فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 97 (بهمن و اسفند 1396)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 97 (بهمن و اسفند 1396)

  • 184 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1396/12/28
  • تعداد عناوین: 12
|
  • احسان صابونیها، محمدرضا رخ فروز، سید شهاب الدین آیت اللهی * صفحات 4-17
    یکی از مکانیسم های موثر ازدیاد برداشت میکروبی یا شیمیایی نفت، مسدودسازی انتخابی مسیرها و گلوگاه ها می باشد. در بخش آزمایشگاهی این پژوهش، ابتدا محلول آبی باکتری صاف شده رگ وان به درون میکرو مدل نا همگن اشباع از نفت تزریق شد. هدف عمده در این بخش، بررسی تاثیر سلول باکتری در بهبود سیلاب زنی و مقایسه آن با آب خالص بود. تزریق آب بدون باکتری منجر به بازیافت 41% نفت شد، درحالی که تزریق محلول باکتری رگ وان، بازیافت نهایی نفت را به 48% افزایش داد. در بخش شبیه سازی، از یک هندسه ناهمگن دو بعدی به عنوان محیط متخلخل استفاده شد. به منظور به دست آوردن توزیع سیالات آب-نفت معادلات نویر و استوکس در حالت ناپایا حل گردیدند. هندسه محاسباتی با استفاده از مش های مثلثی گسسته سازی گردید و آزمون استقلال از مش نشان داد که نتایج حاصله وابسته به اندازه مش ها نیستند. با استفاده ازهفت مدل مختلف، اثر مکانیزم مسدودسازی انتخابی در گلوگاه ها و مسیرها به دقت مورد بررسی قرار گرفت و مشاهده شد که توزیع سیالات در ابعاد حفرات کاملا وابسته به توزیع این گلوگاه ها و موانع می باشد. وجود انسدادهای انتخابی در میانه مسیر قطر اصلی ماتریکس مقدار نفت زیادی را در میانه مسیر به تله انداخت که منجر به کاهش بازیافت نهایی در مقایسه با مدل های دیگر شد. پس از انسداد مسیر قطری، سیال ترشونده به ناچار از مسیر های جانبی واقع در بالا و پایین ماتریکس خود را به خروجی رسانده و رخنه رخ می دهد. نشان داده شد که در تمام مدل ها، مقدار بازیافت نفت بعد از انسداد مسیرها و گلوگاه ها با تراوایی بالا در مقایسه با حالت عدم وجود انسداد افزایش یافت. مدل های شماره 2، 4 و 6 تقریبا به مقدار بازیافت یکسانی دست یافتند در حالی که توزیع سیالات در این مدل ها مختلف بود. نتایج به دست آمده از این تحقیق نشان داد که روش میدان فازی کاهن-هیلیارد می تواند به طور واقع بینانه تری حرکت آب و نفت در ابعاد حفرات را تحت مکانیزم مسدود سازی انتخابی پیش بینی کند.
    کلیدواژگان: سلول باکتری، سیلاب زنی، مسدودسازی انتخابی، ازدیاد برداشت میکروبی، میکرو مدل
  • وحید زارعی، ابوالقاسم امامزاده، علیرضا نصیری * صفحات 18-31
    ناپایداری سازندهای شیلی به هنگام استفاده از گل های پایه آبی یکی از مشکلات بزرگ در هنگام حفاری چاه های هیدروکربوری می باشد. در هنگام حفاری فرا تعادلی اختلاف فشاری که بین سیال حفاری و سازند ایجاد می شود باعث شده که صافاب سیال حفاری به درون شیل نفوذ کرده و به دلیل بزرگ بودن ذرات جامد موجود در سیال حفاری در مقایسه با گلوگاه های منفذی شیل که در حدود 3 تا nm 100 می باشد تشکیل کیک گل برای جلوگیری از نفوذ صافاب به داخل شیل میسر نبوده، در نتیجه صافاب سیال حفاری به طور پیوسته وارد سازند شده و باعث افزایش فشار منفذی شیل و به دنبال آن کاهش پایداری و ریزش دیواره چاه می شود. به منظور مسدود سازی منافذ نانومتری شیل و جلوگیری از نفوذ صافاب، اقدام به سنتز نانوذرات SiO2 آمورف با استفاده از روشی ساده و کارآمد از ماده ای دور ریز از صنعت کشاورزی به نام سبوس برنج گردید و در سیال حفاری پایه آبی طی دو غلظت 3 و 5% وزنی- حجمی به کار گرفته شد. با گرفتن خواص رئولوژی گل پایه و گل پایه همراه با نانوذرات و مقایسه نتایج تست ها مشخص شد که نانوذرات به کار گرفته شده باعث بهبود خواص رئولوژی سیال حفاری نظیر افزایش پایداری حرارتی و کاهش میزان صافاب می شود. در ادامه با استفاده از دستگاه انتقال فشار منفذی (PPT) به بررسی اثر گل حاوی نانوذرات در مسدود سازی منافذ شیلی و کاهش فشار منفذی پرداخته شد. نتایج نشان داده که استفاده از غلظت 3% نانوذرات سنتز شده باعث کاهش نرخ نفوذ سیال به درون شیل در حدود 6/5% و با افزایش غلظت نانوذرات به 5% به میزان 7/43% از نفوذ سیال به درون شیل جلوگیری می شود که این عامل می تواند از تضعیف خواص مکانیکی لایه های شیلی و ریزش آنها در هنگام حفاری توسط گل های پایه آبی جلوگیری کند.
