فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 126 (آذر و دی 1401)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 126 (آذر و دی 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/10/28
  • تعداد عناوین: 10
|
  • میلاد مرادی، حسن رحیم پور بناب، علی کدخدایی* صفحات 3-18
    تراوایی یکی از مهم ترین پارامترها در مخازن هیدروکربنی است. درک صحیح از مقدار تراوایی و نحوه توزیع و گسترش آن در فرآیند مدیریت تولید از میدان سودمند است. فرآیند  مغزه گیری به دلیل محدودیت های که وجود دارد برروی تعداد کمی از چاه های میدان انجام می گیرد درحالی که بیشتر چاه ها تحت عملیات چاه نگاری قرار می گیرند. بنابرین یافتن راهی برای تخمین خصوصیات مخزن توسط نگاره های چاه پیمایی و مدل سازی آن در میدان تکنیک با ارزشی است. بنابراین در این پژوهش از روش شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه (پس انتشار خطا) برای تخمین تراوایی بخش های مختلف سازند شوریجه در حوضه رسوبی کپه داغ استفاده شده است. نمودارهای صوتی، نوترون و چگالی و نتایج حاصل از ارزیابی سازند شامل تخلخل و اشباع آب مفید به عنوان لایه ورودی و داده تراوایی حاصل از آنالیز مغزه دو چاه نیز به عنوان سلول های لایه خروجی برای آموزش شبکه مورد استفاده قرار گرفت. پس از آموزش شبکه با داده این دو چاه از داده آنالیز مغزه یک چاه دیگر برای آزمایش شبکه استفاده شد که در مرحله آزمایش شبکه ضریب هبستگی 98% برای تراوایی به دست آمد. با استفاده از این شبکه عصبی، تراوایی برای چاه های دیگر میدان که فاقد داده مغزه بودند تخمین زده شد. بعد از تخمین تراوایی به کمک شبکه عصبی نحوه توزیع و گسترش آن به کمک الگوریتم مدل سازی گوسی متوالی (SGS) در مقیاس میدان مشخص گردید. طبق مدل به دست آمده نواحی ماسه سنگی که عمدتا در زون های B و D هستند به عنوان نواحی مخزنی تفکیک شده اند و همچنین نواحی مرکزی و شمال غربی میدان به دلیل میانگین تراوایی بالاتر نواحی مستعد برای حفاری های بعدی میدان می باشند.
    کلیدواژگان: سازند شوریجه، کپه داغ، نگاره چاه پیمایی، شبکه عصبی مصنوعی پرسپترون چند لایه، شبیه سازی گوسی متوالی (SGS)
  • علی اسماعیل زاده، مجید نیکخواه*، حامد شیرازی صفحات 19-37
    عملیات شکافت هیدرولیکی به عنوان یکی از متداول ترین روش های ازدیاد برداشت چاه های نفت و گاز برای تولید مخازن نامتعارف و همچنین تولید بیشتر در مخازن، به کار برده می شود. تعیین راستای گسترش شکستگی و هندسه شبکه شکستگی ایجاد شده توسط فرآیند شکافت هیدرولیکی در افزایش نفوذپذیری مخزن نقش مهمی دارد. در این تحقیق به منظور درک بهتر مکانیزم ایجاد و گسترش ترک ها در فرآیند شکافت هیدرولیکی از انتشار آوایی (اکوستیک) استفاده شده است. آزمایش ها برروی نمونه های بلوکی بتنی تحت شرایط تنش سه محوره واقعی انجام شده و رفتارنگاری انتشار آوایی هم زمان با تزریق سیال به درون نمونه صورت گرفته است. به منظور بررسی رفتارهای انحراف ترک در فرآیند شکافت هیدرولیکی و تاثیر شکستگی های طبیعی سازند بر آن، از نمونه های شکاف دار استفاده شده است. نتایج این تحقیق نشان می دهند که شکاف از پیش موجود، فشار شکست نمونه ها را کاهش داده و مقدار اختلاف تنش افقی، مسیر انتشار ترک را در طول آزمایش شکافت هیدرولیکی تحت تاثیر قرار می دهد. از رفتارنگاری انتشار آوایی در حین آزمایش های شکافت هیدرولیکی نتیجه و پاسخ مفیدی در تحلیل فرآیند شکافت هیدرولیکی به دست آمده و تحلیل داده های انتشار آوایی نشان می دهند که نوع ترک های ایجاد شده، اغلب ترک های کششی هستند.
