فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 118 (امرداد و شهریور 1400)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 118 (امرداد و شهریور 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/06/31
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سید مهدیا مطهری، مهدی رفیع زاده*، سید محمودرضا پیشوائی، محمد احمدی صفحات 3-16

    ریسک سرمایه گذاری در پروژه های ازدیاد برداشت به علت عدم قطعیت های زمین شناسی- مخزنی و هزینه زیاد پیاده سازی این پروژه ها، بالا است. از این رو، از رویکرد اجرای ازدیاد برداشت در مقیاس پایلوت در میدان هیدروکربنی استفاده می شود. انتخاب مکان پایلوت در میدان هیدروکربنی یکی از عوامل مهم در این راستا است، چرا که نتایج پیاده سازی پایلوت به کل میدان هیدروکربنی تسری داده خواهد شد. در این پژوهش با استفاده از شبیه سازی مخزن، نقشه های سه بعدی ضریب بازیافت به دست آمد. سپس، سطح مخزن نفتی به نواحی کاندیدای پایلوت تقسیم بندی گردید. آرایه های ضریب بازیافت متناظر با این نواحی، با استفاده از روش خوشه بندی هیبریدی میانگین کا- سلسله مراتبی به صورت بهینه خوشه بندی شدند. برای به دست آوردن تعداد خوشه ها، از شاخص سیلهوتی استفاده گردید. با شناسایی خوشه غالب که شامل بیشترین تعداد نواحی کاندیدای پایلوت است می توان مرکز ثقل این خوشه را محاسبه و نزدیکی به آن را به عنوان یکی از معیارهای انتخاب مکان پایلوت لحاظ کرد. معیارهای عملیاتی و اقتصادی هم در انتخاب مکان پایلوت دخیل هستند. در نهایت با استفاده از روش تصمیم گیری چند معیاره تاپسیس، می توان شاخص فرصت پایلوت در هر ناحیه کاندیدا را محاسبه کرد. براساس مقدار این شاخص می توان نواحی کاندیدای پایلوت را اولویت بندی و ناحیه با اولویت اول را جهت اجرای پایلوت انتخاب کرد. در نهایت، نتایج به کارگیری روش شناسی فوق در یکی از مخازن نفتی ارایه شده است.

    کلیدواژگان: توسعه میادین هیدروکربنی بالغ، نواحی کاندیدای پایلوت ازدیاد برداشت، روش خوشه بندی هیبریدی، روش تصمیم گیری چند معیاره تاپسیس، شاخص سیلهوتی
  • لیلا محمودی، محمدرضا ملایری*، فرشاد فرشچی تبریزی، عظیم کلانتری اصل صفحات 17-28

    یکی از مشکلات رایج در محیط های متخلخل مانند مخازن نفتی و حتی تجهیزات سرچاهی، تشکیل رسوبات معدنی است که مستقیما بر کاهش تولید اثرگذار است. کنترل و جلوگیری از تشکیل رسوبات به عنوان یکی از موثرترین راه حل ها، سال های زیادی دغدغه توامان پژوهش و صنعت بوده است. اخیرا با توجه به محدودیت های جامعه جهانی برای حفظ محیط زیست و نیز در نظر گرفتن این نکته که پیش از استفاده از هر بازدارنده رسوب نیاز به مطالعات آزمایشگاهی عملکرد آن بازدارنده تحت شرایط میدان و چاه است، بازدارنده های سبز دوست دار محیط زیست توجه زیادی از پژوهشگران را به خود جلب کرده اند. چنانچه در این مطالعه، با استفاده از آزمایش های معمول استاتیک در دمای C° 90 به مدت 3 شبانه روز و آنالیز آزمون پراش اشعه ایکس از ذرات ترسیبی حاصل شده، کارآیی و عملکرد دو بازدارنده محرمانه سبز و یک بازدارنده تجاری پایه فسفاناته در مقابل رسوب های کلسیم کربنات و کلسیم سولفات بررسی شده است تا با توجه به شرایط آزمایش بتوان بازدارنده مناسب را تعیین کرد. نتایج نشان می دهد که برای غلظت ثابت mg/L 300 از بازدارنده های سبز A و B، به طور کلی بازدارنده A کارآیی بهتری در برابر هر دو رسوب کلسیم کربنات وکلسیم سولفات، نسبت به B از خود نشان می دهد. همچنین در مقایسه با بازدانده رسوب تجاری، مقدار کمتری از بازدارنده تجاری (mL 75 بازدارنده/ لیتر محلول) برای رسیدن به میزان کارآیی مطلوب بازدارندگی (بیش از 80%) نیاز است.

