فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 78 (امرداد و شهریور 1393)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 78 (امرداد و شهریور 1393)

  • تاریخ انتشار: 1393/07/11
  • تعداد عناوین: 13
|
  • محمد یزدانی آریاتپه، محسن آزادی، محمد مشایخی، سعیدضیایی راد صفحه 4
    هزینه بالا و پرخطربودن آزمایش های تجربی استفاده از روش های عددی را روی مخازن گاز طبیعی فشرده اجتناب ناپذیر ساخته است. در مقاله حاضر با رهیافت مکانیک آسیب به بررسی اثر تصادم و آسیب ناشی از برخورد مخازن CNG فولادی تحت فشار پرداخته شده است. معیار شناسایی آسیب و قابلیت به کارگیری مجدد مخزن پس از برخورد، مطابق استاندارد سازمان توسعه استاندارد کانادا و ایالات متحده در مخازن CNG می باشد. شبیه سازی صدمات وارد بر مخزن در تصادف و سقوط خودرو با به کارگیری مدل آسیب جانسون و کوک صورت گرفته است. محاسبات در جهت های مختلف برخورد و با در نظر گرفتن تاثیر فشار داخل مخزن، سرعت تصادم و ارتفاع سقوط انجام شده است. انباشتگی آسیب ناشی از برخورد برای حالتهای مختلف به دست آمده است. تحلیل های عددی انجام گرفته در مقاله برای حالتهای مختلف برخورد شامل سقوط و تصادف نشان می دهد بیشترین آسیب در حالت برخورد عمودی ایجاد می شود و با تغییر زاویه برخورد از امتداد عمودی به افقی، آسیب وارده به مخزن کمتر خواهد بود.
    کلیدواژگان: اکریلونیتریل بوتادین استایرن، آلیاژ پلیمری، پلی وینیل کلراید، خواص مکانیکی و اشتعال پذیری
  • عباس شهرآبادی*، سید سعیدمعزی، حسن محمودیان، قربانعلی صبحی، محمدجامی الاحمدی صفحه 18
    در این مقاله برای پیشبینی رسوب آسفالتین از دو روش استفاده گردید. در روش اول، تئوری پلیمری فلوری-هاگینز و در روش دوم مدل رسامدانا و همکاران به عنوان مدل پایه مورد استفاده قرار گرفت. ابتدا پارامتر حلالیت آسفالتین، به صورت تابعی از فشار در نظر گرفته شد و سپس مقدار این پارامتر در فشارهای مختلف تعیین گردید. هدف، تطبیق منطقی نتایج حاصل از مدل با داده های رسوب آسفالتین حاصل از آزمایش میباشد. پارامتر حلالیت آسفالتین مورد استفاده در روش اول از مقادیر گزارش شده در مقالات، کمتر بود ولی نتایج حاصل از روش دیگر، مقادیر پارامتر حلالیت آسفالتین را در محدوده قابل قبولی ارائه داد. در نهایت یک رابطه تجربی برای پیشبینی پارامتر حلالیت آسفالتین در فشارهای مختلف برای دو نمونه نفتی بهدست آمد که مقدار این پارامتر را با خطای کمتری محاسبه می نماید.
    کلیدواژگان: رسوب آسفالتین، نفت خام، مدل رسام دانا، تئوری فلوری، هاگینز، پارامتر حلالیت
  • میرسعیدصفی زاده، تورج عزیززاده صفحه 32
    در این مقاله یک روش بازرسی غیرمخرب جدید بر اساس تکنیک های نوری برای بررسی وضعیت خطوط لوله ارائه شده است. روش های متداول بازرسی لوله (براساس سیستم های تلویزیونی مدار بسته) عملکرد نسبتا ضعیفی دارند. در این روش ها یک دوربین ویدئویی روی ربات نصب می شود و فیلم به دست آمده، توسط متخصص به صورت غیرهمزمان بررسی می شود. دو اشکال عمده چنین سیستمهای بازرسی عبارتند از: 1) کیفیت پایین تصاویر به دست آمده به دلیل عدم نورپردازی مناسب در داخل لوله و 2) امکان بروز خطا در طول بازرسی غیرهمزمان که توسط اپراتورهای انسانی انجام می شود. در این مقاله، هدف شناسایی و مکانیابی خودکار عیوب و ناپیوستگی ها در سطح داخلی لوله است. سنسور مورد استفاده مونتاژی از یک دوربین CCD و دیود لیزری است که از این دیود لیزری برای تولید لیزر به شکل رینگ استفاده می شود. شناسایی و مکانیابی عیب از طریق رسم رویه سطح داخلی لوله بر اساس تکنیک های پردازش تصویر، انجام میشود. روش پیشنهادی بر روی یک لوله گاز واقعی آزمایش گردیده و نتایج ارائه شده است.
