فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 76 (بهمن و اسفند 1392)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 76 (بهمن و اسفند 1392)

  • تاریخ انتشار: 1393/01/18
  • تعداد عناوین: 14
|
  • علی کریمی، علیمراد رشیدی، بهرام ناصرنژاد صفحات 4-15
    در این مقاله اثر ایجاد گروه های عاملی بر روی سطح پایه نانو لوله کربنی به عنوان پارامتر موثر در توزیع بهتر فاز فعال در کاتالیست های کبالت، مورد بررسی قرار گرفته است. کاتالیست های مورد نظر روی پایه نانو لوله کربنی معمولی و عامل دار شده با بارگذاری 10% وزنی کبالت ساخته شد. کاربرد این کاتالیست ها در سنتز فیشر- تروپش نشان داده که تزریق هم زمان هیدروژن و مونوکسیدکربن به نسبت 2 به 1 باعث بهبود فعالیت، گزینش پذیری و پایداری کاتالیست می شود. کاتالیست با روش های مختلف آنالیز شده که این روش ها شامل آنالیز XRDا، TEM، جذب شیمیایی هیدروژن، TPR، آزمایشات سنجش فعالیت، گزینش پذیری و پایداری کاتالیست می باشد. منحنی TPR نشان می دهد که کاتالیست کبالت روی نانو لوله کربنی عامل دار شده نسبت به کاتالیست کبالت روی نانو لوله کربنی معمولی، دارای ذرات کنترل شده تر فاز فعال بوده و این ذرات دماهای پیک احیاء را به سمت دماهای پایین تر انتقال می دهند که نشانه توزیع بهتر کبالت و احیاء پذیری بهتر ذرات فاز فعال در این نوع کاتالیست ها می باشد. همچنین این توزیع بهتر و یکنواخت فاز فعال، باعث بهتر شدن عملکرد این کاتالیست در فرآیند فیشر- تروپش می گردد. در یک مقایسه انجام شده، میزان تولید محصولات سنتز فیشر- تروپش از 35/0 به (Hyd./gcat./min. g) 43/0، میزان درصد تبدیل مونوکسید کربن از 8/52 به 5/62%، میزان گزینش پذیری C5+ از 85 به90% افزایش یافت و همچنین میزان گزینش پذیری CH4 از 11 به 5% کاهش یافته است: همچنین پایداری کاتالیست به میزان قابل ملاحظه ای در طول 120 ساعت واکنش نسبت به کاتالیست کبالت بر پایه نانو لوله کربنی معمولی افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: فیشر تروپش، عاملدارکردن، نانو لوله کربنی، احیاءپذیری، فعالیت وگزینش پذیری
  • سید کوروش مجهور، محمدکمال قاسم العسکری، حسام الدین شریفی، مهدی محمود کلایه صفحات 16-23
    هدف از بررسی ویژگی های مخزن، مشخص کردن توزیع فضایی شاخص های پتروفیزیکی مانند تخلخل و تراوایی می باشد. روابط تخلخل و تراوایی می تواند در چارچوب واحدهای جریانی و به منظور تعیین سنگ های مخزنی ناهمگن به کار گرفته شود. یک واحد جریان، حجمی از سنگ مخزن است که به طور عمودی و جانبی پیوسته و قابل پیش بینی بوده و خصوصیات زمین شناسی و پتروفیزیکی تاثیرگذار بر جریان سیال در درون آن ثابت می باشد. تعیین واحدهای جریانی در مخزن و بررسی آنها، برای شناخت دقیق مخزن و نیز برای شبیه سازی مخزن توسط نرم افزارهای شبیه سازی، ضروری است. در این مطالعه واحدهای جریانی بر اساس دو روش منطقه بندی آماری و نمودار لورنز اصلاح شده بر مبنای چینه نگاری (SMLP)، در میدان گازی تابناک مشخص شده است. برای تعیین این واحدها، از تلفیق داده های پتروفیزیکی و مقایسه تخلخل و تراوایی مغزه در سه چاه استفاده شده است. با مقایسه واحدهای جریانی حاصل از این دو روش مشخص شد که تطابق نسبتا خوبی در زون های تراوا میان روش های مذکور وجود دارد.
    کلیدواژگان: واحد جریان، منطقه بندی آماری تسترمن، نمودار لورنز اصلاح شده بر مبنای چینه نگاری، تخلخل، تراوایی
  • حسین قنواتی، ایرج نحوی صفحات 24-36
    استفاده از قندهای حاصل از هیدرولیز ترکیبات لیگنوسلولزی راهکار مناسبی برای تولید بیودیزل مخمری است. در این تحقیق برای شناسایی سویه های مخمری مولد چربی از رنگ آمیزی با سودان سیاه و رنگ فلورسنت نایل رد استفاده شد. رشد و تولید لیپید با استفاده از گلوکز، زایلوز و نیز مخلوط گلوکز و زایلوز به عنوان منبع کربنی در 11 سویه مخمری منتخب بومی و 2 سویه مخمری از کلکسیون میکروبی DSMZ مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد سویه های بومی توانایی تولید مقادیر بالایی از لیپید را دارا می باشد، در نتیجه می توان از آن برای تولید این محصول استفاده کرد. در این تحقیق براساس نوع سویه و منبع کربن، میزان تولید لیپید بین gr/lit 21/0 تا 95/6، میزان زی توده خشک سلولی بینg/lit 73/0 تا 9/10، محتوای لیپیدی بین 4/26% تا 4/81% و کارآیی تولید لیپید بین 41/6% تا 95/21% متغیر بود. بیشترین محتوای لیپیدی (4/81 %) و کارآیی تولید لیپید (95/21%) توسط سویه UIMC65 به دست آمد. بیشترین میزان تولید لیپید (gr/lit 95/6) مربوط به سویه های UIMC35 (در حضور مخلوط گلوکز و زایلوز) و UIMC74 (درحضور گلوکز) بود. از تکنیک های TLC و FT-IRspectroscopy به منظور ارزیابی کیفی روغن تک یاخته تولیدی استفاده گردید.