    کلیدواژگان: گل پایه آبی، تورم شیل، سبوس برنج، نانوذرات سیلیکا، فشار منفذی، پایداری شیل
  • محمد آزادی تبار، محمد محمدی، سعید جمشیدی * صفحات 32-45
    تولید نفت و گاز از مخازن هیدروکربوری همواره منجر به بروز مشکلاتی از قبیل آسیب سازند می شود. ایجاد شکاف هیدرولیکی به خصوص در مخازن غیرمتعارف گازی می تواند تا حدی این مشکل را برطرف نماید. لزوم استفاده از ویژگی های میدانی نیازمند این است که مخزن با تمامی ناهمگونی ها و لایه های متعدد آن شبیه سازی شود. در این مقاله، معادلات حاکم بر مخزن دو ناحیه ای با شکاف هیدرولیک در ناحیه اول، به صورت بدون بعد حل شده و نمودارهای الگو برای چاه آزمایی این مخازن بررسی شده است. این مخزن از دو ناحیه داخلی و خارجی تشکیل شده است. ناحیه داخلی شامل یک شکاف هیدرولیکی و یک چاه تولیدی است. با توجه به نامحدود بودن شکاف، تمام تولید از شکاف انجام می شود و سیال به محض ورود به فضای شکاف، تولید می شود. مرزهای خارجی مخزن بسته در نظر گرفته شده است. وجود شکاف هیدرولیکی در مخازن گازی کم تراوای دو ناحیه ای باعث می شود که منحنی مشتق شبه فشار و شبه فشار بدون بعد به پنج بخش متفاوت تقسیم شود. این پنج بخش به ترتیب عبارت اند از: اثر شکاف هیدرولیک، جریان شعاعی ناحیه داخلی، جریان گذرای بین ناحیه داخلی و خارجی، جریان شعاعی ناحیه خارجی و اثر مرزهای مخزن است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی بدون بعد، چاه آزمایی، مخازن گازی غیرمتعارف، شکاف هیدرولیکی، مخزن دو ناحیه ای
  • مرتضی رجبی هشتجین، ترانه جعفری بهبهانی * صفحات 46-58
    با توجه به تاثیر پارامترهای فراوان بر روی رفتار رئولوژیک سیال حفاری، تعیین دقیق رفتار رئولوژیک سیال حفاری حائز اهمیت است. ازاین رو حذف روش های آزمایشگاهی که به صورت سعی و خطا انجام می گیرد و نیاز به استفاده از روش های هوشمند ازجمله شبکه های عصبی مصنوعی، به شدت احساس می شود. در تحقیق حاضر برای پیش بینی خواص رئولوژیکی سیال حفاری، شامل پلاستیک ویسکوزیته، ویسکوزیته قیف و نقطه تسلیم از اطلاعات چهار چاه مربوط به یک میدان نفتی شامل 240 ردیف اطلاعات (4080 داده) جهت آزمون و 23 ردیف (391 داده) جهت تست مدل استفاده شد. پارامترهای موجود در این اطلاعات شامل 14 نوع مواد سیال، عمق، نوع سازند و دما (جمعا 17 پارامتر) است. سپس با استفاده از شبکه های عصبی مصنوعی، ابتدا ساختارهای مختلف شبکه عصبی جهت پیش بینی خواص رئولوژیکی سیال حفاری ساخته شد و درنهایت سه مدل بهینه مجزا برای ویسکوزیته پلاستیک، ویسکوزیته قیف و نقطه تسلیم طراحی شد که در هر سه مدل، شبکه دارای دو لایه با 17 ورودی و یک خروجی در لایه آخر بوده و تعداد نرون های لایه پنهان، 16 نرون برای مدل ویسکوزیته پلاستیک 19 نرون برای مدل ویسکوزیته قیف و مدل نقطه تسلیم تعیین شد. ضرایب همبستگی آزمون این مدل ها در نهایت، 99/0 برای مدل ویسکوزیته پلاستیک، 98/0 برای مدل نقطه تسلیم و 97/0 برای ویسکوزیته قیف به دست آمد که نشان دهنده انطباق بالای نتایج آزمون با واقعیت بود. درنهایت نیز مدلی آماری با استفاده از نرم افزار SPSS ساخته شد.
    کلیدواژگان: ویسکوزیته پلاستیک، ویسکوزیته قیف، نقطه تسلیم، شبکه عصبی مصنوعی، مدل آماری
  • مهران مفخمی مهرآبادی، علیرضا آقایی *، مازیار صهبا یغمایی صفحات 59-72
    در این تحقیق عملکرد و خواص ضد گرفتگی و شار غشای نانوکامپوزیت پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) با غلظت 15% وزنی که با نانو لوله های کربنی چند دیواره عامل دار شده با گروه های اسیدی، بازی و آمین مخلوط شده و با روش وارونگی فازی و حلال نرمال متیل پیرولیدون ساخته شده، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. برای اولین بار آب دوستی سطح غشاهای نانوکامپوزیت مختلف به صورت تدریجی تغییر نمود که این تغییرات تدریجی، رفتار و عملکرد غشا را بیان می کند. آنالیز سطح میکروسکوپ الکترونی روبشی تفاوت قابل ملاحظه ای در اندازه حفرات نشان داد (چند دهم میکرون) ولی آنالیز سطح مقطع نشان داد که تمام غشاهای ساخته شده دارای ساختار نامتقارن شامل یک لایه بالایی فشرده و یک لایه پایینی با کانال های وسیع و حفرات درشت هستند. تمام غشاهای اصلاح شده با ویژگی آب دوستی بهتر نسبت به غشای اصلاح نشده (°87) هستند. نتایج شار آب مقطر نیز نتایج بهبود آب دوستی مشاهده شده در زاویه تماس را تایید کرد که با نتایج تخلخل همخوانی دارد. شار غشاهای اصلاح شده در مقادیر بهینه بیش از 2 برابر غشای اصلاح نشده (L/m2h 146) افزایش یافت. آنالیز میکروسکوپ نیروی اتمی نشان داد که غشاهای نانوکامپوزیت دارای زبری کمتری نسبت به غشای خالص دارند. (Sa=270 nm) نتایج تست مکانیکی نشان دهنده عدم تاثیر منفی نانولوله های کربنی عامل دار شده بر مقاومت مکانیکی غشاها می باشد.
