به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Porous media » در نشریات گروه « مهندسی شیمی، نفت و پلیمر »

تکرار جستجوی کلیدواژه « Porous media » در نشریات گروه « فنی و مهندسی »
  • محمدعلی ایرانمنش*، فاطمه کامیاب
    در این تحقیق به مدل سازی عددی گسترش ترک چسبنده و نیز مدل سازی مسیله تماس نرمال در محیط های متخلخل به روش بدون المان گالرکین غنی سازی شده پرداخته شده است. برای ارضای شرایط مرزی در این روش عددی از روش پنالتی بهره گرفته شده است. مدل سازی ناپیوستگی قوی در میدان تغییرشکل با بهره گیری از خاصیت افراز واحد توابع شکل به کار رفته در روش بدون المان گالرکین، به وسیله غنی سازی خارجی توسط تابع هویساید انجام شده است. رفتار رشد و بازشدگی ترک در مود اول که تحت تنش های کششی اتفاق می افتد و نیز رفتار فشاری در لبه های یک ترک بسته تحت فشار در یک رویکرد واحد به ترتیب توسط تیوری ترک چسبنده و نیز تماس نرمال به روش پنالتی به برنامه کامپیوتری که پیش از این برای مدل سازی محیط های متخلخل تهیه شده بود، اضافه شده است. دستگاه معادلات غیرخطی حاصل نیز به روش نیوتن رافسون خطی سازی و حل شده است. نتایج حاصل در حل مسایل ایجاد و گسترش ترک کششی و نیز ترک های تحت فشار (تماس دو لبه ترک) از صحت فرمول بندی عددی و برنامه کامپیوتری تهیه شده حکایت دارد. با گسترش مدل عددی تهیه شده، امکان مدل سازی مسایل رشد ترک در محیط های متخلخل در حضور سیالات همچون شکست هیدرولیکی فراهم خواهد شد.
    کلید واژگان: ترک چسبنده, تماس نرمال, مدل سازی عددی, محیط متخلخل, روش بدون المان گالرکین, غنی سازی خارجی}
    Mohammad Ali Iranmanesh *, Fatemeh Kamyab
    This study addresses the numerical simulation of cohesive crack propagation and the problem of normal contact in porous media. Penalty method is used to inforce essential boundary conditions. The strong discontinuity in the deformation field is effectively modeled by exploiting the partition of unity property of element-free Galerkin shape functions and employing an external enrichment strategy. To account for the crack initiation and propagation behavior in mode I, which occurs under tensile stresses, as well as the compressive behavior at the edges of a closed crack in compression, the cohesive crack theory and the penalty method are incorporated into the existing computer program prepared for the simulation of porous media using the enriched element-free Galerkin method. The resulting algebraic system of equations are strongly non-linear. So, a suitable approach must be utilized to linearize and solve the equations. Newton-Raphson technique is utilized in this study for this purpose. The results obtained from solving the problems of tensile cracks and cracks under compression (i.e., the contact of two crack edges) indicate the capabilities of the numerical formulation and the prepared computer program. Expanding the prepared numerical model allows for the modeling of crack growth problems in porous media in the presence of fluids, as seen in processes like hydraulic fracturing.
    Keywords: Cohesive crack, Normal Contact, numerical simulation, Porous media, Element-Free Galerkin Method, Extrinsic Enrichment}
  • Hassan Behbahani, Reza Azin *, Shahriar Osfouri
    The growth of hydrocarbon resources dramatically influences the energy market's future. Digital Rock Physics (DRP) is a scientifically accepted approach for evaluating reservoirs' rock qualities. In theory, knowing the geographical distribution of the linked pore space enables one to anticipate the characteristics of a rock sample. But upscaling predictions systematically hasn't been possible yet due to restrictions on unique microscopic resolution and approximated measurements. Getting information about the structure through tomographic pictures of porous materials is an essential part of porous media investigation. The ability to extract pore networks is especially beneficial because it allows for pore network modeling simulation studies, which can also be helpful for various tasks ranging from modeling transportation characteristics to predicting the effectiveness of the whole equipment. This paper deals with a comprehensive overview of the importance, steps and methods of simulating the porous medium using pore network modeling and all their necessary prerequisites. For this purpose, instead of using continuum-based modeling it has been tried to enter in the pore scale and review the steps of modeling that happen in that according to image-based methods mentioned by previous researchers, which are very useful for modeling complex geological materials.
