تکنولوژی حفاری نفت و گاز با لیزر
بكارگیری سیستمهای لیزری پرقدرت در ارتش آمریكا, محققان را بر آن داشته است تا در زمینة استفاده از این تكنولوژی در اكتشاف و حفاری مخازن نفت و گاز مطالعات وسیعی را آغاز كنند. اگر این مطالعات به نتیجه كامل برسد, بدون اغراق انقلابی در صنعت نفت و گاز بوقوع پیوسته است. به منظور تحقق این هدف،
مؤسسه تكنولوژی گاز در آمریكا و آزمایشگاه ملی تكنولوژی انرژی، وابسته به وزارت انرژی طرحی تحقیقاتی را در دست اجرا دارند كه در ادامة فعالیتهای تحقیقاتی به عمل آمده در سال 1999 صورت میگیرد. در صورت تكمیل مطالعات امكانسنجی و اجرای اولین پروژة عملیاتی، شگرفترین تحول در صنعت حفاری در قرن حاضر اتفاق خواهد افتاد. ارائة گزارشی مختصر از مطالعات در حال انجام در آمریكا و میزان پیشرفت و دستاوردهای آن، میتواند اطلاعات ارزشمندی را در اختیار سیاستگذاران و تصمیمگیران صنایع نفت و گاز كشور قرار دهد:
در ابتدای قرن بیستم, حفاری دوار جایگزین روشهای قدیمی در صنعت نفت و گاز گردید. گرچه از آن زمان تاكنون پیشرفتهای ارزشمندی در این صنعت حاصل گردیده است، اما به هرحال از روشی مكانیكی بر پایة همان اصول اولیه استفاده میشود.
استفاده از لیزر برای ایجاد منافذ در ساختار بستر سنگها، روشی كاملاً متفاوت را میطلبد. در روش جدید حفاری از اشعهپردازی استفاده میگردد، در این روش رشتههای لیزر روی سطح سنگ تابیده میشود و توسط تعدادی عدسی كه در جهت جریان تابش اشعه قرار دارند، كنترل می شوند.
سرعت حفاری، 10 الی 100 برابر سریعتر
قبل از اینكه در دهههای 80 و90 میلادی پیشرفتهای مهمی در تكنولوژی لیزر به عنوان سلاح دفاعی در ارتش آمریكا صورت گیرد، مفهوم حفاری توسط لیزر تنها در تصور مهندسان نفت وجود داشت. اما هم اكنون محققان معتقدند كه تكنولوژی جدید، توان نفوذ اشعه لیزر در سنگ را با سرعتی معادل 10 الی 100 برابر روش صنعتی متداولممكن نموده است. این امر باعث كاهش بسیار زیاد هزینهها نسبت به روش حفاری مكانیكی خواهد شد.
امروزه، هزینة حفاری یك چاه گاز یا نفت در خشكی حدود چهارصد هزار دلار و در دریا حدود چهار و نیم میلیون دلار است. هزینة انجام شده در حفاریهای عمیقتر، در شرایط ویژة ساختمان بستر به مراتب افزایش مییابد. از طرف دیگر، افزایش سرعت حفاری باعث كاهش مدت زمان عملیات شده و میزان استفاده از لوازم و دكل حفاری و همچنین هزینهها را تقلیل میدهد. همچنین با كاهش زمان، بازیافت باقیماندة گاز و نفت موجود در مخازن نیز اقتصادی خواهد بود.
به عقیدة محققان، اشعة لیزر بدنة سنگها را ذوب میكند و پوششی سرامیكی در دیوارة چاه به وجود میآورد. بدین ترتیب هزینة خرید و نصب Casing فولادی حذف میگردد. سیستمهای لیزری دارای حسگرهای مختلفی در موضع حفاری هستند كه شامل سیستمهای تصویری و نمایشگر است كه امكان ارتباط با سطح زمین را از طریق كابلهای فیبر نوری ممكن میسازد.
محورهای طرح تحقیقاتی
اولین مسئلهای كه به ذهن اهل فن میرسد، تخمین انرژی لازم برای تولید اشعه پرانرژی لیزر است كه توانایی انجام حفاری را داشته باشد. نتایج طرح تحقیقاتی قبلی كه توسط مؤسسه تكنولوژی گاز (GTI) منتشر شده است، نشاندهندة این امر است كه میزان انرژی لازم برای شكستن یا پودر نمودن سنگ بسیار زیاد است.
یكی از مهمترین اهداف تحقیق جدید، اندازهگیری دقیقتر انرژی مورد نیاز برای انتقال اشعه از سطح زمین به قعر دریا است؛ بطوریكه بتوان همان توان موجود را در عمق 1000 متری زیر زمین نیز تولید كرد.
هدف دوم در این مطالعه، پاسخگویی به این سؤال است كه: آیا فرستادن امواج لیزر با پالسهای سریع میتواند سرعت نفوذ را در سنگ نسبت به حالت تابش پیوسته افزایش دهد؟ سؤال سوم این است كه: در حضور سیالات حفاری، چه میزان انرژی برای نفوذ در سنگها مورد نیاز است؟ در اكثر مخازن، سیالاتی با چگالی زیاد به نام"گل حفاری" تزریق میگردد كه وظیفة شستشوی سنگهای خرد شده را به عهده دارند و از طرف دیگر آب را از سیالات هیدروكربنی باارزش دور نگاه میدارند، تلاش محققان در راستای یافتن میزان انرژی لازم برای تبخیر كردن و دور نگاه داشتن این سیالات است.
در مرحلة بعد، هدف پروژه بررسی راهكارهای دیگر برای استفاده از لیزر در حفاری است. به عنوان مثال، بعد از حفر یك چاه، حفرههایی در ساختار مخزن ایجاد میشود تا هیدروكربنها به بیرون نفوذ كنند. هدف از این كار بررسی امكان ایجاد این حفرهها توسط لیزر است.
دولت فدرال آمریكا مبلغی در حدود پانصد هزار دلار و مؤسسه تحقیقاتی GTI، دویست و چهارده هزار دلار در این طرح مطالعاتی 3 ساله سرمایهگذاری نمودهاند. علاوه بر این دانشگاهها، مؤسسات تحقیقاتی و سرویسهای انرژی و نفتی دیگری نیز در این طرح تحقیقاتی مشاركت دارند.
دلایل استفاده از لیزر
مؤسسه تحقیقاتی GTI، علت استفاده از تكنولوژی لیزر و سرمایهگذاری در این زمینه را این چنین بیان می كند:
1- تحقیقات وسیع صورت گرفته توسط ارتش آمریكا در مورد لیزرهای پرقدرت، پنجرهای از فرصتهای فراوان را برای استفاده از این سرمایة ارزشمند میگشاید و زمینة این تجربه را در صنایع آمریكا در مقیاس تجاری فراهم میكند.
2- تكنولوژیهای كمكی، مانند فیبر نوری و Coiled Tubing به سطحی از پیشرفت رسیدهاند كه احتمال اقتصادی بودن استفاده از لیزر در حفاری نفت و گاز را افزایش میدهند. این مسئله خود عامل بسیار مهمی در تشویق صاحبان صنایع به سرمایهگذاری در این زمینه است.
درباره 
محصولات
تماس سریع و مشاوره
نظرسنجی