    کلیدواژگان: سویه های مخمری مولد چربی، روغن تک یاخته، بیودیزل، گلوکز، زایلوز
  • معصومه کوهی، مصطفی محمدی، امیر صرافی صفحات 37-47
    در مطالعه حاضر، دسته ای از پوشش های هوشمند بر پایه میکرو/ نانو کپسول ها، با هدف کاهش خوردگی در خطوط انتقال نفت و گاز مورد بررسی قرار گرفته است. پوسته کپسول ها از جنس اوره فرمالدهید و هسته آنها از جنس روغن تانگ بوده که به عنوان عامل ترمیم کننده عمل می نماید. در این تحقیق پارامترهای موثر بر عملکرد پوشش از قبیل نرخ هم زدن در فرآیند کپسول سازی، اندازه کپسول و درصد استفاده از کپسول در ساختار پوشش بررسی و بهینه سازی شده است. به علاوه سایر خواص پوشش از قبیل توانایی محافظت در برابر خوردگی و چسبندگی پوشش به زیر لایه به ترتیب توسط اسپکتروسکوپی امپدانس الکتروشیمیایی و آزمون چسبندگی (Pulloff) مورد بررسی قرارگرفته است. نتایج می دهد که با ریزتر شدن کپسول ها و به عبارتی استفاده از دورهای بالاتر هم زدن، مقاومت در برابر خوردگی و همچنین چسبندگی پوشش به زیر لایه بهبود می یابد. به علاوه استفاده از کپسول در ساختار، قابلیت محافظت کنندگی را به میزان قابل ملاحظه ای افزایش می دهد که از نتایج آزمون های الکتروشیمیایی و جذب آب می توان به آن پی برد. بهترین درصد استفاده از کپسول برابر با 15% وزنی است که منجر به افزایش مقاومت پوشش در برابر خوردگی می شود.
    کلیدواژگان: میکرو، نانوکپسول، پوشش، خودترمیم کنندگی، خوردگی
  • علی اصغر پاسبان، علی اکبر میران بیگی صفحات 48-56
    در این پژوهش تاثیر اسکونجرهای شیمیایی در کاهش و به حداقل رساندن مقدار H2S در نفت خام مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت ارتقای کیفیت و افزایش ارزش افزوده نفت های خام تولیدی و صادراتی، ابتدا عملیات عاری سازی سرد و عوامل موثر بر کارایی آن در حذف سولفید هیدروژن روی نفت های خام ترش بررسی شده است. در مرحله بعد چند نمونه اسکونجر سنتزی و اثر آنها بر کاهش H2S چهار نمونه نفت خام ایران نیز آزمایش گردید. طراحی آزمایش ها و بررسی نتایج با استفاده از نرم افزار 14Minitab انجام شده است. بدین منظور اثر عوامل مختلف مانند نسبت غلظت اسکونجر، دما و زمان تماس آن با نفت خام برروی کاهش H2S مطالعه شد. نتایج پژوهش نشان می دهد که اسکونجرهای شیمیایی سنتزی شماره 1 و 2 نسبت به سایر اسکونجرهای سنتزی از کارآیی بهتری برخوردار هستند. به نحوی که در شرایط بهینه، (غلظت ppm 1100 و دمای C°50) در مدت زمان 15 دقیقه، غلظت H2S نفت خام را از ppm 950 به کمتر از ppm 15 کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: اسکونجر، شیرین سازی نفت خام، هیدروژن سولفید، فرآیندهای عاری سازی
  • علی صالحی راد، محمد حقیقت کیش، سید محمد حسینی ورکیانی صفحات 57-64
    رها شدن ناخواسته نفت از مخازن گوناگون به دریا خسارات زیست محیطی و اقتصادی فراوانی به همراه دارد. در تحقیقات اخیر برای حذف مواد نفتی شناور از سطح آب اقیانوس ها، جاذب های مصنوعی و طبیعی مانند الیاف پلی پروپیلن، پنبه و پشم به کار رفته است. در تحقیق حاضر، منسوجات بی بافت ساخته شده از مخلوط الیاف معمولی و توخالی پلی استر (0، 25، 50، 75 و 100% توخالی) از نظر ظرفیت برداشت و روغن باقی مانده مورد آزمایش قرار گرفتند. چهار نمونه مایعات نفتی در آزمایشات به کار رفت. ظرفیت جذب و قابلیت باقی ماندن مایع نفتی در منسوج 100% الیاف توخالی در میان نمونه های مورد آزمایش، برتر بود. نتایج نشان می دهد که جایگزینی الیاف معمولی با الیاف توخالی، ظرفیت برداشت مایعات نفتی را افزایش می دهد و مانع فرورفتن الیاف در عمق آب می شود. این مزیت الیاف توخالی به علت سطح مخصوص بیشتر و حجم ظاهری بزرگ تر آن می باشد.
