فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 71 (مهر و آبان 1391)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 71 (مهر و آبان 1391)

  • 164 صفحه،
  • تاریخ انتشار: 1391/12/10
  • تعداد عناوین: 12
|
  • حمزه صادقی مرزناکی، سیدنظام الدین اشرفی زاده صفحات 3-13
    در مخازن شکافدار، میزان برداشت نفت به آشام خودبخودی آب در ماتریس و خارج ساختن نفت موجود در آن به سمت شکافها، بستگی دارد. اما این فرآیند زمانی امکانپذیر است که ماتریس بلوکها، «آبتر» باشد. از آنجا که مخازن کربناته غالبا «نفتتر» میباشند، به کارگیری آشام خودبخودی در مخازن کربناته شکافدار مستلزم تغییر ترشوندگی در حین عملیات سیلابزنی میباشد. در این مقاله، تاثیر یونهای موثر بر پتانسیل سطح (SO42-، Ca2+، Mg2+) موجود در آب دریا در تغییر ترشوندگی سنگ کربناته و همچنین تاثیر دما و غلظت نمک NaCl در فرآیند آشام خودبخودی مورد تحقیق تجربی قرار گرفت. بدین منظور 13 مورد آزمایش آشام با استفاده از محلولهای حاوی غلظتهای مختلف از یونهای مذکور، در سطوح دمایی40، 60، 80، و C° 90 انجام گردید. از نمونه های سنگ رخنمون کلسیت از معدن سنگ آهک لیمبورگ هلند و نمونه نفت خام سازند بنگستان ایران با درجه API 30/22، برای انجام آزمایشات آشام خودبخودی در این تحقیق استفاده شد. نتایج حاصل از نشان میدهد که حضور یونهای SO42- به شدت بر فرآیند آشام خودبخودی تاثیر میگذارد، به طوری که بیشترین میزان نفت بازیابی شده (75%) توسط محلول حاوی بالاترین غلظت SO42- حاصل شده است. حذف SO42- در محلول آشام نیز کاهش 2 درصدی برداشت نفت را به دنبال دارد. با تغییر غلظت یونهای Ca2+ و Mg2+ در دماهای 40، 60، و C° 80 تغییری در برداشت نفت حاصل نگردید، اما در دمای C° 90، با افزایش غلظت یونهای مذکور میزان برداشت نیز افزایش یافت. همچنین با افزایش غلظت NaCl در محلول آشام، کاهش برداشت نفت (2% در C° 90) و با حذف NaCl از محلول، افزایش میزان برداشت نفت (30% در C° 90) مشاهده شد.
    کلیدواژگان: بهبود برداشت نفت، مخازن کربناته، آشام خودبخودی، یون های موثر بر پتانسیل سطح، تغییر ترشوندگی
  • خضرالله خضری، وحید حدادی اصل، حسنی روغنی ممقانی، مهدی سلامی کلجاهی صفحات 14-27
    لاتکسهای پلیاستایرن با پراکنش نانو صفحات خاک رس به وسیله پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم معکوس درجا در سیستم مینیامولسیون و در دمای C° 90 سنتز شدند. درجه تبدیل نهایی مونومر با استفاده از روش وزنسنجی اندازهگیری شد. توزیع اندازه قطرات و ذرات نیز با استفاده از روش تفرق نور (DLS) به دست آمد. همچنین متوسط عددی و وزنی وزن مولکولی و شاخص پراکندگی با استفاده از روش کروماتوگرافی ژل تراوایی (GPC) مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار شاخص پراکندگی پلیاستایرن خالص در مقایسه با مقادیر به دست آمده از نمونه های نانوکامپوزیتی پایینتر بود که با افزایش میزان نانوذره، افزایش یافت. نتایج تفرق اشعه ایکس (XRD) نشان میدهد که صفحات خاک رس در ماتریس پلیمری پراکنده شده و نانوکامپوزیتهایی با ساختار پراکنشی حاصل گردیده است. تشکیل موفقیتآمیز زنجیره های پلیاستایرن و ماهیت زنده این زنجیره ها توسط نتایج FTIR به اثبات رسید. نتایج حاصل از HNMR نیز حاکی از ماهیت زنده فرآیند پلیمریزاسیون است. تصویر SEM نیز توزیع یکنواخت ذرات کروی نانوکامپوریت پلیاستایرن با اندازه ذرات حدود nm 200 را در نمونه نانوکامپوزیتی محتوی 1% خاک رس نشان میدهد
    کلیدواژگان: پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم معکوس، پلی استایرن، نانوکامپوزیت، مینی امولسیون
  • محمدرضا اکبری، نورالله کثیری، صمد عبدی صفحات 28-42
    تزریق گاز امتزاجی به مخازن نفت، یکی از موثرترین روش های ازدیاد برداشت است. در این فرآیند حداقل فشار امتزاجی، یک پارامتر بسیار مهم و تعیین کننده میباشد. در صنعت نفت حداقل فشار امتزاجی معمولا به وسیله آزمایش لوله قلمی به دست میآید که یک آزمایش نسبتا پرهزینه و وقتگیر است. در این مقاله پس از جمعآوری و بررسی نتایج منتشر شده از دستگاه لوله قلمی در داخل و خارج از کشور، یک بانک اطلاعاتی نسبتا جامعی در این زمینه تشکیل شد. به منظور مدلسازی و شبیه سازی فرآیند، روش شبکه عصبی به کار گرفته شد. با توجه به تعداد قابل توجه ورودی های شبکه و پیچیدگی بین آنها، جهت افزایش راندمان از روش قوانین اختلاط به منظور کاهش تعداد متغیرهای ورودی استفاده شد. در نهایت مدل ارائه شده با توجه به صرفهجویی در زمان و هزینه، نسبت به مدلهای قبلی ارائه شده از خطای کمتر و جامعیت قابل قبولی برخوردار است. ضمن اینکه قدرت پیشبینی مدل ارائه شده نیز نسبت به مدلهای قابل بهتر است.