    کلیدواژگان: روش نوری، بازرسی عیوب سطحی، لوله گاز، روش CCTV، تشخیص خوردگی
  • سیده زهراهاشمی*، علی امیری، علی میرمحمدی، مرتضی بیات صفحه 39

    کمینه سازی هزینه گازرسانی با انتخاب قطر مناسب لوله و با در نظر گرفتن محدودیت های عدم افت فشار در گره ها و حجم جریان انتقالی گاز، یکی از چالش های مهم در صنعت نفت و گاز است که میتواند به صورت یک مساله بهینه سازی مقید فرموله شود. در سالهای اخیر، رهیافتهای زیادی برای حل این مساله با استفاده از روش های مکاشفه ای مانند الگوریتم ژنتیک و الگوریتم کلونی مورچه ها ارائه شده است که به موفقیت های قابل توجهی دست یافته اند. علیرغم کارهای انجام شده، هنوز سرعت همگرایی و دقت همگرایی به نقطه بهینه به عنوان دو چالش مهم در این مساله مطرح هستند. در این مقاله یک راه حل مبتنی بر الگوریتم رقابت استعماری ارائه شده است. نتایج آزمایشات نشان میدهد که رهیافت پیشنهادی نسبت به نرم افزار GPNet که در شرکت ملی گاز استفاده می شود، منجر به صرفه جویی 20% در هزینه ها شده که در مقایسه با روش مبتنی بر الگوریتم ژنتیک با صرفه جویی 12/1% دارای کارآیی بالاتری می باشد.

    کلیدواژگان: هوش محاسباتی، الگوریتم تکاملی، الگوریتم رقابت استعماری، بهینه سازی و شبکه توزیع گاز طبیعی
  • سعید عباسی، حسن گلقنددشتی، محمد سعادت، عباس شهرآبادی صفحه 61
    کاهش نفوذپذیری سنگ مخزن یکی از مشکلاتی است که در فرآیند تزریق و یا تولید گاز ایجاد میشود. پدیده های زیادی در فرآیند تزریق گاز مخصوصا در فرآیند ذخیره سازی گاز در مخازن وجود دارد که مشکلاتی را می تواند به همراه داشته باشد. در این بررسی پدیده تبخیر آب و تغییرات تزریق پذیری و تولیدپذیری مورد نظر میباشد. به عبارت دیگر پدیده تبخیر در مبحث تزریق گاز به منظور ذخیره سازی توجه قرار گرفته است. نکته قابل توجه در این بین، تقابل دو پارامتر کاهش اشباعیت آب از یک طرف و کاهش نفوذپذیری سنگ مخزن به واسطه تشکیل رسوبات نمک می باشد. کاهش اشباعیت آب، بهبود نفوذپذیری نسبی گاز را به همراه خواهد داشت و تشکیل رسوبات نمک، کاهش نفوذپذیری نسبی گاز را باعث میشود. نتایج نشان میدهد که در نهایت نفوذپذیری سنگهای با تراوایی بالا در پایان فرآیند بهبود یافته و نفوذپذیری سنگ های با تراوایی پایین، کاهش می یابد. بنابراین هرچند در فرآیند تزریق گاز، آسیب دیدگی به دلیل تشکیل رسوب نمک مشاهده میگردد، اما در نهایت میتوان گفت که به دلیل تغییر در ساختار محیط متخلخل برای محیطهای مختلف مخزن، تاثیر یکسانی بر روی شرایط نهایی نداشته و ممکن است نسبت به حالت اولیه افزایش و یا کاهش را به همراه داشته باشد. اندازه کریستالهای نمک نسبت به اندازه حفرات از جمله عواملی است که میتوانند مستقیما در گرفتگی حفرات نقش داشته باشد که این اثر را می توان در تغییرات نفوذپذیری نسبی مشاهده نمود. بنابراین پدیده تبخیر میتواند اثرات متفاوتی از خود به همراه داشته باشد که این اثرات به ساختار حفرات بستگی خواهد داشت، لذا انجام تست های تزریق برای هر محیط و هر شرایط ضروری است.
    کلیدواژگان: تبخیر آب، تزریق گاز، کاهش نفوذپذیری، ذخیره سازی، آسیب دیدگی سازند
  • خضرالله خضری، وحید حدادیاصل*، حسین روغنی ممقانی صفحه 71
    لاتکس پایدار نانوکامپوزیت کوپلیمر (استایرن- متیل متاکریلات)/ خاک رس به روش پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم معکوس در سیستم مینیامولسیونی و در دمای C° 90 سنتز شد. پلیمریزاسیون مینیامولسیونی به جهت فواید فراوان آن در کپسوله کردن مواد معدنی، سهولت فرآیند هسته زایی، و حذف حلال های آلی مورد استفاده قرار گرفت. درجه تبدیل نهایی مونومر با استفاده از روش وزنسنجی اندازه گیری شد. توزیع اندازه قطرات و ذرات نیز با استفاده از روش تفرق دینامیکی نور (DLS) بهدست آمد. همچنین متوسط عددی وزنی و وزن مولکولی و شاخص پراکندگی با استفاده از روش کروماتوگرافی ژل تراوایی (GPC) مورد ارزیابی قرار گرفت. توزیع وزن مولکولی در مورد نمونه های نانوکامپوزیتی پهنتر بوده و با افزایش میزان نانوذره نیز پهن تر گردید. درصد مولی و میزان تبدیل هر یک از مونومرها در زنجیرهای کوپلیمری با استفاده از روش طیف سنجی رزونانس مغناطیسی هسته (1H NMR) تخمین زده شد. نتایج تفرق اشعه ایکس (XRD) نشاندهنده ساختار پراکنشی تمامی نانوکامپوزیت های سنتزی به روش پلیمریزاسیون درجا بود. نتایج FTIR نشان دهنده قرارگیری موفق ذرات نانو در ماتریس پلیمری است. تصاویر SEM نیز توزیع یکنواخت ذرات کروی نانوکامپوریت کوپلیمر (استایرن- متیل متاکریلات)/ خاک رس با محدوده اندازه nm 200 را نشان می دهد.
