فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 81 (خرداد و تیر 1394)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 81 (خرداد و تیر 1394)

  • تاریخ انتشار: 1394/03/19
  • تعداد عناوین: 16
|
  • رضا نادری محمودی، محمدرضا محمدزاده عطار صفحات 4-16
    افزودن پیگمنت های ضدخوردگی به فرمولاسیون پوشش ها یکی از روش های موثر بر مقاومت آنها در برابر جدایش کاتدی به حساب می آید. در این راستا، به کارگیری نسل های جدید پیگمنت های ضدخوردگی برپایه فسفات به عنوان راهکاری قابل اعتنا برای کاهش اختلاف موجود بین سطح بازدارندگی ترکیبات سمی بر پایه کرومات و جایگزین سنتی شان (پیگمنت فسفات روی) به شمار می رود. در این پژوهش، علاوه بر مطالعه نقش فسفات روی آلومینیوم به عنوان پیگمنت ضدخوردگی نسل دوم برپایه فسفات در عملکرد حفاظتی پوشش اپوکسی- پلی آمید با استفاده از تکنیک نویز الکتروشیمیایی، تاثیر اصلاح ساختار پیگمنت فسفات روی بر مقاومت پوشش در برابر جدایش کاتدی نیز مورد بررسی قرار گرفت. در حضور پیگمنت اصلاح شده، استحکام چسبندگی بیشتر و نرخ جدایش کاتدی کمتر پوشش، به کنترل pH به صورت موضعی در ناحیه جدایش و رسوب لایه ای محافظ برروی سطح ارتباط داده شد که این مساله توسط پارامترهای مستخرج از تکنیک طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی به اثبات رسید. اگرچه افزایش دما و پتانسیل کاتدی اعمالی به رشد بیشتر مناطق جدایش انجامید، اما پیگمنت فسفات روی آلومینیوم همچنان نقش موثرتری را در مقاوم نمودن پرایمر اپوکسی در برابر این پدیده مخرب ایفا نمود.
    کلیدواژگان: پوشش اپوکسی، پیگمنت ضدخوردگی، جدایش کاتدی، چسبندگی، نویز الکتروشیمیایی
  • یاسر نوریان، سید رضا موسوی حرمی، اسدالله محبوبی، سید علی اکبر عبدالهی موسوی صفحات 17-29
    مطالعه رخساره های الکتریکی یکی از روش های مفید در تحلیل پتروفیزیکی چاه های فاقد اطلاعات واقعی زمین شناسی است که می تواند برای تعیین ویژگی های مخزنی نیز مورد استفاده قرار گیرد. در این تحقیق با بررسی مقاطع نازک مغزه های موجود یکی از چاه های مخزن بنگستان در میدان منصوری، سه رخساره رسوبی شناسایی شده است. براساس مطالعه نمودارهای الکتریکی و با استفاده از روش خوشه بندی MRGC، یک مدل الکتریکی 14 رخساره ای نیز به دست آمد که با ادغام رخساره ها بر اساس میانگین CGR آنها، به مدل 3 رخساره ای تغییر نمود. به علت انطباق خوب بین مدل ایجاد شده با داده های واقعی زمین شناسی در چاه مورد مطالعه، این مدل می تواند برای ارزیابی سایر چاه های این میدان نیز به کار رود. امید است این مدل بتواند در مطالعات بعدی این میدان نظیر کیفیت مخزن و نیز مدل سازی کمک نماید
    کلیدواژگان: رخساره الکتریکی، نمودار الکتریکی، مخزن بنگستان، میدان منصوری، مدل رخساره ای، خوشه بندی
  • اسماعیل قاسمی کفرودی، سید حسن هاشم آبادی صفحات 30-43
    در این مطالعه تغییرات ویسکوزیته گل حفاری بررسی گردیده و با استفاده از داده های آزمایشگاهی گزارش شده، پارامترهای مدل کراس و بینگهام پلاستیک تعیین شده است. سپس برای مدل کراس که نسبت به سایر مدل ها، رفتار غیرنیوتنی گل حفاری را بهتر پیش بینی می کند، حل تحلیلی انجام شد و کدی عددی ارائه گردید که معادلات مومنتوم و پیوستگی را به روش حجم محدود با در نظر گرفتن تمامی ترم ها در شرایط پایا حل می نماید. برای اعتبارسنجی کد، ابتدا پروفایل سرعت و ضریب اصطکاک برای سیال نیوتنی در لوله و آنالوس محاسبه شده و با نتایج حاصل از روابط نظری مقایسه گردید. سپس پروفایل سرعت سیال غیرنیوتنی با حل تحلیلی ارائه شده مقایسه شد که نتایج تطابق خوبی را نشان می دهد. طبق نتایج به دست آمده مدل کراس ویسکوزیته را به خوبی برآورد می کند و پروفایل سرعت محاسبه شده با استفاده از این مدل، هماهنگی بیشتری نسبت به مدل بینگهام دارد. در ادامه میدان جریان سیال غیرنیوتنی پیروی کننده از مدل کراس در آنالوس شبیه سازی و نتایج به صورت بی بعد ترسیم شده است. همچنین ضریب اصطکاک در ناحیه توسعه یافته جریان با دو مدل کراس و بینگهام پلاستیک محاسبه گردید که دقت مدل کراس با خطای حدود 5% نسبت به بینگهام (با خطای 12%) بالاتر بود. با توجه به دقت مناسب مدل کراس، برای پیش بینی ضریب اصطکاک از برازش منحنی، رابطه ای جدید برحسب رینولدز (بسته به پارامترهای مدل کراس) برای رژیم جریان آرام ارائه شده است
    کلیدواژگان: حل عددی و تحلیلی، گل حفاری، مدل کراس، ضریب اصطکاک، طول ناحیه توسعه یافتگی
  • مهدی زارع زاده، هادی شاکری صفحات 44-4
    شکست هیدرولیکی یک روش تحریک مخزن است که برای افزایش جریان به چاه در سازندهای با تراوایی پایین استفاده می شود. در این مقاله، یک مطالعه آزمایشگاهی بر روی شکست هیدرولیکی با تمرکز بر روی عوامل اصلی موثر بر فشار شکست هیدرولیکی، صورت گرفته است. عوامل بررسی شده شامل تنش محوری و تنش محصورکننده است. از سیستم سلول سه محوره شکافت هیدرولیکی که در دانشگاه صنعتی سهند طراحی و ساخته شده است، استفاده گردید و 31 نمونه سنگی شامل نمونه های مخزنی (ماسه سنگ آغاجاری، آهک آسماری و آهک سروک) و نمونه های غیرمخزنی (ماسه سنگ منطقه ورزقان) مورد آزمایش قرار گرفت. برای بررسی اثر سیال از سیال پایه آبی استفاده گردید برای افزایش ویسکوزیته به آن صمغ زانتان، صمغ گوار و پلیمر افزوده شد تنش محوری در سیستم استفاده شده از بالا و تنش محصورکننده از اطراف به نمونه وارد گردید. جهت شکست به وسیله تنش ها (تنش محوری و محصورکننده) تعیین شده است. با افزایش تنش محصورکننده، فشار شکست افزایش و با افزایش تنش محوری، فشار شکست تا تنش محوری 10 مگاپاسکال افزایش و پس از آن کاهش یافت. شروع و گسترش شکست هیدرولیکی متاثر از نفوذپذیری و ویسکوزیته سیال شکست می باشد. فشار شکست برای سیال با ویسکوزیته پایین (آب)، کمتر از مقدار آن برای سیال با ویسکوزیته بالا (صمغ زانتان) است.