    کلیدواژگان: حداقل فشار امتزاجی، تزریق امتزاجی گاز، شبکه های عصبی، قوانین اختلاط، دستگاه لوله قلمی
  • محمدرضا علایی، محمد ایرانی، علی نخعی پور صفحات 43-56
    در صنعت، معمولا ستون راکتورهای حبابی و دوغابی در فشارهای بالای اتمسفری در حدود Bar ا7-35 کار میکنند. با وجود بررسی های زیادی که در مورد ستونهای حبابی و دوغابی انجام شده، تعداد مطالعات آزمایشگاهی صورت گرفته در فشار بالا بسیار محدود میباشد. در این مقاله، اثر فشار و غلظت جامد بر روی ماندگی کلی گاز با استفاده از آزمایش اختلاف فشار بررسی شده است. آزمایشهای انجام شده در این مطالعه با استفاده از گازهای نیتروژن و هوا، سیال پارافین و سیلیس به عنوان جامد در یک ستون راکتوری به قطر cm 16 و ارتفاع m 8/2 انجام گرفته است. محدوده فشار مطالعه شده در این تحقیق بین Bar ا7-18 است. مشاهده شد که افزایش فشار عملیاتی، موجب افزایش ماندگی کلی افزوده میشود. همچنین شدت اثر افزایش فشار بر روی ماندگی کلی گاز با افزایش غلظت جامد کاهش می یابد. در نهایت، معادلهای جهت برآورد ماندگی کلی گاز برای فشارهای بالا بر حسب چگالی گاز (ρg)، سرعت ظاهری گاز (Ug)، چگالی دوغاب (ρSL)، ویسکوزیته دوغاب (μSL) و کشش سطحی مایع (σL) ارائه شد.
    کلیدواژگان: راکتورهای حبابی، راکتورهای دوغابی، ماندگی گاز، فشار بالا، رابطه تجربی
  • عزت الله کاظم زاده، جعفر ولی، محمدرضا اصفهانی، حسام آلوکی بختیاری صفحات 57-65
    در سنگهای کربناته ارتباط سرعت امواج تراکمی با تخلخل علاوه بر مقدار تخلخل به عواملی نظیر نوع تخلخل، کانی، اشباعشدگی و فشار بستگی دارد. بنابراین نمودار سرعت بر حسب تخلخل دارای پراکندگی زیادی میباشد. در این مطالعه ارتباط بین سرعت امواج تراکمی و تخلخل به دو روش مختلف طبقهبندی در سنگهای کربناته مورد تجزیه و تحلیل قرار میگیرد. بدین منظور از دو روش تقسیمبندی سنگهای کربناته بر مبنای واحدهای جریان هیدرولیکی و مقادیر انحراف سرعت لرزهای استفاده شده است. روش های آنالیز هیستوگرام و روش مربعات مینیمم خطا جهت گروهبندی شاخص منطقهای جریان و مقادیر انحراف سرعت به کار گرفته شده است. تعداد واحدهای جریان هیدرولیکی بر مبنای مقادیر تخلخل و تراوایی اندازهگیری شده در آزمایشگاه تعیین گردید و مقادیر انحراف سرعت لرزهای از اختلاف سرعت حاصل از نگار صوتی و سرعت حاصل از تخلخل نوترونی با استفاده از معادله متوسط زمانی وایلی محاسبه شد. نتایج بیانگر 4 واحد جریان هیدرولیکی با مقادیر شاخص منطقهای جریان از 23/2 تا 95/19 و چهار گروه سنگی با مقادیر انحراف سرعت لرزهای از 139 تا (m/s) 1135 تعیین گردید. همچنین نتایج، نشاندهنده کارایی بهتر طبقهبندی سنگها بر اساس نگار انحراف سرعت لرزهای نسبت به روش واحدهای جریان هیدرولیکی در تخمین سرعت امواج تراکمی میباشد. به طوری که متوسط ضریب همبستگی در تقسیمبندی بر اساس نگار انحراف سرعت برابر 93% و بر مبنای واحدهای جریان هیدرولیکی برابر 67% میباشد