    کلیدواژگان: کوپلیمر (استایرن، متیل متاکریلات)، نانوکامپوزیت، پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم معکوس، پلیمریزاسیون مینیامولسیونی، خاک رس
  • کریم قاسمی پناه صفحه 84
    هدف از انجام این پژوهش، بررسی فرآیند نمکزدایی و استفاده مجدد از پساب های نمکی همراه نفت با استفاده از حوضچه های تقطیر خورشیدی تا حد استاندارد آب آبیاری و کشاورزی است. یکی از معضلات صنایع نفت و گاز، وجود پساب های نمکی با مقدار نمک های محلول بالا و باقیمانده مواد نفتی است. معمولا روش های متداول تصفیه برای این نوع پسابها قابل استفاده نیست و برای تصفیه آنها نیاز به استفاده از فناوری های نوین و صرف هزینه های زیاد است. از طرف دیگر، با توجه به وجود مساحت کافی برای احداث حوضچه های تقطیر خورشیدی و تابش مناسب خورشید و همچنین تعداد زیاد روزهای آفتابی در مناطق نفتخیز جنوب ایران، میتوان از روش تقطیر خورشیدی استفاده نمود. در این پژوهش برای دستیابی به اهداف بالا سه حوضچه کاملا یکسان با پوشش متفاوت کف با مساحت حدود m2 1 ساخته و در محل پژوهشگاه صنعت نفت نصب و راه اندازی شد. این حوضچه ها با آب شهری و پساب همراه نفت، آبگیری شد و با انجام چندسری آزمایش، اثر پارامترهای پوشش متفاوت کف حوضچه و همچنین عمق بهینه پساب درون دستگاه مورد بررسی قرار گرفت. در ادامه کیفیت آب تولید شده از سه حوضچه تقطیر خورشیدی از نظر چند پارامتر اندازهگیری شد و با استانداردهای فاضلاب تصفیه شده برای مصارف کشاورزی و آبیاری مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد با استفاده از این حوضچه ها به سمت جنوب جغرافیایی با شیب 30 درجه برای سطح شیشه ای رو به خورشید و استفاده از پوشش های تیره کف حوضچه و عمق cm 2 پساب داخل حوضچه ها میتوان پساب همراه نفت را به استثنای مقدار مواد نفتی تا حد استانداردهای آبیاری و کشاورزی تصفیه نمود. مقدار آب تصفیه شده در یک شبانه روز در فصل بهار حدود 3 تا lit 4 به ازای m2 1 سطح حوضچه به دست آمد.
    کلیدواژگان: پساب همراه نفت، نمکزدایی، حوضچه تقطیر خورشیدی، کیفیت آب و استفاده مجدد
  • سعید غفارپورجهرمی صفحه 92
    در این پژوهش با بهره گیری از دو نوع نانورس متفاوت و متداول در بهبود خصوصیات مصالح، شامل Cloisite-15A و Nanofill-15، تاثیر نانورس بر حساسیت حرارتی قیر با انجام تست های تجربی، مورد ارزیابی قرار می گیرد. بدین منظور با به کارگیری یک برنامه آزمایشگاهی مدون و انتخاب یک روش ترمودینامیکی خاص، ابتدا پراکنش و پخش صفحات نانورس در درصد وزنی متفاوت به کمک تکنیک پراش اشعه ایکس مورد بررسی قرار می گیرد. سپس با انجام تست های تجربی و سنتی قیر، یعنی درجه نفوذ، نقطه نرمی و خاصیت انگمی، عملکرد نانورس های مختلف بر رفتار قیر در درصدهای وزنی متفاوت مطالعه می شود. این نتایج به وضوح نشان می دهد که با افزودن نانورس، ویسکوزیته و سفتی قیر افزایش یافته و از انعطاف پذیری آن کاسته میشود. شدت و میزان تاثیر نانورس تابع نوع و میزان نانورس است. همچنین با کاهش حساسیت حرارتی، مقاومت در برابر پیرشدگی نیز افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: قیر اصلاح شده، نانورس، پیرشدگی، حساسیت حرارتی و خصوصیات رئولوژی
  • محمدزردشتی زادهیزدی*، رامین رمی، محمد ایازی صفحه 106
