فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 122 (فروردین و اردیبهشت 1401)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 122 (فروردین و اردیبهشت 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/04/26
  • تعداد عناوین: 10
|
  • صدیقه خسروی، محسن مسیحی*، علی نخعی صفحات 3-23
    مخازن ناهمگن (مانند مخازن کربناته) با پیچیدگی در نقشه تراوایی، یا وجود شکاف های طبیعی و عمدتا نوع ترشوندگی نفت دوست دارای ضرایب بازیافت نفت پایین هستند. یکی از روش های ازدیاد برداشت نفت برای ارتقای درجه بازیافت چنین مخازنی استفاده از فرآیندهای سیلاب زنی شیمیایی از نوع ASP است. در این فرآیند، ترکیب آلکالین و سورفکتانت باعث می شود نفتی که به واسطه فشار مویینگی به دام افتاده آزاد گردد و هم زمان پلیمر اثر منفی بالا بودن تراوایی سنگ مخزن در برخی نواحی را کاهش می دهد و نسبت تحرک پذیری را بهبود می دهد. تمرکز اصلی این تحقیق بر تاثیر ناهمگنی در خواص مخزنی مانند تراوایی سنگ مخزن بر عملکرد فرآیند ASP است. در این پژوهش، با ساخت تعداد 23 مدل مخزنی به بررسی وجود ناهمگنی با فرض یک لایه کانال با تراوایی بالا به صورت صفحه افقی در راستای x، در راستای y و در راستای z و صفحاتی در عرض جریان و همچنین در طول جریان و اجرای شبیه سازی جریان برای آنها به مقایسه تاثیر آنها پرداخته می شود. به طور خاص، سیلاب زنی آب، پلیمر، AS+P و P+AS+P برای همه ی مدل ها اجرا  و میزان ضریب بازیافت نفت در مقابل حجم سیال تزریقی محاسبه گردید. همچنین برای بررسی نقش عوامل مختلف، جبهه های تزریق در هر سناریو، ضریب مقاومت سیال در مقابل جریان، میزان دبی تولیدی سیال بر جرم مواد تزریقی، غلظت های متفاوت تزریق مواد مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج شبیه سازی برای یک دوره تولیدی تقریبا ده ساله نشان داد میزان ضریب بازیافت نفت برای فرآیند P+AS+P حدود 20% نسبت به سیلاب زنی آب افزایش می یابد. همچنین، مشاهده گردید برای هر مورد شبیه سازی اندازه بهینه لخته مربوطه سیستم مانند لخته آب یا پلیمر به تنهایی یا لخته AS در سیلاب زنی (P+AS+P) و پلیمر در سیلاب زنی (P+W+P) قابل بررسی و تعیین است. برای مدل های ناهمگن با کانال تراوا، ضریب شکلی کانال (نسبت پهنا به ارتفاع کانال تراوا) و جهت قرارگیری کانال تراوا در مدل برای ارزیابی میزان افزایش ضرایب بازیافت نفت دو حالت AS+P , P+AS+P در مقایسه با سیلاب زنی آب موثر دیده شد و در واقع، اختلاف بین دو حالت AS+P و P+AS+P را بیشتر بروز می دهد.
    کلیدواژگان: مخازن ناهمگن، ازدیاد برداشت، آلکالین، سورفکتانت، پلیمر (ASP)
  • اشکان کیانی، عباس هاشمی زاده* صفحات 24-50

    در برداشت اولیه هیدروکربن‏ها که با استفاده از سازوکار‏های طبیعی مخزن صورت می گیرد، به دلایل مختلف از جمله کاهش فشار ناشی از تولید، در بهترین حالت کمتر از یک سوم نفت تولید می‏گردد. همچنین با اتخاذ روش‏های ثانویه ازدیاد برداشت مانند تزریق آب نیز با وجود کاربرد گسترده، به دلیل تحرک بالای آب نسبت به نفت، بخش عظیمی از منابع قابل تولید نخواهد بود. از این رو جهت تامین تقاضای نفت خام که به صورت پیوسته در حال افزایش است، همواره نیاز به استفاده از روش‏های ثالثیه ازدیاد برداشت جهت افزایش ضریب بازیافت پس از شروع تولید وجود دارد. از جمله روش‏های کارآمد جهت افزایش میزان بازدهی در فرآیند جاروب‏زنی نفت خام، تزریق (سیلاب زنی) پلیمر است که به عنوان یکی از روش‏های شیمیایی موثر ازدیاد برداشت از سال‏ها پیش تا کنون مورد استفاده قرار گرفته است. از آنجا که مطالعه موردی به صورت گسترده، ژرف و جزیی نگر به مطالعه یک مورد خاص می پردازد و در نتیجه به محدوده وسیعی از دانش برای تحلیل سیستم های پیچیده دسترسی می یابد، این اطمینان در پژوهش مطالعه موردی حاصل می شود که تمام اجزا مورد بررسی قرار گرفته اند. از این رو در این مقاله پس از بررسی نظام مند بسیاری از مطالعات موردی موفق ازدیاد برداشت توسط عملیات سیلاب زنی پلیمر در میادین مختلف نفتی جهان، به بررسی عوامل و شرایط تاثیر‏گذار در هر یک از مراحل انتخاب پلیمر، عملیات تزریق و سپس تاثیر آن برروی میزان افزایش نرخ تولید و همچنین میزان ضریب بازیافت نفت مخزن پرداخته شده و چالش های موجود در این عملیات ها به دقت مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از تحقیق نشان می دهد افزودن پلیمر مناسب به آب در فرآیند سیلاب زنی و در شرایط مختلف، از پتانسیل بالقوه‏ای برای کاهش میزان تولید آب و همچنین کاهش میزان اشباع نفت باقی مانده مخازن و در نتیجه افزایش ضریب بازیافت نفت برخوردار است.

