این نوشتار ضمن بیان مختصری از اتفاقات 117 ساله‌ی صنعت نفت ایران، سعی بر تبیین شرایط پیش روی این صنعت در شرایط بسیار حساس کنونی دارد. از این رو، در مقدمه، ضمن تشریح چگونگی تولید نفت در سطوح زیرین زمین طی میلون‌ها سال، به تاریخ جهانی نفت و نحوه‌ی اولین دستیابی بشر به نفت در دنیا پرداخته شده و در نهایت تاریخ استخراج نفت در ایران ذکر گردیده است. با توجه به رسالت صنعت هوشمند، مباحث بعدی در این متن به نوعی بر دانش اتوماسیون، کنترل و ابزاردقیق در صنعت معطوف شده است. به این منظور، مطالب مختصری در خصوص چاه‌های نفت هوشمند و ضرورت روی آوردن به فناوریهای مرتبط با آن ارایه شده است. «نقش سامانههای کنترل و ابزاردقیق در واحدهای فرآیندی نفت، گاز و پتروشیمی» و «دستاوردهای تحریم یا تبدیل تهدیدها به یک فرصت طلایی و مطلوب» از مطالب بعدی این نوشتار است. آخرین مطلب نیز مربوط به جایگاه شرکتهای ایرانی در پروژه‌های توسعه‌ای صنعت نفت میباشد که در پایان پیشنهاداتی نیز در جهت ارتقاء وضعیت سازندگان و شرکتهای داخلی ارایه شده است.
مقدمه
نفت و گاز از مهم‌ترین منابع انرژی در جهان است. انرژی در جهانِ امروز یک عامل راهبردی سیاسی و اقتصادی بوده به طوری‌که، اغلب کشورهای جهان به ویژه آنها که به دنبال تحمیل اراده و قدرت خود بر دیگر کشورها می‌باشند، متأسفانه از همین منظر به مقوله‌ی انرژی می‌نگرند. از طرفی، نفت و گاز تنها انرژی موجود در جهان نیست، برای شناسایی موقعیت نفت و گاز در بین دیگر منابع انرژی، ابتدا توجه خواننده را به دسته‌بندی معمول منابع انرژی جلب می‌کنیم:
- منابع انرژی فسیلی[1] (هم‌چون نفت، گاز و ذغالسنگ[2])؛
- منابع انرژی غیرفسیلی (مانند انرژی خورشیدی، انرژی هسته‌ای، انرژی باد، انرژی آب، انرژی گرمابی[3]و …).
به غیر دسته‌بندی بالا، دسته‌بندی دیگری از نظر «تجدیدپذیری» و «تجدیدناپذیری» انرژی‌ها وجود دارد که انرژی‌های خورشید، باد و آب را در گروه انرژی‌های تجدیدپذیر و مابقی را در گروه انرژی‌های تجدیدناپذیر دسته‌بندی می‌کنند.
نحوه‌ی به وجود آمدن تمام سوخت‌های فسیلی بر می‌گردد به صدها میلیون سال پیش و قبل از عصر دایناسورها، از این رو نام آنها را سوخت‌های فسیلی و زمان تشکیل این‌گونه سوخت‌ها را دوره‌ی کربونیفر نام نهاده‌اند. این دوره که بخشی از دوران اول زمین شناسی[4] است نام خود را از کربن (عنصر اصلی ذغالسنگ و همچنین سایر سوخت‌های فسیلی) گرفته است. دوره‌ی کربونیفر در 286 الی360 میلیون سال قبل اتفاق افتاده است. در آن زمان، خشکی‌های زمین از مرداب‌هایی پر از درختان عظیم (سرخس و سایر گیاهان برگ‌دار بزرگ) پوشیده شده بود. آب و ساحل دریاها پر از جلبک[5] بود. در زمان‌های گذشته، درختان و گیاهان نابود شده و به اعماق مرداب‌ها فرو رفتند. گیاهان دفن شده، به مرور زمان لایه‌هایی از یک مادهی اسفنجی به نام تورب[6] را تشکیل دادند. تورب صدها سال با ماسه، رس و سایر مواد معدنی پوشیده شد که نتیجه‌ی آن به وجود آمدن نوعی سنگ به نام سنگ رسوبی بود. با گذشت زمان، سنگ‌های بیشتری روی هم انباشته شده و در نتیجه وزن بیشتری روی لایه‌های زیرین وارد شد. به این طریق تورب تحت فشار زیادی قرار گرفته و فشرده‌تر شد تا این‌که آب موجود در آن خارج و سرانجام بعد از میلیون‌ها سال به ذغالسنگ تبدیل گردید.