    کلیدواژگان: سنگ کربناته، سرعت امواج طولی، واحد جریان هیدرولیکی، انحراف سرعت لرزه ای
  • اکبر زمانیان، یدالله مرتضوی، عباسعلی خدادادی، فرزاد بهادران، سولماز دیالمه صفحه 66
    در این تحقیق کاتالیست منولیتی تودهای، به عنوان یک ایده جدید، با استفاده از کاتالیست آهن سنتز فیشر- تروپش و به کمک روش های اکستروژن و قالب زنی فشاری به صورت آزمایشی تهیه و اثر پارامترهای مختلف بر کیفیت و استحکام آن ارزیابی شده است. روش قالبزنی، نتایج خوبی نشان داده و بهترین شرایط رطوبت 5%، مقدار چسباننده 25-20% و فشار قالب زنی kg/cm2 5800-3500 به دست آمد. همچنین عملکرد و کارایی این کاتالیست در سنتز فیشر- تروپش به صورت آزمایشی بررسی و تحلیل شده است. نتایج حاکی از دستیابی به مزایای قابل توجهی از جمله کاهش محدودیت انتقال جرم و افت فشار و افزایش درصد مصرف کاتالیست میباشد.
    کلیدواژگان: راکتور، کاتالیست ساختار دار، فیشر تروپش، منولیت
  • احسان خامه چی، رضا بهوندی، سیدوحید یثربی صفحات 81-91
    تزریق امتزاجی دی اکسید کربن به عنوان یکی از روش های متداول ازدیاد برداشت نفت از مخازن با تغییر خواص سیالات نفتی میتواند باعث بروز برخی مشکلات مانند تهنشینی آسفالتین شود که خود منجر به کاهش نفوذپذیری سازند و قابلیت کاهش تولید چاه های نفت و یا گرفتگی دهانه چاه و تسهیلات سرچاهی میگردد. پیش بینی فشار شروع تهنشینی آسفالتین به منظور بهینهسازی عملیات تزریق امتزاجی دیاکسیدکربن از اهمیت خاصی برخوردار میباشد. هدف این تحقیق، پیشبینی فشار شروع تهنشینی آسفالتین طی کاهش فشار در حضور دی اکسید کربن با استفاده از مدلهای هوش مصنوعی میباشد. این روش شامل یک شبیهساز به نام «(Intelligent Proxy Simulator(IPS» مبتنی بر ساختار شبکه های عصبی مصنوعی با استفاده از دو الگوریتم آموزشی پس انتشار خطا و الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات میباشد. جهت ارزیابی نتایج شبکه های هوش مصنوعی در پیشبینی فشار شروع تهنشینی آسفالتین از مدل جامد ترمودینامیکی در نرم افزار (Winprop)ا CMG استفاده شده است. نتایج به دست آمده از مدلهای هوش مصنوعی در پیشبینی فشار شروع تهنشینی آسفالتین طی کاهش فشار در حضور دی اکسید کربن نتیجه رضایت بخشتری نسبت به مدل جامد ترمودینامیکی دارد. نتایج این تحقیق نشان داد با توجه به تهنشینی آسفالتین طی کاهش فشار در حضور دی اکسید کربن و اثرات مخرب این پدیده، میتوان با تکیه بر توانایی های شبکه های توسعه داده شده هوش مصنوعی و فراهم نمودن بانک اطلاعاتی از متغیرهای تاثیر گذار به صورت نظری، از ایجاد تهنشینی آسفالتین در فرآیند کاهش فشار در حضور دیاکسیدکربن در شرایط واقعی تا حدودی جلوگیری کرد.