    کلیدواژگان: غشای نانوکامپوزیت، نانولوله های کربنی، گرفتگی، آب دوستی، اولترافیلتراسیون
  • مهدی صرفی *، علی اسعدی صفحات 73-87
    توالی های دولومیتی، سنگ مخزن اصلی تولید نفت از سازند عرب در برخی از میادین هیدروکربنی خلیج فارس می باشند. در این تحقیق براساس نتایج توصیف مغزه ها و مطالعات پتروگرافی، آنالیزهای فشار موئینه تزریق جیوه و داده های تخلخل- تراوایی مغزه، رخساره های دولومیتی شناسایی و ویژگی های مخزنی آنها در یکی از میادین نفتی خلیج فارس بررسی شده است. بر اساس ویژگی های دولومیت ها، چهار گروه حفظ کننده فابریک، تخریب کننده فابریک، سیمان های دولومیتی و دولومیتی شدن بخشی تفکیک گردد. در دولومیت های سازند عرب، تخلخل های بین بلوری و بین دانه ای مهمترین نوع سیستم منفذی می باشند. کانی زایی تبخیری یک فرآیند دیاژنزی مهم همراه با دولومیتی شدن می باشد که در نمونه هایی با توزیع یکنواخت انیدریت، نقش مهمی در مسدود کردن گلوگاه های تخلخل و کاهش تخلخل- تراوایی مخزن داشته است. براساس تلفیق نتایج 12 رخساره دولومیتی شناسایی گردید. نتایج مطالعه نشان داده که در رخساره های مرتبط با دولومیت های حفظ کننده فابریک، دولومیتی شدن نقش عمده ای بر ویژگی های مخزنی نداشته است و ویژگی های مخزنی عمدتا توسط بافت اولیه و نیز تاثیر فرآیندهای انحلال و کانی زایی تبخیری کنترل شده است. در مقابل در رخساره های مرتبط با دولومیت های تخریب کننده فابریک، دولومیتی شدن تاثیرات عمده ای به صورت مثبت و نیز منفی بر نوع و هندسه منافذ اعمال کرده است. رخساره های مرتبط با دولومیتی شدن بخشی که در آنها دولومیت ها به صورت پراکنده در ماتریکس سنگ و یا پرکننده تخلخل های بین دانه ای مشاهده می گردند به ترتیب تاثیر ناچیز و منفی بر ویژگی های مخزنی داشته اند. توزیع رخساره های دولومیتی نشان می دهد که در بخش Aا،B و C سازند عرب، رخساره های مرتبط با دولومیت های حفظ کننده فابریک و در بخش D دولومیت های تخریب کننده فابریک و دولومیتی شدن بخشی گسترش دارند.
    کلیدواژگان: سازند عرب، رخساره دولومیتی، سیستم منافذ، کانی زایی تبخیری، کیفیت مخزنی
  • افشین رزمجویی، حسین آتشی، فرهاد شهرکی *، مهدی شیوا صفحات 88-102
    در این پژوهش، براساس داده ها و آزمایشات تجربی به بررسی درصد تبدیل هیدروژن و منوکسیدکربن و طراحی مدل آنها براساس طراحی آزمایش و شبکه عصبی پرداخته شد. داده های آزمایشگاهی براساس پنج متغیر ورودیو براساس طراحی مکعب مرکزی تعیین گردید. این پنج متغیر موثر عبارتند از: دما، فشار راکتور، نسبت هیدروژن به منوکسید کربن در خوراک، فشار جزئی هیدروژن و منوکسید کربن در راکتور. شرایط عملیاتی راکتور، دما ( oC340-320)، فشار (bar gauge 8-2)، نسبت هیدروژن به منوکسیدکربن (2/2- 8/0)، فشار جزئی منوکسیدکربن (bar gauge 7/2-3/0) و فشار جزئی هیدروژن (bar gauge 5/2-3/0) می باشد. برای بررسی و به دست آوردن مدل درصد تبدیل ها، از دو روش پاسخ سطح و شبکه عصبی استفاده گردید. برای بررسی توانمندی هر دو روش، دو پارامتر مهم خطای آماری شامل مجذور میانگین خطا و انحراف نسبی میانگین مطلق محاسبه شد. نتایج به دست آمده از هر دو مدل پاسخ سطح و شبکه عصبی با نتایج تجربی مقایسه شد. مشاهده گردید که هر دو مدل تطابق خوبی با داده های تجربی دارند. برای محاسبه بیشینه درصد تبدیل برای هر دو مدل، شبکه عصبی با الگوریتم ژنتیک مدل شده و نقاط بیشینه هر دو مدل غیرخطی به دست آمد. در پایان، مدل های حاصله تحلیل شده و نقاط بیشینه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین این مدل می تواند برای به دست آوردن محصولات انتخابی با ارزش افزوده بالا نیز به کار گرفته شود.