    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت، رسوب معدنی، بازدارنده سبز، بررسی آزمایشگاهی
  • وحید کرمانی، سید حسن هاشم آبادی*، سید محمد میرنجفی زاده صفحات 29-42

    اندازه گیری دقیق جریان گاز یک نیاز اساسی در مصارف خانگی است. در حال حاضر، از کنتورهای گاز دیافراگمی جهت اندازه گیری مصارف خانگی گاز استفاده می شود که یک فناوری بسیار قدیمی و کم دقت است. در سال های اخیر، استفاده از جریان سنج میکروترمال به دلیل اندازه کوچک، توان مصرفی پایین و دقت مناسب در حال رشد است اما بازه اندازه گیری محدود آن ها، مانع از به کار بردن این جریان سنج ها در اندازه گیری مصارف خانگی گاز است. جهت رفع این محدودیت در پژوهش حاضر، به معرفی سیستم مسیر کنارگذر مشابه با جریان سنج های لوله مویین پرداخته شد که در چند جریان سنج میکروترمال تجاری نیز استفاده شده است. این سیستم در جریان سنج های میکروترمال می بایست به گونه ای طراحی شود که دبی قابل قبولی وارد مسیر کنارگذر (میکروکانال) شود. بنابراین در این پژوهش برای اولین بار تاثیر پارامترهای هندسی مختلف بر میزان جریان گاز ورودی به مسیر کنارگذر در محدوده دبی مصارف خانگی با حل هم زمان معادلات جریان مغشوش و آرام از طریق شبیه سازی دینامیک سیالات مورد مطالعه قرار گرفت. طبق نتایج با بزرگ تر بودن ارتفاع مسیر کنارگذر، کمتر بودن قطر لوله های المان آرام ساز جریان و کمتر بودن فاصله آن با ورودی و خروجی مسیر کنارگذر دبی گاز بیشتری وارد مسیر کنارگذر می شود. در نهایت، ارتفاع میکروکانال µm 160، فاصله mm 2 ورودی و خروجی مسیر کنارگذر از المان آرام ساز و چینش مربعی المان آرام ساز با قطر لوله های mm 8/1 پیشنهاد شد. در این مشخصات، 100 تا 200% نسبت به اکثر پیکربندی های دیگر کار حاضر، دبی بیشتری وارد مسیر کنارگذر می شود.

    کلیدواژگان: شبیه سازی عددی، مسیر کنارگذر، کنتور گاز، جریان سنج حرارتی، میکروکانال
  • مریم بلوریان، محمدرضا رسایی*، علی نخعی صفحات 43-55

    آسیب سازند در اطراف دهانه چاه از مرحله حفاری چاه و تا برداشت از چاه با استفاده از روش های ازدیاد برداشت ثالثیه می تواند اتفاق بی افتد. جهت حفظ توان تولید چاه و از بین بردن آسیب سازند نیاز به شناخت دقیق عوامل ایجادکننده آسیب است. در این مقاله، شبیه سازی عددی رفتار تولید در اطراف یک مشبک در حالت تک فاز و دو فاز و همچنین، بررسی تاثیر هندسه مشبک کاری در آسیب سازند با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی مورد بررسی قرار گرفته است. علاوه براین، میزان آسیب سازند به علت نفوذ گل حفاری در درون مشبک ها آنالیز شده است. نتایج شبیه سازی با استفاده از داده های موجود در مقالات اعتبارسنجی شد و نتایج از انطباق مناسبی برخوردار می باشند. مدل شبیه سازی جریان تک فاز سیال در اطراف مشبک ها و همچنین مدل سازی نفوذ فیلترات گل حفاری به داخل سازند با استفاده از نرم افزار کامسول انجام شده و شبیه سازی جریان دوفازی در اطراف مشبک ها و تخمین آسیب سازند ناشی از آنها با استفاده از مدل حجم سیال (VOF) و توسط نرم افزار فلونت انجام گرفته است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که وجود ناحیه متراکم شده در اطراف مشبک تاثیر زیادی در افت فشار اضافی خواهد داشت. همچنین، تاثیر قطر و طول مشبک به خوبی آنالیز شده است. میزان افت فشار در اطراف مشبک هنگام وجود جریان چند فازی بیشتر از افت فشار جریان تک فازی است. پروفایل نفوذ فیلتراسیون گل حفاری در درون مشبک ها آنالیز گردید و نتایج نشان می دهند که در حالت مشبک های تمیز و با تراوایی بالا نفوذ فیلتراسیون عمیق تر است.