به همین ترتیب، نفت نیز به عنوان یک سوخت فسیلی بیش از سیصد میلیون سال قبل تشکیل شده است. بعضی از دانشمندان بر این باور هستند که دیاتوم‌های[7] کوچک و ریز، منشاء نفت هستند. دیاتوم‌ها، موجودات دریایی به اندازه‌ی یک سر سوزن بوده و مانند گیاهان، نور خورشید را به انرژی ذخیره شده تبدیل می‌نمایند. دیاتوم‌ها بعد از مرگ در کف دریا قرار گرفته و زیر رسوب‌ها و سایر سنگ‌ها مدفون شدند. سنگ‌ها باعث فشار برروی دیاتوم‌ها شده و در نتیجه انرژی ذخیره شده آنها نتوانست خارج شود. سرانجام و با گذشت زمان‌های بسیار طولانی، کربنِ تحت فشار و حرارت به نفت یا طلای سیاه تبدیل گردید. به هنگام تغییر وضعیت، حرکت و چین خوردگی پوستهی زمین، مخازنی که می‌توانستند نفت و گاز طبیعی را در خود نگهداری کند، تشکیل گردید.
ذخایر نفت و گاز، از مهم‌ترین منابع تأمین انرژی در جهان هستند. یکی از کشورهایی که سهم عمده‌ای از ذخایر نفت و گاز جهان را دارد، ایران است. سهم ایران از کل ذخایر نفتی جهان حدود 10 درصد است و از این منظر در رده‌ی چهارم جهان قرار دارد.ذخایر شناخته شده‌ی ایران، معادل ۱۷۶ میلیارد بشکه نفت خام مى‌باشد. از جانب دیگر، ایران با برخورداری از حدود 5/15 درصد از منابع گاز طبیعى جهان، پس از روسیه با حدود 3/26 درصد از کل منابع گازی دنیا، رتبهی دوم جغرافیاى گاز جهانى را دارد و قطر با ۱۴ درصد در رتبهی سوم قرار دارد. این در حالى است که هنوز در بخش وسیعى از کشور، مطالعات اکتشافى گاز و نفت انجام نگرفته و احتمال کشف ذخایر و میادین جدید هیدروکربوری در کشور پهناور ما قابل انکار نیست.
میدان گازى پارس جنوبى مصداق کاملى از منابع عظیم گاز طبیعى در ایران است. این میدان، بزرگ‌ترین میدان گازى مستقل جهان با امتدادى در دو سوى خلیج فارس و با مساحتى معادل ۹۷۰۰ کیلومترمربع[8]، سال‌ها است که نظر بزرگ‌ترین شرکت‌هاى نفتى جهان را به خود جلب کرده است. براى مثال، شرکت‌هاى آمریکایى در آن سوى آب‌هاى خلیج فارس و در بخش متعلق به کشور قطر، پروژه‌هاى عظیم چند میلیارد دلارى متعددى را براى توسعهی فازهاى مختلف آنچه که قطرى‌ها آن را «میدان گنبد شمالى» مى‌خوانند تعریف کرده‌اند. در این سوى میدان نیز شرکتهای متعهد ایرانی سخت در تکاپو هستند و فازهای 24 گانه‌ی این پروژه‌ها نیز به بهره‌برداری رسیده است و برای افزیش تولید بالغ بر820 میلیون متر مکعب گاز در روز تلاش میشود. البته این روزها وضعیت بهره‌برداری از فازهای 24 گانه‌ی پارس جنوبی به لحاظ شرایط تحریمی در تأمین تجهیزات مورد نیاز فازها با آنچه پیش بینی شده بود متفاوت است و این امر سبب ناترازی در تأمین انرژی مورد نیاز کشور (و به ویژه بخش صنعت) شده است. به هر روی، براساس تخمین‌هاى منتشر شده در دو دهه پیش، میزان ذخایر گازى این میدان گازى رقمى معادل ۲۸۰ تا ۵۰۰ تریلیون فوت مکعب (به عنوان ذخایر ممکن) و میزان میعانات گازى[9] آن بالغ بر ۱۷ میلیارد بشکه است که بخش عمده‌اى از این ذخایر، قابل بازیافت ارزیابى شده است. توسعهی این منبع عظیم گازى، بزرگ ترین پروژهی صنعت انرژى ایران را تشکیل مى‌دهد که تاکنون چند ده میلیارد دلار سرمایه‌گذارى را به خود جذب نموده است. توسعهی میدان گازى پارس جنوبى مزایاى چند جانبه‌اى را براى اقتصاد ایران به همراه دارد. مهم‌ترین مزیت این طرح، تأمین نیاز رو به رشد کشور در بخش انرژى و همچنین ایجاد اشتغال و بازار کار برای متخصصان جوان است. در این میان نباید از نقش کارآفرینی متخصصان وطنی در طراحی و مهندسی طرح‌ها، تأمین قطعات و تجهیزات مورد نیاز، نصب و راهاندازی پروژه‌ها و در نهایت بهره‌برداری، نگهداری و تعمیرات تأسیسات فوق غافل شد. این غرورآفرینی را با قاطعیت می‌توان در زمره‌ی تبدیل «تهدیدها» به «فرصت» قلمداد نمود ]1[.
