نشریه زمین شناسی مهندسی، جلد هشتم، شمارۀ 3 پاییز 9313

بررسی و انتخاب غار طبیعی مناسب برای ذخیره سازی زیرزمینی نفت خام با استفاده از ترکیب
TOPSIS و FAHP دو روش

امیر سلطانعلیزاده، احمد رمضان زاده، سید محّّمد اسماعیل جلالی؛
دانشگاه صنعتی شاهرود، دانشکدۀ مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک
تاريخ: دريافت02/1/19 پذيرش: 5/8/10 چکیده
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

طی سال های اخیر بحران مالی دنیا باعث افزایش قیمت بسیاری از کالاها از جمله مواد هیدروکربوری شده است. این اتفاق بار دیگر اهمیت استراتژیک ذخیره سازی نفت خام را نشان می دهد. با عنایت به جای گاه ویژه نفت در اقتصاد ملی کشور، توسعۀ صنعت ذخیره سازی یکی از راهکارهای کنترل این گونه بحران ها است. ذخیره سازی زیرزمینی نفت خام در سازه های مصنوعی )شامل مغارهای سنگی، مغارهای نمکی و معادن متروکه( و ساختارهای طبیعی )شامل میادین تهی شده نفت و گاز، سفره های آب های زیرزمینی و غارهای طبیعی( امکان پذیر است. از بین این روش ها، طبیعاطبیعاً روشی مناسب تر است که سازگاری بیش تری با شرایط منطقۀ ذخیره سازی داشته باشد. در ایران به دلیل وجود غارهای طبیعی بسیار ،ذخیره سازی نفت خام در درون غارهای طبیعی جزء گزینه های مناسب به نظر می رسد. بدیهی است اگر به جای حفر مغارها، از غارهای طبیعی برای ذخیره سازی استفاده شود، هزینۀ حفر مغار از هزینه های احداث مغار حذف می شود. در مقالۀ حاضر به منظور انتخاب غار مناسب برای ذخیره سازی نفت خام، غارهای طبیعی بر اساس معیارهای مختلف و با استفاده از ترکیبی از دو روش تحلیل سلسله مراتبی فازی )FAHP( و شباهت به گزینۀ ایده آل )TOPSIS( بررسی شده و گزینۀ مستعد انتخاب شده است. بر این اساس غار رودافشان با استفاده از تعدادی معیارهای کیفی و کمی از قبیل قوانین گردش گری و زیست محیطی، وضعیت آب های زیرزمینی، حجم فضای محتمل برای ذخیره سازی، فاصلۀ غار از خطوط لوله اصلی انتقال
3322
نفت خام و فاصلۀ از پالایشگاه های بزرگ کشور به عنوان غاری مناسب برای ذخیره سازی زیرزمینی نفت خام انتخاب شد. لازم به ذکر است وزن این معیارها بر اساس نظرسنجی از افراد با تجربه در زمینۀ ذخیره سازی تعیین شده است. این غار در شمال شرق استان تهران و در شهرستان فیروزکوه قرار گرفته و 3 تالار دارد که جزء بزرگ ترین تالارها در میان غارهای ایران است. به طورکلی می توان گفت حجم نفت خام قابل انباشت در غار مذکور در حدود 222،052 مترمکعب تخمین زده می شود.
واژههای کلیدی: ذخیره سازی نفت خام، غارهای طبیعی، غار رودافشان، TOPSIS ،FAHP

