فهرست مطالب
مجله پژوهش نفت
پیاپی 63 (پاییز 1389)
- تاریخ انتشار: 1389/12/15
- تعداد عناوین: 8
-
-
صفحه 3
صنایع نفت و گاز به دلیل پدیده خوردگی در سیستمهای مکانیکی خود، متحمل هزینههای زیادی میشوند. یافتن روشهایی برای تعیین زمان خوردگی، میتواند در سه بعد اقتصادی، ایمنی و کاهش ضایعات تاثیرگذار باشد. در این تحقیق روش آزمون جریان گردابی گذرا بهعنوان یک روش آزمایش غیر مخرب خوردگی لولههای گاز غیر مدفون پیشنهاد شده و قابلیتهای این روش در تعیین و تشخیص خوردگی در لولههای گاز، بدون نیاز به جدا کردن عایق از روی لوله نشان داده شده است . لذا با توجه به اصول اولیه آزمون جریان گردابی گذرا، آزمایش جریان گردابی گذرا بر روی لوله بههمراه مکانیزم تست، توسط نرمافزار Maxwell شبیهسازی شد. نتایج آزمایش تعیین خوردگی بر روی لوله گاز عایقدار حاکی از قابلیت آزمون جریان گردابی گذرا در تشخیص خوردگی لولههای گاز میباشد . در صورت بهکاربردن پروبهایی با توانایی دریافت ولتاژ بیشتر، میزان خطا تا حدود 3 الی 4 درصد کاهش مییابد.
کلیدواژگان: خوردگی لوله، آزمون غیر مخرب جریان گردابی گذرا، تحلیل سیگنالی، نرم افزار ماکسول -
صفحه 12
لایههای شیلی که در 75 درصد مقاطع حفاری شده یافت میشوند، سبب بروز 90 درصد از مشکلات مربوط به ناپایداری چاه میباشند. درهنگام حفاری در سازندهای شیلی با استفاده از روشهای عددی، تحلیلی و در نظر گرفتن پارامترهای صحیح و منطقی میتوان به کاهش هزینههای ناشی از ناپایداری دیواره چاه پرداخت و با درک صحیح به وضعیت پایداری کمک کرد. این تحقیق نیز پیرامون تاثیر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی شیل بر پایداری و نگهداری دیواره چاههای نفت در یکی از میادین نفتی ایران است. در این پژوهش با استفاده از دو روش عددی (نرمافزار FESTO3) و روش تحلیلی در یک مقطع از چاه که در آن ناپایداری شیل مشاهده شده، تحلیل پایداری انجام گرفت و با روش تحلیلی برای حالات مختلف تنشهای برجا، پنجره وزن گل ارایه شد. همچنین توسط روش عددی، یکی از این وضعیتها که مطابق با وضعیت چاه موردنظر است مورد بررسی قرار گرفت و وزن گل بهینه برای آن عمق پیشنهاد شد و سپس نتایج بهدست آمده از دو روش تحلیلی و عددی مقایسه شد. نتایج نشان میدهد که آگاهی از وضعیت و مقدار تنشهای برجا، تاثیر زیادی بر روی تحلیلها دارد.
کلیدواژگان: تحلیل پایداری، حفاری چاه نفت، خصوصیات مکانیکی شیل، نرم افزار FESTO3، میدان نفتی اهواز -
صفحه 19
فشار بالای تشکیل هیدراتهای گازی مهمترین عامل منفی در تولید انبوه هیدرات برای ذخیرهسازی و انتقال گاز میباشد. در این مقاله جهت تشکیل هیدرات در فشار پایینتر، اثر دو ماده، تتراهیدروفوران و تتراهیدروپیران در غلظتهای متفاوت بر نمودار تعادلی تشکیل هیدرات متان بررسی شد. چهار محلول آبی با غلظتهای 1، 5/2 و 6 درصد مولی از تتراهیدروفوران و 6 درصد مولی از تتراهیدروپیران تهیه و نمودار تعادلی تشکیل هیدرات متان در آن رسم شد. نتایج مشخص نمود که با استفاده از این مواد، هیدرات متان در شرایط بسیار مناسبتری از دما و فشار تشکیل میشود. در حالیکه فشار تعادلی تشکیل هیدرات متان در دمای 293 درجه کلوین حدود MPa 34 است، با افزودن ماده تتراهیدروفوران با غلظت 5/2 درصد مولی این فشار به حدود MPa 49/2 کاهش یافت که 6/92 درصد کاهش را نشان میدهد. همچنین در فشار MPa 5 دمای تعادلی هیدرات متان حدود 278 درجه کلوین است درحالی که در همین فشار دمای تعادل فازی محلول 6 درصد مولی تتراهیدروفوران حدود 306 درجه کلوین بود.