    کلیدواژگان: شکست هیدرولیکی، تنش محوری، تنش محصورکننده، سیال شکست و نفوذپذیری
  • حسین امانی صفحات 55-65
    سورفکتانت های تولید شده به وسیله باکتری ها به عنوان بیوسورفکتانت شناخته می شوند. از مهم ترین ویژگی مواد فعال سطحی می توان به تجزیه پذیری بالا و سمیت کم آنها اشاره کرد. این ویژگی ها، بیوسورفکتانت ها را جایگزین سورفکتانت های شیمیایی در انواع کاربردها از جمله ازدیاد برداشت میکروبی نفت می کند. سورفکتین یک لیپو پپتید سیکلیک به عنوان یکی از بهترین بیوسورفکتانت ها شناخته می شود که توسط سویه های مختلف Bacillus subtilis تولید می شود. در این تحقیق از باکتری Bacillus subtilis NLIM 0110 جدا شده از خاک های سطحی یک منطقه کشاورزی ایران به منظور تولید سورفکتین استفاده شد. سورفکتین تولید شده فعالیت سطحی خوبی از خود نشان داد به طوریکه توانست در غلظت mg/l 50 کشش سطحی آب را از 69 به mN/m 26 و کشش بین سطحی را از 38 به mN/m 2 کاهش دهد. نتایج روش کنار زنی نفت خام از روی آب نشان داد وقتی بیوسورفکتانت تولید شده در غلظت mg/l 50 که غلظت بحرانی مایسل (CMC) می باشد به آن اضافه شود، بلافاصله ناحیه شفافی روی سطح نفت ظاهر می شود. همچنین در آزمایش های مشاهده ای، با استفاده از میکرومدل شیشه ای، اثر بیوسورفکتانت تولیدی روی ازدیاد برداشت نفت مورد مطالعه قرار گرفت. آزمایش های جابه جایی نفت خام درون میکرومدل نشان داد بعد از سیلاب زنی با آب در حدود 1/ 10% دیگر ازدیاد برداشت نفت با تزریق محلول بیوسورفکتانت به دست می آید. (همچنین محلول بیوسورفکتانت توانست 9/ 4% نفت درجا را از درون یک مغزه اشباع شده با نفت که تحت سیلاب زنی با آب قرارگرفته بود را استحصال نماید). این نتایج پیشنهاد می کند بیورسرفکتانت تولیدی گزینه خوبی برای استفاده در فرآیند ازدیاد برداشت میکروبی نفت است.
    کلیدواژگان: بیوسورفکتانت، سورفکتین، میکرومدل، مغزه، ازدیاد برداشت میکروبی نفت
  • مهرداد میرزاجان زاده، مهدی ارجمند، علیمراد رشیدی، برات قبادیان صفحات 66-77
    این تحقیق به ساخت یک نانو ساختار (کاتالیست) هیبریدی بر پایه نانو لوله های کربنی چند دیواره (MW-CNT) برای کاهش آلاینده های سوخت دیزل (گازوئیل) شامل ترکیبات اکسیدهای نیتروژن (NOx)، مونوکسید کربن (CO)، هیدروکربن های نسوخته (HC) و دوده (SOOT) و همچنین بهبود عملکرد سوخت در پارامترهای موتور شامل توان، گشتاور و کاهش مصرف سوخت می پردازد. نانو ساختار هیبریدی شامل اکسید سریم بر پایه نانو لوله های کربنی با قطرهایی در محدوده nm 10-7 دارای عامل آمیدی جهت همگن شدن کاتالیست در سوخت، در سه غلظت 30، 60 و ppm 90 به گازوئیل اضافه شد و آزمون های عملکرد و آلاینده ها توسط موتور دیزل مدل OM355 EUІІ ساخت شرکت ایدم (تحت لیسانس شرکت مرسدس بنز آلمان) انجام شد. نانو بودن ذرات کاتالیست و در نتیجه سطح بالای تماس با سوخت و همچنین توزیع پذیری مناسب در سوخت همراه با انجام واکنش اکسیداسیون کاتالیستی، باعث پیشرفت مسیر واکنش احتراق به سمت احتراق کامل شده و موجب کاهش آلاینده های سوخت شامل ترکیبات اکسیدهای نیتروژن (NOx) حداکثرتا 84/ 17% کاهش، مونوکسید کربن (CO) حداکثرتا 7/ 12% کاهش، هیدروکربن های نسوخته حداکثرتا 77/ 30% کاهش و دوده حداکثر تا 63/ 20% کاهش پیدا کرد. همچنین بهبود عملکرد در پارامترهای موتور شامل توان حداکثرتا 77/ 3% افزایش، گشتاور بسته به نوع سوخت حداکثرتا 44 /1% افزایش و کاهش مصرف سوخت ویژه ترمزی (حداکثرتا 74/ 4% کاهش) مشاهده شد.