تاریخچهی جهانی نفت
در گذشته‌های بسیار دور که نفت به صورت طبیعی از زمین خارج می‌شد، امکان جمع‌آوری آن از گودال‌ها و بستر رودخانه‌ها به راحتی فراهم بود و به اشکال مختلف مورد استفاده قرار می‌گرفت. این اتفاق طبیعی راهنمای خوبی برای بشر شد تا با سعی و تلاش خود به راز طلای سیاه پی ببرد. با این‌حال تا اواسط قرن نوزدهم رسماً هیچ‌گونه تلاش جدی‌ای برای استخراج نفت با مقاصد تجاری به عمل نیامد. اولین تلاش‌ها برای حفاری در اطراف همین گودال‌های نفتی صورت گرفت، چراکه بهره‌برداران نفت در آن زمان تصور می‌کردند نفت فقط در زیر این گودال‌ها انباشته شده است. با پیشرفت فناوری مشخص شد زیر گودال‌های مورد اشاره تنها حوضچه‌های ذخیره‌ی نفت در کره‌ی خاکی زمین نیست. ایران نیز از جمله کشورهایی است که طی هزاران سال پیش دارای گودال‌های نفتی فراوانی بوده است. تا قبل از استخراج نفت به عنوان کالای تجاری و مقاصد انرژی، از آن به عنوان درمان و دارو استفاده می‌شد.
اما، استخراج نفت خام و یا «روغن صخره» از اعماق زمین، برای اولین بار توسط شهروندان آمریکایی عملی شد. برای اولین بار، جرقه‌ی این امر در سال 1853 میلادی و توسط «جرج بیزل» (حقوقدان آمریکایی) زده شد. بعد از تحقیقات زیادی که توسط شیمی‌دانان اجیر شده توسط او روی فرمول شیمیایی روغن صخره انجام شد، جرج بیزل بیشتر به حیاتی بودن این ماده و کاربردهایی که می‌توانست داشته باشد (به ویژه قابلیت اشتعال آن) پی برد. از این رو متناسب با فناوری آن‌زمان حفاری اطراف صخره‌های «تیتوسویل» واقع در تپه‌های شمال شرقی پنسیلوانیا شروع شد. اجرای این پروژه به سرهنگ «ادوین لی دریک» سپرده شد. در سال 1859 مته‌های «دریک» با موفقیت اولین چاه نفت جهان در پنسیلوانیا را حفر و این چاه فوران کرد. به این صورت با آگاهی بشر به برخی از کاربردهای نفت خام، این طلای سیاه در فهرست کالاهای راهبردی قرار گرفت و حکم تجاری پیدا کرد. در سال 1870 جناب «جان د. راکفلر» آمریکایی، اولین کمپانی نفتی جهان را به قصد تجارت این منبع عظیم انرژی تأسیس کرد. به دنبال کشف نفت در آمریکا و تجاری شدن نفت، دیگر کشورها و از جمله روسیه‌ی شوروی (در سال 1873) نیز دست به اقدامات مشابه‌ای در باکو زد و به نوعی رقابت دوگانه در استخراج، تصفیه و تجارت نفت خام و برخی فرآورده‌های آن عمومیت پیدا کرد ]2[.
با توجه به شناسایی مناطق نفت‌خیز (به روش سنتی و با نشانه‌های طبیعی آن) وسوسه‌ی دست‌یازی به منابع انرژی جهان عمومیت پیدا کرد به طوری‌که جهان‌خواران و سلطه‌گران به فکر استخراج و بهره‌برداری منابع و مخازن نفتی دیگر کشورها (و از جمله ایران نیز) افتادند.
تاریخچهی نفت در ایران
سحرگاه پنجم خرداد 1287 (یا ۲۶ ماه مه سال ۱۹۰۸) اولین چاه نفت ایران، در شهرستان مسجد سلیمان به بهره‌برداری رسید. این موفقیت در پی واگذاری امتیاز استخراج و بهره‌برداری از نفت به «ویلیام ناکس دارسی» انگلیسی انجام شد. شرکت تحت فرمان دارسی پس از ۵ سال جستجو، از چاهی در مسجد سلیمان از شهرهای استان خوزستان، نفت را کشف و استخراج کرد. هنگامی که عملیات حفر چاه شماره یک مسجد سلیمان که به عمق ۱۱۸۰ پا[10] رسید، نفت فوران کرد و ارتفاع آن متجاوز از ۵۰ پا از دستگاه حفاری بالا زد.
قبل از موفقیت در استخراج نفت، امتیاز بهره‌برداری و لوله‌کشی نفت و قیر در سراسر ایران (به جز پنج استان آذربایجان، گیلان، مازندران، گرگان و خراسان) به مدت ۶۰ سال توسط حکومت مظفرالدین شاه قاجار به دارسی سپرده شده بود. در عوض، دارسی تعهد داشت طی دو سال شرکت یا شرکت‌هایی را برای بهره‌برداری از امتیاز اخذ شده، تأسیس کرده و از عواید حاصله‌ی آن تنها ۱۶ درصد به عنوان حق‌الامتیاز و ۲۰ هزار لیره نیز نقداً به عنوان سهم ایران، به دولت وقت بپردازد. این قرارداد ۵ سال قبل از مشروطیت منعقد شد ]3[. دستیابی به نفت ایران برای انگلیسی‌ها، یک جهش بزرگ در نظام اقتصادی کشورشان بود به طوری‌که، به گفته‌ی یکی از نویسندگان انگلیسی، نفت ایران مانند خون در رگِ اقتصاد بریتانیا عمل نمود. در سال ۱۲۸۸ شمسی، درست یک سال پس از فوران چاه نفت در مسجد سلیمان، شرکت نفت ایران و انگلیس با هدف به دست گرفتن استخراج، پالایش و صدور نفت توسط دارسی تأسیس شد. این شرکت با سرمایه‌ای معادل دو میلیون لیره‌ی انگلیس تأسیس و صدور نفت از ۱۲۹۲ شمسی (۱۹۱۳ میلادی) و درست یک‌سال پیش از وقوع جنگ جهانی اول، آغاز شد.