کلیدواژگان: هیدرات گازی، تعادل فازی، تسهیل کننده ترمودینامیکی -
صفحه 27
ین تحقیق با استفاده از نتایج شناسایی انجام شده برروی سازندهای شیلی میادین ایران و بررسی تاریخچه حفاری در این سازندها، یک سیال حفاری پایه آبی و دوستدار محیط زیست برای جایگزینی با سیالات حفاری پایه روغنی طراحی و ساخته شده است. این سیال دارای خواص مطلوبی برای حفاری در این لایهها میباشد. در ساخت این سیال از افزایههای جدیدی شامل عوامل بازدارنده، نسل جدید پلیمرها وجامدات سایزبندی شده استفاده شده است. از اهم ویژگیهای این سیال کنترل نفوذ صافآب و فشار گل به درون سازند، کاهش فعالیت رسها از طریق تغییر ماهیت آنها، پایدارسازی کندههای حفاری، کاهش آسیب وارده به سازند، پایداری در مقابل درجه حرارتهای بالا و تغییر اسیدیته و توانایی سازگاری با انواع آلایندههایی که در خلال عملیات حفاری وارد گل میشوند را میتوان نام برد. خاصیت روانسازی و بازیافت کندههای شیلی در سیال ساخته شده در مقایسه با سایر سیالات مشابه بهتر میباشد. جایگزینی این سیال با سیالات حفاری پایه روغنی مورد استفاده در صنعت حفاری علاوه بر کاهش هزینهها، میتواند در حفاظت از محیط زیست و کاهش آسیبهای وارده بر افراد در تماس با سیال حفاری مناسب باشد.
کلیدواژگان: حفاری، شیل، ناپایداری دیواره چاه، سیال حفاری پایه آبی، سیال حفاری پایه روغنی، پلیمر، گلایکول -
صفحه 39
در اثر ضربات مته حفاری، خصوصیات سنگ (خصوصا مکانیکسنگی) تغییر میکند. این تغییرات در سنگ مخزن سبب افت فشار مخزن در اطراف چاه در حین بهرهبرداری میشود. پس از عملیات تکمیل چاه برای تخمین ضریب پوسته دارسی از اطلاعات چاه، آزمایشهای متفاوتی انجام میگیرد. برای طراحی و در نظر گرفتن عملیات ترمیمی و پیشگیری، شناخت منبع اصلی ضریب پوسته ضروری است. تعیین ضریب پوسته مربوط به عملیات حفاری و ضربات ناشی از سرمته در اطراف چاه از اهمیت فراوانی برخوردار است. هدف از تعیین اثرگذاری مته بر روی افت فشار اطراف چاه، کنترل اثر ضربههای مته برای پیشگیری از صدمات وارد بر چاه میباشد. برای محاسبه ضریب پوسته در اطراف چاه بهعلت صدمات وارد بر سازند، مطالعات مخزنی زیادی انجام گرفته است. در این تحقیق با توجه به تاثیرات حفاری سعی بر تعیین اثرگذاری این پارامترها بر ضریب پوسته اطراف چاه با دید مکانیک سنگی است. نتایج نشان میدهند، قابلیت کنترل و کاهش ضریب پوسته حاصل در اطراف چاه با انتخاب مناسب نوع حفاری و سرمته مورد استفاده،ارتباط دارد. این بررسی همچنین ارتباط بین بخشهای مختلف عملیاتی صنعت نفت برای پیشگیری از صدمات وارد بر چاه را تایید میکند بهطوریکه با مطالعه و بررسی سازند قبل از شروع عملیات حفاری برای کاهش صدمات وارد بر چاه میتوان به طراحی بهینه اقدام کرد که این صدمات افت فشار قابل توجه و در بعضی موارد عدم بهرهبرداری از مخزن را در پی داشتهاند.