    کلیدواژگان: فشار شروع ته نشینی آسفالتین، الگوریتم پس انتشار خطا، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات
  • احمد رستمی، سید حسن هاشم آبادی صفحات 92-103
    در این مقاله هدف بررسی تاثیر تغییرات دبی، دما و نوع نفت بر روی ضریب اندازهگیری جریان سنج توربینی با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و مقایسه آن با داده های عملیاتی میباشد. معادلات پیوستگی و مومنتوم به همراه شرایط مرزی مناسب به صورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود در شرایط پایا حل شده اند. وابستگی میدان سرعت و فشار از طریق الگوریتم سیمپل برقرار میگردد. برای شبیه سازی اغتشاش جریان از مدل RNG-k-ε و برای انفصال ترمهای جا به جایی از روش اختلاف بالادست درجه دوم استفاده شده است. با استفاده از شبیه سازی عددی، مقدار نیروی دراگ و لیفت بر روی پره های توربین و از موازنه مومنتوم زاوی های، مقدار ضریب جریان به دست میآید. نتایج نشان میدهد که با افزایش دبی، دقت اندازهگیری جریان سنج توربینی تقریبا ثابت مانده و با بالارفتن دما دقت اندازهگیری افزایش می یابد. همچنین تغییر نوع نفت از سنگین به سبک باعث افزایش دقت اندازهگیری میشود.
    کلیدواژگان: جریان سنجی توربینی، ضریب اندازه گیری، نفت خام، شبیه سازی دینامیک سیالات محاسباتی (CFD)
  • سیاوش سیدنژادیان، نکیسا یعقوبی، رامین مغربی صفحات 104-116
    دراین تحقیق واکنش جفت اکسایشی متان (OCM) در مقیاس دانهای مدلسازی شده و رفتار دانه کاتالیست در راکتور بستر ثابت از دو دیدگاه آزمایشگاهی و عددی مورد بررسی قرارگرفته است. مدلسازی عددی دانه کاتالیست توسط نرم افزار FLUENT انجام شده و برای ارائه یک مدل جامع و دقیق، این نرم افزار به دو زیر برنامه متصل شده است. نقطه عطف این مدلسازی، اجرای موفق این دو زیر برنامه در نرم افزار میباشد که منجر به مزدوج قرار گرفتن واکنش و نفوذ در داخل دانه میشود. شرایط ورودی مدل منطبق بر شرایط آزمایشگاهی است. دانه کاتالیست با اندازه مش 8- 7 در داخل راکتور دیفرانسیلی بستر ثابت با قطر mm 12 در نظر گرفته شده و دماهای عملیاتی 1023، 1048 و K 1073 و ترکیب خوراک (نسبت مولی متان به اکیسژن) 2 اعمال شده است. کلیه آزمایشات در فشار اتمسفریک و GHSV ثابت برابر -1 h 12000 انجام گرفته است. با بررسی اثر دما بر رفتار کاتالیست در ترم های درصد تبدیل متان و گزینشپذیری و بازده C2، دمای بهینه در این محدوده عملیاتی برای کاتالیست تیتانیت پروسکایت K 1048 پیشنهاد شده است. دراین دما، کاتالیست بیشترین گزینشپذیری و راندمان برای محصولات مطلوب C2 را خواهد داشت. پروفایل دمایی در داخل دانه از دیگر نتایج این مدلسازی به شمار میآید. مقایسه نتایج مدلسازی و داده های تجربی تطابق نسبتا خوبی را نشان میدهد.
    کلیدواژگان: جفت شدن اکسایشی متان، مدل سازی، واکنش های کاتالیستی، دینامیک سیالات محاسباتی
  • مریم سعدی، کبری رهبر شمس کار، ابراهیم علایی صفحات 117-126
    در این تحقیق یک مدل جامع ریاضی برای مدلسازی فرآیند تبخیر آب و تغلیظ تلخابه از حوضچه های تبخیر خورشیدی که به منظور تغلیظ تلخابه و استحصال نمکهای معدنی با ارزش در پتروشیمی بندر امام مورد استفاده قرار میگیرد، توسعه داده شده است. در این مدل، تابش خورشیدی تنها منبع تامین انرژی حرارتی میباشد. علاوه بر انرژی رسیده به حوضچه تبخیر، همه راه های انتقال و اتلاف انرژی تابشی مانند انتقال حرارت از طریق هدایت به کف و دیوارهاستخر، انتقال حرارت تشعشی به فضای اطراف، انتقال حرارت جا به جایی با محیط اطراف و اتلاف حرارتی ناشی از تبخیر نیز در مدل جامع ریاضی لحاظ شده است. به منظور اطمینان از صحت مدلسازی انجام گرفته، پیشبینی های مدل در خصوص تغییر غلظت تلخابه با زمان با داده های اندازهگیری شده از واحد صنعتی مقایسه گردید که نتایج این مقایسه نشاندهنده دقت بالای مدل ریاضی ارائه شده در پیشبینی تغییرات خواص تلخابه در زمانهای مختلف میباشد. پس از مدلسازی فرآیند تبخیر با در نظر گرفتن همه پارامترهای موثر، سطح بهینه حوضچه تبخیر با توجه به شرایط عملیاتی مانند حجم اولیه تلخابه و غلظتهای ورودی و نهایی و همچنین محدودیت زمانی کارکرد حوضچه های تبخیر واحد کلر آلکالی پتروشیمی بندر امام محاسبه گردید.