    در این مقاله، مدل سه بعدی پیل سوختی غشای تبادل یونی بررسی شده است. این مدل برای نیم پیل کاتدی صورت گرفته که شامل کانال گازی کاتدی از نوع موازی، لایه نفوذ گازی کاتدی و غشای پلیمری می باشد. پدیده های مورد بررسی در این مقاله، انتقال جرم در لایه های نفوذ گازی، واکنش الکتروشیمیایی در لایه های کاتالیستی و انتقال بار در پیل سوختی می باشد. ضمنا در هندسه این مدل، شانه نیز لحاظ گردیده که سبب می شود پروفایل غلظت و در نتیجه توزیع بار با دقت بیشتری بررسی شود. معادلات حاکم جهت مدل سازی پیل سوختی با استفاده از نرم افزار فملب بر پایه روش المان محدود حل شده اند. این مدلسازی قادر به پیشگویی رفتار پیل سوختی تحت شرایط عملیاتی مختلف می باشد که به واسطه تحلیل نتایج آن، عملکرد پیل سوختی در شرایط مختلف عملیاتی و با مقادیر متفاوت جریان- ولتاژ بررسی گردید و در نهایت بهترین شرایط عملیاتی و نقطه کاری مناسب، حاصل شده است. وجه تمایز این مدل سازی، بررسی عملکرد پیل سوختی غشای تبادل یونی از طریق حل عددی سه بعدی نیم پیل کاتدی با در نظر گرفتن شانه می باشد، در حالیکه کاتالیست به صورت تجمعات کروی فرض شده است.
    کلیدواژگان: پیل سوختی غشای تبادل یونی، تجمعات کروی، لایه نفوذ گازی، شانه، روش المان محدود
  • ایرج مداحی*، اصغر نادری، سجاد اسماعیل پور، مصطفی حیدری صفحه 117
    پس از انتخاب سازند سروک به عنوان سازند هدف تعداد 31 نمونه از پلاگ های تهیه شده از مغزه چاه های حفر شده از آهک های سازند سروک، برای اندازهگیری های آزمایشگاهی به مرکز تحقیقات و تکنولوژی (TRC) ژاپن فرستاده شدند و سرعت امواج تراکمی و برشی در شرایط مخزن و تحت مقادیر مختلف اشباع سیال، فشار و دما مورد اندازه گیری قرار گرفتند. پاسخهای لرزه ای سازند سروک از دو منظر سرعت و دامنه امواج مورد بررسی قرار گرفته و تغییرات آنها نسبت به تغییر شرایط مخزن مورد تجزیه تحلیل و مدلسازی واقع گردید، با انجام اعتبارسنجی مدل گاسمن برای سازند مذکور که خطای نسبی کمتر از 4% را نشان می دهد، استفاده از مدل مذکور در مطالعات چهار بعدی توجیه پذیر نمود. نتایج حاصل نشان داد که اثر تغییرات فشار موثر برای مخزن مورد مطالعه قابل پیگیری بوده و تغییر سرعت موج تراکمی 12% و برای سرعت موج برشی 21% و برای تغییر ضریب انعکاس موج تراکمی معادل 6% بوده است ولی اثر تغییرات اشباع سیال بر روی پاسخ های لرزهای به میزان کمتر از 2% بوده است که برای مطالعات لرزه ای چهار بعدی از اعتبار لازم برخوردار نمی باشد. نهایت اینکه احتمال مصورسازی تغییرات ناشی از جابه جایی سیال برای مخزن مورد مطالعه به تنهایی اندک ارزیابی میگردد با این حال اثرات توام تغییرات فشار و جابه جایی سیال روی داده های لرزه ای موج تراکمی (داده های لرزه ای موجود) حدود 13% برآورد میگردد که از نظر عملی امکان تفسیر آن محتمل بوده و لذا انجام مطالعات چهار بعدی لرزه ای مخزن سروک در حین توسعه میدان آزادگان توصیه میگردد.
    کلیدواژگان: مصورسازی لرزهای، امکانسنجی لرزهای، لرزهنگاری چهار بعدی، تغییرات سیال و تغییرات مخزن
  • علی جبرئیلی جلودار*، حامد علی گل زاده صفحه 127
    فرآیند فیشر- تروپش، برای تبدیل گاز سنتز به محصولات پارافینی و اولفینی، یکی از فرآیندهای در حال گسترش در جهان و به خصوص در ایران میباشد. هدف از این مطالعه بررسی اثر فشار و دمای خوراک برتشکیل نقطه داغ توسط شبیه سازی راکتور فرآیند می باشد. شبیه سازی راکتور بستر ثابت فرآیند GTL با تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی توسط نرم افزار متلب انجام شده است. همچنین سینتیک های ارائه شده در مقالات برای فرآیند فیشر- تروپش مورد مقایسه قرار گرفته است. مدل سازی به صورت دو بعدی انجام گرفته و جریان درون راکتور آرام می باشد. همچنین برای حل معادلات از روش حجم محدود استفاده شده است.نتایج حاصل از مدلسازی سنتز فیشر- تروپش حاکی از آن است که امکان ایجاد نقاط داغ در قسمت ابتدایی بستر به علت تمرکز واکنش ها بیشتر است. افزایش دمای راکتور باعث افزایش میزان تبدیل واکنش گرها و راندمان تولید محصولات می شود. افزایش دمای خوراک ورودی افزایش دمای نقطه داغ را به دنبال خواهد داشت. با توجه به نتایج مدل سازی، دما و فشار بهینه معادل K 565 و bar 20 میباشد. همچنین مشخص شد که با افزایش فشار و به تبع آن افزایش دما، راندمان تولید محصول C7+ افزایش یافته و همین امر باعث افزایش تولید هیدروکربنهای خطی میشود.