    کلیدواژگان: شکافت هیدرولیکی، انتشار آوایی، تنش سه محوره واقعی، شکاف از پیش موجود، ازدیادبرداشت
  • دانش میرزایی، علی بهبهانی نیا*، اشکان عبدالی سوسن، سید محمدرضا میری لواسانی صفحات 38-56
    خرابی و تعمیر تجهیزات، نقش تعیین کننده ای در دسترس پذیری کل سیستم دارد. در پژوهش حاضر، به ارایه یک راهکار کاربردی جهت تحلیل زمان تعمیر تجهیزات و پیش بینی رفتار تجهیز پرداخته شده است. جهت تخمین زمان خرابی و مدت زمان تعمیر تجهیزات، از تجربه فرد متخصص استفاده گردیده است؛ لذا این پژوهش، برروی تخمین زمان تعمیر و نرخ تعمیر تجهیز پمپ اصلی روان کاری در سیستم تولید توان توربین گازی با رویکرد وارد نمودن تجربه انسانی تمرکز نموده است. در مرحله بعد، یک تحلیل پیش بینی دسترس پذیری سالیانه تجهیز در یک بازه زمانی 20 ساله انجام گرفته که بدین ترتیب، سال های بحرانی تجهیز از نظر مدت زمان خرابی با ارزیابی و بررسی دسترس پذیری سالیانه مشخص می شود. برای این هدف، با استفاده از منطق فازی، از یک پایگاه دانش و تجربه انسانی جهت برآورد مدت زما ن های تعمیر استفاده شده و با طراحی یک سیستم عصبی-فازی، کل زما ن های تعمیر شبیه سازی شده است؛ که جهت تخمین و پیش بینی زمان تعمیر تجهیز به کار برده شده است. در ادامه، با استفاده از روش شبیه سازی مونت کارلو، دسترس پذیری سالیانه، نرخ تعمیر وابسته به زمان و سایر شاخص های دسترس پذیری محاسبه شده است. مدل هدف، پمپ اصلی سیستم روغن کاری واحد توربین گازی پالایشگاه آبادان در ایران است. بررسی نتایج به دست آمده، نشان می دهد که اعمال تعمیرات پیش گیرانه در بازه های زمانی بهینه 150 تا 160 روزه، تاثیر به سزایی در افزایش دسترس پذیری تجهیز داشته و منجر به کاهش بازرسی های دوره ای اضافی می گردد. همچنین حداقل دسترس پذیری سیستم، 96% و حداکثر 99% پیش بینی شده است.
    کلیدواژگان: منطق فازی، شبکه فازی-عصبی تطبیقی، تابع عضویت، دسترس پذیری، قابلیت اطمینان
  • احسان گل محمدی، علی مرادزاده، ابوالفضل عبداللهی پور، رضا محبیان*، شروین اسدی صفحات 57-71
    مطالعه و ارزیابی مخازن شکسته از بزرگ ترین چالش های مطالعاتی میادین نفتی محسوب می شود. از این رو ارایه روشی کارآمد در شناخت و تعیین میزان شکستگی ها ضروری است. نگارهای تصویری FMI از ابزار های بسیار قوی برای مطالعه و شناسایی شکستگی ها در اطراف دیواره چاه ها هستند. نگار تصویری FMI یک تصویر غیر مستقیم با تفکیک پذیری بالا از دیواره چاه نمایش می دهد. هدف از این پژوهش استفاده از نگار های تصویری FMI و نشان گرهای لرزه ای بهینه جهت ارزیابی توزیع شکستگی های میدان مورد مطالعه است. جهت نیل به هدف از داده لرزه ای سه بعدی پس از برانبارش و داده نگار تصویری FMI در سه چاه B ،A و C موجود در یکی از میادین جنوبی ایران استفاده شد که دو چاه A و B جهت تخمین و شناسایی و چاه C نیز جهت اعتبار سنجی نتایچ مورد استفاده قرار گرفت. جهت شناسایی شکستگی ها در چاه های میدان و تفسیر نگارهای FMI، از نرم افزار ژیولاگ استفاده گردید. در نهایت شکستگی ها در چاه A با مجموع 152 شکستگی های باز و بسته با روند شمال شرقی- جنوب غربی و در چاه B با مجموع 235 شکستگی های باز و بسته با روند کلی شمال- جنوب شناسایی شد و زون های دارای چگالی شکستگی بالا نیز مشخص شد. سپس این نتایج به نرم افزار همپسون راسل انتقال پیدا کرد و با استفاده از ترکیب نشان گرهای لرزه ای بهینه چگالی شکستگی در میدان مورد مطالعه تخمین زده شد. همچنین با استفاده از میزان توزیع شکستگی ها، گسل های میدان نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که استفاده از روش تلفیق نگارهای تصویری FMI و نشان گرهای لرزه ای مناسب، روشی کارآمد در مطالعه و ارزیابی توزیع شکستگی ها در مخازن شکسته است که می تواند در میادین مشابه نیز مورد استفاده قرار گیرد.
