تخصيص (النفط والغاز)

يشير تخصيص الحقول أو تخصيص المنصات إلى حالات التخصيص التي تكون فيها مصادر المساهمة أكثر من حقل إنتاج واحد أو أكثر من منصة بحرية واحدة، مما يؤدي إلى تدفق مختلط في خط الأنابيب. ^{[ 13 ]}

يُستخدم مصطلح تخصيص الآبار في حالة كون مصادر المساهمة عبارة عن آبار إنتاج البترول، أو أي نوع من آبار الحقن .

تخصيص المكونات : بينما يُستخدم مصطلح تخصيص المنتج لتخصيص مجموعات المنتجات الأساسية مثل النفط والغاز ومكونات المكثفات (كسور الطور) لبئر مساهم على سبيل المثال، ^{[ 14 ]} فإن تخصيص المكونات يُفصّل ويُخصّص الهيدروكربونات الألكانية الفردية مثل الميثان والإيثان ، إلى ثلاثة متصاوغات من البنتان في تيار الغاز الطبيعي. ويمكن تقسيم مكونات تيارات النفط الخام المراد تخصيصها حسب كسور درجة الغليان . ^{[ 4 ]}

تشمل التركيبات الأخرى المتعلقة بمصطلح التخصيص: تخصيص الإنتاج ، ^{[ 15 ]} وتخصيص الهيدروكربونات ، ^{[ 16 ]} وتخصيص خطوط الأنابيب ، والتخصيص العكسي . ^{[ 13 ] [ 17 ] [ 18 ]} يشير تخصيص التصدير إلى التخصيص عند نقل الملكية حيث تُنقل كميات الإنتاج من حقل نفطي. ويحدد التخصيص عند التصدير الكميات التي يُدفع لكل شريك في العقد مقابلها. ^{[ 19 ]} كما يُستخدم تخصيص الملكية للدلالة على توزيع الدخل من الهيدروكربونات المستخرجة على كل شريك في منطقة الترخيص أو اتفاقية العمل المشتركة.

يُعدّ التخصيص عملية مستمرة تعتمد على قياسات التدفق أو الحجم ، وتُحدد توزيع المصادر المساهمة، وغالبًا ما تُجرى حسابات نهائية يوميًا، مما يُوفر بدوره أساسًا لتقرير الإنتاج اليومي في حالة حقل يُنتج الهيدروكربونات. علاوة على ذلك، يُمكن تصميم عملية التخصيص لتقسيم تدفق منتجات متعددة من المكونات الفردية أو أجزاء الطور، على سبيل المثال عند تزويد تدفق النفط الخام بالغاز والماء المصاحبين، ^{[ 10 ]} ويتم تخصيص كل جزء ضمن التدفق أو التخزين المختلط بين المساهمين ومالكيه. تُجري ممارسات التخصيص التقليدية حسابات كمية للنفط الخام ومكثفات الغاز الطبيعي والمياه المنتجة بناءً على نتائج قياسات من اختبارات دورية ومحدودة المدة للآبار . عادةً ما تُقاس تدفقات الغاز الطبيعي من آبار الغاز النقي بشكل مستمر عند رؤوس الآبار الفردية أو بالقرب منها .

في إطار المحاسبة الهيدروكربونية، تُودع جميع القياسات والمعايير المستخدمة في الحسابات في نظام تخزين بيانات، وتُخزن نتائج الحسابات، إلى جانب الطرق المستخدمة فيها، بطريقة مقبولة لدى جهات التدقيق الداخلي والخارجي. ويمكن الاستفادة من النتائج المخزنة لتحسين أداء المكمن في حقل إنتاجي، وربما تحسين استغلاله في حالة نظام النقل.

