5477
شناسه پست: 5477
بازدید: 29

در این پست به تعریف سیستم چاه های هوشمند ، معیارهای غربالگری این نوع سیستم ها و نحوه کنترل آنها از راه دور می پردازیم، با ما همراه باشید.

مقدمه

برای شناسایی فرصت های هوشمندسازی در میدان مورد نظر باید اطلاعات مهندسی مخزن، زمین شناسی، ژئوفیزیک، نمودارگیری، تاریخچه ی تولید و … جهت بررسی امکان سنجی فنی به کارگیری فن آوری هوشمند بررسی شوند. از جمله موضوعاتی که باید بررسی شوند به شرح زیر است :

1 . بررسی حداقل شعاع درون چاهی مورد نیاز برای نصب شیرهای کنترلی و سیستم کنترلی

2 . ارزیابی اعتمادپذیری تجهیزات و سیستم های کنترلی

3 . بررسی ریسک ناشی از به کارگیری سیستم های پیچیده با توجه به پتانسیل ارزش افزوده

4 . بررسی امکان تطویل چاه افقی، از نظر فنی و عملیاتی در صورت نیاز

در ادامه نیز باید شرایط و نحوه ی طراحی چاه هوشمند را تعریف کرد. این موضوع می تواند شامل موارد زیر باشد :

1 . چه درجه ای از کنترل مورد نیاز است؟ (شیرهای باز/بسته، شیرهای تناسبی یا حتی در سطح پایش)

2 . آیا نیاز به نصب تجهیزات کنترل شن هست؟

3 . شرایط محیطی (دما، فشار، ترکیب سیالات تولیدی و …) چگونه است؟

4 . چه درجه ای از اعتماد پذیری تجهیزات مورد نیاز است؟

5 . تعداد و نوع سنسورهای مورد نیاز برآورده شده چیست؟

6 . آیا شیرهای کنترلی در مقابل مواد خورنده مقاوم هستند؟

7 . آیا شرایط عملیاتی مانند فشار، دما و ترکیب سیال مخزن ارزیابی شده است؟

انتخاب از بین گزینه های ممکن

انتخاب شامل گام های زیر است :

1 . پیش بینی عملکرد مخزن برای ارزیابی چاه هوشمند : جهت تصمیم گیری باید یک چک لیست از متغیرهای مورد نیاز در مخازن مختلف آماده شود.

2 . پیش بینی عملکرد مخزن/چاه در سناریوهای مختلف مدل : این کار از طریق شبیه سازی انجام می شود. یادآوری می شود که برای ارزیابی سناریوهای مختلف این کیفیت و دقت مدل است که دقت پیش بینی ها را تعیین می کند.

3 . تخمین هزینه ها : هزینه‌ های حفاری، تکمیل، تولید و سایر هزینه ها در مقایسه با حالت تکمیل متداول بررسی شود. کاهش هزینه های تجهیزات سرچاهی، سکو، هزینه های تداخل در تولید می تواند عوامل ارزش آفرین چاه هوشمند باشد.

4 . آنالیز ریسک فازهای پروژه

سیستم های چاه های هوشمند

جهت توسعه ی سیستم های چاه های هوشمند و نحوه ی به کارگیری آنها در مخازن، ابتدا معیارهای عمومی غربال گری، مشکلات و راه حل های فناوری مخازن هوشمند بررسی خواهد شد.

معیارهای غربال گری چاه های هوشمند

بر اساس مطالعات انجام شده متغیرهای اساسی غربال گری که برای موارد عمومی کافی هستند شامل ویژگی ها و مشخصات مخزن (ویژگی های سیال و زمین شناسی مخزن)، ملاحظات حفاری و تکمیل چاه، محدودیت های تولید (مدیریت تولید سیالات) و محدودیت های هزینه های توسعه و اقتصاد چاه هستند. در مواردی خاص، سایر موارد مربوطه نیز دخیل خواهند بود. معیارهای استفاده شده و متغیرهای تحلیلی توجیه کننده در هر مخزن با ویژگی های خاص بررسی خواهند شد. در شکل 1 نمونه ای از سیستم چاه های هوشمند نشان داده شده است.