    کلیدواژگان: مخازن شکاف دار، شکستگی ها، گسل ها، نگار تصویری FMI، چگالی شکستگی، نشان گرهای لرزه ای
  • ارسلان زینل زاده*، جواد هنرمند، سمیه پرهام، کتایون رضایی پرتو صفحات 72-82
    دشت گرگان در شمال ایران واقع شده و دارای گل فشان و افق های پرفشار است. از رسوبات میوسن و قدیمی تر این منطقه اطلاعات محدودی وجود دارد و داده های موجود از رسوبات پلیوسن و جوان تر، شناخت کاملی از زمین شناسی این ناحیه ارایه نمی دهد. عدم وجود فسیل های شاخص در رسوبات، تعیین سن و بررسی گسترش لایه ها را با ابهاماتی همراه کرده است. در این مطالعه نرخ های رسوب گذاری و فرونشست لایه های سنوزوییک در دو چاه، با استفاده از نرم افزارهای مدل سازی حوضه مورد بررسی قرار گرفته است. رسوبات سنوزوییک دشت گرگان شامل رسوبات پالیوسن-میوسن و سازندهای چلکن (پلیوسن پایینی)، آقچاگیل (پلیوسن بالایی)، آپشرون (پلیستوسن پایینی)، باکو (پلیستوسن بالایی) و نیوکاسپین (هلوسن) است که عمدتا از ماسه سنگ و گل سنگ تشکیل شده اند. این مطالعه نشان می دهد، رسوبات ضخیم پلیوسن-عهد حاضر دشت گرگان با نرخ های بالا نهشته شده اند که هم زمان با افزایش فعالیت کوه زایی در منطقه و جدایش تدریجی حوضه خزرجنوبی از آب های آزاد و تغییر محیط رسوبی از دریایی به رودخانه ای-دلتایی است. نرخ های رسوب گذاری نهشته های سنوزوییک به سمت بخش ساحلی دشت گرگان افزایش می یابند. کمترین نرخ های رسوب گذاری در نهشته های پالیوسن-ایوسن و بیشترین نرخ در سازند باکو (پلیستوسن بالایی) است. نرخ های رسوب گذاری بالا از عوامل شکل گیری گل فشان و افق های پرفشار در منطقه است و این نرخ ها می توانند تاثیر مهمی در عناصر و فرآیندهای سیستم نفتی ناحیه داشته باشند.
    کلیدواژگان: مدل سازی حوضه، نرخ رسوب گذاری، نرخ فرونشست، رسوبات سنوزوئیک، دشت گرگان
  • علی کریمی، سعید صادق نژاد* صفحات 83-94
    بخش قابل توجهی از منابع هیدروکربنی ایران از مخازن شکاف دار با ماتریس سنگ متراکم تولید می شود. ساختار حفرات این مخازن، پیچیدگی های زیادی دارد و حفرات و گلوگاه های ریز در ابعاد نانومتری ذخیره هیدروکربن را به عهده دارند. با درک ساختار فضای متخلخل و بررسی جریان سیال درون حفرات ریز می توان دید بهتری از رفتار فضای متخلخل در مقیاس بزرگ به دست آورد. بررسی جریان سیال در سنگ مخزن نیازمند ساختارهای سه بعدی با دقت مناسب است. با این وجود استفاده از روش های مرسوم برای بازسازی شبکه حفرات پرهزینه است و از طرفی با پیچیده تر شدن این ساختارها توانایی این روش ها در بازسازی شبکه حفرات به طور چشم گیری کاهش می یابد. در سال های اخیر با پیشرفت در علوم کامپیوتر به ویژه هوش مصنوعی دروازه جدیدی به منظور بازسازی ساختارهای پیچیده به مانند سنگ مخزن گشوده شده است. با استفاده از روش های یادگیری ماشین می توان مدل های سه بعدی با دقت بسیار بالا ایجاد و خواص پتروفیزیکی سنگ را از آن ها محاسبه کرد. یکی از این روش ها شبکه عصبی مولد رقابتی می باشد که توانایی خود در بازسازی شبکه حفرات را ثابت کرده است. در این پژوهش، از یک شبکه عصبی مولد رقابتی با لایه های همگشتی به منظور بازسازی تصاویر FIB-SEM یک سنگ مخزن متراکم در مقیاس حفره استفاده شده است. با استفاده از شبکه عصبی آموزش داده شده، تحقق های مختلفی از شبکه حفرات ساخته می شود. تخلخل و تراوایی تصاویر باز ساخته شده بسیار نزدیک به این خواص در نمونه تصویر واقعی بوده و دارای انحراف به ترتیب 07/1 و 24/5% برای تخلخل و تراوایی است. مشاهده می شود که شبکه عصبی مولد رقابتی تونایی بالایی در بازسازی شبکه حفرات دارد و می توان با کمک آن به بررسی شرایط سنگ مخزن در مقیاس حفره پرداخت.