    کلیدواژگان: دینامیک سیالات محاسباتی، نرم افزار متلب، راکتور بستر ثابت، سنتز فیشر، تروپش، فرآیند تبدیل گاز به مایع
  • داود شفیعی*، کوروش خورشیدی، مصطفی مروجی کشاورز صفحه 138
    در این مقاله با استفاده از دینامیک سیالات محاسباتی به تحلیل عددی ایجاد سایش در خطوط لوله و ایستگاه های گاز پرداخته شد و اثر پارامترهای مختلف تاثیرگذار در این مقوله مانند سرعت، دما، اغتشاش، ذرات ریز معلق در گاز و تعدد فازها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. برای این منظور ابتدا اطلاعات جامعی از ایستگاه های گاز جمع آوری شد. سپس با نرم افزارهای Catia و Solidwork، مدل تجهیزات ایستگاه ایجاد شد و در نهایت با روش دینامیک سیالات محاسباتی و استفاده از نرم افزارهای 2.2.30 Gambit و 6.0 Fluent تحلیل های عددی انجام گرفت. در این تحلیل، تجهیزاتی مانند bend، reducer، valve، pipe،... در نظر گرفته شد و سایش در یک ایستگاه تقلیل فشار گاز بررسی و اثر پارامترهای اشاره شده مذکور بر سایش تحلیل گردید. نتیجه حاصله ثابت نمود میزان سایش با افزایش سرعت گاز، افزایش ناخالصی، افزایش دما، تعدد مسیرهای منقطع، میزان ذرات، اغتشاش جریان گاز و نحوه طراحی ایستگاه ارتباط مستقیم دارد.
    کلیدواژگان: گاز طبیعی، سایش، ایستگاه تقلیل فشار، دینامیک سیالات محاسباتی، تنش برشی
  • علی حسنی، سید علیرضا مرتضوی صفحه 150
    بازیافت ثانویه و ثالثیه می تواند منجر به کاهش شدید و دائمی تراوایی سنگ شود که دلیل اصلی آن واکنش بین سیالات تزریقی و سنگ مخزن است. این امر به ویژه در مخازنی با درصد رس بالا، تراوایی کم و سنگ شدگی ضعیف دیده می شود. آسیب سازند ممکن است در اثر رسیدن سرعت تزریق به حد بحرانی جریان آشفته به صورت موقتی و برگشت پذیر و به دلیل تولید ذرات ریز یا ماسه و یا فعال سازی شکستگی های موجود در سازند به صورت دائمی ایجاد شود که در این صورت شاهد افت فشار قابل توجهی در نزدیک دیواره چاه خواهیم بود. در تحقیق حاضر آزمایشهای تزریق بر روی 3 نمونه مغزه سازند کربناته فهلیان به منظور تعیین حد بحرانی دبی تزریق با یک روش جدید و کاربردی صورت گرفته است. محدوده بحرانی آسیب سازند برای پلاگ های مختلف در سیستم خطی قانون دارسی به صورت کمی و کیفی بررسی گردیده و یک روش جدید ارائه شده است. این روش شامل تلفیق دو روش اندازه گیری که یکی برگرداندن سرعت تزریق به مقدار پایه پس از هر مرحله افزایشی و دیگری استفاده از رابطه تعیین درجه آسیب سازند است، برای پلاگ های مختلف در سرعت پایه میباشد. نتایج آزمایش های تزریق نشان میدهد که مکانیسم آسیب ایجاد شده به صورت مهاجرت ذرات ریز و یا فعال سازی شکستگی ها بوده و به منظور جلوگیری از آن باید سرعت تزریق را پایینتر از مقدار بحرانی آن نگاه داشت. چنانچه نرخ تزریق از محدوده بحرانی فراتر رود، آسیب به وجود آمده به صورت دائمی و برگشت ناپذیر خواهد بود.
