گنج پنهان در هدررفت نفتی

گروه نفت و پتروشیمی: آخرین برآوردها نشان می‌دهد ایران دارای رتبه سوم جهان از لحاظ سوزاندن گازهای همراه یا همان گاز فلر است. روسیه و نیجریه بالاتر از ایران در جایگاه اول و دوم سوزاندن این نوع گاز قرار دارند. داشتن این رتبه و جایگاه چیزی نیست که هیچ کشوری آن را بخواهد چراکه به معنای سوزاندن حجم عظیمی از ذخایر گازی است که علاوه بر عدم النفعی که از این محل عاید کشور می‌شود، به معنای ایجاد حجم عظیمی از آلودگی‌های زیست‌محیطی است.

بر‌اساس ترازنامه هیدروکربوری کشور در سال ١٣٩١، در بازه زمانی سال‌های ١٣٨٦ تا پایان ١٣٩١ نزدیک به ٨١ میلیارد متر‌مکعب گاز تولیدی از میادین نفتی ایران سوزانده شده که معادل سوزاندن حدود ۵۷۰ میلیون بشکه نفت در این سال‌ها است. بر همین اساس، بهره‌برداری از گاز فلر یا همان گاز همراه با نفت که کارشناسان اسم دقیق‌تر آن را گاز مشعل می‌دانند یکی از دغدغه‌های صنعت نفت طی سالیان متوالی است. مهم‌ترین مشکل بر سر استفاده از این گازها به کمبود منابع مالی باز می‌گردد، شرکت ملی نفت برای جذب سرمایه‎گذار برای بهره برداری از ۲۱ میلیون متر‌مکعب گاز مشعل در روز در سال ۹۳ اقدام به برگزاری مزایده کرد که با عدم استقبال مواجه شد. دلیل این بی‌اقبالی به نداشتن توجیه اقتصادی این طرح‌ها از نظر سرمایه‌گذاران باز می‌گردد. شرکت ملی نفت قصد دارد در سال جاری نیز مزایده دیگری به منظور جذب سرمایه‎گذار برای این ذخایر گاز برگزار کند و انتظار دارد با ورود سرمایه‌گذاران خارجی به کشور در پسابرجام این مزایده موفق‌تر از مزایده قبلی باشد. چراکه شرکت‌های خارجی به دلیل استفاده از فناوری‌های روزآمدتر و نوآوری، می‌توانند گازهای همراه نفت را با هزینه تمام شده کمتری به محصولات مدنظر خود تبدیل کنند. مزایده دوم گازهای مشعل شرکت ملی نفت ایران با عرضه بیش از ٢٠ میلیون مترمکعب گاز برگزار می‌شود. به نظر می‌رسد در اینجا نیز یکی از دلایل استقبال نکردن سرمایه‌گذاران به عدم مدیریت صحیح و ابهامات قانونی باز می‌گردد. مدیریت صحیح این گازهای تولیدی مستلزم اقدامات قانون‌گذاری و رگولاتوری، مطالعات اقتصادی و فنی است. اقدامات قانون‌گذاری در سال‌های اخیر موجب سردرگمی نسبت به نحوه مدیریت این گازها شده است. زیرا در اصلاح قانون نفت ۹۰ این اختیار به وزارت نفت داده شده تا قیمت این گازها را یک سوم گازهای تولیدی از میادین گازی با مشوق‌هایی به مناقصه بخش خصوصی بگذارد، در حالی که در اصلاحیه بعدی قانون نفت این نکته حذف شده است.

مطالعات اقتصادی و فنی نیز در این میان اهمیت ویژه‌ای دارد. براین اساس، کمیسیون انرژی اتاق بازرگانی ایران در یک پژوهش مبسوط چهار شیوه برای استفاده از گازهای فلر پیشنهاد می‌شود که هریک با توجه به میزان گاز تولیدی و جغرافیای تولید اهمیت خاص خود را دارد. در ادامه این گزارش ابتدا به مکان‌سنجی تولید گاز فلر پرداخته می‌شود و سپس راهکارهای استفاده از آن را تشریح می‌کنیم.