    کلیدواژگان: آلودگی نفتی، پاک سازی لکه های نفتی، الیاف توخالی پلی استری، منسوجات بی بافت
  • مجید سبک روح، سید حجت هاشمی، محمدرضا فراهانی صفحات 65-79
    تنش های پسماند ناشی از جوش کاری باعث کاهش تنش طراحی خطوط لوله قطور و پرفشار انتقال گاز طبیعی می شود. در این مطالعه که برای اولین بار در ایران صورت گرفته است، ابتدا دو قطعه لوله 56 اینچ فولادی (از نوع درز جوش مارپیچ) با گرید ایکس 70 و ضخامت 780/0 اینچ بر اساس دستورالعمل ویژه شرکت ملی گاز ایران جوش کاری گردید. پس از آن آزمون کرنش سنجی سوراخ بر اساس استاندارد ASTM E 837 انجام شد. سپس برای اطمینان از سلامت جوش، تبدیل کرنش های آزاد شده به تنش و تشخیص اثر این تنش ها بر رفتار سازه، آزمایش های کوانتومتری، متالوگرافی، کشش و ضربه انجام شد. نتایج نشان می دهد حداکثر تنش پسماند کششی در مرکز درز جوش و در راستای محیطی سطح خارجی لوله برابر با MPa 318 بوده و بیش از 60 % استحکام تسلیم جوش می باشد. در منطقه جوش، عناصر میکروآلیاژی کاهش و میزان کربن افزایش یافته است. در پاس سطح 75% فاز مارتنزیت تمپر نشده مشاهده شده است. افزایش کربن سبب افزایش حجم کریستالی مارتنزیت و در نتیجه کاهش تنش پسماند و همچنین کاهش مقاومت ماده خواهد شد. کاهش استحکام کششی در جوش نیز سبب افزایش درصد تنش پسماند نسبت به استحکام استاتیکی سازه شده است. علاوه بر این کمترین مقاومت به ضربه در راستای محیطی (45J) جوش سر به سر لوله اتفاق افتاده است. بنابراین مرکز درز جوش در راستای محیطی سطح خارجی به عنوان ناحیه بحرانی لوله دارای بیشترین تنش پسماند کششی و درصد فاز مارتنزیت و کمترین عناصر میکروآلیاژی، استحکام تسلیم، کرنش نهایی و مقاومت به ضربه است.
    کلیدواژگان: تنش پسماند، جوش چند پاسه محیطی، کرنش سنجی سوراخ، خواص مکانیکی و متالورژیکی، لوله API X70
  • جابر نشاطی، شمس الدین عابدی، مسیح حسینی جناب، خالد فرصت صفحات 80-91
    در این مقاله رفتار خوردگی فولاد زنگ نزن 316L درمحلول فرآیند سولفیران به طریق آزمایشگاهی و پایلوتی مورد ارزیابی قرار گرفت. از روش های الکتروشیمیایی شامل منحنی های تافل، منحنی های پلاریزاسیون چرخه ای و اسپکتروسکوپی امپدانس (EIS) در بررسی های آزمایشگاهی استفاده شد. آزمایش ها در محدوده دمایی C° 35-45 انجام شد. بررسی های آزمایشگاهی نشان داد نرخ خورگی آلیاژ فولادهای زنگ نزن SS316L کمتر از 1mpy در محیط سولفیران است. همچنین علاوه بر خوردگی یکنواخت احتمال حفره زایی فولاد زنگ نزن SS316L در محیط سولفیران به مقدار کمی وجود دارد. برای ارزیابی پایلوتی خوردگی آلیاژ مذکور از روش کاهش وزن استفاده شد. نتایج حاصل با یافته های آزمایشگاهی مطابقت داشت. علاوه بر این ارزیابی های متالوگرافی و آنالیز سطح با استفاده از روش های SEM، XRD و XRF انجام شد. نتایج بررسی های ریزساختاری خوردگی SS316L نشان داد، علی رغم ساختار پر از آخال (ذرات کاربیدی کشیده شده و قرار گرفته در جهت نورد)، آلیاژ مذکور از مقاومت به خوردگی خوبی در محیط سولفیران برخوردار است و تنها مقدار بسیار جزیی خوردگی با مورفولوژی یکنواخت بر روی سطوح نمونه ها مشاهده شد.
    کلیدواژگان: فرآیند سولفیران، خوردگی، پلاریزاسیون، کاهش وزن، امپدانس الکتروشیمیایی
  • هاله لطفعلی نژاد، محمدرضا جعفری نصر صفحات 92-109
    مبدل های پوسته لوله ای پر کاربردترین نوع مبدل ها در صنایع می باشند. با توجه به وسعت کاربرد این مبدل ها محققین تلاش های فراوانی در جهت افزایش راندمان و کارایی آنها انجام داده اند. یکی از موفق ترین روش های افزایش کارایی حرارتی نصب دستگاه های اختلاط ایستا درون لوله های مبدل است. در این مقاله ضمن ارزیابی معادلات عملکردی دستگاه های اختلاط کنیکس، با بهره گیری از محاسبات دینامیکی سیال (CFD) و شبیه سازی نحوه عملکرد دستگاه های اختلاط کنیکس در مبدل های حرارتی پوسته لوله ای برای جریان تک فاز دارای رژیم های آرام و درهم، مطمئن ترین معادلات لازم برای طراحی این نوع مبدل ها انتخاب و معرفی شده است. با استفاده از این روش می توان تعداد واحد بهینه مورد نیاز از این نوع دستگاه ها را برای یک عملکرد مشخص تعیین نمود.