    کلیدواژگان: حوضچه تبخیر خورشیدی، مدل سازی، انرژی خورشیدی، سطح بهینه، تلخابه
  • رضوان بهین صفحات 127-138
    بازیافت نفت مخازن و ثمر بخشی پروژه های ازدیاد تولید، از جمله تزریق آب، تحت تاثیر گروهی از عوامل مانند ترکیبات نفت و آب مخزن، درصد تخلخل، قابلیت عبوردهی و ترکیب مینرالوژی سنگ تشکیل دهنده سازند، توزیع فضای متخلخل و اندازه منافذ، درصد اشباع آب و نفت میباشد که مهمترین آنها ترکیبات نفت و آب مخزن و اثرات متقابل فیزیکی-شیمیایی آنها در طول تولید به حساب میآید. از این جهت بررسی تاثیر این عامل بر روی میزان تولید نفت از اهمیتی ویژهای برخوردار است. در این تحقیق سعی گردید که میزان تولید سه نوع نفت از مخازن کربناته آسماری و بنگستان واقع در میادین شرکت ملی نفتخیز جنوب بر اثر تزریق آب در شرایط مخزن بازسازی شده بررسی و تاثیر پارامترهای مختلف و اجزای نفت بر روی میزان تولید، مشخص شود. نتایج حاصل بیانگر این است که میزان تولید نفت در اثر تزریق آب، بستگی به ترکیب شیمیایی نفت و اثرات متقابل آب و نفت دارد و غیر از مقدار آسفالتین موجود در نفت، تحت تاثیر مقدار اسیدهای کربوکسیلی آلی موجود در نفت خام نیز میباشد. همچنین نیروهای موجود بین سطوح آب و نفت، یعنی نیروهای جذب و دفع بر روی حجم آب تزریقی جهت تولید حداکثر نفت تاثیرگذار هستند. مطالعات و بررسی ها نشان میدهد که پارامترهای مهم نفت، مانند عدد اسیدی، چهار جزء اصلی آن (سارا) و همچنین کشش بین سطحی نفت و آب نمک مخزن، جهت مطالعه روند تولید و پیشبینی آن ضرورت دارد. نتایج به دست آمده از مطالعات برخی از مخازن کربناته مناطق نفتخیز جنوب همراه با بررسی عوامل تاثیرگذار دیگر میتواند به پیشبینی میزان تولید و تجزیه و تحلیل نتایج تزریق آب با هدف ازدیاد برداشت کمک نماید.
    کلیدواژگان: بازیافت نفت، کشش بین سطحی، عدد اسیدی، آسفالتین، پارامترهای سارا
  • یادداشت پژوهشی
  • علی اصغر پاسبان، علی اکبر میران بیگی صفحات 139-146
    سولفید هیدروژن یکی از مهمترین ناخالصی های موجود در نفت خام و گاز طبیعی است که قبل از انتقال گاز یا پالایش نفت باید آن را جدا نمود. ترکیبات گوگردی موجود در نفت خام، اشکالات متعددی را در مرحله پالایش نفت خام و هنگام مصرف محصولات نفتی از نظر جنبه های کیفیت محصول و مسائل زیست محیطی ایجاد میکنند. علی رغم وجود روش هایی نظیر عریانسازی و استخراج که با صرف هزینه های فرآیندی بالا مواجه بوده و مستلزم برنامه های بلند مدت است، اخیرا اسکونجرهای شیمیایی به عنوان راه حلهای کوتاه مدت با توجیه اقتصادی مناسب به ویژه در صنعت گاز به منظور شیرین سازی استفاده شده اند. یکی از راه های کاهش و حذف سولفید هیدروژن از نفت خام استفاده از اسکونجرهای شیمیایی میباشد که امروزه از این مواد جهت کاهش سولفید هیدروژن در ارتقای کیفیت مواد نفتی برای صادرات استفاده میشود. بعلت عدم وجود روش های استاندارد جهت ارزیابی کارایی آنها، در این مطالعه روش کنونی (سنتی) ارزیابی اسکونجرهای سولفید هیدروژن از نفت خام در شرکتهای نفتی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با توجه به معایب روش موجود، روش جدیدی برای ارزیابی اسکونجرها تدوین شده است. این روش که به نام پژوهشگاه صنعت نفت یا RIPI نامگذاری گردیده است، اساسا دینامیکی بوده و از سرعت عمل بالایی برخوردار است، به طوری که میتوان روزانه 20 نمونه را با انحراف استاندارد نسبی 4/2 % ارزیابی نمود. بنابراین اسکونجرهایی که از سینتیک سریع واکنش حذف H2S برخوردارند و به طور برگشت ناپذیر عمل مینمایند، از درجه موفقیت بالاتری برخوردار میباشند.
