فهرست مطالب

مجله پژوهش نفت
پیاپی 114 (آذر و دی 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/12/26
  • تعداد عناوین: 10
|
  • رضا غلامی، وحید توکلی* صفحات 3-15
    تعیین اشباع آب یکی از مهم ترین پارامتر های مخزنی جهت تعیین حجم هیدروکربن درجا است که باید با دقت بالا محاسبه شود. در این مطالعه پس از آنکه تصحیحات لازم برروی مغزه های پایه آبی سازندهای کنگان و دالان صورت گرفت، به روش آزمایش دین استارک اشباع آب مغزه محاسبه گردید. پس از اندازه گیری هایی الکتریکی و تعیین ضرایب آرچی برروی مغزه، مقادیر اشباع آب از مدل های الکتریکی آرچی، واکسمن اسمیت، آب دوگانه و آرچی- آب دوگانه در نرم افزار ژیولاگ 7 محاسبه شد. برای تعمیم اشباع آب به سایر چاه های این میدان، سه مدل رخساره ای با روش خوشه بندی چند کیفیتی بر پایه نمودار تولید شد و در یکی از میادین بخش مرکزی خلیج فارس اعمال شد. سپس در کل چاه اختلاف میانگین اشباع آب بین روش آزمایش دین استارک و مدل های الکتریکی در 3 نوع مدل رخساره ای مجزا اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که در هر سه مدل رخساره ای ایجاد شده، مقادیر میانگین اشباع آب محاسبه شده از معادلات، نسبت به اشباع آب محاسبه شده از روش آزمایش دین استارک بالاتر هستند. از مقایسه بین مدل های رخساره ای مشخص شد مدل رخساره ای که براساس لاگ های ورودی مقاومت الکتریکی، صوتی، نوترون و چگالی ایجاد شد، کمترین اختلاف میانگین اشباع آب آزمایش دین استارک با مدل های الکتریکی را نشان داد. از مقایسه میانگین اشباع آب در روش دین استارک و مدل های الکتریکی بین رخساره های الکتریکی یک مدل براساس لاگ های ورودی آن، نتیجه گیری شد که پارامتر های پتروفیزیکی تخلخل، زمان عبور موج صوتی، حجم شیل و چگالی برخلاف مقاومت الکتریکی رابطه مستقیم با کاهش اختلاف میانگین اشباع آب دارند، اما سنگ شناسی روی اختلاف میانگین اشباع آب بین روش دین استارک با مدل های الکتریکی تاثیر کمتری دارد. در نتیجه جهت انتخاب نمونه برای تعیین ضرایب آرچی، استفاده از این روش تعیین رخساره الکتریکی با لاگ های ورودی آن جهت تخمین اشباع آب مناسب است.
    کلیدواژگان: مدل الکتریکی، آرچی، آب دوگانه، توان اشباع، دین استارک، رخساره الکتریکی
  • احسان خامه چی*، علیرضا دولت یاری، مسعود بیژنی صفحات 16-29

    تشکیل رسوبات معدنی در چاه های تولیدی و تزریقی در صنعت نفت از جمله مشکلاتی است که اگر کنترل و پیشگیری نشود مشکلات بسیاری را به همراه خواهد داشت، به طوری که برای برطرف سازی و حذف آنها نیاز به صرف هزینه های زیاد اقتصادی برای تعمییر و تکمیل، عملیات اسیدکاری و انگیزش چاه و انواع بازدارنده ها می باشد. هدف از این پژوهش در ابتدا مدل سازی پروفایل های فشار و دما به همراه سایر خواص سیال تولیدی مخزن مانند چگالی، ویسکوزیته و دیگر پارامترهای تاثیرگذار به صورت درجا در چاه به کمک روش بگز و بریل و همچنین، مارچینگ الگوریتم می باشد به طوری که بتوان بدون استفاده از ابزار فیزیکی و درون چاهی خاص بدون صرف هزینه های زیاد اقتصادی در نقاط مختلف چاه در هر زمانی از فرآیند تولید از تشکیل رسوبات معدنی در هر نقطه از درون چاه آگاه شد. پس از تخمین شرایط ترمودینامیکی و فیزیکی سیال درون چاه، به بررسی وضعیت فیزیکی-شیمیایی سیال تولیدی در حالت های اشباع، فوق اشباع و زیر اشباع برای تشکیل رسوبات معدنی مسئله ساز با استفاده از محاسبه تغییرات غلظت و شاخص اشباع به کمک روش اودو و تامسون پرداخته و در نهایت با استفاده از مدل های ریاضی پتانسیل رسوب گذاری، نقاط (اعماق) بحرانی و مستعد برای رسوب گذاری را بررسی و ثبت کرد. هر چند ممکن است رسوبی که باعث توقف تولید چاه شود در محیط متخلخل باشد، اما این بررسی تنها درون چاه و در رشته تولیدی و لوله مغزی انجام شده است. نتایج حاصل از مدل سازی بر روی یکی از چاه های نفتی تحت نظر شرکت ملی مناطق نفت خیز جنوب به عنوان مطالعه موردی نشان داد که با افزایش عمق از سطح، شاخص رسوب گذاری برای رسوبات کلسیم  سولفات نیمه آب دار (همی هیدارت) و استرانسیم سولفات در طول چاه تقریبا در تمام عمق ها منفی است و در نتیجه می توان گفت که احتمال تشکیل این رسوبات در اعماق مختلف این چاه وجود ندارد. همچنین برای رسوب کلسیم  سولفات آب دار (ژیپس) تقریبا همین شرایط برقرار است. همچنین در نزدیکی سطح زمین شاخص اشباع این رسوب مثبت و کمی بزرگتر از صفر می باشد که نشان دهنده ی احتمال تشکیل رسوب ژیپس در این محدوده ی عمقی است. در نهایت، شاخص رسوب-گذاری برای رسوبات کلسیم  سولفات بدون آب (انیدریت)، باریم سولفات و کلسیم  کربنات (کلیست) همواره مثبت بوده که نشان دهنده ی وجود احتمال تشکیل این رسوبات در چاه می باشد.