سیستم چاه هوشمند

شکل 1 . نمونه ای از سیستم چاه های هوشمند

معیارهای عمومی غربال گری

خواص مخزن

در خصوص متغیرهای مشخصات مخزن باید مواردی نظیر ضخامت، اندازه و وسعت ناحیه ای، گسلی بودن/نبودن، خصوصیات سیال، فشار، مکانیزم های تولید، درجه ی ناهمگونی و شرایط دینامیک مخزن بررسی گردد. همچنین ملاحظاتی از جمله نوع چاه (عمودی یا افقی یا … بودن)، مکان قرارگیری چاه در مخزن، طول چاه و نوع تکمیل آن (به خصوص در چاه های افقی با توجه به میان شکن شدن سیالات ناخواسته)، افت فشار و شناسایی ناحیه ای که توسط چاه قابل تخلیه است بررسی می گردد. باید شعاع تخلیه و ناهمگونی مخزنی نیز مدنظر قرار گیرد. سیستم چاه های هوشمند می تواند در مخازن ناهمگون، بسیار مفید باشد و تعداد شیرهای کنترلی به میزان ناهمگونی و رفتارهای ناهمگن بستگی دارد. مخازن ناهمگون که نسبت تحرک (آب/نفت) زیادی دارند گزینه ی خوبی برای سیستم چاه های هوشمند هستند؛ چراکه آنها طی عمر خود دچار تولید سیالات ناخواسته می‌ شوند. همچنین لازم است محدودیت های حفاری و تکمیل چاه نظیر قطر چاه، امکان آسیب سازند، حفاری جهت دار، پایداری عملیاتی و محدودیت های مکانیکی در نظر گرفته شود.

در این خصوص، بررسی طول چاه و قطر آن جهت طراحی ادواتی هوشمند به خصوص در چاه های افقی بسیار مهم است. با توجه به کنترل جداگانه ی نواحی مختلف و افزایش پیچیدگی باید پایداری و ملزومات جداسازی ناحیه ای در نظر گرفته شده و نوع سیستم تکمیل ارزیابی گردد.

در این خصوص در سیستم تولید محدودیت های نظیر محدودیت های لوله های تولید، حفظ و نگهداری فشار مخزن جهت برداشت بهینه، پایش و اندازه گیری لازم، عمر چاه، امکان تعمیر تجهیزات درون چاهی و محدودیت های تأسیسات سطح الارضی وجود دارد. سایر ملزومات و محدودیت ها نظیر ملاحظات مدیریت مخزن/سیال، محدودیت های تأسیسات سطح الارضی برای جداسازی آب و گاز (که با توجه به میادین مختلف و استراتژی شرکت های مختلف، تفاوت دارد)، نرخ تولید بهینه با توجه به سرشت و توانایی مخزن و بدون آسیب به سازند، پیچیدگی و هزینه ی تجهیزات تکمیل، اندازه ی شیر کنترلی، درجه ی کنترل و یکپارچگی سیستم هیدرولیکی مورد نیاز مشخص شود.

با توجه به اینکه به کارگیری هر فناوری مستلزم سود اقتصادی است بنابراین باید در برآورد هزینه های توسعه و اقتصاد ملاحظاتی نظیر انتخاب نوع تجهیزات با توجه به نیاز، بررسی میزان پیچیدگی مورد نیاز سیستم، هزینه ی تعمیر و نگهداری تجهیزات هوشمند، هزینه ی مداخله در تولید، نوع چاه، هزینه در برابر سود، میزان سرمایه گذاری و قیمت تولید (نفت، گاز و …) را درنظر گرفت. در این خصوص باید هزینه های سناریوهای مختلف حفاری و تکمیل چاه درنظر گرفته شود و هزینه‌ی مشکلات احتمالی نصب تأسیسات سیستم چاه های هوشمند (از دست دادن شیر های کنترلی یا سیستم کنترل و …) دیده شود. لازم به ذکر است که سیستم چاه های هوشمند ضرورت مداخله را کاهش می دهد و باید تعداد/اندازه ی تفکیک گرها لحاظ گردد.