    کلیدواژگان: مبدل پوسته لوله ای، دستگاه های اختلاط ایستای کنیکس، معادلات عملکردی، شبیه سازی، جریان تک فاز آرام و درهم
  • مهدی پورافشاری چنار، مهسان باصفا، مهرداد کسرایی یگانه صفحات 110-123
    در این مطالعه طراحی و شبیه سازی فرآیندهای مختلف نم زدایی گاز طبیعی شامل فرآیندهای غشایی، جذب به کمک حلال و جذب سطحی انجام شده و نتایج حاصل از ارزیابی های اقتصادی این فرآیندها با یکدیگر مقایسه شده است. شبیه سازی واحد جذب به کمک حلال توسط نرم افزار Aspen-Hysys و مدل سازی و شبیه سازی سیستم غشایی در محیط نرم افزار MATLAB انجام شد. در تمامی فرآیندهای طراحی شده، هدف، رساندن میزان رطوبت موجود در جریان گاز طبیعی به مقدار مجاز موجود در خطوط لوله (یعنی lbm/MMSCF 7) بوده است. نتایج به دست آمده نشان داد که در محدوده شرایط عملیاتی فرض شده در این مطالعه، هزینه جداسازی سیستم غشایی در سرعت های پایین خوراک کم تر از سایر واحدهای نم زدایی است. به تدریج و با افزایش سرعت خوراک و به دنبال آن کاهش قابل ملاحظه در هزینه های واحدهای جذب و جذب سطحی، این اختلاف کم تر می شود. به علاوه، تحت شرایط عملیاتی مورد استفاده در این مطالعه، هزینه واحدهای غشایی از واحدهای جذب سطحی نیز کم تر است. طبق نتایج حاصل از ارزیابی اقتصادی و بهینه سازی سیستم های ترکیبی غشاء-جذب و نیز غشاء-جذب سطحی، در صورت استفاده از سیستم غشایی در بالادست هر یک از فرآیندهای نم زدایی و نیز با توجه به شرایط عملیاتی موجود در هر واحد نم زدایی، کاهش قابل ملاحظه ای در هزینه های جداسازی کل ایجاد خواهد شد.
    کلیدواژگان: ارزیابی اقتصادی، سیستم غشایی، شبیه سازی، مدل سازی، نم زدایی
  • روح الله پرویزی، پیمان رضایی صفحات 124-137
    AVO یا تغییرات دامنه در مقابل دورافت، یکی از روش های موثر در شناسایی نوع سیالات در اکتشافات زیر سطحی است. در این مطالعه با بهره گیری از مدل سازی مستقیم و معکوس در قالب آنالیز AVO به بررسی وجود هیدروکربورهای سبک در دشت گرگان پرداخته شده است. هدف، مدل سازی مستقیم تعیین نشان گرهای وابسته به لیتولوژی و سیال است. آنالیز مذکور در ارتباط با نشان گرهای تبدیلی و غیر تبدیلی انجام شده است. مدل سازی معکوس با داده های واقعی سروکار دارد و از نتایج مدل سازی مستقیم که برای شناسایی زون های حاوی هیدروکربورهای سبک بهره می گیرد شناسایی شوند. به کارگیری روش معرفی شده در دشت گرگان نشان می دهد که نشان گرهای تبدیلی مانند بازتابندگی سد صوتی موج برشی و بازتابندگی سرعت موج برشی نسبت به نشانگرهای غیر تبدیلی شامل بازتابندگی سد صوتی موج تراکمی و بازتابندگی سرعت موج تراکمی، قابلیت بالاتری در تمایز سیال دارد. تشکیل مقاطع برگردان شده از نشان گرهای سیالی، دو زون هیدروکربوری سبک را در زیر ناپیوستگی کرتاسه – ترشیری آشکار می سازد و انتظار می رود که در زیر این زون ها آب وجود داشته باشد. با بررسی مقادیر نشان گرهای تقابل دانسیته، سرعت موج برشی و تراکمی از روی مقاطع برگردان شده نشان گرهای مذکور و در نظر گرفتن نمودار راموس – کاستاگنا می توان گفت که درجه اشباع آب 90% و درجه اشباع زون های هیدروکربوری شناسایی شده در زیر ناپیوستگی کرتاسه – ترشیری در حدود 10% است.