    کلیدواژگان: رسوبات معدنی، روش اودو و تامسون، مدل بگز و بریل، مارچینگ الگوریتم، شاخص اشباع شدگی
  • پانته آ مرادی، مجید سعیدی* صفحات 30-41
    در این پژوهش به بررسی فرآیند هیدرودی اکسیژناسیون کاتالیزوری انیسول مشتق شده از لیگنین برروی کاتالیزور Pt/Al2O3 در دماهای K 673-573، فشار bar 14-8 و سرعت فضایی g anisole/g catalyst˟h20-3 در راکتور لوله ای با بستر ثابت در حضور گاز هیدروژن به عنوان یکی از واکنش دهنده ها پرداخته شده است. واکنش های اصلی در فرآیند تبدیل کاتالیستی انیسول، شامل هیدروژن کافت، هیدرودی اکسیژناسیون، هیدروژن زدایی و ترانس آلکیلاسیون می باشد. در این فرآیند، ابتدا طی واکنش هیدروژن کافت، انیسول به فنول تبدیل می شود. سپس، مشتقات فنولی شامل 2- متیل فنول، 2,4- دی متیل فنول، 6،5،3،2- تترا متیل فنول طی فرآیندهای ترانس آلکیلاسیون و آلکیلاسیون تولید می شوند. بنزن نیز طی واکنش هیدرودی اکسیژناسیون تولید می شود. هم چنین، هگزا متیل بنزن به روش های آلکیلاسیون و هیدرودی اکسیژناسیون تشکیل می شود. شبکه واکنش و ثوابت سینتیکی واکنش ها براساس نتایج گزینش پذیری محصولات و میزان تبدیل انیسول، تعیین گردید. با توجه به نتایج به دست آمده از شبکه واکنش، فنول، 2- متیل فنول و بنزن محصولات اولیه فرآیند هیدودی اکسیژناسیون هستند. هم چنین براساس محاسبه های سینتیکی، تولید بنزن از سینتیک مرتبه اول پیروی نمی کند و تولید محصولات فنول، 2,4, 6-تری متیل فنول 2, 6 -دی متیل فنول، 2- متیل فنول، هگزا متیل بنزن و 6،5،3،2- تترا متیل فنول از سینتیک مرتبه اول پیروی کرده و انرژی فعا ل سازی برای تشکیل این محصولات به ترتیب  kJ/mol 3/25، kJ/mol 2/40 ، kJ/mol 4/43،  kJ/mol4/55، kJ/mol 1/70 و kJ/mol6/93 می باشد.
    کلیدواژگان: انیسول، ارتقا کاتالیستی، لیگنین، هیدرو دی اکسیژناسیون، شبکه واکنش
  • علیرضا بهمئی، علی صنعتی، محمدرضا ملایری* صفحات 42-56

    از آنجا که لختگی شدید در بالابرنده ها مانع تولید پایا و باعث از کار افتادن تجهیزات تولید می شود، یافتن روشی مناسب برای پیشگیری از این پدیده از اهمیت به سزایی برخوردار است. هدف از این پژوهش ارایه یک مدل ریاضی برای تحقیق در مورد رفتار جریان آب، نفت و گاز در سیستم لوله- بالابرنده است. برای این منظور، جریان سیالات در شبیه سازی خط لوله توسط یک مدل توده ای در دو حالت مدل سازی شده است. در حالت اول، گاز توانایی نفوذ در بالابرنده را دارد و جریان گاز به صورت پیوسته است و در حالت دوم، تجمع مایع صورت گرفته در پایه بالابرنده، مانع نفوذ گاز می شود و لذا جریان گاز به صورت ناپیوسته است. در مدل سازی بالابرنده از گره های متحرک برای سنجش شرایط محلی استفاده شده است. همچنین، انتقال جرم بین فازهای نفت و گاز توسط تقریب نفت سیاه تخمین زده شده است. پس از مدل سازی لختگی شدید، به منظور کاهش این پدیده و برای پایدارسازی جریان و جلوگیری از مشکلات احتمالی، تزریق گاز به پایه بالابرنده، شبیه سازی و سپس معیاری برای محاسبه میزان تزریق گاز جهت دست یابی به پایداری نسبی ارایه شده است. در نهایت، معادلات با استفاده از یک روش ضمنی و با استفاده از سعی و خطا برای رفتار غیر خطی، گسسته سازی و انتگرال گیری شده اند. نتایج به دست آمده برای مدل سازی لختگی شدید و اثر تزریق گاز بر این مدل سازی، با نرم افزار شبیه سازی الگا (OLGA) مقایسه شدند که تشابه خوبی حاصل شد.

