فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 99 (خرداد و تیر 1397)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 99 (خرداد و تیر 1397)

  • 158 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1397/04/30
  • تعداد عناوین: 12
|
  • مقاله پژوهشی
  • علی چپرلی، یوسف رفیعی * صفحات 4-13
    یکی از چالش های عمده صنایع نفت و گاز، تولید آب می باشد که باعث بروز مشکلات زیست محیطی، عملیاتی و اقتصادی فراوانی می شود. از جمله عوامل تولید آب ناخواسته، آب ناشی از تزریق در فرآیندهای سیلاب زنی می باشد که میزان آن در اثر برنامه تزریق نامناسب و عدم مدیریت افزایش می یابد. بنابراین عملیات سیلاب زنی باید به گونه ای مدیریت شود تا میزان ضریب بازیافت و کارایی جاروب افزایش یافته و به تبع آن میزان تولید تجمعی آب کاهش یافته و نفت بیشتری در چاه تولید شود. از جمله عوامل مهم در تصمیم گیری و مدیریت سیلاب زنی مخازن نفتی، مدیریت تخصیص آب می باشد. مدیریت تخصیص به این معناست که به هر چاه تزریقی که ارتباط بهتری با چاه تولیدی با تولید نفت بالا و تولید آب کم دارد، آب بیشتری جهت تزریق اختصاص یابد. پیوستگی بین چاه های تزریقی و تولیدی پارامتری بسیار مهم می باشد که مدیریت تخصیص آب را تحت تاثیر قرار می دهد. این پارامتر مشخص می کند که چگونه یک چاه تزریقی و تولیدی با یکدیگر ارتباط دارند. روش های مختلفی برای محاسبه این پارامتر ارائه شده است که در این بین روش ظرفیت-مقاومت اخیرا مورد توجه مهندسین قرار گرفته است. در این روش، مخزن، مشابه سیستمی فرض می شود که محرکی از بیرون دریافت می کند (نرخ تزریق) و عکس العملی (نرخ تولید) از خود نشان می دهد. در معادلات این روش، دو دسته پارامتر اصلی (مجهول) وجود دارند. دسته اول ثوابت زمانی و دیگری ضرایب وزنی می باشند. با استفاده از تاریخچه تولید چاه ها، پارامترهای مجهول به دست می آیند. پس از یافتن مجهولات، میزان تولید سیال پیش بینی شده است. سپس با تعریف شاخص جدیدی تحت عنوان شاخص موثر تولید نفت الگوریتمی جدید برای محاسبه کسر آب تزریقی اختصاص یافته به هرکدام از چاه های تزریقی ارائه شده است و این الگوریتم جدید با بهبود تخصیص آب به چاه های تزریقی، باعث افزایش تولید تجمعی نفت و کاهش تولید تجمعی آب شده است
    کلیدواژگان: سیلاب زنی، مدیریت تخصیص آب، پیوستگی چاه ها، روش ظرفیت- مقاومت، شاخص موثر تولید نفت
  • محمدرضا جلالی، محمد امین ثباتی * صفحات 14-23
    گوگردزدایی اکسایشی به کمک امواج مافوق صوت یکی از روش های جدید است که در سال های اخیر به منظور حذف ترکیبات گوگردی از برش های مختلف نفتی مورد توجه قرار گرفته است. در این فرآیند، ترکیبات گوگردی ابتدا در یک سیستم اکسیداسیون مناسب در حضور امواج مافوق صوت اکسید می شوند.
    در مرحله بعد ترکیبات گوگردی اکسید شده به کمک یک حلال مناسب استخراج می گردند. در این مطالعه، برای اولین بار اثر کشش سطحی بین دو فاز آبی و آلی در روش گوگردزدایی اکسایشی از سوخت دیزل به کمک امواج مافوق صوت در سیستم اکسیداسیون فرمیک اسید- آب اکسیژنه مورد بررسی قرار گرفت. در این راستا از سه نوع عامل کاهش دهنده کشش بین سطحی آنیونی، کاتیونی و غیریونی بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که به هنگام استفاده از سورفکتانت های سدیم دو دسیل سولفات به عنوان ماده فعال سطحی آنیونی و ستیل تری متیل آمونیوم برومید به عنوان ماده فعال سطحی کاتیونی میزان بازدهی گوگردزدایی بعد از اکسایش و استخراج با حلال به ترتیب برابر 65/82 و 1/83% می باشد. این درحالی است که در غیاب سورفکتانت میزان بازدهی گوگردزدایی برابر 61/81% بعد از اکسایش و استخراج در شرایط مشابه خواهد بود. همچنین حضور سورفکتانت Span-60 میزان بازدهی گوگردزدایی را بعد از مرحله استخراج به 65/78% کاهش داد در حالی که میزان حذف ترکیبات گوگردی صرفا در مرحله اکسایش در حضور سورفکتانت Span-60 در مقایسه با عدم حضور آن، حدود 3% افزایش یافت. افزودن مواد فعال سطحی می تواند از طریق کاهش کشش سطحی دو فاز آبی و هیدروکربنی موجب بهبود عملکرد مرحله اکسایش و از طرفی باعث ایجاد اختلال در عملکرد استخراج در فرآیند گوگردزدایی اکسایشی به کمک امواج مافوق صوت گردد.
