فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 101 (مهر و آبان 1397)
  • پیاپی 101 (مهر و آبان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/08/01
  • تعداد عناوین: 12
|
  • سید رضاطاهری، علی پاک *، سعید شاد صفحات 4-16
    اندازه گیری توزیع زمانی و مکانی وقوع فرونشست در اثر برداشت از مخازن هیدروکربنی در جهان متداول است. اما، این موضوع در ایران چندان مد نظر قرار نمی‎گیرد، علی‎رغم این که پیش‎بینی روند فرونشست زمین در ابتدای عمر مخزن برای تخمین پیامدهای آتی برداشت مفید است. در مقاله حاضر، ابتدا دقت مدل‎سازی عددی فرونشست از طریق مقایسه با نتایج اندازه گیری شده برجا و روابط تحلیلی برای دو مخزن هیدروکربنی در آمریکا و هلند ارزیابی گردید. بر این اساس، مشخص شد که مدل سازی عددی، علی‎رغم فرض رفتار الاستیک و ساده‎سازی‎های دیگر به‎خوبی می تواند مسیر فرونشست را دنبال کند و علی‎رغم مکانیسم غیرالاستیک وقوع فرونشست و امکان تغییر پارامترها، تخمین صورت گرفته قابل قبول است. در ادامه، براساس روند برداشت از تعداد معینی چاه در میدان کوپال، توزیع زمانی و مکانی فرونشست سطحی در محدوده مشخصی از این میدان تخمین زده شد. ضمن آن که در مدل سازی فرونشست مخزن کوپال، برخلاف مثال‎های صحت سنجی که تغییر فشار کل مخزن، مبنای تعیین نشست قرار گرفت، اطلاعات زمانی برداشت از تعدادی چاه نیز استفاده گردید. نتایج حاصله نشان می دهد که پیش‎بینی می‎گردد برداشت از این محدوده میدان نفتی کوپال، حد فاصل سال‎های 1372 تا 1396، باعث ایجاد فرونشست به میزان 26 تا cm 32 در سطح زمین شده است.
    کلیدواژگان: میدان نفتی کوپال، برداشت، فرونشست، توزیع زمانی و مکانی، شبیه‎سازی عددی
  • سمیه احمدپور، فریدون یاری پور *، فرهاد خراشه صفحات 17-28
    در این تحقیق زئولیت HZSM-5 در محیط حاوی یون فلوئورید ساخته شد و عملکرد آن در فرایند تبدیل متانول به پروپیلن مورد بررسی قرار گرفت. از نمک پتاسیم فلوئورید به عنوان ماده تامین کننده این یون استفاده شد. خصوصیات فیزیکی-شیمیایی کاتالیست ها با استفاده از آنالیزهای XRD، FESEM، N2 Adsorption/Desorption وNH3-TPD شناسایی شدند. الگوی XRD تشکیل ساختار کریستالی مرتبط با زئولیت HZSM-5 را در زئولیت سنتز شده با پتاسیم فلوئورید (نمونه F-HZSM-5) تائید کرد. تصاویر FESEM زئولیت F-HZSM-5 تغییر در مورفولوژی و افزایش اندازه ذرات را در مقایسه با نمونه مرجع HZSM-5 نشان داد. نتایج آنالیز NH3-TPD کاهش غلظت کل مکان های اسیدی را در زئولیت F-HZSM-5 نشان داد. فعالیت نمونه ها در یک راکتور بستر ثابت و در شرایط عملیاتی یکسان بررسی شد. کاتالیست F-HZSM-5 نسبت به نمونه مرجع HZSM-5 طول عمر کمتری را نشان داد. با این حال، این کاتالیست در مدت 10 روز فعالیت به ترتیب متوسط انتخاب پذیری پروپیلن و نسبت پروپیلن به اتیلن 8/41 و 9/ 10 را داشته است.
    کلیدواژگان: زئولیت HZSM-5، تبدیل متانول به پروپیلن، پتاسیم فلوئورید، کانی‎ساز، کانی ساز
  • مصطفی منتظری، عباس شهرآبادی، عمیدالدین نورعلیشاهی* ، محمدعلی موسویان، احمد حلاج ثانی صفحات 29-39
    امروزه رشد و توسعه جوامع بشری و نیاز روزافزون به انرژی از یک سو و محدودیت منابع نفت از سوی دیگر موجب اهمیت یافتن مباحث ازدیاد برداشت نفت شده است. یکی از روش های مورد استفاده در فرآیند ازدیاد برداشت، تزریق آب هوشمند به مخازن هیدروکربوری است. در تحقیق حاضر تاثیر آب هوشمند بر تغییر میزان ترشوندگی سنگ مخزن کربناته بررسی شده است. در این راستا آب سازند و پنج نمونه از آب هوشمند (آب دریا، آب دریا با دو برابر غلظت یون کلسیم، آب دریا با دو برابر غلظت یون منیزیم، آب دریا با دو برابر غلظت یون سولفات و آب دریا با چهار برابر غلظت یون سولفات) تهیه و با آزمایش پتانسیل زتا توانایی آب‎ها در تغییر ترشوندگی سنگ مخزن مقایسه شد. در ادامه از توانمندترین آب‎ها، برای انجام آزمایش زاویه تماس استفاده گردید. براساس نتایج به‎دست آمده، آب دریا با چهار برابر غلظت سولفات و آب دریا با دو برابر غلظت سولفات به‎ترتیب موثرترین آب‎ها در تغییر ترشوندگی سنگ کربناته شناخته شدند. در این ارتباط در هر دو آزمایش پتانسیل زتا و زاویه تماس، آب دریا با چهار برابر غلظت یون سولفات موثرترین آب بر تغییر ترشوندگی بوده و بعد از آن به‎ترتیب آب‎های دریا با دو برابر غلظت سولفات، آب دریا و آب سازند قرار داشتند. مقادیر پتانسیل زتا برای نمونه‎های یاد شده به‎ترتیب 61/9-، 13/7-، 25/1- و 8/15 تعیین گردید. نتایج حاصله از آزمایش زاویه تماس برای نمونه‎های نامبرده در ابتدای آزمایش به‎ترتیب 89/139، 63/136، 68/149 و 13/144 درجه بوده است، که در پایان آزمایش به 10/87، 17/105، 66/135 و 13/143 درجه تقلیل یافت. این نتایج نشان می‎دهد که در حضور نمونه‎های آب هوشمند با غلظت کنترل‎شده یون سولفات، خاصیت ترشوندگی سنگ کربناته به سمت آب‎دوست بودن متمایل شده، که به نوعی با نتایج آزمایش پتانسیل زتا در توافق است.
