نقش هوش مصنوعی در توسعه چاه‌های نفت ایران
تینا مزدکی_ با ظهور نوآوری‌های تکنولوژیک در عرصه حفاری و استخراج نفت، ایران به یکی از مراکز پیشرو در دیجیتالیزه‌کردن صنعت انرژی تبدیل شده است. مرکز مدیریت هوشمند Well Reservoir Facility Management (WRFM) که به‌تازگی در میدان‌های «سپهر» و «جفیر» به بهره‌برداری رسیده، گام بلندی در راستای دیجیتال‌سازی صنعت نفت ایران محسوب می‌شود. این مرکز با نصب حسگرهای هوشمند و ایجاد شبکه‌های ارتباطی امن و همچنین جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها به شکل آنلاین، تلاش می‌کند تا عملکرد میدان‌های نفتی را در زمینه‌های نظارت روزانه عملیات، تجزیه و تحلیل‌های آماری و مهندسی تولید، و یکپارچه‌سازی تفسیر داده‌ها برای اتخاذ تصمیمات کلیدی بهبود بخشد.
توسعه سیستم‌های پیشرفته مدیریت در مرکز هوشمند چاه، مخزن و تأسیسات نفتی
در گام نخست، این مرکز به یک سیستم پیشرفته مجهز شده که امکان نظارت و مقایسه آنلاین داده‌های مربوط به فعالیت‌های روزانه از جمله حفاری، تولید و سایر امور را بر اساس برنامه‌های از پیش تعیین شده فراهم می‌سازد. در صورت بروز هرگونه انحراف از برنامه، هشدارهای فوری صادر خواهد شد تا مدیریت شرایط فرآیندی، عملیاتی و ایمنی به‌طور آنی انجام گیرد و ریسک‌های احتمالی کاهش یابد.
در مرحله دوم، سیستم تحلیل جامع این مرکز، عملکرد تولید را از مخزن تا سطح زمین به‌طور جامع ارزیابی خواهد کرد. این ارزیابی‌ها شامل بررسی رفتار و روند تولید چاه‌ها، پیش‌بینی حجم تولید با استفاده از الگوریتم‌های ساده، بهینه‌سازی عملکرد چاه‌های مستقل، هدایت مسیر حفاری و انجام ارزیابی‌های جامع مهندسی است که نقش مؤثری در افزایش بهره‌وری دارد.
در مرحله سوم، با استفاده از فرآیندهای هوشمند و یکپارچه‌سازی تفسیر داده‌ها، دسترسی آنلاین به اطلاعات دقیق برای کارشناسان مجرب و مدیران ارشد تسهیل شده است. این امکان، علاوه بر تسریع در فرآیند تصمیم‌گیری، دقت و کیفیت تصمیمات استراتژیک مبتنی بر داده را بالا می‌برد.
در بازدید خبرنگاران از مرکز کنترل هوشمند چاه، مخزن و تأسیسات (WRFM)، سید مهدی سید سار، مدیر فنی بخش مدیریت هوشمند این مرکز، تأکید کرد که در دو دهه گذشته، پیشرفتهای فناورانه و کاهش هزینه‌های انتقال داده‌ها، زمینه‌ساز راه‌اندازی مراکز مدیریت هوشمند در صنعت نفت و گاز شده است. او هدف این مرکز را فراتر از نظارت ساده دانست و بیان کرد که با تحلیل داده‌های لحظه‌ای و هوشمندسازی تصمیم‌گیری‌ها، کارشناسان این مرکز به اهداف بهینه‌سازی تولید و افزایش عمر مفید چاه‌ها دست یافته‌اند. او در ادامه گفت: «با تأسیس مرکز دیجیتالیزه و هوشمند، علاوه بر جمع‌آوری دقیق داده‌ها، سیستم‌های پیشرفتهای برای کنترل فشار و دما در چاه‌ها ایجاد کردیم که به حداقل‌رساندن ریسک‌های عملیاتی کمک می‌کند. به عنوان مثال، داده‌های فشار و دمای لحظه‌ای چاه سپهر ۶ نشان می‌دهد که سیستم‌های حفاظتی مانند HIPPS به‌صورت خودکار عمل کرده و ایمنی خطوط انتقال را تضمین می‌کنند.»
سید سار همچنین بر این نکته تأکید کرد که ایمنی و حفظ پیوستگی تولید از اولویت‌های این مرکز است و افزود: «نصب شیرهای ایمنی زیرزمینی و کنترل دقیق پارامترهای محیطی همچون دما و رطوبت، به پیشگیری از حوادث و کاهش اشتباهات اپراتوری کمک می‌کند. همچنین با کاهش هزینه‌های توسعه و بهره‌گیری از فناوری‌های هوشمند، تولید پایدار و اقتصادی را محقق ساخته‌ایم. علاوه بر این، ما در نظر داریم ساختارهای دیجیتال را گسترش دهیم و حوزه حفاری را نیز تحت کنترل و نظارت هوشمند قرار دهیم. با توجه به افزایش پروژه‌های حفاری در کشور، این اقدام اهمیت بالایی در ارتقاء ایمنی و بهره‌وری صنعت نفت ایران دارد. بهینه‌سازی عملیات حفاری، بهینه‌سازی عملکرد پمپ‌های درون‌چاهی، بهینه‌سازی تزریق مواد شیمیایی بازدارنده و اجرای تعمیرات پیش‌بینانه با استفاده از هوش مصنوعی از دیگر طرح‌های آینده این مرکز به حساب می‌آید.»