    کلیدواژگان: سیلاب زنی پلیمری، ازدیاد برداشت نفت، ضریب بازیافت نفت، تحرک پذیری آب، مطالعه موردی
  • سمانه بورد، محمدتقی صادقی*، عزت الله کاظم زاده، روح الدین میری صفحات 51-63

    تزریق آب هوشمند به مخزن کربناته همواره با ابهامات فراوانی روبرو بوده است. در این مطالعه با بررسی یکی از عوامل موثر نظیر ترکیبات یونی فعال در آب هوشمند این دسته ابهامات بیشتر مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. واکنش بین سه فاز، نفت، سنگ و آب شور که منجر به تغییر ترشوندگی می شود نیازمند وجود ترکیبات یونی فعال در آب هوشمند و ترکیبات فعال در نفت است. وجود این ترکیبات در غلظت های مطلوب عامل موثر انجام واکنش های تبادل یونی و بدنبال آن تغییر در حالت ترشوندگی است. در حقیقت، غلظت بهینه یون های فعال منجر به تشکیل یک فیلم آب پایدار و تغییر در ترشوندگی سنگ می شود. در این مطالعه، آزمایش های اندازه گیری زاویه تماس و فرآیند آشام خودبه خودی روی نمونه هایی از مغزه آهکی انجام شده است. بدین منظور، مغزه ها با شرایط یکسان در مجاورت ترکیبات مختلفی از یون های فعال در آب هوشمند قرار گرفته اند. در این خصوص با استفاده از نتایج گردآوری شده می توان نحوه اثرگذاری ترکیبات فعال آب هوشمند و میزان تاثیر آن را تفسیر و بررسی نمود. همچنین، می توان نتیجه گرفت که کاتیون ها در حضور یون سولفات به اندازه حداقل غلظت موجود در آب دریا می توانند عملکرد مثبتی داشته و راندمان قابل قبول و بیشتری نسبت به غلظت های چند برابری یون سولفات در آب دریا در شرایط آزمایشگاهی داشته باشند.

    کلیدواژگان: آب هوشمند، ازدیاد برداشت، آشام خودبه خودی، ترکیبات یونی، سیلاب زنی هوشمند
  • محمدمهدی کردونی، سعید جمشیدی* صفحات 64-80

    اسیدکاری گسترده روشی برای بهبود عملکرد جریان ورودی به چاه است. در این عملیات، محلول اسیدی به منظور افزایش تراوایی مخازن کربناته در ناحیه نزدیک چاه، از طریق تشکیل سریع کانال هایی با شکل بی قاعده تحت عنوان کرمچاله به درون سازند تزریق می شود. روش های معمول دیگر جهت بهبود تولید در مخازن کربناته شامل شکاف هیدرولیکی، شکاف اسیدی، مشبک کاری با جت سیال و ترکیب اسیدکاری و مشبک کاری چاه های دارای تکمیل لوله جداری می باشد. هدف از این پژوهش، محاسبه میزان پیشروی کرمچاله ها در یک لایه کربناته افقی (شیب لایه=0) به هنگام تزریق اسید از یک چاه جهت دار که به صورت حفره باز یا حفره بسته تکمیل شده است، می باشد تا بدین طریق، تغییرات ضریب پوسته در برابر زمان محاسبه شود. بدین منظور از مدل نیمه تجربی بویجس و گلسبرگن برای شبیه سازی پیشروی کرمچاله ها در ابعاد میدانی براساس برازش با داده های آزمایشگاهی نمودار بازدهی اسید، یک مدل توزیع فشار ناپایای ایجادشده درون سازند ناشی از یک چاه جهت دار و همچنین، یک مدل تک فازی جریان سیال نیوتنی درون چاه با درنظر گرفتن اثر ورود و خروج سیال از طریق دیواره چاه، استفاده شده است تا از حل همزمان معادلات این سه مدل در کنار هم بتوانیم میزان پیشروی کرمچاله ها در هر بازه زمانی را به دست آوریم. براساس نتایج به دست آمده، میزان پیشروی کرمچاله ها در لایه مخزنی با افزایش عمق کاهش می یابد چراکه با شروع اسیدکاری، تراوایی قسمت های بالایی لایه مورد نظر افزایش بیشتری به دلیل تماس سریعتر اسید با آن ها، می یابد که منجر به دریافت اسید بیشتر و درنتیجه عمق نفوذ بالاتر کرمچاله ها در قسمت های بالایی لایه می شود. همچنین، تکمیل حفره بسته نسبت به تکمیل حفره باز، باعث افزایش پیشروی کرمچاله ها و در نتیجه بهبود عملیات اسیدکاری مخازن کربناته می شود. لازم است تعداد بهینه زیرلایه های مورداستفاده در شبیه سازی به منظور دقت و سرعت مناسب محاسبات در نظر گرفته شود تا بتوان از صحت نتایج اطمینان حاصل کرد. افزایش زاویه چاه تنها تا یک عمق خاص باعث افزایش پیشروی کرمچاله ها می شود، اما این به معنای بهبود عملیات اسیدکاری و کاهش ضریب پوسته نیست، بلکه حداقل ضریب پوسته در یک زاویه خاص ایجاد می شود که باید در طراحی چاه های جهت داری که مخزن آن ها حتما به اسیدکاری نیاز دارد، درنظر گرفته شود.