    کلیدواژگان: آب هوشمند، ترشوندگی، مخازن کربناته، زاویه تماس، پتانسیل زتا
  • نصرت ایزدی *، مهران مرادی کوچی، علی اکبر دهقانی، مصطفی گنجه قزوینی، ابوالفضل مرادی صفحات 40-53
    این مقاله بخشی از نتایج یک مطالعه جامع با هدف دستیابی به نانوسیالات پایدار و موثر جهت استفاده به عنوان سیال تزریقی غیرامتزاجی در یکی از مخازن نفتی کربناته ایران است. در این مطالعه کارایی سه نانو سیال گاما-آلومینا، اکسید آهن (III) و سیلیکا در سه غلظت 200، 500 و ppm 600 و در دو نسبت ترکیب متفاوت آب سازندی و آب تزریقی این مخزن، با شوری های 106000 و ppm 234000 جهت ازدیاد برداشت از این مخزن مورد مطالعه قرار گرفته است. در این بخش از مطالعه، با انجام آزمایشات جریان دو بعدی در بستر میکرومدل شیشه ای در دمای محیط و فشار اتمسفریک جابه جایی نفت توسط سیال تزریقی مطالعه گردید و مکانیزم های عملکرد نانوسیالات در افزایش بازیافت مورد بررسی قرار گرفتند. قبل از تزریق با اندازه گیری پتانسیل زتا برای این سیالات در بازه دمایی و فشاری تا دما و فشار مخزن (C°90 و psi 2700) و در هر دو شوری، از پایداری این نانوسیالات اطمینان حاصل شد. نتایج این آزمایشات نشان داد که تزریق هر سه نانو سیال در هر دو شوری می تواند بازیافت نفت را نسبت به بازیافت ناشی از تزریق آب نمک با شوری مشابه تا 25% افزایش دهد. در هر دو شوری بیشترین بازیافت برای نانو سیال آلومینا و سپس به ترتیب برای اکسید آهن (III) و سیلیکا ثبت گردید. با توجه به تفاوت ناچیز گرانروی نانوسیالات و گرانروی آب نمک با شوری مشابه و همچنین عدم تغییر قابل توجه در کشش بین سطحی فاز آبی- نفت برای نانو سیالات آلومینا و سیلیکا و نتایج تست های استاتیک تعیین زاویه تماس، مکانیزم تغییر ترشوندگی به سمت آب دوستی را می توان به عنوان مکانیزم غالب در افزایش بازیافت نانوسیالات آلومینا و سیلیکا در این افزایش بازیافت در نظر گرفت. با توجه به تغییر کمتر زاویه تماس توسط نانوسیال اکسید آهن (III) و نتایج تست قطره ی آویزان جهت اندازه گیری کشش بین سطحی برای این نانوسیال، می توان مکانیزم کاهش کشش بین سطحی فاز آبی- نفت برای نانو سیال اکسید آهن (III) را به عنوان مکانیزم غالب در این افزایش بازیافت در نظر گرفت. فرایند تشکیل امولسیون با نانو سیال اکسید آهن (III) و نفت تاییدی بر این مکانیزم برای نانو سیال اکسید آهن (III) است.
    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت نفت، تزریق غیرامتزاجی، نانوسیال، میکرومدل، زاویه تماس
  • احسان خامه چی *، میلاد هاشمی، علی علیزاده، سید آرمان حسینی کلدوزخ صفحات 54-66
    در حال حاضر، با توجه به کاهش دسترسی آسان به مخازن نفت خام، صنایع نفت و گاز بر تولید نفت سنگین و مخازن تخلیه شده تمرکز کرده اند. حفاری در مخازن کم فشار همراه با مشکلات فنی و اقتصادی زیادی است که بیشتر مشکلات شامل هرزروی های کنترل ناپذیر در شکاف ها و آسیب های جبران ناپذیر در لایه های تولیدی هستند. برای دست یابی به تکنولوژی حفاری مناسب، نوع سیال حفاری نقش بسیار مهمی خواهد داشت، به طوری که نفوذ هرچه بیشتر سیال حفاری در سازند سبب کاهش بهره دهی چاه خواهد شد. سیال میکروحبابی فعال سطحی چند لایه یا افرون ها در سال های اخیر به عنوان بخشی از سیالات حفاری پایه آبی و پایه روغنی مورد استفاده قرار گرفته اند و اثر کاهش آسیب سازند، حین استفاده از آنها تا حدودی به اثبات رسیده است. باید توجه داشت که این سیالات به دلیل خاصیت پل بندی، برای حفاری مخازن تخلیه شده مناسب هستند. در این پژوهش به منظور تعیین شرایط بهینه پایداری فاکتورهای نوع پلیمر، غلظت پلیمر، غلظت سورفکتانت، pH، شوری، زمان و دور اختلاط با استفاده از طراحی آزمایش به روش تاگوچی با آرایه L36 (دو پارامتر در دوسطح و پنج پارامتر در سه سطح) بهینه سازی شدند. سپس تاثیر غلظت پلیمر و سورفکتانت بر خواص رئولوژی بررسی شدند و پس از آن سیال بهینه برای انجام آزمایش های آسیب سازند انتخاب گردید و در نهایت تروایی بازگشتی سیال میکرحبابی با سیال پلیمری پایه مقایسه شده است. سیال میکروحبابی با غلظت lb/bbl 3 زانتان گام و lb/bbl 1 سورفکتانت SDBS، بیشترین پایداری و باثبات ترین خواص رئولوژی را از خود نشان داد. در بررسی فشارها در آزمایش های آسیب سازند، سیال میکروحبابی نسبت به سیال پایه پلیمری هم از لحاظ درصد تراوایی بازگشتی و هم از لحاظ مسدودکنندگی، عملکرد بهتری داشت.