کلیدواژگان: صدمه وارد بر چاه، ضریب پوسته، تنش های حفاری -
صفحه 49
آزمایشهای حلالیت، برای گاز سولفید هیدروژن در محلول آبی متیل دی اتانول آمین (MDEA)، دی اتانول آمین (DEA)، مونواتانول آمین (MEA) و دی ایزو پروپانول آمین (DIPA) در دماهای 40، 55 و 70 درجه سانتیگراد و فشارهای جزیی H2S از 20 تا حدود KPa 5000، انجام شد و دادههای حلالیت برای این آلکانول آمینها بهدست آمد. این دادهها با استفاده از یک اتوکلاو به حجم 250 میلیلیتر مجهز به فشارسنج با دقت KPa 7/0 و کنترل کننده دما با دقت oC 1 و همزن مغناطیسی انجام گرفت. ترکیب فاز مایع با استفاده از دستگاه گاز کروماتوگراف و آشکارساز یونش شعلهای آنالیز شد. دادههای حلالیت با استفاده از مدل کنت-ایزنبرگ توسعه یافته مقایسه شد و ثوابت تعادل مرحله پروتونه شدن هر آلکانول آمین بر حسب درجه حرارت، فشار جزیی گاز سولفید هیدروژن و غلظت آمین بهدست آمد. در تمام موارد مشخص شد که مدل کنت-ایزنبرگ توسعه یافته، قادر به پیش گویی صحیح ثابت تعادل مرحله پروتونه شدن هر آلکانول آمین میباشد. متوسط خطای مطلق برای چهار آمین مورد بحث DIPA ،MEA ،MDEA، و DEA بهترتیب مقادیر 48/2، 27/1، 75/1 و 92/1 بود.
کلیدواژگان: حلالیت، سولفید هیدروژن، آلکانول آمین، مدل سازی ترمودینامیکی -
صفحه 57
پسابهای نفتی و امولسیونهای نفت-آب، دو نمونه از اصلیترین آلودهکنندههای محیط زیست محسوب میشوند. اگر چه مقدار آنها از نظر حجم کم میباشد ولی میزان آلودگی بالایی دارند. لذا در این تحقیق نتایج حاصل از بررسیهای تجربی تصفیه پساب نفتی و روغنی پالایشگاه به روش اولترافیلتراسیون ارایه شده است. برای انجام آزمایشات از غشاهای پلیسولفون (kDa(PS 30 بهعنوان غشا اولترافیلتراسیون و نمونههایی از پساب خروجی از واحد API پالایشگاه تهران بهعنوان خوراک استفاده شده است. تاثیر شرایط عملیاتی از جمله اختلاف فشار اعمال شده در دو طرف غشا، سرعت جریان عرضی متقاطع و دمای خوراک بر روی فلاکس عبوری از غشا، مقاومت ناشی از گرفتگی و پسدهی COD مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان میدهد که با افرایش دما و سرعت جریان عرضی، فلاکس زیاد و مقاومت ناشی از گرفتگی کم میشود ولی با افزایش فشار، فلاکس و مقاومت ناشی از گرفتگی زیاد میگردد. مکانیزم گرفتگی مدلهای فیلتراسیون Hermia با دادههای تجربی مورد بررسی قرار گرفته است بر طبق نتایج، مکانیزم گرفتگی مدل تشکیل کیک میباشد. آنالیز پساب تصفیه شده، کاهش مواد نفتی و گریس (TSS ،TDS ،BOD5 ،COD ،TOC ،(oil& grease و کدورت را بهترتیب به میزان 2/97%، 4/75%، 3/63%، 3/42%، 1/23%، 100% و 9/97% را نشان میدهد. مقایسه نتایج بهدست آمده نشاندهنده برتری روش اولترافیلتراسیون نسبت به بیولوژیکی میباشد. نتایج بیانگر این است که تصفیه پساب خروجی از پالایشگاه با فرایند اولترافیلتراسیون امکان پذیر بوده و پساب تصفیه شده مطابق با استانداردهای تخلیه به محیط زیست میباشد.
