پژوهش نفت
سال:1397 | دوره:27 | شماره:103 |تعداد مقالات:12

سیالات در مناطق پرتراوا به نسبت محیط کم تراوا تحرک بیشتری دارند. بنابراین اسید بیشتر به سمت این مناطق می رود اما واضح است که مناطق کم تراوا نیازمند عملیات اسیدکاری هستند پس نیاز به یک عامل منحرف کننده مانند نانوذرات است. انجام آزمایشات برای حالات و شرایط خاص در آزمایشگاه نیازمند زمان و هزینه است و چه بسا گاهی برای بهبود نتایج، یک آزمایش نیز چند بار تکرار شود. همچنین تاثیر پارامترهای خاص بر یکدیگر و نتایج آزمایش نیز مشخص نیست پس به این دلایل نیاز به کار مدل سازی محسوس است و باید انجام گیرد. در این کار ابتدا شبیه سازی اسید متعارف انجام شده است تا میزان حجم مورد نیاز برای رسوخ اولیه بدون ایجاد انحراف در اسید به دست آید. سپس اثر نانوذرات از قبیل تحرک نانوذره در محیط با توجه به تئوری حرکت تصادفی ذرات در محیط مورد بررسی قرار گرفت و همچنین از مدلی برای اتصال و جدایش ذرات از سطوح نیز استفاده گردید. نهایتا ژل با ایجاد مقاومت در مقابل لایه های پرتراوا باعث هدایت اسید به سمت مناطق کم تراوا می شود. برای میزان ژله ای شدن اسید باید به ترم ایجاد تجمعات پرداخت. در انتها نیز با استفاده از مدل گرانروی کریگر میزان تغییر در گرانروی سیال به دست می آید و اسید ماهیت هدایت به سمت مناطق کم تراوا را به دست می آورد. با توجه به نتایج، اسید نانوذره ای باعث می شود در حجم تزریق کمتری به رسوخ رسیده و این بدین معنا است که به نسبت اسید معمولی عملیات بهینه تری وجود داشته است. در ادامه این نکته که افزودن نانوذرات به طور میانگین حجم رسوخ را تا 50% کاهش می دهد به دست می آید.

در این تحقیق عملکرد و خواص ضد گرفتگی و شار غشاهای نانوکامپوزیت پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) با غلظت های 15 و 18% وزنی که با نانو لوله های کربنی عامل دار شده با گروه های اسیدی، بازی و آمین مخلوط شده و با روش وارونگی فازی و حلال نرمال متیل پیرولیدون (NMP) در آزمایشگاه ساخته شده، مورد بررسی قرار گرفت. همچنین تست های شار، گرفتگی، زاویه تماس، تخلخل و نرخ پس دهی پروتئین انجام شده است. با استفاده از نتایج تست های تجربی، مدل سازی پارامترهای شار و گرفتگی براساس متغیرهای ورودی که شامل درصد نانوذره، درصد پلیمر، تخلخل و زاویه تماس هستند؛ انجام شد. در این مدل از 4 سیستم هوشمند شبکه عصبی چند لایه، شبکه عصبی با مدار شعاعی، کمینه مربعات بردار پشتیبان و سیستم هیبریدی تطبیقی عصبی-فازی و 3 الگوریتم بهینه سازی ژنتیک، شبیه سازی تبریدی و ازدحام ذرات استفاده شده است. نتایج نشان داد که برای هر دو پارامتر شار و گرفتگی، بهترین مدل با توجه به ضریب همبستگی بالا، مدل های شبکه عصبی با مدار شعاعی و سیستم هیبریدی تطبیقی عصبی-فازی هستند. در بخش بعدی مدل سازی برای به دست آوردن مقادیر بهینه (کمترین گرفتگی و ماکزیمم شار) از بهترین مدل های ساخته شده برای هر دو خروجی استفاده شد. سپس از الگوریتم ترکیبی از الگوریتم ژنتیک و ازدحام ذرات مقادیر بهینه به دست آمد. سپس با استفاده از نتایج بهینه سازی برای هر نوع درصد پلیمر (15% و 18%)، غشاها در آزمایشگاه ساخته شده و سپس تست های شار، گرفتگی، زاویه تماس و تخلخل انجام شده و نتایج آن با نتایج مدل مقایسه گردید. نتایج نشان داد که غشای نانوکامپوزیت 07/0% وزنی نانولوله کربنی تک دیواره عامل دار شده با گروه هیدروکسیل و غشای نانوکامپوزیت 17/0% وزنی نانولوله کربنی تک دیواره عامل دار شده با گروه هیدروکسیل به ترتیب بهترین عملکرد را با پلیمرهای 15 و 18% وزنی PVDF داشته است.

