فهرست مطالب

مجله پژوهش نفت
پیاپی 120 (آذر و دی 1400)

  • تاریخ انتشار: 1401/01/17
  • تعداد عناوین: 10
|
  • میثم مهدوی نژاد، امین کاظمی بیدختی، علی صنعتی، محمدرضا ملایری* صفحات 3-16

    در مطالعه پیش رو، نانوکمپلکس جدیدی با اصلاح سطح نانولوله های کربنی چند دیواره عامل دار شده با گروه کربوکسیل، سنتز و به کار گرفته شده است. اصلاح سطح توسط ماده فعال سطحی ستیل تری متیل آمونیوم بروماید (CTAB) و پلیمر پلی اتیلن گلایکول (PEG) صورت گرفته است. عملکرد این نانوکمپلکس سپس در برهم کنش های بین سطحی بین آب، نفت خام و سنگ دولومیتی مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان دهنده پتانسیل بالای نانوکمپلکس در کاهش کشش بین سطحی است به طوری که کمترین مقدار mN/m 33/0 برای کشش بین سطحی بین نفت خام و آب دریای کم شور ثبت شده است. بر این اساس، مقدار غلظت بحرانی تشکیل مایسل (CMC) در سطح تماس نفت با آب مقطر و آب کم شور به ترتیب برابر mg/L 250 و mg/L 60 محاسبه شده است. نانوکمپلکس مورد بررسی همچنین تاثیر بسیار مناسبی بر تغییر ترشوندگی نمونه سنگ مورد بررسی داشته است، به طوری که مقدار mg/L 50 از آن زاویه تماس آب با سطح سنگ را از °128 به °26 کاهش داده است. علاوه بر این موارد، بررسی ضرایب برازش به دست آمده از تطابق داده های آزمایشگاهی حاصل از جذب نانوکمپلکس بر روی سطح دولومیت با دو مدل لانگمور و فروندلیش نشان می دهد که جذب نانوکمپلکس از مدل لانگمور پیروی می کند که قادر به توجیه میزان پایین جذب آن بوده است. علاوه بر این، حضور نمک میزان جذب را افزایش داده است. عملکرد بسیار مناسب نانوکمپلکس در غلظت های پایین احتمال آسیب به سازند و کاهش تراوایی را کاهش می دهد که مزیت اقتصادی را نیز به همراه دارد. نانوکمپلکس معرفی شده نسبت به نمونه های پیشین که بر پایه نانولوله های کربنی ساخته شده بودند، از کارآیی بالاتری برخوردار بوده و به عنوان افزودنی موثر جهت ازدیاد برداشت از مخازن کربناته توصیه می شود

    کلیدواژگان: نانولوله های کربنی چند دیواره، اصلاح سطح با ماده فعال سطحی و پلیمر، عامل دار کردن با گروه کربوکسیل، کاهش کشش بین سطحی، تغییر ترشوندگی
  • علی سلمانی سیاح، یوسف رفیعی، محمدجواد عامری شهرابی*، مهدی فدائی، کیوان قربانپور، محمدصادق ادنان صفحات 17-30

    سیال تولیدی از چاه های نفت و گاز معمولا به صورت دوفازی بوده که با توجه به لزوم حداکثرسازی بازدهی جداسازهای دوفازی، دستیابی به طراحی دقیق ابعاد این جداسازها ضروری است. اما یکی از مشکلات اساسی کشور نبود یک روش طراحی دقیق ابعاد جداسازهای دوفازی صنعتی است. بنابراین یکی از مسایل مهم حال حاضر در صنعت نفت، دستیابی به روشی مطمین برای طراحی ابعاد جداسازهایی است که بهترین راندمان عملیاتی را در فرآیند جداسازی سیال تولیدی داشته باشند. در این پژوهش ابتدا مروری بر روش های طراحی کلاسیک جداسازهای دوفازی که بر مبنای روش های تیوری و نیمه تجربی استوار هستند، انجام شد. سپس به منظور بررسی آزمایشگاهی عملکرد جداسازهای دوفازی، پایلوت آزمایشگاهی جداساز طراحی شد. بنابراین یکی از مشکلات اصلی این حوزه یعنی نبود جداساز آزمایشگاهی مناسب جهت بررسی تجربی عملکرد جداساز دوفازی، برطرف شد و در حال حاضر امکان بررسی دقیق ابعاد جداساز دوفازی با استفاده از نتایج تجربی فراهم شد. با توجه به نتایج آزمایش های انجام شده در شرایط مختلف عملیاتی و مقایسه با طراحی کلاسیک، ضریب تصحیح (α) برای اصلاح روابط کلاسیک ارایه شد. در نهایت روش تحلیل ابعادی برای طراحی ابعاد جداساز دوفازی صنعتی با استفاده از نتایج آزمایشگاهی معرفی شد. به منظور اعتبارسنجی روش تحلیل ابعادی، ابعاد استاندارد برای جداسازی قطرات مایع بزرگتر از µm 750 از فاز گاز در سیال تولیدی یکی از چاه های میدان پارس جنوبی ارایه شد و با ابعاد جداساز واقعی مقایسه شد. لازم به ذکر است میزان خطای ابعاد جداساز طراحی شده در مقایسه با ابعاد جداساز واقعی کمتر از 4% بوده است.