    کلیدواژگان: سوخت دیزل، نانو کاتالیست هیبریدی، نانو لوله های کربنی، آلاینده ها، عملکرد موتور
  • عزت الله کاظم زاده، محمد سلیمانی، جلال جمالی صفحات 78-83
    حفاری مخازن کم فشار، با مشکلات فنی و اقتصادی زیادی همراه است، به گونه ای که توسعه این میادین را غیراقتصادی می نماید. یکی از عمده مشکلات حفاری این چاه ها، هرزروی های کنترل ناپذیر در شکاف ها می باشد. امروزه در تکنولوژی های نوین حفاری از میکروحباب های پایدار با قطر بین 10 تا μm 100 به همراه پلیمر جهت رفع این مشکل استفاده می گردد. خصوصیات منحصر به فرد سیال پایه آبی شامل میکروحباب، یک اتصال درونی الاستیک، سفت و غیر جامد در شبکه حفرات و شکستگی ها ایجاد می کند که باعث می شود نفوذ عمقی با استفاده از حباب های ریز هوا به حداقل برسد. این انسداد میکرونی به سادگی با جریان معکوس مخزن، هنگامی که تولید شروع می شود، شسته شده و از بین می رود و باعث کاهش هزینه های مربوط به فرآیندهای تحریک چاه می گردد. این سیالات غیر نیوتنی بوده و گرانروی ظاهری آنها در مقایسه با سیالات حفاری پایه آبی بیشتر است. رفتار آنها مشابه سیال حفاری شبه پلاستیک است و می توان آنها را با قانون توانی مدل کرد. نتایج تحقیقات در این مطالعه بر روی خصوصیات رئولوژیکی سیال پایه آبی شامل میکروحباب با غلظت های متفاوتی از پلیمر و سورفکتانت نشان می دهد که با افزایش غلظت سورفکتانت، گرانروی میکروحباب ها و اندازه ریزحباب ها در صورت ثابت ماندن غلظت پلیمر افزایش می یابد. همچنین اندازه حباب ها با افزایش غلظت پلیمر در یک مقدار ثابت از سورفکتانت کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: میکروحباب های پایدار، حفاری مخازن با فشار کم، سورفکتانت، پلیمر و سیالات حفاری
  • رضا حیاتی، سرود زاهدی عبقری، محمود بیات، سپهر صدیقی صفحات 84-96
    فرآیند ایزومریزاسیون فرآیندی مناسب برای تبدیل هیدروکربن های پارافینی خطی با عدد اکتان پایین به هیدروکربن های شاخه دار با عدد اکتان بالا است. در این فرآیند خوراک نفتای سبک به بنزین تبدیل می شود. در پژوهش حاضر، اهمیت واکنش های شکست هیدروژنی که به صورت سری و موازی در کنار واکنش های رایج در این فرآیند مثل ایزومریزاسیون پارافین های خطی، باز شدن حلقه های نفتنی و اشباع سازی ترکیبات غیر اشباع هیدروکربنی روی می دهد، مورد بررسی قرار گرفته و شبکه واکنشی متشکل از 15 شبه جزء و 16 واکنش توسعه یافته است. مدل سازی سینتیکی با کمک شبکه واکنش و اخذ داده های تجربی از سامانه نیمه صنعتی در محدوه وسیعی از شرایط عملیاتی مختلف برای طیف گسترده ای از خوراک های صنعتی انجام شد. مقادیر ترکیب درصد مولی اجزاء در خروجی راکتور حاصل از مدل با داده های تجربی تطابق خوبی دارد. نتایج مدل سازی نشان می دهد که وجود واکنش های شکست هیدروژنی تاثیر زیادی بر دمای بهینه راکتور برای رسیدن به بیشترین عدد اکتان محصول با بالاترین راندمان تولید دارد به گونه ای که بهترین دما متناظر با بیشترین عدد اکتان محصول و قبل از تسریع واکنش های شکست هیدروژنی می باشد. لازم به ذکر است که دمای بهینه راکتور با تغییر نسبت هیدروژن به خوراک و سرعت فضایی مایع تغییر می کند.
    کلیدواژگان: شکست هیدروژنی، ایزومریزاسیون، شبکه واکنش، سینتیک، پارامترهای عملیاتی، عدد اکتان
  • حسن باقری، فرهاد خوشبخت صفحات 97-111
    زون تولیدی در توالی یک چاه، شامل فواصلی از سازند مخزنی است که دارای بالاترین میزان تجمع هیدروکربن است.در مطالعه حاضر که در توالی یک مخزن گازی کربناته صورت گرفت، زون های تولیدی با دو روش کاملا متفاوت مشخص شدند. در روش اول که عموما از این روش برای تعیین زون های تولیدی استفاده می شود، با استفاده از تعیین حد برش برای دو پارامتر پتروفیزیکی، تخلخل موثرو اشباع آب موثر این فواصل مشخص شد و در روش دوم با استفاده از خوشه بندی داده های لاگ و استفاده از روش نوین MRGC این زون ها مشخص شدند. حدود برش برای پارامترهای تخلخل موثر و اشباع آب موثر به ترتیب 3= SWE درصد در نظر گرفته شدند. در روش خوشه بندی، دو مدل که در یکی از آنها لاگ های خام و در مدل دیگری لاگ های ارزیابی شده مد نظر بود، مورد استفاده قرار گرفتند. با توجه به میزان تجمع هیدروکربن در رخساره های تفکیک شده در دو مدل، مدلی که لاگ های ارزیابی شده مد نظر بود دقت بالاتری نشان داد. در نهایت هر دو روش خوشه بندی و حد برش از لحاظ دقت تعیین زون های تولیدی، بررسی شدند. با توجه به اینکه دو روش سازوکاری کاملا متفاوت داشتند، دقت هر دو روش در تعیین زون های تولیدی بسیار بالا مشاهده شد. درنتیجه برای تعیین زون های تولیدی علاوه بر روش معمول حد برش،می توان از روش خوشه بندی MRGC نیز استفاده نمود.