    کلیدواژگان: تغییرات دامنه در مقابل دورافت، نشان گرهای تبدیلی، مدل سازی مستقیم AVO، مدل سازی معکوس AVO
  • میثم سلیمی دلشاد، عزت الله کاظم زاده، امیر اصغری، اصغر نادری صفحات 138-153
    ساخت یک مدل سه بعدی از پارامترهای مخزنی به ویژه تخلخل و تراوایی برای شبیه سازی جریان سیال بسیار حائز اهمیت است. هرچه این مدل به مقادیر واقعی نزدیک تر باشد، شبیه سازی مخزن بهتر انجام می گیرد. در این مقاله با استفاده از چهار روش مختلف زمین آماری کریجینگ، کوکریجینگ هم مختصات، شبیه سازی گوسی متوالی و شبیه سازی گوسی متوالی توام، تخمین و شبیه سازی سه بعدی تخلخل مخزن شده است. در ابتدا از روش کریجینگ و تنها براساس داده های چاه در تخمین استفاده شده است. سپس با استفاده از نشانگر لرزه ای مقاومت صوتی به عنوان پارامتر ثانویه در روش کوکریجینگ هم مختصات، اقدام به ساخت مدل سه بعدی می شود. در شبیه سازی گوسی متوالی نیز از دو الگوریتم بر پایه روابط کریجینگ و روابط کوکریجینگ هم مختصات استفاده شده است. در نهایت هر یک از روش های مذکور اعتبار سنجی گردید که نتایج حاصل از اعتبار سنجی متقابل نشان می دهد استفاده از داده ثانویه در شبیه سازی بهترین نتایج را به دست می دهد.
    کلیدواژگان: کریجینگ، کوکریجینگ هم مختصات، شبیه سازی گوسی متوالی توام، اعتبارسنجی متقابل، تخلخل
  • مجید محمدی، سیدعلی موسوی دهقانی صفحات 154-167
    در این مقاله با استفاده از آسفالتین استخراج شده از یک نمونه نفت خام از میادین نفتی جنوبی ایران و چند مینرال سنگ مخزن مختلف، مقدار جذب سطحی آسفالتین بعد از تعیین غلظت تعادلی با استفاده از دستگاهnm) UV/VIS328) محاسبه شده است. جذب آسفالتین بر روی چهار مینرال کائولن، کلسیت، دولومیت و کوارتز مورد آنالیز و مقایسه قرار داده شد که از میان مینرال ها بیشترین جذب برای کائولن مشاهده شد. از مدل لانگ مویر اصلاح شده برای مقایسه بین داده های آزمایشگاهی و مدل استفاده شد. پارامترهای مدل لانگ مویر اصلاح شده از چهار مدل خطی با استفاده از روش رگرسیون خطی به دست آمد. نتایج نشان می دهد که کائولن، کلسیت و کوارتز از مدل عمومی ایزوترم لانگ مویر پیروی می کنند که موید این مطلب است که جذب آسفالتین بر روی سطح مینرال آنها به صورت تک لایه صورت می گیرد. ولی دولومیت نسبت به سایر مینرال ها رفتار متفاوتی از خود نشان داد. دولویت از مدل عمومی ایزوترم لانگ مویر پیروی نمی کند، که ثابت نمی کند جذب آسفالتین بر روی سطح مینرال به صورت چند لایه صورت می گیرد. از مدل ایزوترم لانگ مویر اصلاح شده برای توجیه جذب چند لایه استفاده شد و مشاهده گردید که تطابق خوبی بین خروجی های مدل با داده های حاصل از نتایج آزمایشگاهی وجود دارد. در کائولن، کلسیت، دولومیت و کوارتز، در Xهای بهینه (در ایزوترم خطی مدل اول)، مقادیر R2 به ترتیب برابر است با 991/0، 994/0، 95/0 و 991/0 می باشد.
    کلیدواژگان: آسفالتین، مینرال سنگ مخزن، جذب تک لایه و چند لایه، ایزوترم لانگ مویر اصلاح شده
  • حمید سلطانیان صفحات 168-179
    طراحی دوغاب سیمان سبک وزن با استفاده از فناوری نانو هیچ گونه سابقه ای در دنیا نداشته، لیکن در کشورهای صنعتی صاحب تکنولوژی با استفاده از کف، میکرواسفرها و تکنولوژی لایت کریت دوغاب های سبک وزنی طراحی شده اند که با دوغاب های سیمان سبک وزن طراحی شده پژوهشگاه صنعت نفت قابل مقایسه نمی باشند.دوغاب های سبک وزن طراحی شده با استفاده از فناوری فوق معایبی همچون خواص رئولوژیکی نامطلوب، مقاومت تراکمی بسیار پایین، تخلخل و نفوذپذیری بالایی می باشند، اما در این تحقیق با کمک نانو ذرات HSL، میکرو اسفر،سیمان کلاس G و با استفاده از روش توزیع دانه بندی ذرات، علاوه بر سبک سازی دوغاب های سیمان تا وزن 62 پوند بر فوت مکعب، دوغاب های سبک وزن مختلف با خصوصیات مورد انتظار در شرایط واقعی چاه طراحی شده اند. در این روش محدوده هایی از اندازه های ذرات جامد به دقت انتخاب شده اند به طوری که با افزایش ذرات جامد غیر یکنواخت علاوه بر رفع معایب سیمان های سبک که به آن اشاره شده زمان انتظار برای رسیدن به حداقل مقاومت تراکمی psi500 جهت شروع مجدد عملیات حفاری (WOC) دوغاب سیمان را به مدت زمان حداکثر 8 ساعت کاهش می دهد و دارای مقاومت تراکمی 24 ساعته psi2000 در دمای190 درجه فارنهایت، تخلخل 36% و نفوذپذیری 01/0 میلی دارسی برای وزن 34PPG/8می باشد.و همچنین خواص ویژه افزودنی های مهار مهاجرت گاز، که شامل انقباض حجمی کم وتوسعه مقاومت فشاری سریع است توسط دوغاب های جدید به طور غیر مستقیم فراهم شده است.
