هر میدان نفتی که مورد بهره‌برداری قرار می‌گیرد، دارای یک چرخه است. چرخه‌ی فعالیت هر میدان را به طور کلی می‌توان به پنج مرحله مختلف تقسیم بندی کرد که از اکتشاف آغاز می‌شود و معمولاً به اتمام ذخیره هیدروکربنی (یا عدم صرفه اقتصادی استخراج) منتهی می‌شود.
به طور کلی طول عمر یک میدان نفتی را می‌توان به پنج مرحله یا فاز به شرح زیر تقسیم کرد:
- فاز اکتشاف (exploration phase)
- فاز ارزیابی (appraisal phase)
- برنامه‌ریزی برای بهره‌برداری (development planning)
- فاز تولید (production phase)
- فاز از کار افتادگی (decommissioning)
فاز اکتشاف
این فاز جهت کشف ذخایر جدید هیدروکربن است، تا به جای حجم‌های تولید شده جایگزین شود. بیش از یک قرن است که زمین شناسان نفت همواره در جستجوی نفت هستند و در طی این دوره به اکتشافات مهمی دست پیدا کرده‌اند. خوشبختانه با پیشرفت فنون اکتشافی جدید، دقت فعالیت‌های اکتشافی بیشتر شده و شانس بیشتری برای موفقیت وجود دارد. با وجود این پیشرفت‌ها، هنوز اکتشاف به صورت یک فعالیت با ریسک بالا باقی مانده است.
معمولاً در کارهای اکتشافی در ناحیه مورد نظر، قبل از اینکه یک چاه اکتشافی حفاری شود، مطالعات زیر صورت می‌گیرد:
- بررسی زمین شناسی ناحیه برای پی بردن به وجود شرایط لازم برای تولید هیدروکربن
- بررسی‌های مغناطیسی و ثقل سنجی
- بررسی‌های لرزه‌شناسی
- اقدام به حفر چاه اکتشافی
فاز ارزیابی
زمانی که یک چاه اکتشافی به نفت و گاز برخورد می‌کند، هنوز تلاش قابل ملاحظه‌ای برای تعیین ذخیره حقیقی میدان لازم است. به عبارت دیگر، فعالیت‌هایی که در مرحله اکتشاف صورت می‌گیرد، اطلاعاتی در مورد شکل و اندازه ذخیره حقیقی میدان و یا قابلیت تولیدی انباشتۀ هیدروکربن به ما نمی‌دهد. ریسکی که در اینجا وجود دارد این است که یک میدان ممکن است بیشتر یا کمتر از آن چیزی که انتظار داریم تولید کند. در نتیجه تسهیلات مورد نیاز میدان ممکن است کمتر یا بیشتر در نظر گرفته شود و نهایتاً سودبخشی پروژه با مشکل مواجه شود. بنابراین لازم است که بعد از مرحله اکتشاف، یک برنامه ارزیابی جهت بهینه کردن توسعه تکنیکی انجام گیرد.
به طور کلی می‌توان گفت که نقش فعالیت‌های ارزیابی، کاهش ابهامات در توصیف مخازن هیدروکربنی و نیز پیش‌بینی عملکرد مخزن در طی تولید و تصمیم‌گیری آگاهانه در مورد شروع بهره‌برداری، یا توقف فعالیت‌ها و … است. برای رسیدن به این اهداف لازم است پارامترهای مختلفی را تخمین بزنیم که هرکدام از آن‌ها توسط فاکتورهای مختلف کنترل می‌شود. این پارامترها در تخمین حجم نفت و گاز برجا و نیز ضریب بازیافت کمک خواهد کرد.
ابزارهای اصلی که در ارزیابی استفاده می‌شود در واقع همان ابزارهایی هستند که در اکتشاف مورد استفاده قرار می‌گیرند. یعنی همان چاه‌های حفاری و بررسی‌های لرزه‌ای دوبعدی و سه‌بعدی که به طور گسترده‌ای استفاده می‌شوند. همچنین ارزیابی ممکن است شامل بازپردازش یک بررسی لرزه‌ای قدیمی نیز باشد.