    کلیدواژگان: بازسازی تصویر، مدل سازی شبکه حفرات، شبکه عصبی مولد رقابتی، سنگ مخزن متراکم، میکروسکوپ الکترونی باریکه یونی متمرکز
  • پریسا بهنود، محمدرضا خرسند*، مصطفی کشاورز مروجی صفحات 95-109
    سیلاب زنی از طریق تزریق گاز دی اکسید کربن مدت های مدیدی است که به عنوان یک روش رایج به منظور بهبود بازیابی نفت، کاهش اثر گلخانه ای گاز دی اکسید کربن، ذخیره سازی دی اکسید کربن بکار میرود. تزریق گاز به صورت امتزاج پذیر همواره به عنوان کارآمدترین روش جهت افزایش ضریب بازیافت مطرح بوده است. ولیکن شرایط مخازن همواره به گونه ای نیست که فشار مخزن بالاتر از فشار امتزاج پذیری باشد؛ بلکه به دلیل مشکلات ناشی از حفظ و نگهداری فشار مخزن در محدوده موردنظر، اغلب مخازن که تحت عملیات تزریق گاز امتزاج پذیر بوده اند، مقادیر فشاری کمتر از فشار کمینه امتزاجی را تجربه می نمایند. لذا در این موقعیت، فرآیند تزریق تحت شرایط نزدیک- امتزاج پذیر از لحاظ عملیاتی امکان پذیرتر است. هدف از این مطالعه بررسی رفتار جریانی نفت- دی اکسید کربن در مقیاس- منفذ در فرآیند تزریق گاز نزدیک- امتزاج پذیر در یک محیط متخلخل ناهمگن است. از این رو ابتدا ناحیه فشاری نزدیک- امتزاج پذیری موثر براساس معیارهای موجود محاسبه و تعیین می گردد. سپس شبیه سازی عددی در مقیاس- منفذ در حد پایینی ناحیه فشاری مورد نظر (کمینه فشار ناحیه برابر با 87/0 حداقل فشار امتزاج پذیری)، با بهره گیری از ماژول میدان فازی در ترکیب با روابط ناویراستوکس با اتخاذ خواص سطحی نفوذی و خواص هیدرودینامیک سیالات در نرم افزار کامسول صورت می پذیرد. بررسی کمی نتایج حاصل از این مطالعه به منظور درک بهتر از مکانیسم بازیافت نفت در مقیاس-منفذ نشان می دهد چنانچه شرایط فشاری در سرتاسر مدل سازی در ناحیه فشاری نزدیک- امتزاج پذیری موثر حفظ گردد، ضریب بازیافت نفت از حدود 50% به بیش از 90% ارتقاء می یابد که این میزان بازیافت به مقادیر مربوط به فرآیند تزریق گاز امتزاجی نزدیک است.
    کلیدواژگان: ذخیره سازی دی اکسید کربن، مدل مقیاس- منفذ، ناحیه نزدیک- امتزاج پذیری، ازدیاد برداشت نفت، میدان فازی
  • یاسین خلیلی، یوسف رفیعی*، محمد شریفی صفحات 110-125
    امروزه شرکت های نفتی می بایست هزینه تمام شده به ازای تولید هر بشکه نفت را به کمترین حالت خودش برسانند. اینجاست که مفهوم بهینه سازی و پایش چاه ها می تواند امری حیاتی برای شرکت های نفتی باشد. انجام آزمایش های فشار گذرا راهی معقول برای ارزیابی رفتار دینامیک چاه و مخزن می باشد، چراکه شعاع ارزیابی بیشتری نسبت به سایر روش ها دارد. انجام اینگونه آزمایش ها همچون آزمایش ساق مته هزینه بر بوده و در فواصل زمانی خاصی بررسی می شوند و نیازمند تجهیزات به خصوصی هستند. امروزه استقبال زیادی در بکارگیری روش های فرازآوری مصنوعی به خصوص استفاده از پمپ های شناور الکتریکی در میادین و چاه های تولیدی ایران به عمل آمده است، تا نرخ تولید بهینه را حفظ کنند. این پمپ ها به حسگرها و گیج هایی مجهز بوده که با بکارگیری پتانسیل این حسگرها و بررسی داده های پایش توسط آنها می توان راحت تر به آنالیز آزمایش های فشار گذرا و بررسی عمکرد دینامیک چاه و مخزن پرداخت. این حسگرها که در واحدی به نام واحد پایش ته چاهی در زیر موتور الکتریکی پمپ نصب می شوند، در سطح برای ما پارامترهایی همچون فشار ورودی، فشار تخلیه، دمای ورودی، دمای تخلیه و غیره را ضبط می کنند که ما می توانیم با آنالیز داده های فشار ورودی بر حسب زمان ثبت شده به وسیله علم چاه آزمایی، در مدت زمان مشخص به بررسی رفتار دینامیک چاه و مخزن بپردازیم. در این مقاله با بکارگیری داده های ثبت شده توسط پمپ شناور الکتریکی یکی از میادین جنوب غربی ایران و با به کارگیری علم چاه آزمایی، رفتار دینامیک چاه و مخزن مورد آنالیز، شاخص های کلیدی و عملکرد چاه و مخزن مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است و با مقایسه داده های حاصل از چاه آزمایی ساق مته و ناچیز بودن درصد اختلاف در حدود کمتر از 8% بین نتایج آنالیزها، نتایج قابل قبولی حاصل شد که نشان از مفید و مقرون به صرفه بودن این بررسی است.