    کلیدواژگان: افت صافی، سیمان سبک، مقاومت تراکمی، نانو ذرات، توزیع دانه بندی
|
  • Pages 4-15
    The influence of functionalizing carbon nanotube (CNT) of CNT-supported nanocatalyst in Fischer-Tropsch synthesis (FTS) has been investigated. The catalysts were synthesized by the wet impregnation of 10 wt. % of cobalt loading over CNT and functionalized CNT. The catalysts were characterized by using BET، XRD، H2 chemisorption، TPR، and TEM. According to the TEM analysis، smaller cobalt particles (3-8 nm) synthesized on functionalized CNT had very narrow particle size distributions and were mostly confined inside the CNT. The deposition of cobalt nanoparticles synthesized on functionalized CNT shifted the reduction peaks to a lower temperature، indicating higher reducibility of uniform cobalt particles. Using the proposed functionalized CNT-supported cobalt catalyst increased the FTS rate (g HC/gcat. /hr)، Co conversion (%)، and C5+ selectivity (%) from 0. 35 to 0. 43، 52. 8 to 62، and 85 to 90 respectively; however، CH4 selectivity (%) decreased from 11 to 5 compared to that of the catalyst prepared on conventional CNT. This new catalyst preparation method may offer an attractive alternative approach to nanoparticle synthesis with uniform and various size distributions.
    Keywords: Fischer, Tropsch synthesis, Carbon nanotube, FTS activity, selectivity, Functionalization, Reducibilituy
  • Pages 16-23
    The goal of investigating reservoir characteristics is to determine petrophysical properties such as porosity and permeability. The porosity and permeability relationships in the framework of flow units can be used to characterize heterogeneous reservoir rocks. A flow unit is defined as a volume of reservoir rock which is laterally and vertically correlatable and predictable. Moreover، the geological and petrophysical properties which affect the fluid flow within a reservoir are constant. Determining and investigating flow units in a reservoir are necessary in order to characterize the reservoir precisely and simulate it with simulation software packages. In this study، flow units were calculated with two methods، namely the statistical reservoir zonation technique and stratigraphic modified Lorenz plot (SMLP)، in Tabnak gas field. To determine these units، the combinations and comparison of petrophysical properties، such as porosity and permeability، of three wells were used. The comparison of results showed that flow units determined by these two approaches were nearly in agreement.
    Keywords: Flow Units, Statistical Reservoir Zonation Technique, Stratigraphic Modified Lorenz Plot, Porosity, Permeability
  • Pages 24-36
    Using the sugars from lignocelluloses hydrolysate is a suitable strategy for biodiesel production by yeasts. In this work، Sudan black dye and Nile red florescent dye were used for staining and selecting the oleaginous yeast strains. Growth and single cell oil production in 11 selected native yeasts and 2 yeasts from microbial collection of DSMZ were investigated by using glucose، xylose، and a mixture of both as carbon sources. The results showed that native yeasts had a good sufficient potential for lipid production in the industrial field. According to the type of strain and carbon source، lipid production، dry cell weight، lipid content، and lipid production efficiency were achieved to be 0. 21-6. 95 g/l، 0. 73-10. 9 g/l، 26. 4-81. 4%، and 6. 41-21. 95% respectively. Among the investigated yeast strains، the highest lipid content (81. 4%) and lipid production efficiency (21. 95%) were related to strain UIMC65. The highest lipid production (6. 95 g/l) was acquired in strain UIMC35 (a mixture of glucose and xylose as the carbon source) and strain UIMC74 (glucose as the carbon source). TLC and FT-IR spectroscopy techniques were used for the quality analysis of produced single cell oil by yeast strains.
    Keywords: Oleaginous Yeast Strains, Single Cell Oil (SCO), Biodiesel, Glucose, Xylose
  • Pages 37-47
    In this study، a set of smart coatings on the basis of micro/nano capsules، with the aim of corrosion reduction in oil and gas pipelines، has been investigated. The shell of capsules was made of urea-formaldehyde and their core was tong oil، which acts as a healing agent. In the present work، some parameters affecting the performance of the coating such as mechanical agitation rate in the encapsulation process، capsule size، and dispersed capsule concentration were varied and optimized. In addition، other coating properties such as adhesion and corrosion resistance of the coating were investigated by adhesion pull-off tests and electrochemical impedance spectroscopy respectively. The results indicated that using finer capsules، which were created at higher stirring rates، improved the corrosion resistance and adhesion to the substrate. Moreover، with the incorporation of capsules in the matrix، the protective ability was significantly increased; this could be realized from the results of water absorption and electrochemical tests. A capsule concentration of 15 wt. % was the optimum value which led to the highest corrosion resistance of the coating.