    کلیدواژگان: کشش بین سطحی، گوگردزدایی اکسایشی، امواج مافوق صوت، استخراج، دیزل
  • عباس شهرآبادی*، کامران پریزاد، مسعود نصیری، سعید عباسی صفحات 24-36
    در این مقاله، سیستم آزمایشگاهی نشست دینامیکی آسفالتین بر روی مغزه در فرآیند تخلیه طبیعی تهیه گردیده و طی انجام آزمایشات تخلیه طبیعی، تحت دما و فشار مخزن اثر کاهش فشار و میزان آسفالتین اولیه موجود در نفت، در نشست آسفالتین بر روی مغزه مورد بررسی قرار گرفت. در این تحقیق از دو نمونه نفت زنده از مخازن نفتی ایران، با محتوای آسفالتین پایین استفاده شد. نتایج آزمایش که در دبی ثابت نفت تزریقی و در سه مرحله فشاری در هر مورد نفت خام انجام شده است نشان می دهد که با کاهش فشار در نزدیکی نقطه حباب مخزن شاهد ایجاد نشست آسفالتین بر روی مغزه خواهیم بود و مشاهدات تایید می نمایند، مکانیسم آسیب سازند از نوع نشست سطحی ذرات و انسداد گلوگاهی می باشد. در ضمن در بازه ای از زمان تزریق، همراه بردگی رسوبات توسط جریان سیال مشاهده می گردد. در خصوص نفت های با محتوای آسفالتین پایین تر، نشست سطحی بیشتر غالب است و سرعت نشست ذرات یکنواخت و ثابت است در حالی که هر چه قدر محتوای اولیه آسفالتین در نفت خام بیشتر می شود مکانیسم انسداد گلوگاهی نیز در کاهش تراوایی نقش موثرتری خواهد داشت.
    کلیدواژگان: نشست آسفالتین، تخلیه طبیعی، آسیب سازندی، مکانیسم، محتوای آسفالتین
  • علی الیاسی*، سید حیدر محمودی نجفی صفحات 37-45
    در این مقاله نتایج مربوط به استفاده از دو کاتالیست گاماآلومینا و زئولیت H-Beta برای تبدیل متانول به هیدروکربن های آروماتیکی ارائه شده است. در آزمایش‏های انجام شده از یک راکتور بستر ثابت عمودی با جریان خوراک از بالا به پایین استفاده شد. گاماآلومینا در بالاترین بخش راکتور قرار داده شده تا با عبور متانول از روی آن به دی متیل اتر تبدیل شود و در ادامه از زئولیت H-Beta برای تبدیل دی‏متیل اتر به هیدروکربن آروماتیک استفاده شده است. هر دو کاتالیست تبدیل متانول و تبدیل دی‏متیل اتر دارای ابعاد بین 1 تا mm 2 و نسبت وزنی آنها 1 به 1 و در هر آزمایش حدود g 2 مورد استفاده قرار گرفته‏اند. به علاوه نسبت سیلیس به آلومینا در زئولیت H-Beta مورد استفاده 9/7 و سطح ویژه آن m2/g 500 است. همچنین اصلی‏ترین جزء گاماآلومینای استفاده شده Al2O3 با سطح ویژه m2/g192 است. آزمایش‏ها در گستره دمایی 250 تا 370oC انجام گرفته است. سرعت فضایی (WHSV) مطلوب برای کاتالیست H-Beta در دمای 370oC معادل h-1 11/7 (بدون در نظر گرفتن وزن گاماآلومینا) به دست آمده است. براساس آنالیز کروماتوگرافی گازی- طیف‏سنجی جرمی انجام گرفته برروی نمونه های خروجی از راکتور اصلی‏ترین ترکیب آروماتیک تولیدشده هگزامتیل بنزن است که توسط روش‏های طیف‏سنجی زیرقرمز و تشدید مغناطیسی هسته پروتون و کربن شناسایی شده است. اگر چه هیدروکربن‏های دیگری نظیر تری‏اتیل بنزن، اتیل پنتامتیل بنزن و دی‏متیل اتیل بنزن نیز در مواد خروجی از راکتور مشخص شده‏اند.