    کلیدواژگان: نرخ جریان بحرانی، سیلابزنی نمونه، آسیب سازند، سازند کربناته، مهاجرت ذرات ریز
|
  • Page 4
    The high cost and risk of empirical tests on CNG cylinders make the use of numerical methods inevitable. In this paper، damage mechanics approach is used to investigate the effect of crash and damage caused by impact in CNG all-steel cylinders. The CSA standard in CNG cylinders is used as a damage detection criterion and cylinder ability to reuse. The simulation of cylinder failures caused by collision and drop is done by using Johnson-Cook damage model which is one of the efficient models in impact problems. Accomplished simulations are carried out in different impact directions، and the effects of cylinder internal pressure، collision velocity، and fall height are analyzed. Also، failures due to collision for various situations are discussed. These investigations for different cases، including crash and drop tests show that the maximum damage created in case of vertical impact and the resultant damage by changing direction from vertical to horizontal will be decreased. Furthermore، by eliminating failed elements and comparing damage depth caused by collision with CSA standard، it is observed that، in most cases of vertical accident and drop tests، the cylinders have been damaged and lost their ability to be used، while in horizontal impact cases the cylinders are intact or can be reused after repairing. The results show that، in collision process، the cylinder rear wall and the front hemisphere of the cylinder have further damaged and are the critical areas in the horizontal and vertical collisions respectively. For a specific impact direction in lower cylinder internal pressure، the damage caused by higher collision velocity and a higher altitude of falling will be more serious. The resulted diagrams indicate that the damaged area of the cylinders predominately are under compression and endure large plastic deformation. The low difference between the results by various meshes shows that this solution does not depend on the mesh size. Therefore، this damage model is insensitive to meshing in the various impact cases.
    Keywords: All, steel CNG cylinder, Damage Mechanics, Fracture, Impact, Finite Element Method
  • Page 18
    In this paper، two models، namely the Flory-Huggins (polymer) solutions theory and the model developed by Rassamdana and co-workers، which served as our basic model، were employed for estimating asphaltene precipitation. In the analyses، the asphaltene solubility parameter was initially considered as a function of pressure and was subsequently adjusted by varying the pressure with an aim of logical adjustment of the results with the asphaltene precipitation experimental data. The values established for the asphaltene solubility parameter in the first approach were somewhat underestimated compared to the reported values in the literature; however، the second approach gave more acceptable results. Finally، an empirical expression was proposed for asphaltene precipitation solubility estimation for the two oil samples with enhanced accuracy at different pressures.
    Keywords: Asphaltene Precipitation, Crude Oil, Rassamdana Model, Flory Huggins Theory, Solubility Parameter
  • Page 32
    An innovative inspection method to assess the condition of pipelines is proposed in this paper. The standard pipe inspection technique، based on closed-circuit television systems، has a relatively poor performance. A video camera is mounted on a robot and the video recording is provided off-line to an engineer who classifies any defects. Two of the main disadvantages of such camera-based inspection systems are 1) the poor quality of the acquired images due to difficult lighting conditions and 2) the susceptibility to error during the off-line video assessment conducted by human operators. The focus of this research is the automated identification and location of discontinuities in the internal surface of pipes. The sensor used is an assembly of a CCD camera and laser diode to generate a ring-shaped laser pattern. The automatic recognition and localization of pipe defects are carried out by means of the computation of a partial histogram based on image processing techniques. The proposed method has been conducted on a real gas pipe and the results are presented.
    Keywords: Optical Method, Inspecting Surface Defects, Gas Pipe
  • Page 39

    Wettability is an important parameter that influences the petrophysical properties of reservoir rocks. When drilling is doing، the penetration of mud filtration into formation causes considerable wettability alteration and affects the oil displacement by water. Hence the enhanced oil recovery methods will be affected because of formation damage. In this study، the effect of three samples (a bentonite commonly used in oil well drilling، a purified bentonite، and nanoclay) on wettability of sandstone and carbonate rocks has been studied using the contact angle method. The modification of surface properties of montmorillonite sheets by hydrophobic plug reformer changed the wettability of the clay particles from water-wet to oil-wet. This change resulted in the suitable dispersion of nanoclay (organic) into oil phase (as hydrophobic phase). The contact angle measurements of the prepared suspension from each of three samples showed that common and purified bentonites altered the wettability of the sandstone and limestone rocks to water wet، whereas the nanoclay changed contact angle to oil-wet behavior. Based on these observations، use of nanoclay، as an oil-based drilling mud additive، is useful due to its compatibility with oil zone wettability and suitable dispersion in oil-based drilling fluid.

    Keywords: Nanoclay, Wetting, Contactangle, Water Wet, Oil Wet
  • Page 61
    Water vaporization and its impact on the formation productivity and injectivity are important issues dealt with during gas injection into porous media. It is clear that there are many other issues associated with underground gas storage projects but water vaporization and its induced permeability impairment are particularly important issues during gas injection in the candidate reservoir in this work. This paper investigates water vaporization in a candidate reservoir for underground gas storage. It is important to encounter two parameters in this process، which are water saturation reduction and permeability reduction in reservoir rock sample to form salt precipitation. Water saturation reduction causes permeability improvement، but scale formation reduces permeability. According to the results، the medium with higher permeability experiences an improved injectivity during gas injection، while the medium with lower permeability experiences an impaired injectivity. It is worth mentioning that both media suffer from permeability impairment. Finally، injectivity and productivity changes caused by water vaporization differ from case to case depending on the porous medium characteristics and the properties of fluid within the porous medium. Therefore، independent experiments should be conducted for different systems، since there is no accurate formulation to predict the mentioned permeability impairments. Also، special experiments are necessary for different media which are related to pore structure.