    کلیدواژگان: طراحی کلاسیک، آنالیزابعادی، جداساز، جریان دوفازی، ضریب تصحیح
  • فرامرز طلایی، علی کدخدایی*، مهران آرین، سید محسن آل علی صفحات 31-50

    سازند سروک به عنوان یکی از عظیم ترین مخزن های نفت خام در خلیج فارس شناخته می شود. در این مطالعه تعداد 28 نمونه نفت از مخزن سروک در 9 میدان نفتی مطالعه شده است و براساس داده های ژیوشیمیایی شامل آنالیز کروماتوگرافی گازی (GC)، کروماتوگرافی گازی-طیف سنجی جرمی (GC-MS) و ایزوتوپ پایدار کربن، محیط رسوبی تشکیل سنگ منشاهای احتمالی و شرایط حاکم بر آن ها، میزان بلوغ حرارتی و سن زمین شناسی نفت ها مورد ارزیابی قرار گرفته است. با استفاده از استران ها، تری ترپان ها و بایومارکرهای آروماتیک ترکیب سنگ شناسی سنگ منشا این نفت ها مشخص شده است که شامل رسوبات کربناته دریایی، ترکیب شیل و کربنات دریایی و کربنات های دریایی همراه با مارن است. براساس مقادیر ایزوتوپ پایدار کربن در برش های اشباع و آروماتیک هیدروکربن، منشا نفت مخزن سروک در میادین مرکزی و شرقی خلیج فارس مواد آلی دریایی و در میادین غربی خلیج فارس ترکیب مواد آلی دریایی و مواد آلی خشکی زی تعیین شده است. شرایط شیمیایی (اکسیداسیون-احیاء) محیط رسوبی سنگ منشا نفت ها براساس استران ها، هوپان ها و نسبت Pr/Ph  ارزیابی شد و براساس آن مشخص شد سنگ منشا نفت ها در محیط های دریایی تحت شرایط احیایی تشکیل شده اند. میزان شوری و لایه بندی ستون آب محیط رسوبی با استفاده از اندیس گاماسران و نسبت مورتان به هوپان (Moretane/C30Hopane) اندازه گیری شده است. محیط رسوبی سنگ منشا نفت های مورد مطالعه دارای میزان متغیری از شوری و لایه بندی در ستون آب بوده و از محیط های دریایی با شوری کم و بدون لایه بندی تا محیط های دریایی لب شور با لایه بندی ضعیف تعیین شده اند. بلوغ حرارتی نفت ها با مطالعه بایومارکرها شامل ترپان ها و استران های موجود در ترکیب نفت خام تعیین شد. بر این اساس سنگ منشاهای نمونه های مورد مطالعه در محدوده سنگ منشاهای بالغ بوده و بیشتر آن ها در ابتدای پنجره نفت زایی قرار داشته اند. نسبت استران های C28/C29 نشان می دهد که نفت مخزن سروک در میادین مرکزی خلیج فارس (BL-A، BL-B، RE-A، RD-A و NT-C) از سنگ منشاهای اواخر پالیوزوییک تا ژوراسیک تولید شده است و نفت مخزن سروک در میادین غربی و شرقی خلیج فارس حاصل از سنگ منشاهای کرتاسه است.

    کلیدواژگان: سازند سروک، پارامترهای بایومارکری، محیط رسوبی، بلوغ حرارتی سنگ منشا، سن سنگ منشا
  • داود شفیعی، سید علیرضا مصطفوی*، سعید جعفری مهرآبادی صفحات 51-65