    کلیدواژگان: هیدروژن سولفید، نفت خام، اسکونجر، شیرین سازی، فرآورده های نفتی
|
  • Pages 3-13
    Recovery of oil from fractured reservoirs is dependent on the water spontaneous imbibition in the matrix and depletion of oil contents into the fractures. However, this process is feasible only where the matrix blocks would be water-wet. The carbonate reservoirs are mostly oil-wet and thus applying spontaneous imbibition in the fractured carbonate reservoirs is dependent on the wettability alteration during the water flooding. In this work, imbibition experiments were performed using solutions incorporating various concentrations of potential determining ions present in the sea water (SO42-, Ca2+, and Mg2+) at four temperature levels (40, 60, 80, and 90 °C). The effects of ions, temperature, and salt concentration on the wettability alteration of carbonate reservoirs during spontaneous imbibition process were investigated. Calcite outcrops from a limestone mine in Limburg, the Netherland, and crude oil of Bangestan formation, Iran, with an API of 22.3, were applied. It is shown that the presence of SO42- ions The strongly affects the spontaneous imbibition to a maximum extent, in other words, the 75 percent removal of SO42- from imbibition solutions leads to 2% reduction in the oil recovery. Moreover, by increasing NaCl concentration the oil recovery decreases (2% at 90 °C), while by removal of NaCl from the solution the oil recovery increases (30% at 90 °C). No variation in the oil recovery is observed where variations in the concentration of Ca2+ and Mg2+ ions at 40, 60, and 80 °C are applied. However, at 90 °C, the recovery of oil is increased with increasing the concentration of potential determining ions.
    Keywords: Improved Oil Recovery, Carbonate Reservoir, Spontaneous Imbibition, Wettability
  • Pages 14-27
    Polystyrene latexes with dispersion of nanoclay layers were synthesized by using in situ miniemulsion reverse atom transfer radical polymerization at 90 °C. Final monomer conversion was determined by employing gravimetric method and droplet and particle size distributions were obtained by using dynamic light scattering (DLS) analysis. Also, the number- and weight- average molecular weight and polydispersity index of the nanocomposites were evaluated by using GPC. It was found out that the PDI value of the neat polystyrene is lower than that of the polystyrene chains extracted from the nanocomposites; PDI rose by increasing nanoclay content in the polymer matrix. The XRD results indicated that clay layers were dispersed in the polystyrene matrix and therefore exfoliated nanocomposites were formed. The successful formation of polystyrene chains and their living nature were demonstrated by FTIR spectra. The living nature of the polymerization was also confirmed by the HNMR results. The SEM micrograph presents the monodisperse distribution of spherical particles with sizes in the range of around 200 nm in the nanocomposite containing 1 wt% of nanoclay.
    Keywords: RATRP, Polystyrene, Nanocomposite, Miniemulsion
  • Pages 28-42
    Miscible gas injection is one of the most effective enhanced oil recovery techniques and minimum miscibility pressure (MMP) is an important parameter in miscible gas injection processes. The accurate determination of this parameter is critical for an adequate design of injection equipment and thereby project investment prospects. The objective of the current paper is to develop a new universal artificial neural network model to predict the minimum miscibility pressure of CO2 and hydrocarbon gas flooding. Different MMP correlations and models are proposed regarding the type of injection gas and the mechanism of miscibility respectively based on mathematical and thermodynamic calculations. Almost all of the correlations proposed in the literature either represent condensing/vaporizing mechanisms or give reasonable results only for the limited range of data they are based on. Experimental data from different crude oil reservoirs obtained through slim tube tests are gathered in order to develop a new model in which the mechanisms are included. Mixing rules are used to decrease independent variables. The significance of this model is that MMP can be determined for any composition of oil and gas no matter which mechanism is dominant in achieving miscibility. The comparison of the model results with the reliable data published shows that the results obtained from the new MMP model is more accurate and universal than most of the published models. Finally, a computer program for determining minimum miscibility pressure is presented.
