پژوهش نفت
سال:1388 | دوره:19 | شماره:60 |تعداد مقالات:9

رسوب اجزای آلی هیدروکربنی و به ویژه آسفالتن یکی از مهم ترین معضلات صنایع بالادستی و پایین دستی نفت است که در سازندهای نفتی مخزن، تجهیزات بهره برداری تولید، خطوط لوله انتقال نفت و ذخیره سازی مشکلاتی را ایجاد می کند. بدین لحاظ شناخت سازوکار تشکیل رسوب (سینتیک رشد و توسعه ذرات جامد آلی) و تعیین نقطه ظهور رسوب آسفالتن در نفت های آسفالتنی از اهمیت بالایی برخوردار است. در این تحقیق، در ابتدا در محدوده وسیعی از درجه API نفت، نمونه هایی از مخازن مختلف هیدروکربنی ایران با سه روش متداول اندازه گیری آزمایشگاهی نقطه ظهور آسفالتن در نفت اتمسفریک، بررسی شدند. نتایج آزمایشگاهی نشان می دهد، این روش ها همواره در اندازه گیری نقطه ظهور رسوب آسفالتن، توانایی و یا دقت کافی برای تعیین نقطه شروع رسوب گذاری را ندارند. با استفاده از روش پردازش تصویر و محاسبات ریاضی بر روی تصاویر تهیه شده در مراحل مختلف رسوب گذاری و رشد ذرات کلوئیدی که مبنای مطالعات سینیتیکی رشد رسوب آسفالتن می باشد، می توان نقطه ظهور رسوب آسفالتن را با دقت بالا اندازه گیری کرد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش جدید به کار برده شده نه تنها دقت قابل قبولی در اندازه گیری نقطه ظهور رسوب آسفالتن در اغلب نفت های سبک تا سنگین آسفالتنی را دارد بلکه می تواند به عنوان یک ابزار قوی در مطالعات سینیتیکی رشد ذرات آسفالتنی، حتی در نفت های زنده و در شرایط دما و فشار بالای مخزن نیز به کارگرفته شود.

فولادهای زنگ نزن آستنیتی در برابر خوردگی تنشی در محیط های حاوی یون کلر به صورت ترک های مرز دانه ای یا درون دانه ای یا مخلوطی از این دو به ترک خوردن مستعد هستند. نوع ترک خوردگی به غلظت محلول خورنده، تنش اعمالی بر نمونه، درجه حرارت آزمایش، نوع محلول خورنده، ترکیب شیمیایی و حالت متالورژیکی آلیاژ بستگی دارد. در این تحقیق پدیده خوردگی تنشی در فولاد زنگ نزن آستنیتی L 316 حساس شده در محلول کلرید منیزیم خالص با غلظت های 20، 30 و40  درصد وزنی و در دمای 90 درجه سانتیگراد با نقش آماده سازی سطحی در به تاخیر انداختن زمان بروز ترک ها، مورد بررسی قرار گرفته است. با انجام عملیات سطحی نمونه ها از قبیل ماسه پاشی و ساچمه زنی، مشاهده شد که در اثر ایجاد تنش پسماند فشاری در سطح نمونه ها، زمان شروع ترک نسبت به نمونه های بدون عملیات سطحی به طور قابل ملاحظه ای به تعویق می افتد. در نمونه هایی که تحت عملیات سطحی قرار گرفته بودند، تعداد ترک ها نسبت به نمونه های بدون عملیات سطحی کاهش یافته و با افزایش غلظت یون کلر محلول مورد آزمایش، زمان وقوع ترک ها کاهش، تعداد ترک های ایجاد شده افزایش و عمق ترک ها نیز بیشتر شد. در پایان به وسیله میکروسکوپ نوری و الکترونی مشاهده شد که ترک های خوردگی تنشی آلیاژ AISI 316L حساس شده، ابتدا از سطح نمونه جوانه زنی کرده و به تدریج در مرز دانه های حساس شده گسترش پیدا کرده و با توجه به عمق کم حساس شدگی، مکانیزم شکست از خوردگی تنشی مرز دانه ای به درون دانه ای تغییر می یابد.