    کلیدواژگان: پایش، پمپ شناور الکتریکی، مدیریت مخزن، رفتار دینامیک چاه و مخزن، آنالیز فشار گذرا
  • روح الله هاشمی*، حمیدرضا صالحی صفحات 126-136
    نیاز روز افزون جهانی سبب شده است که در بهره برداری از منابع تجدیدناپذیر به خصوص منابع نفتی، تلاش بر بهترین استفاده و بهره برداری باشد. تزریق گاز در میادین نفتی یکی از روش های متداول در صنعت بهره برداری از مخازن هیدروکربوری است. از گازهای متداول تزریق گاز در مخازن، گاز دی اکسید کربن به دلیل نتایج خوب تزریق است. در تزریق گاز به مخازن مشکلاتی وجود دارد که از بارزترین آنها می توان به حرکت نامطلوب گاز در محیط متخلخل اشاره کرد. از دلایل حرکت نامطلوب گاز، چگالی و ویسکوزیته پایین گاز است. این عوامل سبب جدایش گرانشی و نیز پدیده انگشتی شدن می گردد. جایگزین کردن فوم به جای گاز یکی از راه کارهای کاهش مشکلات تزریق گاز است. سیلاب زنی نفت به وسیله فوم می تواند راندمان جاروبی بهتری نسبت به گاز داشته باشد. فوم ویسکوزیته ظاهری بالاتری نسبت به گاز دارد و در تزریق سبب کاهش پدیده انگشتی شدن خواهد شد. در این پژوهش، با استفاده از آب دیونیزه و در شرایط دمایی و فشاری اتمسفریک، در مرحله نخست توانایی فوم زایی محلول های طراحی شده مورد بررسی قرار گرفت. در غلظت بحرانی wt.% 24/0 از سورفکتنت، تاثیر انواع پارامترها بر میزان فوم زایی مورد بررسی قرار گرفت. علاوه بر این، پایداری این محلول ها براساس زمان نیمه عمر فوم مورد اندازه گیری قرار گرفت و پارامترهای بهینه محلول نهایی جهت تزریق به میکرومدل تعیین گردیدند. در انتها، محلول به دست آمده از پارامترهای بهینه جهت تزریق به میکرومدل انتخاب شده و میزان نفت تولیدی برای محلول های مختلف توسط آزمایش محاسبه گردید. نتایج این پژوهش نشان داد که حضور نانوذره سیلیکا نیمه عمر فوم را حدود 25% افزایش داده و اگر پلیمر زانتان گام نیز به همراه نانوذره  استفاده شود، این افزایش نیمه عمر به 60% خواهد رسید. برای بررسی اثر تزریق فوم بهبود یافته با پلیمر زانتان گام و نانوذره سیلیکا از یک میکرومدل شیشه ای طراحی شده استفاده گردید.  میزان نفت باقی مانده در میکرومدل در حالتی که از فوم بهبود یافته با پلیمر و نانوذره استفاده شد به حدود 4/4% کاهش پیدا کرد که علاوه بر تخلیه محیط متخلخل در زمان کوتاه تر، افزایش برداشت قابل توجهی نیز در مقایسه با حالت تزریق فوم بدون پلیمر مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت، فوم زایی، دی اکسید کربن، پایداری فوم، زانتان، میکرومدل
  • علیرضا لرک*، بابک امین نژاد، داریوش عبدی کهنگی صفحات 137-161
    از مهم ترین نگرانی های صنعت حفاری، کاهش اثرات منفی کنده های حفاری تولید شده در حین حفاری چاه های نفت- گاز است. رشد روزافزون صنعت نفت و افزایش حفر چاه های نفت و گاز منجر به تولید مقادیر زیادی از ضایعات حفاری شده است و سالانه میلیون ها فوت مکعب از پسماندهای حفاری تولید می شود به دلیل پیچیدگی، سرعت پایین و هزینه زیاد روش های مختلف به منظور مدیریت این پسماندها، استفاده از پتانسیل این پسماندها در بخش های ساختمانی توجه بسیاری از محققان را به خود جلب کرده است. به همین دلیل در این پژوهش، از کنده های حفاری در بتن به عنوان جایگزینی برای بخشی از سیمان مورد استفاده در صنعت ساختمان، مورد تحقیق وبررسی قرار گرفته است. نوآوری این مطالعه فقط منحصر به تولید یک ماده جدید و مقرون به صرفه از کنده های حفاری نیست، بلکه کاهش اثرات منفی زیست محیطی نیز است. در این مطالعه، امکان استفاده از کنده های حفاری از سازندهای گروه بنگستان که شامل سیلستون (siltston) و سندستون (sandston)، در ساخت بتن به عنوان جایگزین بخشی از سیمان موجود در بتن ارزیابی شده است. برای دست یابی به این اهداف، مطالعات آزمایشگاهی برای تعیین کمیت مقاومت فشاری نمونه های بتن انجام شده است. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که مقدار بهینه در میزان استفاده از کنده های حفاری 25% است که باعث کاهش 34% از مقاومت کلی نمونه های بتنی می شود. علاوه بر این، اثر دو افزودنی خاکستر بادی و دوده سیلیکا بر بهبود مقاومت فشاری نمونه های بتنی حاوی کنده های حفاری بررسی شده است. نتایج آزمایش ها نشان داد که افزودن این مواد تاثیر قابل توجهی در افزایش مقاومت فشاری نمونه های بتنی حاوی 25% از کنده های حفاری دارد به طوری که مقاومت فشاری از دست رفته از 34% به کمتر از 2% کاهش می یابد.