    کلیدواژگان: زون تولیدی، حد برش، خوشه بندی، روش MRGC
  • هاجر برهانی کودهی، محمد علی عقیقی صفحات 112-124
    شکافت هیدرولیکی متداول ترین روش انگیزش چاه هایی است که نرخ تولید آنها به دلیل تراوایی پایین مخزن و یا آسیب دیدگی محیط پیرامون چاه، غیراقتصادی است. از آنجا که بسیاری از چاه های تولید کننده نفت و گاز در ایران دچار مشکل کاهش نرخ تولید شده و نیز با توجه به اینکه بسیاری از میادین هیدروکربوری در ایران وارد نیمه دوم عمر خود شده اند، انگیزش آنها جهت بهره افزایی و تولید صیانتی نعمت خداداد نفت و گاز، امری اجتناب ناپذیر می نماید. در این مقاله مدلی تقریبی برای برآورد میزان اثربخشی عملیات شکافت هیدرولیکی در چاه های نفت و گاز ارائه می شود. این مدل حاصل تجمیع سه مدل هندسی (PKN-C)، تولید و اقتصادی است. این مدل ها به ترتیب برای تعیین هندسه شکاف، میزان تولید ناشی از یک شکاف هیدرولیکی معین و میزان ارزش خالص کنونی حاصل از انجام عملیات به کار می روند. در این مقاله نتایج حاصل از کاربرد مدل های مذکور در یک چاه تولیدی در یکی از میادین نفتی غرب ایران ارائه می شود. نتایج این تحقیق می تواند در مرحله طراحی اولیه مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: شکافت اسیدی، مدل سازی شکافت هیدرولیکی، بهره افزایی، انگیزش چاه نفت و مخازن آسیب دیده
  • سیدعلی موسوی دهقانی صفحات 125-135
    آسفالتین به عنوان قطبی ترین و سنگین ترین جزء موجود در ترکیبات هیدروکربنی است که با به هم خوردن شرایط تعادلی آن در یک ترکیب نفتی در اثر تغییر عواملی همانند دما، فشار و ترکیب سیال، از فاز هیدروکربنی جدا شده و فاز آسفالتین را تشکیل می دهد. در این کار سعی شده است رفتار دینامیکی آسفالتینی در ستون چاه با رویکرد شبه دینامیکی برای سه نمونه نفت ایران پیش بینی گردد. برای انجام این کار دستیابی به یک نمودار مرجع مستقل از رفتار دینامیکی سیالات چند فازی در ستون چاه هدف اصلی است. با پیش بینی نمودار فشار اشباع در مسیر جریان سیال در ستون چاه در بازه دمایی ته چاه تا سرچاه یا تفکیک گر سرچاهی، محدوده متغیرهای عملیاتی دما و فشار را برای پیش بینی حداکثر تشکیل آسفالتین در مسیر چاه مشخص می گردد. با انجام این کار در حقیقت می توان در دما و فشارهای مشخص، که همان فشار اشباع در هر دما است محل تشکیل حداکثری آسفالتین را در مسیر چاه پیش بینی کرد. در این جا با استفاده از مدل پلیمری MMFH این کار انجام می گیرد.
    کلیدواژگان: آسفالتین، سیال مخزن هیدروکربنی، مدل MMFH، تئوری محلول های پلیمری، ستون چاه
  • مجید سهیلی، حسن تیرانداز، رفعت کاوه آهنگر، عبدالرسول حیدریان صفحات 136-144
    در صورت آلودگی آب برج های خنک کننده به باکتری Legionella pneumophila، به دلیل وجود شرایط مناسب در این سامانه ها، باکتری مذکور می تواند به سرعت تکثیر یابد. اگر آب آلوده به صورت قطرات معلق درآید، ذرات کوچک حاوی باکتری می تواند به سیستم تنفس افراد حساس وارد شده و در صورت عدم تشخیص به موقع، منجر به بروز بیماری لژیونر و مرگ شود. در این پژوهش آلودگی برج های خنک کننده پنج پالایشگاه کشور با استفاده از روش مبتنی بر کشت در چند نوبت مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج پژوهش، بیان گر آلودگی آب برج های خنک کننده سه پالایشگاه به این باکتری بود. بررسی های فصلی نشان داد که در اغلب موارد تعداد این باکتری در این سه پالایشگاه بیشتر از CFU/ml 100 بوده و در شرایط مناسب رشد، جمعیت این باکتری در یکی از پالایشگاه ها CFU/ml 800 و در دو پالایشگاه دیگر به CFU/ml 1000 (حد خطرناک) نیز می رسد. این امر نشان می دهد که در برخی از پالایشگاه ها روش های جاری تیمار آب و مدیریت آن کارآیی مناسبی ندارد. بنابراین لازم است فرآیند تمیزکاری و استفاده از زیست کش مناسب در آنها به کارگرفته شود و درخصوص اقدامات ضد میکروبی دقت بیشتری در این پالایشگاه ها اعمال گردد.
    کلیدواژگان: Legionella pneumophila، بیماری لژیونر، محیط کشت BCYE، α، برج خنک کننده، پالایشگاه های ایران
  • علی اسلامی، سید مهدی علوی املشی صفحات 145-157
    واکنش انتقال آب-گاز یک واکنش گرمازاست که برای غنی سازی هیدروژن و کاهش میزان CO در گاز سنتزی استفاده می شود. در این تحقیق به بررسی تاثیر کاتالیزگر نیکل با پایه های TiO2، Al2O3، CeO2، ZrO2 و SiO2 بر میزان تبدیل مونوکسیدکربن و تولید دی اکسیدکربن پرداخته شده است. نیکل با روش تلقیح مرطوب به پایه ها اضافه شده است.به منظور بررسی ساختار و مورفولوژی کاتالیزگرهای ساخته شده، آزمایش های SEM، XRD، BET و TEM انجام و آزمایش های راکتوری درراکتور لوله ای از جنس کوارتز انجام شده است. شدت جریان کل برابر با cc/min 300 در نظر گرفته شد و mg 150 کاتالیزگر در داخل راکتور بارگذاری گردید. کارایی کاتالیزگرها در محدوده دمایی C° 500-300 و با نسبت خوراک های (بخار آب به مونوکسید کربن) 1، 2 و 4 مورد مطالعه قرار گرفت. همچنین آزمایش پایداری کاتالیست ها به مدت min 570 انجام شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهند که بالاترین فعالیت در دمای C° 450 رخ می دهد. با توجه به ظرفیت بالای ذخیره سازی اکسیژن اکسید سریم، بالاترین تبدیل CO و گزینش پذیری CO2، مربوط به کاتالیزگر و Ni/CeO2 مقدار بهینه بارگذاری نیکل، 13% وزنی کاتالیست است.