    ایستگاه های تقلیل فشار گاز شهری جزء مهم ترین قسمت های صنعت انتقال گاز می باشند که وظیفه آن تنظیم فشار گاز در محدوده استاندارد جهت مصارف مختلف می باشد. باعنایت به اینکه انتقال حرارت از منبع تولید انرژی، به وسیله سیال واسط به گاز عبوری از هیتر منتقل می گردد، به آن ها هیتر حمام آب غیر مستقیم گفته می شود. هیتر حمام غیرمستقیم آب به منظور گرم کردن گاز قبل از افت فشار مورد استفاده قرار گرفته تا دمای میعانات موجود در گاز به نقطه تشکیل هیدراتها در حین شکستن و کاهش فشار گاز نرسد. باعنایت به توسعه گازرسانی در کشور ایران و سهم 70% گاز طبیعی از سبد انرژی کشور، تعداد ایستگاه های تقلیل فشار گاز و به تبع هیترهای حمام آب غیر مستقیم در صنعت گاز بسیار چشمگیر می باشد. در این تحقیق با توجه به مشخصات گاز طبیعی و روابط انتقال حرارت و بقای جرم و معادلات انرژی، تحلیل قابل قبولی از رفتار حرارتی هیترها صورت پذیرفته است و مدل سازی هیتر با دقت مناسبی انجام شده و تاثیر پارامترهای هندسی بر عملکرد حرارتی هیتر بررسی شده است. با تغییر هندسه هیتر از استوانه ای به هندسه مکعبی، نتایج قابل قبولی بدست آمد به گونه ای که راندمان از 31% به 56% افزایش و میزان مصرف سوخت از  kg/s 48/1 تا kg/s 84/0 کاهش می یابد.

    کلیدواژگان: ایستگاه تقلیل فشار، هیترهای حمام آب غیرمستقیم، هندسه، راندمان، ترکیب گاز
  • بهاره قامتی، وحید توکلی*، حسین رحیم پور، بناب صفحات 66-76

    از روش های متداول برای اندازه گیری تراوایی، استفاده از داده های چاه آزمایی و نمونه های مغزه می باشد. در آزمایشگاه به دلیل هزینه کم و سرعت عمل بالا، اغلب تراوایی مطلق گاز نمونه های پلاگ اندازه گیری می شود. تراوایی گاز در محیط متخلخل به فشار متوسط تزریق و نوع گاز وابسته است و با تغییر آن ها نتایج متفاوتی به دست می آید. بنابراین اندازه گیری تراوایی با اشباع کامل نمونه از مایع و یا تعیین تراوایی معادل مایع (تراوایی کلینکنبرگ) امری ضروری می باشد. در این پژوهش از مجموع 1245 داده تخلخل و تراوایی حاصل از آنالیز مغزه سازندهای کربناته کنگان و دالان، تعداد 111 نمونه که تراوایی آنها در4 فشار متفاوت اندازه گیری شده، به منظور رسم نمودار فشار در برابر تراوایی جهت محاسبه تراوایی معادل مایع استفاده شده است. سپس در این نمودار، شیب خط برازش شده برای هر نمونه محاسبه گردید و ضریب تغییرات برای شیب نمونه های موجود در هر گونه سنگی، جهت پی بردن به میزان پراکندگی نمونه ها محاسبه شد. نتایج حاصل نشان می دهد که تعیین گونه سنگی با روش های مورد استفاده (وینلند، شاخص بخش جریان و لورنز)، تاثیر اندکی در بهبود نتایج این آزمایش (تعیین ضریب کلینکنبرگ) داشته است. از میان روش های مورد استفاده جهت تعیین گونه سنگی، پارامترهای موجود در رابطه شاخص بخش جریان (تخلخل، تراوایی و ماتریکس) به طور مستقیم و بدون اعمال ضرایب خاصی در معادله کلینکنبرگ بر روی شیب خط حاصل از برازش تراوایی برحسب فشار تاثیرگذار بوده و بیشترین همبستگی را ایجاد کرده است. مقایسه نتایج با داده های تراوایی مایع آزمایشگاهی نشان داد روش مورد استفاده نتایج قابل قبولی در پیش بینی مقادیر تراوایی مایع ارایه می نماید.

    کلیدواژگان: ضریب تصحیح کلینکنبرگ، تراوایی معادل مایع، گونه های سنگی، سازندهای کنگان و دالان، خلیج فارس
  • علی محمد گارده، علی شکاری فرد*، جابر طاهری شکیب صفحات 77-89