    کلیدواژگان: تبدیل متانول، زئولیت، دی متیل اتر، هیدروکربن، گاماآلومینا
  • ارسلان زینل زاده، سید رضا موسوی حرمی*، اسدالله محبوبی صفحات 46-58
    سنگ های منشا متعددی در دشت آبادان با سن ژوراسیک و کرتاسه وجود دارد مانند زون های غنی از ماده آلی در سازند کژدمی با سن آلبین که دارای پتانسیل تولید هیدروکربن است. این مطالعه جهت بررسی نقش هیدروکربن زایی سازند کژدمی در میدان دارخوین انجام شده و با استفاده از روش مدل سازی حوضه، فرآیند نفت زایی سازند کژدمی در بخش های با عمق تدفین حداقل و حداکثر در ناحیه تغذیه (kitchen area) میدان دارخوین بررسی شده و وضعیت نفت زایی مورد مقایسه قرار گرفته است. از داده های چاه حفاری شده در تاقدیس و چاه فرضی در عمیق ترین بخش ناحیه تغذیه جهت مدل سازی استفاده شده است. وضعیت نفت زایی سنگ منشا کژدمی در دو موقعیت زمین شناسی با استفاده از نرم افزارهای مدل سازی حوضه بازسازی و تاریخچه حرارتی چاه های مورد مطالعه به دست آمده است. نتایج مدل سازی مورد بررسی قرار گرفته و تفاوت های تاریخچه فرآیند نفت زایی در چاه حفاری شده و بخش هایی از ناحیه تغذیه که به علت عمق زیاد امکان حفاری وجود ندارد، مورد بحث قرار گرفته است. نتایج این مطالعه نشان می دهد که در زمان حال، میزان دما، پختگی، نسبت تغییر و کمیت هیدروکربن زایی به سمت چاه فرضی افزایش می یابد. درحالی که در زمان گذشته زمین شناسی، وضعیت متفاوتی وجود داشته و سازند کژدمی در چاه فرضی میزان دما و پختگی کمتری داشته است. خروج هیدروکربن از سازند کژدمی در چاه حفاری شده از 20 میلیون سال پیش شروع شده و هنوز به پیک نفت زایی نرسیده است. این سنگ منشا در چاه فرضی از پیک فرآیند نفت زایی گذشته و خروج هیدروکربن از 10 میلیون سال پیش شروع شده و میزان هیدروکربن زایی کژدمی تقریبا 75% بیش از تاقدیس است.
    کلیدواژگان: سنگ منشا کژدمی، میدان دارخوین، مدل سازی حوضه، تاریخچه تدفین، فرآیند نفت زایی
  • محمد شایگانی اکمل *، امیر پاشا، آذین احمدی صفحات 59-68
    استفاده از لوله های ساخته شده از جنس فولاد کربنی در صنایع نفت و گاز به خصوص برای انتقال و توزیع گاز تصفیه شده معمول می باشد. برای کنترل خوردگی سطح داخلی لوله های انتقال گاز مصرفی، رطوبت گاز در واحدهای نم زدا حذف می شود. به علاوه مقدار گاز خورنده CO2 به کمتر از 2% محدود می شود. در این تحقیق علل تخریب یک خط لوله فولادی in 8 توزیع گاز مورد بررسی قرار خواهد گرفت. خط لوله مورد نظر به مدت 2 سال مدفون و بدون گاز بوده و بعد از آن برای 6 سال در حال بهره برداری بوده است. برای تعیین مکانیزم تخریب احتمالی از بررسی های ظاهری، میکروسکوپی و همچنین آنالیز های شیمیایی همچون EDS و XRD استفاده شد. به علاوه از مدل تعیین نرخ خوردگی ناشی از گاز دی اکسیدکربن NORSOK جهت تعیین نرخ خوردگی در شرایط بهره برداری استفاده شد. نتایج حاصل نشان داد خوردگی ناشی از گاز دی اکسید کربن محتمل ترین دلیل بروز خوردگی داخلی خط لوله مورد اشاره و بروز نشتی است.
    کلیدواژگان: خوردگی CO2، فولاد کربنی، بررسی علل تخریب، گاز طبیعی، خط لوله
  • روح الله بصیرت، کامران گشتاسب گوهر ریزی*، مرتضی احمدی صفحات 69-78
    شکست هیدرولیکی از روش های مرسوم و رایج در تحریک چاه های هیدروکربوری با نفوذپذیری پایین به منظور بهبود تولید است. این روش جهت ایجاد شکاف های مصنوعی و تحریک جریان سیال در چاه های نفت و گاز کاربرد گسترده ای دارد. در این مقاله با استفاده از تکنیک شبکه شکستگی های مجزا، فرآیند گسترش شکستگی در نرم افزار اجزای مجزای UDEC شبیه سازی شد. این روش کلیدی برای شبیه سازی شکست هیدرولیکی است که قابلیت انجام آنالیز هیدرومکانیکی برای مدل سازی جریان سیال داخل شبکه شکستگی ها را داراست. به دلیل آنکه مدل سازی شروع یک شکستگی القایی در روش اجزای مجزا مشکل است، در این مقاله از تکنیک درزه های ساختگی برای شبیه سازی فرآیند استفاده شده است. در این راستا برای مدل سازی فرآیند گسترش شکستگی در محیطی معادل با خواص ماده سنگ، از درزه های موهومی استفاده شد. بدین منظور، خواص مقاومتی و مکانیکی ناپیوستگی ها معادل با خواص مقاومتی و مکانیکی ماده سنگ در نظر گرفته شد. سپس، نقش پارامترهای مکانیک سنگی شامل مدول الاستیسته، چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی در فرآیند گسترش شکستگی بررسی شد. نتایج مدل سازی های عددی نشان دادند که با افزایش مدول الاستیسته و کاهش زاویه اصطکاک، گسترش شکست هیدرولیکی افزایش می یابد. همچنین افزایش مقدار چسبندگی تاثیر چشم گیری بر طول گسترش شکست ندارد، اما باعث کاهش بازشدگی شکاف هیدرولیکی می شود.