    Keywords: Pore Network Modeling, Digital Rock Physics, Porous media, Reconstruction Algorithms, Open PNM}
  • Alireza Jani, Hamid Zafari Dehkohneh, Saeed Khajeh Varnamkhasti, Arash Farhadi, Mehdi Bahari Moghadam *
    Digital rock technology has emerged as a powerful tool for analyzing reservoir rocks in the petroleum industry. Technically, Digital Rock Physics (DRP) is an effective method for determining reservoir rock properties. The article reviews the history of digital rock, from its origins in the study of porous media to its development into a practical tool for the petroleum industry. The features of digital rock are discussed, including the use of X-ray microcomputed tomography and pore-scale modeling, which allow for the analysis of rock samples at the pore-scale. The philosophy and science behind digital rock are explored, emphasizing the importance of understanding the fundamental physics of fluid flow in porous media. The applications of digital rock in the petroleum industry are discussed, including its use in reservoir characterization, fluid flow simulation, and enhanced oil recovery. The benefits and limitations of digital rock are examined, highlighting the need for careful interpretation of results and the importance of complementary laboratory techniques. The role of pore network modeling in digital rock technology is also discussed, which allows for the simulation of fluid flow in porous media at the pore-scale. Finally, the article discusses future directions for digital rock, including the development of new imaging and modeling techniques and the integration of digital rock with other data sources. Overall, digital rock technology, including pore network modeling, is a promising tool for the petroleum industry that has the potential to improve the understanding of reservoir rocks and enhance hydrocarbon recovery.
    Keywords: Digital Rock Physics, Porous media, Pore Network Modeling, Pore Scale, Open PNM}
  • Ehsan Taheri*, Seyed Ali, Ghoreishian Amiri

    This paper presents a control volume finite element model (CVFEM) to simulate simultaneous flow of two immiscible fluids in non-deformable porous media. The method is fully conservative at the local and global level. It keeps the data structure of the common finite element method (FEM). A pressure-based formulation is presented in this paper. The proper choice of primary unknown variables is a critical step in developing an efficient solution of the multiphase subsurface flow problems. Pressure-based models are one of the common choices to this end. This type of models consists of strong nonlinear terms and encounters convergence difficulties when the Jacobian matrix are poorly approximated. The most severe problem is related to the relative permeability term that appears as a function of volume fraction (or degree of saturation) of the wetting phase. Since water saturation is not a primary unknown variable, the relative permeability terms become a function of two primary unknowns, i.e. wetting and non-wetting pressures, together. A fully implicit first order accurate finite difference scheme is employed for temporal discretization of the equations. A full Newton method with exact Jacobian is considered in this work, and a rapid convergence has been achieved. The model is used to simulating a five-spot problem in a block heterogenous porous medium.

    Keywords: Two-phase flow, Porous media, Pressure-based solution, Relative permeability}
  • Maedeh Mahmoudi, Nima Esmaeilian, Farzin Zokaee Ashtiyani, Bahram Dabir *

    Asphaltene-induced formation damage is one of the complicated processes of permeability damage in porous media, particularly in the near-wellbore area. Asphaltene particles precipitate out of the bulk fluid phase during production as a consequence of pressure drop, which may reduce permeability owing to both deposition of asphaltene nanoparticles on porous media surfaces and plugging of pore throats by larger asphaltene agglomerates. Asphaltene precipitation and deposition in production tubes and surface facilities are well-documented concerns, and many solutions for managing them are available. However, the effects of asphaltene in the reservoir, particularly in the near-wellbore zone, are little known. In this study, using an artificial porous medium, experimental data on pressure drop due to changes in parameters such as flow rate, type of precipitant n-alkane solvent (N-heptane alkane solvent and n-decane are used), and percentage of precipitant were obtained. Next, the amount of permeability reduction due to asphaltene deposition in a porous medium has been calculated. To identify the dominant mechanism in reducing clogging, experimental data was fitted with the proposed quasi-experimental models at different time intervals. One of the study's accomplishments was determining the major mechanism of permeability reduction (in vitro) using a reasonably basic model with the least dependent parameters and a decent approximation. According to the findings, pore throat plugging becomes the dominant mechanism of permeability reduction, although filtration cake formation and surface deposition may exist during the tests.

    Keywords: Asphaltene Deposition, Permeability damage, Porous media, Glass micromodel, solvent injection}
  • هادی ابراهیمی*، حسام الدین نوربخش، اکبر زمانیان، جواد رهبر شهروزی، یحیی زمانی

    گاز سنتز ترکیبی از اجزای اصلی هیدروژن و منواکسیدکربن است که به عنوان یک ماده میانی با ارزش در فرایندهای مهمی نظیر تولید متانول، اتانول، آمونیاک، سنتز فیشر-تروپش در تبدیل گاز به مایع و سولفورزدایی به کار می رود. فرایندهای معمول صنعتی که تاکنون برای تولید گاز سنتز از گاز طبیعی توسعه یافته اند، واحدهای عظیم با مصرف انرژی بالا هستند. روش اکسیداسیون جزیی یا همان احتراق ناقص به دلیل مزایای نسبی متعددی که دارد می تواند به عنوان یکی از روش های جایگزین فرایند متداول ریفرمینگ مرطوب متان محسوب شود. بر همین اساس در تحقیق حاضر به مطالعه فرایند اکسیداسیون جزیی گاز طبیعی در مقیاس نیمه صنعتی (بنچ) به منظور تولید گاز سنتز در یک رآکتور پرداخته خواهد شد. طراحی و ساخت رآکتور مذکور همراه با یافتن مسیر بهینه و تعیین شرایط عملیاتی، علاوه بر کنترل نسبت هیدروژن به منو اکسیدکربن، می تواند منجر به تولید گاز سنتز با حداقل میزان دوده شود. نتایج حاصل از پایلوت اکسایش جزیی با محیط متخلخل نشان می دهد که می توان گاز سنتز با نسبت 1/14 تا 47/1 تولید کرد. گاز متان باقی مانده در محصول و آب و دی اکسیدکربن را در مرحله خالص سازی می توان حذف کرد. طبق مشاهدات انجام شده، زمانی که شعله در محل بالای شعله گیر پایدار بماند، محصول نهایی فاقد دوده است

    کلید واژگان: گاز سنتز, رآکتور غیرکاتالیستی, اکسایش جزئی, محیط متخلخل}
    Hessamoldin Nourbaksh, Akbar Zamaniyan, Javad Rahbar Shahrouzi, Yahya Zamani

    Syngas, a mixture of hydrogen and carbon monoxide, is used as a valuable intermediate gas in important processes such as methanol, ethanol, ammonia, Fischer-Tropsch Synthesis as well as de-sulfurization units. Conventional industrial processes to produce syngas, such as steam reforming, demand high investments and are energy-consuming. Meanwhile, partial oxidation is an alternative method of syngas production with the advantage of lower H2/CO ratio. In the current work, a pilot scale syngas production by partial oxidation in a ceramic porous media is presented. The results obtained from the pilot show that a syngas with H2/CO ratio from 1.14 to 1.47 is produced. The product has lower carbon content than that of a reactor with a common burner. The remained methane, water and CO2 could be removed in the purification unit. According to the observation, when the flame is located upward in the burner, the final product is free of soot.