بعد از بهره‌برداری از اولین چاه نفت توسط بیگانگان و پی بردن ایرانیان به سرمایه‌های ملی و طلای سیاه، زمزمه‌های نارضایتی مردم از به تاراج رفتن این سرمایه به گوش می‌رسید. اما این موضوع نیز قابل انکار نیست که محصول به دست آمده توسط دارسی، آغازی بر پایان اقتصاد سنتی هزاران ساله در ایران شد و تأثیر درآمدهای ناچیز ناشی از استخراج نفت بر اقتصاد کشور ما کاملاً محسوس بود. بر این اساس، علیرغم ناعادلانه و یک طرفه بودن قرارداد منعقد شده بین دولت وقت ایران و شخصیت حقوقی انگلیسی، هر صدایی در حلقوم معترضین و عامه‌ی مردم خفه می‌شد.
بزرگ‌مرد تاریخ سیاسی ایران، مرحوم دکتر مصدق به عنوان وکیل و نماینده‌ی مردم در دوره‌ی شانزدهم مجلس شورای ملی در سال 1329 شمسی، در کوتاه کردن دست سلطه‌گران از نفت ایران نقش بسیار عمده و کلیدی دارد. بعد از طرح موضوع توسط مصدق در مجلس، قانون ملی شدن صنعت نفت در واقع در قالب پیشنهادی با امضای تمام اعضای کمیسیون ویژه‌ی نفت در مجلس شورای ملی و در روز 17 اسفند 1329 به مجلس ارایه شد. متن پیشنهادی و تصویب شده‌ی این قانون به شرح زیر است:
«به نام سعادت ملت ایران و به منظور کمک به تأمین صلح جهانی، امضاء کنندگان ذیل پیشنهاد می‌نماییم که صنعت نفت ایران در تمام مناطق کشور بدون استثناء ملی اعلام شود. یعنی تمام عملیات اکتشاف، استخراج و بهره‌برداری در دست دولت قرارگیرد.»
مجلس سنای آن مقطع نیز این پیشنهاد را در 29 اسفند 1329 تصویب و نفت ایران به طور رسمی ملی شد. از آن تاریخ به بعد همه ساله روز 29 اسفند تحت عنوان روز ملی شدن نفت در تقویم ایران قرار گرفته و مردم ایران از این اتفاق خرسند هستند و همه ساله این روز را جشن می‌گیرند.
پس از به نخست وزیری رسیدن دکتر مصدق در اردیبهشت 1330، اجرای قانون ملی شدن صنعت نفت در سرلوحه‌ی برنامه‌های دولت ملی مصدق قرار گرفت. با تصویب و اجرای این قانون، شرکت سابق نفت ایران و انگلیس خلع ید و در عوض صنعت نفت ایران ملی اعلام شد.
هرچند این اتفاق برای ملت ایران نشانه‌ی پیروزی و استقلال به حساب می‌آمد، اما برای دولت بریتانیا، به منزله‌ی از دست دادن منافع گسترده‌ای از سودهای کلان نفتی خاورمیانه‌ای خودش بود. بنابراین لندن بیم آن داشت که این روند به عنوان الگویی از سوی سایر کشورهای تحت سلطه‌ی انگلستان مورد استقبال قرار گیرد.
امروزه و بعد از گذشت حدود 117 سال از شروع استخراج و بهره‌برداری از میادین نفت در ایران و همچنین بعد از گذشت بالغ بر 74 سال از ملی شدن صنعت نفت ایران، متخصصان ایرانی در تمامی حوزه‌های طراحی و مهندسی، تأمین قطعات و تجهیزات، ساخت و نصب، بهره‌برداری، تعمیرات و نگهداری از تجهیزات سرچاهی یا واحدهای استخراج و تولید، واحدهای پالایشگاهی، انتقال، توزیع و بهره‌برداری از سرمایه‌های ملی را خود مقتدرانه و با قدرت چشمگیر به عهده گرفته و به انجام وظیفه مشغول می‌باشند.
چاه‌های نفت هوشمند
پیروی و استفاده از فناوریهای جهش یافته‌ی امروزی در صنعت نفت تا آن حد می‌تواند الزام‌آور باشد که عدم بهکارگیری آن، ما را در بازار رقابت جهانی مستعد شکست خواهد نمود. در گذشته‌ای نه چندان دور بعد از حفاری هر حلقه‌ی چاه نفت و دستیابی به طلای سیاه، با یک فرآیند ساده به استخراج آن مشغول می‌شدیم. به بیانی، تنها از ادوات ابتدایی و حداقل وسایل ضروری برای استخراج مواد هیدروکربنی از جمله شیرهای محدودکنند‌ی جریان، ادوات ویژه برای جلوگیری از ورود شن و ماسه به چاه و میدان نفتی و در نهایت اتصالات و مجرابندهایی برای تثبیت چاه استفاده می‌شد.