    Keywords: Water Vaporization, Gas Injection, Underground Gas Storage, Formation Damage
  • Page 71
    Stable latexes of poly (styrene-co-methyl methacrylate) /clay nanocomposites were synthesized by in-situ reverse atom transfer radical polymerization at 90 °C and in miniemulsion system. Miniemulsion polymerization has been employed for its abundant advantages to encapsulate inorganic materials، simple nucleation step، and elimination of organic solvents. Final monomer conversion was determined by gravimetric method. Droplets and particles size distribution were obtained by using dynamic light scattering (DLS) analysis. Also، number and weight average molecular weight and polydispersity indexes of the samples were also evaluated by GPC method. In addition، the PDI value of the neat polymer was smaller than the extracted polymer from nanocomposites and in the case of nanocomposites it increased by increasing nanoclay content. Mole ration and fractional conversion of each monomer in copolymer chains were estimated by using 1H NMR spectroscopy. XRD patterns displayed no peak in in-situ synthesized nanocomposites which indicates an exfoliated structure of all the nanocomposites prepared by this method. FTIR spectra indicate successfully loading of nanoclay in the copolymer matrix. SEM micrographs presented a monodisperse distribution of spherical shape particles of poly (styrene-co-methyl methacrylate) /clay nanocomposite with a size in the range of around 200 nm.
    Keywords: Poly (styrene, co, methyl methacrylate), Nanocomposite, RATRP, Miniemulsion Polymerization, Nanoclay
  • Page 84
    The aim of this study is desalination and reuse of produced water by using basin solar still distillation to meet agricultural irrigation standards. The produced water is one of the main obstacles in oil and gas industries. The produced water contains high dissolved solid، oil and hydrocarbons، and other pollutants. Conventional treatment methods are not applicable and advanced technology and spending more money is needed for the treatment of the produced water. Availability of sufficient areas، high solar radiation، and a high number of sunny days in the south of Iran are suitable parameters for solar distillation by using basin solar stills. In the current work، to achieve the above aims، three basin solar stills with an area of about one square meter and different bottom surface covers were made and installed in Research Institute of Petroleum Industry. Water and the produced water entered the three basin solar stills with different water depth. Then، with running some tests، optimum water depth and bottom surface cover for the production of more treated water were determined. The results showed that the basin solar still with a 30-degree slope for glass surface، dark bottom cover، 2-centimeter depth of produced water، and positioned to the south geographical side can treat the produced water according to agriculture irrigation standards except for oil content. In the spring season، the amount of treated water was about 3 to 4 liters per square meter of basin solar still area.
    Keywords: Produced Water, Desalination, Basin Solar Still, Reuse, Solar Energy
  • Page 92
    The main objective of the present study was to conduct a comparative test program on unmodified bitumen and modified bitumen containing nanoclay and assess the effects of asphalt properties on pavement performance. To meet this objective، the main targets of this study are to find out if the nanoclays alter the critical properties of asphalt binder and influence the ageing and temperature sensitivity of the binder. Different tasks were performed to meet the objectives. The first task performed was studying the nanoclay modifiers at a nanoscopic level and the test performed in this area was the X ray analysis of the nanoclay modifiers. The second task was studying the influence of nanoclay modifiers on binder characteristics and the related tests performed were empirical studies of fresh (unaged) and aged bitumen types by empirical tests like penetration and softening points. Findings of the tests performed on binders proved that the cloisite-15A nanoclay modifications helped to increase the stiffness of the standard binder. This was especially true if the 4% cloisite modification was used. The nanofil-15 modification helps to improve the ageing resistance of the binder in short and long term applications. An overall conclusion from these findings is that the nanoclay modifications help to improve some characteristics of asphalt binders and asphalt mixtures، but at this level they are not at a stage to justify applications on large scales.
    Keywords: Modified Bitumen, Nanoclay, Aging, Thermal Stability
  • Page 106
    In this study، a three-dimensional model of a single fuel cell is considered. This modeling is done for a cathode half-fuel cell and consists of a parallel flow field، namely a cathode gas diffusion layer and a polymer membrane; it includes mass transfer at gas diffusion layer، electrochemical reaction at catalyst layer، and charge transfer in all the parts of fuel cell. Shoulder is considered in this model and thus concentration profile and charge distribution are more delicate. Governing equations are solved by FEMLAB software through the finite element method. This modeling could predict the behavior of fuel cell at different operation conditions by minimum cost. The performance of fuel cell is evaluated by different activation energies and، by comparing the results، the optimum operation condition is concluded.