    Keywords: Minimum Miscibility Pressure (MMP), Miscible Gas Injection, Neural Network, Mixing Rules, Slim Tube
  • Pages 43-56
    Bubble and slurry bubble column reactors usually work under pressures beyond the atmosphere in the industries. Although many studies have been done about bubble and slurry bubble column reactors, experimental studies under elevated pressure are very limited. In this study, the effects of pressure and slurry concentration on the gas holdup have been investigated by using pressure difference tests. The experiments of this study are made under pressures up to 18 bar and paraffin and silica are used as the liquid and solid contents. Increasing the operation pressure leads to an increase in gas holdup. It is also found out that the effect of pressure is vanished by increasing the slurry concentration. The experiments are performed in a column with a diameter of 16 cm and a height of 2.8 m. The gases used are nitrogen and air. Finally, a new experimental correlation is developed as a function of gas density (ρg), superficial velocity of gas (Ug), slurry density (ρSL), slurry viscosity (μSL), and liquid surface tension (σL); the correlation is obtained by using the data extracted from this investigation and is in good agreement with the experimental data.
    Keywords: Bubble Column Reactor, Slurry Bubble Column Reactor, Gas Holdup, Elevated Pressure, Experimental Correlation
  • Pages 57-65
    The relation between compressional wave velocity and porosity depends on porosity, porosity type, mineralogy, saturation, and pressure in carbonate rock. Therefore, data points are scattered in a velocity-porosity cross plot. In this study, two methods of rock typing in carbonate rocks are analyzed to investigate the relation between compressional wave velocity and porosity. For this purpose, flow zone indicators and velocity deviation values are used. Flow zone indicators are determined from differences between sonic velocity and the velocity obtained from Wyllie time average equation using neutron porosity. The results show four hydraulic flow units with flow zone indicators from 2.23 to 19.95 and four rock types based on velocity deviation values from 139 to 1135 (m/s). Moreover, the results show that the rock typing based on velocity deviation values is more accurate than that obtained by flow zone indicators. The average value of correlation coefficient is 95% for grouping based on velocity deviation values, whereas this value is 67% for grouping based on flow zone indicators.
    Keywords: Porosity, Permeability, Carbonate Rock, Hydraulic Flow Unit, Velocity Deviation
  • Page 66
    Catalytic gas-solid reactions are used widely using conventional packed bed reactors. Conventional packed bed reactors have some difficulties and disadvantages such as pressure drop, intra particle diffusion limitation, flow channeling and so on. Recently, to overcome these difficulties, research has led to the use of structured catalysts such as monolithic reactor instead of a random packed bed. Herein, using an iron based Fischer-Tropsch synthesis catalyst, a novel bulk monolithic catalyst is manufactured by extrusion and molding methods. The effect of various parameters on monolith quality and strength are experimentally evaluated. The molding method showed good results and the best conditions are found at 5% moisture; 20-25% binder, and 3500-5800 kg/cm2 pressure. Also, the performance of the catalyst in Fischer Tropsch synthesis is tested experimentally. The results show that this novel concept leads to superior advantages such as lower intra particle mass transfer limitation and pressure drop and more catalyst usage.
    Keywords: Catalyst, Structured, Fischer Tropsch, Monolith
  • Pages 81-91
    Although CO2 injection is one of the most common methods in enhanced oil recovery, it could alter the fluid properties of oil and cause some problems such as asphaltene precipitation, reduced permeability of formation, production reduction, etc. Asphaltene onset pressure is especially important for the optimization of the miscible CO2 injection. The purpose of this research is to predict the onset pressure of asphaltene precipitation during pressure reduction process in the presence of carbon dioxide by using theories of artificial intelligence. The developed models include a software simulator called “Intelligent Proxy Simulator (IPS)” which is based on structure artificial neural networks. To evaluate the prediction of artificial intelligence networks at the onset pressure of asphaltene precipitation, a thermodynamic solid model using Winprop (CMG) software was employed. The results obtained by using artificial intelligence models in the prediction of the onset pressure of asphaltene precipitation during pressure reduction process in the presence of carbon dioxide are more accurate than that of the thermodynamic solid model.
    Keywords: Onset Pressure of Asphaltene Precipitation, CO2 Injection, Back Propagation Algorithm, Swarm Optimizing Algorithm
  • Pages 92-103
    In this work, the effect of flow rate change, temperature, and fluid type are considered on meter factor in turbine meter with the aid of Computational Fluid Dynamics (CFD) simulation. Continuity and momentum equations along with the proper boundary conditions are numerically solved in a steady finite volume frame. SIMPLE algorithm is used for coupling the velocity and pressure field. For the simulation of turbulent flow, the RNG k-ε, and for discretizing the advection scheme the second order upwind are used. The drag and lift force on turbine impellers, and the meter factor utilizing angular momentum balances are gained. The results show that the accuracy increases with temperature enhancement and is almost constant with augmenting flow rate. Moreover, the shift from heavy oil to light oil causes the measurement accuracy to increase.