در این پژوهش به منظور بررسی کیفیت مخزنی سازند سروک در یکی از میادین نفتی خلیج فارس از تکنیک لاگ های تصویری در کنار مطالعه لاگ های معمولی و داده های ژئوفیزیکی استفاده شده است. تحلیل لاگ های تصویری برروی چهار چاه انتخابی (C، B، A و D) از میدان نفتی مورد مطالعه نشان می دهد که شیب ساختاری مخزن سازند سروک براساس 129 قرائت 11 درجه به سمت N69W بوده و دارای امتداد غالب N27E و S27W است. دو نوع شکستگی اصلی در مخزن مورد مطالعه شناسایی شده است. دسته اول که در چاه های B، A و C قابل مشاهده هستند با 489 قرائت میانگین شیب 81 درجه به سمت N38E و داری امتداد غالب N52Wا/S52E هستند. دسته دوم مربوط به چاه D با 110 قرائت میانگین شیب 64 درجه به سمت N58W و داری امتداد غالب N32E/اS32W هستند. مطالعات ژئوفیزیکی منطقه نشان می دهد که میدان نفتی مورد مطالعه دارای دو گسل اصلی با روند شمالی-جنوبی و 11 گسل محلی با روندهای شمال غرب و جنوب شرق است. تطابق امتداد شکستگی های مشخص شده در لاگ های تصویری با امتداد گسل های میدان حاکی از این است که امتداد این شکستگی ها با گسل های محلی همخوانی بیشتری دارند. مدل های حاصل از داده های تخلخل، تراوایی و چگالی شکستگی ها و مطالعه بازشدگی دهانه شکستگی های مخزن سروک نشان دهنده این است که تاثیر گسل های محلی در شکستگی های میدان مهم بوده و باعث افزایش کیفیت مخزنی در اطراف چاه های C، B و D شده است. براساس داده های حاصل از لاگ های تصویری جهت حداکثر تنش افقی برجا در مخزن نفتی مورد مطالعه به سمت N32W و حداقل تنش افقی برجا S55W تخمین زده می شود.

سازند آسماری در میدان نفتی آغاجاری (واقع در فروافتادگی دزفول) با حدود m 400 ضخامت، در یک محیط رمپ کربناته نهشته شده و تحت تاثیر فرآیندهای دیاژنزی مختلفی قرار گرفته است. مطالعه مغزه های حفاری، مقاطع میکروسکوپی و تصاویر میکروسکوپ الکترونی پنج چاه این میدان نشان می دهد، دولومیتی شدن، یکی از موثرترین فرآیندهای دیاژنزی برروی خواص مخزنی سازند آسماری بوده و عمدتا قسمت های بالایی این سازند را تحت تاثیر قرار داده است. پنج نوع دولومیت شامل دولومیکریت (کوچک تر از? m 16)، دولومیکرواسپاریت (16 تا? m 62)، دولواسپاریت (بزرگ تر از? m 62)، دولومیت های پراکنده در ماتریکس و سیمان های دولومیتی در نمونه های مورد مطالعه قابل شناسایی است که هر یک تاثیر متفاوتی بر روی روند منحنی های تزریق جیوه و در نتیجه خواص مخزنی سازند آسماری داشته اند. دولومیکرواسپاریت ها فراوان ترین نوع دولومیت در نمونه های مورد مطالعه بوده که به سبب داشتن تخلخل های بین بلورین، دارای تخلخل و تراوایی بسیار بالایی (به ترتیب میانگین 16% و mD 35) هستند. به همین دلیل با اندک فشار ورودی (حدود psi 5)، از جیوه اشباع می شوند و لذا منحنی های فشار موئینه آنها دارای شیب تند می باشد. دولومیکریت ها به سبب ماهیت دانه ریز بلورها، به طور اولیه دارای تخلخل خوب و تراوایی نسبتا پایینی (5/11% و mD 4) هستند، اما چنانچه با فرآیند انحلال همراه شوند خواص مخزنی مشابه با دولومیکرواسپارها پیدا می کنند و منحنی های فشار موئینه آنها به سمت چپ جابه جا خواهد شد. دولومیت های پراکنده در ماتریکس نقش چندانی در خواص مخزنی سازند آسماری ندارند، دولواسپاریت ها به سبب تاثیر بیش از حد فرآیند دولومیتی شدن و قفل شدن بلورها در هم و سیمان های دولومیتی به سبب قطع ارتباط فضاهای خالی سبب کاهش تخلخل و تراوایی شده اند. با توجه به فراوانی دولومیکرواسپاریت ها و دولومیکریت های دارای حفرات انحلالی در زون های یک، دو و سه سازند آسماری، به نظر می رسد این زون ها پتانسیل بهتری برای حفاری و تکمیل چاه های آتی میدان نفتی آغاجاری داشته باشند.