مکان‌سنجی تولید گاز مشعل

در سال ۱۳۸۶ میزان گازهای مشعل حدود ۴۰ میلیون متر‌مکعب در روز بود که در پایان سال ۱۳۹۱ این رقم به ۲۵ میلیون متر‌مکعب در روز رسیده است. کمیسیون انرژی، صنایع پالایشی و پتروشیمی اتاق بازرگانی ایران، دلایل کاهش این گازهای مشعل را در دو مورد خلاصه کرده است: ۱) جمع‌آوری و جلوگیری از سوزاندن گازها. ۲) کاهش میزان گاز تولیدی از میادین نفتی که به دلیل افت فشار مخازن رخ می‌دهد و امری طبیعی است چرا که بیشتر گاز در اوایل عمر مخزن از نفت جدا می‌شود و با گذشت زمان میزان جدایش گاز از نفت کاهش می‌یابد. میزان تولید گازهای مشعل به تفکیک مناطق نفتی ایران در بازه زمانی سال‌های ۱۳۹۱-۱۳۸۶ در جدول شماره یک آمده است.

این جدول نشان‌ می‌دهد که شرکت نفت فلات قاره که در حوزه دریایی خلیج فارس فعالیت عمده دارد، بیشترین سهم را در سوزاندن این گازهای تولیدی دارد و باتوجه به سهم تولید بیشتر شرکت‌های نفت فلات قاره و مناطق نفتخیز جنوب از نفت تولیدی کشور انتظار بیشتری برای تولید گازهای مشعل از میادین تحت مدیریت این شرکت‌ها وجود دارد. همچنین توجه به این نکته ضروری است که به‌دلیل فعالیت شرکت نفت فلات قاره در مناطق دریایی، جمع‌آوری و جایگزینی روش‌های دیگر سوزاندن گازهای مشعل در این حوزه نسبت به سایر مناطق از دشواری بیشتری برخوردار باشد.

روش‌های جایگزین سوزاندن گازهای مشعل:

میزان گازهای تولیدی کشور در سال ۹۱ که سوزانده شده‌اند، برابر ۲۵ میلیون‌متر‌مکعب روزانه معادل حدود ۶۵ میلیون بشکه نفت در یک سال است. بنابراین مدیریت صحیح و بهینه گازهای مشعل یک امر مهم در صنعت نفت کشور محسوب می‌شود. به‌طور کلی گزینه‌های جایگزین سوزاندن گازهای مشعل، شامل روش‌هایی است که در ادامه آمده است. قابل ذکر است که استفاده از هر یک از این روش‌ها اولویت‌بندی نشده و به بهینه‌سازی اقتصادی و مطالعات امکان‌سنجی اقتصادی بستگی دارد.

کاربرد اول: در مقیاس‌های تولید پایین گازهای مشعل، اگرچه ممکن است که در نگاه اول به سوزاندن این گازها، با توجیه غیر اقتصادی بودن تاکید شود، اما با نگاهی دقیق‌تر می‌توان به روش‌های بهینه و جایگزین زیر رسید:

- حذف گازهای اسیدی همچون H۲ S و CO۲.

- استفاده به منظور دی هیدراسیون: کنترل هیدرات‌های تشکیل شده در خطوط لوله گاز.

- دفع نیتروژن: این راهکار همیشه مورد نیاز نیست و وابسته به ترکیب گاز است و در صورتی که نیاز باشد با توجه به دو نوع تکنولوژی برودتی و تکنولوژی غشای نفوذپذیر گاز این عمل انجام می‌پذیرد.

- مایعات گاز طبیعی: مایعات گاز طبیعی را در مقیاس کوچک و بزرگ تولید گاز، می‌توان به‌کار گرفت. عموما مایعات گاز طبیعی از طریق کنترل دما و فشار حاصل می‌شوند. این مایعات جزو با‌ارزش‌ترین محصولات نفتی بوده که خوراک واحدهای پتروشیمی شده یا برای صادرات استفاده می‌شوند.

