تجهیزات آنالیزی، نقش عمدهای در فرآیندهای صنعت نفت ایفا میکنند.
به گزارش پایگاه خبری گسترش، روزنامه صمت نوشت: این تجهیزات به جزءلاینفک آزمایشگاههای مرتبط با صنایع نفتی درآمدهاند. همچنین امروزه از تجهیزات آنالیزگر برای حفظ میزان تولید نفت از مخازن نفتی استفاده میشود. درحالحاضر مدیریت مخزنهای نفتی از موضوعات مورد توجه صنعت نفت جهان بهشمار میآید. از موضوعات مهم مدیریت مخزنهای نفتی، میتوان به افزایش طول عمر مخازن اشاره کرد. مهمترین مسئله در این زمینه افزایش ذخیرههای قابلاستحصال نفت و گاز، همزمان با کاهش هزینههای تولید است. برای رسیدن به این هدف، شناخت دقیق و کامل شرایط حاکم بر مخزن و امکان پیشبینی رفتار مخزنهای نفتی در آینده، از پیشنیازهای اساسی بهشمار میآید. گسترش فناوری نانو، این بخش از صنعت نفت را تحت تاثیر خود قرار داده است. با استفاده از فناوری نانو میتوان نانوحسگرهایی، برای مدیریت بهتر مخزن، طراحی و تولید کرد. با ساخت نانوحسگرهای جدید میتوان اطلاعات بسیار دقیقی از مخزن و شرایط آن بهدست آورد. از قابلیتهای فناوری نانو میتوان به ساخت ابزارهای مورد استفاده در انجام آزمایش چاهها مانند ابزارهای اندازهگیری فشار و دما اشاره کرد. ساخت ابزارهای حافظهدار نمونهگیری درون چاه برای انجام آزمایشهای PVT و سایر آزمایشها و نیز ساخت نانوابزارهای آزمایش سیالات مخزن و نمونه گیری از سنگ مخزن از دیگر قابلیتهای فناوری نانو در مهندسی مخزن است. فناوری نانو امکان ساخت بهتر تجهیزات آنالیزی مرسوم از جمله ساخت انواع سنسورها، حسگرهای گازی و ستونهای دستگاههای کرومتوگرافی را فراهم میکند. کنسرسیوم انرژی پیشرفته موسوم به (AEC) به عنوان بزرگترین پروژه پژوهشی میان صنایع نفتی و دانشگاههای جهان، با هدف توسعه استفاده از نانو ادوات آنالیزی درون مخازن نفتی در سال ۲۰۰۸میلادی تشکیل شد. این کنسرسیوم از سوی دفتر زمینشناسی اقتصادی امریکا شروع بهکار کرد و هدف آن استفاده از دانش کاربردی فناوری نانو و بهطور خاص نانو و میکروحسگرها در صنایع بالادستی نفت بوده است. ماموریت نهایی این کنسرسیوم ایجاد تغییر اساسی و مثبت در افزایش برداشت نفت از مخازن است، بهطوریکه این فناوری چهره این صنعت را با تغییرات کلی روبهرو کند. در این کنسرسیوم بیش از ۲۶ دانشگاه و موسسه پژوهشی برتر و بیش از ۱۰ شرکت بزرگ نفتی جهان حضور دارند. مهمترین شرکتهای عضو این کنسرسیوم شرکت بیکرهیوز، رویال داچشل، کنکو فلیپس، شلامبرژه، انی، شورون، بیپی، بیجیگروپ، هالیبرتون، رپسولو پتروبراس است. همچنین دانشگاههای مطرح جهان ازجمله هاروارد، میشیگان، تکزاس آستین، تکزاس رایس، اوکلاهما، نیومکزیکو، نورث وسترن، بوستون، کلتک کالگری کانادا، آلبرتا و بسیاری از دانشگاههای مطرح دیگر از کشورهای امریکا، کانادا، برزیل، انگلیس و هلند در این طرح حضور دارند. تاکنون بیش از ۲۸ پروژه فعال با بودجه بیش از ۵۰میلیون دلار با حمایت این کنسرسیوم آغاز شده است. مدیریت بهتر مخازن نفتی، با نانوحسگرها مخزنهای نفتی از شرایط پیچیدهای برخوردار هستند. از این رو برای شناخت کامل رفتار مخزنهای نفتی به اطلاعات بسیار زیادی نیاز است. شناخت شرایط فیزیکی و شیمیایی مخزن، نوع شکاف و نحوه پخش آنها در مخزن، شناخت رفتار مخزن در هنگام سیلابزنی سیالات و داشتن اطلاعات برخطی که تصویر دینامیکی نسبت به زمان را برای تیم عملیات به تصویر بکشد، شرایط ایدهآلی است که مدیریت صحیح مخزن را امکانپذیر میکند. نانوحسگرها در این زمینهها