کلیدواژگان: پساب های نفتی، فیلتراسیون غشایی، تصفیه، فلاکس، گرفتگی - یادداشت پژوهشی
-
صفحه 72
آلودگی نفتی در محیطهای دریایی یک مساله جهانی است.سالانه مقادیر زیادی نفت وارد محیطهای دریایی میشود. خلیج فارس بهدلیل موقعیت استراتژیک خود محل عبور بیش از 60 % نفت خام مورد نیاز جهان است که لقب آلودهترین دریای جهان را به خود اختصاص داده است. برای جداسازی باکتریهای تجزیه کننده نفت خام از شنهای ساحلی و آب آلوده به نفت در خلیج فارس نمونهبرداری انجام شد. سپس باکتریهای تجزیه کننده نفت خام با کشت در محیط اختصاصی مورد غربالگری قرار گرفتند. سویههایی که رشد و حذف نفت بالاتری داشتند انتخاب و با روشهای بیوشیمیایی و مولکولی شناسایی شدند. این سویهها که به جنسهای Acinetobacter وPesudomonas تعلق داشتند، برای ادامه تحقیق مورد استفاده قرار گرفتند. برای طراحی تاگوچی، 6 عامل (دما، منبع نیتروژن، سورفکتانت، غلظت نفت، منبع کربن اضافی و باکتری تجزیه کننده) در نظر گرفته شد که 5 عامل آن دارای 3 سطح و عامل دما دارای 2 سطح بود که برای آن آزمایش L18 طراحی شد. نتایج بهدست آمده از آزمایشهای تاگوچی نشان داد که دما تاثیری در تجزیه ندارد و تجزیه زیستی میتواند در دامنه دمایی C° 37-30 صورت پذیرد. منبع نیتروژنی NH4)2SO4) بهترین منبع نیتروژنی میباشد. تجزیه در حضور سورفکتانت نسبت به عدم حضور آن با سرعت بیشتری صورت میگیرد و از دو سورفکتانت بهکار رفته، tween 80 موجب اثر بیشتری در تجزیه میشود. با افزایش غلظت نفت از 1 به 4 % تجزیه بهطور قابل توجهی کاهش مییابد. با حضور منبع کربن دیگری همراه با نفت تجزیه سرعت بیشتری مییابد. کشت مخلوط هر دو سویه AS و BS و سویه A. calcoaceticus BS، اثر یکسانی در تجزیه نفت دارند و هر دو سطح به مراتب بالاتر از P. aeruginosa AS میباشند. مجموع توزیع از کلیه عوامل برابر با 3/95% میباشد که 7/4% باقیمانده را میتوان به خطای آزمایشها نسبت داد. در نهایت کارایی طراحی تاگوچی انجام شده برابر 77 % میباشد. با بهکارگیری سویههای بهدست آمده در این تحقیق و همچنین نتایج حاصل از شرایط بهینه در آزمایشهای تاگوچی و امکان سنجی کارایی این سویهها در آب شور، میتوان در سطح میدانی، آلودگیهای نفتی ایجاد شده در خلیج فارس را به نحو مطلوبی برطرف کرد.
کلیدواژگان: زیست سالم سازی، نفت خام، آلودگی نفتی، بهینه سازی، باکتری تجزیه کننده
-
Page 3
Internal corrosion in pipelines is a significant problem in oil and gas transmission systems. Corrosion severely affects pipeline operations, leading to loss of production, unscheduled downtime for maintenance or repair, and even catastrophic failure, which impacts health, environment, and safety. This paper presents pulsed eddy current method as an advanced, non-destructive technique in corrosion detection on unburied gas pipelines.Moreover, this method provides promising results in internal corrosion detection of gas pipelines without removing insulation from the pipe. In this paper, first, the principals of pulse eddy current method are pointed out. Then, the pulsed eddy current test on a pipe is simulated by Maxwell software to obtain test parameters.Finally, corrosion on an isolated gas pipe is measured using pulsed eddy current test and the results obtained are verified.