[email protected] نويسنده مسئول *

مقدمه
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

امروزه تأمین بودن یک کشور از لحاظ انرژی مورد نیاز، یکی از ابزارهای سیاسی و اقتصادی، برای پیشرفت و دسترسی به اهداف آن کشور در دنیا است ]9[. به کارگیری ذخیره سازی زیرزمینی می تواند مزایایی مانند ایمنی بیش تر، طول عمر و بازدهی زیادتر ،صرفه جویی در هزینه های بهره برداری و کیفیت بهتر را به همراه داشته باشد ]0[. در روش های ذخیره سازی زیرزمینی نفت خام ،کم تر بودن هزینه های اولیه و عملیاتی نسبت به ایجاد تأسیسات در سطح زمین، وابسته نبودن به مسائل توپوگرافی، محدودیت نداشتن در استفاده از فضا، ایمنی مناسب در مقابل حوادث طبیعی و حملات هوایی از جمله مزایایی است که باعث روی کرد استفاده از فضاهای بزرگ زیرزمینی شده است. تفکر ذخیره سازی محصولات نفتی در مغارهای سنگی زیرزمینی، در اوایل سال 9132 در سوئد ارائه شد. این تفکر زمانی مطرح شد که ارتش سوئد به دنبال روشی مطمئن، برای ذخیره سازی سوخت در شرایط جنگی بود ]3[. از دهۀ 02 نیز کشورهای متعددی در اروپا و دیگر بخش های دنیا شروع به استفاده از مغار برای ذخیره سازی مواد هیدروکربوری کردند. بحران نفت در سال 9103 باعث افزایش ساخت مغارهای ذخیره سازی نفت خام شد و از آن به بعد پروژه هایی در مقیاس بزرگ، در بسیاری از کشورها آغاز شد که از آن جمله می توان به مخازن ذخیره سازی نفت خام با ظرفیت های زیاد در کشورهایی مانند کره، ژاپن و امریکا اشاره کرد ]4[. سابقه ذخیره سازی نفت خام در نارویک )در نروژ( به سال 9154 برمی گردد. در طی دهۀ 52 تا 02 طیف وسیعی از مخازن زیرزمینی در سوئد برای ذخیره سازی نفت خام ساخته شدند و سپس به تدریج در دهۀ 02 به ذخیره سازی نفت خام در فنلاند نیز توجه شد ]5[. امروزه در کشور فنلاند )در مجتمع نست ای پورو9( 35 مغار به ظرفیت کلی 0/5 میلیون مترمکعب وجود دارد که به تدریج طی سال های 9105 تا 9180 در 00 واحد مجزا در سنگ هایی از جنس گرانیت و گنایس حفر شده و مواد هیدروکربوری در مغارهای بدون پوشش ذخیره شده اند ]0[. ایران از نظر اقتصادی وابستگی زیادی به مواد هیدروکربوری مانند نفت خام و گاز دارد و تغییر قیمت آن ها بر توسعۀ اقتصاد ملی و قدرت نظامی تأثیرگذار است. با ساخت مخازن ذخیره سازی می توان در مواقع بحران )که به هر دلیلی ممکن است استخراج نفت از چاهای نفتی انجام نگیرد(، برای تأمین خوراک اولیه پالایشگاه های داخلی و نیز از دست ندادن بازارهای جهانی )تا زمان رفع بحران( از نفت خام ذخیره شده در این مخازن استفاده کرد. به همین دلیل عربستان )با وجود این که خود یکی از تولید کننده های عمده مواد هیدروکربوری است( در سال 9180 با شرکت های سوئدی قرارداد ساخت مخازن ذخیره سازی مواد هیدروکربوری را امضا کرد و در حال حاضر تنها کشوری است که در خاورمیانه دارای مخازن سنگی ذخیره سازی مواد هیدروکربوری است. روسیه نیز علی رغم این که بیش ترین ذخایر گاز دنیا را دارد، در زمینۀ ذخیره سازی گاز نیز یکی از کشورهای پیش رو محسوب می شود. به هر حال ذخایر نفتی قابل استحصال ایران با توجه به تکنولوژی و قیمت کنونی، حدود 52 سال تخمین زده شده است و در سال های آینده احتمالاالاً با پیشرفت تکنولوژی و نیز افزایش قیمت )به دلیل کاهش عرضه نفت( میزان ذخیره قابل استحصال افزایش خواهد یافت ]0[.
غارهای طبیعی محتمل برای ذخیره سازی نفت خام
-511241016636

برای بررسی غارها ابتدا فهرستی از غارهای طبیعی موجود در ایران تهیه شده، سپس غارهای موجود در این فهرست به طور گسترده از لحاظ معیارهای مختلف بررسی شده و در نهایت غارهای مستعد برای ذخیره سازی انتخاب شده اند. در جدول 9 تعدادی از غارها به همراه برخی از مهم ترین مشخصات آن ها که در دسترس بود درج شده است.
1. Neste Oy Poorvo
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

