تخطيط التنمية المستدامة للحقول: إطالة عمر حقل النفط

يمر قطاع النفط والغاز بمرحلة حاسمة، حيث يتجاوز التطوير المستدام للحقول المتطلبات التنظيمية البسيطة. من الضروري للمشغلين إعطاء الأولوية للربحية مع مواءمة أهدافهم التشغيلية مع المسؤولية البيئية والمعايير التنظيمية. تُظهر الشركات فهمًا متقدمًا من خلال إثبات أن المسؤولية البيئية تؤدي إلى نتائج تشغيلية أفضل دون قيود.

يتبع تحول الصناعة إطارًا مكونًا من ثلاثة أجزاء:

1. الربحية -يشكل الأداء المالي القاعدة الأساسية لكل خيار حفر أو إنتاج.

2. الامتثال التنظيمي -إن اللوائح المناسبة تضع أطر عمل تشغيلية لجميع أصحاب المصلحة، مما يضمن التنمية الآمنة والفعالة.

3. رأس المال الاجتماعي -يتم تطوير الترخيص الاجتماعي للشركة للعمل من خلال العلاقات المجتمعية، والمسؤولية البيئية، والصورة العامة القوية.

لقد حقق هذا النهج المتكامل تحسينات ملموسة في العمليات وعلاقات أصحاب المصلحة. على سبيل المثال، يمكن أن يؤدي نشر تقنيات النفط والغاز الذكية إلى خفض تكاليف التشغيل بنسبة تصل إلى 40%.1من خلال تبسيط العمليات وتمكين الصيانة التنبؤية. يستمر التحول الرقمي في التسارع في صناعة النفط والغاز،2مع قيام الشركات بتبني استراتيجيات تكنولوجية شاملة لتعزيز الأداء التشغيلي مع معالجة المخاوف البيئية.

التكامل البيئي والاجتماعي والحوكمة وإدارة الكربون 

يتطلب التطوير المستدام للحقول الآن الدمج الجوهري للمبادئ البيئية والاجتماعية والحوكمة (ESG). وتُجسّد استراتيجيات إدارة الكربون هذا التحول. فقد تجاوز القطاع اعتبار اللوائح البيئية قيودًا تشغيلية، وأصبح يُرسيها الآن كأطر للابتكار والكفاءة. على سبيل المثال، تحمي لوائح سوائل الحفر القائمة على الماء، التي تتراوح من السطح إلى عمق 2000 قدم تحت سطح الأرض، موارد المياه العذبة، وتُحفّز في الوقت نفسه التحسينات التكنولوجية في إدارة السوائل.

يتطلب تكامل الحوكمة البيئية والاجتماعية والمؤسسية (ESG) أيضًا تعاونًا ناجحًا مع المجتمعات الأصلية. فالشركات التي تتجاوز إجراءات التشاور الأساسية تحقق مشاركة اقتصادية فعّالة، إلى جانب رعاية البيئة. كما أن المنظمات التي تُولي الأولوية لتوظيف كوادر من السكان الأصليين من المجتمعات المحلية تميل إلى تحقيق نتائج استدامة أفضل. تُرسي هذه الشراكات مزايا مشتركة، مع تحقيق أهداف الإدماج الاجتماعي ومتطلبات الحفاظ على البيئة.

تعمل هياكل حوكمة الشركات الحديثة على تعزيز هذا التكامل من خلال ربط تعويضات المديرين التنفيذيين بمؤشرات أداء ESG،3 مع المطالبة بالإشراف على مستوى مجلس الإدارة لمشاريع الاستدامة. ويعمل هذا النهج على تحسين الوصول إلى رأس المال والأداء التشغيلي. 

تقنيات الحفر المتقدمة 

يتجلى التقدم الملحوظ في تطوير الحقول المستدامة في تطور قطاع تقنيات الحفر. تُمكّن التقنيات الحديثة المشغلين من استخراج الموارد بكفاءة أكبر، من خلال الهندسة الدقيقة والأتمتة.