    کلیدواژگان: آسیب سازند، شبیه سازی عددی، مشبک کاری، نفوذ فیلتراسیون گل حفاری، جریان دو فازی
  • سمیرا امیری، صفورا کریمی*، مجتبی شفیعی، محمدرضا عصاری صفحات 56-70
    در سالیان اخیر مطالعات زیادی در مورد استفاده از مواد فعال سطحی در زمینه افزایش برداشت از مخازن نفتی انجام شده است که عموما شامل مقایسه عملکرد ماده فعال سطحی زیستی با ماده فعال سطحی شیمیایی بوده است. ولی تاکنون تحقیقات اندکی در مورد مقایسه عملکرد مواد فعال سطحی زیستی و پلیمرها و همچنین، تاثیر دما بر برداشت نفت صورت گرفته است. لذا در این تحقیق، به بررسی آزمایشگاهی اثر دما بر عملکرد ماده فعال سطحی زیستی رامنولیپید با تزریق در میکرومدل شیشه ای و مقایسه عملکرد آن با پلیمر پلی اکریل آمید آنیونی پرداخته شده است. برای این منظور نتایج حاصل از سیلاب زنی به کمک ماده فعال سطحی زیستی موردنظر با نتایج سیلاب زنی با آب شور و پلی آکریل آمید مقایسه شده است. آزمایشات در دو دمای 25 و C° 75 و در دو میکرو مدل همگن و ناهمگن انجام شد. نتایج نشان داد که در مدل همگن درصد ازدیاد برداشت در اثر سیلاب زنی با ماده فعال سطحی زیستی رامنولیپید در دو دمای مورد مطالعه به ترتیب 48 و 62% است که در مقایسه با آب به ترتیب 9 و 7/13% افزایش برداشت نفت داشته است. این درحالی است که در سیلاب زنی با پلیمر مقادیر به ترتیب 61 و 70% به دست آمد. در مدل ناهمگن نیز شرایط به همین صورت به دست آمد. بدین ترتیب که درصد ازدیاد برداشت در اثر سیلاب زنی با ماده فعال سطحی زیستی رامنولیپید در دو دمای مورد مطالعه به ترتیب 41 و 51% بود که در مقایسه با آب عملکرد بالاتر و در مقایسه با پلیمر عملکرد پایین تری داشت. به طور کلی، در دمای بالاتر میزان ازدیاد برداشت در هر دو مدل همگن و ناهمگن تحت سه سیلاب زنی انجام شده، بیشتر بود.
    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت نفت، میکرومدل شیشه ای، سیلاب زنی، رامنولیپید، پلیمر
  • مهدی فدائی، محمدجواد عامری شهرابی*، یوسف رفیعی، محمدرضا حسین زاده، علی سلمانی سیاح، کیوان قربانپور صفحات 71-89

    جداسازها در میدان های تولیدی نفت و گاز دارای نقش بسیار مهم و کلیدی هستند. به همین دلیل، طراحی بهینه آنها بسیار با اهمیت است. روش طراحی با معادلات نیمه تجربی روشی مرسوم برای تعیین ابعاد جداسازها است. با این حال، به دلیل فرضیات ساده کننده ای که در آنها استفاده می شود، فقط می تواند برای بدست آوردن برآورد تقریبی از ابعاد جداسازها استفاده شود. در این مطالعه، با استفاده از واحد پایلوت جداساز دو فازی گاز-مایع صحت و دقت روابط نیمه تجربی بررسی گردید و از نتایج آزمایشگاهی و نتایج به دست آمده از شبیه سازی CFD به عنوان داده های لازم برای طراحی و ساخت شبکه عصبی بهینه سازی شده با الگوریتم ژنتیک استفاده شدند و یک مدل برای تعیین ضریب تصحیح روابط نیمه تجربی در شرایط عملکردی متفاوت ارایه گردید. واحد پایلوت آزمایش جداساز متشکل از یک جداساز افقی دو فازی در مقیاس آزمایشگاهی، پمپ ها، کمپرسورها و یک مخلوط کننده استاتیک برای تشکیل جریان دو فازی و یک فیلتر مایع برای به دام انداختن قطرات مایع از جریان گاز خروجی از جداساز است. با استفاده از وزن کردن قطره های مایع گیر انداخته شده بازده جداسازی و با استفاده از تصویربرداری حداکثر قطر قطرات مایع در جریان گاز خروجی تعیین می شود. مدل CFD توسعه داده شده با داده های آزمایشگاهی دارای خطای نسبی کمتر از 8% بود و مقدار خطای جذر میانگین مربعات شبکه عصبی بهینه سازی شده با الگوریتم ژنتیک برای مقادیر واقعی و پیش بینی شده ضرایب تصحیح برابر با 1% است. یکی از مهمترین دستاوردهای این پژوهش فراهم آوردن بستر لازم برای طراحی بهینه جداسازهای سطحی است.