    کلیدواژگان: اسیدکاری مخزن کربناته، چاه جهت دار، گسترش کرمچاله، توزیع فشار ناپایای مخزن، تکمیل حفره بسته
  • زینب آقازاده خانشیر، وحید توکلی* صفحات 81-94
    افزایش تخلخل و تراوایی سنگ های مخزنی در شرایط سطحی به سبب کاهش فشار روباره، سبب می شود تا مقدار هیدروکربن برجا بیشتر از مقدار واقعی آن محاسبه گردد. در این مطالعه، تاثیر فشارهای مخزنی بر تغییرات تخلخل سازندهای کربناته کنگان و دالان در بخش مرکزی خلیج فارس موردبررسی قرارگرفته است. تخلخل و تراوایی 111 نمونه پلاگ در فشارهای روباره 7/14، 2200، 3700، 5000 و psi 5700 اندازه گیری شد. با اعمال حداکثر فشار، میزان تخلخل در اغلب نمونه ها تا 2% کاهش می یابد. رفتار تخلخل نمونه ها در برابر فشار در نمونه های مختلف، متفاوت بود و در نتیجه نمونه ها به دسته های همگن تر تقسیم شدند. به منظور ارزیابی ناهمگنی و بررسی دقیق این رفتار، در این مطالعه از شناخته شده ترین روش های تعیین گونه سنگی شامل وینلند، شاخص منطقه جریان، لوسیا و محدوده داده تخلخل و تراوایی استفاده شد. تغییرات تخلخل در برابر فشار برای هر نمونه رسم گردید و رابطه کاهش میزان تخلخل با افزایش فشار برای هر نمونه تعریف شد. با توجه به اینکه هدف این مطالعه بررسی چگونگی تغییرات تخلخل در برابر فشار است، شیب خط حاصل به عنوان شاخص تغییرات در نظر گرفته شد و نمونه هایی با شیب یکسان به عنوان نمونه های مشابه در نظر گرفته شدند. به عبارت دیگر، چنانچه آهنگ تغییرات تخلخل در نمونه ها با تغییرات فشار یکسان بود، این نمونه ها در این مطالعه مشابه هم درنظر گرفته شدند. سپس، ضریب تغییر به عنوان شاخص پراکندگی شیب خطوط، در هر گونه سنگی محاسبه شد. نتایج حاصل از روش های گوناگون تعیین گونه سنگی نشان داد که بهترین روش ها برای ارزیابی ناهمگنی آزمایش تغییر تخلخل با فشار، به ترتیب کارایی عبارت از شاخص منطقه جریان، محدوده تراوایی، وینلند و لوسیا هستند. این امر به سبب تاثیر هم زمان تخلخل و تراوایی در فرمول محاسبات این روش ها است.
    کلیدواژگان: تغییرات تخلخل، فشارهای مخزنی، گونه سنگی، کنگان، دالان
  • الیاس قلعه گلاب، سیاوش ریاحی* صفحات 95-107
    هدر رفتن سرفکتانت و پلیمر در طی عملیات تزریق در مخازن به عنوان مهم ترین مساله در امکان پذیر بودن عملیات تزریق مواد شیمیایی محسوب می گردد. تزریق هم زمان پلیمر و سرفکتانت نیز باعث ایجاد برهم کنش بین سرفکتانت و پلیمر شده و سبب کاهش قابل ملاحظه ای در عملکرد آن ها می گردد. بهترین راه حل برای برطرف نمودن این مشکل استفاده از ماده ای جدید به نام سرفکتانت پلیمری است که می تواند یک جایگزین بسیار جذاب برای استفاده هم زمان این دو ماده تلقی گردد. یکی از مشکلات اساسی تزریق مواد شیمیایی، جذب این مواد برروی سنگ مخزن است که به دلیل آن که پژوهش ها محدودی در رابطه با بررسی میزان جذب سرفکتانت پلیمری برروی سنگ مخازن و مقایسه آن با میزان جذب پلیمرهای معمولی انجام شده است، در این پژوهش میزان جذب یک سرفکتانت پلیمری و یک پلیمر معمولی در دماهای مختلف برروی نمونه سنگ کربناته مورد بررسی قرار گرفته است. ابتدا پلی اکریل آمید هیدرولیز شده (HPAM) و پلی اکریل آمید اصلاح شده آبگریز (HMZPAM)، به عنوان یک سرفکتانت پلیمری، با استفاده از یک گروه آب گریز زویتری سنتز گردید و در ادامه اثر این دو پلیمر در غلظت های 50 تا mg/L 1000 در دمای 25 تا C° 80، برروی جذب سطحی در سنگ کربناته بررسی شد. نتایج کلی حاصل از این آزمایش ها نشان می دهد که جذب سطحی HPAM و HMZPAM برروی سنگ مخزنی از جنس دولومیت (دارای بار سطحی مثبت)، با افزایش غلظت پلیمر، افزایش می یابد. به طورکلی می توان گفت که عامل اصلی در جذب سطحی پلیمرها، نیروهای الکترواستاتیکی می باشند که به دلیل آن که پلیمر HMZPAM نسبت به پلیمر HPAM، در ساختار خود علاوه بر گروه عاملی منفی -COO، گروه عاملی منفی SO3- را نیز دارد، این گروه های عاملی منفی، بیشتر جذب بار مثبت سطح سنگ شده که در نتیجه سبب افزایش میزان جذب سرفکتانت پلیمری HMZPAM نسبت به HPAM می گردند.
    کلیدواژگان: سرفکتانت پلیمری، پلیمر، جذب سطحی، دما، دولومیت، کربناته
  • پروانه ناروئی، میر محمد خلیلی پور لنگرودی*، فرهاد شهرکی، محمدرضا سردشتی بیرجندی صفحات 108-123