    خواص دی الکتریک یک ماده، خواصی هست که می توان به وسیله آن، نتیجه اعمال امواج الکترومغناطیسی بر آن ماده را مطالعه کرد. برای بررسی روش گرمایش الکترومغناطیسی و بهینه سازی آن، باید این خواص را بررسی کرد. در این آزمایش ها از 7 نمونه نفتی از میادین مختلف که عبارت اند از: آسماری، سروک، سهراب، فهلیان، کوه موند، منصوری و یاران استفاده گردیده است. در این مطالعه ترکیبات آلی و همچنین گروه های عاملی نفت های خام شناسایی و اندازه گیری شدند و تاثیر آن ها بر خاصیت دی الکتریک نفت مشاهده شد. با بررسی پارامترهای موثر بر خاصیت دی الکتریک این نتیجه دریافت شد که هرچه ترکیبی پیوندهای قطبی بیشتری داشته باشد، دارای دی الکتریک بالاتر و در نتیجه توانایی جذب بالای امواج ماکروویو را دارد. مقدار خاصیت دی الکتریک کوه موند که جزو نفت فوق سنگین است برابر با 853/2 و فهلیان که جزو نفت سبک است برابر با 006/2 به دست آمد که نشان می دهد بین این دو نمونه نفت هرچه نفت سنگین تر شود دی لکتریک آن نمونه بیشتر و در نهایت، خاصیت جذب امواج ماکروویو بالاتری دارد. از طرفی، خود پیوندهای درون نفت نیز بر دی الکتریک موثر هستند. طبق تست FTIR، پیوند های OHا، NHا، CN و SH در نمونه ها رابطه مستقیمی با دی الکتریک دارند. هرچه غلظت این پیوندها بیشتر باشد، دی الکتریک نیز بیشتر می شود. در این پروژه پیوندها و گروه های عاملی مورد نیاز و مطرح درون نمونه های نفتی بررسی و بحث شده است.

    کلیدواژگان: نفت خام، خواص دی الکتریک، مایکروویو، آسفالتین، FTIR
  • رحیم کدخدائی ایلخچی*، پیمان محمدی، محمدرضا میرزایی، فرزین فرزانه، نورآذر شکرزاده صفحات 90-104

    سازندهای تخریبی اجاق قشلاق و زیور، به عنوان سنگ مخزن حوضه مغان، از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. رخساره های ماسه سنگی این سازندها به عنوان نمونه منحصر به فرد از مخازن نامتعارف (ماسه سنگ های کم تراوا) در ایران هستند که با توجه به مشخصه های بافتی و دیاژنزی موثر بر سیستم منافذ آنها، دارای تولید ناپایدار، همراه با افت فشار هستند. در این مطالعه، مشخصه های سنگ شناسی و رسوبی این سازندها با تلفیق نتایج توصیف مغزه، مطالعات پتروگرافی، تصاویر میکروسکوپ الکترونی همراه با داده های تخلخل و تراوایی مغزه به دست آمده از برش های سطحی و چاه بررسی گردید. نتایج نشان می دهد که بلوغ کانی شناسی پایین این ماسه سنگ ها که عمدتا دارای خرده سنگ های آتشفشانی و فلدسپات هستند نقش مهمی در تغییر و تکامل سیستم منافذ طی تاریخچه دیاژنزی آنها داشته است. در واقع حضور خرده سنگ های آتشفشانی به عنوان اجزاء تراکم پذیر، عامل موثری در کاهش تخلخل این ماسه سنگ ها طی تدفین و تراکم آنهاست. همچنین دگرسانی این اجزاء در کنار فلدسپات ها منجر به گسترش انواع رس های دیاژنزی شده است که این رس ها هم به عنوان سیمان درون منافذ عمل نموده اند و هم در گسترش ریزتخلخل ها درون سیستم منافذ نقش به سزایی داشته اند. فرآیند انحلال نیز با گسترش محدود منجر به توسعه تخلخل های انحلالی مجزا شده است. در مجموع تاثیر متقابل سه عامل تراکم، رس های دیاژنزی و انحلال در تقابل با کانی شناسی، نقش موثری در توسعه سیستم منافذ و کیفیت مخزنی ماسه سنگ های حوضه مغان داشته است که در نتیجه آن ماسه سنگ های کم تراوا با بافت متراکم و سیستم منافذ با ارتباط ضعیف متشکل از تخلخل های انحلالی مجزا و ریزتخلخل ها توسعه یافته است. از این رو ماسه سنگ های این حوضه با توجه به مقادیر تخلخل کم تا زیاد و تراوایی کم (عمدتا کمتر از mD 1/0)، قابل مقایسه با ماسه سنگ های کم تراوا در سایر نقاط جهان مانند حوضه پرت استرالیا بوده و در گروه مخازن ماسه سنگی نامتعارف قرار می گیرند.