تركز عملية محاسبة الهيدروكربونات على تتبع جميع الهيدروكربونات عبر تدفقاتها حتى بيعها للعميل أو التخلص منها، بما في ذلك جميع تصريفات السوائل، وفتحات التهوية، وحرق الغاز ، واستهلاك الغاز لتوليد الطاقة في المنشأة، وكميات التبخر من خزانات النفط. وبالمثل، تُعد قياسات تدفق المياه والغاز المحقون في المكمن عبر آبار الحقن جزءًا من محاسبة الهيدروكربونات.

تم تطبيق مبدأ الإنتاج الموحد، بهدف تطوير مناطق الاستكشاف الجديدة بكفاءة أكبر، في حقل فان بولاية تكساس الأمريكية منذ عام 1929، ^{[ 20 ] [ 21 ]} وتطورت هذه الممارسة لتصبح "قانونًا ضمنيًا للإنتاج الموحد" واسع الانتشار في تكساس. ^{[ 22 ]} حتى قبل عام 1929، كان من الممارسات الشائعة مشاركة المعدات لاستخراج النفط والغاز من عدة آبار. ^{[ 23 ]} واليوم، تُلزم معظم الولايات الأمريكية، باستثناء تكساس، بالإنتاج الموحد. ويخضع امتلاك واستخراج النفط والغاز في الولايات المتحدة لقانون النفط والغاز الحالي .

لطالما كان تقاسم المخاطر من خلال مشاريع مشتركة بين عدة شركات في تطوير الحقول وإنتاجها ونقلها، بالإضافة إلى أنشطة التكرير والتوزيع ، ممارسة شائعة، لا سيما في الترتيبات العابرة للحدود. ^{[ 24 ]} في بحر الشمال ، تقاسمت شركات النفط المخاطر ضمن تحالفات، وفي جولة التراخيص الأولية التي نظمتها الحكومة النرويجية، مُنحت أكثر من نصف التراخيص لشراكات بين عدة جهات مرخصة. ^{[ 25 ]} كما لوحظ اتجاه واضح نحو منح التراخيص للشراكات.

في الآونة الأخيرة، أصبحت وفورات التكاليف دافعاً رئيسياً للاستخدام المشترك للبنى التحتية لمعالجة ونقل النفط والغاز في مناطق استخراجهما من باطن الأرض. ويجري تطوير أساليب لإعادة توزيع المساهمات في التدفقات المختلطة في خطوط الأنابيب، عند نقل النفط من مجموعة من حقول النفط البحرية إلى محطات المرافق البرية في آسيا. ^{[ 13 ]}

أدت عمليات إعادة الهيكلة الأخيرة في هذه الصناعة لتعزيز استخلاص النفط ، وتطوير حقول المياه العميقة، واستخدام أنظمة الإنتاج تحت سطح البحر التي تدمج تدفقات الإنتاج من حقول نفط متعددة، ^{[ 26 ]} إلى تعزيز متطلبات أنظمة التخصيص المرنة والدقيقة، لمواكبة التحول من اختبار تدفق الآبار التقليدي إلى انتشار عمليات المحاكاة النموذجية، ومقاييس التدفق الافتراضية، ومقاييس التدفق متعددة الأطوار. ^{[ 27 ]}

تتعدد الفوائد التشغيلية المترتبة على التخصيص. وتُستخدم النتائج التفصيلية الناتجة عن تخصيص الموارد للآبار، أو حتى لطبقات النفط أو الغاز لكل بئر، لإدارة عملية الإنتاج.

تُعدّ نتائج عملية التخصيص معلوماتٍ مهمةً في إعداد تقارير الإنتاج المُقدّمة للحكومات والشركاء، كما يُمكن أن تُغذي هذه النتائج الأنظمة الداخلية للمشغلين فيما يخص مبيعات المنتجات، والمحاسبة ، وتخطيط موارد المؤسسة ، ومستودع البيانات ، ومعلومات الإدارة . وتُشكّل محاسبة التخصيص والهيدروكربونات معلوماتٍ داعمةً لمجال محاسبة البترول الأوسع ، الذي يُراعي الجوانب التجارية والمالية لدورة حياة عمليات حقول النفط. ^{[ 28 ]}