    هیدروژن از مهم ترین منابع انرژی تجدید پذیر است ولی در اکثر پالایشگاه ها هم زمان با تولید هیدروژن توسط سوخت های فسیلی، مقدار قابل توجهی CO2 نیز تولید می گردد. در این مقاله به ارایه مدل ریاضی برای انتشار میزان CO2 از هر واحد موجود در شبکه هیدروژن و همچنین بهینه سازی چند هدفه، پرداخته شده است. این مدل شامل برنامه ریزی ریاضی خطی (LP) است که رابطه بین میزان انتشار CO2 و خوراک ورودی به سیستم سوخت و محصول خروجی واحد تولیدکننده هیدروژن را نشان می دهد. پارامترهای ثابت مدل براساس داده های تجربی موجود از شبکه هیدروژن پالایشگاه نفت بندرعباس به دست آمده است. تابع هدف نیز بر اساس تابع چند هدفه کاهش هم زمان نشر CO2 و کاهش کل هزینه های شبکه هیدروژن می باشد. نتایج حاصل از بهینه سازی کاهش 1/29% و 4/22% را به ترتیب برای نشر CO2 و کل هزینه های موجود در شبکه هیدروژن نشان می دهند. نتایج همچنین بیانگر افزایش مقدار m3/h 16200 با استفاده مجدد از هیدروژن ارسالی به سیستم سوخت هستند.

    کلیدواژگان: شبکه هیدروژن، مدیریت هیدروژن، نشر CO2، بهینه سازی، مدل سازی ریاضی خطی
  • پویان بازوند*، کامیار احمدپور، محمدرضا نیکنام، بهنام نصرت پناه، امین دریاسفر صفحات 124-145

    در طول سال های اخیر، فعالیت های تحقیقاتی در خصوص تزریق آب هوشمند در میادین نفتی افزایش یافته است. تزریق آب هوشمند با بهینه نمودن ترکیب یونی و میزان شوری آب تزریقی یک روش امید بخش برای افزایش ضریب بازیافت نفت است. مطالعات انجام شده طی دو دهه اخیر نشان داده است که تزریق آب هوشمند نسبت به آب دریا می تواند منجر به افزایش ضریب بازیافت نفت گردد. تاکنون سازوکارهای متعددی به منظور توصیف عملکرد تزریق آب هوشمند در ازدیاد برداشت نفت ارایه شده است. با این حال به دلیل واکنش های پیچیده شیمیایی و فیزیکی، سهم هر کدام از سازوکار ها در افزایش ضریب بازیافت نفت مشخص نشده است و به همین خاطر پیش بینی عملکرد مخازن تحت تزریق آب هوشمند دشوار است. در این مقاله تزریق آب هوشمند در مخازن کربناته و ماسه ای بطور جامع مورد بررسی قرار گرفته است. این مطالعه شامل مرور سازوکارهای موثر، سوابق فعالیت های آزمایشگاهی و میدانی و چالش های مربوطه در سنگ های کربناته و ماسه ای می باشد. در انتها معیارهای غربالگری مخازن کاندید تزریق آب هوشمند ارایه و بر اساس آن تزریق آب هوشمند در مخازن کربناته بنگستانی جنوب غربی ایران امکانسنجی شده است.