    کلیدواژگان: شکست هیدرولیکی، شبکه شکستگی های مجزا، خواص ژئومکانیکی، درزه های موهومی، گسترش شکست
  • سمیه احمدپور، فریدون یاری پور*، فرهاد خراشه صفحات 79-92
    در این تحقیق تاثیر افزایش مزوحفره ها بر عملکرد زئولیت HZSM-5 با نسبت سیلیس به آلومینیوم بالا در فرآیند تبدیل متانول به الفین ها مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور از روش سیلیس زدایی با مواد سدیم هیدروکسید، تتراپروپیل آمونیوم هیدروکسید و ستیل تری متیل آمونیوم برمید جهت ایجاد مزوحفره ها استفاده شد. آنالیزهای XRD ،FESEM ،N2 Adsorption/Desorption و NH3-TPD نیز جهت تعیین خصوصیات کاتالیست ها بر روی نمونه ها انجام شد. نتایج آنالیز XRD نشان داد که استفاده از تتراپروپیل آمونیوم هیدروکسید در عملیات سیلیس زدایی توسط سدیم هیدروکسید در نمونه مزوحفره شده Na-TPA، سبب حفظ ساختار کریستالی زئولیت مرجع Ref-ZSM-5 در این نمونه شده است. تصاویر FESEM این نمونه ایجاد شکاف ها و حفرات کوچک بر روی سطح کریستال ها را نشان داده است. نتایج آنالیز N2 Adsorption/Desorption، افزایش سطح و حجم حفرات مزو را در نمونه زئولیت Na-TPA نسبت به زئولیت مرجع Ref-ZSM-5 تائید کرده است. حفرات مزو تشکیل شده با افزایش دسترسی به سایت های فعال داخل ساختار، سبب بهبود فعالیت کاتالیستی این زئولیت شده است. به طوری که انجام تست راکتوری طولانی مدت بر روی این کاتالیست (Na-TPA) پایداری آن را به مدت 41 روز با تبدیل متانول بالای 90% نشان داد. متوسط انتخاب پذیری پروپیلن، کل الفین ها و نسبت پروپیلن به اتیلن نیز در این مدت به ترتیب 43، 76 و 6% است. درحالی که نتایج زئولیت سلیکون زدایی شده با استفاده از ستیل تری متیل آمونیوم برمید و سدیم هیدروکسید نشان داد که ساختار زئولیت مرجع Ref-ZSM-5 به طور کامل تغییر کرده و غربال مولکولی کاملا مزوحفره Al-MCM-41 تشکیل شده است. این غربال مولکولی به علت ساختار کاملا مزوحفره و توزیع سایت های اسیدی با قدرت کم در فرآیند تبدیل متانول به الفین ها هیچ گونه فعالیتی نداشت.
    کلیدواژگان: زئولیت HZSM-5، تبدیل متانول به الفین ها، سیلیس زدایی، سدیم هیدروکسید، ستیل تری متیل آمونیوم برمید
  • نگار قاسمی چپی، مجید پیروی*، محسن جهانشاهی صفحات 93-102
    پساب های نفتی از مهم ترین آلودگی های محیط زیست به شمار می روند که می توانند خسارات جبران ناپذیری متحمل محیط زیست نمایند. استفاده از تکنولوژی غشایی اولترافیلتراسیون از جمله فرآیند های به کار گرفته شده در زمینه تصفیه پساب های نفتی می باشد. در کار حاضر به منظور کاهش گرفتگی در غشای پلیمری نگه دارنده، از دو نوع غشای دینامیکیAC/TiO2 (غشای دینامیکی از قبل پوشش داده شده و غشای دینامیکی خود تشکیل یافته) در تصفیه پساب نفتی استفاده شده است. غشای دینامیکی از قبل پوشش داده شده منجر به کاهش گرفتگی غشای پلیمری نگه دارنده و غشای دینامیکی خود تشکیل یافته منجر به تشدید در گرفتگی غشای نگه دارنده بعد از سه مرحله فیلتراسیون شده است. از طرفی میزان پس زنی COD برای غشای کامپوزیتی دینامیکی خود تشکیل یافته 45 % به دست آمد که در مقایسه با غشای از قبل پوشش داده شده و غشای پلیمری بیشتر بوده و نشان دهنده بازده تصفیه ای بالاتر برای غشای مذکور می باشد. نتایج به دست آمده در کار حاضر استفاده از غشای دینامیکی از قبل پوشش داده شده AC/TiO2 را به عنوان یک تکنولوژی امیدوارکننده در زمینه کاهش گرفتگی غشای نگه دارنده پلیمری در تصفیه پساب نفتی معرفی می نماید.