Keywords: Pipe Corrosion, Pulsed Edd Current, Signal Analysis, Maxwell Software -
Page 12
Shales are found in over 75 % of drilled profiles and create 90 % of wellbore stability problems. During drilling in shale formation using numerical and analytical methods and considering correct and logical parameters one can decrease the costs of wellbore walls instability. This study has been performed on the effect of physical and geomechanical properties of shale on wellbore stability in one of Iranian oil fields. In this study, a stability analysis of unstable shales has been done in a well section by numerical (FESTO3 software) and analytical methods. The mud weight window for different states of in situ stresses was suggested using analytical method. One of these states was studied and the optimum mud weights were proposed by numerical method and the results were compared. The research shows that understanding the state and magnitude of principal stresses can drastically affect the analyses.
Keywords: Stability Analysis, Drilling, Geomechanical Properties of Shale, FESTO3 Software, Ahwaz Oil Field -
Page 19
High formation pressure is the most critical problem hindering formation of gas hydrates in industrial scale for storage and transportation of natural gas. The effects of tetrahydrofuran (THF) and tetrahydropyran (THP) on the phase equilibrium of methane hydrate have been studied. The addition of THF at different concentrations of 1, 2.5 and 6 mol % and THP at 6 mol % aqueous solutions caused hydrate equilibrium pressure to drastically reduce at a specified temperature. While the equilibrium pressure of methane hydrate is about 34 MPa at 293K, this equilibrium pressure decreased to about 2.5 MPa using 2.5 mol % of THF. Furthermore, the hydrate equilibrium temperature greatly increased at a specified pressure. The equilibrium temperature of methane hydrateat 5 MPa is about 278K. This equilibrium temperature increased to about 306K using 6 mol % of THF.
Keywords: Gas Hydrate, Phase Equilibrium, Thermodynamic Promoter -
Page 27
In this study, using the results of performed shale formation Characterizatins and the history of drilling in Iranian oil fields, an environmentally friendly water based drilling fluid is designed to replace the oil based drilling fluids. This drilling fluid has desirable properties in drilling water sensitive formations. New drilling fluid additives including shale inhibitors, new polymers and sized solid particles have been used to prepare this new drilling fluid. The most important properties of this new drilling fluid are controlling the mud filtrate and pressure invasion to the formation, clay mineral alteration and activity reduction, improvement of the integrity of drilling cuttings, reduction in formation damage, stability at high temperatures, stability in acidity changes and the compatibility by drilling fluids dilution during drilling operation. The lubricity and shale cuttings recovery of this new drilling fluid are better than those of other similar water based drilling fluids. Replacing this drilling fluid by oil based drilling fluids in drilling industry will be a great means to protect the environment and drilling personnel in addition to being economically advantageous.
Keywords: Drilling, Shale, Borehole Instability, Water Based Drilling Fluid, Oil Based Drilling Fluid, polymer, Glyco -
Page 39
Forces of drilling bit cause a lot of changes in rock characteristics, especially in rock mechanical properties.Changes of reservoir lithology cause pressure drop around wellbore during production procedure. Routin tests were carried out in all the wells after completion and unexpectedly high Darcy skins were estimated from the test data for all of the wells. In order to prepare prevention and remediation plans, it is crucial to understand the source of the skin. Determination of skin factor due to changes in drilling process (force and tension of drilling bit) around wellbore is very critical. The main purpose of determination of drilling bit effects is to control and prevent formation damage around wellbore. A lot of research has been performed regardig skin factor around wellbore. However, given the effects of drilling process such as stress on skin factor, attempt has been done todetermine the effects of these parameters on skin factor around wellbore. The results of these analyses prove effective and controllable influence of drilling and skin factor around wellbore. The research shows controlling and reducing of skin factor around wellbore by appropriate planning of drilling and drilling bit. Another aim of this research is the explanation of the relation among different processes in petroleum industry to prevent formation damage. By careful examination of the structure before drilling planning and drilling bit selection, formation damage will reduce dramatically and destructive pressure drop in reservoir can also be prevented.