کاربرد دوم: مصارف سوختی. یعنی استفاده برای تولید CNG/ LNG برای مصرف خودروها یا مصارف شهری.

یکی از روش‌های جایگزین برای سوزاندن این گازها، خالص‌سازی و سپس فشرده‌سازی برای مصرف‌ خودروها است. با توجه به اینکه ترکیب درصد گازهای مشعل متفاوت بوده، بنابراین این روش می‌تواند یکی از بهترین روش‌های جایگزین، به‌دلیل متغیر بودن کمیت و کیفیت این نوع گازها باشد. این سوخت‌ها نسبت به سایر سوخت‌ها آلودگی کمتری ایجاد کرده و ارزان‌تر هستند. همچنین با توجه به اینکه گازهای مشعل در مناطق متفاوت وجود داشته و متمرکز نیستند جایگزینی این روش به جای سوزاندن را بیشتر تقویت می‌کند. حتی در صورتی که گاز خروجی از چاه‌های نفت، غنی باشد می‌توان ابتدا ترکیبات غنی را به‌عنوان NGL جدا کرده و سپس گاز باقیمانده را برای فشرده‌سازی به‌عنوان CNG استفاده کرد. پالایش و استفاده به‌عنوان مصارف سوخت شهری نیز از راهکارهایی برای جلوگیری از هدررفت و آلودگی محیط است.

کاربرد سوم: تولید انرژی الکتریسیته

در سراسر دنیا استفاده از گاز برای تولید برق امری رایج است. استفاده از این گازهای مشعل برای تولید برق به حجم گاز مشعل تولیدی از میدان نفتی و اقتصاد مقیاس گاز بستگی دارد. البته استفاده از این گازها در نیروگاه‌های تولید برق با مقیاس کوچک نیز ممکن است اما باید برای هر منطقه امکان‌سنجی اقتصادی وابسته به همان میدان در برابر روش‌های جایگزین بررسی شود. به‌عنوان مثال ممکن است در مناطق دریایی برای تولید برق در سکوهای نفتی ترجیح بر استفاده از این گازها برای تولید برق در سکوی نفتی یا تامین انرژی برق دکل‌های حفاری چاه‌های مجاور باشد تا اینکه این گاز را برای مناطق و کاربردهای دیگر از طریق خطوط لوله و... ارسال کرد.

کاربرد چهارم: مشتقات شیمیایی و پتروشیمیایی

ترکیبات تشکیل دهنده گاز مشعل به‌طور کلی از سه جزء متان، NGL و ناخالصی‌ها تشکیل شده است.

عموما میزان نسبی هر جز هیدروکربن نسبت معکوس با اندازه مولکول‌های آن جزء دارد به‌طور مثال متان کوچک‌ترین هیدروکربن است و نسبتا از بقیه بیشتر است. به همین منوال اتان و پروپان و بوتان و.... میزان کمتری را در گاز طبیعی و گاز مشعل دارند. سایر ناخالصی‌ها همچون کربن دی‌اکسید، هیدروژن سولفید، نیتروژن، هلیم و ... هرکدام ممکن است در گاز مشعل وجود داشته باشد.

هرکدام از ترکیبات را می‌توان به‌عنوان خوراک برای تولید محصول متناسب به‌کار برد. جدول شماره ۲ موارد استفاده برخی اجزا را نشان می‌دهد.