مدیر فنی مرکز مدیریت هوشمند چاه، مخزن و تأسیسات به چالش‌های پیش‌روی صنعت حفاری در ایران اشاره کرد و گفت: «در ایران، عملیات حفاری و تکمیل چاه‌ها اغلب با تأخیر مواجه می‌شود. شرکت ملی نفت ایران بیشترین همکاری را در این زمینه دارد و سالیانه تقریباً ۱۵۰ تا ۱۶۰ حلقه چاه حفاری و تکمیل می‌شود که در بهینه‌ترین حالت می‌تواند روزانه ۲۰۰ هزار بشکه به تولید نفت اضافه کند. اما ما در نظر داریم افت طبیعی تولید چاه‌های قدیمی را نیز مدنظر قرار دهیم.»
سید سار به تشریح تلاش‌های صورت گرفته برای دستیابی به هدف تولید روزانه ۶ میلیون بشکه پرداخت و اعلام کرد که شرکت برای این منظور، سه دکل خشکی جدید خریداری و به ناوگان دکل‌های دریایی خود اضافه کرده است. هدف این اقدام، بهینه‌سازی استفاده از دکل‌ها و کاهش زمان‌های غیرمولد است تا بخوبی از تجهیزات موجود بهره‌وری صورت گیرد. او توضیح داد: «با راه‌اندازی سیستم هوشمند مدیریت پروژه، توانستیم تأخیر در حفاری یکی از چاه‌ها را که به دلیل مسائل زمین‌شناسی ایجاد شده بود، کاهش دهیم و عملیات را به موعد مقرر برسانیم. هدف ما کاهش زمان حفاری از ۱۲۰ روز به حدود ۱۱۵ روز است که این امر به افزایش تعداد چاه‌های حفاری شده با همان ناوگان منجر می‌شود. با این سیستم هوشمند، در هر لحظه عملکرد دکل‌ها قابل رصد و ارزیابی است و می‌توانیم برنامه‌ریزی بهتری برای استفاده از زمان و منابع خود انجام دهیم. همچنین، ما به دنبال نصب سنسورهای لازم و بهینه برای دسترسی به اطلاعات دقیق از شرایط حفاری هستیم تا از هزینه‌های اضافی جلوگیری شود.»
استخراج و پردازش آنی داده‌ها با هوشمندسازی
مدیر فنی این مرکز در خصوص توانایی‌های استفاده از فناوری‌های پیشرفته در نظارت گفت: «در یکی از پروژه‌های حفاری اخیر، با وجود عدم وجود دیتا بیس کامل و گزارش‌های جامع، سیستمی هوشمند طراحی کرده‌ایم که گزارش‌های موجود را پردازش و مشکلات احتمالی در حفاری را به‌صورت خودکار استخراج کرده و به تیم عملیاتی اطلاع می‌دهد. اولین قدم در بهینه‌سازی عملیات حفاری، پیش‌بینی صحیح سرعت حفاری است. به این ترتیب، برنامه‌ریزی دقیق‌تر و بهینه‌تری قابل اجرا خواهد بود. به عنوان مثال، در چاه سپهر دهم که در عمق ۳۲۷۹ متری قرار دارد، با استفاده از داده‌های لحظه‌ای، وضعیت چاه را پیش‌بینی و مشکلات احتمالی را شناسایی می‌کنیم. این پیش‌بینی‌ها به اپراتورها و مهندسان این توانایی را می‌دهد که برای مواجهه با هرگونه مشکل احتمالی آمادگی کامل داشته باشند و اقدامات پیشگیرانه را به‌موقع انجام دهند.»
سید سار همچنین به برنامه‌های آینده برای هوشمندسازی بیشتر سیستم‌ها و بهبود هدایت چاه‌های افقی اشاره کرد و هدف آن را شناسایی و تعیین بهترین مسیر برای چاه‌های افقی عنوان کرد. به گفته او، این کار ارتباط بهینه‌ای میان چاه و مخزن ایجاد می‌کند و تولید نفت به حداکثر می‌رسد. چراکه قطر این چاه‌ها معمولاً حدود ۱۵ سانتی‌متر است و انتخاب بهترین نقطه در مخزن بسیار حائز اهمیت است. این سیستم به‌طور کامل بومی است و از آغاز تا انتها، این پروژه با اتکا به توانمندی داخلی و همکاری با شرکت‌های دانش‌بنیان شکل گرفته است.