    کلیدواژگان: بالابرنده، پایداری، تزریق گاز، لختگی شدید، نرم افزار شبیه سازی الگا
  • راضیه کشیری، عظیم کلانتری اصل*، رفعت پارسایی، مجتبی قائدی، حجت مهدی یار صفحات 57-71

    تزریق آب یکی از مهم ترین روش های ازدیاد برداشت نفت است که در میادین مختلفی در دنیا به صورت موفقیت آمیز مورد استفاده قرار گرفته است. تحقیقات جدید نشان داده است که شوری آب ضمن اهمیت آن برای مباحث مربوط به آزادسازی ذرات و آسیب سازند می تواند نقش مهمی در افزایش تولید نفت داشته باشد. پژوهش های زیادی نشان داده اند که وجود رس در سازندهای ماسه سنگی می تواند در ازدیاد برداشت نفت در اثر تزریق آب با شوری کم نقش به سزایی داشته باشد. با این حال، همه محققان نظر واحدی در این زمینه ندارند. همچنین، اکثر مطالعات مرتبط با جدا شدن و مهاجرت ذرات در اثر تزریق آب با شوری کم هم با سیال تک فازی (آب) انجام شده است. بنابراین، در این مطالعه با استفاده از محیط متخلخل دوبعدی (میکرومدل شیشه ای)، به بررسی نقش رس کایولینیت بر عملکرد تزریق آب با شوری کم در مقیاس آزمایشگاهی پرداخته شده است. در آزمایش های  انجام شده از نفت قطبی یکی از میادین جنوب ایران به عنوان فاز نفتی و شوری های مختلف آب نمک سدیم کلرید به عنوان فاز آبی استفاده شده است. نتایج این مطالعه نشان می دهد در هر دو حالت میکرومدل پوشیده با رس و عاری از آن، با کاهش شوری، افزایش برداشت مشاهده می شود. افزایش ضریب بازیافت نهایی مطلق در میکرومدل پوشیده از رس و عاری از رس در اثر تزریق آب با شوری کم، به ترتیب 07/3% و 89/1% حجم اولیه نفت می باشد. به علاوه، مهاجرت ذرات در آزمایش های دو فازی و تک فازی در میکرومدل پوشیده با رس در اثر کاهش پیوسته شوری آب تزریقی مشاهده شد.

    کلیدواژگان: آسیب سازند، ازدیاد برداشت نفت، تزریق آب با شوری کم، رس کائولینیت، مهاجرت ذرات
  • حامد کاظمی گلباغی، مهدی محمدی، سید حامد موسوی*، محمدعلی موسویان صفحات 72-83

    آنچه تحت عنوان نفت خام از چاه های نفتی استخراج می شود؛ در حقیقت امولسیونی از ذرات ریز آب با اندازه کوچک تر از تقریبا μm 100 است که در فاز نفتی پراکنده شده است. این امولسیون که امولسیونی پایدار است؛ در صورتی که به دو فاز آب و نفت تفکیک نشود؛ موجب بروز مشکلات جدی در فرآیند انتقال و پالایش نفت خام خواهد شد. به منظور جداسازی آب و ترکیبات یونی همراه آن از نفت خام، واحدهای نمک زدایی که در آن ها از میدان الکتریکی با شدت بالا استفاده می شود، مورد استفاده قرار می گیرند. بازدهی این واحدها به متغیرهای متعددی وابسته است. در این پژوهش، اثر پارامترهای مختلف بر میزان نمک همراه نفت خروجی یک واحد نمک زدا مطالعه شده است. بدین منظور، شبکه عصبی بهینه شده به وسیله الگوریتم فاخته مورد استفاده قرار گرفته است. به کمک نتایج شبیه سازی، مقادیر بهینه دما، درصد آب تزریقی، افت فشار در شیر اختلاط و غلظت تعلیق شکن معین شده است؛ به طوری که این مقادیر به ترتیب برابر با C° 79، 25/3%، bar 85/0 و ppm 90 است. با توجه به اهمیت نوع تعلیق شکن، به منظور بررسی اثر آن بر سایر پارامترها، در مطالعه صورت گرفته، از چهار نوع تعلیق شکن متفاوت استفاده شده است. نتایج حاصل نشان می دهد که افزایش آب و رسوبات همراه نفت و وزن مخصوص نفت خام، بر بازدهی فرآیند نمک زدایی تاثیر منفی دارند.