    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت نفت، تزریق آب کم شور، سازوکارمخازن ماسه ای و کربناته، مطالعات آزمایشگاهی و میدانی، مخازن کربناته ایران
  • علیرضا فضلعلی*، سلمان بهمنی، هدیه غفاری، محمد آقایی، عبدالرضا مقدسی صفحات 146-156
    در این تحقیق بنزین تولیدی واحد کاهش گرانروی پالایشگاه امام خمینی (ره) شازند مورد بررسی قرار گرفته است. بنزین این واحد، حاوی مقادیر زیادی ترکیبات گوگردی از جمله تیوفن، بنزوتیوفن است. این ترکیبات می توانند تاثیرات بسیار نامطلوبی را هم برای تجهیزات فرآیندی و هم برروی محیط زیست ایجاد کنند. مشخص است که وجود ترکیبات گوگردی و دی الفینی موجود در بنزین این واحد به علت واکنش پذیری بالایی که دارند باعث تولید مقدار زیادی صمغ می شود. وجود صمغ و ترکیبات پلیمری سبب مسدود شدن لوله ها می گردد که نهایتا به از سرویس خارج شدن واحد منجر خواهد شد. اگر بتوان روشی پیشنهاد داد که به طور هم زمان ترکیبات دی الفینی و گوگردی مانند تیوفن ها را از نمونه بنزین حذف کند؛ دو هدف مهم هم زمان محقق می گردد. در این پژوهش یک روش بر پایه آلکیلاسیون مورد بررسی قرار گرفته است که در ابتدا کاتالیست جامد AlCl3 بر پایه سیلیکاژل ساخته شد و تاثیر پارامترهای مختلف از جمله ، دمای اختلاط کاتالیست با نمونه بنزین، اثرات دمایی عمل پیوند زنی کاتالیست، نسبت جرمی کاتالیست و جزء فعال کاتالیست برروی میزان حذف ترکیبات گوگردی بررسی شد و نتایج مطلوبی به دست آمد. نتایج نشان داد که مقدار گوگرد کل در نمونه اولیه که ppm 11236 گزارش شده بود، پس از کاهش فرآیند آلکیلاسیون در شرایط بهینه برای تمامی پارامترها به میزان 27/53% کاهش یافت.
    کلیدواژگان: آلکیلاسیون، گوگردزدایی، دی الفین، جزء فعال کاتالیست، کاهش گرانروی
  • فیروزه غلامی، علیرضا حبیبی*، سمیرا پاکدل، علی بهشتی آل آقا، روح الله شریفی صفحات 157-167
    آلودگی به موادنفتی اغلب در واحدهای بهره برداری، پالایش و فرآوری امری گریزناپذیر است. انتشار این ترکیبات به محیط زیست اغلب موجب اثرات نامطلوب بر سلامت انسان و سایر موجودات زنده می شود و بنابراین باید با استفاده از روش های کارآمد برای حذف آنها اقدام نمود. تجزیه زیستی توسط میکروارگانیسم ها روشی کم هزینه، موثر و سازگار با محیط زیست در حذف آلودگی های نفتی از محیط های آلوده است که موفقیت آن بستگی بسیاری به وجود میکروارگانیسم های توانمند به حذف ترکیبات هیدروکربنی حلقوی و خطی دارد. از این رو، جداسازی و شناسایی باکتری های بومی تجزیه کننده سازگار با شرایط محیط و توانمند به تحمل بار بالای آلاینده ها، حایز اهمیت است. در این پژوهش، چهار سویه باکتریایی (Arthrobacter citreus ،Staphylococcus gallinarum ،Bacillus thuringiensis و Paenarthrobacter nitroguajacolicus) که پیش تر از خاک های آلوده به ترکیبات نفتی در منطقه نفت شهر جداسازی شده بودند، برای حذف زیستی نفتالین و هگزادکان بکار گرفته شدند. نتایج نشان داد که اگر چه تمامی این چهار سویه امکان حذف نفتالین و هگزادکان را به عنوان تنها منبع تامین کننده کربن دارند؛ اما سویه B. thuringiensis بهترین عملکرد را در حذف هر دو ترکیب نشان داد به طوری که طی مدت 7 روز توانست 31/90٪ از نفتالین (غلظت اولیه mg L-1 200) و 89/78٪ از هگزادکان (غلظت اولیه mg L-1 1000) را به ترتیب با سرعت ویژه mg gcell-1 day-1 25/99 و mg gcell-1 day-1 43/231 حذف نماید. براساس این نتایج، می توان گفت که این باکتری تولیدکننده بیوسورفکتانت، پتانسیل بالایی در تیمار زیستی محیط های آلوده به هیدروکربن های نفتی خطی و حلقوی دارد.
    کلیدواژگان: تجزیه زیستی، اکسایش هوازی، هیدروکربن های خطی و حلقوی، باکتری های بومی، آنزیم کاتکول مونواکسیژناز
|
  • Sedigheh Khosravi, Mohsen Masihi *, Ali Nakhaee Pages 3-23
    ASP flooding aims to remove oil trapped due to capillary forces and improve mobility ratios. In this study, the effects of reservoir heterogeneities (i.e. high permeable channels) on waterflooding, polymer, AS + polymer, polymer + AS + polymer flooding have been studied. In particular, the role of the front, resistance factor,  the rate of injected fluids per volume of injected fluid and concentrations of injected fluids have been investigated. The simulation results showed that the P+AS+P gives higher recovery (20%) compared to the water flooding. Also, it was observed that the optimum slug size of each system such as water or polymer slugs or AS in P+AS+P flood and polymer in P+W+P flood can be determined. For heterogeneous models with permeable channels, channel aspect ratio and the direction of channels are observed to be the effective factors for oil recovery.
    Keywords: Alkaline -Surfactant- Polymer, Heterogeneous Reservoirs, EOR
  • Ashkan Kyani, Abbas Hashemizadeh * Pages 24-50