3323
جدول 2. فهرست غارهای بررسی شده به منظور ذخیره سازی نفت خام ]8[
نوع غار وضعیت آب
زيرزمینی حجم قابل ذخیره سازی
)m2( شهرستان نام غار رديف نوع غار وضعیت آب
زيرزمینی حجم قابل ذخیره سازی
)m2( شهرستان نام غار رديف
آهکی خشک – خلخال هفتخانه 05 آهکی خشک – مراغه کبوتر 9
آهکی خشک 8،222 اردبیل یخگان 00 آهکی خشک – اهر اسکندر 0
غیرآهکی خشک 902،222 نطنز چاه دیو )ارازه( 00 آهکی خشک – بستان آباد آغ بولاق 3
آهکی خشک 935 اصفهان قهرمان 08 آهکی خشک – مرند دو گیجان 4
آهکی خشک – شهرضا پلنگ 01 آهکی خشک 922،222 بوکان سهولان 5
آهکی خشک – صالح آباد زنگینه 32 آهکی خشک – بوکان قلایچی 0
آهکی خشک – ایوان طلسم 39 آهکی خشک – مهاباد بورنیک بزرگ 0
آهکی آبدار ملک
شاهی تایه گه 30 آهکی خشک – مهاباد بورنیک کوچک 8
آهکی خشک – دهلران خفاش 33 – خشک – تکاب کهریز 1
آهکی خشک 95،222 تهران یخ مراد 34 – خشک – ارومیه میرداوود 92
آهکی و نمکی خشک 02،222 کرج چاه دیو )قویوسی( 35 آهکی خشک – هیزج هیزج 99
آهکی خشک 052،222 فیروزکوه رودافشان 30 آهکی خشک 45،222 مشهد مغان 90
آهکی خشک 52،222 فیروزکوه بورنیک 30 آهکی خشک 322،222 زنجان گلیجک 93
– آبدار – فارسان سراب 38 آهکی خشک 322،222 گرماب کتله خور 94
– خشک – مشهد کارده 31 آهکی خشک 52،222 مهدیشهر دربند 95
آهکی خشک – بجنورد کنه گرم 42 – خشک – ایرانشهر کرمانچی 90
– خشک – سربیشه چنشت 49 – خشک – نورآباد بوف 90
آهکی خشک 022،222 قائن جوجه 40 آهکی خشک 342،222 صفاشهر کان گوهر 98
– خشک – شیروان سلیمان 43 غیرآهکی خشک 92،222 شیراز بلع زار 91
– خشک – سرخس مزدوران 44 – آبدار 052،222 شیراز تادوان 02
آهکی خشک – سقز کرفتو 45 آهکی خشک – کازرون شاپور 09
آهکی آبدار – رفسنجان چاه دریا 40 آهکی آبدار – داراب مظفر سهلک 00
آهکی آبدار – بافت ترنگ 40 – خشک – سردشت قلاتاسیان 03
غیرآهکی آبدار – شهربابک ایوب 48 غیرآهکی خشک 322،222 تکاب چاه زندان 04
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

ادامه جدول2. فهرست غارهای بررسی شده به منظور دخیره سازی نفت خام ]8[
نوع غار وضعیت آب
زيرزمینی حجم قابل ذخیره سازی
)m2( شهرستان نام غار
رديف نوع غار وضعیت آب
زيرزمینی حجم قابل ذخیره سازی
)m2( شهرستان نام غار رديف
آهکی خشک 0،222 آمل الیاس
تنگه 58 آهکی آبدار 322،222 کرمانشاه پراو 41
– خشک – بهشهر هوتو 51 – خشک – کرمانشاه دواشکفت 52
آهکی خشک 022،222 نراق چال
نخجیر 02 – خشک 05،222 سوادکوه اسپهبد
خورشید 59
– آبدار – خمین کوه گره 09 – خشک – روانسر قوری قلعه 50
آهکی خشک – دلیجان کهک 00 – آبدار – علی آبادکتول شیرآباد 53
آهکی خشک – خمین خان آباد 03 آهکی خشک – مینودشت کیارام 54
آهکی خشک 352 ساوه باباگرگر 04 آهکی خشک – پلدختر کلماکره 55
آهکی خشک – کبودر
آهنگ علیصدر 05 آهکی خشک – کوهدشت بت خانه 50
آهکی خشک – همدان بگلیجه 00 – خشک – خرم آباد ماهی کور 50
2. تعیین معیارهای انتخاب غار مناسب
چهار پارامتر در مرحلۀ اول به منظور ارزیابی و انتخاب غارهای مناسب برای ذخیره سازی مواد هیدروکربوری در نظر گرفته شده است. این معیارها در جدول0 بیان شده است.
جدول 3. فهرست معیارها برای انتخاب غار مناسب
معیارهای انتخاب غار مناسب، از نظر ذخیره سازی رديف
قوانین گردش گری و زیست محیطی 9
وضعیت آب های زیرزمینی 0
حجم فضای محتمل برای ذخیره سازی 3
فاصلۀ غار از خطوط لوله اصلی انتقال نفت خام و پالایشگاه های بزرگ کشور 4

3322
لازم به ذکر است بررسی غارها از نظر وضعیت آب بررسی شده به این صورت انجام می گیرد که آن دسته از غارهایی که در آن ها آب جاری با دبی بالا وجود دارد و یا بر اساس سیلاب های فصلی آب در آن جاری می شود به دلیل زیاد بودن حجم تخلیۀ آب مخزن و در نتیجۀ افزایش هزینه، از لیست غارهای بررسی شده حذف می شوند.
3. تعیین غار مناسب بر اساس معیارهای ارزيابی
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