    کلیدواژگان: سنتز فیشر، تروپش، تبدیل گاز سنتز، روش پاسخ سطح، شبکه عصبی، الگوریتم ژنتیک
  • مجید محمدی، بهمن سلیمانی *، مهدی محمودیان صفحات 103-115
    پیش بینی فشار منفذی از اهمیت بسزایی در مراحل مختلف پروژه های هیدروکربنی (اکتشاف، حفاری و تولید) برخوردار است. وجود مناطقی با فشار غیرعادی باعث بروز مشکلات فراوانی نظیر گیر لوله حفاری، فوران چاه، از دست دادن چرخه گل حفاری و... می شود. استفاده از داده های لرزه ای تنها روش تعیین فشار منفذی قبل از حفاری چاه می باشد. در این تحقیق سرعت برانبارش که از پردازش داده های لرزه ای سه بعدی به دست آمده به وسیله نمودارهای صوتی کالیبره گردید. با استفاده از رابطه باور، استرس موثر تعیین شد. فشار منفذی با تعیین فشار روباره و رابطه بنیادی ترزاقی پیش بینی و مناطق با فشار غیرعادی، مشخص شدند. با کاهش استرس موثر و افزایش تخلخل، سرعت موج لرزه ای درون سنگ کاهش می یابد، درنتیجه ارتباط فشار موثر، سرعت، تخلخل و سنگ شناسی در مطالعه فشار منفذی می تواند به کاربرده شود. نتایج مطالعه نشان داد که در میدان کوپال دو بخش با فشار غیرعادی شامل سازند پرفشار گچساران (به خصوص بخش 1 یا پوش سنگ) و سازند پابده و دو قسمت نیز با فشار غیرعادی کم در بخش های ابتدایی سازند آسماری شناسایی گردید. لایه های پایینی آسماری نیز نسبت به لایه های بالایی به علت کاهش استرس موثر در اثر افزایش تخلخل دارای فشار منفذی نسبتا زیادتری است.
    کلیدواژگان: فشار منفذی، فشار غیرعادی، سرعت برانبارش، میدان کوپال، نمودار صوتی
  • فاطمه سادات روحانی *، حمید حسن پور صفحات 116-128
    وقوع گیر در رشته حفاری در صنعت نفت یکی از مشکلات پرهزینه و وقت گیر عملیات حفاری بوده که پارامترهای حین حفاری، نظیر گشتاور رشته حفاری و ساختار زمین در وقوع گیر رشته حفاری تاثیر مستقیمی در این مشکل دارند. تجارب نشان داده است در زمان گیر رشته حفاری، گشتاور به طور لحظه ای افزایش و سرعت چرخش مته کاهش می یابد. از آنجائی که در تشخیص این تغییرات امکان بروز خطای انسان و عدم دقت کافی وجود دارد لذا با شناسایی تغییرات سوزنی شکل مشترک سیگنال گشتاور و سرعت چرخش مته، لحظه وقوع گیر را می توان تشخیص داد. در این تحقیق تغییرات مثبت و منفی سیگنال تشخیص داده شده و از معیارهای دقت و خطای دسته بندی برای ارائه نتایج استفاده گردیده و نتایج شبیه سازی بیانگر کارایی بالای روش پیشنهادی، نسبت به روش های موجود می باشد. نتایج، نشان دهنده پیدا نمودن 95 % از گیرهای رشته در نمونه حفاری های در دسترس بود. به علاوه، نشان داده شده است که روش پیشنهادی به زمان کوتاهی برای آنالیز یک سیگنال نیاز دارد، بنابراین می توان از آن در سیستم های بلادرنگ استفاده کرد.
    کلیدواژگان: گیر رشته حفاری، پردازش سیگنال، گشتاور، چرخش مته، هوش مصنوعی
  • محسن حقیقی، فرهاد رحمانی، محمد باقر میران زاده *، شیرین افشین صفحات 129-141
    فرآیند فوتوکاتالیستی یکی از روش های تصفیه نوین می باشد که می تواند در تصفیه فاضلاب های حاوی آلاینده های اولویت دار مانند کروم شش ظرفیتی بطور موثر مورد استفاده قرار گیرد. لذا، در این مطالعه اثرات پارامترهای عملیاتی مختلف و شرایط بهینه آنها به منظور احیاء کروم شش ظرفیتی در حضور نانوکامپوزیت ZnO/HZSM-5 با استفاده از روش فاکتوریل کامل بررسی شد. در این تحقیق نانوکامپوزیت ZnO/HZSM-5 با روش هیدروترمال- تلقیح سنتز شد. ساختار نانوکامپوزیت و مرفولوژی آن توسط تکنیک های XRDا،UV/vis و FESEM مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی احیاء فوتوکاتالیستی کروم شش ظرفیتی با استفاده از نانوکامپوزیت ZnO/HZSM-5 از تکنیک طراحی آزمایش فاکتوریل کامل استفاده شد. اثرات پارامترهای: زمان واکنش، pH، شدت نور UV و غلظت اولیه کروم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از تست XRD بیانگر این بود که ساختار نانوکامپوزیت به درستی تشکیل شده و دارای فاز کریستالی می باشد، تصاویر FESEM نشان داد که فاز فعال (ZnO) به صورت یکنواختی با اندازه نانومتریک در سطح آن پخش شده