    کلیدواژگان: ماسه سنگ های کم تراوا، بلوغ کانی شناسی، تراکم، رس های دیاژنزی، سیستم منافذ
  • زینب کیامهر، سمانه کودزری فراهانی، بیژن فرخی*، سید محسن حسینی صفحات 105-113

    در این پژوهش غشاهای نانوفیلتراسیون لایه نازک با استفاده از پلاسماهای آرگون و هوا اصلاح گردید. اثر تغییرات زمان، توان و ترکیب گازی پلاسمای استفاده شده بر خواص شیمی- فیزیکی و جداسازی غشاها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که اصلاح پلاسمایی به طور چشم گیری موجب افزایش آب دوستی سطحی غشاها گردید. اصلاح سطح غشاها به روش درمان پلاسما سبب افزایش قابل توجه فلاکس آب عبوری از غشا شد. راندمان جداسازی غشاها نیز در اثر اصلاح سطحی، در مقایسه با نمونه اصلاح نشده، دچار تغییرات گسترده ای گردید. میزان انتخاب پذیری غشاهای اصلاح شده در توان W 35 و زمان s 180 تابش پلاسما در حدود 30%، در توان W 25 و پس از s 120 تابش در محدوده 76 تا 92% و در W 15 و پس از s 60 تابش در محدوده 77 تا 89% اندازه گیری گردید. میزان انتخاب پذیری نمونه غشا اصلاح نشده نیز 90% اندازه گیری گردید. در بین تمامی نمونه های مورد ارزیابی، نمونه اصلاح شده با استفاده از ترکیب پلاسمای 50-50 آرگون و هوا، در W 25 و پس از s 120 تابش با افزایش چشم گیر فلاکس آب نسبت به غشای اولیه به عنوان نمونه بهینه در نظر گرفته شد.

    کلیدواژگان: غشای نانوفیلتراسیون، اصلاح سطح، ترکیب پلاسما، توان و زمان پلاسما
  • مهدی نظری صارم*، محمدحسین مرادی صفحات 114-126

    یکی از روش های افزایش تراوایی در نواحی آسیب دیده اطراف چاه، تزریق اسیدهای مختلف است. میزان بازده این فرآیندها در مخازن کربناته، تا حد زیادی وابسته به ایجاد مسیرهایی کرمی شکل در محیط متخلخل است. شکل گیری این مسیرهای پرتراوا عمدتا متاثر از دبی تزریق اسید در سازند کربناته است، به شکلی که وجود یک دبی بهینه تزریق همواره مورد تایید مطالعات آزمایشگاهی گذشته بوده است. در این پژوهش، فرآیند تزریق اسیدهای ضعیف و قوی در یک چاه مربوط به یکی از مخازن جنوب ایران مورد بررسی قرار گرفته است و از نرم افزار Wellbook برای شبیه سازی این فرآیندها استفاده شده است. در واقع نرخ های بهینه تزریق اسیدهای مختلف به منظور دست یابی به کمترین مقدار ضریب پوسته در هنگام تزریق حجم های متفاوتی از محلول های اسیدی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین دو سناریوی تزریق اسید با استفاده از لوله مغزی سیار در هنگام اسیدکاری همزمان چند لایه تولیدی، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهند که امکان انجام فرآیند اسیدکاری به شکلی موثر در سازندهای مورد بررسی وجود دارد. نرخ تزریق بهینه به دست آمده برای هیدروکلریک اسید، نزدیک به حداکثر دبی تزریقی قابل اعمال در سازند، بدون ایجاد شکست در آن است. همچنین نتایج شبیه سازی ها نشان می دهند که استفاده از فرمیک اسید به جای استیک اسید می تواند منجر به دست یابی به ضریب پوسته منفی تری گردد. در سازند مورد بررسی، استفاده کردن از لوله مغزی سیار و جابه جایی این لوله مغزی بین دو نقطه انتهایی و ابتدایی نواحی تولیدی، دست یابی به یک فرآیند اسیدکاری یکنواخت تر و افزایش بهره وری در هر سه ناحیه مورد بررسی را تسهیل می کند. همچنین نتایج شبیه سازی ها در سازندهای مورد بررسی نشان می دهد که تزریق بهینه هیدروکلریک اسید، فرمیک اسید و استیک اسید، می تواند به ترتیب منجر به افزایش نرخ تولید از bbl/day 300 به 544، 511 و bbl/day 441 گردد.

    کلیدواژگان: اسیدکاری مخازن کربناته، مقیاس میدانی، نرخ بهینه تزریق، حجم تزریق، آسیب سازندی
  • سینا بازیار، معین نبی پور*، امین اژدرپور، بیژن هنرور، نادیا اسفندیاری صفحات 127-137

    رسوب آسفالتین همان طور که در بسیاری از مطالعات گذشته بیان شده است باعث پلاگ شدن منافذ موجود در محیط متخلخل می شود و مشکلات عدیده ای از جمله کاهش تراوایی، تغییر ترشوندگی، آسیب سازند و در نهایت کاهش تولید  را باعث می شود. در این مطالعه از روش تزریق مواد شیمیایی شامل سورفاکتنت نانیونیک تریتون ایکس 100 برای آسفالتین زدایی استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که این سورفاکتنت در فازهای مختلف آبی مورد استفاده، کارآمد بوده و قادر است مانع از تجمع رسوبات آسفالتین در سطح حفرات شود و علاوه بر افزایش تولید در آزمایش سیلاب زنی مغزه، باعث تغییر ترشوندگی سطح حفرات مغزه از نفت دوستی شدید به حالت میانه شود. میزان افزایش بازیافت نفت آسفالتین دار در تزریق آب دریا نسبت به سایر فازهای آبی بیشتر بوده به طوری که قادر است مقدار آن را از 49% در حالت بدون سورفاکتنت تا 4/59% در حالت استفاده از سورفاکتنت افزایش دهد.