    کلیدواژگان: پساب های نفتی، غشای دینامیکی، غشای پلیمری نگه دارنده، کاهش گرفتگی غشای پلیمری، آلودگی زیست محیطی
  • میثم ابراهیمی، ریاض خراط *، بابک مرادی صفحات 103-115
    در سال های اخیر تحقیقاتی درخصوص استفاده از نانوذرات آب دوست سیلیکا (SiO2)، آلومینا (Al2O3) و تیتانیا (TiO2) به منظور تغییر ترشوندگی سنگ مخزن نفت جهت بهبود فرآیند سیلاب زنی و در نتیجه افزایش میزان برداشت نفت صورت گرفته که همگی موید تاثیر قابل توجه این نانوذرات است؛ اما میزان تغییر ترشوندگی، ازدیاد برداشت نفت و پایداری هر یک از این مواد در قیاس با دیگری مشخص نبوده و مقایسه یکپارچه آن ها ضروری به نظر می رسید. در این پژوهش، علاوه بر ارزیابی پایداری و قیمت این نانوذرات، اثرات آن ها بر ترشوندگی و ازدیاد برداشت نفت در نمونه های مغزه ماسه سنگی نفت دوست مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به ویژگی آب دوستی این نانوذرات، می توان انتظار داشت با تزریق نانوسیالات حاصل از آن ها، ترشوندگی نفت دوست سنگ به حالت آب دوست تغییر یابد. بدین منظور در این پژوهش، 10 برش یکسان از نمونه های مغزه در 10 غلظت مختلف از نانوسیالات قرار گرفته و تغییرات ترشوندگی آن ها با اندازه گیری زاویه تماس به روش قطره چسبیده در زمان های مختلف بررسی شده است. پس از آن، سه مغزه مشابه تحت سیل زنی آب (سیلاب زنی) و سیل زنی نانوسیالات قرار گرفته و میزان برداشت نفت حاصل از آن ها ارزیابی گردیده است. نتایج نشان دادند که نانوذرات تیتانیا، سیلیکا و آلومینا به ترتیب بیشترین تغییر را در ترشوندگی سنگ ایجاد کرده اند و با افزایش غلظت هر سه نوع نانوذرات، تغییرات ترشوندگی در جهت آب دوستی افزایش یافته است. پس از تزریق نانوسیالات تیتانیا، سیلیکا و آلومینا با غلظت بهینه ppm 1000، میزان برداشت نهایی نفت نسبت به سیلاب زنی به ترتیب با 27/18، 66/15 و 38/12% افزایش همراه بوده است. با این وجود، چالش های به کارگیری این نانوذرات از جمله عدم پایداری و قیمت، در آلومینا و تیتانیا که نوعی نانوذرات اکسید فلزی می باشند، بیشتر از سیلیکا بوده است.
    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت نفت، تغییر ترشوندگی، نانوذرات، فناوری نانو، سیل زنی مغزه یا تزریق در مغزه
  • توان کیخاونی*، مجید ساده میری نژاد، مریم توکل مقدم صفحات 116-127
    کف زایی یکی از اصلی ترین مشکلات در پالایش گاز است. به منظور حذف این پدیده نامطلوب از محلول شیمیایی به نام ضد کف استفاده می شود.
    این تحقیق با هدف بررسی و تعیین میزان بهینه پارامترهای موثر بر کف زایی و تعیین بهترین ضد کف در برج جذب پالایشگاه گاز ایلام انجام شده است. به این منظور طراحی آزمایش سطح پاسخ برای بررسی تاثیر متغیرهای موثر مانند غلظت آمین، شدت جریان گاز و دما و برهم کنش بین آنها بر میزان کف به عنوان پارامتر هدف به کار گرفته شد. آزمایش ها با محلول متیل دی اتانول آمین و با استفاده از دستگاه اندازه گیری میزان کف انجام شد. مدل درجه دوم برای تعیین ارتباط بین متغیرها و تابع هدف حاصل شد. نتایج، صحت مدل به دست آمده را اثبات نمود و نشان داد که میزان کف شدیدا به دما بستگی دارد. کمترین میزان کف (شرایط بهینه عملیاتی) در غلظت آمین19/35 در صدوزنی، شدت جریان گاز L/min 63/1 و دما C°21/40 به دست آمد. در شرایط بهینه، آزمایش ها برای تعیین بهترین ضد کف برروی دو نوع ضد کف با پایه سلیکونی (7133 SAG و 220 SAG) و دو نوع با پایه الکلی (-1415 KX و -30 PN) انجام شد. در شرایط یکسان بهترین عملکرد با 7133 SAG به دست آمد.
    کلیدواژگان: کف زایی، ضد کف، فرایند جذب، بررسی سطح پاسخ، آمین
  • مجتبی باباالهی *، محمدحسن خوشگفتارمنش صفحات 128-137
    در این مقاله، سیکل بازسرمایش بخار حاصله از تبخیر ال ان جی، مورد بررسی و ارزیابی قرار می گیرد. معمولا در هنگام انتقال ال ان جی از محل تولید به محل مصرف در اثر انتقال حرارت به محیط، مقداری از ال ان جی به بخار تبدیل می شود. در این مقاله؛ عملکرد سیکل بازسرمایش بخار ال ان جی از دیدگاه ترمودینامیک و براساس قانون اول ترمودینامیک و اصل تولید آنتروپی مورد بررسی قرار گرفته است. بر این اساس، پس از انجام تحلیل قانون اول ترمودینامیک، براساس روابط مربوط به تولید آنتروپی، آنتروپی تولیدی در اجزای مختلف سیستم محاسبه شده و راندمان اگزرژتیک مورد محاسبه قرار می گیرد. در نهایت به منظور ارائه یک طرح بهینه برای سیستم بازسرمایش؛ بهینه سازی دو هدفه به منظور حداکثرسازی راندمان اگزرژتیک و حداقل سازی آنتروپی تولیدی صورت می گیرد. نتایج، بهبود مناسبی در عملکرد سیستم تحت مطالعه نشان داده و افزایش راندمان اگرژتیک به میزان 4% و کاهش اگزرژی سوخت ورودی به میزان 3/4% را پیش بینی می نماید
    کلیدواژگان: بازسرمایش، ال ان جی، آنتروپی، اگزرژتیک، بهینه سازی
|
  • Ali Cheperli, Yousef Rafiei * Pages 4-13
    Water production is one of the big challenges of oil and gas recovery. This excessive water production is a significant operational, economic and environmental problem. One of the main causes of water production is an improper water injection plan. Thus, the waterflood projects should be managed in a manner to delay the water breakthrough in producers as much as possible, and as a result improves sweep efficiency and increases the oil recovery. One of the proposed new approaches to an efficient waterflood project is the Water Allocation Management (WAM). Water allocation management aims to inject the water in a manner that increases the total oil recovery for a given volume of water. The good injectors are thus those which support the good producers. Inter-Well Connectivity of producers and injectors is an important parameter that affects the efficiency of allocation management in waterflood projects. Inter-well connectivity determines how effectively injection and production wells are connected to each other. One of the methods recently employed by petroleum engineers to measure this parameter is the Capacitance-Resistance Model (CRM). CRM assumes the reservoir as a system which gets an input signal (injection rate) and responses by an output signal (production rate). By analyzing these behaviors, a series of equations are written to correlate the output and input signals. In these equations, there are two main unknown parameters. The first one is the time constants and the second is the weight factors (well connectivity parameters). These parameters can be determined by history-matching the production/injection rates. After finding the unknown parameters, by employing the weight factors and the water cut from production wells, a new analytical algorithm is presented to calculate the allocated factor for each injection wells to improve waterflooding in order to increase the cumulative oil production and reduce the cumulative water production.