است. نتایج حاصل از تست فیشر (F-Value) مشخص نمود که غلظت اولیه کروم شش ظرفیتی تاثیرگذارترین پارامتر برروی فرآیند می باشد. تحت شرایط بهینه (غلظت اولیه کروم mg/L 10، شدت نور W 125، pH برابر 5 و زمان واکنش min 60) راندمان حذف 72/98% با مطلوبیت 985/0 برای کروم شش ظرفیتی حاصل شد. در نهایت، آنالیز احتمال نرمال نشان داد که داده ها از توزیع نرمالی برخوردار می باشند. از این رو، روش فاکتوریل کامل می تواند به عنوان یک روش موثر به منظور بهینه سازی شرایط عملیاتی فرآیند های فوتوکاتالیستی در حذف کروم شش ظرفیتی مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: فاکتوریل کامل، ZnO، HZSM، 5، کروم شش ظرفیتی، فرآیند فوتوکاتالیستی، طراحی آزمایش
  • اقدس حیدری، محسن وفایی سفتی *، ابراهیم واشقانی فراهانی، مهسا باغبان صالحی، حسن نادری صفحات 142-154
    در سال های اخیر انواع ژل ها برای کنترل تولید آب اضافی در چاه های نفت به کار می روند. استفاده از ذرات ژل از پیش تشکیل شده یکی از روش های مناسب برای بستن مسیر آب بدون بستن مسیر تولید نفت و مناطق دارای هیدروکربن است. در این پژوهش نوعی از ذرات ژل با استفاده از کوپلیمر پلی اکریل آمید سولفونه و شبکه ساز استات کروم (III) تهیه شد. روش آنالیز برش نوسانی با دامنه کوتاه برای بررسی استحکام، گرانروی ترکیبی و مدول ذخیره و ویسکوز نهایی ژل تهیه شده به کار رفت. گرانروی ترکیبی و مدول ذخیره نهایی ژل به ترتیب برابر Pa.s 5919 و kPa 4/35 تعیین شد. برای بررسی عملکرد ذرات ژل در محیط متخلخل از آزمایش سیلاب زنی استفاده شد. همچنین برای مطالعه اثر اندازه ذرات در فشار تزریق و ضرایب مقاومت باقی مانده آب و نفت، دو اندازه مختلف از ذرات ژل (63-106 و μm 106-188) در سیلاب زنی به کار رفت. مقدار شاخص کاهش نامتجانس تراوایی برای دو اندازه کوچک و بزرگ ذرات ژل به ترتیب برابر 196/3 و 038/4 و ضرایب مقاومت باقی مانده آب به ترتیب برابر 42/41 و 22/53 به دست آمد. نتایج نشان داد که اندازه ذرات ژل روی ضریب مقاومت باقی مانده آب موثرتر از ضریب مقاومت باقی مانده نفت است.
    کلیدواژگان: ذرات ژل از پیش تشکیل شده، کاهش نامتجانس تراوایی، کنترل تولید آب، اندازه ذرات ژل، اصلاح جریان در عمق
  • سیدعلی جعفری، رضا آذین *، محمد محمدی باغملایی، شهریار عصفوری، عاطفه نوشادی، فریده عبدالهی صفحات 155-166
    استفاده هم زمان از میعانات گازی و روغن دی سولفید ترکیب نوظهوری شناخته می شود که توجه محققین را به خود معطوف نموده است. به کارگیری این مواد به تنهایی و یا به صورت ترکیب با هم مستلزم کسب اطلاعات دقیق آزمایشگاهی از خواص فیزیکی- شیمیایی حالت خالص و حالت ترکیبی است. روغن دی سولفید به عنوان یک محصول جانبی و دورریز در فرآیند شیرینی سازی گاز تولید می شود که شامل تعداد زیادی ترکیب دی سولفیدی است. میعانات گازی در دما و فشار محیط در حالت مایع است و یک ماده صنعتی با ارزش افزوده بالا محسوب می گردد. افزودن میعانات گازی به روغن دی سولفید ممکن است خواص این ماده را بهبود ببخشد و کاربردهای نوین روغن دی سولفید را تقویت کند. در این پژوهش، ترکیبات مختلف این دو ماده از 0 تا 100 درصد حجمی روغن دی سولفید مورد آزمون های ضریب شکست، کشش سطحی، رئولوژی، سنجش میزان نمک و گرمای احتراق قرار گرفت. نتایج نشان داد که ضریب شکست این دو ماده با افزایش درصد حجمی میعانات گازی از 5215/1 تا 4277/1 در شرایط محیطی به صورت خطی کاهش یافت. مقدار کشش سطحی نیز به ترتیب از 6/30 تا mN/m 9/19 اما با دقت خوبی به صورت یک تابع درجه 2 نزولی بود. داده های رئولوژی مشخص کرد که ترکیبات مختلف این دو ماده رفتار سیال نیوتنی داشته و گرانروی مخلوط با افزودن روغن دی سولفید از 54/0 تا mPa.s 69/0 در دمای استاندارد C° 5/15 افزایش یافت. غلظت نمک موجود در میعانات گازی و روغن دی سولفید خالص به ترتیب 096/26 و g/m3 265/30 به دست آمد. گرمای احتراق روغن دی سولفید نیز تقریبا 60 % گرمای احتراق میعانات گازی بود که نشان از افت کیفیت احتراق میعانات گازی در صورت افزودن روغن دی سولفید می باشد.