    کلیدواژگان: تریتون ایکس100، آسفالتین، تغییرات ترشوندگی، آب کربناته، آب دریا
|
  • Meysam Mahdavinezhad, Amin Kazemi-Beydokhti, Ali Sanati, Mohamad Reza Malayeri * Pages 3-16

    Recently, nanoparticles of various types have been used in enhanced oil recovery (EOR) research studies. Their tiny size and unique structure made them potential additives to take part in fluid/fluid and fluid/rock interactions leading to increased recovery from depleted oil reservoirs. Among different nanoparticles, multi-walled carbon nanotubes, because of their functionalization and possibility of surface modification, an abundance of carbon sources and reasonable price have gained increased attention. In this work, a novel nano-complex has been synthesized by surface modification of functionalized multi-walled carbon nanotubes using cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) surfactant and polyethylene glycol (PEG) polymer. The prepared nano-complex was then used as an EOR agent in a crude oil-low salinity seawater-dolomite system. The experimental results revealed profound reduction of IFT in the presence of the nano-complex where an IFT value of 0.5 mN/m at critical micelle concentration (CMC) of 60 ppm was recorded. Moreover, profound wettability alteration from oil-wet toward water-wet state and low adsorption of the nano-complex on dolomite surface further confirmed its applicability in EOR practices.

    Keywords: Enhanced Oil Recovery, Multi-walled Carbon Nanotube, Cetyltrimethylammonium Bromide, Polyethylene Glycol, Interfacial Tension Reduction, Wettability Alteration
  • Ali Salmani Sayah, Yousef Rafiei, Mohammad Javad Ameri *, Mehdi Fadaei, Keyvan Ghorbanpour, Mohammed Sadeq Adnan Pages 17-30

    The fluid produced from oil and gas wells is usually two-phase, which due to the need to maximize the efficiency of two-phase separators, achieving accurate design of separator dimensions is essential. But one of the main problems in the country is the impossibility of accurate design of the dimensions of industrial two-phase separators. Therefore, one of the most important issues in the field of oil and gas industry is to achieve a reliable way to design the dimensions of separators that have the best operational efficiency in the process of separating the production fluid. In this study, a review of classical methods of designing two-phase separators based on theoretical and semi-experimental methods was performed. Then, in order to evaluate the two-phase separators in the laboratory, the laboratory pilot design of the separators was performed. Therefore, one of the main problems in this field, namely the lack of a suitable laboratory pilot to experimentally evaluate the performance of two-phase separators, was solved, and it was possible to determine the standard dimensions for accurate design of industrial separators. According to the results of experiments performed in different operating conditions and comparison with the classical design, a correction factor (α) was proposed to modify the classical relations. Finally, the dimensional analysis method was introduced to design the dimensions of the industrial separator using laboratory results. In order to validate the dimensional analysis method, standard dimensions for separating liquid droplets larger than 750μm in the produced fluid by one of the wells in South Pars field were presented and compared with the actual separator dimensions. It should be noted that the design error of industrial separator dimensions compared to the dimensions of separators used in industry, has been less than 4 percent.

    Keywords: Classical design, Dimensional Analysis, Separator, Multi-phase Flow, Correction Factor
  • Faramarz Talaie, Ali Kadkhodaie *, Mehran Arian, Mohsen Aleali Pages 31-50

    The Sarvak Formation is known as one of the largest sources of crude oil in the Persian Gulf region. In this study, 28 oil samples were collected from the Sarvak reservoirs and analyzed based on geochemical data in order to determine the genetic relationship of oils, depositional environment of source rocks and its dominant conditions, thermal maturity and source rocks age. Using the geochemical parameters, the depositional environments of source rocks have been determined, which include the marine carbonate environment, mixture of marine shale and carbonate, and marine carbonate-marl environment. The chemical conditions of the depositional environments have been evaluated based on the biomarker data, thus the redox conditions of the depositional environments are determined the anoxic marine environment. According to the Gammacerane index and Moretane/C30 Hopane ratio, the water column stratification and salinity of the depositional environment were assessed, thus the source rocks depositional environments are determined the normal water salinity and non-stratified marine to low water salinity/stratification marine. The thermal maturity of oils has been determined based on the study of biomarkers including the terpenes and steranes. Therefore, the samples are determined in the mature oils range, and the most of source rocks are located at the beginning of the oil window. The C28/C29 steranes ratio suggests the Paleozoic and Jurassic source rocks for the central Persian Gulf samples (BL-A, BL-B, RE-A, NT-C and RD-A), while the Sarvak reservoir in other parts of this region is sourced from the Cretaceous carbonate source rocks.