کنترل چاه ها از راه دور

یکی از راه های کنترل مصرف آب و جلوگیری از اصراف آن، استفاده از دستگاه های الکترونیکی است. اما مشکلی که اینجا به وجود می آید این است که صاحبان چاه های آب و زمین های کشاورزی معمولا به دور از امکاناتی هستند که بتوانند کنترلی روی مصرف آب داشته باشند. چنانچه مشکلی پیش آید و آب هدر برود افراد از این مشکل با خبر نخواهند شد. یکی دیگر از مشکلاتی که معمولا صاحبان زمین های کشاورزی با آن مواجه هستند جیره بندی شدن آب و اختصاص آب به زمین های مورد نظر فقط در زمان هایی از روز می باشد که ممکن است که صاحبان زمین های کشاورزی در زمان مورد نظر نتوانند بر سر زمین حاضر شوند و آبیاری را انجام دهند. یکی از ساده ترین و ارزان ترین راه حل ها برای رفع این مشکل ها استفاده از سیستم هایی است که به وسیله موبایل کنترل می شوند. شما می توانید با خرید این سیستم ها و قرار دادن آنها در محل مورد نظر نه تنها در هر زمان که می خواهید با هر فاصله ای که دارید فرمان روشن و خاموش کردن سیستم را ارسال کنید بلکه می توانید از این سیستم ها همزمان به صورت سیستم های امنیتی مانند هشدار قطع برق، هشدار آتش سوزی و یا دزدگیر نیز استفاده کنید. در شکل 2 نمونه ای از سیستم های چاه های هوشمند نشان داده شده است.

بررسی سیستم های چاه های هوشمند

شکل 2 . بسیستم های چاه های هوشمند

سیستم کنترل از راه دور Pandora-Mini

سیستم کنترل از راه دور Pandora-Mini یکی از سری دستگاه های کنترل از طریق موبایل می باشد که با استفاده از آن می توان بدون در نظر گرفتن فاصله بوسیله ارسال پیامک هر وسیله برقی را در هر نقطه از جهان کنترل نمود. با استفاده از این دستگاه شما می توانید با اضافه کردن آن به سیستم های آبیاری و … سیستم های خود را هوشمند سازید به گونه ای که علاوه بر اینکه می توانید از هر کجای دنیا آنها را کنترل کنید می توانید از دستگاه به عنوان سیستم حفاظتی نیز استفاده کنید.

نصب کنتورهای هوشمند آب و برق در مصرف بهینه آب و جلوگیری از اضافه برداشت آب از چاه بسیار مؤثر است و مصرف آب در بخش کشاورزی را کاهش می دهد. کنتورهای هوشمند آب و برق توانایی کنترل میزان مصرف کشاورزان، اندازه گیری همزمان میزان مصرف برق و آب را دارند به طوری که این کنتورها علاوه بر اندازه گیری قابلیت قطع برق را براساس آب مصرفی در دوره های زمانی دارند و با اتمام سهمیه آب به صورت اتوماتیک برق چاه قطع می شود.

پیشنهاد مطالعه : با روش های تصفیه و شیرین کردن آب دریا آشنا شوید

منبع :

مقاله ی فرآیند توسعه ی سیستم های چاه های هوشمند از تورج بهروز

نویسنده

محدثه شیخ علی
فارغ التحصیل ارشد مهندسی عمران از دانشگاه شیراز هستم. علاقه مندم، موضوعات مورد علاقه ی خود را که سد و سازه های مرتبط با آن است، با شما به اشتراک بگذارم.

همکاری در فروش فایل

همکاری در فروش فایل
مشاوره از طریق واتساپ