    کلیدواژگان: روغن دی سولفید، میعانات گازی، ضریب شکست، کشش سطحی، رئولوژی
|
  • E.Sabouniha, M.Rokh Forouz, S.Sh. Ayatollahi * Pages 4-17
    Selective plugging is one of the most effective mechanisms in microbial and chemical enhanced oil recoveries. In the experimental section, the water solution of purified Acinetobacter sp. and distilled water were injected to an oil saturated heterogeneous micromodel porous media. The main goal of this experiment was to examine the effect of water-bacteria cell solution in the water flooding performance and to compare it with pure water flooding. Pure water injection could expel oil by 41% while the bacterial solution injection was resulted in higher oil recovery, i.e. 7% improvement. In the simulation section, a heterogeneous geometry was used as porous media. To obtain water and oil distribution, Navier-Stokes equations were solved in time-dependent mode. Computational domain was discretised using triangular meshes. Moreover, the mesh independency analysis showed that the results are not dependent to the size of meshes. Seven different models were constructed to evaluate the influences of selective plugging in our porous media’s throats and routes during this process; moreover, the results illustrated that pour size fluid distribution is strongly related to the plugging distribution. After plugging of main diameter, wetting fluid inevitably exits from sidelong routes located in top and bottom of the matrix. It was shown in each model that the oil recovery was increased after throats, and routes were plugged in comparison with no plug model. Models no. 2, 4, and 6 had almost the same recovery while fluid distribution was different. The obtained results showed that Cahn-Hilliard phase field method can accurately predict water-oil displacement on pore scale under the selective plugging mechanism.
    Keywords: Bacteria Cell, Selective Plugging, Microbial Enhanced Oil Recovery, Micromodel
  • V.Zarei, A.Emamzadeh, A.Nasiri * Pages 18-31
    One of the most significant problems during oil and gas drilling is shale formation instability when using water-based muds. During underbalanced drilling due to pressure difference induced between drilling fluid and formation, mud filtrate invades to shale. Moreover, because of the large solid particles in drilling mud in comparison with shale pore throats (about 3 to 100 nm), formation of mud cake to prevent the invasion of filtrate to the shale is not possible. Therefore, drilling fluid filtrate continually penetrates to the formation and will cause an increase in pore pressure and instability of shale followed by lost in sidewall. In order to block the shale nanometer pores and to prevent the invasion of filtrate, a synthesis of amorphous silica nanoparticles using a simple and efficient method of waste material from agricultural industry is performed which was called rice husk, and applied in drilling water-based muds at two concentrations of 3 and 5% weight/volume (w/v). By taking rheological properties of base mud and the base mud with nanoparticles and comparing the test results, it was found that nanoparticles used improved the rheological properties of drilling mud such as thermal stability and reducing the amount of filtration. Then, a pore pressure transmission (PPT) device utilized to investigate the effect of the mud containing the nanoparticles to block shale pores and reduce pore pressure. The results showed that using concentrations of %3 and %5 synthesis nanoparticles cause the reduction of the rate of penetration of fluid into the shale at around 5.6% and 43.7% respectively. This phenomenon can be a factor to prevent the mechanical weakening of shale layers and their loss during drilling by water-based muds.
    Keywords: Water Base Mud, Swelling Shale, Rice Husk, Silica Nanoparticles, Pore Pressure, Shale Stability
  • M.Azadi Tabar, M.Mohammadi, S.Jamshidi * Pages 32-45
    Oil and gas production from reservoirs always causes some problems. Hydraulically, fracturing could somehow mitigate the challenges especially for unconventional gas reservoirs. In order to gain a real knowledge of the reservoir, we should consider the reservoir with its heterogeneity and different layers. In this work, dominant equations of a hydraulically fractured bi-zonal gas reservoir are solved in a dimensionless way; moreover, type curves for well testing of this reservoir are discussed. This reservoir consists of inner and outer zones. The inner zone consists of a vertical hydraulic fracture and a vertical well. As the fracture acts infinitely, whole amount of fluid is produced within the fracture. The outer boundary of the reservoir is closed. Existence of a hydraulic fracture in a bi-zonal tight gas reservoir would cause the dimensionless pseudo-pressure and dimensionless pseudo-pressure derivative to be segmented into five sections. These five sections are caused by hydraulic fracture, radial flow of the inner zone, transient flow between the inner and the outer zones, radial flow of the outer zone, and the boundaries effects respectively.
    Keywords: Dimensionless Simulation, Well Testing, Unconventional Gas Reservoir, Hydraulic Fracture, Bi, zonal Reservoir
  • M.Rajabi, T.Jafari * Pages 46-58
    Due to the influence of many parameters on the drilling fluid, the precise determination of the rheological behavior of the fluid is important. Therefore, the elimination of imprecise experimental methods which have been done based on trial and error, and using logical mathematical intelligence methods such as artificial neural networks instead of previous methods are needed. In the present study, for predicting the rheological properties of drilling mud, including Plastic viscosity, funnel viscosity, and yield point, the data from four wells of the field of X which contains 240 rows of data (4080 data) to test and 23 rows (391 data points) to test the model have been used. This includes 14 types of parameters in a fluid, depth, and temperature formation (a total of 17 parameters). By using artificial neural networks, the structures for predicting the neural network, and the rheological properties of drilling mud were built, and finally, three separate optimization models for the plastic viscosity (PV), funnel viscosity (FV), and the yield point (YP) were designed that in all three models, the network had two layers, 17 inputs and one output in last layer. Moreover, the number of neurons in the hidden layer, 16 neurons for the PV model, 19 neurons for FV model, and 19 neuron for YP model were determined. Finally, the coefficients of determination of these models, which were tested, were R2 PV = 0.99, R2 YP = 0.98, and R2 FV=0.97 indicating a high compliance test results with reality.