    کلیدواژگان: سیال میکروحبابی، پایداری سیال افرونی، رئولوژی سیال افرونی، آسیب سازند و روش تاگوچی
  • جعفر ساسانی پور، احمد شریعتی*، مسعود آقاجانی، محمدرضا خسروی نیکو صفحات 67-77
    در این مطالعه، بررسی های تعادلی و سینتیکی فرآیند جداسازی 6, 4- دی متیل دی بنزوتیوفن از یک سوخت مدل با استفاده از کربن فعال، انجام شده است. ایزوترم های جذب فرندلیخ و تاث با داده های آزمایشگاهی جذب تعادلی برازش شده است. همچنین داده های سینتکی فرآیند جذب نیز با استفاده از دو مدل سینتیکی نفوذ درون ذره ای و نفوذ سطحی همگن برازش شده است. نتایج جذب تعادلی نشان می دهد که ایزوترم های فرندلیخ و تاث به خوبی رفتار تعادلی فرآیند را تفسیر می کنند. نتایج داده های سینتیکی نشان می دهند که مدل نفوذ سطحی همگن، به‎خوبی قادر به پیش بینی نتایج آزمایشگاهی است. مدل‎سازی ریاضی فرآیند با استفاده از مدل نفوذ سطحی همگن، همچنین منجر به محاسبه مقادیر عددی ضرایب انتقال جرم و نفوذ برای جذب 6, 4- دی متیل- دی بنزوتیوفن به‎ترتیب m/min 2-10× 5558/2 و m2/min 6-10× 4056/3 گردید. همچنین استفاده از این مدل، مقاومت انتقال جرم در مراحل نفوذ در لایه مرزی و نفوذ در سطح متخلخل جاذب را به‎عنوان مرحله کنترل کننده شدت میزان جذب نشان می دهد.
    کلیدواژگان: جذب تعادلی، سینتیک جذب، نفوذ سطحی همگن، ضریب انتقال جرم، 6، 4- دی متیل دی بنزوتیوفن، مدل‎سازی
  • سارا طریقی* ، نفیسه مدانلو جویباری صفحات 78-89
    زئولیت USY به عنوان جزء اصلی و مهم در کاتالیزور فرآیند کراکینگ کاتالیزی بستر- سیال به منظور دست یابی به سطح تماس و دسترسی حفره بالاتر به‎روش پساسنتز توسط اسیدهای مختلف شامل استیک اسید، اکسالیک اسید و هیدروکلریک اسید تحت دو شرایط دمای محیط و رفلاکس اسیدشویی شد. این فرآیند ضمن حفظ شبکه بلوری زئولیت منجر به خروج آلومینیوم‎های خارج شبکه ای زئولیت شد. جهت اثبات این امر آنالیزهای XRDا، SEMا،اICP-OES و جذب و واجذب نیتروژن انجام شد. آنالیز عنصری افزایش نسبت سیلیس به آلومین در زئولیت اصلاح شده را نشان داد. اندازه‎گیری مساحت سطح زئولیت و حجم حفره ها به روش های BET-BJH و t-plot نشان از افزایش مساحت سطح و حجم حفره های مزو در زئولیت های اصلاح شده داشت. سطح حفره های مزو بر اثر اسیدشویی از 62/52 در زئولیت اولیه به m2/g 09/115 و مساحت سطح کلی زئولیت از 684 به m2/g 743 در نمونه زئولیت اسیدشویی شده توسط اکسالیک اسید در دمای محیط افزایش یافت. زئولیت های اصلاح شده در تهیه کاتالیزگر FCC به کار گرفته شدند. بررسی فعالیت کاتالیزورها در فرآیند شکست کاتالیستی VGO نشان از افزایش چشمگیر در بازده تولید بنزین برای کلیه کاتالیزورهای اصلاح شده در مقایسه با زئولیت اولیه دارد. بازده تولید بنزین از 18% وزنی برای کاتالیزور حاصل از زئولیت USY اولیه به 40% وزنی در کاتالیزور اصلاح شده توسط اکسالیک اسید در دمای محیط افزایش یافته است.