    Keywords: PEM Fuel Cell, Parallel Flow Field, Gas Diffusion Layer, Shoulder, FEMLAB, Finite Element Method
  • Page 117
    The present study is concerned about monitoring 4D seismic of Azadegan oil field; Sarvak formation is a major reservoir and supposed to be the prospect formation At first، 31 plug samples taken from cores and all of the Sarvak formation limestone were sent to the Japan National Oil Corporation’s Technology and Research Center (TRC) for laboratory measurements of P and S wave velocities in the reservoir conditions and at different amounts of fluid saturation، pressures، and temperatures. Moreover، the porosity of core samples and petrophysical data were studied and measured at RIPI. Afterwards، seismic responses of Sarvak formation were analyzed from two points of view، namely velocity and amplitude، and their changes in relation to reservoir conditions were modeled and analyzed. Then، to examine the validation of Gassmann’s equation، laboratory core samples were used. The results reveal that the Gassman’s model with a relative error of less than 4% provides acceptable data for the studied reservoir. The results of this study show that changes in the effective pressure will lead to 12% changes in compressional wave velocity and 21% variation in shear wave velocity. Such a change in reflection coefficient of compressional wave velocity is equal to 6%. However، changes induced by manipulating saturation were less than 2% which had low validity in seismic monitoring. Therefore، the probability of imaging the changes due to fluid displacement is insignificant and it is not successful for monitoring the studies of reservoir internal changes. However، simultaneous changes of pressure and fluid displacement on compressional seismic data (present seismic data) are estimated about 13%، which means that it is possible to interpret such changes. Thus it is suggested conducting 4D seismic monitoring during the Azadegan development program for the Sarvak reservoir fluid and studying pressure changes.
    Keywords: Seismic Monitoring, Feasibility, 4D Seismic, Effective Pressure, Fluid Saturation, Temperature, Reservoir Changes, Seismic Velocities
  • Page 127
    Secondary and tertiary recovery processes can lead to severe and permanent reductions in permeability due to the interactions between injected fluids and the reservoir rock; this is especially true in high clay content، low permeability، and poorly consolidated reservoirs. The formation damage could be both temporarily، by exceeding the turbulent limit of fluids in porous media، and permanently، by fine and sand production or fissure and fracture activation; because of this overall pressure drop will be noticeable in near wellbore. Since the carbonate formations are stronger than sandstone formations، the results of velocity formation damage are different and comparable with results of sandstone formations. In this study، a series of core flooding experiments have been carried out to determine the critical injecting flow velocity in porous media of the carbonate formation by the use of a new and practical method. The formation damage limits in linear system were determined by both qualitative and quantitative methods for different plugs. The proposed method incorporates two different methods، one of which uses base line permeability and returning the injection rate to base rate after each incremental stage and the other determines formation damage degree. The results show that the induced damage mechanism is in the form of fine migration or activation of natural fractures and، to prevent formation damage، the injecting flow velocity must be kept less than its critical value. Otherwise، the induced damage will be permanent and irreversible.
    Keywords: Critical Flow Rate, Core Flooding, Formation Damage, Carbonate Formation, Fine Migration
  • Page 138
    In this paper، the numerical analysis of erosion/corrosion in gas pipelines and gas stations were investigated using computational fluid dynamics. The effects of various parameters such as velocity، temperature، turbulence، tiny particles floating in gas، and multi-phases were analyzed. For this purpose، comprehensive information on gas stations was first collected. Then، equipment of gas stations and pipelines was modeled and created using Catia and Solidwork commercial software packages. Finally، the numerical results were obtained using the method of computational fluid dynamics by employing Gambit 2. 2. 30 and Fluent 6. 0 commercial tools. Several items of equipment such as pipe، valve، reducer، bend، etc. were considered in this analysis. The results proved that erosion/corrosion was increased by increasing velocity، temperature، turbulence، tiny particles floating in a gas، and multi-phases.
    Keywords: Erosion, Corrosion, Gambit, Fluent, Gas Pipelines, Modeling
  • Page 150
    Secondary and tertiary recovery processes can lead to severe and permanent reductions in permeability due to the interactions between injected fluids and the reservoir rock; this is especially true in high clay content، low permeability، and poorly consolidated reservoirs. The formation damage could be both temporarily، by exceeding the turbulent limit of fluids in porous media، and permanently، by fine and sand production or fissure and fracture activation; because of this overall pressure drop will be noticeable in near wellbore. Since the carbonate formations are stronger than sandstone formations، the results of velocity formation damage are different and comparable with results of sandstone formations. In this study، a series of core flooding experiments have been carried out to determine the critical injecting flow velocity in porous media of the carbonate formation by the use of a new and practical method. The formation damage limits in linear system were determined by both qualitative and quantitative methods for different plugs. The proposed method incorporates two different methods، one of which uses base line permeability and returning the injection rate to base rate after each incremental stage and the other determines formation damage degree. The results show that the induced damage mechanism is in the form of fine migration or activation of natural fractures and، to prevent formation damage، the injecting flow velocity must be kept less than its critical value. Otherwise، the induced damage will be permanent and irreversible.
    Keywords: Critical Flow Rate, Core Flooding, Formation Damage, Carbonate Formation, Fine Migration