هنگام استفاده از چاه‌های سنتی و غیرهوشمند، تمام مواد موجود در مخزن زیرزمینی مانند نفت، میعانات گازی، گاز، آب، نمک و تا حدودی هم ماسه هم‌زمان با هم استخراج می‌شوند. اولین گام بعد از استخراج جداسازی این مواد از هم است تا به درجه‌ی خلوص نفت افزوده شود. بدیهی است یکی دیگر از معضلات ما در بهره‌برداری از چاه‌های سنتی، عدم دستیابی به ارقام بسیار دقیق از حجم اندازه‌گیری شده و ارزش واقعی هیدروکربن استخراج شده است.
از این رو، آنچه امروزه ذهن بسیاری از تولیدکنندگان نفت در جهان را به خود مشغول کرده است، علاوه بر افزایش درجه‌ی خلوص مواد استخراج شده، چگونگی افزایش استخراج نفت است تا بتوانند برای برطرف ساختن نیازهای بازار و حضور بیشتر در عرضه‌ی طلای سیاه اقدامی مفید انجام دهند (افزایش ارزش کمّی و کیفی مواد استخراج شده).
چنان‌چه مشکلی در فرآیند استخراج نفت از اعماق یک چاه سنتی به وجود آید، تنها در سطح زمین و بعد از انتقال می‌توان از وجود ناخالصی‌هایی مانند وجود مقدار زیاد آب یا شن در آن آگاه شد. اما در چاه‌های هوشمند شرایطی کاملاً متفاوت وجود دارد. این چاهها در ساده‌ترین شکل خود دارای حسگرهایی هستند که آنچه را که در درون چاه اتفاق میافتد یا به عنوان ناخالصی وجود دارد، بلافاصله روی نمایش‌گرها نشان میدهند. مهم‌تر این‌که تبادل اطلاعات به صورت یک‌طرفه و از اعماق چاه به سطح زمین نیست، بلکه سامانهی کنترلی موجود در سطح زمین، بعد از دریافت اطلاعات از چاه و پردازش آن، بازخورد لازم را جهت اصلاح اقدامات در حال انجام، به اعماق چاه اعمال خواهد نمود.
این فرآیند، به ویژه هنگام حفاری و در تبادل اطلاعات پردازش شده‌ی لرزه‌نگاری نقش بسیار مهمی را ایفا خواهد نمود. پردازش اطلاعات دریافت شده از شرایط چاه و سیالات موجود در اعماق چاهها را می‌توان روی زمین به رایانه‌های قوی سپرد و به دنبال آن گاز و مایعات را با وسایل ویژه‌ای که به این منظور در چاه تعبیه شده است، از هم جدا نمود. در چاه‌های سنتی برای افزایش فشار نفت در حال استخراج، به ناچار از فشار آب و یا گازی که به طور مصنوعی به چاه تزریق میشود کمک گرفته میشود. با همین مفهوم، در چاه‌های هوشمند، می‌توان گاز موجود در یکی از سطوح مخزن زیر زمینی را استخراج و بلافاصله گاز را بدون انتقال به سطح زمین، به سطوح دیگر چاه تزریق کرد تا فشار مورد نیاز برای استخراج نفت تأمین شود. این امر ضمن صرفه‌جویی در مصرف انرژی، سرعت و دقت در استخراج و ظرفیت تولید را به نحو فوق‌العاده‌ای افزایش می‌دهد.
از جانب دیگر، میزان قابلیت و پیچیدگی روش‌های کنترلی به کار برده شده متفاوت و متناسب با نیاز میادین نفتی مورد استفاده و همچنین مطابق با سیاست‌های راهبردی حاکم بر بهره‌برداری از آن چاه است. بهره‌برداران چاه می‌توانند به اطلاعاتی که از اعماق چاه می‌رسد پاسخ داده و وسایل را کنترل نمایند و یا این‌که سامانههای کنترلی را به‌گونه‌ای تنظیم کنند که سامانهی خودکار موجود، ضمن شبیه‌سازی شرایط و بدون دخالت انسان مستقیماً به شرایط متغیر احتمالی پاسخ مناسبی بدهد.
در چاه‌های هوشمند، با استفاده از دستگاه‌های اندازه‌گیری دما، فشار، حجم، نوع و کیفیت سیال استخراج شده اطلاعات اولیه از درون چاه پایش خواهد شد. تکنیک لرزه‌نگاری، دانشی است که از قبل از حفاری تا پایان بهره‌برداری از یک چاه فعال همواره مورد استفاده‌ی بهره‌بردارن خواهد بود. از این رو در چاه‌های هوشمند، ردیابی اطلاعات لرزه‌نگاری در درون چاه انجام می‌گیرد و ارتباط بین اطلاعات لرزه‌نگاری در سطح زمین و درون چاه به گونه‌ای حفظ میشود تا پیش‌بینی و تشخیص حرکت سیالات دور از محیط اطراف گمانه امکان‌پذیر باشد. اندازه‌گیری از راه دور (انتقال علایم به سطح زمین) از دیگر اقدامات مهمی است که تنها با استفاده از چاه‌های هوشمند میسر میشود. به این منظور بهکارگیری فیبرهای نوری و یا سامانههای بیسیم، امکان انتقال و تبادل اطلاعات و فرمان‌های لازم را فراهم می‌سازد.