    کلیدواژگان: واکنش انتقال آب، گاز، کاتالیزگر نیکل، میزان تبدیل مونوکسید کربن، اکسید سریم
  • مریم تقی زاده، داریوش یوسفی کبریا، ولی تقی پور صفحات 158-168
    فناوری الکتروکینیتیک یکی از روش های پیشرفته برای تجزیه و استخراج فلزات سنگین و آلاینده های آلی از خاک های اشباع، غیر اشباع و آب های زیرزمینی به شمار می آید. در این روش با اعمال میدان الکتریکی ضعیف، آلاینده ها با مکانیزم های مختلف الکترولیز، الکترواسمز، مهاجرت الکتریکی و الکتروفورز به حرکت در می آیند. در این تحقیق، روش الکتروکینیتیک به کمک شوینده غیر یونی برای حذف پرکلرواتیلن از خاک های رسی در مقیاس آزمایشگاهی به مدت 10 روز بررسی گردید. میزان تغییرات جریان الکتریکی، جریان الکترواسمز و همچنین pH در مخازن آند و کاتد به صورت روزانه و مقدار پرکلرواتیلن در انتهای دوره آزمایش مورد سنجش قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان می دهد در فرآیند الکتروکینیتیک، پرکلرواتیلن به دلیل حلالیت کم، غیر قطبی بودن و جذب بالا در خاک، تحت تاثیر جریان الکترواسمز و مهاجرت یونی قرار نمی گیرد. ولی با استفاده از شوینده غیر یونی، بازده حذف آلاینده به میزان قابل توجهی افزایش یافته و سبب حذف 51% پرکلرواتیلن از خاک شده است.
    کلیدواژگان: میدان الکتریکی، شوینده غیر یونی، پرکلرواتیلن، خاک، الکترواسمز
  • شاهین محمدی زرغان، سپیده رشدی، نورالله کثیری *، جواد ایوک پور صفحات 169-180

    این تحقیق به مدل سازی حجم سیال سینی غربالی با استفاده از مدل اغتشاش k-ε در بازه فاکتور ظاهری گاز 462/ 0تا 464/ 1 و دبی مایع 3-10× 94/ 6 تا m3. s-1 3-10×17/8 پرداخته شده است. مقایسه نتایج شبیه سازی VOF و Eulerian (نتایج تحقیق پیشین مولفان) با داده های تجربی (Solari و Bell) نشان داد که خطای شبیه سازی از 16% اولرین به 2% VOF برای ارتفاع زلال مایع کاهش می یابد، هنگامی که ارتفاع زلال مایع در فاکتورهای ظاهری مختلف گاز بررسی شود. با تغییرات دبی مایع، خطای ارتفاع زلال مایع در دیدگاه اولرین از 35% به 7% در دیدگاه VOF در مقایسه با داده های تجربی (Solari و Bell) کاهش یافت. ارتفاع سرکف هم خوانی بهتری را با رابطه Colwell نسبت به اولرین نشان داد. همچنین سطح تماس مایع و گاز از نقاط قوت دیدگاه حجم سیال است. نتایج تحقیق نشان داد که مقدار سطح تماس از m2 0/18 به m2 1 در برابر افزایش فاکتور ظاهری گاز از 462 /0 تا 464 /1، افزایش می یابد. همچنین نیم رخ فشار در روی سینی که یکی از پارامترهای مهم در ارزیابی عملکرد سینی غربالی است، یکی از موارد مورد بررسی در این تحقیق بوده است.

    کلیدواژگان: سینی غربالی، VOF، ارتفاع زلال مایع، پروفایل فشار، سطح تماس
  • محمد صفرخان موذنی، بهمن سلیمانی، فرهاد خوشبخت، محسن عزتی صفحات 181-188
    ناهمسان گردی نشان دهنده تغییر یک یا چند خاصیت از ماده بر حسب جهت است. تعیین دقیق ناهمسان گردی در مطالعات ژئوفیزیک اکتشافی، ژئوفیزیک مخزن، شناسایی مسیر مناسب برای حفاری چاه و جلوگیری از بروز مشکلاتی نظیر مشکل تولید ماسه بسیار مهم است. ابزار DSI کندی امواج برشی را در دو جهت عمود بر هم، به موازات محور چاه اندازه گیری می کند. با استفاده از نگار DSI و تکنیک ریاضی چرخش آلفورد، می توان زون های ناهمسان گرد و همچنین جهت بیشینه تنش درجا را تعیین نمود. میزان اختلاف بیشتر میان نگار حداقل و حداکثر انرژی به خصوص در شرایطی که نگار حداقل انرژی میزان کمی داشته باشد، نشان دهنده زون های با ناهمسان گردی چشمگیر است. در این مطالعه ناهمسان گردی یک مخزن کربناته بررسی و جهت بیشینه تنش درجا تعیین شده است. در بازه مورد بحث زون های همسان گرد و ناهمسان گرد، از یکدیگر تفکیک گردید. جهت بیشنه تنش درجا حاصل از DSI در راستای E30N به دست آمد که با جهت N30E به دست آمده از FMIا(E 19 N) و بیشنه تنش در زاگرس مطابقت دارد.
    کلیدواژگان: DSI، ناهمسان گردی، چرخش آلفورد، امواج استونلی، بیشینه تنش درجا
|
  • Reza Naderi, Mohammad Reza Attar Pages 4-16
    The incorporation of anticorrosion pigments into the coating formulation is one of the most effective approaches to enhance the resistance against cathodic disbonding. Accordingly، new generations of phosphate-based anticorrosion pigments could be used to improve inhibition efficiency of zinc phosphate pigment as a conventional alternative to toxic chromates. In addition to studying the role of zinc aluminum phosphate، which represents the second generation of phosphate-based anticorrosion pigments in the protective performance of an epoxy-polyamide coating through electrochemical noise method، this paper intends to investigate the effect of the modification of zinc phosphate pigment on the resistance to cathodic disbonding. In the presence of the modified pigment، the improved adhesion strength and decreased disbonding rate were connected to local pH control in the disbonding front and the precipitation of a protective layer، confirmed by electrochemical impedance spectroscopy parameters. Although elevated temperature and more cathodic potential accelerated coating disbondment، zinc aluminum phosphate still revealed superior performance in strengthening the adhesion between the anticorrosive coating and steel substrate and enhancing the resistance against cathodic disbonding.