Keywords: Formation Damage, Skin Factor, Stresses Due to Drilling Process -
Page 49
Experimental solubility data for H2S in aqueous solutions of N-methyldiethanolamine (MDEA), diethanolamine (DEA), diisopropanolamine (DIPA) and monothanolamine (MEA) have been measured at various temperatures (40, 55 and 70 oC) and partial pressures of H2S ranging from 20 to 2000 kPa. Solubility data were obtained in a 250 mL autoclave and analyzed by chemical methods. The autoclave was equipped with a pressure transmitter with an accuracy of +/- 0.01 psi and temperature indicator and controller with an accuracy of +/- 1 oC. The compositions of liquid phase were analyzed by gas chromatography using a flame ionization detector (FID). All experiments were carried out in triplicate. Solubility data were correlated by M-KE (modified Kent-Eisenberg) model and equilibrium constant of alaknolamine protonation reaction was expressed by correlation in terms of temperature, H2S partial pressure (or loading) and alkanolamine concentration. In all cases, it was found that the models were able to give a relatively good H2S loading over a wide range of operating conditions.Therefore, the M-KE model may easily predict the solubility of acid gases in alkanolamine aqueous solutions. Average Absolute Deviation (AAD) for modeling of these alkanolamines by M-KE method are 1.75, 1.92, 2.48 and 1.27 for DIPA, DEA, MDEA and MEA aqueous solutions, respectively.
Keywords: H2S, Solubility, Alkanolamine, Thermodynamic study, Modified Kent-Eisenberg -
Page 57
Oily wastewaters and oil-in-water emulsions are two major environmental pollutants. However, industrial oily wastewaters, though they may be lower in volume, contain much higher concentrations of pollutants. Treatment of the oily and greasy wastewater of Tehran refinery was experimentally studied using an ultrafiltration (UF) system. In the experiments, a UF membrane Polysulfone (PS) 30 kDa and sample from Tehran refineryoutlet wastewater of the API unit were used as feed. Effects of different operating parameters such as transmembrane pressure (TMP), cross flow velocity (CFV), and temperature on permeation flux, fouling resistance and UF rejection were studied. According to the results, permeation flux was found to improve with increasing TMP, CFV and temperature at constant feed concentration. Fouling of the membrane completely follows Hermia’s model (filtration cake mechanism). Analysis of the UF process showed 99.2, 75.4, 63.3, 42.3, 23.1, 100 and 97.9 % decreases in oil and grease content, total organic carbon (TOC), chemical oxygen demand (COD), biological oxygen demand (BOD5), total dissolved solids (TDS), total suspended solids (TSS) and turbidity, respectively. A comparison of the results shows that UF performs better than conventional biologicalmethods. The results showed that refinery wastewater treatment by using UF process is possible. The obtained UF permeates are suitable to discharge into the environment, even in the special regions in accordance with international requirements.
Keywords: Oily Wastewater, Membrane filtration, Treatment, Permeation flux, Fouling -
Page 72
Oil pollution in marine environments is a global problem. Annually, large amounts of oil are released to marine environments. Persian Gulf is a strategic place where approximately 60 % of oil transfer takes place. In order to isolate crude oil degrading bacteria, coastal sand and sea water samples were collected from different zones in Persian Gulf. Crude oil degrading bacteria were then screened in selective media and strains, which showed high growth rate and crude oil removal, and selected for further study. These strains were identified by biochemical and molecular methods. The results showed that these strains belonged to Acinetobacter and Pesudomonas genus. Experiments were designed using Taguchi method by selecting six factors including temperature, nitrogen source, oil concentration, carbon source and degradative bacterium. Five factors had three levels and one (temperature) had two levels and thus L18 experiments were carried out. The results obtained from Taguchi experiments showed that temperature has no effect on biodegradation, although biodegradation can occur between 30-37 °C. (NH4)2SO4 had the best effect on biodegradation among nitrogen sources. The rate of biodegradation in the presence of a chemical surfactant is greater than that in the absence of one andof the two surfactants used in this study tween 80 was more effective. Biodegradation dramatically decreased when the concentration of crude oil increased from 1 to 4 %. When an additional carbon source was used, the rate of biodegradation increased. Mixed culture and A. calcoaceticus strain BS had the same effect on biodegradation but both levels were greater than P. aeruginosa AS. All factors have 95.3 % contributions andthe remaining 4.7 % percent was the experimental error. Efficiency of Taguchi design was 77 %. By using the strains obtained in this investigation and future assessment of the efficiency of these strains on saline water, oil contamination in Persian Gulf can be reduced.
Keywords: Bioremediation, Crude Oil, Oil Pollution, Optimization, Crude Oil Degrading Bacteria