    کلیدواژگان: زئولیت USY، اصلاح پسا- سنتز، کاتالیزگر FCC، شکست کاتالیزی، بنزین
  • منصوره فرید، شهریار عصفوری *، رضا آذین، سیدعلی جعفری صفحات 90-100
    مهم ترین مکانیسم فرآیندهای ازدیاد برداشت میکروبی نفت، تغییر خواص بین سطحی سیال/ سیال/ سنگ است که تحت تاثیر سلول های باکتریایی و متابولیت های تولیدی آنها است. برای این منظور در این تحقیق از دو باکتری B. licheniformis و P. putida و سه منبع کربن مختلف استفاده شد. نتایج نشان داد با توجه به تاثیر نوع منبع کربن روی رشد باکتری و همچنین نوع و میزان متابولیت های تولیدی، تغییر در خواص بین سطحی سیال/ سیال/ سنگ تحت تاثیر نوع منبع کربن استفاده شده است. به دنبال بررسی تاثیر ساختار سلولی و اثر محیط کشت بر سازوکارهای کاهش کشش بین سطحی، پایداری امولسیون ها و تغییر ترشوندگی از روش های تنسیومتری قطره آویزان، سنجش تحرک پذیری الکتروفروتیک، سنجش رئولوژی انبساط-تراکمی و آزمون تعیین زاویه تماس استفاده شد. نتایج، پتانسیل بیشتر باکتری P. putida را در تولید ماده فعال سطحی نشان داد. همچنین نتایج به دست آمده نشان داد برای باکتری B. licheniformis، محیط کشت گلوکزی محیطی بهتر است. مواد فعال سطحی تولیدی و محیط کشت باکتری B. licheniformis در محیط با منبع کربن گلوکز به ترتیب کشش سطحی و کشش بین سطحی را 07/29% و 87/43% کاهش داد. قرار دادن ورقه نازک در محلول محیط کشت گلوکزی باکتری B. licheniformis، زاویه تماس قطره آب را از °081/109 به °898/44 کاهش داد. برای باکتری P. putida محیط روغنی و گلوکزی به ترتیب به عنوان محیطی موثر برای تاثیر بر سطح تماس سیال-سیال و سیال-سنگ است. مواد فعال سطحی تولیدی و محیط کشت باکتری P. putida در محیط با منبع کربن روغن زیتون به ترتیب کشش سطحی و کشش بین سطحی را 4/36% و 1/27% کاهش داد. زاویه تماس قطره آب از °081/109 به °050/54 در محیط کشت گلوکزی باکتری P. putida کاهش یافت
    کلیدواژگان: B، licheniformis، P، putida، کاهش کشش بین سطحی، تغییر ترشوندگی، رئولوژی بین سطحی، آب گریزی
  • میلاد رسولی، نکیسا یعقوبی *، حسین آتشی، داود محبی کلهری صفحات 101-111
    در این مطالعه افزودن فلز فعال روی به کاتالیست ZSM5 با استفاده از سنتز هیدروترمال بررسی شده و در فرآیند ایزومریزاسیون زایلن ها مورد مطالعه قرار گرفته است. جهت ارزیابی خصوصیات فیزیکی- شیمیایی کاتالیست‎های سنتز شده از آزمون‎های XRDا، BETا، ICPا، SEMا، FTIRا، NH3-TPD و TG استفاده شده است. بررسی آزمون‎های کاتالیست نشان داد وجود فلز فعال در کاتالیست منجر به افزایش سطح ویژه و نیز افزایش حجم کلی کاتالیست شده است. همچنین حضور فلز فعال روی در ساختار کاتالیست منجر به افزایش سایت‎های اسیدی قوی (برونستد) و کاهش سایت‎های اسیدی ضعیف (لوئیس) گردید که افزایش تولید پارازایلن و افزایش پایداری کاتالیست را به‎همراه داشته است. نتایج نشان دادند کاتالیست اZn-ZSM5ا (%0. 5wt) با میزان بالای تولید پارازایلن (5/18%) ، تبدیل بالای اتیل بنزن (6/43%) و افت زایلن بسیار کم (3/3%) می تواند به‎عنوان یک کاتالیست بهینه در فرآیند ایزومریزاسیون زایلن ها به‎کار گرفته شود.
    کلیدواژگان: ZSM5، ایزومریزاسیون، پارازایلن، افت زایلن، پایداری کاتالیست
  • سید حسن مشعشعی، آرش ابراهیم آبادی* ، ابوالقاسم امامزاده صفحات 112-125
    پیش‎بینی نرخ نفوذ حفاری به‎دلیل نقش آن در به حداقل رساندن هزینه های حفاری برای بهینه‎سازی حفاری از اهمیت زیادی برخوردار است. تحلیل اطلاعات میدانی، عنصر اصلی کاهش هزینه و بهبود عملیات حفاری بوده و توسعه ابزار‎های تحلیل اطلاعات میدانی و ارائه مدل های پیش بینی، یکی از راه‎های توسعه و بهبود عملیات حفاری به شمار می‎رود. هنگامی که یک سیستم حفاری مستقر شد، تنها تعداد پارامترهای محدودی هستند که قابل کنترل و تغییر هستند؛ لذا موفقیت آمیز بودن طرح های حفاری به میزان زیادی به پیش‎بینی عملکرد حفاری وابسته است. هدف اصلی انجام این تحقیق کاربرد شبکه های هوشمند و ارائه ابزارهایی گرافیکی برای پیش بینی نرخ نفوذ حفاری است که بدین منظور یک بانک اطلاعاتی از داده های میدانی از جمله عمق چاه، وزن روی مته، سرعت چرخش مته، فشار لوله حفاری، وزن روی قلاب و گشتاور از یکی از میادین جنوب کشور تهیه شد. در این تحقیق دو نوع مختلف و کاربردی از ابزار گرافیکی برای پیش‎بینی نرخ نفوذ حفاری و نیز محاسبه هزینه بر فوت، با استفاده از شبکه عصبی و عصبی فازی توسعه داده شد که ابزار اول درخصوص پیش‎بینی نرخ نفوذ حفاری و ابزار دوم به منظور ارزیابی اقتصادی عملکرد مته و محاسبه هزینه بر فوت ارائه شده است. نتایج تحلیل ها با استفاده از این ابزار گرافیکی نشان داد که رابطه خوبی با ضریب همبستگی (94/0=R2) برای پیش بینی نرخ نفوذ با استفاده از شبکه عصبی به‎دست می آید. در ادامه به جهت بهبود رابطه به‎دست آمده از روش شبکه عصبی فازی بهره گرفته شد. نتایج نشان داد که رابطه بسیار خوبی با دقت بالا با ضریب تعیین (99/0=R2) حاصل می شود که حاکی از بهبود دقت مدل پیش بینی با استفاده از روش عصبی فازی است.