    Keywords: Epoxy Coating, Anticorrosion Pigment, Cathodic Disbonding, Adhesion. Electrochemical Noise
  • Yaser Noorian, Reza Moussavi Harami, Asadollah Mahboubi, Ali Akbar Abdolahi Mousavi Pages 17-29
    Electrofacies study is one of the useful methods in the petrophysical analysis of wells without real geological data that can be used in the study of reservoir properties. In this research, on the basis of thin section studies from the Bangestan reservoir in one of the wells within the Mansouri oil field, four sedimentary facies were identified. Based on electrical logs analysis and using clustering method of MRGC, electrical models with 14 electrofacies were identified. The combination of electrofacies, based on average values of their CGR, led to an optimized model which was composed of three facies. Because of a good correlation between the optimized model and real geological data in one of the studied wells, this model can be used for the evaluation of other wells in this field. We hope this model can be used in the future studies of this field in the evaluation of reservoir properties and modeling.
    Keywords: Electrofacies, Log, Facies Model, Clustering, Bangestan Reservoir, Mansouri Oilfield
  • Esmaeel Ghasemikafrudi, Seyed Hasan Hashemabadi Pages 30-43
    In this work, the changes of drilling mud viscosity have been studied and Cross and Bingham plastic model parameters were determined based on some reported experimental data. For the non-Newtonian behavior of drilling mud, Cross model has a better prediction than the other models. Moreover, an analytical solution was derived for fluid with Cross model and a 2D numerical code was developed to solve momentum and continuity equations with a finite volume method. For the validation of the code, the velocity profiles and friction coefficient of Newtonian and non-Newtonian fluids in pipes and annulus were calculated and compared with the results of theoretical relations and analytical solutions. The results show good agreement and the friction factor error for Cross model is 5%, while, for Bingham model, it is 12%. Additionally, the flow field for Cross non-Newtonian fluid through the annulus was simulated and the results were presented in dimensionless terms. The friction factor in fully developed region and the entrance length was calculated and for the prediction of these two quantities, two new correlations were presented as a function of Reynolds number.
    Keywords: Non, Newtonian Fluid, Drilling Mud, Cross Model, Friction Coefficient, Analytical, Numerical Solution, Entrance Length
  • Mehdi Zarezade, Hadi Shakeri Pages 44-4
    Hydraulic fracturing is a reservoir stimulation technique which is used to increase the flow from low permeability formations. In this paper, the mechanism of hydraulic fracturing with a focus on factors affecting hydraulic fracturing pressure has been investigated. The effects of axial and confining stresses are examined via a triaxial cell that has been designed and made in Sahand University of Technology. To this end, thirty one rock samples including reservoir samples (Aghagari sandstone, Asmari limestone and Sarvak limestone) and non-reservoir samples (Varzaghan field sandstone) are used. Water-based mud is used to study the effect of fluid type and viscosity. Xanthan gum, Guar gum, and polymer are added to increase the viscosity of the water. Axial stress applied to the top of cylindrical sample and the confining stress applied radially. The direction of failure by stresses (axial and confining stress) is determined. The results show that the fracture pressure increases by increasing the confining stress; also, fracture pressure goes through a maximum of 10 MPa by raising the axial stress but decrease from 10 Mpa. The initiation and extension of cracks in hydraulic fracturing are influenced by the rock permeability and the fracturing fluid viscosity. The fracture pressure for low viscosity fluid (water) is less than that of high viscosity fluid (xanthan gum).
    Keywords: Hydraulic Fracturing, Axial Stress, Confining Stress, Viscosity, Fracturing Fluid, Permeability
  • Hossein Amani Pages 55-65
    The surfactants produced by bacteria are known as biosurfactants. Low toxicity and high biodegradability are among the main characteristics of these surface active materials. These features make biosurfactants potential alternatives for chemically synthesized surfactants in a variety of applications such as microbial enhanced oil recovery. One of the best known biosurfactants, i.e. surfactin, is a cyclic lipopeptide produced by various strains of Bacillus subtilis. In this work, the production of surfactin by Bacillus subtilis NLIM 0110 isolated from an Iranian agricultural area was studied. The produced surfactin showed a good surface activity and was able to reduce the surface tension of water from 69 mN/m to 26 mN/m and the interfacial tension from 38 mN/m to 2 mN/m at 50 mg/l (CMC concentration). The oil spreading technique showed that the diameter of appeared clear zone on the oil layer increased immediately as the produced biosurfactant was added at CMC concentration. Also, in visual experiments, the effect of produced surfactin on enhanced oil recovery was studied using a micromodel. Oil displacement experiments in the micromodel with crude oil showed a recovery of residual oil around 10.1% after water flooding when the biosurfactant of Bacillus subtilis NLIM 0110 was added. Moreover, 4.9% of the original oil in place was recovered using this biosurfactant after water flooding in the core. These results suggest that the produced biosurfactant is an appropriate candidate for enhanced oil recovery.
    Keywords: Biosurfactant, Surfactin, Micromodel, Core, Microbial Enhanced Oil Recovery
  • Mehrdad Mirzajanzadeh, Mehdi Ardjmand, Alimorad Rashidi, Barat Ghobadian Pages 66-77
    A hybrid nanocatalyst based on multiwall carbon nanotube was synthesized and added to diesel fuel to improve NOx, CO, uncombustioned hydrocarbons (HC), and soot emissions as well as diesel engine performance including power, torque, and fuel consumption. The applied nanostructure includes the hybrid of cerium oxide and carbon nanotubes of 7-10 nm size, functionalized by an amide group to homogenize the catalyst and fuel mixture. The nanocatalyst was added to the diesel fuel at concentrations of 30, 60, and 90 ppm respectively, and the performance and emissions tests were carried out using OM355 EU2 diesel engine (Idem Co. Iran, under the license of German Mercedes Benz Co.). The nanosized catalyst, and hence the high contact area of the catalyst-fuel, the proper distribution of the catalyst in the fuel, and the occurrence of catalyst oxidation reaction will result in the enhancement of combustion reaction and decreasing the amount of emitted component including NOx (max 17.84%), CO (max 12.7), HC (max 30.77%), and soot (max 20.63%); also, the performance, including a maximum increase of 3.77% and 1.44% respectively in the produced power and torque and a maximum decrease of 4.74% in bsfc, was improved.