    Keywords: Syngas, Non-catalytic reactor, Partial oxidation, Porous media}
  • Iman Jafari, Mohsen Masihi, Masoud Nasiri Zarandi *
    Cocurrent spontaneous imbibition (COCSI) of an aqueous phase into matrix blocks arising from capillary forces is an important mechanism for petroleum recovery from fractured petroleum reservoirs. In this work, the modeling of countercurrent imbibition is used to develop the appropriate scaling equations. Considering the imbibition process and the water and oil movement respectively as the wet phase and the non-wet phase in a block saturated by oil and surrounded by two vertical fractures full of water, a differential equation having partial and nonlinear derivatives is introduced using Darcy and mass balance equations. On the other hand, as there is no analytical solution for this equation, a new equation is introduced by considering the different intervals of the wet and non-wet phase viscosity and by selecting the best suitable functions for relative permeability and capillary pressure. Considering the boundary conditions governing the countercurrent imbibition, an analytical solution (equation) is developed. Finally, the developed equation is validated. The results of this research can be very important for a better understanding of the imbibition process and the water and oil movement in the fractured environments.
    Keywords: Fractured Reservoirs, Porous media, Spontaneous Imbibition, Analytical Solution}
  • حسن قاسم زاده*، محمد صنایع پسند
    در یک مخزن نیروهای ناشی از تنش‏های مکانیکی، تنش‏های حرارتی و فشار سیالات بر روی یکدیگر اثر گذاشته و یک پدیده کاملا بهم‎تنیده را ایجاد می‎کنند. تغییر شکل های مخازن در اثر دما و تنش‏های مکانیکی‏ سبب تغییرات تنش موثر شده و میزان دبی تولید را تحت تاثیر قرار می دهد. به صورت مشابه فشارحفره‏ای و تغییرات درجه حرارت سبب تغییرشکل در مخازن ‏می‏شود. از آنجا که این پدیده‏ها به صورت دوطرفه در اندرکنش با یکدیگر قرار دارند، لحاظ کردن تاثیرهای حرارت، فشارحفره‏ای و تغییرشکل ها بر تولید مخزن در برنامه های شبیه سازی مخزن نیازمند حل همزمان معادلات حرارت، ژیومکانیک و جریان می باشد. در این تحقیق ابتدا به بررسی تاریخچه مدلسازی ترموهیدرومکانیک پرداخته می‎شود. سپس معادلات حاکم شامل سه دسته معادلات توازن جرم، توازن مومنتوم و توازن انرژی برای یک محیط متخلخل تغییرشکل پذیر غیرهم دما که توسط سه فاز سیال آب، نفت و گاز اشباع شده است، ارایه می‏شوند. این معادلات به یکدیگر وابسته بوده و بصورت دستگاه معادلات دیفرانسیل جزیی حل می‏گردند. با توجه به تنیده بودن معادلات حاکم و پیچیده بودن شرایط مرزی آنها، این دستگاه معادلات معمولا به روش عددی حل می‏شوند. روش‎های عددی مختلفی برای حل بکار گرفته شده است که دارای نقاط ضعف و قوت متفاوتی هستند. در این مقاله حل عددی معادلات تنیده ترموهیدرومکانیکی حاکم بر مخازن هیدروکربنی، به روش ترکیبی اجزا محدود و احجام محدود مطرح شده و مثالهایی از شبیه سازی محیط‏های متخلخل ارایه می‏گردد. مثال‏ها توانایی مدل پیشنهادی را نشان ‏می‏دهند.