    کلیدواژگان: نرخ نفوذ حفاری، پیش بینی، هزینه بر فوت، شبکه های هوشمند، شبکه عصبی فازی
  • محمدصابر کرم بیگی * صفحات 126-138
    روش های بهینه سازی که در آنها تنها به یک معیار توجه شود نمی توانند راه حل جامعی را برای مسئله ارائه نمایند زیرا نمی توانند تهاتر بین اهداف مختلف فنی و اقتصادی را که معمولا با یکدیگر در تضادند، در نظر بگیرند. در این پژوهش، یک الگوریتم بهینه سازی چندهدفه با تلفیق روش های طراحی آزمایش، بهینه سازی ازدحام ذرات و منطق فازی توسعه داده شد که می تواند مسائل بهینه سازی چندمنظوره را با درنظرگرفتن هم زمان اهداف مختلف حل نماید. توانمندی این الگوریتم، در یک مطالعه موردی تزریق پلیمر ارزیابی شد که در آن متغیرهای موثر (طول دوره سیلاب زنی، غلظت پلیمر طول دوره تزریق پلیمر و جذب پلیمر) بر عملیات ازدیاد برداشت تزریق پلیمر به یک مخزن ماسه سنگی با در نظر گرفتن هم زمان معیارهای فنی (تولید تجمعی نفت) و اقتصادی (ارزش فعلی خالص) بهینه سازی شدند. نتایج بهینه سازی این الگوریتم چندمعیاره با نتایج یک سناریوی پایه و همچنین یک روش بهینه سازی تک هدفه (الگوریتم ازدحام ذرات) مقایسه شد. در مقایسه با سناریوی پایه، تولید تجمعی نفت بیش از 58% و ارزش فعلی خالص از 9/6 به 1/13 میلیون دلار افزایش یافتند. تولید تجمعی نفت بهینه در الگوریتم تک هدفه مبتنی بر معیار فنی، نسبت به الگوریتم دوهدفه چندهزار بشکه افزایش پیدا کرد ولی از طرف دیگر شاخص اقتصادی آن شدیدا دچار افت گردید (کاهش ارزش فعلی خالص از 1/13 به 5/11 میلیون دلار). نتایج این پژوهش نشان می دهد، به کارگیری الگوریتم های بهینه سازی چندمعیاره منجر به تصمیم گیری دقیق تر و واقع بینانه تر برای پیاده سازی عملیات خواهد شد.
    کلیدواژگان: تزریق پلیمر، بهینه سازی چندهدفه، الگوریتم ازدحام ذرات، منطق فازی، روش ازدیاد برداشت شیمیایی نفت
  • علیرضا بطایی، سلمان نوروزی *، حامد جمشیدی اول، سیامک سیف صفحات 139-150
    انتخاب پوشش مناسب برای سطح خارجی لوله های انتقال نفت و گاز مهم ترین قسمت در ایجاد یک سیستم حفاظتی برای کاهش خوردگی به شمار می رود. یکی از مشکلات پوشش های خط لوله مسئله جدایش کاتدیک است که در اثر اعمال جریان کاتدی و ایجاد محیط قلیایی در فصل مشترک پوشش-فلز به وجود می آید و جدایش پوشش را سبب می شود. در این پژوهش به بررسی سه نوع پوشش پلی‎اتیلن سه لایه، پلی یورتان و اپوکسی پودری پیوند همجوشی دولایه پرداخته و خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی آن ها مورد بررسی قرار گرفته شد. نتایج آزمون جدایش کاتدی با شبیه سازی شرایط بلند مدت کاری، دید مناسبی را از رفتار پوشش ها در مدت زمان طولانی قرارگیری در سرویس، ارائه می دهد. با استفاده از نتایج آزمون های مکانیکی، برتری پوشش ها در چسبندگی سطح به زیر لایه و همچنین مقاومت در برابر ضربه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون سختی نشان داد که میزان سختی نمونه با پوشش اپوکسی پودری پیوند همجوشی دولایه به‎ترتیب نسبت به نمونه های با پوشش پلی‎یورتان و پلی‎اتیلن سه لایه به‎میزان 14 و 40% بالاتر بوده است. همچنین نتایج آزمون ضربه و منفذ یابی برروی سه پوشش نشان داد که هر سه پوشش مقاومت قابل قبولی در برابر عوامل خارجی را دارند. انجام آزمون جدایش کاتدی در دمای محیط و دمای بالا نشان داد که افزایش دما تاثیر مستقیمی برروی افزایش میزان شعاع جدایش پوشش ها داشته است. کمترین میزان شعاع جدایش معادل mm 49/4 در پوشش پلی‎اتیلن سه لایه به‎دلیل ماهیت ذاتی و ضخامت بالای آن مشاهده شد.
    کلیدواژگان: پوشش های خطوط لوله، آزمون جدایش کاتدی، اپوکسی پودری پیوند همجوشی دولایه، پلی‎اتیلن سه لایه، پلی‎یورتان
|
  • Seyed Reza Taheri, Ali Pak *, Saeed Shad Pages 4-16
    Measurement of temporal-spatial distribution of surface subsidence as a result of production from hydrocarbon reservoirs is a relatively common practice worldwide; however, it is set aside in Iran, although it seems that prediction of subsidence trend at the beginning of the reservoir life can be beneficial in future production estimates. In this paper, the accuracy of the numerical modeling for calculating subsidence process is evaluated by comparison with the in-situ measurements recordings, as well as those designated from analytical solutions for two hydrocarbon reservoirs in the USA, and the Netherlands. It was observed that the numerical simulations can well trace the subsidence trend in spite of elastic behavior assumption, and other simplifications considered. Although, the real mechanism of subsidence is inelastic, and parameters variations are possible. Afterwards, the distribution of temporal-spatial surface subsidence in a specified zone of Kupal oil field, Iran, was predicted. Moreover, unlike the verification examples, in which pressure changes in the whole reservoir had been considered to determine settlements, the “production history” of some wells was used in the simulations. It was concluded that production from the selected area in the Kupal oil field has resulted in surface subsidence in the range of 26 to 32 cm in the period between years of 1372-1396.