    Keywords: Diesel Fuel, Hybrid Nanocatalsyt, Carbon Nanotube, Emissions, Motor Performance
  • Ezzatollah Kazemzade, Mohammad Soleymani, Jalal Jamali Pages 78-83
    Drilling low-pressure reservoirs is associated with economic and technical issues; thus the development of these fields has been non-profitable. One of the major drilling problems of these wells is the uncontrollable loss of mud in fractures. Nowadays, new drilling technologies use sustainable micro bubbles with diameters between 10 and 100 micrometers and polymer to solve this problem. Unique characteristics of micro bubbles in water-based mud forms an inner elastic, firm, and solid connection in pores and fractures, which minimizes the penetration of tiny air bubbles deep into the network. This is simply a micro blockage which is washed and goes away with a reverse flow when the production starts and this reduces the cost of the stimulation processes of the well. These are non-Newtonian fluids and their apparent viscosity is higher in comparison with the water-based mud. Their behavior is similar to pseudoplastic drilling fluids and they can be modeled with a power law model. This study investigated the rheological properties of micro bubbles drilling fluids with different concentrations of polymer and surfactants; it was shown that increasing the surfactant concentration increased the viscosity of micro bubbles and the size of bubbles at a fixed polymer concentration; also, the size of the bubbles was reduced by increasing polymer concentration at a fixed amount of surfactant
    Keywords: Stable Microbubbles, Depleted Reservoirs Drilling, Surfactant, Polymer, Lightweight Drilling Fluid
  • Reza Hayati, Sorod Zahedi Abghari, Mahmmod Bayat, Sepehr Sadighi Pages 84-96
    Isomerization process is the most interesting method insofar as it converts straight chain paraffinic hydrocarbons with a low octane number to branched chains hydrocarbons with a higher octane number. In this process, light naphtha can be converted to gasoline. In this work, the importance of hydrocracking reactions has been investigated that occur along with other reactions such as isomerization, ring opening of naphthenic hydrocarbons, and saturation reactions. A reaction network has been developed which includes 15 lumps and 16 reactions. In the present study, a kinetic model was developed using a reaction network and the model was tested by the experimental data from a pilot plant using various operational conditions and industrial feeds with different qualities. There is good agreement between the product composition obtained by the kinetic model and the experimental data. The results of modeling indicated that the optimum reactor temperature could be affected by hydrocracking reactions. This temperature occurs before the acceleration of the hydrocracking reactions and the maximum octane number of the liquid product can be obtained at this optimum temperature. The results of the kinetic modeling demonstrated that the optimum temperature could be changed by the variation of hydrogen to feed ratio and liquid hourly space velocity.
    Keywords: Hydrocracking, Isomerization, Reaction Network, Kinetic, Operation Parameters, Octane Number
  • Hassan Bagheri, Farhad Khoshbakht Pages 97-111
    The best reservoir intervals, i.e. pay zone in a well interval, include some sections of a reservoir formation with the highest hydrocarbon volume and the lowest water volume. In the present study, in the interval of a carbonate gas reservoir, pay zones were determined using two completely different methods. In the first method of pay zone determination, i.e. cut-off method, intervals were specified by determining cut off for two petro-physical parameters of porosity (PHIE) and effective water saturation (SWE). In the second method, namely clustering method, the zones were determined by combining clustering log data and new method of multi-reference graph cut (MRGC). Based on National Iranian Oil Company (NIOC) standards, in the first method, cut offs were considered 3 and 55 for PHIE and SWE of a gas reservoir respectively. In the clustering method, two models were applied; in one model, raw data were considered, while in the other one the evaluated logs were taken into account. With respect to the accumulation of hydrocarbon in the isolated facies in the two models, the model with evaluated logs showed higher accuracy. Finally, the accuracy of determining pay zones in the two models was investigated and compared. Given that the two methods were completely different, the accuracy of both methods to determine pay zones was observed at a very high level; the two methods were also highly consistent. As a result, in addition to cut-off method, clustering method can also be used to determine pay zones.
    Keywords: Pay Zone, Log Data, Clustering, Cut off, Carbonate Reservoir
  • Hajar Borhani Kudehi, Mohammad Ali Aghighi Pages 112-124
    Hydraulic fracturing is the most common stimulation method for wells the production rate of which is uneconomical due to reservoir low permeability or near wellbore damage. Since many Iranian oil and gas producer wells have low productivity and many Iranian hydrocarbon fields have also entered the second half of their life, hydraulic stimulation is inevitable for recovery enhancement and thereby safeguarding these blessing resources. This study presents an integrated scheme to estimate recovery enhancement and to forecast the performance of hydraulic fracture treatment in oil wells. This model integrates a fracture geometry model, a production model, and an economic model. These models determine fracture geometry, the production of hydraulically fractured reservoirs, and the net present value resulted from hydraulic fracture treatment. The results of applying this model to a producer well in one of the Iranian western oilfields are presented. These results can be used in the preliminary design stage of hydraulic fracture treatment.
    Keywords: Acid Fracturing, Modeling of Hydraulic Fracture Treatment, Recovery Enhancement, Oil Well Stimulation, Damaged Reservoirs
  • Seyed Ali Mosavi Dehghani Pages 125-135
    The asphaltene is the heaviest and the most polar parts of crude oil. The change in pressure, temperature, and/or composition can induce the instability of the asphaltene in petroleum system and finally lead to asphaltene precipitation and deposition. In this work, a pseudo–dynamic approach is used for the prediction of the complex dynamic behavior of the asphaltene in the well column path of three Iranian oil wells. The main aim of this work is getting some reference diagrams which will be independent of multiphase flow in a well. By predicting saturation pressure profile in the well flow path from wellbore to surface or separator temperatures, one can access temperature and pressure for the calculation of the maximum asphaltene precipitation in well. In other words, having the saturation pressure profile, asphaltene precipitation profile in well can be obtained. Comparing the flow pressure and saturation pressure profiles, the high-risk locations in well can be determined. The MMFH model is used for asphaltene and saturation pressure predictions.