    Keywords: Plastic Viscosity, Funnel Viscosity, Yield Point, Neural Networks, Statistical Model
  • M.Mofkhami, A. Aghayi *, M.Sahba Yaghmayi Pages 59-72
    In this paper, flux and antifouling performance of PVDF (15wt.%) nanocomposite ultrafiltration mambrane with different functionalized carbon nanotubes (-COOH, -OH, -NH2) are considered. Membranes are prepared with phase inversion method using NMP as solvent. This is the first time that hydrophilicity of different nanocomposite membranes are changing gradually as performance of nanocomposite membrane are considered. Gradually, the change of hydrophilicity explaines the behavior and performance of nanocomposite membrane. Analysing surface pore size by SEM showed no significant diffferent in mean pore size (a few tenths of a micron) of nanocomposite memebranes in comparison with pristine memebrans. The cross section morphology showed that all prepared membranes are asymmetric structure with a compact toplayer and a bottom layer with large pore channels. All modified nanocomposite membranes show better hydrophilicity surface in comparison with pristine PVDF membrane (87°). The results of pure water flux are approved by the results of contact angle and porosity which have been measured. Pure water flux of nanocomposite membranes with optimized carbon nanotube amount is increased more than twofold to pristine membrane (146 L/m2.h). AFM also revealed that nanocomposite membranes have smaller roughness in comparison with pristine membrane (Sa=270 nm). This subject is shown that functional carbon nanotubes have not any detrimental effects on mechanical resistance in modified membranes.
    Keywords: Nanocomposite Membrane, Carbon Nanotube, Fouling, Hydrophilicity, Ultrafiltration
  • M.Sarfi *, A.Asadi Pages 73-87
    Dolomite successions are the main productive reservoir intervals in the upper Jurassic Arab Formation in many oil fields of the Persian Gulf. In this study, based on the results from core description, petrographic analysis, high mercury injection capillary pressure analysis and cores poroperm data, dolomite facies, and their reservoir characteristics have been investigated in an oil field of the Persian Gulf. On the basis of the dolomite characteristics, four dolomite groups including fabric preserving, fabric destructive, dolomite cements, and partial dolomitization are differentiated. In dolomites of the Arab Formation, intercrystalline and interparticle porosities are the main pore types. Evaporate mineralization is an important digenetic process associated with dolomitization which has had a significant impact on reduction of reservoir properties, i.e. porosity and permeability. Based on the integrated geological and petrophysical study, 12 dolomite facies were identified. The results of this study also demonstrated that in fabric preserving dolomite facies the main factors controlling reservoir quality are the nature of primary texture, and dissolution, and evaporate mineralization as the main diagenetic processes. In this dolomite group, dolomitization has not been significantly altered reservoir properties. In contrast, the dolomitization of dolomite facies related to fabric destructive group, in relation with dolomite crystal size and shape, had a profound destructive or constructive role on type and geometry of pore systems. In dolomite facies, partial dolomitization which have been characterized by the sparse distribution of dolomite crystal within mud dominated facies and pore filling of interparticle porosity have insignificant or negative effects on reservoir quality. Distribution of dolomitic facies in Arab A, B, and C members is mainly fabric preserving dolomite. Moreover, fabric destructive and partial dolomitization are prevailed in D member of Arab formation.
    Keywords: Arab Formation, Dolomitic Facies, Pore Systems, Evaporate Mineralization, Reservoir Quality
  • A.Roz Mahboubi, H.Atashi, F. Shahraki, M.Shiva Pages 88-102
    In this research, the application of design of experiment and artificial neural network on conversion of H2 and CO were studied based on the experimental data. The experimental data has been collected from five independent variables based on central composite design such as temperature and pressure of reactor, H2/CO feed ratio, and partial pressure of H2 and CO in reactor. The operating conditions are: T = 320-340°C, P = 2-8 barg, H2/CO = 0.8-2.2, PCO = 0.3-2.7 barg, and PH2 = 0.3-2.5 barg. To generate the conversion models, two methods consist of response surface methodology and artificial neural network were used. The capability and sensitivity of both models were evaluated by some statistical parameters including mean square error and absolute average relative deviation. The result of both models were compared with experimental data and show the best results. To evaluate the maximum conversion of (H2 and CO), a hybrid ANN/GA was performed to solve the nonlinear both models. Finally, all quadratic equations and maximum of both models were performed, and the results were concluded. Also, this method can be used to produce the valuable selective production.
    Keywords: Fischer, tropsch Synthesis, Conversion of Syngas (or Synthesis Gas), Response Surface Methodology, Artificial Neural Network, Genetic Algorithm
  • M.Mohammadi, B.Soleymani *, M.Mahmoudian Pages 103-115
    Pore pressure prediction is important in hydrocarbon exploration, production, and drilling activities. The presence of abnormal pressure may cause different problems such as pipe stuck, well blow out, mud loss, and so forth. Using seismic data is the only method for pore pressure prediction before drilling. In the present paper, stacking velocity which has been obtained from 3D seismic data processing was calibrated with acoustic log. The effective pressure was determined using Bower´s equation. Pore pressure would be predicted by overburden pressure and basic Terzaghi´s equation as well as abnormal pressure zones if existed. The results indicated that there have been two abnormal pressure zones existed in the Kupal Oilfield: high pressure zone in Gachsaran Formation (Member 1 or cap rock), in Pabdeh Formation, and two low abnormal pressure zones in the upper part of Asmari Formation. Pore pressure in Lower Asmari section is higher than in the upper part due to higher porosity.