    کلید واژگان: مدل‏سازی تنیده, ترموهیدرومکانیک, محیط متخلخل, مخازن نفت و گاز, روش‏های عددی, مدل چندمقیاسی, مخازن شکاف‏دار}
    Mohammad Sanayepasand
    In an oil reservoirs, the mechanical stresses, the thermal stresses and the fluid pressures can effect on each other and create a completely coupled phenomenon. Reservoir deformations due to thermal and mechanical stresses can cause the changes on effective stress and effect on the rate of production. Similarly, fluid pore pressure and temperature variations can effect on the deformation of reservoirs. Since these phenomena are mutually interacting with each other, considering the effects of temperature, fluid pore pressure and deformation on reservoir production requires the simultaneous simulation of heat, geomechanical and flow equations. In this article, first, the history of thermo-hydro-mechanical modeling is described. Then, the governing equations include three sets of mass equilibrium, momentum equilibrium and energy balance equations are presented for a non-isothermal deformable porous medium that is saturated by three phases of water, oil, and gas. These equations are related to each other and are solved in the form of partial differential equations. Due to being coupled of governing equations and the complexity of their boundary conditions, this equation is usually solved numerically. Different numerical methods have been used for solving which have different positive and negative points. Finally, the numerical solution of coupled thermo-hydro-mechanical equations is described in a finite volume and finite element methods and the examples of porous media simulation are presented. The examples show the ability of the proposed model.
    Keywords: Coupled modeling, Thermo-dynamic, Porous media, Oil, gas storages, Numerical modeling, Multiscale, Cracked storages}
  • محمدرضا شاه نظری*، میر هدایت موسوی، علی صابری
    روش‎های مختلفی برای تولید هیدروژن به‎عنوان سوخت آینده وجود دارد. روش های تولید هیدروژن از سوخت‎های هیدروکربونی از اقتصادی‎ترین این روش‎ ها به شمار می روند. اگرچه اکثر این فرآیندها به‎صورت کاتالیستی انجام می شوند اما به‎صورت ذاتی دارای معایب متعددی از قبیل تخریب کاتالیست‎ها، سیستم پیچیده، پاسخ آهسته و هزینه بالا هستند. از روش‎های جایگزین که اخیرا مورد توجه قرار گرفته است می‎توان به استفاده از فرآیند اکسیداسیون جزئی هیدروکربن‎ها با استفاده از شعله سوپرآدیاباتیک در محیط متخلخل بی‎اثر در حالت غنی و فوق غنی سوخت اشاره نمود. در این مقاله ضمن ارائه نتایج تجربی حاصل از آزمایش، نتایج شبیه سازی عددی یک مشعل محیط متخلخل محتوی ذرات کروی آلومینا ارائه و با نتایج تجربی مقایسه شده است. با در نظرگرفتن یک محدوده ناپیوسته مناسب برای هر یک از پارامترهای ورودی، یک فضای حالت برای آزمون‎ها و محاسبات ایجاد شده و به‎ازای مجموعه حالت های موجود، نتایج به‎دست آمده‎اند. همچنین براساس مجموعه داده ها، شرایط تولید بیشینه کسر مولی هیدروژن و سایر محصولات و بیشینه نسبت تبدیل کلی متان و تبدیل آن به هیدروژن و منوکسید کربن به‎دست آمده اند. نتایج تجربی و عددی از تطابق خوبی در بخش عمده ای از فضای حالت برخوردار بوده اند. راندمان کلی انرژی مشعل در حالت بهینه نیز محاسبه شده است که نشان می دهد برای شرایط ورودی مناسب، بیشینه تولید هیدروژن می تواند با راندمان انرژی نسبتا مطلوب 75 % همراه گردد. در این مقاله نشان داده شده است که با وجود تاثیرهای اساسی تغییرات نسبت هم ارزی بر مشخصه های خروجی فرآیند که مد نظر اکثر محققین در این زمینه نیز قرار گرفته ، پارامترهای ورودی دیگر مانند انرژی آزاد شده به‎ازای حجم مشعل، مجموعه ابعاد راکتور و قطر ذره که معرف میزان تخلخل و ضریب گذردهی محیط است نیز تاثیر چشم‎گیری دارند.
    کلید واژگان: هیدروژن, اکسیداسیون جزیی متان, محیط متخلخل, سوپر آدیاباتیک, نسبت تبدیل}
    Mohammadreza Shahnazari *, Hedayat Mousavi, Ali Saberi
    In this paper, the experimental and the numerical results of a porous media burner containing spherical alumina particles are investigated and also are compared with each other. Based on the data, the maximum production of hydrogen mole fraction and the maximum conversion rate of methane to hydrogen and carbon monoxide have been investigated. Moreover, the results show a good agreement between experimental and numerical methods. The optimum efficiency of the burner is calculated and shows that under good input conditions, the maximum hydrogen production can be achieved with a relatively optimal 75% energy efficiency. It has been shown that despite the significant effects of equivalence ratio on output characteristics parameters, which are considered by many researchers in their papers, other input parameters such as released energy, reactor size, particle diameter (porosity) and the permeability of medium are important and effective on the maximum production of hydrogen.