أنظمة التخصيص الموضحة في الشكل على اليمين:

• يمثل الحقلان "ب" و"ج" نظام تخصيص أساسي حيث يتم تخصيص جميع كميات التدفق الخارجة المقاسة من الحقل للآبار المعنية، ويمكن إجراء التخصيص على جميع المراحل: النفط والغاز والماء. ("يحتوي الحقلان "ب" و"ج" على محطات تحت سطح البحر فقط.")
• الحقل "أ"، وهو حقل نفطي يُستخرج منه النفط والماء المصاحب والغاز. في حال عدم وجود وصلة خط أنابيب، يُمثل الحقل "أ" حالة التخصيص النموذجية. يقوم مصنع المعالجة بتقسيم النفط الخام إلى ثلاثة أجزاء. تُلبي محطات القياس عند نقطة التصدير متطلبات نقل الحيازة ، بينما يُعد جهاز قياس غاز الشعلة قياسًا ضريبيًا، ويخضع للضريبة وفقًا للمتطلبات التنظيمية. عادةً ما تكون دقة قياس تدفقات الآبار أقل، أو قد لا يتم تركيب عدادات، عند استخدام عمليات التقدير.
• بشكل عام، تشكل مجموعة الحقول نظام تخصيص الحقول الذي يتم فيه تخصيص المساهمات في مبيعات المنتجات لكل حقل من الحقول الثلاثة.

لن تؤدي جميع التدفقات والقياسات في مصنع الإنتاج إلى تغذية عملية التخصيص، ولكن جميع عمليات التخصيص تحتاج على الأقل إلى قياس إجمالي التدفق الخارج أو الحجم الإجمالي، إلى جانب القياسات أو التقديرات أو بعض الخصائص الفيزيائية للتدفقات المساهمة المدرجة في الإجمالي.

تُلبي القياسات المالية المتطلبات القانونية للدقة في نطاق الاختصاص القضائي فيما يتعلق بدفع الضرائب للحكومة؛ وتُلبي قياسات نقل الحيازة متطلبات المعاملات المالية بين مشتري وبائعي المواد الهيدروكربونية؛ وتُسهم قياسات التخصيص في دعم تخصيص جميع المساهمين في التدفق المختلط، مما يدعم بدوره تخصيص الملكية. وقد لا تُلبي قياسات التخصيص معايير نقل الحيازة.

إجمالي السائل المصحح والمقاس (الكمية الصافية)

عند قياس كمية من سائل معالج جاهز، مثل الزيت، لا يزال هناك تحويل يجب أن يحدث من الكمية المشار إليها إلى الكمية الصافية التي يجب حسابها: ^{[ 31 ]}

${\displaystyle Q_{n}=Q_{i}*MF*CTL*SF*SW}$

أين

${\displaystyle Q_{i}}$الكمية المشار إليها هي الحجم الإجمالي المقاس

MF، عامل العداد ، اضبطه على الحجم الفعلي، ويتم تحديد هذا العامل عن طريق الفحص

CTL هو عامل تصحيح الحجم لتأثيرات درجة الحرارة على السائل ^{[ 32 ]}

يُستخدم معامل الانكماش (SF) لتعديل التغيرات في الضغط ودرجة الحرارة والتركيب، فعلى سبيل المثال، يحدث انكماش السائل عندما ينخفض ​​الضغط وتتحول مكوناته إلى الحالة الغازية.

عامل الرواسب والماء (SW)، يُعدّل حسب الماء المتبقي والملوثات ، ويتم تحديده عن طريق تحليل العينة.