    Keywords: Kupal Oil Field, Production, Subsidence, Temporal -Spatial Distribution, Numerical Simulation
  • somayeh ahmadpour, Fereydoon Yaripour *, Farhad Khorasheh Pages 17-28
    In this research, HZSM-5 zeolite was made in medium containing fluoride ions, and its performance in the process of methanol to propylene conversion was investigated. Potassium fluoride was used as the supplying material for this ion. Physical-chemical properties of catalysts were determined by using XRD, FESEM, N2 adsorption/desorption and NH3-TPD analysis. The XRD pattern confirmed the formation of crystalline structure associated with zeolite HZSM-5 in potassium fluoride-synthesized zeolite (F-HZSM-5 specimen). FESEM images of F-HZSM-5 zeolite showed a change in morphology and an increase in particles size compared to the reference sample HZSM-5. Results of the NH3-TPD analysis showed a reduction in the concentration of total acid sites in the F-HZSM-5 zeolite. The activity of the samples in a fixed-bed reactor and in the same operating conditions was investigated. The F-HZSM-5 catalyst showed less lifetime in comparison with the reference sample. However, this catalyst over a period of 10 days had an average selectivity of propylene and a propylene/ethylene ratio of 41.8 and 10.9, respectively.
    Keywords: HZSM-5 zeolite, conversion of methanol to propylene, potassium fluoride, mineralizer
  • mostafa montazeri, Abbas Shahrabadi, Amidededdin Nouralishahi *, Seyed Mohammadali Mousavian, Ahmad Hallaj Pages 29-39
    Nowadays, a wide-range of EOR methods are used to enhance oil recovery from carbonate reservoirs. They arethe most scattered reservoirs all over the world.Smart water injection is one of the popular and newest methods in EOR. It controls the wettability of rocks. In this study, wettability alteration and the rate of wettability modification are investigated by zeta potential and contact angle experiments. Smart water is a kind of water with controllable salinity and ion concentration. In this regard, five different samples of smart water were synthesized by different concentrations of SO42-, Ca2+, Mg2+ ions, based on Persian Gulf seawater TDS. Then, the results were compared to those obtained from formation water and seawater, as the blank samples. The ability of the smart waters in controlling rock wettability was examined by pursuing of zeta potentials in the presence of different water samples at ambient condition. According to the results, the zeta potential of carbonate sands in the presence of water samples SW#4SO4, SW#2SO4, SW, and formation water was -9.61,-7.13,-1.25 and15.8, respectively. The data suggested that the samples SW#4SO4 and SW#2SO4 are the two most effective smart water samples in wettability alteration. After that, the most capable smart water samples with the most negative zeta potential was selected to be used for the contact angle experiment. The results showed that, in the presence of SW#4SO4, SW#2SO4, SW and formation water, the final contact angle decreased from their initial values (144.23˚, 149.68˚, 136.63˚, and 139.89˚) to 87.10˚, 105.17˚, 135.66˚, and 143.13˚, respectively, which is in a good agreement with the results of zeta potential. These data showed that the amount of sulfate ions in the smart water can control the wettability of rock from oil to water-wet state.
    Keywords: Smart Water, Wettability, Carbonate Reservoir, Contact Angle, Zetta Potential
  • Nosrat Izadi*, Mehran Moradi Koochi, Aliakbar Dehghan, Mostafa Ganjeh Ghazvini, Abolfazl Moradi Pages 40-53
    Injection of nanofluids in oil reservoirs is one of the new methods for increasing oil recovery. The stability of these fluids in reservoir conditions and negligible formation damage, along with the significant increase in oil recovery are the factors which influence the selection of suitable nanofluids for increasing oil recovery in harsh reservoir condition. In this study, the efficiency of three nanostructures: nano-gamma-alumina, iron(III) oxide and silica with concentrations of 200, 500 and 600 ppm and with two different mixture ratios of formation water and reservoir injected water in a brine with a salinity of 106000 ppm to 234000 ppm, and a temperature of 90°C in oil extraction from oil-wet, media has been studied. In this part of the study, by conducting two-dimensional flow experiments in a glass micromodel at ambient temperature and atmospheric pressure, the displacement of oil by injecting fluid was studied, and the mechanisms of the performance of nanofluids were investigated for enhancing oil recovery. Zeta potential of the fluids was measured for the reservoir pressure and temperature (T= 90°C, p=2700 psi) to insure stability of the fluids. The results of these experiments showed that injection of all three nanofluids can enhance oil recovery up to 20% in comparison to that for the injection of brine. The highest amount of recovery was recorded for alumina nanostructure and then for iron oxide and silica respectively. Due to the slight change in the viscosity of nanofluids compared to water injected, and also the negligible change in the interfacial tension of the aqueous-oil phase for alumina and silica nanofluids, and the results of static tests for determining the contact angle, the mechanism change of wettability to water wet condition seems to be the dominant mechanism for alumina and silica nanofluids for this increase in oil recovery. Considering the slight change of iron (III) oxide nanofluid and results of pendant drop test for interfacial tension measurement of the nanofluid, the reduction of interfacial tension of water-oil phase for iron (III) oxide nanofluid may be reported as the dominant mechanism of enhanced recovery. The formation process of emulsion with iron (III) oxide nanofluid and oil is a confirmation of this mechanism for iron (III) oxide nanofluid.