    Keywords: Sarvak Formation, biomarker parameters, Depositional Environment, Thermal Maturity, source rock age
  • Davood Shafiei, Alireza Mostafavi *, Saeid Jafari Pages 51-65

    The task of pressure reducing stations is to regulate the gas pressure in the standard range for different uses. The indirect water bath heater is used as part of the gas pressure transfer station to heat the gas before the pressure drops so that the condensate temperature in the gas does not reach the point of hydration formation during breaking and reducing the gas pressure. In this study, according to the characteristics of natural gas and heat transfer relations and mass survival and energy equations, an acceptable analysis of the thermal behavior of heaters has been done and the heater is modeled with appropriate accuracy and the effect of geometric parameters on the heat performance of the heater is investigated. By changing the heater geometry from cylindrical to cubic geometry, acceptable results were obtained by increasing efficiency and reducing fuel consumption.

    Keywords: Pressure Reduction Station, Indirect Water Bath Heaters, geometry, efficiency, Gas Composition
  • Bahare Ghamati, Vahid Tavakoli *, Hossain Rahimpour-Bonab Pages 66-76

    Common methods for measuring permeability include well test data and core samples. In the laboratory, due to the low cost and high operating speed, the absolute gas permeability of plug samples is often measured. The permeability of the gas in the porous media depends on the average injection pressure and the type of used gas. It is obvious that by changing these parameters, different results are obtained. Therefore, it is necessary to measure the liquid permeability or determine the equivalent permeability of the liquid (Klinkenberg permeability). In this study, a total of 1245 porosity and permeability data were obtained from core analysis of Kangan and Dalan carbonate formations. The permeabilities of 111 samples were measured at 4 different pressures. The pressures were plotted versus permeabilities and the fluid equivalent permeability was calculated. Then, in this diagram, the slope of the fitted line was calculated for each sample, and the coefficient of variations was calculated for the slope of the samples in each rock type to find out the scatter of the samples. Results showed that determination of rock types by the used methods (Winland, flow zone indicator and Lorenz) has little effect on improving the results of this experiment (determination of the Klinkenberg coefficient). Among the methods used to determine the rock types, flow zone indicator parameters (porosity, permeability and matrix) have direct effects on the slope of the line (permeability-pressure regression line). This method also yields the highest coefficient of determination. It can also be concluded that it is not possible to obtain the equivalent liquid permeability of all samples using a constant correction factor. Comparison of the liquid permeability results with laboratory measured values shows that the method could be used for increasing the accuracy of the predicted permeabilities.

    Keywords: Kleinkenberg correction factor, Liquid equivalent permeability, Rock Types, Kangan, Dalan formations
  • Ali Mohammad Gardeh, Ali Shekarifard *, Jaber Taheri-Shakib Pages 77-89

    The dielectric properties of a substance are the properties by which the effect of the utilization of electromagnetic waves can be studied. These properties should be investigated to study the electromagnetic heating method and optimization. In this study, seven oil samples from different fields were investigated, including Asmari, Sarvak, Sohrab, Fahlian, Kuh Mond, Mansouri, and Yaran. In this study, organic compounds and functional groups in crude oil were identified, and their effect on the dielectric property of oil was investigated. By examining the parameters affecting the dielectric property, it was concluded that the more polar compounds the compound has, the higher the dielectric and, therefore, the higher the ability to absorb microwave waves. The amount of dielectric property of Kuhmand, which is part of super heavy oil equal to 2.853 and Fahlian which is part of light oil is equal to 2.006, which shows that the heavier the oil between these two oil samples, the more Its electricity is higher and ultimately has a higher ability to absorb electromagnetic microwave waves. On the other hand, the bonds in the oil themselves also affect the dielectric. According to the FTIR test, the OH, NH, CN and SH bonds in the samples are directly related to the dielectric. The higher the concentration of these bonds is, the higher the dielectric is. In this project, the required links and functional groups within oil samples have been studied and discussed.