میتوانند، بسیار اثربخش باشند. از نیازهای اصلیای که نانوحسگرها میتوانند به آن پاسخگو باشند میتوان به موارد زیر اشاره کرد: ۱-امکان تعیین خواص فیزیکی و شیمیایی سنگ و سیالات مخزن در داخل مخزن. داشتن اطلاعات از خواص فیزیکی شامل فشار، دما، تنش و کرنش در سنگ مخزن، تراوایی و تخلخل (شامل اندازه حفره و توزیع اندازه حفره) و همچنین خواص شیمیایی همچون تعیین میزان وجود انواع سیالات اعم از هیدروکربنها، آب و گازها و سایر ناخالصیها، نوع هیدروکربنها، ویسکوزیته سیالات و pH از اهمیت بالایی برخوردار است. ۲-تعیین توزیع سهبعدی نحوه پخش سیالات و تعیین مرز سازندهای سنگی مختلف در مخازن. ۳- تهیه نقشهای دینامیک (نسبت به زمان) از سیالات داخل مخزن (شامل نقشه جریان سیالاتی و محل شکافهای سازندها در درون مخزن) با هدف داشتن تصویری برخط از مخزن. البته رسیدن به این اهداف، فرآیندی مشکل و پیچیده است. برخی مشکلات موجود در این زمینهها عبارتند از: ۱-تحرک: نانو مواد مورد استفاده باید قابلیت حرکت در مخازن ناهمگن و همچنین در محیط چند فازی را در وسعت چند کیلومتر داشته باشند. ۲-امکان ارتباط از راه دور: به واسطه توسعه فناوری نانو آنتنها، سنسورهای درون مخزن باید قابلیت ارتباط با محیط بیرون مخزن را داشته باشند.۳- امکان موقعیتیابی: همچون سیستمهای موقعیتیابی، برای نانو سنسورها داخل مخزن نیز امکان تعیین دقیق موقعیت جغرافیایی باید بهوجود آید.۴- امکان ساخت سیستمهای میکرو الکترومکانیک (MEMS) و نانو الکترومکانیک (NEMS) به عنوان سامانههای حسگر که قادر باشند تا مدتهای طولانی در شرایط سخت بهدرستی کار کنند. ۵- امکان تولید و ساخت دستگاهها و مواد در مقیاس بالا برای بکارگیری در مخازن. راهحلها برای مواجهه با چالشهای یادشده و عملیاتی کردن استفاده از نانو حسگرها در مخازن نفتی در ۴ زمینه پروژههایی در حال انجام است. مهمترین پروژههایی که از طرف کنسرسیوم انرژی پیشرفته برای پاسخ به چالشهای پیش رو تعریف شده عبارت است از: مواد با قابلیت تحرک در داخل مخازن نفتی: نانو مواد برای داشتن تحرک در مخزن نفتی باید هم از نظر اندازه بهگونهای باشند که بتوانند در خلل و فرج مخزن حرکت کند و هم از نظر خواص بهگونهای باشد که بتواند در برهمکنش با سیالات مخزن قابلیت حرکت خود را از دست ندهد. عامل ایجادکننده کنتراست برای تصویربرداری از مخزن نفتی: لرزهنگاری، پرتونگاری روشهایی هستند که برای تعیین وضعیت مخزن و ایجاد تصویری سهبعدی از آن بهکار گرفته میشود. در مفهوم جدید، با الهام از روشهای پزشکی، با استفاده از نانو موادی که در داخل مخازن نفتی پخش میشود و با قرار دادن یک فرستنده و گیرنده امواج در دو بخش مخزن، امکان شناخت نوع سازند مخزن و نقشه حرکت جریانها در مخزن ایجاد میشود. در شکل زیر اصول این روش نشان داده شده است. ساخت نانو مواد مناسب برای حسگرها: برای ساخت میکرو و نانوحسگرها نیاز به نانو مواد و سامانههایی است که به کمک آن بتوان انواع اندازهگیریها از جمله فشار، دما، نوع ماده و... را انجام داد. از نانو مواد به دلیل حساسیت بسیار بیشتر نسبت به سایر ساختارهای مواد میتوان به مقادیر بسیار کم استفاده کرد که این موضوع عاملی اصلی در ساخت سیستمهای حسگر در ابعاد میکرو و نانو است. میکروسامانههای حسگر: به پشتوانه قابلیت نانو مواد، ساخت سامانههای حسگر در ابعاد میکرو در دسترس قرار گرفته است. به کمک میکروحسگرها و تولید آن در حجم انبوه امکان جمعآوری اطلاعات از سراسر مخزنهای نفتی ممکن میشود.