    Keywords: Micro, Nanocapsule, Coating, Self, healing, Corrosion
  • Pages 48-56
    In response to the quality upgrading of producing sweet crude oil for export، four different types of chemical scavengers have been formulated and produced in laboratory and scaled up to bench scale. Cold stripping، affective technical reducing، and removal parameters of the process have been studied on four different sour crude oils by each formulated scavenger. Experimental design was performed to optimize effective parameters by using Minitab-14 software package. Main parameters such as concentration، temperature، and effective time were studied. Under optimal values of 1100 ppm scavenger concentration، 50 °C temperature، and 15 minutes contact time، the H2S content was significantly removed from 950 ppm to less than 15 ppm for an Iranian light sour crude oil.
    Keywords: Hydrogen Sulfide, Sweetening, Upgrading of Crude Oil, Distillates, Scavenger
  • Pages 57-64
    The unwanted discharge of oil from different types of reservoirs into sea water has brought many environmental and economic difficulties in the world. In the past، attempts have been made to remove the floating oil from water surface in the oceans using synthetic and natural adsorbents such as polypropylene، cotton، and wool fibers. In the present work، nonwoven fabrics made from the blend of solid and hollow polyester (PET) fibers (0، 25، 50، 75، and 100% hollow fibers) were examined for oil retention and pickup capacities. Four types of oils were used in the experiments. The sorption capacity and oil retention capability of 100%-hollow fiber was found to be superior among the samples tested. The results showed that the replacement of solid fibers with the hollow fibers increased oil pickup capacity and prevent fibers from sinking into deep water. These advantages of hollow fibers are attributed to the higher specific surface area and larger apparent volume of this type of fibers.
    Keywords: Oil Pollution, Oil Spill Cleanup, Hollow Polyester fiber, Nonwoven Fabric
  • Pages 65-79
    The weld residual stresses decrease the design stress in high-pressure large-diameter gas transportation pipelines. In this paper، two API X70 steel pipes (with spiral seam weld) with an outside diameter of 56 inch and a wall thickness of 0. 780 inch were first girth welded (according to NIGC code). Next، hole drilling tests were conducted for strain measurement on the surfaces of the pipes. The values of residual stresses on the internal and external surfaces of the pipe were then determined from the measured strain data. To ensure the integrity of the seam weld، different experiments، including chemical analysis، metallographic observation، tensile، and impact tests were performed. The experimental data showed that the maximum tensile residual stress (of the order of 318 MPa) was located on the centre line of the seam weld on the pipe outer surface alongside with the pipe hoop direction. This was more than 60 percent of the yield strength of the seam weld. In the welded zone، micro-alloys content reduced around 75% and un-tempered martensite was observed on the outer weld pass. The carbon content increase resulted in an increase in martensite volume fraction، and thus reduced the residual stress in this region. On the other hand، this effect reduced the material strength. The reduction in material yield strength in the weld caused the increase in residual stress with respect to static yield strength of the pipe. In addition، the minimum Charpy fracture energy (of the order of 45J) was observed in the pipe hoop orientation in the weld center line. Therefore، the external surface of the pipe (weld center line) in its hoop direction with the maximum residual stress، maximum martensite content، minimum micro-alloyed contents، minimum yield strength، minimum elongation and minimum Charpy energy is the critical point in the structure.
    Keywords: Residual Stresses, Multi, pass Girth Weld, Hole, Drilling Strain Gage Method, Microstructural, Mechanical Properties, API X70
  • Pages 80-91
    In this paper، the corrosion behavior of stainless steel 316L was evaluated in used catalyst solution in Sulfiran plant in temperature range of 35-45 °C. The electrochemical techniques consisted of polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used in laboratory tests. It was found that the corrosion rate of stainless steel 316L alloy was less than 1 mpy in this process. In the meantime، there was low possibility of pitting corrosion on stainless steel 316L. The weight loss technique was used for the determination of corrosion rate in pilot tests. In addition، surface analysis techniques such as XRD، XRF، and SEM were applied in this research. The evaluations of microstructure of stainless steel 316L were also carried out. The results of pilot tests confirmed the findings of laboratory tests. While inclusions were present in alloy stainless steel 316L microstructure، the investigation of metallurgical aspect of the mentioned alloy showed negligible uniform corrosion damage.
    Keywords: Sulfiran Process, Corrosion, Polarization, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), Weight Loss, SEM
  • Pages 92-109
    Shell and tube heat exchangers are widely used in industries. These heat exchangers have their own limitations and special working conditions. They have always been designer’s first choice because of their advantages such as available design standards and ability to handle a wide range of heat duties. Design engineers have made a lot of effort to increase the performance of shell and tube heat exchangers. The installation of static mixers is one of the most effective ways to enhance heat transfer in the tube side of heat exchangers. In this study، by the evaluation and modification of performance correlations given for static mixers، the more reliable ones have been identified. In addition، using CFD، velocity، temperature، and pressure profiles for both laminar and turbulent regimes have been studied. For a typical case study، the heat transfer and flow pattern of water flow inside a tube equipped with six helical Kenics inserts have finally been analyzed.