    کلیدواژگان: رابطه، نوین، طراحی، جداساز، جریان، دو فازی
  • فرشاد توفیقی، پرویز آرمانی*، علی چهرازی، اندیشه علی مرادی صفحات 90-105
    در صنعت نفت از هوش مصنوعی برای شناسایی روابط، بهینه سازی، برآورد و رده بندی تخلخل بهره گیری می شود. یکی از مهم ترین مراحل ارزیابی پارامترهای پتروفیزیکی مخزن، شناسایی ویژگی های تخلخل است. هدف اصلی این پژوهش مقایسه درستی و تعمیم پذیری سه شبکه عصبی چند لایه پیش خور (MLFN)، شبکه تابع شعاع مبنا (RBFN) و شبکه عصبی احتمالی (PNN) برای برآورد تخلخل با بهره گیری از ویژگی های لرزه ای است. در این راستا، داده های زمین شناسی 7 حلقه چاه یک میدان نفتی فراساحلی هندیجان در شمال باختری حوضه خلیج فارس مورد ارزیابی قرارگرفت. امپدانس صوتی با بهره گیری از روش وارونگی مبتنی بر مدل برآورد شد و سپس شبکه های عصبی یاد شده با بهره گیری از ویژگی های لرزه ای بهینه طراحی شده و با روش رگرسیون گام به گام مورد ارزیابی قرار گرفتند. سرانجام مشخص شد که مدل MLFN برای برآورد تخلخل خوب عمل نمی کند. PNN از بهترین دقت کارکرد در درون یابی تخلخل برخوردار است، اما تعمیم پذیری RBFN بهتر است.
    کلیدواژگان: برآورد تخلخل، بازگردانی لرزه ای، MLFN، RBFN، PNN
  • سید حسین قناعتی، شهرام آقایی* صفحات 106-120
    یکی از راه های مطمین و مقرون به صرفه برای پاسخ گویی به نیازهای محلی به انواع سوخت های فسیلی، انتقال فرآورده های نفتی بر بستر شبکه خطوط انتقال است. در راستای تحقق این هدف فرآورده های نفتی در قالب بسته های با حجم معین به طور متوالی درون خطوط انتقال ارسال می شوند. مساله برنامه ریزی انتقال بسته های مواد نفتی درون خطوط لوله های انتقال برای تامین نیازهای دوره ای سیستم توزیع فرآورده های نفتی با تضمین محدود یت ها در حوزه های تولید، انتقال و ذخیره سازی فرآورده های نفتی، حایز اهمیت است. در این مقاله با استفاده از راه کار کنترل پیش بین مبتنی بر مدل فضای حالت و در قالب یک مساله بهینه سازی مقید به برنامه ریزی در بازه های زمانی کوتاه مدت روزانه در طول یک ماه در حضور اثر اختلال قطع مسیرهای شبکه پرداخته شده است. بر اساس راه کار کنترل افق لغزان در انتهای هر روز، فرآیند برنامه ریزی به صورت برخط با افق پیش بین هفتگی اجرا شده است و مقادیر کنترل بهینه مربوط به روز اول به عنوان ورودی تصمیم به سیستم انتقال اعمال می شود. نتایج فرآیند برنامه ریزی نشان می دهد که مقادیر برنامه ریزی شده اهداف ذخیره سازی سیستم انتقال را با در نظرگرفتن محدودیت ها و اختلالات موجود برآورده می کند.
    کلیدواژگان: شبکه انتقال فرآورده های نفتی چندگانه، برنامه ریزی خودکار، کنترل افق لغزان، کنترل پیش بین، بهینه سازی مقید
  • فائقه میناعراقی، میرستار مشینچی اصل*، علی نجاتی کلاته، محمود میرزایی صفحات 121-133