    Keywords: Hydrogen, Methane Reforming Partial Oxidation, Porous Media, Super Adiabatic, Conversion Rate}
  • Hamideh Radnia, Alireza Solaimany Nazar, Alimorad Rashidi *
    In this paper, the potentials of using particles, especially nanoparticles, in enhanced oil recovery is investigated. The effect of different nanoparticles on wettability alteration, which is an important method to increase oil recovery from oil-wet reservoirs, is reviewed. The effect of different kinds of particles, namely solid inorganic particles, hydrophilic or hydrophobic nanoparticles, and amphiphilic nanohybrids on emulsion formation (which is cited as a contributing factor in crude oil recovery) and emulsion stability is described. The potential of nanohybrids for simultaneously acting as emulsion stabilizers and transporters for catalytic species of in situ reactions in reservoirs is also reviewed. Finally, the application of nanoparticles in core flooding experiments is classified based on the dominant mechanism which causes an increase in oil recovery from cores. However, the preparation of homogeneous suspensions of nanoparticles is a technical challenge when using nanoparticles in enhanced oil recovery (EOR).
    Future researches need to focus on finding out the proper functionalities of nanoparticles to improve their stability under harsh conditions of reservoirs.
    Keywords: Amphiphilic Nanohybrids, Enhance Oil Recovery, Nanoparticle, Pickering Emulsions, Porous Media, Wettability Alteration}
  • ایمان ملکا آشتیانی، علی صابری، محمدرضا شاه نظری *
    پدیده انگشتی شدن ناشی از ناپایداری سیال در محیط متخلخل، کاربردها و نمونه های مختلفی در صنایع، فرآیندها و مسائل طبیعی دارد. در سال های اخیر، مطالعات متعددی بر روی پایداری در محیط متخلخل توسط محققین صورت گرفته است. با توجه به اینکه پایداری جریان قابل امتزاج در محیط های متخلخل، یکی از مسائل کلاسیک به شمار می رود، در این مقاله با شبیه سازی غیر خطی ناپایداری انگشتی شدن لزج، در محیط همسان گرد، به بررسی آن پرداخته ایم. با استفاده از روش طیفی و به کاربردن تبدیل فوریه سریع، معادلات بازنویسی و ناپایداری شبیه سازی شد. با در نظر گرفتن طول اختلاط، بازدهی و میانگین غلظت عرضی به عنوان پارامترهایی جهت تشخیص میزان ناپایداری و بررسی آنها به ازای شرایط مختلف نسبت تحرک، مساله ناپایداری، زمان رشد و اغتشاش و شدت آن مورد بررسی قرار گرفت. با افزایش میزان نسبت تحرک، از بازدهی کاسته و به طول اختلاط افزوده می شود. همچنین با تحلیل نمودار طول اختلاط و استفاده از حل دقیق، زمان شروع انگشتی اولیه را مورد بحث قرار دادیم. سپس الگوهای انگشتی مورد بررسی قرار گرفت و یک الگوی جدید برای اولین بار مشاهده و نام گذاری شد. همچنین با استفاده از برهم نهی بردار سرعت و کانتور غلظت، به صورت کامل تاثیر غلظت بر بردار سرعت و تاثیر هر دو پارامتر بر علت به وجود آمدن الگوی های مختلف انگشتی مورد بررسی قرار گرفت
    کلید واژگان: ناپایداری, انگشتی لزج, محیط متخلخل, بردار سرعت, الگوی انگشتی, غیرخطی}
    Iman Maleka Ashtiani, Ali Saberi, Mohammad Reza Shahnazari *
    Fingering phenomena in porous media has a lot of applications and various models in industries and natural issues. Recently several studies have been done on the stability of fluid in porous media. In this paper, the nonlinear instability of viscous fingering in a homogenous porous media is studied. Using a Fourier spectral method as the basic scheme for numerical simulation, equations transferred to Fourier space. The effect of mobility ratio on mixing length, sweep efficiently and transversely average concentration is examined and results indicate that in a high mobility ratio, sweep efficiently decrease and mixing length increase. Also estimation on beginning of viscous fingering instability has been done by analyzing of mixing length›s graph. In this paper, a new finger interaction mechanism is reported for the first time and named trifurcated tip, other mechanisms reported by previous researcher in the case of high mobility ratio, all are observed in this paper. Also the development of the new finger structures is explained by examining the velocity field which is superposed on the concentration contour.