    Keywords: Waterflooding, Water Allocation Management, Capacitance-resistance Model, Inter Well Connectivity, Effective Oil Production Index
  • Mohammad Reza Jalali, Mohammad Amin Sobati * Pages 14-23
    Ultrasound assisted oxidative desulfurization (UAOD) is a new process for the sulfur removal from different middle distillate cuts. In the UAOD process, at first, the sulfur-containing compounds are oxidized using a suitable oxidation system under ultrasound irradiation. Then, the oxidized sulfur-containing compounds are separated by solvent extraction. In the present study, the effect of interfacial tension between aqueous and hydrocarbon phases on the sulfur removal of diesel fuel has been investigated for the first time. The selected oxidation system was hydrogen peroxide/formic acid system. In this regards, three different surfactants including anionic, cationic, and nonionic surfactants have been evaluated. The results revealed that the application of sodium dodecyl sulfate (SDS) as an anionic surfactant and cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) as a cationic surfactant leads to the sulfur removal of 82.65 and 83.10% after oxidation followed by solvent extraction respectively. The sulfur removal in the absence of surfactants was 81.61% in the same oxidation and extraction conditions. The application of span 60 as a nonionic surfactant leads to a decrease in sulfur removal to 78.65% in the same oxidation and extraction conditions. However, the application of span 60 leads to about 3% increase in the sulfur removal in comparison with the case without surfactant after the oxidation step. Therefore, the addition of surfactants can lead to a positive effect on the oxidation step due to decreasing the interfacial tension between aqueous and hydrocarbon phases and a negative effect on the extraction step of the UAOD process.
    Keywords: Interfacial Tension, Oxidative Desulfurization, Ultrasound Waves, Extraction, Diesel
  • Abbas Shahrabadi *, Kamran Parizad, Masoud Nasiri, Saeed Abbasi Pages 24-36
    In this paper, a setup for performing dynamic flow experiments was prepared. A set of natural depletion tests were done to investigate the effects of pressure depletion and the initial asphaltene content of crude oils on asphaltene deposition in porous media using two live oil samples of Iranain reservoirs. The results of these experiments, which were done in constant rate and three pressure steps, show that the asphaltene deposition occurs by decreasing pressure in the vicinity of bubble point pressure and the main mechanisms are surface deposition, pore throat plugging and in some period the entrainment of the particles via the flow of oil is observed. According to the experiments, in case of the oils with less asphaltene content, the dominant mechanism is surface deposition, and the rate of deposition is uniform, while using the crude oil with higher asphaltene content, the pore throat plugging mechanism has more important role in the permeability reduction of reservoir rock.
    Keywords: Asphaltene Deposition, Natural Depletion, Formation Damage, Mechanism, Asphaltene Content
  • Ali Eliassi *, Seyed Heydar Mahmoudi Najafi Pages 37-45
    In the present work, the obtained results are presented for aromatic hydrocarbons producing by gamma alumina and H-Beta zeolite as catalysts. Gamma alumina is placed at the entrance zone of a Vertical fixed bed reactor with up to down flow stream in order to convert methanol to dimethyl ether, and H-beta zeolite is loaded at follows for converting dimethyl ether to aromatic hydrocarbons. Both catalysts have sizes between 1 and 2 millimeter and the same weight ratio. The weight of each catalysts in the reactor is 2 grams. Silica to alumina ratio and specific surface area of H-beta are 7.9 and 500 m2/g respectively. Also, the specific surface area of the used gamma alumina is 192 m2/g. Experiments were done at 250 up to 370 oC. The desired space velocity (WHSV) for H-Beta at 370 oC was 7.11h1-. According to Gc-Mass analysis on the reactor products, the main component at the above mentioned conditions was Hexa-methyl Benzene. Formation of this component was satisfied by IR-spectroscopy and C-NMR and H-NMR analysis. Addition to hexa-methyl benzene, the analysis confirmed that some other components such as tri ethyl benzene, ethyl penta-methyl benzene and dimethy ethyl benzene were formed by the reaction.