    روش مگنتوتلوریک از میدان های الکتریکی و مغناطیسی طبیعی و متغیر با زمان در سطح زمین جهت پی بردن به ساختارهای الکتریکی زمین مثل اکتشاف ساختارهای حاوی مواد هیدروکربوری استفاده می کند. در فرآیند وارون سازی داده های مگنتوتلوریک، روش محاسبه وارون ماتریس تاثیر به سزایی در سرعت وارونگی و کیفیت مدل های به دست آمده دارد. روش دوقطری سازی لنکزوس یک روش سریع و موثر برای مسایل وارون است. در این الگوریتم، سیستم روابطی با ابعاد کمتر جایگزین روابط اصلی می شود. علاوه بر این برای تعیین پارامتر تنظیم از روش متعادل سازی قید فعال استفاده شده است. نتایج وارون سازی داده های مصنوعی نشان داد که روش لنکزوس سریع تر از روش متداول گرادیان مزدوج است و مدل به دست آمده با این روش کیفیت بهتری دارد. روش پیشنهادی همچنین برروی داده های مگنتوتلوریک منطقه کاشان اعمال شد. مدل به دست آمده سازند قم را که مهم ترین سنگ مخزن و سنگ منشا هیدروکربوری در ایران مرکزی است و دیگر ساختارهای زمین شناسی منطقه از قبیل تاقدیس نواب و گسل ها را به خوبی نشان می دهد. نتایج حاصل از مدل سازی با دو روش لنکزوس و گرادیان مزدوج و مقایسه آن ها با اطلاعات زمین شناسی نشان می دهد که مدل سازی با روش لنکزوس نتایج قابل قبول تر و نزدیک تری به مدل واقعی زمین نسبت به مدل به دست آمده با روش دیگر از خود نشان می دهد.

    کلیدواژگان: مگنتوتلوریک، دوقطری سازی لنکزوس، سازند قم، متعادل سازی قید فعال، کاشان
  • نعمت الله نجفی، فرشاد رحیم پور* صفحات 134-148

    در این مطالعه قابلیت باکتری های مفید جدا شده از لجن مخازن نفت پالایشگاه کرمانشاه و تاثیر شرایط محیط کشت جهت اصلاح نفت کوره مورد بررسی قرار گرفت. جهت جداسازی و خالص سازی میکروارگانیسم ها از محیط های کشت مایع و جامد استفاده گردید و طی مراحل مختلف میزان جمعیت میکروبی افزایش پیدا نمود. باکتری های فوق شامل میکروارگانیسم های سودوموناس آیروژینوس و رودوکوکوس اریتروپلیس هستند. در انجام آزمایش ها، متغیرهای انتخابی شامل پارامترهای pH، دما، زمان، غلظت نفت کوره و غلظت میکروارگانیسم ها بوده و هریک از متغیر ها در سطوح مختلف براساس شرایط استفاده گردید. همچنین، تاثیر مواد فعال سطحی بر اصلاح نفت کوره مورد بررسی قرار گرفت. براساس نتایج به دست آمده بهترین شرایط حذف ترکیبات گوگردی و تبدیل به برش های سبک تر در 5/6 =pH، دمای C° 40، غلظت 4% حجمی نفت کوره، میزان 2% حجمی محیط کشت حاوی دو میکروارگانیسم و زمان 3 روز، همراه با اضافه نمودن مواد فعال سطحی شیمیایی حاصل گردیده است , در پایان آنالیز، ترکیبات نمونه حاصل در بهترین شرایط آزمایش با روش SARA مشخص گردید. میزان گوگرد کل و دانسیته در نمونه اولیه به ترتیب ppm 25400 و kg/L 9428/0 و در نمونه نهایی برابر با ppm 9400 و kg/L 9096/0 است، که در مقایسه با نتایج نمونه اصلی میزان تبدیل نفت کوره به نفت گاز برابر با 3/29% و کاهش گوگرد کل بیش از 60% را نشان می دهد.

