع البيانات وتحليلها والمساعدة في اتخاذ قرارات مستنيرة فعالة.
• إنترنت الأشياء : يساعد إدخال تقنية إنترنت الأشياء الشركات في استخدام مختلف أجهزة استشعار الضرورية لإدارة العمليات بكفاءة، تعزز المراقبة الإلكترونية التي تعد جزء ﻣﻦ إنترنت الأشياء من التواصل الميداني وتسمح بجمع البيانات في الوقت الفعلي ومراقبة حالة الأنابيب والمخزون والنقل والآلات.
• الطائرات بدون طيار  تسمح هذه الطائرات في تأمين رؤية عالية المستوى للمكامن والآبار ومناطق التخزين والمرافق الأخرى، بالتالي تُسرع من إعداد التقييمات اليومية وتضمن الدقة فيها.

4- تقنية الحقن المائي 

هي عملية تستخدم فيها حقن الماء في الطبقات الصخرية لرفع ضغط الحقل ودفع النفط إلى الآبار ويتم استخدام الماء المعالج بمواد كيميائية لتحسين فعالية هذه العملية وتعتبر هذه التقنية فعالة ومستدامة من حيث استخدام الموارد المتجددة.

كما تعد هذه الطريقة هي الأسهل من بين طرق الاستخلاص المحسن للنفط وذلك لوفرة المياه وانخفاض تكلفتها مقابل باقي التقنيات.

كيف تعمل تقنية حقن المياه ؟

تعمل تقنية حقن المياه على الحفاظ على الضغط الطبقي للمكمن قريبا أو أعلى من ضغط انحلال الغاز ،  وبالتالي يحدث ما يلي:

• تمنع انسداد المسامات بفقاعات الغاز المنحل. كما أن لزوجة النفط تكون عند أدنى قيمها وعند هذه النقطة من الضغط مما يسمح ( في حال ثبات باقي الشروط ) بإنتاج أكبر كمية ممكنة من النفط.
•  أنه بمرور الوقت من الطبيعي ونتيجة لعدم تماثل ( تجانس ) خواص صخور المكمن،  فإن الماء المحقون سوف يجري بشكل أسهل ضمن نطاقات النفاذية المرتفعة، وقد يتجاوز كميات من النفط تبقى محتجزة في المكمن، مما يستدعي استخدام كميات أكبر من الماء،
• وهذا بدوره يعني أن كمية الماء المنتج مع النفط سوف ترتفع، حتى الوصول إلى نقطة تصبح فيها العملية غير اقتصادية. وعندها إما أن يتم هجر المكمن، أو يتم تحويل الأنظار إلى تقنية استخلاص مختلف

أهم تطورات تقنية حقن المياه

ومن التطورات الهامة التي تشهدها تقنية حقن الماء التركيز على استخدام الماء منخفض الملوحة injection water salinity-Low .وهي تقنية يتم تطويرها بحيث تعزز فعالية الإزاحة الميكــروسكوبية عن طـــريق تعديل خاصية التبلل ( Wettability ) في المكمن بحيث تجعل صخور المكمن أكثر قابلية للتبلل بالماء أي محبة للماء( wet Water ) وهذا ما يساهم في جعل كميات إضافية من النفط قابلة للحركة، وخاصة تلك الكميات التي تم احتجازها خلف جبهة الإزاحة خلال عملية الإنتاج، مما يرفع بالتالي من معامل الاستخلاص.

5- تقنيات إنتاج النفط ( تقنية حقن الغاز )

تقنية حقن الغاز هي عملية استخراج النفط باستخدام الغاز المصاحب للنفط ، وفيها يتم حقن الغاز في الحقول النفطية لرفع ضغط الحقل ودفع النفط إلى الآبار لاستخراجه وتعد هذة التقنية ذات كفاءة عالية وتساهم في زيادة إنتاجية الحقول النفطية.

كما أن حقن الغاز تقنية تستخدم على نطاق واسع في صناعة النفط والغاز لتعزيز أداء الخزان وزيادة الإنتاج في النهاية ، وتتضمن هذه العملية حقن الغاز في خزان نفط أو غاز ، حيث تخدم أغراضًا متعددة اعتمادًا على خصائص الخزان المحددة وأهداف الإنتاج.