    Keywords: Methanol Conversion, Zeolite, Dimethyl Ether, Hydrocarbon, Gamma Alumina
  • Arsalan Zeinalzadeh, Seyed Reza Mousavi Harami *, Asadollah Mahboubi Pages 46-58
    There are several Jurassic and Cretaceous hydrocarbon source rocks in the Abadan Plain, including the organic-rich Albian Kazhdumi Formation which has a favorable geochemical characteristics for oil and gas generation. In this study, basin modeling used to investigate and compare petroleum generation from the Kazhdumi Formation of a well drilled on the Darquain anticline as well as a hypothetical constructed well for the deepest part of the kitchen area. The thermal history of the studied wells reconstructed using the basin modeling software and oil generation stage of the source rock were obtained. Modeling results have been investigated and differences in the history of the oil production processes in the drilled well and the deep part of the kitchen area are discussed. Results showed that temperature, maturity, transformation ratio, and hydrocarbon expulsion quantity increase from the anticline toward the hypothetical well. However, In the geological past, however, Kazhdumi temperature and maturity in the hypothetical well were less than anticline position. In the drilled well, hydrocarbon expulsion from Kazhdumi occurred from 20 Ma, and it is not reach to peak of oil generation stage. This source rock passed peak of oil generation in the hypothetical well area where the hydrocarbon expulsion occurred from 10 Ma, and expulsion quantity was about 75 percent more than anticline.
    Keywords: Kazhdumi Source Rock, Darquain Oil Field, Basin Modeling, Burial History, Oil Generation
  • Mohammad Shayegani Akmal *, Amir Pasha, Azin Ahmadi Pages 59-68
    The use of carbon steel is conventional for the transmission and distribution of treated natural gas. In order to control the internal corrosion of the gas transfer pipelines, the moisture content is removed in dehydration unit. In addition, the amount of CO2 gas is limited to less than 2%. In this study, the cause of the failure of an 8-inch gas distribution pipeline is investigated. The pipeline was not in service for two years and then it was in operation for 6 years before the failure. Microscopic examinations, as well as chemical analyzes such as EDS and XRD, were used to determine the possible mechanisms of damage. In addition, the NORSOK CO2 corrosion model was used to determine the corrosion rate in operating conditions. The results showed that corrosion caused by carbon dioxide is the most likely cause of internal corrosion of the pipeline and the occurrence of the leakage.
    Keywords: CO2 Corrosion, Failure Analysis, Carbon Steel, Natural Gas, Pipeline
  • Rouhollah Basirat, Kamran Goshtasbi * Pages 69-78
    Hydraulic fracturing is one of the conventional and common methods to stimulate oil and gas formations with low permeability. This method is widely used for creating artificial fractures and stimulate fluid flow in oil and gas wells. In this paper, fracture propagation process was simulated by using a Discrete Fracture Network (DFN) in UDEC software. Discrete Element Method (DEM) is a key for simulating hydraulic fracturing which is capable of performing a fully coupled hydromechanical analysis to model fluid flow through a network of fractures. In this regard, fictitious joints were used for modeling fracture propagation in a medium with equal to intact rock properties. To achieve this goal, the mechanical and strength properties of discontinuities were considered equal to mechanical and strength properties of intact rock. Then, the role of rock mechanics parameters including elastic modulus, cohesion and friction angle were studied in the process of fracture propagation. The results of numerical simulations showed that the extended fracture length is increased by increasing the elastic modulus and decreasing the friction angle. Also, increasing in the cohesion does not have a significant effect on the extended fracture length, but it reduces the hydraulic fracture opening.
    Keywords: hydraulic fracturing, Discrete Fracture Network, Geomechanical Properties, Fictitious Joints, Fracture Propagation
  • Somayeh Ahmadpour, Fereydoon Yaripour *, Farhad Khorasheh Pages 79-92
    In this paper, the effect of mesoporous increasing on activity high silica ZSM-5zeolite in methanol conversion to olefins investigated. Therefore, for forming the mesoporous, desiliction method with Sodium Hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide and cetyltrimethylammonium bromide materials are used. The samples were characterized by XRD, FESEM, N2 Adsorption/Desorption and NH3-TPD techniques. The XRD results indicated that using Tetrapropylammonium hydroxide in desilication process by Sodium Hydroxide (in meso pore Na-TPA sample) caused high crystallinity preservation for Ref-ZSM-5 zeolite. FESEM images for this sample showed cracks and small holes on the surface of crystals. The N2 Adsorption/Desorption results confirmed an increase in the meso pore volume and meso surface area in Na-TPA sample compare to Ref-ZSM-5 zeolite. These new mesoporous, with increasing access to active sites in framework, caused improvement on the catalytic performance. Performing the reactor test on catalyst in same reaction condition showed that this catalyst with methanol conversion higher than 90% in 41 days had acceptable stability. During this time, average of propylene selectivity, total olefins selectivity and propylene to ethylene ratio were 43%, 76% and 6% respectively. While the desilicated sample with Sodium Hydroxide and cetyltrimethylammonium bromide showed complete change from Ref-ZSM-5zeolite to mesoporous Al-MCM-41molecular sieves. This molecular sieves with completely mesoporous structure and, acid sites with low strength did not show activity in the methanol to olefin reaction.