در این پژوهش غشای ترکیبی نانوفیلتراسیون بر پایه پلی اتر سولفون (PES)/ پلی وینیلیدن فلوراید (PVDF) به روش وارونگی فازی تهیه گردید. از آنجا که پلیمر پلی وینیلیدن فلوراید نسبت به سایر پلیمرها دارای خاصیت پیزوالکتریکی بالایی بوده می تواند در ترکیب با سایر پلیمر ها منجر به تولید غشاهایی با ساختاری متفاوت و مقاوم در برابر گرفتگی گردد که قابلیت کاربرد در تصفیه پساب صنایع مختلف را دارا است. اثر افزودن غلظت های مختلف از پلی وینیلیدن فلوراید در محلول پلیمری بر عملکرد غشا بررسی شد. غشاهای تهیه شده توسط آنالیزهای فلاکس عبوری از غشا، انتخاب پذیری، درصد محتوای آب و عکس های میکروسکوپ الکترونی (SEM) و FTIR مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش غلظت پلی وینیلیدن فلوراید تا حدود 2 درصد وزنی، محتوای آب و تخلخل غشا در ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت. هم چنین فلاکس غشاهای بر پایه پلی اتر سولفون/ پلی وینیلیدن فلوراید در مقایسه با فلاکس غشای خالص بر پایه پلی اتر سولفون بهبود قابل ملاحظه ای داشته است. همچنین با افزایش غلظت پلی وینیلیدن فلوراید تا حدود 5/0درصد وزنی میزان پس دهی (انتخاب پذیری) حدود 20% بهبود یافت.

یکی از روش های ازدیاد برداشت نفت که اخیرا مورد توجه زیادی قرارگرفته است، تزریق آب با شوری پایین (LSW) است. بررسی مکانیسم های مرتبط با LSW نشان می دهد که واکنش های ژئوشیمیایی نقش موثری در تغییرات ترشوندگی سنگ و تولید نفت دارند. هدف این مقاله بررسی تاثیر واکنش های ژئوشیمیایی حل شدن کلسیت و مبادله یون برروی عملکرد LSW در یک مخزن ماسه سنگی با استفاده از مفهوم شوری آستانه است. بدین منظور، معادله جریان سیال براساس تئوری باکلی-لورت با نرم افزار ژئوشیمیایی PHREEQC کوپل شدند. نتایج نشان داد که در تزریق LSW، تعادل اولیه بین فاز آبی و سطح سنگ مخزن بر هم می خورد که این امر باعث انحلال کلسیت و نیز رخداد تبادل یونی بین فاز آبی و سطح سنگ می شود. آنالیز واکنش های ژئوشیمیایی در بلوک مجاور چاه تزریقی نشان داد که تبادل کاتیون ها می تواند سبب رهایش مواد نفتی از سطح سنگ شده که در نتیجه آن تغییر ترشوندگی به سمت آب دوستی بیشتر رخ خواهد داد. همچنین، پروفایل تغییرات pH در گستره مدل مخزنی نشان داد که سرعت انحلال کلسیت در فواصل نزدیک به چاه تزریقی با نرخ بالایی انجام می گیرد، اما در فواصل دورتر، صرفا انحلال جزئی کلسیت به واسطه مکانسیم تبادل یونی رخ می دهد. آنالیز نمودارهای جریان جزئی همراستا با پروفایل شوری کل فاز آبی نشان داد که در طول تزریق LSW، دو جبهه جریانی مختلف در گستره مخزن ایجاد می شود: جبهه اول مربوط به جابه جایی آب با شوری بالا با میزان اشباع آب 43/0 و جبهه دوم مربوط به جابه جایی آب با شوری پایین با مقدار اشباع آب 58/0. این مقدار افزایش در اشباع فاز آبی بیانگر توانایی LSW در تولید نفت اضافی است که براساس شرایط این مطالعه و انتخاب شوری آستانه ppm 3000، افزایشی در حدود 10% از نفت اولیه مخزن است.