    کلیدواژگان: امولسیون آب در نفت، نمک زدای الکترواستاتیک، شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم بهینه سازی فاخته
  • بهمن سلیمانی*، رامین مالدار، علی غبیشاوی صفحات 84-97
    تعیین نوع تخلخل، ریز رخساره ها و گونه های سنگی ابزارهای مهمی در شناخت توزیع ویژگی های مخزنی محسوب می شوند. هدف اصلی این مطالعه، بررسی این پارامترها در مخزن بنگستان میدان نفتی گچساران واقع در در ناحیه فرو افتادگی دزفول، جنوب غرب ایران، است. با استفاده از 200 مقطع نازک، انواع تخلخل و میکروفاسیس ها در سه چاه مخزن بنگستان، مورد بررسی قرار گرفت و بر این اساس، 4 میکروفاسیس تعیین گردید. در بررسی کیفیت مخزنی و به منظور شناسایی واحدهای مخزنی و غیرمخزنی، از روش تعیین واحدهای جریانی هیدرولیکی استفاده شد. تعیین واحدهای جریانی بر مبنای روش نمودار اصلاح شده چینه ای لورنز و نشانگر منطقه جریانی انجام شد. براساس نمودار لورنز، حداقل تعداد 4 واحد جریانی به دست آمد. توسط روش نشانگر منطقه جریانی 4 واحد جریانی و در نهایت، 4 گونه‏ سنگی مجزا (DRT) حاصل شد که هر یک از این واحدها، خصوصیات پتروفیزیکی مربوط به خود را دارا هستند. از DRT1 به سمت DRT4، خصوصیات مخزنی رو به بهبود هستند و بر میزان تراوایی افزوده می‏شود.
    کلیدواژگان: میدان نفتی گچساران، نشانگر منطقه جریانی، گونه‏های سنگی، انواع تخلخل، مخزن بنگستان
  • سید جمال الدین آروس، الناز خداپناه*، سید علیرضا طباطبائی نژاد صفحات 98-113

    برهم کنش سنگ و سیال نقش مهمی در بسیاری از جنبه های مطالعاتی ارزیابی سازند و تعیین مشخصات مخزن ایفا می کند. واکنش شیمیایی سیالات تزریق شده با سنگ و سیال مخزن به دلیل تغییر خواص نفت و همچنین تغییر خواص پتروفیزیکی سنگ، بازدهی فرآیندهای ازدیاد برداشت نفت را تحت تاثیر قرار می دهد؛ بنابراین، بررسی این برهم کنش ها در طول عملیات ازدیاد برداشت نفت امری ضروری است. در این پژوهش تاثیر پارامترهای جهت گیری تزریق در مدل شن فشرده، سرعت و فشار تزریق گاز در برهم کنش سنگ و سیال طی فرآیند تزریق CO2 به عنوان مکانیسم برداشت ثالثیه به مخزن ماسه سنگی حاوی نفت سنگین با تراوایی بالا مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج بررسی جهت گیری مدل شن فشرده نشان می دهد که به دلیل جابه جایی با پایداری گرانشی در حالت تزریق عمودی، انحلال کانی ها و همچنین رسوب آسفالتین در این حالت تزریق بیش از حالت تزریق افقی است. در آزمایش های مربوط به بررسی فشار تزریق مشاهده شده است که با افزایش فشار تزریق، انحلال مواد معدنی و رسوب آسفالتین افزایش می یابد؛ زیرا با افزایش فشار، CO2 بیشتری در نفت خام و آب سازندی حل می شود. نتایج بررسی سرعت تزریق نشان می دهد که با کاهش سرعت تزریق مدت زمان در تماس بودن اسید تشکیل شده با سنگ و همچنین، CO2 با نفت خام افزایش می یابد. بنابراین، احتمال انحلال کانی ها و رسوب آسفالتین افزایش می یابد. برای این پژوهش از نمونه نفت و ماسه یکی از مخازن نفتی جنوب ایران استفاده گردید.