    کلیدواژگان: نفت کوره، سودوموناس آیروژینوس، رودوکوکوس اریتروپلیس، ارتقا برش، SARA
|
  • ‌‌S. Mahdia Motahhari, Mehdi Rafizadeh *, S.MahmoudReza Pishvaie, Mohammad Ahmadi Pages 3-16

    There is a high investment risk of executing EOR (Enhanced Oil Recovery) projects due to reservoir-geology uncertainties and high cost of implementation. Hence, pilot scale EOR, in hydrocarbon field, is implemented. Moreover, selection of the pilot area, in the hydrocarbon field, is one of the key factors since the results of the pilot implementation will be extended to the entire field. In this study, reservoir simulation is applied to determine the three-dimensional reservoir quality maps of recovery factor. Subsequently, hydrocarbon field will be segmented into pilot candidate areas. Afterwards, the pilot candidate areas based on its recovery factor array are optimally clustered using hybrid hierarchical k-means clustering method. The silhouette index is utilized to obtain the number of clusters. The dominant cluster is the one with the highest number of pilot candidate areas according to clustering method. Subsequently, the proximity of each pilot candidate area to the center of dominant cluster could be used as one of the pilot area selection criteria. Moreover, Operational and economic criteria are also involved in choosing a pilot area. Finally, TOPSIS (Technique for Order Preferences by Similarity to Ideal) as multi-criteria decision-making methods are applied to calculate the pilot opportunity index in each candidate area. The pilot candidate areas could be prioritized based on the value of this index, and the first priority area may be selected for pilot implementation. Ultimately, the whole methodology is carried out for a real hydrocarbon field.

    Keywords: Mature fields development, EOR-Pilot candidate area, Hybrid clustering method, TOPSIS decision making method, Silhouette index
  • Leila Mahmoodi, Mohammadreza Malayeri *, Farshad Farshchi Tabrizi, Azim Kalantariasl Pages 17-28

    One of the common problems in porous media, such as oil reservoirs and surface facilities, is the mineral scale formation that directly affects the production rate. Controlling and mitigating scale formation have therefore been investigated intensively in both research and industrial fields for many years. Recently, due to the limitations applied by the international community for environmental protection and according to the point that laboratory investigations of any scale inhibitors under oilfield conditions is essential prior to its use in oil industries, environmentally friendly green inhibitors have attracted a great attention. In the present study, the performance of two green scale inhibitors and one commercial phosphate-based inhibitor against calcium carbonate and calcium sulfate formation were investigated using standard static tests (Jar tests) and XRD analysis to determine the performance of appropriate inhibitor. The results demonstrate that to achieve reasonable inhibition efficiency, inhibitor A is more efficient than B, although higher amount of green inhibitors is consumed in comparison with the commercial phosphonate-based ones.

    Keywords: Enhanced Oil Recovery (EOR), Mineral Scale, green scale inhibitor, Laboratory Investigation
  • Vahid Kermani, Seyed Hassan Hashemabadi *, Seyed Mohammad Mirnajafizadeh Pages 29-42

    Accurate measurement of gas flow is a basic need in domestic use. Diaphragm gas meters are currently used to measure domestic gas consumption, which is a very old and inaccurate technology. In recent years, the use of thermal MEMS flowmeters has been growing due to their small size, low power consumption, and good accuracy, but their limited measurement range has prevented them from being used to measure domestic gas consumption. In order to eliminate this limitation, in the present study, a bypass system similar to capillary tube flowmeters was introduced, which it has also been used in several commercial microthermal flowmeters. This system must be designed in such a way that an acceptable flow enters the bypass (microchannel). Therefore, in this study, for the first time, the effect of different geometrical parameters on the flow rate to the bypass in the flow range of domestic consumption was studied by simultaneously solving turbulent and laminar flow equations through fluid dynamics simulation. According to the results, with the higher the height of the bypass channel is, the smaller the diameter of the laminar flow element is and the less bypass-laminar flow element distance is, more gas enters the bypass. Finally, the channel height of 160 micrometers, the distance of 2 mm between bypass entrance and laminar flow element, and the square arrangement of the laminar flow element with a diameter of 1.8 mm can be appropriate. In these specifications, 100 to 220 percent more flow enters the bypass than most other configurations of the work.