فنل و مشتقات آن به دلیل سمیت، سرطان زایی و تجزیه بیولوژیکی کم، از آلاینده های مهم اکوسیستم های آبی محسوب می شود. هدف مطالعه حاضر مقایسه سه جاذب نانوساختار کربنی در جذب فنل از محیط آبی و مطالعه سینتیکی حذف آن است. در این پژوهش، ابتدا جاذب های گرافن، کربن مزوپور (CMK-3) و نانولوله کربنی چند دیواره (MWCNT) سنتز شده و سپس براساس روش های استاندارد XRD، SEM، BET و BJH ساختار آنها ارزیابی شد. در گام بعد عوامل موثر بر فرآیند جذب مانند میزان بارگذاری جاذب، pH محلول و زمان تماس بررسی گردید. جهت پیش بینی رفتار سنتیکی جاذب ها نیز از مدل های شبه درجه یک، شبه درجه دو و الوویچ استفاده شد. نتایج نشان داد که با افزایش بارگذاری جاذب، راندمان جذب افزایش و ظرفیت جاذب ها، روند کاهشی دارد که در هر دو حالت این تغییرات به صورت غیرخطی می باشد. بررسی تغییرات pH نشان داد که بالاترین درصد حذف برای جاذب های گرافن، CMK-3 و MWCNT در pH برابر 8 اتفاق می افتد. در بررسی اثر زمان تماس مشخص گردید برای هر سه جاذب زمان بهینه جهت اشباع سایت های فعال جذب حدود min 40 است و زمان بیشتر تغییر چندانی در راندمان فرآیند نخواهد داشت. نتایج بررسی سینتیکی فرآیند نشان دهنده تطبیق بسیار خوب مدل شبه درجه دو بر داده های آزمایشگاهی است. براساس نتایج تجربی این پژوهش مکانیزم جذب مورد بحث قرار گرفت و مشخص گردید علاوه بر تعاملات?-? در تمامی جاذب ها، نیروی قوی بین فنل و ناخالصی مس موجود در MWCNT و نیز پیوند قوی هیدروژنی بین فنل و گروه های هیدروکسیل/کربوکسیل موجود در ساختار CMK-3 عوامل مهم فرآیند جذب فنل هستند. در بین جاذب های بررسی شده، CMK-3 به دلیل عملکرد و کارایی بالاتر به عنوان جاذب بهینه برای حذف فنل از محیط های آبی انتخاب گردید.