از دیگر ویژگی‌های یک چاه هوشمند، قابلیت‌های کنترل از راه دور آن است. به بیانی، به میمنت فناوری اطلاعات، می‌توان با بهکارگیری ماهواره و اینترنت، اطلاعات به دست آمده از اعماق چاه را بلافاصله به نقاط بسیار دور دیگر مخابره نمود و ضمن پایش دقیق اطلاعات به دست آمده در محیطی امن، با تمهیدات موجود تغییرات لازم (اعم از کنترل وضعیت شیرها، سرعت و جهت حرکت مته حفاری و …) را در جهت بهبود شرایط حفاری و بهره‌برداری به چاه اعمال نمود.
لحاظ نمودن مسایل زیست‌محیطی و در نظر داشتن شرایط اکوسیستم نیز از جمله دستاوردهای چاه‌های هوشمند است. استفاده از فناوری چاه‌های هوشمند، علاوه بر مزایا و ویژگی‌های متعدد، تأثیر ویژه‌ای در تأمین سلامت محیط زیست و فراهم نمودن شرایط ایمنی مناطق پیرامونی چاه دارد. با جداسازی‌های نفت و گاز از درون چاه، می‌توان میزان تولید گازهای نامطلوب و مخرب محیط زیست (به ویژه H2S[11]) را تاحد چشمگیری کاهش داد. از جانب دیگر، به کمک جداسازهای درون چاهی آب و نفت می‌توان میزان آب استخراج شده (که به عنوان ناخالصی در محاسبات حجم نفت خام لحاظ میشود) را تاحد مطلوبی کاهش داد.
موضوع رعایت مسایل زیست محیطی در حفاری‌های اعماق دریاها، دارای اهمیت بیشتری است. چرا که، به علت تفاوت عمده در میزان ویتامین‌ها، پروتئین‌ها و مواد معدنی موجود در آب میادین نفت و گاز با میزان آن در آب دریا، چنان‌چه دفع آب استخراج شده از چاه امکان‌پذیر نباشد، سلامت آبزیان با خطرات جدی روبرو خواهد شد. بنابراین، با استفاده از روش‌های نوین بهینه‌سازی در چاه‌های هوشمند (چه در زمان حفاری و چه در زمان بهره‌برداری) می‌توان چاهها را با دقت ویژه حفاری و بهره‌برداری نمود.
گاهی اوقات، با تحلیل دقیقی که از اطلاعات پایش شده در یک چاه هوشمند خواهیم داشت، ممکن است عدم ضروری بودن حفر بسیاری از چاهها قبل از پایان حفاری به ما اثبات شود. این اتفاق (کاهش تعداد چاه‌های حفر شده) یعنی کاهش دخالت بشر در محیط زیست و طبیعت. بدیهی است تعداد چاه کمتر به منزله‌ی کاهش هزینه‌ها و کاهش تعداد راه‌های ارتباطی و حمل و نقل و تأثیر کمتر بر حیات وحش منطقه نیز خواهد بود. کاربرد این فناوری بر افزایش ایمنی محیط کار ما نیز بیتأثیر نیست. با استفاده از فناوری پایش اطلاعات درون چاه و کنترل از راه دور فرآیندهای درون چاهی، دیگر نیاز به حضور پرخطر برخی تخصص‌ها در منطقهی حفاری و بهره‌برداری نیست (کاهش نیروی انسانی). آلودگی صوتی، خطر فوران چاه، وجود گازهای نامطلوب در مناطق نفتی از جمله مواردی است که سلامت کارکنان را تهدید میکند ]5[.
در نهایت، مطالعات و همچنین تجربه نشان داده است که در صورت استفاده از چاه‌های هوشمند، با صرف حداقل هزینه‌ی بهره‌برداری، حداکثر میزان طلای سیاه از مخزن استخراج میشود. استفاده از وسایل کنترل‌کننده و پردازشگر درون چاه، باعث کاهش تعداد و در نتیجه کاهش هزینه‌ی تجهیزات نصب شده در سطح زمین و نگهداری ضایعات در اعماق چاه میشود که فواید زیست محیطی را نیز در بر خواهد داشت. فناوری چاه‌های هوشمند، امکان انتقال کنترل‌شده‌ی نفت را بین مناطق مختلف میسر ساخته و قابلیت انعطاف تولید و توزیع را متناسب با شرایط عرضه و تقاضا و با لحاظ نمودن شرایط فیزیکی چاه افزایش می‌دهد. مهم‌ترین عاملی که می‌تواند ما را به استفاده از مفاهیم چاه‌های هوشمند ترغیب سازد این است که با جداسازی گاز از نفت در درون چاه، فشار مخزن تا حدودی ثابت نگاه داشته خواهد شد (سهولت در بهره‌برداری و افزایش عمر چاه).