    Keywords: HZSM-5 Zeolite, Methanol Conversion to Olefins, Desilication, Sodium Hydroxide, Cetyltrimethylammonium Bromide
  • Majid Peyravi *, Negar Ghasemi, Mohsen Jahanshahi Pages 93-102
    Oily wastewater is important environmental pollution which leads to irreparable damages to the environment. Ultrafiltration process is considered as a commonly used process is oily wastewater process. In the current study, two types of (AC/TiO2) dynamic membranes (pre-coated and self-forming dynamic membrane) was used for oily wastewater treatment to decrease fouling of ultrafiltration membrane. The pre-coated dynamic membrane decreased fouling of the of ultrafiltration membrane while the self-forming membrane intensified the membrane fouling after three cycles of filtration. The COD rejection rate obtained for self-forming dynamic membrane was 45% that is more than the pre-coated dynamic membrane and polymeric membrane, this result shows high separation efficiency for this membrane. The obtained result showed that the pre-coated (AC/TiO2) dynamic membrane can be considered as a good candidate to control the fouling effect of ultrafiltration membrane in oily wastewater treatment.
    Keywords: Oily Wastewaters, Dynamic Membrane, Polymeric Support, Reducing Pre-coated Dynamic Membrane, Environmental Pollution
  • Meysam Ebrahimi, Riyaz Kharrat *, Babak Moradi Pages 103-115
    In recent years, several studies have been conducted regarding wettability alteration in petroleum reservoir rock using hydrophilic Silica (SiO2), Alumina (Al2O3) and Titania (TiO2) nanoparticles in order to improve waterflooding process that results in enhanced oil recovery (EOR). The studies have showed the significant role of these nanoparticles; however, their potential in wettability alteration and enhanced oil recovery as well as stability of them compared to each other have not been cleared yet; thus, an integrated comparison of them seems necessary. In this study, in addition to evaluating stability and price of these nanoparticles, their impacts on wettability alteration and EOR were investigated on oil-wet sandstone core samples. By injecting the nanofluids prepared from these nanoparticles, it could be expected to alter the rock wettability condition from oil-wet to water-wet due to their hydrophilic properties. For this purpose in this research, ten similar slices of the core samples were floated in ten different concentrations of the nanofluids; and their wettability alterations were determined by measuring the contact angles through sessile drop technique at different aging times. Then, brine and the nanofluids were injected to the three similar core samples to evaluate oil recovery caused by injection scenario. The results indicated that Titania, Silica and Alumina nanoparticles, respectively, had the most impacts on wettability alteration in the rock and their impacts incremented by increasing the nanoparticles concentration. After the injections of Titania, Silica and Alumina nanofluids with the optimum concentration at 0.1 wt%, the ultimate oil recovery is enhanced up to 18.27, 15.66 and 12.38 %, respectively, compared to the waterflooding. However, challenges of the use of these nanoparticles including the lack of stability and price of Alumina and Titania which are types of metal oxide-based nanoparticles were more than Silica.
    Keywords: Enhanced Oil Recovery, Wettability Alteration, Nanoparticles, Nanotechnology, Core Flooding
  • Tavan Kikhavani *, Majid Sademirinejad, Maryam Tavakol Moghadam Pages 116-127
    Foaming phenomenon is one of the main problems in the gas refining process. Antifoams can be used for solving this undesirable problem. The current study was carried out with the aim of determining the optimum amount of effective parameters on foaming phenomenon in the absorption tower of Ilam gas refinery. An experimental design was used to quantify the effects of variables, including the amine concentration, the gas flow rate, and temperature, on amount of foam as response. The experiments were carried out using MDEA and foam measuring apparatus. A quadratic model was developed to correlate the relationship between variables and the response. The results demonstrated the accuracy of the model and show that the foaming strongly depended on temperature. The optimum operating condition with the less amount of foam can be obtained with an amine concentration of 35.19 (wt.%), gas flow rate of 1.63 (L/min), and temperature of 40.21 (°C). The best antifoam was determined among four different kind of antifoam i.e., silicon based (SAG 7133 and SAG 220) and alcohol based (KX-1415 and PN-30) in the optimum operating condition. SAG 7133 was chosen as the most effective antifoam.
    Keywords: Foaming, Antifoam, Adsorption Process, Response Surface Methodology, Amine
  • Mojtaba Babaelahi *, Mohammad Hasan Khoshgoftarmanesh Pages 128-137
    In this paper, the investigation of LNG-BOG re-liquefaction system has been performed, and the considerable system is analyzed based on energy conservation law and entropy generation principles. For these analyses, first the conservation of energy analysis is performed, and thermodynamic properties (pressure and temperature) of the cycle are defined. Then, entropy generation values in all components are calculated. The exergy destruction in each component and exergetic efficiency is calculated based on entropy generation values. Finally, NLP multi-objective function of the refrigeration cycle is performed for lowest entropy generation and highest exergetic efficiency. Results show good improvement in LNG-BOG re-liquefaction system characteristics.
    Keywords: Exergetic, Re-liquefaction, LNG, Entropy, Optimization