    Keywords: Pore Pressure, Abnormal Pressure, Stacking Velocity, Kupal Oilfield, Acoustic Log
  • F.Rouhani *, H.Hasan Pour Pages 116-128
    The stuck pipe is one of the most important problems that it is costly and time consuming in drilling. Studies show that the parameters such as torque and the structure of the ground during drill operation are effective in the stuck pipe. Experience has shown that the torque suddenly rises in the moment of stuck, and drill bit rotates (rotation per minute RPM) get more slowly. Because this approach has many weaknesses with regard to the possibility to human mistakes and lack sufficient precision, thus, by detecting torque and rotation per minute spikes, the stuck moment can be detected. Various methods have been introduced to spike detection in the proposed method. In addition, smooth nonlinear energy operator is used. In this method, signal is detected positive and negative changes. In this study, a method for the detection of positive spike for torque and negative spike for RPM has been introduced. Moreover, it has been shown that the suggested method needs less time for analyzing a signal; therefore, it can be used in the immediately systems.
    Keywords: Stuck Pipe, Signal Processing, Torque, RPM, Artificial Intelligence, Real, time Drilling
  • M.Haghighi, F.Rahmani, M.B. Miran Zadeh *, Sh. Afshin Pages 129-141
    Photocatalytic process is one of the modern treatment methods which can be efficiently used for the treatment of wastewaters containing pollutants with priority such as hexavalent chromium. So in this study, the effects of various operating parameters and optimum conditions for the reduction of Cr (VI) in the presence of ZnO/HZSM-5 nanocomposite were investigated using a full factorial design method. In this study, ZnO/HZSM-5 nanocomposite was sanitized by Hydrothermal/impregnation method. The structure and morphology of Nanocomposite were studied by XRD, UV/vis, and FESEM techniques. In order to evaluate the photocatalytic reduction of hexavalent chromium using ZnO/HZSM-5 nanocomposite, full factorial technique was used. The effects of reaction time, pH, UV intensity, and initial chromium concentration were studied. The results of XRD showed that the nanocomposite was properly formed and had a crystalline phase. FESEM images showed that active phase (ZnO) was uniformly spread on the surface in nanometric size. The results of Fisher test (F-Value) indicated that the initial concentration of hexavalent chromium plays the most important role in the process. Under optimal conditions (initial concentration of chromium = 10 mg/L, UV light intensity = 125 W, pH = 5, and reaction time = 60 minutes), the removal efficiency was 98.72% with a desirability of 0.985 for hexavalent chromium. Finally, the normal probability analysis indicated that the data had a normal distribution. According to the result, it was indicated that the initial concentration of chromium was the most effective parameter in the process. Hence, the full factorial method can be used as an effective method for optimizing the conditions of the photocatalytic process in removing hexavalent chromium.
    Keywords: Full Factorial, ZnO, HZSM, 5, Hexavalent Chromium, Photocatalytic Process, Experimental Design
  • A.Heidari, M.Vafayi *, E.Vashghani, M.Baghban, H.Naderi Pages 142-154
    During recent years, various types of gels are used to control excess water in oil wells. The exploiting of preformed particle gels (PPG) can be considered as a good candidate to shutoff water channels without blocking of oil bearing zones. In this research, the preformed particle gel has been synthesized from Sulfonated polyacrylamide copolymer and chromium acetate (III) as crosslinker. The analysis of low amplitude oscillatory shear method was used to study on gel strength, complex viscosity, ultimate storage, and viscous modulus. The complex viscosity and ultimate storage modulus of gel were determined about 5919 Pa.s and 35.4 kPa respectively. The core flooding test was used to study of PPG performance in porous media. Further, two different size particle gels (63-106 and 106-188 micron) were applied to investigate the particle size effect on injection pressure and residual resistance factor of water and oil. The disproportionate permeability reduction index of 3.196 and 4.038, and water residual resistance factor of 41.42 and 53.22 were determined for small and large particle gels respectively. The results showed that the gel particle size on the residual resistance factor of water was more effective than the oil residual resistance factor.
    Keywords: Preformed Particle Gel, Disproportionate Permeability Reduction, Water Control, Gel Particle Size, In, depth Profile Modification
  • S.A. Jafari, R.Azin *, M.Mohammadi, Sh. Asfouri, A. Noshadi, F.Abdollahi Pages 155-166
    The simultaneous utilization of Disulfide Oil (DSO) and Condensate is known as a novel mixture that has drawn researchers’ attention. The usage of such products is applicable when only precise experimental physico-chemical data are available. The DSO is produced as a waste and byproduct of gas sweetening process, which contains several disulfide components. Moreover, condensate is known as a valuable industrial product that is liquid at atmospheric temperature and pressure. Adding condensate to DSO makes it more economically feasible for export and may upgrade thermo-physical properties of DSO.Moreover, adding condensate to DSO promotes its potential applications. In this research work, different volume fractions of these two products from zero (0%) to 100% of DSO were tested by Refractometer, Tensiometer, Rheometer, Salinometer, and Calorimeter. It was found that the obtained refractive indexes linearly decreased from 1.5215 to 1.4277 by increasing the volume fraction of condensate at ambient temperature and pressure.Subsequently, the surface tension values decreased from 30.6 to 19.9 mN/m via quadratic function. The Rheometer results showed that various mixtures of these two products depicted a Newtonian fluid behavior in which their viscosity increased from 0.54 to 0.69 mPa.s by adding DSO at a standard temperature of 15.5˚C. The salt concentrations in condensate and DSO were achieved 26.096 and 30.265 g/m3 respectively. The calorific value of DSO was almost half of that of condensate value. It was observed that the condensate heat of combustion reduced by adding DSO.
    Keywords: DSO, Condensate, Rheology, Referactive Index, Calorific Value