    In the primary oil recovery, which is done using natural mechanisms in the reservoir, less than one third of the volume of petroleum is produced in the best cases for various reasons, including the process of reducing the pressure caused by production. In addition, by adopting secondary methods of oil recovery, such as water injection, despite the widespread use, due to the high mobility of water relative to oil, a large part of the resources will not be able to be produced. Therefore, in order to meet the demand for crude oil, which is constantly increasing, there is always a need to use EOR methods of overdraft to increase the recycling rate after the start of production. One of the efficient methods to increase the efficiency of the crude oil sweeping process is polymer injection (or flooding), which has been used as one of the chemical methods of oil recovery for many years. Since Case Study is a wide, in-depth, and detailed study of a particular case and thus accesses a wide range of knowledge for the analysis of complex systems, the assurance of case study research that all components have been examined is assured. In this study, after a comprehensive review of successful case studies, EOR by polymer flooding operations, the factors and conditions affecting each of the stages of polymer selection, injection operations and then its impact on the rate of increase in production rate and also the rate of reservoir oil recovery has been studied. The results of this operation in different oil fields show the addition of suitable polymer to water in the flooding process and in different conditions, the potential to reduce water production and also reduce the amount of oil saturation remaining in the reservoirs and thus increases oil recovery factor.

    Keywords: Polymer Flooding, EOR, Recovery Factor, Mobility Ratio, Case study
  • Samaneh Bovard, Mohammad Taghi Sadeghi *, Ezatollah Kazemzadehe, Rohaldin Miri Pages 51-63

    The process of injecting smart water into carbonate reservoirs has always faced many challenges. In this study, by examining one of the effective factors such as ionic compounds active in smart water, these ambiguities have been further investigated and analyzed. The reaction between three phases, oil, rock and saline, which leads to a change in wettability, requires the presence of ionic compounds active in smart water and active compounds in oil. The presence of these compounds in the desired concentrations is the driving force required to perform ion exchange reactions followed by a change in wettability. In fact, the optimal concentration of active ions leads to the formation of a stable water film and a change in the wettability of the rock. In this study, experiments measuring the contact angle and the spontaneous imbibition deferens process were performed on samples of limestone.  For this purpose, the cores with the same conditions are located in the vicinity of different compounds of active ions in smart water. In this regard, using the collected results, it is possible to interpret and study how to participate in the reaction and the effectiveness of the active compounds of smart water. It can also be concluded that cations in the presence of sulfate ions can have a positive performance at the minimum concentration in seawater and have acceptable efficiencies of about 41% in experimental conditions.