سازند گچسارن، پوش سنگ مخزن آسماری در میدان نفتی آب تیمور در زیر پهنه فروافتادگی دزفول واقع شده است. مطالعه نمودارهای چاه پیمایی اشعه گاما، آنالیزهای میکروسکوپ الکترونی روبشی و پتروگرافی 200 مقطع میکروسکوپی تهیه شده از خرده سنگ های حاصل از حفاری در میدان نفتی آب تیمور نشان داد که توالی 700 متری سازند گچساران از انیدریت، نمک، مارن های خاکستری و قرمز به همراه میان لایه هایی از سنگ های کربناته تشکیل شده است. رسوبات این سازند دارای سیکل هایی با مقیاس کوچک و با تناوب بالا است که به نظر می رسد نوسانات دریای کم عمق ناشی از فرایندهای یخچالی، فعالیت های تکتونیکی، رسوب گذاری رسوبات با خواص پلاستیکی و فرونشینی ممتد حوضه فورلندی زاگرس سبب تشکیل آنها شده است. رسوب گذاری چرخه ای سازند گچساران با پیشروی دریا و گسترش دریای کم عمق آغاز می شود که با رسوب گذاری مارن و سنگ آهک های حاوی فونای لاگونی مشخص می شود. در ادامه، تبخیر باعث کاهش فضای رسوب گذاری شده که با گسترش محیط های سبخایی همراه بوده است. آخرین بقایای پسروی دریا باعث ایجاد کفه نمکی در مرکز حوضه شده است که دستخوش سه مرحله سیلاب، تغلیظ و خشک شدگی قرار داشته است. سیکل های رسوبی سازند گچساران شباهت زیادی به بسیاری از تبخیری های قدیمی مانند سازند عرب به سن ژوراسیک فوقانی و نیز سبخاهای عهد حاضر در سواحل جنوبی خلیج فارس دارند.

به منظور تعیین درجه پختگی (بلوغ) مواد آلی سازند سرچاهان در منطقه تنگ زاکین در شمال بندرعباس، نمونه های سطح الارضی انتخاب و مورد ارزیابی "راک اِول" و با تهیه قرص مقطع ضخیم، مورد مطالعه میکروسکوپی قرار گرفتند. نمونه ها غالبا حاوی گراپتولیت بودند که با بررسی میکروسکوپی و شناسایی گراپتولیت ها انعکاس آنها اندازه گیری شد. همچنین اسلایدهای تهیه شده از کروژن در نور گذرا مورد بررسی قرار گرفتند. از کروژن استخراج شده نیز تجزیه عنصری به عمل آمد. انعکاس گراپتولیت، رنگ کروژن، فلورسانس زایی مواد آلی لیپتینیتی و نتیجه آنالیز عنصری کروژن، همگی نشان دهنده پختگی مواد آلی رسوبات سازند مذکور در منطقه تنگ زاکین در مراحل پایانی نفت زایی و اوایل گاززایی می باشند.

نفوذپذیری نسبی در مطالعات مهندسی مخازن و وابستگی آن به عوامل فیزیکی متعدد دارای اهمییت خاصی است و اندازه گیری آن از مباحث مهم آزمایش های ویژه مغزه می باشد. تعادل در جبهه پیش رونده سیال تزریقی در فرایند سیلاب زنی و شناسایی اثر موئینگی در نقطه انتهایی مغزه در آزمایش های نفوذپذیری نسبی از اهمیت ویژه ای برخوردار است. برای این منظور استفاده از روش های اندازه گیری اشباع درجا سیالات درون مغزه در طول زمان آزمایش سیلاب زنی ضروری است. همچنین ایجاد شرایط دما و فشار مخزن و استفاده از نفت مخزن در آزمایش های مغزه سبب می شود تا اطلاعات واقعی تر برای استفاده در مدل های مخزن در اختیار مهندسین مخزن قرار بگیرد. در این تحقیق با هدف تعیین اشباع درجا سیالات در فرایند سیلاب زنی در شرایط مخزن، 4 نمونه پلاگ از سنگ مخزن سازند آسماری انتخاب شد و مقاطع نازک آنها به منظور شناسایی کامل لیتولوژی و بافت سنگ مخزن مورد مطالعه قرار گرفت. سپس با استفاده از دستگاه های اندازه گیری نفوذپذیری نسبی در شرایط محیط، اشباع میانگین سیالات در طول مغزه با اندازه گیری حجم سیالات خروجی در فرایند سیلاب زنی تعیین و منحنی های نفوذپذیری نسبی آنها رسم شد. در مرحله بعد با استفاده از دستگاه اندازه گیری نفوذپذیری نسبی پرتو ایکس، آزمایش های نفوذپذیری نسبی در شرایط مخزن انجام شد و میزان اشباع درجا و میانگین با اندازه گیری شدت پرتو ایکس عبوری از نمونه مغزه، تعیین و نتایج حاصل از دو آزمایش نفوذپذیری نسبی در شرایط محیط و مخزن با یکدیگر مقایسه شدند که در کلیه آزمایش ها از نفت خام مربوط به سازند آسماری استفاده شده است.

بهینه سازی عملیات مخلوط سازی فرآورده های پالایشگاه می تواند با به کارگیری برنامه ریزی خطی صورت پذیرد و در نهایت مساله به وسیله یک برنامه نرم افزاری حلال با صفحه گسترده (Solver) حل می شود .در این مقاله ضمن بیان کاربرد مدل سازی خطی در فرایند اختلاط فرآورده های تولیدی پالایشگاه، الگوریتم و روش بهینه سازی عملیات مخلوط سازی فرآورده ها به ویژه محصول بنزین با استفاده از مدل های خطی نیز ارائه شده است. در پایان به عنوان یک مطالعه موردی، بهینه سازی فرایند اختلاط اجزای تشکیل دهنده بنزین تولیدی پالایشگاه تهران و با هدف حداکثر سازی سود حاصل از این اختلاط و با استفاده از برنامه کامپیوتری «Solver» از نرم افزار Excel صورت گرفته است.