    کلیدواژگان: برهم کنش سنگ و سیال، تزریق دی اکسید کربن، جهت گیری تزریق، نفت سنگین، مخزن ماسه سنگی
  • میثم خدایی، ابراهیم بی نیاز دلیجانی*، مستانه حاجی پور، کسری کروبی صفحات 114-128
    حضور شکستگی های طبیعی در مخازن شکاف دار نقش مهمی در تعیین وضعیت تنش که تحت تاثیر تنش های تکتونیکی و آشفتگی محلی قرار دارد، ایفا می کند. جهت شکستگی، پایداری چاه و ناهمسانگردی تراوایی از جمله موارد وابسته به تغییرات تنش محلی هستند. امروزه برای درک بهتر رفتار ژیومکانیکی مخازن، اکثر مدل سازی های رفتار مکانیکی و هیدرولیکی با تغییرات تنش کوپل می شوند. در این پژوهش به منظور بررسی ارتباط بین تراکم شکستگی (به عنوان یکی از خواص هندسی شبکه شکستگی) و نیز بارگذاری تنش تکتونیکی زاویه دار، با تغییرپذیری تنش و کرنش برشی، ابتدا با استفاده از رویکرد تصادفی، شبکه شکستگی مجزا (DFN) ایجاد گردید. سپس با در نظر گرفتن ماهیت تانسوری تنش، میدان تنش با استفاده از نرم افزار FLAC2D بر پایه روش تفاضل محدود، تعیین شد. در نهایت داده های تنش با استفاده از روابط ریاضی مبتنی بر تانسور، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در ادامه تاثیر چهار پارامتر مقاومت کششی سنگ، چسبندگی سنگ، سفتی نرمال شکستگی و زاویه اتساع شکستگی بر پراکندگی تنش در بارگذاری تحت زوایای مختلف، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که آشفتگی تنش و واریانس موثر که معرف پراکندگی توزیع تنش است، با تراکم شکستگی که به صورت تعداد شکستگی بر واحد سطح با استفاده از رویکرد نمونه برداری پنجره ایی تعریف می شود، رابطه مستقیم دارد. همچنین مشاهده شد که جهت بارگذاری در تغییرپذیری تنش کل تاثیرگذار بوده و واریانس موثر، در زاویه بارگذاری °50 دارای بیشترین و در °170 دارای کمترین مقدار است. در میان پارامترها، مشخص گردید که سفتی نرمال بیشترین تاثیر را در توزیع تنش داشته و تاثیر پارامترهای سنگ بسیار ناچیز است. به طور کل می توان گفت توزیع و پراکندگی تنش در یک شبکه شکستگی متراکم با سفتی نرمال GPa/m 500 و زاویه بارگذاری °50، دارای مقدار بیشینه است.
    کلیدواژگان: تغییرپذیری تنش، آشفتگی تنش محلی، واریانس موثر، بارگذاری زاویه دار، تراکم شکستگی
  • محمدجواد فاضلی، بهزاد وافری* صفحات 129-138

    آسفالتین نه تنها ویسکوزیته نفت خام را افزایش می دهد بلکه می تواند تجهیزات استخراج، انتقال و جداسازی آن را نیز مسدود کند. بنابراین در پژوهش حاضر، اثر فرکانس زاویه ای و افزودن هپتان نرمال بر رفتار ریولوژی دو نمونه نفتی 23 و 71 میدان منصوری بررسی شد. تغییرات ویسکوزیته به عنوان معیاری از میزان جداسازی آسفالتین، و فاکتور اتلاف برای تشخیص رفتار ویسکوز یا الاستیک (مایع یا ژله ای مانند) نفت استفاده شده است. آزمایشات ویسکوزیته و فرکانس زاویه ای در غلظت های مختلف هپتان نرمال انجام گرفت. آزمایشات ویسکوزیته اثبات کرد که با افزودن هپتان نرمال به هر دو نمونه، مقدار زیادی از آسفالتین آنها از نفت جدا می شود. علاوه بر این، با افزایش غلطت هپتان نرمال، ویسکوزیته هر دو نمونه به صورت پیوسته کاهش می یابد. در ادامه آزمایش فرکانس زاویه ای، برای اندازه گیری مقادیر عددی فاکتور اتلاف برای نمونه های نفتی در حضور غلظت های مختلف هپتان نرمال استفاده شده است. با استفاده از فاکتور اتلاف به راحتی می توان رفتار مایع- مانند یا ژله ای- مانند نفت را تشخیص داد. در نهایت با در نظرگیری همزمان کاهش ویسکوزیته و رفتار مایع- مانند نفت، محدوده ی بهینه فرکانس زاویه ای و غلطت هپتان نرمال برای نمونه های نفتی تعیین شد. نتایج نشان داد که افزودن 75% حجمی هپتان نرمال به نمونه نفت 23 در فرکانس بالاتر از rad.s-1 6/33، منجر به رفتار مایع- مانند آن شده و ویسکوزیته آن را بیش از 97% کاهش می دهد. همچنین، بهترین نتایج برای نمونه نفت 71 با افزودن 75% حجمی هپتان نرمال در فرکانس بیشتر از rad.s-1 4/23 به دست آمد. در این شرایط، تقریبا 96% کاهش در ویسکوزیته نفت مشاهده شد و نمونه نفتی رفتار مایع- مانند از خود نشان داد.