    Keywords: Asphaltene Precipitation, MMFH Model, Pressure Profile
  • Majid Soheili, Hassan Tirandaz, Rafat Kaveh, Ahangar, Abdalrasoul Heydarian Pages 136-144
    Regarding the presence of appropriate conditions for the growth of Legionella pneumophila in cooling tower water, the population of this bacterium can rapidly increase in contaminated systems. When these waters are aerosolized, small respirable-sized droplets containing Legionella can reach the respiratory system of the susceptible person and cause Legionnaires’ disease. Legionnaires’ disease is a severe form of pneumonia that can be lethal if not detected in the early stage of contamination. In this research, the contamination of five Iranian oil refinery cooling towers with L. pneumophila was investigated by culture-dependent methods. The results showed that cooling towers in three refineries were contaminated by L. pneumophila. Seasonal investigation showed that in these cases bacterial count almost were more than 100 CFU/ml. In the two cases, in some seasons, bacterial counts were 1000 CFU/ml and in one another case it was 800 CFU/ml, which all were in the risk limit. The results showed that cooling tower water treatment and their management in some refineries were not sufficient and must be modified as soon as possible. Using suitable biocide and system cleaning along with extra attention on anti-microbial treatment should be applied.
    Keywords: Legionella pneumophila, Legionnaire's Disease, BCYE, α Agar, Cooling Tower, Iranian Refineries, Aerosol
  • Ali Eslami, Seyed Mehdi Alavi Amlashi Pages 145-157
    Water gas shift is an exothermic reaction used to enhance hydrogen content and reduce CO concentration in synthesis gas. In this study, the effect of nickel catalysts supported on CeO2, Al2O3, TiO2, ZrO2, and SiO2 on carbon monoxide conversion and producing carbon dioxide was investigated. Nickel was loaded taking the advantage of wet impregnation. In order to investigate the structure and morphology of the as prepared catalysts, BET, XRD, SEM, and TEM tests were employed. The test reactor was a tabular reactor made of quarts. Total flow rate was considered 300 ml/min and 150 mg mass of catalyst was loaded in the reactor. The performance of catalysts was investigated in the temperature range of 300-500 °C and at steam to carbon monoxide ratio of 1, 2, and 4. In addition, catalyst stability test was performed for 570 minutes. The results indicated that both catalysts had the maximum activity at 450 °C. The most conversion of CO and CO2 selectivity was observed for Ni/CeO2 due to high oxygen capacity of cerium oxide. The optimized loading of nickel was 13% of catalyst weight. Increasing steam to carbon monoxide ratio leaded to enhance activity.
    Keywords: Water, Gas Shift Reaction, Nickel Catalyst, Carbon Monoxide Conversion, Cerium Oxide
  • Maryam Taghizadeh, Daryoush Yousefi Kebria, Vali Taghipor Pages 158-168
    Electrokinetic (EK) technology is advanced methods for the degradation and extraction of heavy metals and organic contaminants from saturated and unsaturated soil and groundwater. In this method, with the application of an electric field, pollutants will be migrated towards anode or cathode by electrolysis, electro-osmosis, electromigration, and electrophoresis. In this study, the behavior of perchloroethylene contaminated soils in an electrokinetic (EK) system enhanced by Triton X-100 on laboratory scale for 10 days was investigated. Electrical current and cumulative electro-osmosis and pH in anode and cathode reservoirs were measured every 24 hours during the run and perchloroethylene content was measured at the end of the experiments. According to the results, perchloroethylene is not influenced by electro-osmosis and ion migration due to low solubility, non-polar, and high adsorption to soil. However, by using the TX-100 in EK process, pollutant removal efficiency is significantly increased and perchloroethylene content of the soil is decreased by 51%.
    Keywords: Electrokinetic, Nonionic Surfactant, Perchloroethylene, Soil, Electro, osmosis
  • Shahin Mohammadi Zarghan, Sepideh Roshdi, Norolah Kasiri, Javad Ivakpour Pages 169-180

    Sieve tray CFD modeling with the assessment of k-ε Turbulence method and VOF framework has been considered in the current research work. Gas superficial factor has been varied from 0.462 to 1.464 ((kg/m)0.5.s-1), while, the liquid flow rate changed from 17.8×10-3 (m3/s) to 6.94×10-3 (m3/s). Comparison between VOF and Eulerian methods proved that simulation error decreased from 16%to the only 2%for clear liquid height in different gas superficial factors. Moreover, this error was only 7% in comparison with 35%with the variation of liquid flow rates. These error values are obtainable when they are compared with the experimental data of Solari & Bell. Consequently, froth height has the good agreement with the mostly well known Colwell correlation. Interfacial area as the most important characteristic of the VOF has been investigated in this work and showed an increase from 0.18 m2 to 1 m2 with the increase of gas superficial factor to 1.464. The pressure profiles have also been investigated.

    Keywords: Sieve Tray, VOF, Clear Liquid Height, Pressure Profile, Interfacial Area
  • Mohammad Safarkhan Moazeni, Bahman Soleimani, Farhad Khoshbakht, Mohsen Ezati Pages 181-188
    Anisotropy is defined as the variation of the properties of a medium in different directions. The accurate determination of anisotropy is very important in exploration geophysics studies, reservoir geophysics, the detection of appropriate drilling direction and the prevention of sand problems. The DSI tools measure shear waves slowness in two directions perpendicular to each other and parallel to the well axis. Anisotropic zones and the maximum in situ stress can be determined by using DSI log and mathematical method of Alford Rotation. The large difference between the maximum and minimum values, especially when the minimum energy is low, shows zones with significant anisotropy. In this study, the anisotropy of a carbonate reservoir was studied and the maximum in situ stress was determined. In the interval discussed, isotropic and anisotropic zones were separated. The maximum in situ stress from DSI has been determined to N30E direction, which is in agreement with the direction resulted from FMI (N19E) and the maximum stress in Zagros.
    Keywords: DSI, Anisotropy, Alford, Stoneley Waves, Maximum In, situ Stress