تطابق یعنی مقایسه ژئوشیمیایی بین هیدروکربن ها یا هیدروکربن ها با سنگ منشا و تعیین چگونگی ارتباط ژنتیکی بین آنها که برای این منظور از ابزارها و عامل هایی مانند بیومارکرها و ایزوتوپ استفاده می شود. در مغزه های حفاری تهیه شده از سازند کنگان (با سن تریاس زیرین) در چاه های C و B، آثار هیدروکربنی دیده شده است که در این تحقیق از دیدگاه ژئوشیمیایی با یکدیگر مقایسه و مطابقت داده می شوند. برای بررسی و ارزیابی ویژگی های ژئوشیمیایی این هیدروکربن ها آنالیزهای مقدماتی (پیرولیز راک اول، استخراج وتفکیک بیتومن) و آزمایش های تکمیلی (کروماتوگرافی گازی و کروماتوگرافی گازی طیف سنجی جرمی) و بررسی های ایزوتوپی بر روی نمونه های خرده حفاری استفاده شده است. نتایج حاصل از آنالیزهای ژئوشیمیایی نشان می دهند که کروژن نمونه ها، مخلوطی از انواع II و III بوده و مواد آلی تولید کننده هیدروکربن از محیطی دریایی همراه با اندکی ورودی از خشکی تولید شده اند. هیدروکربن های موجود در سازند کنگان از یک سنگ منشا با کلاستیک کمی کربناته تولید و در شرایطی احیایینیمه احیایی راسب شده اند. کروماتوگرام های برش های اشباع نمونه ها نشجکان از عدم وجود پدیده تخریب زیستی نمونه های تحت مطالعه دارد. نمونه های میان لایه ای شیلی آهکی سازند کنگان از چاه C، دارای پتانسیلی فقیر تا متوسط و نمونه های چاه B، پتانسیل هیدروکربنی فقیری را نشان می دهند. هر دو دسته نمونه های تحت بررسی، از نظر درجه بلوغ، در ابتدای پنجره تولید نفت (اواخر دیاژنز اوایل کاتاژنز) قرار گرفته اند. میزان پختگی مواد آلی نمونه های چاه B اندکی بیشتر از نمونه های چاه C می باشد. آثار هیدروکربنی چاه C، خصوصیات پارافینیک نفتنیک و نفتنیک، و نمونه های چاه B، پارافینیک نفتنیک و پارافینیک را نشان می دهند. به نظر می رسد که میان لایه های شیلی آهکی موجود در بخش هایی از سازند کنگان، سبب تولید هیدروکربن های موجود در ماتریکس سازند کنگان باشند.

برای تعیین ذخیره هیدروکربن مخازن، محاسبه اشباع شدگی سیالات دارای اهمیت زیادی است و روابط آرچی به منظور تعیین اشباع شدگی آب در مخازن هیدروکربنی مورد استفاده قرار می گیرد. این روابط دارای ضرایبی هستند که در آزمایشگاه تعیین می شوند و در صورت غیر قابل دسترس بودن نتایج آزمایشگاهی، از مقادیر ثابتی استفاده می گردد، با توجه با ساختار ناهمگون در سنگ های کربناته، استفاده از مقادیر ثابت منجر به خطای زیادی در محاسبات می شود. در این مطالعه به منظور بررسی ارتباط مقاومت ویژه سازندی و تخلخل و همچنین ارایه رابطه ای تجربی بین ضریب سیمان شدگی و تخلخل و تعیین میزان تطابق این رابطه با روابط ارایه شده توسط سایر محققین، اندازه گیری های آزمایشگاهی مقاومت الکتریکی بر روی مغزه های یکی از میادین کربناته ایران در سازند آسماری انجام گرفته است. بر اساس نتایج، رابطه بورایی با نتایج آزمایشگاهی سازند مورد مطالعه تطابق بیشتری دارد و می توان با تغییر ضرایب این معادله آن را برای سازند مورد مطالعه به کار گرفت. برای تعیین ضریب سیمان شدگی یک رابطه خاص را نمی توان به کار برد و لازم است این ضرایب برای هر سازند با انجام آزمایش تعیین شوند. نتایج همچنین نشان می دهند ضریب همبستگی بین ضریب سیمان شدگی و تخلخل برای نمونه های سازند مورد مطالعه برابر 76 درصد می باشد و با جداسازی نمونه ها با تخلخل کمتر از 5 درصد و بیشتر از 5 درصد می توان به روابط دقیق تری برای تعیین ضریب سیمان شدگی دست یافت.