    Keywords: dielectric properties, Electromagnetic Waves, Crude Oil, microwave, Asphaltene, FTIR
  • Rahim Kadkhodaie-Ilkhchi *, Peiman Mohammadi, Mohammad Reza Mirzaee, Farzin Farzaneh, Noorazar Shokrzadeh Pages 90-104

    The siliciclastic formations of Ojagheshlaq and Zeivar, as the reservoir rock of Moghan basin are of special importance. The sandstone facies of these formations are a unique example of unconventional reservoirs (tight sandstones) in Iran, which due to the textural and diagenetic characteristics affecting their pore system, have unstable production with pressure drop. In this study, the lithological and sedimentary characteristics of these formations were investigated by combining the results of core description, petrographic studies, scanning electron microscope images along with porosity and permeability data of the core obtained from outcrops and wells. The results show that the low mineralogical maturity of these sandstones, which mainly contain volcanic lithics and feldspar, has played an important role on modification and evolution of the pore system during their diagenetic history. In fact, the presence of volcanic lithics as compressible components is an effective factor in reducing the porosity of these sandstones during burial and compaction. Also, the alteration of these components along with feldspars has led to the formation of various diagenetic clays that have acted as cement inside the pores and have played an important role in developing micropores within the pore system. The dissolution process has also led to the development of isolated dissolution pores with limited expansion. In general, the interaction of three factors of compaction, diagenetic clays and dissolution in contrast to mineralogy, has played an effective role in the development of pore system and reservoir quality of Moghan basin sandstones, as a result of which tight sandstones with a compacted texture and pore system with a poor connection consisting of isolated dissolution pore types and micropores have been developed.

    Keywords: Tight sandstones, Mineralogical Maturity, Compaction, Diagenetic clays, Pore system, Reservoir Quality
  • Zeynab Kiamehr, Samaneh Koudzari Farahani, Bijan Farokhi *, Sayed Mohsen Hosseini Pages 105-113

    In this study, thin film nanofiltration membranes were modified by using Ar-Air plasma. The effect of plasma time, power and the composition of plasma gases on physico-chemical properties and separation performance of membranes were investigated. The results showed that the plasma treatment caused to increase in membrane surface hydrophilicity considerably. The surface modification of membranes by using plasma treatment led to enhancement of water flux through the membrane obviously. The separation efficiency of membranes due to surface modification was also changed broadly compared to unmodified membrane. The separation efficiency of modified membranes at 35 W and 180 s, 25 W and 120 s, and 15 W and 60 s plasma treatment measured ~30%, 76%-92%  and 77%-89% respectively. The selectivity for un-modified membrane was also measured ~90%. Among all studied membranes, the modified membrane at 50-50 (v/v) Ar-Air plasma, 25 W and 120 s treatment with considerable enhancement of water flux compared to pristine membrane was selected as the optimum sample.

    Keywords: Nanofiltration Membrane, Surface Modification, Plasma Composition, Plasma Power, Time
  • Mahdi Nazarisaram *, MOHAMMAD HOSSEIN MORADI Pages 114-126

    Injection of different acids is one of the methods that can improve the permeability of the damaged near-wellbore areas. The efficiency of the carbonate acidizing processes depends on the propagation of wormholes in porous media. Creation of these high permeable flow paths is mainly dependent on the flow rate of the injected acids, the composition of the system, and the structure of the porous media. Indeed, experimental studies have indicated that there are optimum injection rates for different acids in different systems. In this study, the injection of several acids into the damaged formations in an oilfield is simulated using the Well book software. The results of this study indicate that it is probable to implement an optimized acidizing operation in this well. The obtained optimum injection rate for HCl is slightly higher than the maximum injection rate that the carbonate layers can tolerate. In addition, the simulation results indicate that using formic acid instead of acetic acid helps to achieve a higher reduction of the skin factor. Moreover, using coiled tubing can contribute toward the uniform distribution of acid in different sections, which results in the increase in the productivity index in all production layers. According to the simulation results, injection of hydrochloric, acetic and formic acid in the determined optimized condition can result in the increase in the oil production rate from the primary value of 300 bbl/day to 544, 511, and 441 bbl/day respectively.

    Keywords: Carbonate rock acidizing, Field scale, optimum injection rate, Injected volume
  • Sina Bazyar, Moein Nabipour *, Amin Azdarpour, Bizhan Honarvar, Nadia Esfandiari Pages 127-137

    Asphaltene precipitation, as stated in previous studies, plugs the pores in the porous media and causes various problems, including permeability reduction, wettability alteration, and ultimately reduces production. The results of this study showed that this surfactant is able to prevent asphaltene precipitation and is effective in different aqueous phases (DW, SW and CW). In addition to increasing recovery factor in the core flooding test, it was able to alter the wettability of the pores surface from oil-wet to intermediate.

    Keywords: TritonX-100, Wettability Alteration, Carbonate Water, Sea Water, Distilled water