    Keywords: Smart Water, EOR, Spontaneous Imbibition, Ion Components, Smart Water Flooding
  • Mohammad Mehdi Kardooni, Saeid Jamshidi * Pages 64-80

    Matrix acidizing is a method for improving well inflow performance. In this operation, acidic solution is injected into the carbonate formation to increase near wellbore permeability by rapid creation of irregularly shaped channels named “wormholes”. Other common carbonate stimulation techniques include: hydraulic fracturing, acid fracturing, hydro-blasting and combination of acidizing and cased-hole perforation. In this research, we aim to calculate wormhole propagation in a horizontal carbonate later (bed dip=0) during acidizing a directionally drilled well which is open-hole or cased-hole and thus modeling skin factor evolution with time. For this purpose, Buijse-Glasbergen semi-empirical field scale wormhole propagation model based on regression with acid efficiency curve, a model for unsteady-state pressure distribution in the formation caused by a directionally drilled well and a model for single phase Newtonian fluid flow in the wellbore considering inflow/outflow from wellbore wall are coupled which by solving them simultaneously, wormhole propagation in each time step can be calculated. Based on the obtained results, wormhole propagation decreases with reservoir layer depth due to the fact that by starting acidizing job, permeability of the upper portions of the layer will increase more than the lower parts as a result of the sooner contact of the acid with them. Thus, these parts will receive larger volumes of acid and greater wormhole penetration depths. Also, wormhole propagation radius will be increased in a cased-hole completion in comparison with the open-hole and thus  carbonate reservoirs acidizing results will be improved. It is required to consider optimum number of sublayers used in simulation based on reasonable precision and runtime to obtain accurate results. Increasing wellbore inclination causes wormhole propagation to be increased to a specific depth, but it does not necessarily improve overall acidizing results and reducing skin factor. Minimum skin factor occurs in a specific inclination which must be considered in planning directional wells which their reservoirs will require acidizing certainly.

    Keywords: Carbonate reservoir acidizing, Directional well, Wormhole propagation, Unsteady-state reservoir pressure distribution, Cased-hole completion
  • Zeynab Aghazadeh Khanshir, Vahid Tavakoli * Pages 81-94
    Porosity and permeability of reservoir rocks increase due to the significant pressure drop at surface condition, accordingly this leads to overestimation of volume of hydrocarbons in place. In this study, the effect of overburden pressures on the porosity changes of Kangan and Dalan carbonate formations in the central part of the Persian Gulf has been investigated. Porosity and permeability of 111 plug samples were measured at pressures of 14.7, 2200, 3700, 5000 and 5700 psi. Porosity decreases up to 2 % by increasing up to maximum pressure. Samples react to pressure changes differently; and therefore, they justified into various groups. To evaluate the effect of heterogeneity and complete understanding of these reactions, the most acceptable methods of Winland, flow zone indicator, Lucia, porosity and permeability ranges have been used. The changes in porosity against pressure were plotted for each sample and the equation of decreasing the porosity by increasing pressure was defined. The purpose of this study is considering the changes in porosity by increasing the pressures; and therefore, the resulting line slope was considered as an index of changes, and samples with the same slope were considered as similar samples. In other words, if the rate of porosity change versus pressure is similar, the samples have been assumed as similar ones. Afterwards, the coefficient of variation was calculated as the index of line slopes’ dispersion. The results of various rock typing methods indicated that the best methods for evaluating the heterogeneity of porosity change with pressure, are flow zone index, permeability range, Winland and Lucia, respectively.
    Keywords: Porosity changes, reservoir pressures, Rock type, Kangan, Dalan
  • Elias Ghaleh Golab, Siavash Riahi * Pages 95-107
    The loss of surfactants and polymers in the injection process in reservoirs is considered the most crucial issue in the chemical injection process›s Feasibility. Simultaneous injection of polymers and surfactants causes interaction between surfactant and polymer and a significant reduction in performance. The best solution for solving this problem is using a new material called polymeric surfactant that can be an exciting alternative for currently available methods. These new materials can have the effect of polymer and surfactant like increase of water viscosity, reduction of interfacial tension between water and oil, and change in reservoir rock wettability simultaneously; thus, these new materials will further increase oil production relative to traditional methods. One of the fundamental problems of chemical injection is the adsorption of these substances on the reservoir rock. Because of limited research regarding the analysis of the adsorption rate of polymeric surfactant on reservoir rocks and comparing them with the adsorption rate of conventional polymers, in this study, the adsorption rate of this substance has been studied in different temperatures. First, in this research, A HPAM and HMZPAM As a polymeric surfactant synthesized using a Zwitterion hydrophobic group, and the effect of these two polymers was measured in concentrations between 50 to 1000 mg/L at temperatures between 25 to 80 oC on adsorption of surface in carbonate rock. The results show that the adsorption of HPAM and HMZPAM on reservoir rock, which made of dolomite, increases with the increase in polymer›s concentration. Generally, the main factor in the adsorption of polymers are electrostatic forces which because HMZPAM compared to HPAM, in addition to COO- group also has SO3- group that these negative groups adsorbed more to the positive charge of the rock surface in which as a result increases the amount of adsorption of polymeric surfactant compared to HPAM.
    Keywords: Polymeric Surfactant, polymer, Adsorption, Temperature, Dolomite
  • Parvaneh Naroui, Mir Mohammad Khalilipour *, Farhad Shahraki, Mohammad Reza Sardashti Birjandi Pages 108-123