    Keywords: Instability, Viscous Fingering, Porous Media, Nonlinear Simulation, Fingering Mechanism}
  • محمدرضا رخ فروز، ملیحه برآهویی، سید شهاب الدین آیت اللهی
    برای استفاده از نانوفناوری در ازدیاد برداشت حرارتی برای افزایش راندمان انتقال حرارت، در این تحقیق افزایش ضریب انتقال حرارت با استفاده از نانوفناوری بررسی شده است. در بخش آزمایشگاهی این تحقیق، ابتدا با افزودن نانوذره اکسید مس(به‏عنوان یکی از متداول‏ترین نانوذرات استفاده‏شده در این زمینه) به سیال پایه‏آبی، نانوسیالی پایدار و یک‏نواخت برای استفاده از خواص حرارتی بالای آن تهیه و سپس به درون مغزه تزریق شد. نتایج به‏دست‏آمده پس از تزریق نانوسیال با غلظت 01/0 مولار بیانگر افزایش قابل‏توجه ضریب هدایت حرارتی نسبت به سنگ خشک‏اند(25%) در حالی که آب مقطر تنها 6% ضریب انتقال حرارت را بهتر کرد. در بخش مدل‏سازی این کار تحقیقاتی، با استفاده از ساختار واقعی سنگ به بررسی عددی انتقال حرارت در این نمونه پرداخته شد. برای این منظور دو تصویر از دو مقطع مغزه آزمایش‏شده تهیه شد و از پردازش آنها دو مدل واقعی به دست آمدند که با اعمال شرایط اولیه و شرایط مرزی موجود، نتایج حاصل از شبیه‏سازی عددی با روش اجزای محدود افزایش ضریب هدایت حرارتی موثر تحت‏تاثیر نانوذرات رسانا را تایید کردند. نتایج شبیه‏سازی پس از تزریق نانوسیال با استفاده از مدل های شماره یک و شماره دو بیانگر افزایش 14 و 8% ضریب هدایت حرارتی نسبت به سنگ خشک‏ و در نتیجه افزایش بازده انتقال حرارت‏اند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دادند که روش دینامیک سیالات محاسباتی را می توان به‏عنوان یک روش قابل‏اعتماد در حل این مسئله به کار برد.
    کلید واژگان: محیط متخلخل, شبیه سازی عددی, ضریب هدایت حرارتی, پردازش تصویر, انتقال حرارت}
    Mohammad Reza Rokhforouz, Maliheh Barahoei, Shahab Ayatollahi
    It’s possible to couple the EOR and nanotechnology to utilize the efficiency of both methods. This study is conducted in two steps, (1) experimental and (2) simulation. In the first stage of experimental section, a stable and uniform water-based solution of nano-sized particles of copper oxide with different concentrations (0.01 to 0.05 M) were prepared and then injected into the core samples. Then using a homemade apparatus, thermal conductivity of cores at different cases include dry core, water saturated, nano saturated and dried after one week was measured. The experimental results showed %25 and 6% enhancement of thermal conductivity of nano saturated and water saturated core, respectively relative to the dry core thermal conductivity. In the simulation section, the modeling domain was constructed with realistic morphology to represent cores’ structure. Structural details of cores are obtained by image processing of two captured images from thin sections of cores. The experimental data have been used and validations have been performed by comparing temperature difference variation along to the core for different cases. The simulation approach has been performed by solving heat transfer equations with a commercial finite element package (COMSOL™). The Simulation results of two used models show that the thermal conductivity of nano saturated models have 14% and 8% enhancement, respectively. The obtained results are consistent with experimental data and simulate the improvement of ETC after nanofluid injection. The present study demonstrates that computational fluid dynamics can be a reliable approach to confirm empirical data.
    Keywords: Heat Transfer, Image Processing, Numerical Simulation, Thermal Conductivity, Porous Media}
  • Saeed Naseri, Jamshid Moghadasi, Mohammad Jamialahmadi
    Sulfate scale deposition (BaSO4, CaSO4, and SrSO4) is a common problem in oilfield operations around the world, which causes significant formation damage during production and injection activities. This paper presents the results of an experimental study on the permeability reduction of porous media due to sulfate scale deposition. A set of experiments were conducted to investigate the effects of cation (Ba2, Ca2, and Sr2 ions) concentration and the number of cation species on the permeability reduction resulting from single sulfate scales (single BaSO4, CaSO4, and SrSO scales) and mixed BaSO4, CaSO4, and SrSO4 scale deposition in porous media during water injection. The experiments were performed at a constant temperature of 70 °C and a constant anion (SO4 2- ion) concentration of 3968 ppm in the pack of glass beads as the porous media. The results show that the intensity of permeability reduction increases with increasing cation concentration. These results also declare that the permeability reduction of porous media due to mixed BaSO4, CaSO4, and SrSO4 is clearly severer than single scales.
    Keywords: Mixed Scale Formation, Single Scale, Permeability Reduction, Porous Media, Sulfate Scale}
  • Mohammadreza Shahnazari, Khavar Fazeli
    In recent years, the need for high efficiency and low emission power generation systems has made much attention to the use of fuel cell technology. The solid oxide fuel cells due to their high operating temperature (800 ℃ -1000 ℃) are suitable for power generation systems.
    Two-component gas flow (H2 and H2O) in the porous media of solid oxide fuel cell’s anode have been modeled via lattice Boltzmann method; molecular distributions of the components are evaluated and the concentration voltage drop is investigated. The results of voltage drop in different current densities are validated with previous studies. Then the effects of various parameters such as porosity and non-dimensional current density on the gas diffusion of H2 and H2O, and also the concentration voltage drop in the porous anode are evaluated. It is revealed that at a specific non-dimensional current density, reducing porosity causes increasing H2 concentration in anode and concentration voltage loss. To apply the CFD model, a computer program in MATLAB has been used.