    کلیدواژگان: نفت خام، آزمایش رئولوژی، جداسازی آسفالتین، آزمایش فرکانس زاویه ای، رفتار ویسکوز- الاستیک
|
  • Reza Gholami, Vahid Tavakoli * Pages 3-15
    Calculating water saturation is one of the most important reservoir parameters for determining the volume of hydrocarbons in place, which it must be calculated with high accuracy. In this study, after the necessary corrections were made on the Water-base-core in Kangan and Dalan formations, the core water saturation was calculated by the Dean-Stark test method. After electrical measurements and determination of Archie coefficients on the core, water saturation values were calculated from Archie electrical models, Waxman Smith, Dual Water, and Archie-Dual Water in Geolog7 software. To generalize water saturation to other wells in this field, three facies models were produced by Multi-Resolution Graph-based Clustering (MRGC) and applied in one of the fields in the Central Persian Gulf. Afterwards, in the whole well, the difference between the average water saturation of the Dean-Stark test method and the electrical models was measured in 3 facies models. The results showed that in all three facies models created, the average values of water saturation calculated from the equations were higher than the water saturation calculated from the Dean-Stark test method. By making a comparison between facies models, it is obvious that the facies models based on input logs, including electrical resistance, sonic, neutron, and density, showed the least difference between the average water saturation of the Dean-Stark test and the electrical models. Comparing the average water saturation in the Dean-Stark method and the electrical models between the electrical facies of a model based on its input logs, it was concluded that the petrophysical parameters including porosity, sonic wave transit time, shale volume and density, as opposed to electrical resistance, are directly related to the reduction of the average water saturation difference. But lithology has less effect on the difference in average water saturation between the Dean-Stark method and electrical models. Therefore, to select the sample for determining the coefficients of Archie, it is appropriate to use this method of determining the electrical facies.
    Keywords: Electrical Model, Archie-Dual Water, Saturation exponents, Dean-Stark, Electrical facies
  • Ehsan Khamehchi *, Alireza Dolatiari, Masoud Bijani Pages 16-29

    The purpose of this research is initially to model the pressure and temperature profiles along with other properties of the reservoir production fluid such as density, viscosity, and different in situ useful parameters in the well using the Beggs and Brill method as well as the marching algorithm. As a result, we can be aware of scale formations anywhere in the well at any time without the use of particular physical and inside of the well tools without spending a lot of economic costs. After estimating the thermodynamic and physical conditions of the well fluid, the physicochemical state of the producing fluid in saturated, supersaturated, and undersaturated states forms problematic scale deposits using calculations of concentration changes and saturation index using Oddo and Tomson method. Finally, using mathematical models, we investigate and record the potential for deposition, critical depths, and prone to scale deposition. Although deposits that stop the production of wells may be in porous media, this study was performed only inside the well and the tubing. The results of modeling on one of the oil wells under the supervision of the national company for southern oilfields as a case study showed that with an increase in depth from the surface, the saturation indexes for hemihydrate calcium and strontium sulfate scales along the well in almost all the depths are negative. As a result, it can be said that there is no possibility of the formation of these scales at different depths of the well. The same is true for the scale formation of hydrated calcium sulfate (gypsum). In addition, near the surface, the saturation index of this scale is positive and slightly larger than zero, which indicates the possibility of gypsum deposition in this depth range. Finally, the saturation index for anhydrous calcium sulfate (anhydrite), barium sulfate, and calcium carbonate (calcite) scales have always been positive, which indicates the probability of the formation of these scales in the well.

    Keywords: Scale Formation, Oddo, Tomson Method, Beggs, Brill Model, marching algorithm, saturation index
  • Pantea Moradi, Majid Saiid * Pages 30-41
    In this research, catalytic hydrodeoxygenation process of anisole derived from lignin is investigated over Pt/Al2O3 catalyst at 573-673 K, 8-14 bar and space velocity of 3-20 (ganisole/gcatalyst*h), in the presence of hydrogen as one of the reactants, using a fixed-bed tubular reactor. The main reaction classes during catalytic conversion of anisole are hydrogenolysis, hydrodeoxygenation, dehydration and transalkylation. During this process, anisole initially converts to phenol through hydrogenolysis reaction. Afterwards, phenol derivatives including: 2-methyl phenol, 2,4-di methyl phenol, 2,3,5,6-tetra methyl phenol are generated via alkylation and trans-alkylation reactions. Benzene is formed through hydrodeoxygenation (HDO) reaction. More over hexa-methylbenzene is formed via alkylation and HDO reactions. Reactions network and kinetic constants are determined using products selectivity and anisole conversion data. According to achieved results, phenol, 2-methyl phenol and benzene are primary products of HDO process. Furthermore, based on kinetic calculations, formation of benzene is not a first-order reaction. Formation of phenol, 2,4,6-tri methyl phenol, 2,6-di methyl phenol, 2-methyl phenol, hexamethyl benzene and 2,3,5,6-tetra methyl phenol are first-order reactions, and the activation energy for their formation are 25.3 kJ/mol, 40.2 kJ/mol, 43.4 kJ/mol, 55.4 kJ/mol, 70.1 kJ/mol and 93.6 kJ/mol respectively.
  • Alireza Bahmaei, Ali Sanati, MohammadReza Malayeri * Pages 42-56