    Keywords: Shell, Tube Heat Exchanger, Kenics Static mixer, Correlation, Simulation, Single Phase Laminar, Turbulent Regime
  • Pages 110-123
    Process design and simulation of different natural gas dehydration processes including membrane systems، absorption، and adsorption were investigated in the current study and the results of the economic assessments of these processes were compared with each other. The absorption process was simulated by means of Aspen-Hysys and the modeling and simulation of membrane system were implemented by MATLAB. All of the processes were designed to reduce the water content of natural gas to less than 7 lb/MMSCF. According to the results، under assumed operating conditions، the total separation cost of membrane separation system was lower than that of other dehydration processes at low feed flow rates. The difference decreased with increasing feed flow rates followed by a decrease in the total separation costs of absorption and adsorption processes. In addition، under the operating conditions assumed in this study، the membrane systems showed lower total separation costs than the adsorption processes. According to the economic evaluation and optimization of membrane-absorption and membrane-adsorption hybrid processes، the use of membrane system on the upstream of other dehydration processes would result in a significant decrease in total separation costs depending on the operating conditions in each dehydration unit.
    Keywords: Economic Assessment, Membrane System, Simulation, Modeling, Dehydration
  • Pages 124-137
    Amplitude Variation with Offset (AVO) is one of the effective methods for identifying the fluid type in subsurface exploration. In this paper، we investigate the existing of light hydrocarbon in Gorgan Plain with Direct modeling and Inverse modeling as an AVO analysis. Direct Modeling can indicate the identity of attributes (litho logy or fluid dependent attributes). The analysis has been done using both P-P and P-Sv attributes. Inverse modeling deals with real data and is fed from the results of direct modeling for detection of the light hydrocarbon zones. Using this methodology in Gorgan Plain showed that attributes which are related to converted attributes such as S-wave Impedance Reflectivity and S-wave Velocity Reflectivity have higher ability in identifying fluid from litho logy with respect to non-converted attributes for example P-wave Impedance Reflectivity and P-wave Velocity Reflectivity. Making the inverse sections of fluid-dependent attributes indicated two light hydrocarbon zones under the Cretaceous-Tertiary unconformity. It expects that there have been wet zones under them. By investigation on three inverse sections of density contrast، P-Wave velocity contrast and S-Wave velocity contrast with considering Ramos & Castagna graph، It is concluded that the amount of Sw is about 90% and the amount of Sg will be approximately 10%.
    Keywords: Amplitude Variation with Offset (AVO), Converted Attributes, AVO Direct Modeling, AVO Inverse Modeling
  • Pages 138-153
    3D reservoir property modeling is one of the most important steps in fluid flow simulation. A more accurate model would provide a more realistic reservoir simulation. In this study، four different geostatistical approaches، including Kriging، collocated cokriging، sequential Gaussian simulation (SGS)، and Cosimulation were applied to well data for 3D porosity model building. Initially، Kriging method was based only on well data and utilized for porosity estimation. Then، seismic acoustic impedance data as a secondary seismic attribute was used in collocated cokriging algorithm for 3D porosity modeling. Kriging and collocated cokriging-based SGS approach were also used for 3D model building. The cross validation of all the four approaches revealed that the best model obtained using co-simulation with secondary data.
    Keywords: Kriging, Collocated Cokriging, Cosimulation, Cross Validation, Porosity
  • Pages 154-167
    In this paper، static adsorption tests were performed using asphaltene extracted from a sample of crude oil from Iranian southern oil fields and different reservoir rock minerals. The amount of adsorbed asphaltene was calculated after determining the equilibrium concentration by UV/VIS method (328 nm). The adsorption isotherms of asphaltene on Kaolin، Calcite، Dolomite، and Quartz were analyzed and compared. Among the different minerals، the maximum adsorption was found for Kaolin. Modified Langmuir isotherm was used for comparing between the model and experimental data. Modified Langmuir coefficients were obtained from four linearized modified Langmuir equations by linear regression method. Kaolin، Calcite، and Quartz followed the Langmuir isotherm، indicating that there was the monolayer formation of adsorbed asphaltenes onto the surface; however، the adsorption behavior of Dolomite was different from the others and does not follow the Langmuir isotherm. It indicated the multilayers formation of asphaltenes onto the surface. Multilayer adsorption was justified using the modified Langmuir isotherm. There was good agreement between the model and the experimental data. The values of R2 at their optimum X for Kaolin، Calcite، Dolomite، and Quartz were 0. 991، 0. 994، 0. 95، and 0. 991 respectively.
    Keywords: Asphaltene, Reservoir Rock Mineral, Monolayer, Multilayer Adsorption, Modified Langmuir Isotherm
  • Pages 168-179
    There is no history of cement slurry design incorporating nanotechnology. However، in developed countries، lightweight slurries have been designed using foam، microspheres، and Lite Crete technology. These slurries differ significantly from RIPI’s slurry containing nanoparticles in properties. Generally، lightweight cement slurry presents some disadvantages such as undesirable rheological properties، low compressive strength، and high porosity and permeability. In this study، by using HSL nanoparticles، microspheres، and cement class G and employing particle size distribution، 62-pcf slurries were obtained according to downhole conditions. In this method، with choosing the optimum range of particle size، the problems of lightweight slurries were solved. In addition، the waiting time of cement (WOC) to reach a minimum compressive strength of 500 psi was decreased to 8 hours. The 24-hour compressive strength was 2000 psi at 190 °F; moreover، the porosity and permeability of the cement were about 36% and 0. 01 md respectively for a slurry formulation with 8. 34 ppg. Furthermore، the special properties of anti-gas migration additives such as low shrinkage and fast compressive strength were inherently developed in the slurries.
    Keywords: Ultra Lightweight Cement Slurry, Nanoparticles, Compressive Strength, Waiting Time of Cement