    Keywords: Gas Flow, Porous Media, Lattice Boltzmann Method, Gas Diffusion, Solid Oxide Fuel Cell}
  • حسین معیری*، جلال شایگان، سیدمحمود رضایی
    کشور ما ایران در یک منطقه با آب و هوای گرم واقع شده است. خشکسالی چندسال اخیر نیز سبب شده است تا تامین آب با کیفیت بالا در حوزه های شهری و صنعتی بیش از پیش اهمیت پیدا کند. از این رو بایستی علاوه بر دقت نظر در مصرف آب، ازانواع راهکارهای مناسب جهت بازیابی و تصفیه فاضلاب کمک گرفت.
    در این تحقیق دو راهکار با بهره گیری از تشکیل لایه زیستی در سطح جامد (فناوری تشکیل موانع زیستی2 و فناوری صافی چکنده3) بحث شده و شرح چگونگی تشکیل لایه زیستی در این دو روش، مدلسازی و بکارگیری آنها توضیح داده شده است. در این مطالعه سعی شده است روش های جدید بهره گیری از لایه زیستی به منظور افزایش بازدهی در کیفیت پساب های خروجی در صنایع مختلف نظیر صنعت نفت، صنایع معدنی، متالورژی، سرامیک و هیدرولوژی مورد بحث قرار گیرد.
    موضوع لایه زیستی بدلیل رشد استفاده از پروتزها در مجاری و اندام های درونی انسان نیز چالش برانگیز شده است. وجود لایه زیستی سبب تجمع باکتریایی4 در بدن انسان می شود، و می تواند سلامتی انسان را به خطر اندازد و حتی خطرات جانی در پی داشته باشد، از این نظر رشد لایه زیستی را می توان از دو منظر مثبت و منفی بررسی کرد.
    کلید واژگان: لایه زیستی, صافی چکنده, مانع زیستی, بستر متخلخل}
    H. Moayeri*, J. Shayegan, S. M. Rezaei
    Iran lies in tropical climate while global worldwide warming and subsequent draughts in recent several years intensified the notion of climatology, consequently optimal quality of urban and industrial water received more crucial considerations as though it is necessary to set more precaution over water consumption trends, meanwhile utilizing treated wastewater with eliciting convenient strategies for optimum consumption is sensible critically.The current paper represents two strategies by utilization of biofilm in solid surfaces (technology of biobarrier formation and trickling filter technology). Stepwise biofilm formation in these two areas is also explained and practical mathematical modeling in addition to present process employed is discussed in detail. The present paper reviews the employment of biofilm formation to upgrade the production of various industries such as petroleum, mineral, metallurgical, ceramic and hydrological facilities.The concept of biofilm, due to its increased growth of prostheses utilization in medical applications improves bacterial replication and colonies in body as though to threat the health & life even causing fatality, therefore the process of biofilm replication shall be manifested in positive and negative perspectives.
    Keywords: Biofilm, Trickling Filters, Biobarrier, Porous Media}
  • Sedigheh Ghazvini, Mohammadreza Omidkhah Nasrin *, Manouchehr Nikazar

    This study has been investigated, the effects of three different polar polyacrylamides (anionic, cationic, and nonionic) on asphaltene deposition in porous media. All experiments were carried out in various dead oil flow rates (0.2, 0.1 and 0.02 cc/min) and different polymer concentrations (500, 2500, 4000 ppm). The results indicated that asphaltene precipitation was affected by the presence of polar additives such as charged polyacrylamide. In general, anionic polyacrylamide increased the asphaltene deposition. The amount of deposition is proportional directly to the increasing concentration of anionic polyacrylamide. Anionic polyacrylamide with the concentrations of 2500 and 4000ppm behaved as a promoter while the hydrophilic property of nonionic polyacrylamide acts as an inhibitor of the precipitation. Stabilization of asphaltene deposition was disturbed in the presence of cationic polyacrylamide. Moreover, the electrostatic and acid-base mechanisms had showed a retarding effect on it. The flow rate is another parameter, which is taken into account besides other factors.

    Keywords: Asphaltene, Charge density, Porous media, SiC sand packs, Polyacrylamide}
  • ترانه جعفری بهبهانی، عباس شهر آبادی، سیروس قطبی، وحید تقی خانی
    آسفالتین سنگینترین جزء نفت خام میباشد که در حالت عادی در آن به صورت پایدار حل شده و در صورت تغییر شرایط ترمودینامیکی و هیدرودینامیکی، از نفت جدا می شود و در مخزن، نزدیکی دهانه چاه، ستون چاه، خطوط لوله انتقال نفت و یا تسهیلات سطحالارضی رسوب میکند. تاکنون کارهای فراوانی برروی شناخت ساختار، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آسفالتین انجام شده است. اما در بحث رفتار هیدرودینامیکی و مکانیزم ته نشین شدن آسفالتین در محیط متخلخل کارهای اندکی انجام شده است. هدف از انجام این کار تحقیقاتی، بررسی اثر دبی تزریق بر فرآیند تهنشین شدن آسفالتین در محیط متخلخل و مدلسازی پارامترهای پدیده نشست آسفالتین میباشد. بدین منظور فرآیند سیلابزنی نفت در درون مغزه کربناته طبیعی در دبی های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده میتوان دریافت که پدیده نشست آسفالتین در شدت جریان کم در دو مرحله روی میدهد. در مرحله اول با افزایش میزان تزریق، کاهش تراوایی ناشی از نشست آسفالتین افزایش می یابد. سپس تراوایی تقریبا ثابت می شود که این امر بیانگر برابری میزان نشست آسفالتین و میزان برداشته شدن از روی سطح متخلخل میباشد. همچنین نتایج در دبی بالاتر نشان میدهد که در ابتدا تراوایی کاهش یافته و به یک مقدار کمینه میرسد. پس از آن تراوایی در اثر مکانیزم همراه بردگی بهبود یافته و سپس ثابت میشود. جهت تجزیه و تحلیل اثرات پارامترهای مختلف، مکانیزیمهای پدیده نشست آسفالتین مانند مکانیزم نشست سطحی و همراه بردگی و آنالیز حساسیت در مدل هیدرودینامیکی انجام شد. آنالیز حساسیت نشان میدهد که با افزایش ضریب مکانیزم نشست سطحی و گرفتگی مکانیکی، تراوایی سنگ کم و با افزایش ضریب مکانیزم همراه بردگی تراوایی سنگ مخزن افزایش می یابد.