    Severe slugging in risers hinders the steady production of oil, and it may also damage the equipment. Thus, finding a proper way to prevent such a phenomenon is of great importance. The aim of this study was to provide a mathematical model to investigate the three-phase flow of oil, water and gas in a riser-pipeline system. To do so, a bulk model was chosen to simulate the pipeline under two scenarios. In the first scenario, gas can penetrate the riser and flow upward whereas, in the second scenario, liquid holdup limits the gas flow in the riser. Moreover, the riser system was modeled with the assumption of a distribution parameter system that used dynamic nodes to evaluate the local conditions. Mass transfer between the oil and gas phase was also estimated by the black-oil approximation. After modeling the riser-pipeline system, gas injection at the riser base was simulated to stabilize the flow and prevent the upcoming issues. In addition, a criterion to determine the amount of the injected gas was proposed. Finally, results obtained from modeling were compared with the results of the OLGA simulation software which showed good agreement.

    Keywords: Riser, stability, Gas Injection, Severe Slugging, OLGA simulation software
  • Razieh Kashiri, Azim Kalantariasl *, Rafat Parsaei, Mojtaba Ghaedi, Hojjat Mahdiyar Pages 57-71

    Water flooding is one of the most important enhanced oil recovery (EOR) methods in the world. It has been successfully implemented in many oilfields. Low salinity water flooding (LSWF) has been recognized as one of the promising methods for enhanced oil recovery of clay-rich sandstone reservoirs. Many studies have shown that LSWF has an important role in formations with sufficient amount of clay. However, different hypotheses that have been proposed for oil recovery due to LSWF mechanisms are not completely accepted, and they need more investigation due to controversial response to LSWF. Thus, there is not a general agreement for mechanisms behind low salinity effects and associated problems such as fines migration and formation damage. In this study, 2-D glass micromodels (clean and clay-coated) and crude oil from an Iranian oilfields were used to visualize the effect of lowering injected water salinity (30000 ppm, 4000 ppm, 2000 ppm and DI water) on fines migration and improved oil recovery. In addition, single phase flow test was performed to evaluate possible fines migration with the same salinities. Results indicate an increase in recovery for both clay-coated and clay-free systems while additional oil recovery during LSWF in clay-coated micromodel was more significant (3.07%) comparing to that for clay-free micromodel (1.89%). Fines migration was observed during both single- and two-phase flow experiments.

    Keywords: Enhanced Oil Recovery, water flooding, Low salinity, Kaolinite, Fines Migration
  • Hamed Kazemi Golbaghi, Mehdi Mohammadi, Seyed Hamed Mousavi *, Moosavian Seyed Mohammad Ali Pages 72-83

    Dispersed water-in-oil as a stable emulsion causes numerous problems in extraction, transportation and refining of the crude oil. In the most desalting units, high voltage electrical field is utilized to separate water and ionic components from the crude oil. The efficiency of desalting units depends on operational conditions and hence in this study the result of several parameters on salt content of output crude oil in a desalting unit was considered for both theoretical and experimental studies. For this goal, optimized artificial neural network (ANN) using cuckoo optimization algorithm was applied to simulate the process. The optimum temperature, water  injection rate, retention time, differential pressure of mixing valves and injection rate of demulsifier were predicted by the consequences of simulation as the optimum value for each of the parameters was respectively equal to 79 ppm, 3.25%, 8.5 bar and 90 ppm. Then, because of the significant effect of the demulsifiers, the variation of each parameter was evaluated in the presence of four types of demulsifier separately. The results showed that an increase in the basic sediment and water content (BS&W) and specific gravity of crude oil has adverse effects on desalting process efficiency.

    Keywords: water-in-oil emulsion, electrostatic demulsification, Artificial Neural Networks, Cuckoo optimization
  • Bahman Soleimani *, Ramin Maldar, Ali Ghabeishavi Pages 84-97
    Determination of porosity type, microfacies and rock types are important tools in diagnostic of distribution of reservoir characteristics. The main aim of the present paper is to study these parameters in Bangestan reservoir of the Gachsaran oilfield which is located in Dezful embayment, SW Iran. The porosity types and microfacies were scrutinized by using 200 thin sections of three wells of Bangestan reservoir, and thus 4 microfacies were identified. The Hydraulic Flow Units (HFU) method was used to analyze the reservoir quality and distinguish reservoir and non-reservoir units. Determination of flow units was done based on Stratigraphic Modified Lorenz Plot (SMLP) and Flow Zone Indicator (FZI) methods. Four flow units were identified by SLMP method. In addition, four flow units were identified by flow zone indicator and Discrete Rock Types (DRT) methods which each of them were distinguished based on the petrophysical properties. The reservoir properties improve from DRT0 to DRT3 which permeability increases.
    Keywords: Gachsaran Oil Field, Flow Zone Indicator, Rock Types, Porosity Types, Bangestan Reservoir
  • Seyyed Jamal Aldin Arous, Elnaz Khodapanah *, Seyyed Alireza Tabatabaei Nejad Pages 98-113