    Keywords: Enhanced Oil Recovery, Immiscible Injection, Nanofluid, Micromodel, Contact Angle, IFT
  • Ehsan Khamehchi *, milad hashemi, Ali Alizadeh, Seyed Arman Hosseini Kaldozakh Pages 54-66
    Recently, in consequence of the decrease in easy access to crude oil reservoirs, oil and gas industry has fouced on production from heavy oil and exhausted reservoirs (low pressure reservoirs). Drilling in low pressure reservoirs is associated with many technical and economical problems that occasionally make these fields economically unprofitable. Most of the problems include uncontrollable lost in fracture and formation damage in production zone. Drilling fluid plays a significant role in achieving the appropriate drilling technology as penetration of the drilling fluid in formation results in reducing the productivity of the well especially in depleted reservoirs. Multi-layer micro-bubble fluids or aphrons have been used in recent years as a part of water base and oil base drilling fluids. Their effect on reducing the formation damage has been observed in application. It should be noted that these fluids are suitable for drilling of depleted reservoirs because of their bridging properties. In this study, in order to determine the optimal stability conditions of factors such as: type of polymer, polymer concentration, surfactant concentration, pH, salinity, mixing time and RPM using Taguchi experimental design with L36 array (two parameters in two levels and five parameters in three levels) Were optimized. Then, the effect of the concentration of polymer and surfactant on rheological properties was studied and the optimal fluid was selected for damage testing, and the return permeability of the micro-bubble fluid was compared with the base polymeric fluid. A micro-bubble fluid with a concentration of 3 pounds per barrel of XG and 1 pound per barrel of SDBS showed the most stablilty and most stable rheological properties.Micro-buble fluid also showed a better performance in evaluating pressures in formation damage test in comparison with polymer base fluid both return permability wise and shut-off wise.
    Keywords: Micro-bubble Fluid, Aphron Fluid Stability, Aphron Fluid Rheology, Formation Damage
  • Jaafar Sasanipour, Ahmad Shariati *, Masoud Aghajani, Mohammadreza Khosravi nikou Pages 67-77
    In this study, equilibrium and kinetic adsorption of 4,6-DMDBT removal from model fuel, using an acid treated activated carbon is investigated. The equilibrium adsorption capability of this adsorbent is investigated. The equilibrium adsorption data fitted by Freundlich and To ̀th isotherms. The kinetic adsorption is also investigated by using two kinetic models: intraparticle diffusion model, and homogeneous surface diffusion model (HSDM). The results have shown that the experimental equilibrium adsorption data were fitted very well with both Freundlich and To ̀th isotherms. Homogeneous surface diffusion model, very well fitted kinetic experimental data. Mathematical modeling of the process using HSDM results in values of mass transfer and diffusion coefficients as 2.5558×10-2 m⁄min and 3.4056×10-6 m2⁄min for 4,6-DMDBT adsorption, respectively. HSDM also reveals that both boundary layer diffusion and diffusion into pores of adsorbent are present at the rate-limiting step of the adsorption process.
    Keywords: Adsorption Equilibrium, Adsorption Kinetics, Homogeneous Surface Diffusion Model, Mass Transfer Coefficient, 4, 6-DMDBT
  • Sara Tarighi *, Nafise Modanlou Juibari Pages 78-89
    USY zeolite as a crucial component in FCC catalyst has been modified via post-synthesis acid treatment applying acetic acid, oxalic acid, and hydrochloric acid in order to increase mesoporosity and more pore accessibility. Acid leaching was performed under two different conditions including room temperature and reflux. Extra-framework Al atoms were removed which was confirmed through XRD, SEM, ICP-OES and N2 adsorption-desorption isotherm analyses. Elemental analysis showed increasing in SiO2 to Al2O3 ratio. Examining surface area and pore volume through BET-BJH and t-plot methods showed that total surface area, as well as mesoporous volume, were increased by acid-treating in all modified zeolites. The mesoporous surface was increased from 52.62 in primary zeolite to 115.09 m2/g in the sample which was acid leached through oxalic acid at room temperature. Moreover, the total surface area of the zeolite was increased from 684 to 743 m2/g. All modified zeolites were applied in the preparation of FCC catalyst. Catalytic cracking of VGO indicated a considerable increase in gasoline yield upon modified catalysts. Gasoline yield was increased from 18 wt.% over FCC to 40 wt.% in acetic acid-modified zeolite at room temperature.
    Keywords: USY zeolite, Post-synthesis Modification, FCC Catalyst, Catalytic Cracking, Gasoline
  • Mansoureh Farid, Shahriar Osfouri *, Reza Azin, Seyed Ali Jafari Pages 90-100
    The most important mechanism of microbially enhanced oil recovery processes is changes in interfacial properties of fluid/fluid/rock affected by bacterial cells and their metabolites. In this study, two bacteria B.licheniformis and P.putida and three different sources of carbon were used. Results showed that due to the effect of carbon source on bacterial growth and also type and value of produced metabolites, changes in interfacial properties of fluid/fluid/rock is affected by used carbon source. The better growth of both bacteria occurred in a culture medium containing glucose. Pendant drop tensiometry, electrophoretic mobility measurement, interfacial dilational rheology and contact angle test were used to investigate the effect of cell structure and culture medium composition on interfacial tension reduction, emulsion stability, and wettability alteration mechanisms. The results of this section showed more potential of P.putida bacteria in surfactant production. Also, results showed that glucose is a better culture medium for B.licheniformis bacteria. Produced biosurfactants and bacterial culture of B.licheniformis bacteria in medium with glucose carbon source reduced surface tension and interfacial tension by 29.07% and 43.87%, respectively. Submerging thin section in glucose culture medium of B.licheniformis bacteria reduced the contact angle of water drop from 109.081 to 44.898°. In the case of P.putida bacteria, the oily and glucose culture media are respectively the effective media for influencing the fluid-fluid and fluid-rock interface. The produced biosurfactants and bacterial culture of P.putida bacteria in medium with olive oil carbon source reduced surface tension and interfacial tension by 36.4% and 27.1%, respectively. The contact angle of drop water was reduced from 109.081 to 54.050° in glucose culture medium of P.putida bacteria
    Keywords: B.licheniformis, P.putida, Interfacial Tension Reduction, Wettability Alteration, Interfacial Rheology, Hydrophobicity
  • Milad Rasouli, Nakisa Yaghobi *, Hossein Atashi, Davod Mohebbi kalhori Pages 101-111
    The addition of Zinc to the synthesis of ZSM-5 catalysts (Si/Al=21) was studied in xylene isomerization reactions. Physicochemical characteristics of the prepared catalysts were evaluated by XRD, BET, SEM, FTIR, NH3-TPD and TG analyses. Zn incorporation strongly increased the strong acid (Brønsted) sites and reduced the weak acidity (Lewis). Higher strong acidity led to higher PX yield and Lower weak acidity led to lower coke formation and more catalytic stability. (0.5 wt.%)Zn-ZSM-5 as an efficient and stable catalyst for xylene isomerization reactions demonstrated high PX yield (18.5 wt.%), high EB conversion (43.6%) and low xylene loss (3.3 %).
    Keywords: ZSM5, Isomerization, Para-xylene, Xylene Loss, Catalyst Stability
  • Seyed Hassan Moshashai, Arash Ebrahimabadi *, Seyed Abolghasem Emamzadeh Pages 112-125
    The prediction of drilling rate is one of the important issue because of its role in minimizing drilling costs to optimize the drilling process. Field data analysis is a key element in reducing costs and improving drilling operations. Furthermore, developing field information analysis tools and providing prediction modelsare two alternatives to improve drilling operations. When a drilling system is deployed, there are only a few limited parameters which can be controlled and changed. In general, the main purpose of this research is to apply intelligent techniques and provide graphical tools for predicting drilling performance. For this purpose, a database of field data such as well depth, drill weight, drill speed, drill chuck, weight on the hook and the torque was established from one of the southern fields of Iran. In this research, two different types of graphical tools were proposed to predict the drilling rate of penetration as well as to calculate the cost per foot, using a fuzzy neural network and Neuro-fuzzy approaches. The goals of the economic evaluation are the drill performance and the cost-per-foot calculation. The results showed that a good correlation coefficient (R2=0.94) was obtained to predict the penetration rate using the neural network. In order to improve the findings, the fuzzy neural network method was applied. The results demonstrated that a very good relationship with high precision having a coefficient of determination (R2=0.99) was obtained and thereby it depicted a significant improvement in the accuracy of the prediction models.
    Keywords: Drilling Rate, Prediction, Cost Per Foot, neural network, Fuzzy-neural Network, Graphical Software
  • Mohammadsaber Karambeigi * Pages 126-138
    Single-criterion techniques in which just a single objective is considered cannot offer the perfect solution because they cannot take into account the trade-off between conflicting technical and economic conditions. In this study, a multi-criteria algorithm was developed based on experimental design methods, particle swarm optimization, and fuzzy logic. It was able to solve the optimization problem via considering different objectives simultaneously, finding the optimum values of effective factors. To evaluate the efficiency of the workflow, a case study was done in which influential parameters (water flooding duration, polymer concentration, duration of polymer injection, and polymer adsorption) for the design of an enhanced oil recovery operation of polymer flooding in a sandstone reservoir were optimized considering technical (cumulative oil production) and economic (net present value) objectives. The results were compared to the results of the base-case scenario as well as a single objective algorithm (particle swarm optimization). Compared to the base-case scenario, cumulative oil production increased more than 58% and net present value rised from $ 6.9 to 13.1 MM as well. Although the optimum scenario proposed by single-criterion optimization algorithm based on technical objective produced more oil compared to the best solution of the multi-purpose algorithm, a severe reduction was observed in the economic objective simultaneously. Finally, the results of this study demonstrate that multi-objective algorithms are more applicable to precise and realistic decision-making.
    Keywords: Polymer Flooding, Multi-objective Optimization, Particle Swarm Optimization, Fuzzy Logic, Chemical Enhanced Oil Recovery
  • Seyed Alireza Bathaee, Salman Nourouzi*, Hamed Jamshidi Aval, Siyamak Seyf Pages 139-150
    To reduce corrosion, choosing proper coating for the outer surface of oil and gas transportation pipelines is considered the most important part in developing a protection system. The issue of cathodic disbondment is one of the problems of pipeline coatings which is caused by impressed cathodic current and generation of alkali environment at the coating-metal interface and result in coating disbondment. In this research, three coating types including, 3-layer polyethylene, polyurethane, and dual fusion bond epoxy powder are investigated and their physical, chemical, and mechanical properties are studied. The results of cathodic disbondment with simulating long-term working conditions provide an appropriate view on coatings behavior at long-term service exposure. Coating advantage in different properties such as surface adhesion to sublayer and impact resistance are investigated using mechanical tests results. Hardness test results showed that sample hardness with dual fusion bond epoxy powder coating compared to samples with polyurethane and 3-layer polyethylene coatings is 14% and 40% higher, respectively. Impact and holiday test on three coating also showed an acceptable level of resistance to external factors. Performing cathodic disbondment test at ambient and high temperature showed that increasing temperature has a direct influence on increasing coatings disbondment radius. 4.49 mm lowest disbondment radius was observed on 3-layer polyethylene coating due to its intrinsic nature and high thickness.
    Keywords: Pipeline Coatings, Cathodic Disbondment Test, Dual Fusion Bonded Epoxy, 3-Layer Polyethylene, Polyurethane