    کلیدواژگان: کنده های حفاری، بتن، خاکستر بادی، دوده سیلیس، مقاومت فشاری، مدیریت ضایعات حفاری، محیط زیست
|
  • Milad Moradi, Hossain Rahimpour, Ali Kadkhodaie * Pages 3-18
    Permeability is one of the most important parameters in hydrocarbon reservoirs. It is beneficial to have a correct understanding of the permeability and its distribution in the production management process. Due to the limitations, the coring process is performed on a small number of wells in the field, while most of the wells are subjected to well logging operations. Therefore, finding a way to estimate the characteristics of the reservoir by well-logging and modeling it on the field is a valuable technique. Therefore, in this study, the multilayer perceptron artificial neural network method (error back propagation) has been used to estimate the permeability of different parts of the Shurijeh Formation in the Kopeh Dagh sedimentary basin. Sonic logs, neutrons, density and the results of the formation evaluation, including porosity and saturation of useful water as input layer, and permeability data from core well analysis of two wells as output layer cells, were used to train the network. After training the network with the data of these two wells, the core analysis data of another well was used to test the network, which in the network test stage, a correlation coefficient of 98% for permeability was obtained. With the help of this neural network, permeability was estimated for other wells in the field that no core data were obtained from. After estimating the permeability using neural network, its distribution and expansion were determined using Sequential Gaussian Simulation algorithm (SGS) in the field scale. According to the obtained model, the sandstone areas, which are mainly in zones B and D, are separated as reservoir areas and also the central and northwestern areas of the field, due to the higher average permeability, are areas prone to further excavations of the field.
    Keywords: Shurijeh Formation, Kopet-Dagh, Well Loging, Multilayer-perceptron Artificial Neural Network (MLP, ANN), Sequential Gaussian Simulation (SGS)
  • Ali Esmailzadeh, Majid Nikkhah *, Hamed Shirazi Pages 19-37
    Hydraulic fracturing is used as one of the most common methods of enhanced recovery oil and gas wells for the production of unconventional reservoirs as well as more production in reservoirs. Determining the direction of fracture propagation and the geometry of the fracture network created by the hydraulic fracturing process plays an important role in increasing the permeability of the reservoir. In this research, in order to better understand the mechanism of formation and expansion of cracks in the process of hydraulic fracturing, acoustic emission (AE) has been used. Experiments were performed on concrete block specimens under true triaxial stress conditions and acoustic emission monitoring was performed simultaneously with the injection of fluid into the specimen. In order to investigate the crack deflection behaviors in the hydraulic fracturing process and the effect of natural fractures on the formation, pre-cracked specimens have been used. The results of this study show the pre-manufactured crack reduce the fracture pressure of the specimens and the magnitude of the difference in horizontal stresses during the experiments clearly affects the crack propagation path during the hydraulic fracturing process. Acoustic emission monitoring during hydraulic fracturing experiments is a useful result, and answer in the analysis of the hydraulic fracturing process and the analysis of acoustic emission data show that the type of cracks created are often tensile cracks.
    Keywords: Hydraulic Fracturing, acoustic emission, true triaxial stress, Pre-manufactured Crack, enhanced recovery
  • Danesh Mirzaey, Ali Behbahaninia *, Ashkan Abdalisousan, Sayed Mohammadreza Miri Lavasani Pages 38-56
    Equipment failure, repairs and maintenance play a decisive role in the availability of the entire system. This study presents a practical solution for analyzing equipment repairs and maintenance time and predicting equipment behavior. Expert experience has been used to estimate failure time and equipment repair time; therefore, this study has focused on estimating the repair time and repair rate of equipping the main lubricating oil pump in the gas turbine power generation system with the approach of entering human experience (HE). In the next step, an analysis of the Equipment›s Annual Availability Forecast is performed over a period of 20 years, thus, the critical years of the equipment are determined in terms of downtime by evaluating and reviewing the annual availability. For this purpose, a database of human knowledge and experience has been simulated to estimate the repair times used using fuzzy logic, and the whole process of repair times has been simulated by designing a neural-fuzzy system; which is used to estimate and predict equipment repair time. Then, the annual availability, time-dependent repair rate and other availability indicators are calculated using the Monte Carlo simulation method. The target model is the main lubricating oil pump system of the gas turbine unit of Abadan refinery in Iran. According to the results, applying preventive repairs at optimal intervals of 150 to 160 days, has a significant effect on increasing the availability of equipment and leads to a reduction in additional periodic inspections. Also, the minimum and the maximum system availability is predicted to be 96% and 99%, respectively.
    Keywords: Uzzy Logic, Adaptive Neural Fuzzy system, membership function, Availability, Reliability, Repair rate
  • Ehsan Golmohamadi, Ali Moradzade, Abolfazl Abdollahipour, Reza Mohebian *, Shervin Bahramali Asadi Kelishami Pages 57-71
    One of the significant challenges in studying the oil and gas fields is assessing the fractured reservoirs. The existence of such fractures plays a crucial role in productivity and the amount of final offtake from hydrocarbon reservoirs, specifically, in carbonate formation. Hence, presenting a practical method in the identification and determination of fractures intensity is necessary. Image log tools are the first informative references in studying the fractured reservoir by which geologists can identify the details of layers, faults, fractures, and lithological status. FMI (Fullbore formation microimager) image logs are powerful tools in identifying fractures in wellbore surroundings. FMI image logs are indirect images with high resolution from wellbores. This study aims to employ the FMI image logs and optimal seismic attributes in assessing the fracture distribution in the field that we are about to study. To reach the target, 3D post-stack seismic data and FMI image log data of three wells (A, B, and C) that existed in the field are deployed. Two out of three wells (A and B) are utilized for determination and identification, and the third well (C) is utilized for validation which such identifications are carried out by “Geolog” software. As a result, fractures were identified in well A with a total of 152 open and closed fractures with a general trend of northeast-southwest, in well B with a total of 235 open and closed fractures with a general trend of north-south, and zones with high fracture density were determined. Therefore, with the usage of optimal seismic attributes in the “Hampson Russell”, the fracture density in the whole field was determined. Moreover, by using the distribution of fracture density, the field faults were determined. The results show that using the integration of FMI Image logs and seismic attributes is a practical method in studying and assessing the fracture distribution in fractured reservoirs.