تحلیل سرعت برانبارش یکی از مراحل مهم در فرآیند پردازش داده های لرزه نگاری انعکاسی است. سرعت برانبارش را می توان با استفاده از دو نشانگر روش سطح بازتاب مشترک یعنی شعاع موج عمود در نقطه برخورد و زاویه خروج موج محاسبه کرد. اما نشانگر شعاع موج عمود در نقطه برخورد به دست آمده از این روش متاثر از نشانگر شعاع موج عمود است. روش سطح پراش مشترک توسعه داده شده روش سطح بازتاب مشترک است. نشانگرهای این روش را می توان به صورت مبتنی بر مدل با استفاده از تکنیک دنبال کردن پرتو برروی یک مدل صاف شده نه چندان دقیق هم به دست آورد. در این روش نشانگر موج عمود در نقطه برخورد دیگر متاثر از نشانگر موج عمود نیست. در نتیجه سرعت برانبارش به دست آمده دقیق تر و قابل اعتماد تر است. در این مطالعه پیشنهاد شده است روش سطح پراش مشترک مبتنی بر مدل برروی یک مدل سرعت ثابت پیاده سازی شود. سپس مقدار سرعت در مدل سرعت ثابت اندکی افزایش داده شود و روش سطح پراش مشترک برروی مدل سرعت ثابت جدید پیاده سازی گردد و این فرآیند برروی مدل های سرعت ثابت تکرار شود. با انتخاب سرعت های برانبارشی که در مقطع همدوسی دارای بیشترین مقدار هستند، مقطع سرعت برانبارش نهایی به دست آورده می شود. روش پیشنهادی برروی یک مدل مصنوعی شش لایه ای پیاده سازی شده است و نتایج آن با سرعت برانبارش به دست آمده با استفاده از نشانگرهای روش سطح بازتاب مشترک مقایسه شده است. این مقایسه نشان می دهد دقت روش پیشنهادی در تعیین سرعت برانبارش به طور چشم گیری افزایش یافته است.

روش های مختلفی برای تولید هیدروژن به عنوان سوخت آینده وجود دارد. روش های تولید هیدروژن از سوخت های هیدروکربونی از اقتصادی ترین این روش ها به شمار می روند. اگرچه اکثر این فرآیندها به صورت کاتالیستی انجام می شوند اما به صورت ذاتی دارای معایب متعددی از قبیل تخریب کاتالیست ها، سیستم پیچیده، پاسخ آهسته و هزینه بالا هستند. از روش های جایگزین که اخیرا مورد توجه قرار گرفته است می توان به استفاده از فرآیند اکسیداسیون جزئی هیدروکربن ها با استفاده از شعله سوپرآدیاباتیک در محیط متخلخل بی اثر در حالت غنی و فوق غنی سوخت اشاره نمود. در این مقاله ضمن ارائه نتایج تجربی حاصل از آزمایش، نتایج شبیه سازی عددی یک مشعل محیط متخلخل محتوی ذرات کروی آلومینا ارائه و با نتایج تجربی مقایسه شده است. با در نظرگرفتن یک محدوده ناپیوسته مناسب برای هر یک از پارامترهای ورودی، یک فضای حالت برای آزمون ها و محاسبات ایجاد شده و به ازای مجموعه حالت های موجود، نتایج به دست آمده اند. همچنین براساس مجموعه داده ها، شرایط تولید بیشینه کسر مولی هیدروژن و سایر محصولات و بیشینه نسبت تبدیل کلی متان و تبدیل آن به هیدروژن و منوکسید کربن به دست آمده اند. نتایج تجربی و عددی از تطابق خوبی در بخش عمده ای از فضای حالت برخوردار بوده اند. راندمان کلی انرژی مشعل در حالت بهینه نیز محاسبه شده است که نشان می دهد برای شرایط ورودی مناسب، بیشینه تولید هیدروژن می تواند با راندمان انرژی نسبتا مطلوب 75 % همراه گردد. در این مقاله نشان داده شده است که با وجود تاثیرهای اساسی تغییرات نسبت هم ارزی بر مشخصه های خروجی فرآیند که مد نظر اکثر محققین در این زمینه نیز قرار گرفته، پارامترهای ورودی دیگر مانند انرژی آزاد شده به ازای حجم مشعل، مجموعه ابعاد راکتور و قطر ذره که معرف میزان تخلخل و ضریب گذردهی محیط است نیز تاثیر چشم گیری دارند.