عدادات التدفق

تُختار عدادات التدفق المستخدمة في قياسات صناعة النفط والغاز الأولية بناءً على نوع القياس، ومتطلبات الأداء والدقة، ونوع المادة المراد قياسها. وتتميز العدادات المتوفرة في السوق بخصائص مثل الدقة، ونطاق التشغيل (معدل التدفق، واللزوجة، والسرعة، والضغط، ودرجة الحرارة)، والمتانة، ومتطلبات المعايرة والمراقبة، والقدرة على تحمل الملوثات، والمواد الكيميائية المحقونة، والبيئات المالحة والحمضية. في تطبيقات قياسات نقل ملكية الهيدروكربونات السائلة، يُفضل استخدام عدادات الإزاحة الموجبة وعدادات التوربينات . ^{[ 33 ]} أما في قياس الغاز، فتُعد عدادات فتحة الغاز وعدادات التدفق فوق الصوتية الأكثر شيوعًا. ^{[ 34 ]} تُستخدم عدادات كوريوليس لقياس السوائل، ولكنها تُستخدم أيضًا في تطبيقات قياس الغاز. ^{[ 35 ]}

لأغراض قياس التوزيع، تم اعتماد عدادات التدفق متعددة الأطوار ، وخاصة لأنظمة الإنتاج تحت سطح البحر. وتستطيع هذه الأجهزة تحديد نسبة ومعدل تدفق كل طور من أطوار السائل.

في بعض المواقع، يكون تطبيق قياس معدلات التدفق مكلفًا للغاية أو غير عملي، كما هو الحال في الآبار وفي العديد من مواقع محطات المعالجة، وخاصةً في المحطات تحت سطح البحر. ومع ذلك، تتبنى الصناعة مجموعة من الأساليب والتقنيات التي تهدف إلى توفير تقديرات للتدفقات، وذلك لحل مشكلات التوزيع.

التوزيع الجيوكيميائي

يُعدّ التحليل الكروماتوغرافي الغازي وتحليل النظائر من الطرق المعروفة المستخدمة لتحديد خصائص عينات المواد الهيدروكربونية. ^{[ 36 ]} تُعرف هذه الطريقة أيضًا باسم "بصمة النفط" ، وتعتمد على بيانات التركيب الكيميائي والنظائري لتدفقات السوائل والغازات لكل عينة يتم جمعها. تُحلل العينات من كل تيار مُساهم، وتُحدد بصماتها، على سبيل المثال باستخدام طرق التحليل الكروماتوغرافي الغازي للنفط الكامل. تُتعرف هذه البصمات لاحقًا في التدفقات الإجمالية، مما يُساعد بدوره على تحديد مصادرها.

تشمل تطبيقات هذه الطريقة تخصيص تكوين أو طبقة منفردة في بئر مختلطة، ^{[ 37 ]} وتخصيص نفط خط الأنابيب المختلط لحقول النفط المساهمة. ^{[ 13 ] [ 15 ]} علاوة على ذلك، فإن اعتماد تقنية البصمة النفطية منتشر على نطاق جغرافي واسع، ويشمل أمريكا الشمالية والشرق الأوسط. ^{[ 38 ]}

تقدير معدل التدفق

توجد طرق متنوعة لتقدير معدل تدفق الآبار عندما لا تتوفر قياسات التدفق. تصف النماذج سلوك التدفقات متعددة الأطوار في ظل ظروف مختلفة، ويتم تزويدها باستمرار بقراءات الضغط ودرجة الحرارة وانخفاض الضغط عبر أنبوب فنتوري والكثافة، وغيرها من الخصائص. ^{[ 39 ]} تُعد طرق استيعاب البيانات القائمة على التجميع من بين التقنيات المتاحة لإعادة تخصيص الموارد لتكوينات الخزانات. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

يُعدّ مقياس التدفق الافتراضي أحد أنواع التطبيقات التي تستخدم هذه الأساليب. وقد طُوّرت بعض حقول الغاز والمكثفات في بحر الشمال باستخدام نماذج تحت سطح البحر، حيث تُركّب عدادات تدفق متعددة الأطوار لكل بئر، وتُستخدم عدادات تدفق افتراضية لكل بئر كنسخة احتياطية وبديلة لعدادات التدفق الأصلية. ^{[ 40 ] [ 41 ]}