    Keywords: Fractured Reservoirs, Fractures, Faults, FMI Image Log, Fracture Density, seismic attributes
  • Arsalan Zeinalzadeh *, Javad Honarmand, Somayeh Parham, Katayoon Rezaeeparto Pages 72-82
    The Gorgan Plain is located in the north of Iran and has mud volcanoes and high-pressure zones. There is limited information on Miocene and older sediments in this area and the available data on the Pliocene and younger sediments do not provide a complete understanding of the geology of these areas. The absence of marker fossils in the sediments has led to ambiguities in age determination and study of layers expansion in the study area. The Cenozoic sediments of Gorgan Plain which include Paleocene-Miocene sediments and Cheleken (Lower Pliocene), Akchagyl (Upper Pliocene), Apsheron (Lower Pleistocene), Baku (Upper Pleistocene) and Neo-Caspian (Holocene) formations, are mainly composed of sandstone and mudstone. This study shows that the thick Pliocene-Present sediments of Gorgan Plain were deposited at high rates, which was simultaneous with the increase in orogenic activity in the region and the gradual separation of the South Caspian Basin from open waters and the change of the sedimentary environment from marine to fluvial-deltaic. Sedimentation rates of Cenozoic deposits increase towards the coastal parts of the Gorgan Plain. The lowest sedimentation rates are in the Paleocene-Eocene deposits, and the highest rates are in the Baku Formation. High sedimentation rate is one of the controlling factors in the formation of mud volcanos and high-pressure zones in the region, and these rates can have a significant impact on the processes and elements of the petroleum system.
    Keywords: Basin Modeling, sedimentation rate, subsidence rate, Cenozoic sediments, Gorgan Plain
  • Ali Karimi, Saeid Sadeghnejad * Pages 83-94
    A significant amount of Iranian hydrocarbon resources is produced from fractured reservoirs with tight rock matrices. The structure of pores in these reservoirs is so complex. Very tiny pores and throats in nanometer sizes are responsible for reserving hydrocarbons. By understanding the structure of porous media and examining fluid flow inside these nanometer pores, we can better understand the porous media›s behaviour on larger scales. Investigating fluid flow in reservoir rocks requires three-dimensional structures with appropriate accuracy. However, using conventional methods to reconstruct a porous medium is expensive. On the other hand, as these structures become more complex, the ability of these methods to reconstruct pore network models decreases significantly. In recent years, with the advance in computer science, especially artificial intelligence, a new gate has been opened for reconstructing complex structures such as tight reservoir rocks. By implementing machine learning methods, three-dimensional pore-scale models can be created with high accuracy. The petrophysical properties of rocks can be calculated from them. One of these methods is the generative adversarial network (GAN), which has proven to reconstruct the pore structure of rocks. This study uses a GAN with convolutional layers to reconstruct the images obtained from FIB-SEM of a tight reservoir rock at the pore scale. Different realizations of the pore space are reconstructed by the trained GAN. The porosity and permeability of the reconstructed images are very close to the properties in the actual FIB-SEM image and have a deviation of 1.07% and 5.24%, respectively. It can be seen that GANs have a high capacity in rock reconstruction at the pore scale, especially for tight reservoirs.
    Keywords: Image Reconstruction, Pore Network Modelling, Generative adversarial networks, Tight reservoir rock
  • Parisa Behnoud, Mohammadreza Khorsand *, Mostafa Keshavarz Moraveji Pages 95-109
    Carbon dioxide (CO2) gas flooding has long been regarded as a popular method of improving oil recovery as it can reduce the carbon footprint in the atmosphere through carbon storage and CO2 sequestration. Miscible flooding is considered the most efficient way to reach the maximum oil recovery factor. However, not only do not all oil reservoirs experience pressures above miscibility but also due to difficulty in retaining reservoir pressure in the desired region, numerous miscible flooding operations experience pressure decline below minimum miscibility pressure (MMP). In these circumstances, a near-miscible process seems to be attainable and practical compared with a miscible injection. In the current study, we exclusively focus on pore-scale near-miscible CO2-oil displacement. In this regard, the effective near-miscible region is determined based on the available criteria in the literature. Then at the lower-pressure limit of the defined near-miscible region, Phase-Field coupled with the Navier-Stokes equation as the numerical approach is implemented to investigate the CO2-Oil displacement by capturing the diffusive interface properties and hydrodynamic properties of fluids. Quantitative analysis of results, to better realize the pore-scale mechanism of oil recovery demonstrated that if the pressure conditions are maintained throughout the modeling in the effective near-miscible pressure region, almost significant amounts of by-passed oil in the pores from small to large to be recovered and the oil recovery increased from 50% to more than 90% approaching the results of miscible gas injection. This outcome can accentuate the significance of near-miscible CO2-EOR in operation applications.