در مرحلۀ اول انتخاب غارهای مناسب به روش حذفی انجام شده است؛ یعنی با توجه به نقش اساسی هر یک از معیارهای ذکر شده در جدول 0 غربال گیری اولیه انجام شده است. برای این کار در گام اول غارهایی که از نظر گردش گری و یا زیست محیطی اهمیت زیادی دارند، از فهرست غارهای موجود در جدول 9 حذف شده اند. در گام بعدی غارها از نظر وضعیت آب بررسی شده اند و آن دسته از غارهایی که در آن ها آب جاری با دبی زیاد وجود دارد و یا بر اساس سیلاب های فصلی آب در آن جاری می شود، به دلیل زیاد بودن حجم تخلیۀ آب مخزن و در نتیجه افزایش هزینه، از فهرست غارهای باقی مانده از مرحلۀ اول حذف شده اند. در گام سوم غارها از نظر حجم بررسی شده اند. بر این اساس غارهایی که حجم کم تر از ده هزار مترمکعب دارند از فهرست غارهای باقی مانده از مرحلۀ دوم حذف شده اند. در گام چهارم غارها از نظر فاصله از خطوط لوله اصلی انتقال نفت خام و فاصله از پالایشگاه های بزرگ کشور ارزیابی شده اند. بر این اساس غارهایی که فاصلۀ بیش از 022 کیلومتر از خطوط لوله اصلی انتقال نفت خام و پالایشگاه های بزرگ کشور دارند، از فهرست غارهای باقی مانده از مرحلۀ سوم حذف شده اند. در جدول 3 فهرست غارهای حذف شده از بین غارهای بررسی شده، آمده است. هم چنین در شکل 9 غارهای حذف شده در هر مرحله و غارهای باقی مانده در مرحلۀ اولیه به صورت شماتیک در نقشۀ ایران نشان داده شده اند.
بنا بر این با توجه به معیارهای ذکر شده در جدول 0، غارهای دربند در مهدی شهر استان سمنان، کهک در استان قم، بورنیک و رودافشان هر دو در شهرستان فیروزکوه استان تهران، کان گوهر در صفاشهر استان فارس و چاهدیو )ارازه( در شهرستان نطنز استان اصفهان ،شرایط اولیه برای ذخیرهسازی نفت خام دارند.
1268732149348

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

Downloaded from jeg.khu.ac.ir at 11:35 IRST on Saturday October 28th 2017

جدول 2: غارهای حذف شده در هر يک از معیار
غارهای حذف شده بر اساس هر يک از معیارها معیار ارزيابی رديف
سهولان – زنگینه- یخ مراد- کتله خور- شاپور –کرفتو- دواشکفت –قوری قلعه- کلماکره – ماهی کور -اسپهبد خورشید- هوتو- چال نخجیر- علیصدر- چاه دیو
)قویوسی( قوانین گردش گری و زیست محیطی 9
تایه گه – سراب -تادوان – مظفر سهلک – چاه دریا- ترنگ -ایوب -پراو – شیرآباد-کوه گره وضعیت وجود آب 0
یخگان -قهرمان -پلنگ – طلسم – بوف – بلع زار – کیارام – الیاس تنگه – خان آباد- باباگرگر- بگلیجه احجام غارها 3
کبوتر- اسکندر- آغ بولاق- دو گیجان- قلایچی- بورنیک بزرگ- بورنیک
کوچک- کهریز- میرداوود- هیزج- قلاتاسیان- چاه زندان- هفت خانه- کارده- کنه گرم- چنشت- جوجه- سلیمان – مزدوران- مغان – گلیجک – کرمانچی- خفاش- بت خانه فاصله غار از خطوط لوله اصلی انتقال نفت خام و پالایشگاه های بزرگ کشور 4

گزينه

حذف

های

شده

بر

اساس

قوانین

گردشگری

و

زيست

محیطی

گزینه

های
حذف

شده

بر

اساس

وضعیت

آب

های

زيرزمینی

گزينه

های

باقی

مانده

بر

اساس

تحلیل

اولیه

پالايشگاه

های

بزرگ

کشور

خطوط

لوله

اصلی

انتقال

نفت

خام

گزينه

های
حذف

شده

بر

اساس

فاصله

غار

از

خطوط

لوله

اصلی

انتقال

نفت

خام

و

پالايشگاه

های

بزرگ

کشور

گزينه

های

حذف

شده

بر

اساس

حجم

غار



قیمت: تومان

دسته بندی : زمین شناسی

دیدگاهتان را بنویسید