نقش سامانههای کنترل و ابزاردقیق در واحدهای فرآیندی نفت، گاز و پتروشیمی
سامانههای کنترل در صنعت نفت دارای دامنهی کاربرد فراوان و گسترده‌ای است. این دامنهی کاربرد شامل استخراج و کنترل در تأسیسات سرچاهی، خطوط انتقال نفت و گاز، واحدهای پالایشگاهی نفت و گاز، واحدهای فرآیندی پتروشیمی، سامانههای توزیع و سامانههای صادرات میشود. برای مثال، در یک واحد فرآیندی عوامل و تجهیزات زیادی به کمک هم، بستر مناسب را برای فعل و انفعالات شیمیایی فراهم می‌کنند تا خوراک اولیه‌ی این واحد به نحو مطلوب به محصولی با کیفیت پیش‌بینی شده تبدیل شود. این عوامل، یا مجموعه‌ای از تجهیزات مکانیکی و فرآیندی هستند که با یک سری وظایف مشخص اجزای واحد فرآیندی ما را تشکیل میدهند و یا شامل یک سری دستورالعمل‌ها، کاتالیزورها و دیگر افزودنی‌هایی هستند که به کمک آن و در زمان مناسب فعل و انفعالات شیمیایی به وقوع می‌پیوندد. هنگام طراحی هر واحد تولیدی، متخصصان در رشته‌های مختلف مهندسی به کمک هم، نوع تجهیزات، مشخصات فنی هر دستگاه، نحوه‌ی چیدمان و ارتباط این تجهیزات با یکدیگر و بسیاری از ملاحظات فرآیندی دیگر را در نظر داشته و برای هر کدام از این تجهیزات و یا اقداماتی که هنگام بهره‌برداری واحد فرآیندی باید انجام پذیرد توجیه فنی و علمی دارند. این توجیهات فنی یا متناسب با نوع فرآیند و فعل و انفعالات مربوطه است که از طرف صاحب لیسانس واحد به طراح داده میشود، یا استانداردهای جهانی آن را به ما دیکته میکند و یا این‌که موقعیت واحد، این چارچوب را تعیین کرده که در هر صورت لازم‌الاجرا است. از جانب دیگر چنان‌چه در انتخاب هر کدام از تجهیزات به مشخصات فنی متناسب با شرایط فرآیندی مزبور دقت نشده باشد یا هنگام کار با اشکالاتی (هر چند جزیی) روبرو شویم هیچ تضمینی برای حصول نتیجه‌ی مطلوب وجود نخواهد داشت و چه بسا واحد تولیدی ما با اختلال در تولید و یا کاهش کیفیت محصول روبرو خواهد شد. از این رو، در این‌گونه واحدهای تولیدی باید ضمن انتخاب تجهیزات متناسب با خواستههای واحد فرآیندی و رعایت اصول نصب و راهاندازی تجهیزات، به دستورالعمل‌های بهره‌برداری نیز عنایت ویژه شود ]4[.
با پذیرش حساسیت و لزوم سامانههای کنترل و ابزاردقیق، بیشتر سعی بر تأکید بر ضرورت سامانههای کنترل و ابزاردقیق، سامانهی قطع اضطراری[12] و سامانههای تشخیص و اطفاء حریق[13] در طول دوران ساخت و بهره‌برداری یک واحد فرآیندی است. پر واضح است این مجموعه تجهیزات، هم مسایل فرآیندی و تولید را دنبال می‌کنند و هم مسایل ایمنی و هدایت واحد به شرایط ایمن[14] در زمان مقتضی را به عهده دارند. ضرورت سامانهی کنترل به عنوان مغز متفکر و متضمن ایمنی واحد فرآیندی، بر کسی پوشیده نیست به ویژه این‌که هنگام بهره‌برداری از واحد، این تجهیزات جایگاه خود را به خوبی نمایان می‌سازند و بهره‌بردار تحمل کارکرد نادرست این سامانه‌ها را ندارد! سئوال مهم این‌جا است که «آیا هنگام طراحی و ساخت واحدهای نفت، گاز و پتروشیمی نیز به میزان نقش واقعی سامانههای کنترل و ابزاردقیق و همچنین سامانهی تشخیص و اطفاء حریق اهمیت داده میشود؟»
دستاوردهای تحریم یا تبدیل تهدیدها به فرصت طلایی
اولین گام خودکفایی در صنعت نفت ایران، تأسیس «شرکت ملی حفاری ایران» در روز اول دی 1358 است. این اقدام فرخنده که در پی احساس نیاز مسئولین کشور و با توجه به توانایی‌های بالقوّه‌ی متخصصان بومی صنعت نفت عملی شد، درست در روزهایی اتفاق افتاد که تمامی کارشناسان و متخصصان بیگانه کشور را ترک کرده بودند. به دنبال این اتفاق و با کسب تجربه‌ی 45 ساله، امروز کارکنان صدیق شرکت ملی حفاری در خشکی و دریا به افتخار آفرینی مشغول و هر روز برگی زرین به افتخارات خود می‌افزایند. در همین راستا، برای تأمین نیازهای فنی و تجهیزات سرچاهی نیز بخش خصوصی افتخارات زیادی داشته است. پر واضح است که حذف وابستگی‌ها در صنعت نفت به همین یک قلم ختم نمی‌شود و این تازه ابتدای کار بود به طوری که خوشبختانه همه روزه شاهد شکوفایی همه جانبهی صنعت نفت در کشورمان هستیم.