عموم محصولات اولیه مذکور جهت صنایع پرکاربرد دیگر به‌عنوان خوراک یا سوخت به‌کار می‌روند و بنابراین می‌توان ارزش افزوده بسیار زیادی را برای هرکدام ایجاد کرد. از مزایای این واحدهای تولیدی پتروشیمیایی امکان‌پذیری احداث این واحدها برای مقادیر کم تولید گاز مشعل است. در واقع برای مواردی که گاز مشعل به میزان زیاد جهت مصارف تولید برق و... تولید نمی‌شود احداث این کارخانجات به لحاظ اقتصادی به صرفه‌تر خواهد بود، بنابراین از مصارف گازهای مشعل استفاده به‌عنوان خوراک یا سوخت جهت تولید محصولات پتروشیمی و شیمیایی است که ارزش افزوده بیشتری دارد.

کاربرد پنجم: بازگردانی گازهای مشعل برای ازدیاد برداشت از مخازن نفتی

تزریق گاز از مهم‌ترین روش‌های ازدیاد برداشت نفت است. در تزریق گاز با هدف بهبود برداشت باید سه نکته کلی را به منظور بالا بردن ضریب بازیافت در نظر داشت: ۱) نرخ تزریق، ۲) مدت زمان تزریق و ۳) حجم تجمعی تزریق. قبل از تزریق گاز باید مشخصات و پارامترهای مخزنی هرچه دقیق‌تر بررسی شود تا به افزایش ضریب بازیافت منجر شود. درصورتی که پارامترها و ویژگی‌های مخزن به درستی شناسایی نشود ممکن است منجر به کاهش ضریب بازیافت شود. از آنجا که افزایش قابل‌توجه ضریب بازیافت مخازن نفتی مشروط به تزریق حجم قابل‌توجهی گاز است درصورتی که تولید گاز مشعل یک میدان کم باشد می‌توان گازهای مشعل سایر میادین در فواصل نزدیک را جمع‌آوری کرده و برای بهبود ضریب بازیافت در یک میدان به‌کار برد. تزریق ۲۰۰ میلیون متر‌مکعب در هر روز به مدت ۱۵ سال سبب تولید ۱۵ میلیارد بشکه نفت اضافی خواهد شد؛ اگر ۷۵ مترمکعب گاز جایگزین یک بشکه نفت شود که نیازمند انجام مطالعات مخزن و سایر الزمات مطالعاتی است.

اولویت با کدام روش است؟

در میادین دریایی که نرخ تولید گاز کم است توصیه می‌شود گاز تولیدی برای تولید برق در مقیاس کوچک برای خود سکوها و میادین همجوار یا برای مناطق و جزایر نزدیک به‌کار گرفته شود.در مناطق دریایی که گاز تولیدی قابل‌توجه است؛ پیشنهاد این است که گاز مشعل تولیدی میدان و میادین نزدیک با در نظر گرفتن مسائل فنی مخزن و مطالعه دقیق ویژگی‌های مخزن جهت تزریق و بهبود و ازدیاد برداشت استفاده شود. در مناطق خشکی که گاز مشعل تولید نرخ کمی دارد پیشنهاد بهینه استفاده از این گازها تولید برق برای مصرف در واحدهای نفتی همچون واحد بهره‌برداری، واحد نمک‌زدایی، واحد تقویت فشار یا برای تامین انرژی الکتریکی دکل‌های حفاری مجاور یا برای مصرف مسکونی مناطق نزدیک است. در مناطق خشکی که گاز مشعل تولیدی قابل‌توجه بوده، پیشنهاد بهینه اول استفاده از این گازها برای احداث واحدهای صنعتی پتروشیمی است. در اولویت دوم استفاده از این گازها به جهت تولید برق و در اولویت سوم استفاده از این گازها برای سوخت‌ها اعم از سوخت مسکونی یا خودروها از طریق CNG/ LPG پیشنهاد می‌شود. پیشنهاد مصرف برای واحدهای پتروشیمی با غنی‌تر شدن گاز تولیدی اهمیت دوچندانی را پیدا می‌کند و همچنین پیشنهاد تولید انرژی الکتریکی و مصرف به‌عنوان سوخت با افزایش اجزای سبک گاز تولیدی تقویت می‌شود.

گنج پنهان در هدررفت نفتی