    Rock and fluid interactions play an important role in many aspects of formation evaluation and reservoir characterization studies. Chemical reaction of the injected fluids with reservoir rock and fluid affects the efficiency of EOR processes due to alteration of oil and rock petrophysical properties. Hence, it is necessary to investigate these interactions during EOR operations. In this study, the effect of gas injection velocity and pressure, and injection orientation on rock and fluid interaction are investigated during CO2 injection, as tertiary recovery mechanism, into a high-permeable heavy oil sandstone reservoir. The oil and sand samples have been taken from an Iranian southern oil reservoir. The results of the orientation effect of the sandpack model show that due to the gravitational stability of the vertical injection, the dissolution of the minerals as well as the asphaltene precipitation is more than the horizontal injection mode. Also, the results indicate that as the injection pressure increases, the dissolution of minerals and asphaltene precipitation also increases. This is due to the fact that by increasing pressure, more CO2 is dissolved in crude oil and water. In addition, as the injection velocity decreases, the contact time between the formed acid and the rock as well as CO2 and crude oil increases. Therefore, the possibility of dissolution of minerals and asphaltene precipitation increases.

    Keywords: Rock, fluid interaction, Carbon dioxide injection, Injection orientation, heavy oil, Sandstone reservoir
  • Meysam Khodaei, Ebrahim Biniaz Delijani *, Mastaneh Hajipour, Kasra Karroubi Pages 114-128
    The presence of natural fractures in fractured reservoirs plays an important role in determining the stress state that is affected by tectonic stresses and local perturbation. Fracture orientation, well stability and permeability anisotropy are all factors associated with local stress variations. Nowadays, to better understand the geomechanical behavior of reservoirs, most mechanical and hydraulic behavior modelings are coupled with stress variations. In this study, in order to investigate the correlation between fracture density (as one of the geometric properties of fracture network) and oblique loading of tectonic stress, with the variability of stress and shear strain, a discrete fracture network (DFN) was generated using the stochastic approach. Afterwards, considering the tensorial nature of the stress, the stress field under different conditions of tectonic stresses was determined using FLAC2D software as a finite-difference method. Finally, stress data were analyzed using tensor-based mathematical equations. Then, the effect of four parameters of (1) rock tensile strength, (2) rock cohesion, (3) fracture normal stiffness, and (4) fracture dilation angle on stress dispersion in loading at different angles were evaluated. The results showed that the stress perturbation and the effective variance, which indicate the dispersion of the stress distribution, have a direct relationship with the fracture density, which is defined as the number of fractures per area unit utilizing the window sampling approach. Moreover, the loading orientation is effective in total stress variability, and the effective variance is highest at loading angle of 50° and lowest at 170°. Among the parameters, it was found out that normal stiffness had the greatest effect on stress distribution, and the effects of the rock parameters were negligible. Overall, it can be said that the stress distribution and dispersion, in a dense fracture network with a normal stiffness of 500 GPa/m and a loading angle of 50°, have the maximum value.
    Keywords: Stress Variability, Local Stress Perturbation, Effective Variance, Oblique Loading, Fracture Density
  • Mohammdjavad Fazeli, Behzad Vaferi * Pages 129-138

    Asphaltene not only increases the viscosity of crude oil, but it can block oil extraction, transportation, and separation equipment. In the present study, effects of frequency and addition of n-heptane on rheological behavior of two oil samples (i.e., 23 and 71) from Mansouri oil reservoir (Iran) are investigated. Variation of viscosity is used as a criterion for amount of asphaltene separation, and loss factor is employed for distinguish the viscos as well as elastic (liquid or gel-like) behavior of the oil samples. Both viscosity and frequency tests have been conducted at different concentrations of n-heptane. The viscosity tests revealed that addition of n-heptane to the oil samples results in separation of high amount of their asphaltene. Moreover, viscosity of the oil samples continuously decreases by increasing the concentration of n-heptane. Afterwards, the numerical values of loss factor for the oil samples having different concentrations of n-heptane are measured using the frequency test. It’s simply possible to understand liquid or gel-like behavior of oil using this factor.  Finally, by focusing on viscosity decrease as well as liquid-like behavior of oil, the optimum range for frequency and concentration of n-heptane are determined. The results revealed that by adding 75 volume percent of n-heptane to oil sample of 23 in frequency of higher than 33.6 rad.s-1, the liquid-like behavior is seen, and viscosity decreased more than 97%. Moreover, the best results for the oil sample of 71 is obtained during adding 75 volume percent of n-heptane in frequency of higher than 23.4 rad.s-1. The oil sample experiences more than 96% decrease in its viscosity, and it also shows a liquid-like behavior in this condition.

    Keywords: Crude Oil, rheological analysis, asphaltene separation, frequency test, viscoelastic behavior