    Hydrogen is one of the most important sources of renewable energy, but in most refineries, along with the production of hydrogen by fossil fuels, a significant amount of CO2 is also produced. This paper presents a mathematical model for CO2 emission from each unit in the hydrogen network as well as multi-objective optimization. This model includes linear mathematical programming (LP), which illustrates the relationship between CO2 emissions and feed input to the fuel system and the output product of the hydrogen generating unit. The model constant parameters are obtained from the experimental data from the hydrogen network of Bandar Abbas Oil refinery. The objective function is based on the multi-objective function, which simultaneously reducing CO2 emissions and also reducing total annual cost of hydrogen network. The results of optimized network indicated that total annual cost and CO2 emissions have been decreased by 29.1% and 22.4%, respectively. Furthermore, hydrogen within the fuel system was recovered to use in hydrogen network by purifications units. The amount of hydrogen recovery from fuel gas, which has been sent to purification units, is 16200 m3/h.

    Keywords: Hydrogen management, CO2 emission, Optimization, linear mathematical modeling, Hydrogen Network
  • Pouyan Bazvand *, Kamyar Ahmadpour, Mohammad Reza Niknam, Behnam Nosrat Panah, Amin Daryasafar Pages 124-145

    In recent years, research activities on smart water flooding in oil industry have been increased significantly. Smart water injection, by optimizing the ionic composition and salinity of the injected water, is a promising technique to increase oil recovery. Studies over the past two decades have shown the benefits of smart water flooding over other oil recovery methods. So far, several mechanisms have been proposed to describe the performance of smart water process in literature. However, due to the complex chemical and physical reactions, the contribution of each mechanism in increasing oil recovery factor has not been determined; therefore, it is difficult to predict the performance of reservoirs behavior under smart water flooding. In this paper, smart water injection in carbonate and sandstone reservoirs has been comprehensively investigated. This study includes a review of effective mechanisms, laboratory and field observation and the challenge of smart water flooding in both carbonate and sandstone reservoirs. Finally, the screening criteria of candidate reservoirs for smart water injection are presented and based on that, smart water injection in carbonate reservoirs in southwestern Iran has been assessed.

    Keywords: Enhanced Oil Recovery, Smart Water Injection, Low-Salinity Water Injection, Carbonate, Sandstone Reservoirs, Laboratory, Field Studies
  • Alireza Fazlali *, Salman Bahmani, Hadieh Ghaffari, Mohammad Aghaii, Abdolreza Moghadassi Pages 146-156
    In this research, the gasoline produced by the refinery viscosity reduction unit has been investigated. The gasoline in this unit contains large amounts of sulfur compounds. The presence of sulfur and di-olefin compounds in this unit›s gasoline due to its high reactivity causes the production of a large amount of gum that will cause many adverse effects. In this research, a method based on alkylation is investigated; Initially, AlCl3 solid catalyst was made based on silica gel, and the effect of various parameters such as catalyst manufacturing method, catalyst mixing temperature with gasoline sample, temperature effects of catalyst bonding, catalyst mass ratio and catalyst active component on the removal of sulfur compounds were investigated. The results showed that the amount of total sulfur in the prototype decreased by 53.27%.
    Keywords: Alkylation, Desulfurization, Di-olefin, Catalyst, Vicosity Reduction
  • Firoozeh Gholami, Alireza Habibi *, Samira Pakdel, Ali Beheshti Ale Agha, Rouhalah Sharifi Pages 157-167
    Oil contamination is often inevitable in exploitation, refining, and processing units. The emission of these compounds into the environment causes adverse effects on human health and other living organisms hence, it is necessary to use efficient methods to remove them. Bioremediation by microorganisms is a cost-effective and environmental-friendly method for remediation of oil contamination from the environment which its success depends on microorganisms that are capable to remove of aromatic and aliphatic hydrocarbons. Therefore, it is important to isolation and characterization indigenous-degrading bacteria that are able to tolerance contaminants at a high loading rate. In this study, four bacterial isolates (Arthrobacter citreus, Staphylococcus gallinarum, Bacillus thuringiensis, Paenarthrobacter nitroguajacolicus), which was previously isolated from petroleum-contaminated soils of Naft-Shahr, were used for bioremediation of naphthalene and hexadecane. The result showed although all four strains could utilize naphthalene and hexadecane as only carbon source, whoever B. thuringiensis strain had shown the best efficiency in removal of both compounds. This strain could remove 90.31% of naphthalene (initial concentration of 200 mg L-1) and 78.89% of hexadecane (initial concentration of 1000 mg L-1) with a specific rate of 99.25 mg gcell-1 day-1 and 231.43 mg gcell-1 day-1 during 7 days respectively. Based on these results, this biosurfactant-producing bacterium had shown high potential in bioremediation of environment contaminated with aliphatic and aromatic petroleum hydrocarbons.
    Keywords: Bioremediation, Aerobic oxidation, Aromatic, Aliphatic Hydrocarbons, Indigenous bacteria