در طول تاریخ و در جهان، خواستگاه اغلب اختراعات و فناوریها، نیازهای دفاعی و متناسب با خواستههای رفاهی و امنیتی روز بشر بوده است. تأمین نیازهای صنعت نفت ایران (اعم از نیازهای مهندسی و تأمین تجهیزات) در قبال تحریم‌های ناعادلانه‌ی جهانی از این قاعده مستثنی نیست. به جدّ می‌توان مدعی شد که خوشبختانه شیطنت‌های جهانی در قبال اراده‌ی راسخ ملت در تمام زمینهها (و به ویژه در صنعت نفت) با شکست روبرو شده است. اما آنچه در این میان می‌تواند مورد نقد قرار گیرد، دو موضوع زیر است:
- چاه‌های هوشمند – آدرس: http://www.petroleum-group.blogfa.com/post-103.aspx
- سخن ما (سرمقاله)، نهضت ملی تولید و ساخت داخل، تجهیزات صنعت نفت، شماره 29 و 30 ، اردیبهشت و خرداد 85
- محمد حسین نجفی، ساخت داخل کالاهای صنعتی و موانع پیش رو، تجهیزات صنعت نفت، شماره 29 و 30 ، اردیبهشت و خرداد 85
[1] . Fossil
[2] . Collier – ذغالسنگ مادهای سخت و سیاه‌رنگ است. ذغالسنگ از کربن، هدروژن، اکسیژن، نیتروژن و مقادیر متغیری سولفور تشکیل شده است و چینی‌ها اولین کسانی بودند که حدود 3000 سال پیش از این سوخت فسیلی استفاده کردند.
[3] . Hydrothermal انرژی حاصل از آبهای گرم در پوسته زمین-
[4] . Paleozoic
[5] . مادهی سبز رنگی که روی برکه‌ها تشکیل میشود و شامل مجموعه‌ای از گیاهان متنوع، کوچک و بدون ریشه یا ساقه است.
[6] . Peat – ذغالسنگ نارس
[7] Diatom موجودات تک سلولی –
[8] . سهم ایران از این میدان گازی ۳۷۰۰ کیلومتر مربع و سهم کشور قطر ۶۰۰۰ کیلومتر مربع است.
[9] . Condensate
[10] . Foot (معادل 48/30 سانتیمتر)
[11] . ترکیبات گوگرد دار میادین نفت و گاز، به ویژه H2S و گازهای مشابه، علاوه بر تأثیر منفی در سلامت تنفسی محیط عملیات، باعث ایجاد خوردگی در تجهیزات پالایشگاهی و خطوط لوله نیز می‌شوند.
[12] . ESD System
[13] . F & G System
[14] . Safe Mode
[15] . بخشی از قانون مصوب بهمن 1343: «بهمنظور حمایت از صنایع داخلی کشور، وزارتخانهها و کلیه دستگاهها و شرکتهای دولتی و سازمانهای وابسته به دولت مکلفند در مواردی که کالاهای ساخت کشور از نظر مشخصات و قیمت و قابلیت استفاده مشابه کالاهای وارداتی مورد نیاز آنها باشد، احتیاجات خود را منحصراً از کارخانجات تهیه کننده داخلی خریداری نمایند.»
- آسیب‌شناسی اقدامات ناکام و حمایت‌های ملی انجام شده تاکنون؛
- تبیین راهبرد توسعهی صنعت و توسعهی فناوری (تهیهی نقشهی راه فناوری در سطح کلان و ملی)؛
- توسعه و تعمیم دامنهی استفاده از قانون حداکثر توانمندیهای داخلی در تمام زمینهها (از مهندسی پایه گرفته تا تأمین تجهیزات، نصب و راهاندازی) و نظارت بر اجرای صحیح آن؛
- تجمیع و تهیهی فهرست اقلام پرمصرف و ساماندهی آنها به ویژه ادوات و تجهیزاتی که متولی خاصی برای تولید ندارد. خاطر نشان می‌سازد آنچه امروزه به عنوان فهرست تجمیعی سازندگان معتبر و مورد تأیید صنعت نفت شناخته میشود مورد نظر نگارنده نیست.
- متمرکز کردن خرید خارج کالاهایی که در ایران متولی تولید ندارد (کلیهی تجهیزات و کالاهای صنعتی وارداتی فقط از یک کانال خریداری و وارد کشور شود تا از پراکندگی و تنوع خریدهای انجام شده پرهیز شود)؛
- بستن مرزها به روی واردات کالاهای نامرغوب و برخورد جدی با متخلفین؛
- تسهیل در صدور گواهینامههای انطباق کالاها با استانداردهای کیفیت با ایجاد مراکز معتبر آزمایشگاهی بیطرف (و سوگند خورده) با در نظر داشتن سامانههای نظارت عالیه و ارزیابی این مراکز؛
- توسعهی درس «اخلاق مهندسی» در دانشگاهها به عنوان یک درس اجباری.