يُمثل الحفر الأفقي متعدد المنصات نقلة نوعية. يدرك مطورو الحقول ذوو الخبرة التحديات التشغيلية للطرق السابقة التي كانت تتطلب منهم نقل منصات الحفر بين مواقع آبار منفصلة. في عام ٢٠٠٥، قد يتطلب مشروع تطوير حقل قياسي واحد، بالنسبة للعديد من المشغلين، عدة منصات حفر في مواقع متعددة.

هناك حاجة إلى تصاريح مختلفة لكل موقع، إلى جانب إزالة الغطاء النباتي، وإنشاء البنية التحتية، وحفر الآبار، وتركيب خطوط الأنابيب، واستعادة الغطاء النباتي، والتي تشكل عملية لوجستية معقدة.

اليوم، تُحسّن عمليات حفر الآبار القائمة على تقنيات PAD كفاءة موارد تطوير الحقول بشكل ملحوظ. ويتحقق ذلك من خلال فعالية التكلفة، واختصار الجداول الزمنية للمشاريع، وتقليل البصمة البيئية، وزيادة عائد الاستثمار، كل ذلك في إطار ممارسات تطوير الحقول المستدامة.

يُحقق الإطار التشغيلي الحالي نتائج أفضل من خلال أساليب تشغيلية فريدة. يُمكن الآن تحقيق أهداف الإنتاج التي كانت تتطلب سابقًا عدة منصات حفر من خلال منصة أو اثنتين مثبتتين على منصة واحدة لمدة عامين. كما تُلغي هذه العملية الجديدة الحاجة إلى عشرات التصاريح الفردية، وتُقلل من إجراءات تفكيك المنصات وتجهيزها، مع تقليل اضطراب السطح وتعزيز كفاءة الحفر، مما يُؤدي في النهاية إلى خفض تكاليف كل بئر. وقد شهدت إمكانية الحفر الممتد زيادة كبيرة، حيث يُحقق المشغلون الآن نجاحًا في حفر آبار تتجاوز 27,000 قدم أفقيًا.

حلّت الأتمتة محلّ العديد من العمليات اليدوية. ففي السابق، كانت عمليات الحفر تعتمد على الإشارات اللاسلكية بين مواقع الحفر ومراكز القيادة، حيث كان المهندسون يخططون مسارات الآبار يدويًا برسم خرائط ورقية باستخدام أقلام الرصاص. وكان تحديد اتجاه البئر يتطلب ثلاثة أيام من الاتصالات اللاسلكية مع حسابات يدوية. ويتيح تتبع موقع رأس الحفر في الوقت الفعلي إمكانية التصور الفوري للتحكم الفوري في الاتجاه وتحديد مواقع الخزانات بدقة في أنظمة الحفر الحالية.

تغيرت أيضًا القوى العاملة المطلوبة للحفر. تتيح أنظمة المراقبة المتقدمة لـ 15-20 متخصصًا القيام بما كان يتطلب سابقًا 50-60 موظفًا. كما تُحسّن التحديثات التكنولوجية من نتائج السلامة، من خلال تقليل مخاطر التعرض للمخاطر مع الحفاظ على الإنتاجية التشغيلية.

تتجاوز المزايا البيئية التأثير السطحي المحدود من خلال تحقيق خفض كامل للانبعاثات والنفايات. تُلغي أنظمة الحفر الكهربائية الحاجة إلى مولدات الديزل في مواقع الحفر، بينما يُقلل الحفر الدقيق من تلف التكوينات ويُقلل من إنتاج النفايات أثناء عملية الحفر. تُحسّن أنظمة إدارة السوائل المتقدمة أداء سوائل الحفر وتُحقق نتائج بيئية أفضل من خلال تعزيز قدرات الاحتواء وإعادة التدوير.

التحليلات الرقمية والأتمتة 

يُتيح تطبيق تقنيات التحليلات الرقمية والأتمتة للشركات فرصًا لا مثيل لها لتحسين العمليات وتعزيز النتائج البيئية. ويتيح دمج الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي والأتمتة للمشغلين تحقيق مستويات كفاءة لم تكن مُمكنة من قبل.4من خلال العمليات الدقيقة والصيانة التنبؤية، مع تقليل التأثيرات البيئية.