 تحليل لتطبيقات وفوائد حقن الغاز الشائعة

1. الحفاظ على الضغط

• كيف يعمل : مع استخراج النفط أو الغاز من الخزان، ينخفض ​​الضغط داخل التكوين وقد يؤدي ذلك إلى انخفاض معدلات التدفق، وبالتالي انخفاض الإنتاج ويعيد حقن الغاز ضغط الخزان، مما يحافظ على ظروف الإنتاج المثلى.
• الفوائد : زيادة معدلات الإنتاج، وإطالة عمر الخزان، وتحسين كفاءة الاستخلاص.

2. تقليل لزوجة النفط:

• كيف يعمل: يمكن أن يؤدي حقن الغاز، غالبًا هيدروكربون أخف مثل الميثان، إلى تقليل لزوجة النفط الثقيل بشكل كبير. هذا يجعل النفط أكثر حركة، مما يسمح له بالتدفق بسهولة أكبر عبر الخزان باتجاه آبار الإنتاج.
• الفوائد : تحسين استخلاص النفط من الخزانات اللزجة، وزيادة معدلات الإنتاج، وتقليل استهلاك الطاقة لاستخراج النفط.

3. إزالة الأطراف الخفيفة:

• كيف يعمل : تهدف هذه التقنية إلى إزالة مكونات الهيدروكربونات الأخف من الخزان، مما يحسن جودة النفط المستخرج. يعمل حقن الغاز على إزاحة المكونات الأخف، ودفعها نحو آبار الإنتاج.
• الفوائد : زيادة جودة النفط، وتحسين كفاءة التكرير، وتعزيز القيمة السوقية للنفط الخام المستخرج.

4. تخزين الغاز:

• كيف يعمل: يمكن استخدام حقن الغاز لتخزين إنتاج الغاز الزائد في خزانات النفط المستنفدة. يسمح ذلك بإدارة مرنة لإنتاج وتوزيع الغاز.
• الفوائد: قدرة تخزين آمنة وموثوقة للغاز، وتقليل تقلبات الضغط في خطوط أنابيب الغاز، وتعزيز أمن الطاقة.

أنواع تقنيات حقن الغاز

• حقن الغاز القابل للخلط: تتضمن هذه الطريقة حقن غاز يختلط تمامًا مع سوائل الخزان وهذه التقنية فعالة للغاية لتقليل اللزوجة وتحسين استخلاص النفط.
• حقن الغاز غير القابل للخلط: تستخدم هذه الطريقة غازًا لا يختلط مع سوائل الخزان، بشكل أساسي للحفاظ على الضغط وإزالة الأطراف الخفيفة.

اعتبارات أساسية لحقن الغاز:

• خصائص الخزان: يلعب نوع الخزان ونفاذيته وخصائص سوائل الخزان دورًا حاسمًا في تحديد فعالية حقن الغاز.
• تركيب الغاز: يجب اختيار نوع وتركيب الغاز المحقون بعناية بناءً على النتيجة المرجوة.
• معدل حقن الغاز والضغط: معدل ضغط حقن الغاز هما عوامل حاسمة لتحقيق أداء مثالي للخزان.

مما سبق يمكننا التأكيد بأن تقنية حقن الغاز أداة متعددة الاستخدامات وقيمة في صناعة النفط والغاز، مما يسمح بتحسين الإنتاج وتحسين جودة النفط وتخزين الغاز الطبيعي بكفاءة. وفهم مختلف التطبيقات والاعتبارات المرتبطة بهذه التقنية أمر حيوي لزيادة إنتاجية الخزان وتحقيق إنتاج طاقة مستدام.

فوائد استخدام أحدث تقنيات إنتاج النفط 

وختاما فإن باستخدام هذه التقنيات المتقدمة، يمكن لصناعة النفط تحقيق إنتاجية عالية واستخراج النفط بكفاءة ، ومن المهم التأكيد على أهمية استخدام تلك التقنيات بطرق مستدامة وفعالة للحفاظ على البيئة وضمان استدامة صناعة النفط في المستقبل.

شاهد فيديو يوضح حقن الماء لإنتاج النفط

المراجع

حقن الغاز: أداة قوية في صناعة النفط والغاز – We share knowledge

تقرير إنتاج النفط والغاز: أساسيات ومراحل الإنتاج– لندن بريمير سنتر

تقرير الاستثمار.. نهائي ( بي دي إف ) – منظمة الدول العربية المصدرة للنفط ( أوابك )