    Keywords: CO2 storage, near-miscible region, Enhanced Oil Recovery, pore-scale model, Phase Field
  • Yasin Khalili, Yousef Rafiei *, Mohammad Sharifi Pages 110-125
    Nowadays, oil companies should minimize the cost of oil and gas production. This is where the concept of well and reservoir monitoring and management can be vital for oil companies. Performing pressure transient analysis is an effective way to evaluate the dynamic behavior of wells and reservoirs, as it has a larger radius of investigation than other methods, but these tests such as drill stem tests are costly and they are carried out at regular intervals and require special equipment. On the other hand, there is great attention to the use of artificial lift methods, especially the use of electrical submersible pumps in Iranian production fields and wells, to maintain the optimal production rate. These pumps are equipped with sensors and gauges that by using the potential of these sensors and checking the monitoring data, it is easier to analyze the pressure transient tests and check the dynamic performance of the well and reservoir. These sensors, which are installed in a unit called the downhole monitoring equipment under the electrical motor of the pump, record parameters such as intake pressure, discharge pressure, intake temperature, discharge temperature, etc. We can investigate the dynamic behavior of the well and reservoir in a certain period by analyzing the intake pressure versus time. This paper aims to use the data monitored by an electrical submersible pump from one of the southwestern fields of Iran and using the well-testing approach, so the dynamic behavior of the well and the reservoir are analyzed, and the key indicators and the performance of the well and the reservoir are examined and evaluated. After that, the result was compared with the information obtained from the drill stem test analysis.
    By observing a very small percentage difference of about less than 8% between the results of the drill stem test and the electrical submersible pump test obtained, we can realize the usefulness of this approach.
    Keywords: Monitoring, Electrical submersible pump, reservoir management, dynamic behavior of the well, the reservoir, pressure transient analysis
  • Rohallah Hashemi *, Hamidreza Salehi Pages 126-136
    The growing demand of the world for energy has caused to exploit the non-renewable resources using best techniques to enhance the recovery. Gas injection is one of the most common techniques in the exploitation of reservoir’s hydrocarbon. In addition, carbon dioxide is used widely for gas injection processes in oil reservoirs due to the good results obtained by executing numerous field projects. It should be noted that there exist problems in the process of gas injection into reservoirs. Low density and viscosity of gas is caused unfavorable movement of gas in the porous environment as well as early gas breakthrough in production wells. These factors cause gravitational separation as well as fingering phenomenon in reservoirs. To reduce gas injection problems, foam is replaced instead of gas as injecting material. Implementing the foam injection techniques would result better sweeping efficiency than solely gas flooding since foam has a higher apparent viscosity than gas. Fingering and early breakthrough of gas are reduced by foam injection in oilfields. In this research, by using deionized water at atmospheric temperature and pressure, in the first step, the foaming ability of the designed solutions was investigated. At a critical concentration of 0.24% (weight percent of surfactant), the effect of various parameters on the foaming ability were investigated. In addition, the stability of these solutions were measured based on the foam half-life and the optimal parameters of the different solution were determined to be injected into the micromodel. At the end, the solution obtained from the optimal parameters was prepared for running the injection scenarios. Then the amount of produced oil for different solutions was evaluated by micromodel experiments. It should be stated that presence of silica nanoparticles increased the half-life of the foam by about 25%. In addition, adding the Xanthan gum polymer to injecting foam structure along with the silica nanoparticle increased foam half-life to about 60%.
    Keywords: EOR, Foaming ability, Carbon Dioxide, Foam Stability, Xanthan, Micromodel
  • Alireza Lork *, Babak Aminnejad, Dariush Abdi Kohnagei Pages 137-161
    One of the most important concerns of the drilling industry is reducing the negative impacts of drilling cuttings of oil-gas wells. The increasing growth of the oil industry and drilling of oil and gas wells led to large amounts of drilling waste. In this study, drilling cuttings in concrete as a substitute for part of the cement used in the construction industry has been investigated. In this study, the possibility of using drilling cuttings of formations of Bangistan group, including siltstone and sandstone, in concrete production has been evaluated as a substitute for part of the cement in concrete. For this purpose, laboratory studies have been conducted to quantify the compressive strength of concrete samples. The optimum use of drilling cuttings is 25%, which it reduces the total strength of concrete samples by 34%. In addition, the effect of air ash and silica fume additives on improving the compressive strength of concrete samples containing drilling cuttings has been investigated. The test results showed that the addition of these materials had a significant effect on increasing the compressive strength of concrete samples containing 25% of drilling cuttings so that the lost compressive strength is reduced from 34% to less than 2%.
    Keywords: Drilling Cuttings, Concrete, Fly Ash, Silica Fume, Compressive Strength, Drilling Waste Management, Environmental Impacts