تُعدّ نماذج العمليات ونماذج سلوك الأطوار من التطبيقات الأخرى لتقدير معدل التدفق. وباستخدام برامج متوفرة تجاريًا، تُحاكي نماذج العمليات سلوك الهيدروكربونات في محطة المعالجة. ومن بين أغراض أخرى، تُستخدم هذه النماذج لحساب عوامل الانكماش أو التمدد، وتقدير التدفق داخل المحطة التي لا تحتوي على عدادات. وتعتمد هذه النماذج على نظرية الديناميكا الحرارية للتنبؤ بسلوك المكونات في التدفقات. ومن أمثلة معادلات الحالة التي تُسهم في الحسابات في هذه النماذج معادلة حالة بنغ-روبنسون و/أو تعديل سواف لمعادلة ريدليخ-كوانغ . وتُستخدم نماذج العمليات مع عمليات المحاكاة في أنظمة التوزيع في محطات بحر الشمال. ^{[ 42 ]}

في قطاع النفط والغاز، من الشائع أن تضع الهيئات التنظيمية في الدولة متطلبات لجميع قياسات الهيدروكربونات المنتجة، حيثما تؤثر هذه القياسات على الضرائب أو العائدات الحكومية، أو ما يُعرف بالقياسات المالية. ويمكن الاطلاع على هذه المتطلبات في دليل إرشادي، وتكون محددة في كيفية معالجة أوجه عدم اليقين. ومن أمثلة الأهداف الواردة في المعايير والإرشادات المتاحة للجمهور ما يلي:

على سبيل المثال، تتطلب لوائح الحفر والإنتاج في المناطق البحرية في نيوفاوندلاند ولابرادور ونوفا سكوتيا ^{[ 43 ]} دقة في حدود ±5٪.

بشكل عام، يرتبط إجمالي عدم اليقين في نظام التخصيص بعدم اليقين في قياس كل مدخل مُقاس. وقد تخضع الاستثمارات في أنظمة القياس المُحسّنة والعمليات الرامية إلى تقليل عدم اليقين لتحليل التكلفة والعائد الذي يُشير إلى مستوى أمثل من عدم اليقين الإجمالي في المنتجات المُخصصة. ^{[ 19 ]}

يسهل قياس معدلات تدفق الهيدروكربونات المختلطة أحادية الطور تحت الضغط ودرجة الحرارة العاديين، ولكن غالباً ما يكون من غير العملي قياس معدل تدفق كل بئر على حدة من تدفقات متعددة الأطوار من آبار النفط، تحت درجات حرارة وضغوط عالية، مع ضمان دقة القياسات ضمن هامش خطأ مقبول ومعروف. ويتمثل الحل العملي لهذه المشكلة في تقدير معدل التدفق من كل بئر على حدة، أو إعداد تقديرات نظرية له، ثم توحيد هذه التقديرات بطريقة ما لتسوية أي اختلافات مع إجمالي تدفق المنتج المقاس من منشأة الإنتاج.

النهج التقليدي لتقدير أداء التدفق الفردي من آبار النفط المساهمة في مشكلة التخصيص هو ممارسة اختبار الآبار باستخدام فاصل الاختبار . ^{[ 39 ]}

حساب التوزيع النسبي

هذا هو الإجراء الأكثر بديهية بشكل عام، حيث يتم تخصيص تيار لمصادر التيار المساهمة بنسب وفقًا لكمية معروفة. ^{[ 46 ]}

${\displaystyle Q_{k}=C_{k}{Q_{T} \over \sum _{k=1}^{N}C_{k}}}$

أين

يمثل N عدد المصادر المساهمة، على سبيل المثال عدد الآبار

${\displaystyle Q_{T}}$الكمية الإجمالية في التدفق المراد تخصيصها

${\displaystyle C_{k}}$هي كمية مقاسة أو مقدرة كجزء من المساهم k، على سبيل المثال من اختبار التدفق

${\displaystyle Q_{k}}$يمثل هذا الجزء من الإجمالي المخصص للمساهم ك

يمكن أن تكون الكمية Q كتلة أو طاقة أو حجماً. وتُجرى حسابات التوزيع لكل طور على حدة، على سبيل المثال النفط والغاز والماء على التوالي.