يُظهر تطور المناصب التشغيلية التقليدية المدى الواسع للتحول الرقمي. قبل ظهور أنظمة البرمجيات التي يمكنها تعلم المبادئ البتروفيزيائية، كان علماء البتروفيزياء يقومون بتفسيرات يدوية للسجل لكل بئر. أصبح أحد المشغلين الرئيسيين في ألبرتا، الذي كان يستخدم في السابق 10 متخصصين في مجال البتروفيزياء عبر أصوله، ينجح الآن مع متخصص واحد يشرف على أنظمة الترجمة الفورية الآلية. اعتماد أ. توضح التطبيقات أن استخدامها يمكن أن يسرع عمليات التحليل الجيولوجي، مع تعزيز الاتساق والدقة. 

يمكن للمشغلين أيضًا استخراج معلومات قيمة من البيانات التاريخية،5باستخدام تطبيقات الخوارزميات الفيزيائية وطرق إعادة المعالجة المتقدمة. تُعدّ إعادة معالجة سجلات الآبار من حقول لويزيانا البحرية - التي حُفرت منذ خمسينيات القرن الماضي - والتي أجراها مهندسون باستخدام برامج رسم خرائط باطن الأرض الحديثة وخوارزميات الخوارزميات الفيزيائية، مثالاً بارزاً. وقد كشفت خرائط الخزانات المُعاد تقييمها هذه عن فرص جديدة.

تُقدّم أنظمة الصيانة التنبؤية أيضًا فوائد ملموسة. فدمج أجهزة الاستشعار التي تتتبّع اهتزازات المعدات، إلى جانب بيانات درجة الحرارة والضغط، يُمكّن خوارزميات التعلم الآلي من التنبؤ بأعطال المعدات قبل أسابيع. كما يمنع النظام حالات التوقف المفاجئ للمعدات، ويُتيح جدولة أفضل لأنشطة الصيانة، مما يُطيل عمرها الافتراضي من خلال التدخل المُبكر.

مراكز العمليات عن بعد وفي الوقت الفعلي 

تقوم مراكز العمليات عن بعد بإنشاء نماذج تشغيلية جديدة،6تتيح التحكم التشغيلي الشامل والمركزي في أصول متعددة بعيدة. تقلل هذه الأنظمة من الحاجة إلى وجود موظفين في الموقع، وتقلل من متطلبات السفر، وتعزز السلامة من خلال الحد من تعرض الموظفين للمواقع الخطرة، وتقلل من الأثر البيئي للنقل.

من خلال المراقبة الفورية وقدرات التعديل الآلي، تُحسّن تطبيقات تحليل البيانات أداء الإنتاج. تُولّد الشبكات أو الأنظمة الحاسوبية الحديثة كميات هائلة من البيانات، مما يُمكّن التحليلات المعقدة من تعظيم معدلات التدفق، والتحكم في عمليات الخزانات، والتنبؤ بنتائج الإنتاج. تُحدد هذه الميزات التحليلية إمكانيات التحسين التي قد يغفلها المُشغّلون البشريون، مع توفير استجابات سريعة للتغيرات التشغيلية. تُمكّن قدرات العمل عن بُعد المؤسسات من تنفيذ عمليات مُوزّعة، والحفاظ على الأداء التشغيلي مع الحفاظ على تحفيز الموظفين.

تُمكّن تقنية التوأم الرقمي من نمذجة الأصول وتحليل السيناريوهات بشكل شامل لأغراض تخطيط التحسين. تستخدم الأنظمة تدفقات البيانات التشغيلية، إلى جانب أدوات النمذجة المتقدمة، لتوفير الصيانة التنبؤية والتدريب التشغيلي وإدارة الانبعاثات من خلال سيناريوهات مُحاكاة. بفضل إمكانياتها، تُوفر هذه التقنية للمشغلين رؤية شاملة لأداء الأصول، مع تمكينهم من تنفيذ خطط تحسين استباقية.