    کلید واژگان: نشست آسفالتین, دبی تزریق, محیط متخلخل, کاهش تراوایی, آسیب دیدگی سازند}
    Aasphaltene consists of heavy hydrocarbon molecules which are in colloidal suspension in the oil and stabilized by resins adsorbed on their surface. A very few works currently exist on asphaltene deposition under dynamic conditions using porous media. In this work, experimental and modeling studies were conducted to determine the effect of asphaltene deposition on the reduction of the permeability of carbonate rock samples at different oil injection rates. The experimental results show that an increase in the injection flow rate can result in an increase in asphaltene deposition and thereby permeability reduction. Also, it can be observed that at a lower injection flow rate, a monotonic decrease in the permeability of the rock samples can be attained upon increasing the injection flow rate, while at higher injection rates after a decrease in rock permeability, an increasing trend is observed before a steady state condition can be reached. Sensitivity analysis was done to understand the effects of some parameters such as surface deposition rate coefficient and entrainment rate coefficient on asphaltene deposition. It can be found that the reduction of permeability decreases by increasing β. Finally, it can be concluded that reduction of permeability increases as surface deposition rate coefficient rises.
    Keywords: Asphaltene Deposition, Formation Damage, Porous Media, Permeability Reduction, Oil Injection Rate}
  • Monir Taherkhani, Peyman Pourafshary
    Diffusivity equation commonly used for pressure distribution prediction in porous media results from substituting equation of state and continuity equation in Navier-Stokes momentum equation. From mathematical point of view this equation format shows infinite propagation speed for pressure pulse through porous media, which is physically impossible. This issue may caused by numerous assumptions that has been implemented for developing diffusivity equation. However, if we omit two main assumptions of steady state condition and constant velocity and consider linear approximation for velocity field, the pressure propagation differential equation would be hyperbolic which is called Telegraph Equation. The propagation speed is limited for this equation. In this work, these equations are compared in prediction of pressure pulse propagation in Cartesian coordination with different parameters. The results show that the telegraph equation has minor correction in some cases as: far distances from pressure pulse source, when the fluid has high viscosity and for the rocks with low porosity and permeability; so considering common parameters in hydrocarbon reservoirs, the diffusivity equation has sufficient accuracy for reservoir engineering applications.
    Keywords: Diffusivity equation, Darcy equation, Pressure distribution equation, Porous media, Telegraph equation}
  • روح الله فرج زاده، قربانعلی صبحی، وحید ژاله کریمی، ایوب صادق آزاد
    در ازدیاد برداشت از مخازن به وسیله افزایش فشار، با رعایت قوانین زیست محیطی گاهی اوقات آب تولید شده از مخزن دوباره به مخزن بازگردانده می شود. وجود ذرات جامد و همچنین قطرات ریز نفت موجود در آب تزریقی، سبب کاهش شدید ضریب نفوذ پذیری مخزن و در نتیجه کاهش تولید می شود. در این تحقیق عبور سیالات حاوی ذرات جامد (سوسپانسیون ها) در محیط متخلخل مورد بررسی قرار گرفته و همچنین مکانیسم های رسوب ذرات با توجه به سرعت سیال و اندازه ذرات توضیح داده شده است. در ادامه، مهمترین مدل ریاضی مورد استفاده در نرم افزارهای مختلف معرفی و تاثیر پارامترهای مختلف در شدت و اندازه تخریب سازند بررسی شده است.
    کلید واژگان: محیط متخلخل, سوسپانسیون, ذرات جامد, تخریب سازند}
    In order to enhance the oil recovery and meet the environmental regulations; the produced water is usually re-injected into reservoirs. However, existence of solid particles and oil droplets (which are present in the produced water) may decrease permeability values. In this paper, the transfer of suspensions (fluids containing solid particles) through a porous medium and also particle deposition mechanisms were studied. The most common mathematical model was explained. Also the effect of different parameters on damage were investigated.
    Keywords: Porous Media, Suspensions Solid Particles, Formation Damage}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال