فهرست مطالب

  • پیاپی 102 (آذر و دی 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/11/15
  • تعداد عناوین: 12
|
  • بهزاد حسین زاده، شهاب الدین آیت اللهی، بهزاد رستمی *، محمد بازارگان صفحات 4-14
    یکی از موثرترین راه ها برای اسیدکاری مخزن ناهمگن، استفاده از افزایه های منحرف کننده است. این افزایه ها ناحیه پرتراوا را به صورت موقتی با افزایش ویسکوزیته، بسته نگه می‎دارند و اسید را به نواحی کم تراوا هدایت می‎کنند. در این تحقیق، از مدل رئولوژی ژل اسیدهای درجا که پیشتر توسط محققان با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و با در نظر گرفتن تنش‏برشی، pH و دما توسعه داده شد مورد استفاده قرار گرفته است. سپس از ترکیب آن با معادلات حاکم در فرآیند اسیدکاری، انحلال اسید در یک محیط ناهمگن در حضور افزایه های منحرف کننده نسبت به اسیدکاری معمولی بدون حضور این مواد، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. با استفاده از مدل رئولوژی، ویسکوزیته ظاهری ژل اسیدهای درجا تخمین زده شده و در هر مرحله زمانی در محاسبات به روز رسانی می شود. در این مطالعه به مقایسه نتایج مدل خطی و شعاعی اشاره شده است. نتایج نشان می‏دهد که در سیستم خطی با افزایش ویسکوزیته در مغزه پرتراوا، رشد و پیشروی اسید درون مغزه پرتراوا متوقف و درون مغزه کم تراوا ادامه پیدا می کند. این در حالی است که در سیستم شعاعی به‎دلیل تشکیل چندین کرم چاله اطراف چاه، متوقف شدن یک کرم چاله منجر به انحراف اسید درون ناحیه کم تراوا نمی شود. به عبارت دیگر مدل موجود پاسخ گوی انحراف اسید از ناحیه پرتراوا به ناحیه کم تراوا در سیستم شعاعی نیست.
    کلیدواژگان: اسیدکاری ماتریکسی، سنگ کربناته، ژل اسید درجا، افزایه های منحرف کننده، مدل پیوسته
  • ناصر اسمعیلی *، جابر نشاطی، محمد شایگانی اکمل صفحات 15-25
    بازدارندگی خوردگی آریل تری آزینوبنزیمیدازول-2- تیون ها در محیط دو مولار هیدروکلریک اسید با روش های محاسبات کوانتومی، پلاریزاسیون و امپدانس الکتروشیمیایی مورد مطالعه قرارگرفت. بررسی منحنی های پلاریزاسیون نشان می دهد مکانیزم عملکرد این بازدارنده ها برای فولاد کربنی در محیط اسیدی از نوع مختلط است. نتایج امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد در غلظت های کمتر از mg. L-1 50 از بازدارنده، منحنی های بد- فاز یک ثابت زمانی دارند، اما در غلظت های بالای mg. L-1 50 از بازدارنده این ترکیب ها دو نوع ثابت زمانی را دارند. ایزوترم جذب آریل تری آزینوبنزیمیدازول-2- تیون ها از مدل جذب لانگمویر پیروی می کند. مقدار انرژی آزاد جذب، این ترکیب ها نشان می دهد مکانیزم جذب روی فولاد کربنی در محلول هیدروکلریک اسید بیشتر از نوع جذب شیمیایی است. همچنین ساختار هندسی تمام ترکیبات بهینه و عملکرد آنها از نظر ساختاری با روش محاسبات کوانتومی DFT مقایسه شدند. نتایج محاسبات کوانتومی و نتایج روش های الکتروشیمیایی ترکیب های آریل تری آزینوبنزیمیدازول-2- تیون ها، سازگاری خوبی با هم از نظر عملکرد بازدارندگی خوردگی نشان می دهند.
    کلیدواژگان: محاسبات کوانتومی، امپدانس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون، تری آزینوبنزیمیدازول-2-تیون ها، بازدارند گی
  • سید رضاطاهری، علی پاک *، سعید شاد، بهزاد مهرگینی صفحات 26-36
    گسیختگی لوله جداری به عنوان یکی از رخدادهای هزینه بر و تهدیدکننده ایمنی در صنعت نفت مطرح است. برای نمونه، در میدان نفتی کوپال، حدود یک سوم چاه ها به دلیل مچالگی از مدار تولید خارج شده و تحت تعمیر با دکل قرار گرفته اند که در بعضی موارد به از دست رفتن چاه منجر شده است. از آن جا که اکثر این مچالگی ها در سازند گچساران اتفاق افتاده است، این ضرورت وجود دارد که روشی مناسب برای تعیین خصوصیات ژئومکانیکی پوش سنگ مخزن آسماری و لایه های دیگر سازند گچساران با توجه به شرایط خاص دما و فشار در عمق واقعی به کار برده شود. در مقاله حاضر، پس از بحث در خصوص اثر دما، نرخ اعمال کرنش، و فشار محصورکننده بر رفتار ژئومکانیکی کلی سنگ ها و خصوصا سنگ انیدریت (پوش سنگ مخزن آسماری) ، نتایج آزمایش های ژئومکانیکی انجام شده در شرایط دما و فشار متفاوت بر روی این نوع سنگ و مقایسه با نتایج متناظر مربوط به محققین دیگر ارائه می شود. به طور کلی، نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد که در نرخ بارگذاری ثابت، هر مگاپاسکال افزایش فشار محصورکننده، میزان مقاومت پوش سنگ را در حدود MPa 1 افزایش می دهد، در شرایطی که هر درجه سانتی گراد افزایش دما، سبب کاهش مقاومت پوش سنگ در حدود MPa 2/0 می گردد.
    کلیدواژگان: پوش سنگ، مخزن آسماری، سازندگچساران، دما، فشار محصورکننده، نرخ کرنش
  • راحله سعیدی راد، منصور بزمی*، علی مراد رشیدی، سعید تقوایی گنج علی صفحات 37-46
    در این تحقیق، نانو جاذب هیبریدی UVM-7@ZIF-8 به روش هیدروترمال سنتز شده و کارایی آن برای حذف ترکیب گوگردی دی بنزوتیوفن در فاز مایع در دمای محیط بررسی شده است. برای مطالعه بازده و ظرفیت حذف دی بنزوتیوفن توسط نانو جاذب، فاکتورهای مختلفی همچون مقدار جاذب، زمان و گزینش‎پذیری نسبت به ترکیب آروماتیک نفتالن بررسی شده است. بر طبق نتایج به دست آمده، نانو جاذب UVM-7@ZIF-8 بازده عالی، گزینش‎پذیری بالا و قابلیت بازیافت خوبی از خود برای حذف دی بنزوتیوفن تحت شرایط ملایم واکنش تا چهار مرحله نشان داده است. به‎علاوه، حذف دی بنزوتیوفن با حداکثر جذب mgS/g 2/299 برای UVM-7@ZIF-8 گزارش شده است. بر طبق نتایج به دست آمده از گزینش‎پذیری بالای جاذب و عدم وجود برهم‎کنش‎های π−π نتیجه‎گیری شده است که حضور مکان‎های غیراشباع حول مراکز فلزی باعث فرآیند گوگردزدایی جذبی است. برای بررسی بیشتر مکانیسم جذب از نمونه‎ها پس از قرار گرفتن در معرض DBT، آنالیزهای XRD و FT-IR گرفته شد.
    کلیدواژگان: نانو جاذب، گزینش‎پذیری، دی بنزوتیوفن، سولفور زدائی، چارچوب‎های فلزی- آلی
  • حمیدرضا انصاری، مسعود ریاضی، صمد صباغی * صفحات 47-58
    با توجه به نیاز روز افزون انسان به انرژی و محدود بودن منابع انرژی، استفاده حداکثری از منابع انرژی فسیلی شناخته شده موجود حائز اهمیت است. لذا روش‎های ازدیاد‎برداشت به همین منظور توسعه یافته‎اند. استفاده از فن آوری نانو در کنار روش‎های سنتی ازدیاد‎برداشت، پتانسیل افزایش بازده این روش‎ها را دارا است. در همین راستا در این پژوهش تغییرات ترشوندگی سنگ مخزن کربناته با استفاده از نانوسیال حاوی نانوذرات آلفا آلومینا مورد بررسی قرار گرفته و برای بررسی تغییر ترشوندگی از آزمایش زاویه تماس استفاده شده‎است. در این آزمایشات نانوسیالاتی با غلظت های 1/0 تا 5/0% وزنی تهیه شده است. نتایج این پژوهش نشان می‎دهد که نانوسیال آلفا آلومینا قادر به تغییر ترشوندگی سنگ مخزن کربناته از نفت‎دوستی به آب‎دوستی است.
    کلیدواژگان: ازدیاد‎برداشت، تغییر ترشوندگی، نانوسیال، آلفاآلومینا، آب‎دوستی
  • به گام رحمانی وحید، محمد حقیقی پراپری * صفحات 59-75

    روش ساده و اقتصادی ترموشیمیایی برای اولین بار جهت سنتز اسپینل MgAl2O4 استفاده شد. بعد از نشاندن فاز فعال MgO به‎روش تلقیح برروی سطح اسپینل، نانوکاتالیست جدید MgO/MgAl2O4 با موفقیت برای واکنش تولید بیودیزل به‎عنوان یک سوخت سبز مورد استفاده قرار گرفت. نانوکاتالیست آماده‎شده توسط آنالیزهای
    X-Ray Diffraction (XRD) Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) ،Energy Dispersive X-Ray (EDX-Dot Mapping) ،Brunauer–Emmett–Teller & Barrett-Joyner-Halenda (BET-BJH) و Fourier Transform Infrared (FTIR)
    بررسی شد و در نهایت برای واکنش تولید بیودیزل در شرایط C°110، 3% وزنی کاتالیست نسبت به خوراک، نسبت الکل به روغن 12 و زمان hr 3 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به‎دست آمده از آنالیز XRD سنتز موفقیت آمیز اسپینل MgAl2O4 را تایید کرد و تصاویر FESEM نمونه سنتز شده ریخت‎شناسی یکنواخت با تشکیل خوشه ها (Clusters) را نشان داد. آنالیز BET-BJH نشان داد که نمونه سنتز شده دارای اندازه قطر حفرات و سطح ویژه به ترتیب برابر nm 9/5 و m2/g 76/84 است که مقادیر مناسبی برای واکنش تولید بیودیزل است. نتایج این آنالیزها تطابق خوبی با نتایج حاصل از عملکرد نانوکاتالیست سنتز شده در واکنش تولید بیودیزل (به‎عنوان سوخت سبز) داشت به‎طوری‎که این نمونه درصد تبدیل، بسیار مناسب 6/92% را حاصل کرد. همچنین نمونه سنتز شده در شرایط واکنشی اشاره شده، بعد از شش بار استفاده درصد تبدیل حدود 64% را حاصل کرد. البته قابل ذکر است که درصد تبدیل در تکرارهای سوم تا ششم تقریبا ثابت باقی ماند. نتایج این مقاله نشان داد که روش ترموشیمیایی- تلقیح علاوه‎بر سادگی و کم هزینه بودن، موجب سنتز کاتالیستی با مشخصات مطلوب و قابلیت صنعتی شدن جهت تولید سوخت سبز بیودیزل می شود.
    کلیدواژگان: اسپینل سرامیکی Al-Mg، نانوکاتالیست MgO، MgAl2O4، سنتز ترموشیمیایی، روغن گیاهی، سوخت سبز
  • احمد گنجی، عزتاللهکاظم زاده *، حامد نظری صفحات 76-86
    ارزیابی دقیق فشار شکست و فشار منفذی از پارامترهای کلیدی برای برنامه ریزی عملیات حفاری به‎شمار می آید. تخمین صحیح فشارهای زیرزمینی نقش بسیار مهمی در کاهش هزینه‎های چاه دارد. تخمین نادرست گرادیان شکست عملیات حفاری را با خطر مواجه می نماید و باعث ایجاد مشکلات جدی در حفاری چاه می گردد که از جمله این مشکلات می توان به هرزروی سیال حفاری و فوران چاه اشاره کرد. در این مقاله به منظور پیش بینی گرادیان شکست سازند از الگوریتم ژنتیک و روش برنامه ریزی بیان ژن برای توسعه یک مدل ریاضی استفاده شده است. پارامترهای گرادیان فشار منفذی، گرادیان فشار روباره و ضریب پواسون متغیرهای مستقل مدل به شمار می آیند. ناحیه مورد مطالعه شامل سازندهای هیدروکربوری کنگان و دالان بالایی در یکی از میادین خشکی نزدیک خلیج فارس است که با استفاده از داده های چاه پیمایی دو چاه به‎طور جداگانه برای هر یک از این سازندها مدلی ارائه گردید. مجموعه داده های مورد استفاده برای توسعه مدل های ریاضی مذکور شامل بیش از 4300 داده چاه پیمایی از یک چاه در سازندهای کنگان و دالان بالایی است. اعتبارسنجی مدل های ریاضی حاصل با استفاده از 6000 داده از چاه دیگری در همان سازند انجام گردیده است. تحلیل آماری نشان دهنده مناسب بودن این مدل ها برای پیش بینی گرادیان شکست این سازند است بنابراین می توان از آنها برای تخمین فشار شکست استفاده نمود.
    کلیدواژگان: فشار شکست، فشار منفذی، عملیات حفاری، برنامه ریزی بیان ژن (جپ)، آنالیز آماری
  • جمشید بهین* صفحات 87-101
    بازیافت محلول قلیایی هیدروکسید سدیم مصرفی در جذب سولفید هیدروژن از گاز ارسالی به مشعل از جمله عوامل بازدارنده در استفاده از این جاذب قوی در صنایع نفت و گاز به‎شمار می‎رود، زیرا در فرآیند جذب، سولفید سدیم در یک واکنش بازگشت‎ناپذیر بین سولفید هیدروژن و محلول هیدروکسید سدیم تولید می‎شود. در تحقیق پیش‎رو، از فرآیند ترکیبی دو مرحله‎ای (در pH ثابت) شامل اکسیداسیون با گاز ازن به منظور تبدیل یون گوگرد (سولفید) به یون سولفات و جذب سطحی با زئولیت طبیعی (کلینوپتیلولیت) برای جداسازی یون سولفات از محلول و بازیابی هیدروکسید سدیم مصرفی استفاده گردید. برای این منظور، محلول قلیایی سولفید سدیم در هیدروکسید سدیم تهیه و تاثیر سه متغیر زمان ازن‎زنی، حجم آب اکسیژنه و غلظت اولیه سولفید سدیم در سه سطح بر بازده تبدیل یون سولفید به سولفات بررسی شد. آزمایش‎های اکسیداسیون مطابق الگوی پیشنهادی در نرم‎افزار Design Expert انجام و شرایط بهینه به‎روش سطح پاسخ تعیین گردید. در شرایط بهینه (حداکثر سطح متغیرها) مقدار بازدهی تبدیل معادل 11/72% به‎دست آمد. در مرحله بعدی آزمایش‎ها و برای حذف یون سولفات تولید شده در مرحله اکسیداسیون، از عملیات جذب سطحی بر‎روی زئولیت طبیعی و اصلاح شده با کلرید باریم استفاده شد. بالاترین بازده جذب یون سولفات (91%) برروی زئولیت اصلاح شده و در بیشترین سطح مقدار زئولیت مصرفی حاصل گردید. فرآیند ترکیبی اکسیداسیون- جذب سطحی با بازده حذف یون سولفید به مقدار 7/65% و بدون کاهش قابل توجه قلیایت محلول، می‎تواند به‎عنوان گزینه‎ای قابل بررسی جهت جایگزینی هیدروکسید سدیم به‎جای اتانول آمین‎ها در صنایع نفت و گاز معرفی شود.
    کلیدواژگان: گاز مشعل، سولفید هیدروژن، ازن‎زنی، جذب سطحی، زئولیت کلینوپتیلولیت
  • سپیده ویس کرمی، آرزو جعفری *، ابوذر سلیمان زاده صفحات 102-114
    بیش از 60% از نفت کشف شده دنیا در سنگ های کربناته ذخیره شده اند. نفت‎دوست بودن اکثر این مخازن، باعث شده است که در بیشتر موارد کارایی سیلاب‎زنی آبی در آن‎ها، بسیار پایین باشد. به‎دلیل تاثیر منفی نیروهای موئینگی، آب تزریقی نمی‎تواند به سادگی در ماتریس‎های نفت دوست نفوذ کند و نفت را وادار به خروج از ماتریس کند. تغییر ترشوندگی سطح سنگ، در مخازن نفت‎دوست، به‎سمت حالات نسبتا آب‎دوست، به‎عنوان یکی از روش‎های بهبود بازیافت نفت مطرح شده است. روش های گوناگونی برای تغییر ترشوندگی مخازن وجود دارد که از بین آن‎ها می‎توان به استفاده از مواد فعال‎سطحی و آب‎های کم‎شور اشاره کرد. هر دو این روش ها در مطالعات گسترده ای و به طور جداگانه مورد بررسی قرارگرفته اند. در این پژوهش به بررسی اثر هیبریدی ماده فعال‎سطحی در محیط‎های کم‎‎شور پرداخته شد. بدین منظور، نمونه‎های نفت و سنگ مخزن از یکی از میادین جنوب ایران تهیه و مشخصات آن‎ها اندازه‎گیری شد. سپس آزمایش‎های آشام آب سازند، آب کم‎‎شور و ماده فعال‎سطحی AOT در حضور آب کم‎‎شور انجام شد. نتایج بهبود ضریب بازیافت نفت در حضور ماده فعال‎سطحی و آب کم شور را نشان داد. آشام ماده فعال‎سطحی آنیونی در محیط کم شور منجر به‎دست‎یابی به بازیافت 56% از نفت خام C1 و 37% از نفت خام C2 شد.
    کلیدواژگان: فرآیند آشام، تغییر ترشوندگی، ضریب بازیافت، مواد فعال‎سطحی، آب کم‎‎شور
  • علی صابری مقدم *، علی نوذری صفحات 115-132
    در این پژوهش فرآیند ریفرمینگ متان با بخار آب با کاتالیزور Ni-Al-Zn مورد بررسی قرار گرفت. این فرآیند در صنعت در محدوده دمایی 900oC-750 انجام می‎شود. به منظور کاهش دمای عملیاتی که از نظر اقتصادی و فرآیندی بسیار مهم است، کاتالیزور Ni-Al-Zn مورد بررسی قرار گرفت. این کاتالیزور از روش هم‎رسوبی ساخته شد. نتایج آنالیزهایXRD ، ICP و BET نحوه ساخت کاتالیست را تایید کردند. سپس این کاتالیست در فرآیند ریفرمینگ متان با بخار آب بررسی شد و مشخص گردید که درصد بهینه نیکل در کاتالیست 15% است. عملکرد این کاتالیزور در دمای 650oC شبیه کاتالیزور صنعتی در دمای 750oC در شرایط آزمایشگاهی است به‎طوری‎که در این دما، تبدیل متان نزدیک به 75% است. همچنین این کاتالیزور در دماهای بیش از 600oC نسبت به رسوب کربن مقاوم است. پس از ارزیابی کاتالیست، آزمایش‎های سینتیک روی آن صورت گرفت. انرژی فعال‎سازی برای واکنش تبدیل متان به CO و H2، واکنش تبدیل آب- گاز و تبدیل متان به CO2 و H به‎ترتیب kJ/mol 4/219، kJ/mol 90/71 و kJ/mol 04/221 به‎دست آمد. برای واکنش‎های تبدیل متان انرژی فعال‎سازی کمتر از مقادیر کاتالیزور صنعتی به‎دست آمد که نشان‎دهنده عملکرد مناسب کاتالیزور در این فرآیند است. همچنین پارامترهای مربوط به جذب گازها روی کاتالیست از نظر ترمودینامیکی مورد ارزیابی قرار گرفت و تایید شد.
    کلیدواژگان: ریفرمینگ متان با بخار آب، کاتالیست Ni-Al-Zn، مطالعه سینتیک، تبدیل متان، انرژی فعال‎سازی
  • هدایت چشم گرم، نادیا اسفندیاری * صفحات 133-146
    یکی از روش های کارآمد جهت ازدیاد برداشت از مخزن نفتی، تزریق سورفکتانت در حضور ماده قلیایی است. زاویه تماس آب و سنگ مخزن در حضور سورفکتانت کاهش می یابد. از طرفی این ماده، کشش بین سطحی را تغییر می دهد. مواد قلیایی در مجاورت سورفکتانت ها به کاهش کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی سنگ مخزن کمک می کنند. در این تحقیق، اثر غلظت (05/0، 1/0، 3/0، 5/0 درصد وزنی) و زمان ماندگاری سورفکتانت دودسیل تری متیل آمونیوم برمید در حضور غلظت های متفاوت از ماده قلیایی کربنات سدیم (5/0، 1، 5/1، 2، 5/2 درصد وزنی) روی کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی سنگ های کربنانه مخزن نفتی آسماری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله از این آزمایشات نشان داد که سورفکتانت دودسیل تری متیل آمونیوم برمید باعث کاهش کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی سنگ مخزن به وضعیت آب دوستی می شود. همچنین در حضور ماده کربنات سدیم کشش بین سطحی و زاویه تماس به مقدار بیشتری کاهش می یابد که از عوامل تاثیرگذار بر میزان برداشت نفت است. با افزایش زمان ماند سنگ مخزن در تماس با محلول حاوی سورفکتانت و کربنات سدیم تا 7 روز، حداقل زاویه تماس از °59 به °46 کاهش یافت. در غلظت مایسل 3/0 درصد وزنی از دودسیل تری متیل آمونیوم برمید در مجاورت کربنات سدیم با بهینه غلظت 5/0 درصد وزنی بیشترین کاهش کشش بین سطحی ایجاد شد.
    کلیدواژگان: مخزن آسماری، ازدیاد برداشت، کربنات سدیم، دودسیل تری متیل آمونیوم برمید، سورفکتانت
  • محبوبه شیرانی *، علی اکبری، عاطفه نژادکورکی، علیرضا گلی، بهناز آزمون، نوشین شیرانی، سعید حبیب الهی صفحات 147-157
    در این مطالعه سولفورزدایی استخراجی دی بنزوتیوفن از نرمال هگزان به‎عنوان مدل سوخت با استفاده از 1 و 10- فنانترولین 2 و 9- دی کربوکسامید- کلرید آهن بر پایه کولین کلرید به‎عنوان حلال یوتکتیک عمیق سبز، جدید و کارا مورد بررسی قرار گرفت. حلال یوتکتیک عمیق سنتز شده با تکنیک‎های اسپکتروسکوپی مادون قرمز (FT-IR) و رزوناس مغناطیسی هسته هیدروژن و کربن (1H NMR, 13C NMR) مشخصه‎یابی شد. اثر پارامترهای موثر بر فرآیند شامل نسبت جرمی نمونه سوخت به حلال یوتکتیک، دما، و زمان مورد بررسی قرار گرفتند و در شرایط بهینه برای cc 10 محلول mg/L 500 دی بنزوتیوفن در نرمال هگزان، در نسبت جرمی نمونه سوخت به حلال یوتکتیک 5/33، دمای 25oC و زمان min 15 ماکزیمم درصد گوگردزدایی 5/0 ± 5/93 به‎دست آمد. مد‎ ‎ل‎سازی نتایج تجربی به‎دست آمده به‎وسیله الگوریتم ژنتیک بر پایه شبکه عصبی مصنوعی پیش‎بینی و بهینه‎سازی شدند. با به‎کارگیری ژنتیک الگوریتم مقادیر بهینه 4/34، 33oC/27، و min 99/16 به‎ترتیب برای نسبت جرمی نمونه سوخت به حلال یوتکتیک، دما و زمان به‎دست آمد که بیانگر پتانسیل و توانایی بالای مدل به‎کار رفته در بهینه‎سازی روش پیشنهادی است.
    کلیدواژگان: سولفورزدایی استخراجی، حلال یوتکتیک عمیق، بهینه‎سازی، الگوریتم ژنتیک- شبکه عصبی، فرآیند سبز
|
  • Behzad Hosseinzadeh, Shahab Ayatollahi, Behzad Rostami*, Mohammad Bazargan Pages 4-14
    Using diverter agents in matrix acidizing is one of the common techniques in the heterogeneous reservoirs. These agents temporary block the high-permeability layer by increasing the viscosity and thus diverting the acid to the low-permeability layer. Here, a rheological model that was developed by previous researchers is used for in-situ gelled acids by considering the main parameters such as shear rate, pH, and temperature. Then, the rheological model is combined with the extended two-scale continuum model to describe the underlying reactive transport mechanisms. The results were compared with the Newtonian acid. Furthermore, the apparent viscosity of the in-situ gelled acid is estimated and updated at each time step of the modeling. In this study, the results of the linear and radial system were compared with each other. The results show that in the linear model, the growth and propagation of acid in high permeability region is stopped due to high viscosity. Therefore, acid starts diverting from high permeability zone to low permeability zone. However, several wormholes are formed in a radial model; moreover, the wormholes prevent diverting acid from high permeability region to low permeability region. In other words, the existing model could not respond to divert acid from high-perm region to low-perm region in the radial system.
    Keywords: Matrix Acidizing, Carbonate Rock, In-Situ Gelled Acid, Diverting Agents, Continuum Model
  • Naser Esmaeili*, jaber Neshati, Mohammad Shayegani Pages 15-25
    Corrosion inhibition of aryl-triazino-benzimidazole-2-thiones on carbon steel in 2 M HCl solution was investigated using quantum mechanical, polarization, and electrochemical impedance methods. Moreover, the polarization curves show that these compounds act as a mixed inhibitor. The results of electrochemical impedance indicated that Bode-phase curves have a time constant in the concentrations less than 50 mg.L-1 of inhibitor, but Bode plots show two time-constants in the concentrations which are more than 50 mg.L-1. Adsorption of these aryl-triazino-benzimidazole-2-thions on the carbon steel surface obeyed Langmuir’s adsorption isotherm. The values of indicate that adsorption of inhibitors on the metal surface is possibly chemisorption. In addition, the geometric structures of all the compounds were optimized, and their performances were structurally compared with the DFT quantum method. Finally, the results obtained from quantum mechanical, electrochemical impedance and polarization measurements were in good agreement with each other.
    Keywords: Quantum Mechanical, Aryl-triazino-benzimidazole-2-thiones, Polarization, Electrochemical Impedance, Inhibition
  • Seyed Reza Taheri, Ali Pak*, Saeed Shad, Behzad Mehrgini Pages 26-36
    Casing collapse is one of the costly and safety-threatening incidents in the oil industry. For example in Kupal oil field, Iran, approximately, a third of the wells have been removed from the production cycle due to casing collapse, which in some cases have led to the total loss of those wells. Since most of these cases have occurred in Gachsaran Formation, it is necessary to use an appropriate method to determine the geomechanical characteristics of this formation, especially, the layer considered as caprock for the underlain Asmari reservoir under the real conditions of temperature and pressure at real depths. In this paper, after discussing the effect of temperature, loading rate, and confining pressure on general geomechanical behavior of rocks, and in particular, the caprock of the Asmari reservoir, the results of geomechanical experiments performed under different temperature and pressure conditions on this type of rock are presented, and their comparison with the corresponding results determined by other researchers are discussed. The obtained results from the experiments demonstrate that under constant loading rate, each 1.0 MPA increase in confining pressure increases the strength of the caprock about 1.0 MPa. Conversely, every 1 °C increase in temperature decreases the caprock strength almost 0.2 MPa.
    Keywords: Caprock, Asmari Reservoir, Gachsaran Formation, Temperature, Confining Pressure, Strain Rate
  • Raheleh Saeedirad, Mansour Bazmi*, Alimorad Rashidi, Saeed Taghvaei Ganjali Pages 37-46
    In this study, the UVM-7 at ZIF-8 hybrid nanoparticle was synthesized using hydrothermal method, and its application was investigated to remove the sulfur compound of Dibenzothiophene in the liquid phase at R. T. To study the efficiency and DBT removal capacity of the as-prepared nano-adsorbent, various factors such as the amount of adsorbent, time and selectivity toward aromatic compound of naphthalene have been investigated. According to the results, the UVM-7@ZIF-8 showed high selectivity and good recycling ability to eliminate DBT under mild conditions. In addition, removal of DBT has been reported with a maximum absorption of 299.2 mgS/g for UVM-7@ZIF-8. Due to the high adsorption capacity and absence of π-π interactions, it has been suggested that the presence of non-saturated sites around metal centers were responsible for the absorptive desulfurization process. For determining the desulfurization mechanism, we characterized the exhausted samples through FTIR, and XRD measurements were characterized.In addition, the results against fresh samples were compared with each other.
    Keywords: Nano-adsorbents, Selectivity, Dibenzothiophene, Desulfurization, Metal-organic Frameworks
  • Hamidreza Ansari, Masoud Riazi, Samad Sabbaghi* Pages 47-58
    According to increasing human energy requirements and energy source limitation, production of fossil energy is an important issue. Enhanced oil recovery techniques have been developed for increasing the amount of crude oil that can be extracted from oil fields. Recently, the application of nanoparticles (NPs) suspension flooding for EOR purposes has been proved. In addition, NPs can improve fluid-rock interaction characteristics such as wettability. In this work, alpha-Alumina nanofluid effects have been investigated in wettability alteration of carbonated rocks. Contact angle is used to analyze the alteration of surface wettability. Different nanofluids concentration in the range from 0.1 to 0.5 wt.% is used. Finally, the result clearly indicates the improvement wettability of reservoir to highly water-wet when it is treated with nanofluids.
    Keywords: Enhanced Oil Recovery, Wettability Alteration, Nanofluid, Alpha-alumina, Water-wet
  • Behgam Rahmani, Mohammad Haghighi* Pages 59-75

    A simple and economical thermochemical method was used for synthesis of MgAl2O4 spinel for the first time. After dispersion of MgO over the spinel surface as active phase, the new MgO/MgAl2O4 nanocatalyst was successfully used for the biodiesel production as a green fuel. The prepared nanocatalyst was analyzed by XRD, FESEM, EDX-Dot Mapping, BET-BJH and FTIR analyses. Finally, the synthesized sample was used for the biodiesel production for reaction conditions at 110 °C, catalyst to the feed ratio being 3%wt., molar ratio of alcohol to oil equals to be 12 for 3 hours reaction time. The results of the XRD analysis confirmed the successful synthesis of MgAl2O4 spinel and the FESEM images of the synthesized sample showed a uniform morphology with the formation of clusters. The BET-BJH analysis has shown that the synthesized sample had a pore size diameter and surface area of 5.9 nm and 84.76 m2/g respectively which are appropriate for the biodiesel production reaction. The results of these analyzes were in good agreement with the results of the synthesized nanocatalyst activity in the biodiesel production reaction, so that this sample achieved a good conversion of 92.6%. Also, after six times usage in the mentioned reaction conditions, the conversion for the synthesized sample was about 64%. However, it should be noted that the conversion remained almost constant in the third to sixth cycles. The results of this paper has shown that thermochemical-impregnation method, in addition to its simplicity and low cost, leads to synthesis of catalyst with favorable characteristics and industrialization capability.
    Keywords: Al-Mg Ceramic Spinel, MgO, MgAl2O4 Nanocatalyst, Thermochemical Synthesis, Vegetable Oil, Green Fuel
  • Ahmad Ganji, Ezzatallah Kazemzadehe*, Hamed Nazari Pages 76-86
    Accurate evaluation of pore pressure and fracture pressure are key parameter in well planning and drilling operation. Estimation of these parameters has an important role in reduction in well costs. An inaccurate estimation of fracture gradient may jeopardize whole drilling operation and cause serious problems such as loss circulation and blowout. In this paper, the method of Gene Expression Programming (GEP) has used for developing a mathematical model for prediction of formation fracture pressure. Overburden pressure, pore pressure and Poisson ratio are independent variables in this model. Studied areas include two oil-bearing formations: Kangan and Upper-Dalan in an onshore field which is located near Persian Gulf. A separate model is presented for each formation by using well logging data from two wells. Models developed by using more than 4,300 well logging data from a well. Verification of these models is done with 6,000 data from second well in same formation. Statistical analyses confirm that the models are suitable for fracture gradient prediction so we can use them for estimation of fracture pressure.
    Keywords: Fracture Gradient, Pore Pressure, Drilling Operation, Gene Expression Programming (GEP), Statistical Analysis
  • Jamshid Behin* Pages 87-101
    One of issues preventing utilization of sodium hydroxide, as H2S absorbent in this oil/gas industries, is its recovery, because of an irreversible reaction between NaOH and H2S. In this work, ozone and natural zeolite (clinoptilolite) were used for oxidation of sulfide to sulphate ions and adsorption of sulfate ions from alkaline solution, respectively. A synthetic solution of sodium sulfide in sodium hydroxide was prepared. The effect of three operating variables at three levels including ozonation time, hydrogen peroxide dosage, and initial concentration of sodium sulfide was investigated on conversion of sulfide ion to sulfate ion. The design of experiments was performed utilizing response surface method (RSM) in Design Expert software to find optimum condition of oxidation process. Under optimum condition, i.e., ozonation time: 60 min, hydrogen peroxide dosage: 5 mL and sodium sulfide concentration: 0.03 M, a conversion 72.11% was achieved. In the next step of experimental runs and for the removal of produced sulfate ion in oxidation step, an adsorption process using natural zeolite and surface modified zeolite with barium chloride was applied. The highest adsorption efficiency of sulfate ion (91%) was achieved at the highest level of modified zeolite dosage (8 g zeolite/100 mL of solution). Total removal efficiency 65.7% was reported in whole process of oxidation-adsorption, whereas no significant changes in pH were observed. The present method could be a notable alternative to replace ethanol amines with NaOH solution in oil and gas industries.
    Keywords: Adsorption, Clinoptilolite Zeolite, Flare Gas, Hydrogen Sulfide, Ozonation
  • Sepideh Veiskarami, Arezou Jafari*, Abouzar Soleymanzadeh Pages 102-114
    More than 60% of the world’s discovered oil reservoirs are stored in carbonate rocks. In most cases, oil-wetness of these formation has led to low recovery factor in the water-flooding process. Due to the negative effect of capillary forces, injected water cannot easily penetrate the oil-wet matrices and push oil to leave the matrix. Wettability alteration of the rock in relatively oil-wet formations has been considered as an approach to improve oil recovery. There are various methods for changing the wettability of reservoirs, among them, surfactants and low salinity waters are mentioned. Both of these methods have been studied in a wide variety of separate studies. In this study, the effect of hybrid low salinity surfactant was investigated. For this purpose, samples of oil and reservoir rock were prepared from one of the Iranian south oil reservoirs and their characteristics have been measured. Then, imbibition experiments of formation brine, low salinity water and low salinity water in the presence of AOT surfactants have been done. Results showed an improvement in the oil recovery in the low salinity surfactant formulation. The anionic surfactant in the low salinity environment has resulted in the recovery of 56% of crude oil C1 and 37% of crude oil C2.