حوضه های رسوبی به عنوان یکی از مکان های مستعد وجود منابع هیدروکربنی همیشه مورد توجه بوده اند و مطالعه هندسه سنگ بستر این حوضه ها همواره از اهمیت خاصی برخوردار بوده است. در این مقاله از روش زیرفضا برای وارون سازی غیرخطی داده های گرانی برای مدل سازی سنگ بستر؛ که به دلیل قابلیت پایداری در برابر نوفه، روش مناسبی برای مدل سازی معکوس داده های ژئوفیزیکی که دارای درصد نوفه زیادی هستند، استفاده شده است. روش زیرفضا روشی مبتنی بر تکرارهای متوالی است که در هر تکرار تغییرات پارامترهای مدل در یک زیر فضای P بعدی از زیر فضای M بعدی پارامترها به دست می آید که با استفاده از این روش، پارامترهای مدل اولیه به کار رفته به روزرسانی خواهد شد؛ بنابراین وارون سازی در تکرارهای متوالی طوری انجام می شود که در یک گام از نتایج به دست آمده از گام قبلی به عنوان مدل اولیه استفاده می شود. بردارهای پایه و تشکیل دهنده این زیر فضای P بعدی از آنالیز تجزیه به مقادیر منفرد ماتریس مشتقات دوم پارامترهای مدل به دست می آید. از این بردارهای پایه ماتریس تصویر از فضای M بعدی پارامترهای مدل به زیر فضای P بعدی از پارامترهای مدل استفاده می شود. تعیین پارامتر منظم سازی در وارون سازی داده های گرانی از اهمیت زیادی برخوردار است. روش های متفاوتی برای تخمین پارامتر منظم سازی در وارون سازی داده های گرانی وجود دارد. در این مقاله از روش اعتبارسنجی متقاطع تعمیم یافته برای تعیین مقدار بهینه پارامتر منظم سازی استفاده شده است. در این مقاله ابتدا وارون سازی داده های مصنوعی بدون نوفه و همراه با نوفه صورت گرفته است و سپس وارونسازی داده های واقعی برداشت شده در ناحیه کارلایل انگلستان در راستای یک نیم رخ صورت گرفته است که نتایج، همخوانی خوبی با نتایج حاصل از مقطع زمین شناسی در این منطقه دارد.

یکی از روش های ازدیاد برداشت نفت، تزریق امتزاجی گاز است. مهمترین پارامتر در طراحی روش تزریق امتزاجی گاز، تعیین و محاسبه حداقل فشار امتزاجی است. جهت به دست آوردن بیشترین برداشت نفت، نیاز است که عملیات تزریق در محدوده فشار امتزاج پذیری و یا مقداری بالاتر از آن صورت گیرد. در این روش محاسبه و پیش بینی حداقل فشار امتزاجی، پارامتر بسیار مهمی است. در این مطالعه برای شبیه سازی آزمایش لوله قلمی و بررسی شرایط امتزاج پذیری، از اطلاعات آزمایشگاهی مدل لوله قلمی میدان A در نرم افزار (Petrel(Eclipse 300 استفاده شده است. پس از مدل سازی خواص سیالات با نرم افزار Winprop، خروجی مدل سیال به فرمت مناسب تهیه و در فایل داده شبیه ساز Eclipse 300 قرار می گیرد. سپس با شبیه سازی تزریق سیالات با ترکیب متفاوت در سیال مخزن، حداقل فشار امتزاجی در هر یک از حالت ها محاسبه می گردد. در این حالت گاز خشک را با نسبت های مختلف از میعانات گازی ترکیب کرده و در نهایت با توجه به شرایط فشاری مخزن، ترکیب بهینه تزریق در نفت مخزن مشخص می شود. سپس بر روی پارامترهای تاثیرگذار در فرآیند تزریق گاز آنالیز حساسیت سنجی انجام گردید.

آلودگی منابع آب شور توسط هیدروکربن های نفتی، از مشکلات مهم در تامین آب سالم از منابع آب نامتعارف برای مصارف آشامیدنی و بهداشتی است. در این تحقیق به منظور تصفیه هیدروکربن های آروماتیک بنزن و تولوئن از آب شور از روش ترکیبی غشایی و نانوفتوکاتالیست در فرآیند اسمز مستقیم استفاده شد. میزان شار عبوری از غشا و تصفیه آلاینده محلول خوراک با سه نوع غشا مختلف (PESا، CTA و CTA اصلاح شده با TiO2) مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی مشخصات غشا آزمایشات SEM و EDX انجام گرفت. براساس نتایج به دست آمده، میزان حذف هریک از آلاینده های تولوئن و بنزن در روش ترکیبی به ترتیب 74 و 41% مشاهده گردید و همچنین استفاده از غشا اصلاح شده با ذرات نانو فتوکاتالیست علاوه بر کاهش گرفتگی غشا و افزایش شار عبوری، موجب بهبود راندمان حذف آلاینده های بنزن و تلوئن در محلول خوراک شده است.