مثال مع حسابات لتوضيح مبدأ التوزيع النسبي

لنفترض أن تدفقات النفط المفصول من وحدتي إنتاج تتجه إلى خزان تخزين مشترك. يُستخدم هذا الخزان كمخزن مؤقت ليتمكن مالكو النفط من الحصول على حصتهم وفقًا لخطة التوزيع . يتم حساب التوزيع أولًا باستخدام الإنتاج المُقدَّر من كل بئر، بناءً على اختبارات الآبار.

تظهر نتائج اختبار بئر أُجري في شهر مايو في عمود "الإنتاج النظري" أدناه. لنفترض أن الإنتاج بلغ 610,000 برميل (بعد التصحيح، إجمالي الإنتاج المقاس) من النفط حتى نهاية مايو 2013.

عامل المجال

${\displaystyle FF={Q_{n} \over \sum _{k=1}^{N}TH_{k}}}$  أين  ${\displaystyle TH_{k}}$يمثل الإنتاج النظري (المقدر) للبئر k؛ N هو عدد الآبار؛    ${\displaystyle Q_{n}}$هي الكمية الصافية، الإجمالي المقاس والمصحح

في الجدول 2، عامل المجال هو 610,000 على 615,800، أي ما يعادل 0.99058.

تخصيص الآبار المصحح

يتمثل تأثير عامل الحقل في توزيع الفرق بين إجمالي الإنتاج المقاس مالياً وإجمالي الإنتاج النظري، البالغ 5800 برميل، بالتساوي وبنفس النسبة عبر جميع الآبار. ^{[ 48 ]}

${\displaystyle WA_{k}=TH_{k}*FF}$

يستغل تخصيص المعدل الاحتمالي بشكل كامل إعدادات القياس المتاحة والمعرفة بخصائص ضوضاء القياس لتحقيق تخصيص أكثر دقة وتحديد كمية عدم اليقين . ^{[ 49 ]} يُعد هذا مفيدًا بشكل خاص لدقة التخصيص عند توفر قياسات إضافية لكل بئر، مثل معدل تدفق السوائل لكل بئر المستمد من بطاقة دينامومتر مضخة قضيبية ، أو القياسات اليدوية لنسبة الماء في كل بئر. تجمع هذه الطريقة القياسات المأخوذة في أوقات مختلفة باستخدام نموذج ديناميكي احتمالي لمنحنى نوع الإنتاج.

عندما يكون تدفق السوائل مملوكًا لمجموعة من المالكين، يتم تخصيص حصة كل مالك وفقًا لنصيبه. أما في حالة اتفاقيات المشاريع المشتركة ذات الحصص الثابتة، فيتم التخصيص بنسبة حصة كل مالك في الملكية. ^{[ 50 ]} وقد تؤدي اتفاقيات تقاسم الإنتاج إلى مزيد من التقسيم إلى فئتي النفط المدفوع بالتكلفة والنفط المدفوع بالربح.

مثال على تخصيص الأسهم مع الحسابات

تتعاون ثلاث شركات، أ، ب، وج، في مشروع مشترك بموجب اتفاقية تعاقدية بحصص ثابتة. وقد صدّرت منصة إنتاج تُدعى "جيكو" 235,560 برميلًا من النفط في شهر واحد. وتبلغ حصص هذه الشركات 20%، و35%، و45% على التوالي، أي ما يعادل 47,112 برميلًا، و82,446 برميلًا، و106,002 برميلًا لكل شركة.