    Keywords: Numerical Simulation, bypass channel, gas flowmeter, thermal flowmeter, microchannel
  • Maryam Boloorian, MohammadReza Rasaei *, Ali Nakhaee Pages 43-55

    Formation damage in hydrocarbon reservoirs around the wellbore is inevitable, and it can happen from the earliest stages of drilling to the latest hydrocarbon recovery stages by tertiary enhanced recovery methods. Numerical simulations of production behavior around wellbore perforation in single-phase and two-phase states have been conducted by the CFD method to investigate the effect of perforation geometry on formation damage. Moreover, formation damage due to drilling mud penetration into the perforations by dispersion mechanism has also been analyzed. The results of the simulation were validated in good accordance with the published data. Based on simulation results, although perforations enhance the drilling mud penetration damage, especially for perforation lengths up to 20 cm, they can effectively reduce perforation skin if they become adequately cleaned. Perforation density, length, and diameter have the most pronounced effect on reducing the skin factor. There is almost a linear relationship between skin factor and clean perforation diameter. Since larger diameters come with shorter lengths, perforation optimization is required according to casing material, hole size, rock mineral, and perforation technology available.

    Keywords: Formation Damage, perforation, drilling mud filtration penetration, Two-Phase Flow, Numerical Simulation
  • Samira Amiri, Safoora Karimi *, Mojtaba Shafiei, Mohammadreza Assari Pages 56-70
    In recent years, many studies have been done on the use of surfactant to enhancement oil recovery from reservoirs; in which the performance of biosurfactant with chemical surfactant was compared. But so far no study has been conducted focusing on comparing the performance of biosurfactant with polymers as well as the effect of temperature on oil recovery. Therefore, the present study was dedicated to study the effect of temperature on the rhamnolipid biosurfactant performance using glass micromodel and to compare its performance with anionic polyacrylamide polymer. Thus, the results of the biosurfactant flooding tests were compared with saltwater and polyacrylamide flooding tests. Experiments were conducted at two temperature, 25 and 75 Celsius degrees, in two homogenous and non-homogenous micromodels. Results indicated that in the homogenous model, for two mentioned temperatures, enhanced oil recovery due to flooding with rhamnolipid biosurfactant was 48 and 62, respectively, in which there was 9 and 12.7 percent improvement in compare to saltwater. Meanwhile, the results of polymer flooding showed 61 and 70 percent enhancement, respectively. The same results were obtained in non-homogenous model. The enhanced oil recovery due to rhamnolipid biosurfactant injection in two temperatures were 41 and 51 percent, respectively, which it is higher compared to saltwater and lower compared to polymer. In general, at higher temperature, oil recovery increased in both homogenous and non-homogenous models under three floods.
    Keywords: EOR, Glass Micromodel, Flooding, Rhamnolipid, polymer
  • Mehdi Fadaei, MohammadJavad Ameri *, Yousef Rafiei, MohammadReza Hossein Zadeh, Ali Salmani Sayah, Kayvan Ghorbanpour Pages 71-89

    Separators play a very important and key role in oil and gas production fields. For this reason, their optimal design is very important. The design method with semi-empirical equations is a common method for determining the dimensions of separators. However, due to the simplifying assumptions used in them, it can only be used to obtain an approximate estimate of the dimensions of the separators. In this study, the accuracy of semi-empirical relationships was investigated using a gas-liquid separator pilot unit and the experimental results and the results obtained from CFD simulation as necessary data for the design and construction of a neural network optimized by Genetic algorithm. A model was proposed to determine the correction factor of semi-experimental relationships under different operating conditions. The pilot unit of the separator test consists of a laboratory-scale two-phase horizontal separator, pumps, compressors and a static mixer to form a two-phase flow and a liquid filter to trap liquid droplets from the exhaust gas flow from the separator. The separation efficiency is determined by weighing the dispersed liquid droplets. The maximum diameter of the liquid droplets in the exhaust gas flow is determined by imaging. The CFD model developed with laboratory data had a relative error of less than 8 percent, and the root mean square error of the neural network optimized by the genetic algorithm for the actual and predicted values of the correction factor was 1%. One of the most important achievements of this research is to provide the necessary basis for the optimal design of surface separators.