    Keywords: Imbibition Process, Wettability Alteration, Recovery Factor, Surfactants, Low salinity, Low Salinity-Surfactant Hybrid Method
  • Ali Saberimoghaddam*, ALi Nozari Pages 115-132
    In this study, steam methane reforming was investigated by using Ni-Al-Zn catalyst. This process carried out at 750-900 °C in the industrial plants. From the economical and operational point of view, the reduction of operational temperature is important. Therefore, the Ni-Al-Zn catalyst was studied to decrease the operational temperature. This catalyst was synthesized by coprecipitation method. The results of XRD, ICP, and BET revealed that catalyst were appropriately synthesized. Then, this catalyst was used in the steam methane reforming process and 15% nickel was obtained as optimum value. The performance of optimum catalyst at 650 °C was similar to industrial catalyst at 750 °C, so that the methane conversion was about 75 %. This catalyst showed high carbon resistance at temperatures above 600 °C. Kinetic study of optimum catalyst was performed. Moreover, the activation energy for reaction of methane to CO and H2, water gas shift and methane to CO2 and H2 were 219.4 kJ/mol, 71.90 kJ/mol, and 221.04 kJ/mol, respectively. The results of kinetic experiments on the synthesized catalyst showed that the activation energy for the first and third reactions of reforming (hydrogen production via methane and steam) was less than the activation energy on the industrial catalyst which reveals higher activity of the synthesized catalyst. Furthermore, the adsorption parameters in the kinetics equations were obtained and thermodynamically verified.
    Keywords: Steam Methane Reforming, Ni-Al-Zn Catalyst, Kinetic Study, Methane Conversion, Activation Energy
  • Hedayat Cheshmgarm, Nadia Esfandiari* Pages 133-146
    One of the efficient methods for enhanced oil recovery from a petroleum reservoir is the surfactant injection in the presence of alkaline material. Moreover, the contact angle of water and reservoir rock is reduced in the presence of surfactants. On the other hand, this material changes the interfacial tension. The alkaline materials in the present of surfactants also help the reduction of interfacial tension and the wettability alteration of reservoir rock. In this research, the effect of concentration (0.05, 0.1, 0.3, 0.5 wt %) and shelf-life of surfactant dodecyltrimethylammonium bromide in the presence of different concentrations of sodium carbonate (0.5, 1, 1.5, 2, 2.5 wt %) on the interfacial tension and wettability alteration of carbonated rocks of the Asmari petroleum reservoir were analyzed. The results of these experiments showed that surfactant dodecyltrimethylammonium bromide reduces the interfacial tension and alters the wettability of reservoir rock to the water-wet state. Furthermore, the interfacial tension and contact angle is reduced in the presence of sodium carbonate to a great extent which is one of the effective factors in the amount of oil recovery. By increasing the shelf life of the reservoir rock in contact with the solution containing surfactant and sodium carbonate for 7 days, the minimum contact angle was reduced from 59 to 46 degrees. At 0.3 wt.% micelle concentration of dodecyltrimethylammonium bromide and sodium carbonate with an optimum concentration of 0.5 wt.%, the most reduction in interfacial tension was obtained.
    Keywords: Asmari Reservoir, Enhanced Oil Recovery, Sodium Carbonate, Dodecyltrimethylammonium Bromide, Surfactant
  • Mahboube Shirani*, Ali Akbari, Atefeh NejadKooraki, Alireza Goli, Behnza Azmoon, Nooshin Shirani, Saeed Habibollahi Pages 147-157
    In this study, extractive desulfurization of dibenzothiophene from n-hexane as model fuel using 1,10-phenantroline 2,9-dicarboxamide-FeCl3-based choline chloride as a green, novel and efficient deep eutectic solvent (DES) was considered. FT-IR, 1H NMR, and 13C NMR were used for the characterization of the synthetized DES. The effect of influential parameters of the mass ratio of fuel to DES, temperature, and time was investigated. Moreover, for 10 mL solution containing 500 mg L-1 dibenzothiophene in n-hexane, at obtained optimum conditions of mass ratio of fuel to DES (equal to) 33.5, temperature (equal to) 25 °C, and time (equal to) 15 min, the maximum sulfur removal percent of 93.5 ± 0.5 was achieved. The obtained experimental results were optimized by Genetic algorithm based on artificial neural network (GA-ANN). By using GA-ANN, the optimum conditions of 34.4, 27.33 °C, and 16.99 min were acquired for the mass ratio of fuel to DES, temperature, and time which showed high potential and ability of the applied model in the optimization of the proposed process.
    Keywords: Extractive Desulfurization, Deep Eutectic Solvent, Optimization, Genetic Algorithm-artificial Neural Network, Green Proces