    Keywords: Turbine Flow Meter, Meter Factor, Measurement, Petroleum, CFD Simulation
  • Pages 104-116
    This study presents the phenomena occuring in small scale single-pellet for the oxidative coupling of methane (OCM) where heat transfer plays an important role. Computational fluid dynamics (CFD) is used as a tool for obtaining detailed rate and temperature profiles through the porous catalytic pellets where reaction and diffusion are competing. Inter particle temperature and concentration gradients are taken into account by solving heat transfer coupled with continuity equations in the catalyst pellet. In the heat transfer equation, a source term of energy due to high exothermic reactions is considered. Subsequent to achieving this goal, two external programs are successfully implemented to the CFD code as kinetic and heat of reaction terms. The influence of reaction temperature on catalytic performance is studied. This study is based on the experimental design which is conducted in a differential reactor using an Sn/BaTiO3 catalyst (mesh 7-8) at atmospheric pressure and different temperatures of 1023, 1048 and 1073 K with a GHSV value of 12000 h-1 and a methane to oxygen ratio of 2. Based on the results for titanate perovskite catalyst, the highest C2 yield in OCM process is obtained at a temperature of 1048 K. The results of CFD simulation indicate that temperature variation within the catalyst pellet is less than 2 K due to the completion of exothermic oxidation reactions. Also, the results show that exothermic oxidation reactions occur before endothermic coupling reaction in the pellet length. The modeling results such as selectivity and conversion at the pellet exit are in good agreement with the experimental data.
    Keywords: Single Pellet, OCM, Modeling, Catalytic Reaction, CFD
  • Pages 117-126
    In this study, a comprehensive mathematical model is developed to study the water evaporation process and brine concentration in a solar pond to recover the valuable salts in Bandar Imam Petrochemical Company. In this model, the energy source is just solar irradiation. The solar irradiation depends on the geographic characteristics of the location. The present model accounts for heat losses from (the surface of) the pond such as convection, conduction, radiation, and evaporation losses. Also, the wind effect and the variation of the brine physical properties with salinity are considered in the model. The mathematical results are also compared with experimental data. The results show that there are good agreement between the mathematical predictions and experimental data and the developed model can predict the variation of concentration and salt recovery accurately. Finally, by considering all important parameters, the developed model was applied to determine the optimum size of solar evaporation pond based on the concentration and initial volume of brine.
    Keywords: Solar Pond, Modeling, Solar Irradiation, Optimum Surface, Brine
  • Pages 127-138
    The efficiency of enhanced oil recovery projects, most notably water injection, is influenced by some factors such as the composition of water and oil, porosity, permeability, and the mineralogy of rock. Pore size, pore size distribution, and the water saturation are the other factors at play; but, the most important one is the composition of oil and water and the physical and chemical interaction between them during the production process. The study of this factor is of much importance. This research aims for conducting a review on the oil production of three carbonates of Asmari and Bangestan formations located in the south of Iran under the reservoir simulated conditions. The results show that the oil production depends on the composition of oil and water and their interaction. Apart from the value of asphaltene in oil, carboxylic organic acids in crude oil influence the production as well. The amount of injected water for the maximum oil production is also influenced by forces between water and oil surfaces, which are attractive and repulsive forces. The study and evaluation proves that oil important parameters, acid number and its four SARA fractions alongside interfacial tension between oil and brine are imperative to study the procedure of production. The results of most important carbonate wells as well as a review on the above mentioned factors can lead to a better prediction of production level in Iranian south oil fields. This prediction is based on water injection in enhanced oil production projects and the analysis of its results.
    Keywords: Oil Recovery, Interfacial Tension, Acid Number, Asphaltene, SARA Fractions
  • Pages 139-146
    Hydrogen sulfide is one of the most important impurities in crude oil and natural gas, which is required to be separated before crude refining or gas transport. From the viewpoint of environmental and quality control aspects, many problems rise due to organosulfur compounds available in crude oils especially in oil refining and oil product consumption. In spite of a variety of methods such as stripping and extraction requiring long term programs and high cost processes, chemical scavengers are recently introduced as short-time solutions with a suitable economic potential—especially in sweetening processes of gas and oil industry. One of the methods used for removing hydrogen sulfide is using chemical scavengers. Nowadays, the present technology is ideally used for upgrading gas and crude oil for export purposes. Unfortunately, no standard method has been established for evaluating H2S scavengers yet. Herein, conventional methods for evaluating H2S scavengers are initially studied due to lack of standard methods. Owing to the disadvantages of the conventional methods, a novel method (named RIPI Method) is described to evaluate the performance of synthetic and commercial H2S scavengers in crude oil matrices. The method is basically so dynamic and rapid that at least 20 real samples can daily be analyzed with a relative error of 2.4%.
    Keywords: Hydrogen Sulfide, Sweetening, Crude Oil, Distillates, Scavenger