فناوری‌های نوین و افزایش تولید نفت
او همچنین به نقش این فناوری‌های نوین در بهبود تصمیم‌گیری‌های عملیاتی و افزایش تولید نفت اشاره کرد و گفت: «زمانی که تولید میدان نفتی سپهر ۵ با حدود ۶ هزار بشکه در روز آغاز شد، با افت تولید مواجه شدیم. در ابتدا در نظر داشتیم که آیا این کاهش، یک رفتار طبیعی برای مخزن جدید است یا اینکه دلایل دیگری موجب آن شده است. با ورود چاه‌های جدید به مدار تولید، ما قصد داشتیم رفتار این چاه‌ها را به دقت زیر نظر داشته باشیم. بعد از بررسی، متوجه شدیم که مخزن در عمق ۴۵۰۰ تا ۶۰۰۰ متر قرار دارد و یکی از چالش‌ها وجود رسوب‌ها در مسیر تولید است که مشابه کلسترول خون می‌تواند باعث کاهش سطح مقطع جریان و کاهش تولید شود. پس از انجام تحلیل‌ها و اجرای اقدامات کنترلی، تصمیم به انجام چندین عملیات هم‌زمان در یک دوره دو هفته‌ای گرفتیم. این عملیات که حدود ۱.۶ میلیون دلار هزینه در برداشت، موجب افزایش تولید از ۶ هزار به ۸ هزار بشکه در روز شد. اگر این اقدامات انجام نمی‌شد، تولید چاه به حدود ۱۵۰۰ تا ۲۰۰۰ بشکه در روز کاهش می‌یافت. این افزایش تولید نه تنها سود مالی قابل توجهی به همراه داشت، بلکه بهینه‌سازی ظرفیت انتقال نفت به کارخانه غرب کارون را نیز در پی داشت. اگر این عملیات چند ماه دیرتر انجام می‌شد، ارزش افزوده حاصل به مقدار قابل توجهی کاهش پیدا می‌کرد. نمونه‌ای مشابه این امر در چاه سپهر ۱۱ نیز مشاهده شد که سیستم مدیریت به‌موقع هشدار داد و از بروز مشکلات جدی جلوگیری کرد.»
سید سار ادامه داد: «با اتخاذ تصمیمات هوشمند و اجرای اصلاحات در دو میدان نفتی «سپهر» و «جفیر»، به‌طور میانگین تولید نفت به میزان ۱۲ هزار و ۵۰۰ بشکه در روز افزایش یافته است. به عنوان نمونه، در یکی از چاه‌ها تولید از ۴۳۰۰ بشکه به ۵۳۰۰ بشکه در روز افزایش یافته و هزینه‌های مربوط به این اصلاحات کمتر از یک میلیون دلار بوده و ارزش افزوده بسیار بیشتری ایجاد شده است. همچنین چاهی که تولید آن دو برابر شده، از ۱۵۰۰ به ۳۰۰۰ بشکه در روز رسیده و ارزش اقتصادی این افزایش تولید نزدیک به ۱۱ میلیون دلار برآورد می‌شود. این اقدامات بهینه‌سازی در مقایسه با هزینه‌های احتمالی حفاری چاه جدید، بسیار به‌صرفه‌تر بوده است.»
در پاسخ به پرسش خبرنگار خبرگزاری خبرآنلاین درباره نحوه تأمین و تضمین امنیت داده‌های این سیستم، او توضیح داد: «ما از یک سیستم جامع و مبتنی بر شبکه داخلی استفاده می‌کنیم که این اطمینان را می‌دهد که داده‌ها خارج از این شبکه منتقل نگردند. داده‌های تولید شده در موقعیت چاه‌ها از طریق سیستم بی‌سیم به آنتن رادیویی در میدان منتقل شده و سپس به سرور مرکزی داخل ساختمان ارسال می‌شود. تمامی فرآیندهای انتقال و ذخیره‌سازی داده با رعایت کامل نکات امنیتی انجام می‌شود تا هیچ داده‌ای از بین نرود. حتی در صورت قطع اینترنت، داده‌ها به‌صورت محلی ذخیره شده و بعدها منتقل می‌شوند. هدف ما جمع‌آوری جامع داده‌هاست تا حتی اگر در زمان حال امکان استفاده از برخی داده‌ها نباشد، در آینده امکان بهره‌برداری از آن‌ها فراهم شود. سیستم ما به گونه‌ای طراحی شده که فقط به میدان یا چاه خاصی محدود نمی‌شود و قابلیت گسترش به سایر میادین نفتی را داراست. در حال حاضر، ما حدود ۱۳ چاه سبک و چند چاه سنگین را مدیریت می‌کنیم و مجموعاً ۱۷ تا ۱۸ چاه در مدار داریم. هدف ما رسیدن به مدیریت صدها چاه با استفاده از تجهیزات و سرورهای پیشرفته‌تر است.
۲۲۷۳۲۲