به طور کلی نوع ابزاری که برای ارزیابی استفاده می‌شود بستگی به این مسأله دارد که فاز ارزیابی چه نوع ابهامی را کاهش دهد و برای کاهش این ابهام چه اطلاعاتی نیاز است؟ به عنوان مثال، اگر سطوح تماس سیالات منشأ اصلی ابهام باشد، برای فهمیدن مرزها، چاه‌های حفاری ابزار مناسبی است، در حالی که داده‌های لرزه‌ای شاید چندان مناسب نباشند.
برنامه‌ریزی برای بهره‌برداری
براساس نتایجی که از فازهای اکتشاف و ارزیابی به دست آمده است و با بررسی امکانات موجود، در نهایت می‌توان یک برنامه بهره‌برداری از میدان را تدوین کرد و به طور متوالی اجرا کرد. هدف اولیه برنامه بهره‌برداری از یک میدان، تأمین تسهیلات سطحی و زیرسطحی به منظور تولید است. این مرحله این اطمینان را می‌دهد که همه‌ی جنبه‌های پروژه شناخته شده‌اند. در این مرحله، موارد زیر بایستی مورد بررسی قرار گیرد:
- اهداف بهره‌برداری
- داده‌های مهندسی نفت
- اصول کار
- توصیف تسهیلات مهندسی
- تخمین هزینه و نیروی انسانی
- برنامه‌ریزی پروژه
- پیشنهاد بودجه
فاز تولید
فاز تولید از زمانی شروع می‌شود که نفت و گاز به صورت اقتصادی به درون چاه جریان می‌یابد. این فاز، مرحلۀ جبران سرمایه است. یعنی علاه بر اینکه سرمایه‌گذاری اولیه جبران می‌شود، برای پروژه‌های جدید نیز ممکن است پول فراهم کند.
به طور کلی برنامه‌های بهره‌برداری و تولید براساس پروفیل‌های تولید پیش‌بینی می‌شود، که بسته به مکانیسم‌ها و نیروهای رانش در مخزن انجام می‌گیرد.
پروفیل تولید، تسهیلات مورد نیاز و تعداد چاه‌هایی که باید حفر شوند را تعیین می‌کند. بخش‌های مختلف هر پروفیل می‌تواند شامل یکی از موارد زیر باشد:
- دوره افزایش (build up period): در طی این دوره، نفت چاه‌های تولید کننده به خطوط لوله انداخته می‌شود.
- دوره ثبات (plateau period): در این دوره ممکن است یکسری چاه‌های جدید حفر شوند، ولی در عین حال یکسری چاه‌های قدیمی‌تر شروع به کاهش تولید می‌کنند و در نتیجه میزان تولید ثابت می‌ماند.
- دوره کاهش (decline period): در طی این دوره که معمولاً طولانی‌ترین دوره است و دوره پایانی نامیده می‌شود، همۀ چاه‌های تولید کننده، کاهش تولید را نشان می‌دهند.
فاز از کار افتادگی
طول عمر اقتصادی یک میدان به طور معمول در یک مرحله متوقف می‌شود و دیگر بهره‌برداری صرفۀ اقتصادی نخواهد داشت. به این مرحله، از کار افتادگی میدان می‌گویند. از کار افتادگی اقتصادی به عنوان مرحله‌ای است که در آن، درآمد کلی، هزینه‌های عملی را تحت پوشش قرار نمی‌دهد. البته هنوز به طور تکنیکی امکان ادامه تولید میدان وجود دارد، ولی سودی در آن موجود نیست.
حداقل دو روش برای به تأخیر انداختن از کار افتادگی یک میدان وجود دارد: کاهش هزینه‌های عملی و افزایش تولید هیدروکربن. در مرحلۀ از کار افتادگی میدان، می‌توان از طریق روش‌های بازیافتی مثل فرآیندهای آب‌روبی، فرایندهای شیمیایی و غیره، آن قسمت از هیدروکربن را که بعد از تولید اولیه در مخزن باقی‌مانده بازیافت کرد. ولی نهایتاً همۀ ذخایری که از نظر اقتصادی قابل بازیافت هستند به اتمام خواهند رسید و میدان از کار خواهد افتاد.