    Keywords: Design, Two-phase Separator, Novel, Relationship
  • Farshad Tofighi, Parviz Armani *, Ali Chehrazi, Andisheh Alimoradi Pages 90-105
    In the oil industry, artificial intelligence is used to identify relationships, optimize, estimate and classify porosity. One of the most important steps in evaluating the petrophysical parameters of the reservoir is to identify the porosity properties. The main purpose of this study is to compare the accuracy and generalizability of three multilayer feed neural networks (MLFNs), radius base function networks (RBFNs) and probabilistic neural networks (PNNs) to estimate porosity using seismic properties. In this regard, geological data of 7 wells were evaluated from an offshore oil field in Hindijan in the northwest of the Persian Gulf basin. Acoustic impedance was estimated using model-based inversion method, and then the mentioned neural networks were designed using optimal seismic properties and evaluated by stepwise regression method. Finally, it became clear that the MLFN model did not work well for estimating porosity. PNN has the best performance accuracy in porosity interpolation, but RBFNꞌs generalizability is better.
    Keywords: Seismic Inversion, porosity estimation, MLFN, RBFN, PNN
  • Seyyed Hossein Ghenaati, Shahram Aghaei * Pages 106-120
    Multiple pipeline network is known as the safest and the most cost-effective method to transport local needs for a variety of fossil fuels. In order to achieve this goal, petroleum products in the form of batches with a certain volume must be transported consecutively within the pipelines. The issue of planning the transportation of petroleum product batches within a multiple pipeline network is significant to fulfill the periodic demands of the refined petroleum products distribution system. The multiple pipeline network as a constrained system includes various types of restrictions in the field of production, transportation, and storage of petroleum products. In this paper, we presented automated planning in the form of a constrained optimization problem applying model predictive control strategy based on the nonlinear state-space model. And then we implemented the receding horizon control strategy to delineate daily schedule during a month in the presence of breakdown disturbance such an online planning process that optimization was performed by a weekly prediction horizon at the end of each day and the optimal solution for the first day was applied to the multiple pipeline network as the next day plan. The results of the proposed method show that the optimized plan satisfies the transportation goals regarding the existing constraints and breakdown disturbances.
    Keywords: multiple pipeline network, Automated Planning, Receding Horizon Control, Model Predictive Control, constrained optimization
  • Faegheh Mina Araghi, Mirsattar Meshinchi Asl *, Ali Nejati Kalateh, Mahmoud Mirzaei Pages 121-133

    The magnetotelluric method uses natural and time-varying electric and magnetic fields on the earth’s surface to detect the earth’s electrical structures, such as hydrocarbons exploration. In the inversion process, the matrix inverse calculation method has a considerable effect on the inversion speed as well as the quality of obtained models. Lanczos Bidiagonalization (LB) method has been reported to be a fast and efficient approach for solving the inversion problems. In LB algorithm, the full set of equations is replaced by a dimensionally reduced system of equations. In addition, we employed Active Constraint Balancing (ACB) approach for determining the optimum regularization parameter. The results of the synthetic data inversion show that both methods require equal computer memory, but LB method is faster and more reliable than Conjugate Gradient (CG) method. The proposed approach was also applied to inverse real MT data collected from the Kashan area, which is the most interesting area for oil and gas exploration in the Central Iran Basin. The obtained model shows the Qom Formation, which is the most important reservoir rock and hydrocarbon source rock in central Iran, and other geological structures of the region, such as the Navab anticline and faults.

    Keywords: Magnetotelluric, Lanczos Bidiagonalization, Qom Formation, Active Constraint Balancing (ACB), Kashan
  • Nematolah Najafi, Farshad Rahimpour * Pages 134-148

    In this study, the capability of local bacteria, isolated from oily sludge in Kermanshah refinery oil tanks, and cultivation environment conditions effects on fuel oil upgrading were investigated. In order to isolate and purify microorganisms, liquid and solid culture media were used, and the amount of microbial population increased during different stages. The isolated bacteria include the Pseudomonas aeruginosa and Rhodococus erythropolis. In these experiments, the selected variables including pH, temperature, time parameters, fuel oil concentration and microorganism concentration were used at different levels based on the conditions. Density and total sulfur reduction were used as responses parameters. Also, the effect of chemical surfactant on the responses was studied. Based on the achieved results, the best conditions for sulfur removal and converting heavy cut to ligher one, were obtained at pH = 6.5, temperature of 40 °C, fuel oil concentration 0f 4 % (V/V) microorganisms’ concentration of 2 % (V/V) and 3 days, together with the addition of chemical surfactant. The SARA analysis results shown that total sulfur and density in untreated fuel oil were 25400 ppm and 0.9428 kg/L, respectively, and in optimal treated one, they were 9400 ppm and 0.9096 kg/L, which it demonstrated that the conversion rate of fuel oil to gas oil was equal to 29.3% and reduction of total sulfur by more than 60%.

    Keywords: Fuel oil, Pseudomonas aeruginus, Rhodococcus erythropolis, Heavy oil upgrade, SARA