پژوهش نفت
سال:1397 | دوره:28 | شماره:102 |تعداد مقالات:15

یکی از مؤثرترین راه ها برای اسیدکاری مخزن ناهمگن، استفاده از افزایه های منحرف کننده است. این افزایه ها ناحیه پرتراوا را به صورت موقتی با افزایش ویسکوزیته، بسته نگه می دارند و اسید را به نواحی کم تراوا هدایت می کنند. در این تحقیق، از مدل رئولوژی ژل اسیدهای درجا که پیشتر توسط محققان با استفاده از نتایج آزمایشگاهی و با در نظر گرفتن تنش برشی، pH و دما توسعه داده شد مورد استفاده قرار گرفته است. سپس از ترکیب آن با معادلات حاکم در فرآیند اسیدکاری، انحلال اسید در یک محیط ناهمگن در حضور افزایه های منحرف کننده نسبت به اسیدکاری معمولی بدون حضور این مواد، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است. با استفاده از مدل رئولوژی، ویسکوزیته ظاهری ژل اسیدهای درجا تخمین زده شده و در هر مرحله زمانی در محاسبات به روز رسانی می شود. در این مطالعه به مقایسه نتایج مدل خطی و شعاعی اشاره شده است. نتایج نشان می دهد که در سیستم خطی با افزایش ویسکوزیته در مغزه پرتراوا، رشد و پیشروی اسید درون مغزه پرتراوا متوقف و درون مغزه کم تراوا ادامه پیدا می کند. این در حالی است که در سیستم شعاعی به دلیل تشکیل چندین کرم چاله اطراف چاه، متوقف شدن یک کرم چاله منجر به انحراف اسید درون ناحیه کم تراوا نمی شود. به عبارت دیگر مدل موجود پاسخ گوی انحراف اسید از ناحیه پرتراوا به ناحیه کم تراوا در سیستم شعاعی نیست.

بازدارندگی خوردگی آریل تری آزینوبنزیمیدازول-2-تیون ها در محیط دو مولار هیدروکلریک اسید با روش های محاسبات کوانتومی، پلاریزاسیون و امپدانس الکتروشیمیایی مورد مطالعه قرارگرفت. بررسی منحنی های پلاریزاسیون نشان می دهد مکانیزم عملکرد این بازدارنده ها برای فولاد کربنی در محیط اسیدی از نوع مختلط است. نتایج امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد در غلظت های کمتر از mg. L-1 50 از بازدارنده، منحنی های بد-فاز یک ثابت زمانی دارند، اما در غلظت های بالای mg. L-1 50 از بازدارنده این ترکیب ها دو نوع ثابت زمانی را دارند. ایزوترم جذب آریل تری آزینوبنزیمیدازول-2-تیون ها از مدل جذب لانگمویر پیروی می کند. مقدار انرژی آزاد جذب، این ترکیب ها نشان می دهد مکانیزم جذب روی فولاد کربنی در محلول هیدروکلریک اسید بیشتر از نوع جذب شیمیایی است. همچنین ساختار هندسی تمام ترکیبات بهینه و عملکرد آنها از نظر ساختاری با روش محاسبات کوانتومی DFT مقایسه شدند. نتایج محاسبات کوانتومی و نتایج روش های الکتروشیمیایی ترکیب های آریل تری آزینوبنزیمیدازول-2-تیون ها، سازگاری خوبی با هم از نظر عملکرد بازدارندگی خوردگی نشان می دهند.

گسیختگی لوله جداری به عنوان یکی از رخدادهای هزینه بر و تهدیدکننده ایمنی در صنعت نفت مطرح است. برای نمونه، در میدان نفتی کوپال، حدود یک سوم چاه ها به دلیل مچالگی از مدار تولید خارج شده و تحت تعمیر با دکل قرار گرفته اند که در بعضی موارد به از دست رفتن چاه منجر شده است. از آن جا که اکثر این مچالگی ها در سازند گچساران اتفاق افتاده است، این ضرورت وجود دارد که روشی مناسب برای تعیین خصوصیات ژئومکانیکی پوش سنگ مخزن آسماری و لایه های دیگر سازند گچساران با توجه به شرایط خاص دما و فشار در عمق واقعی به کار برده شود. در مقاله حاضر، پس از بحث در خصوص اثر دما، نرخ اعمال کرنش، و فشار محصورکننده بر رفتار ژئومکانیکی کلی سنگ ها و خصوصا سنگ انیدریت (پوش سنگ مخزن آسماری)، نتایج آزمایش های ژئومکانیکی انجام شده در شرایط دما و فشار متفاوت بر روی این نوع سنگ و مقایسه با نتایج متناظر مربوط به محققین دیگر ارائه می شود. به طور کلی، نتایج حاصل از آزمایش ها نشان می دهد که در نرخ بارگذاری ثابت، هر مگاپاسکال افزایش فشار محصورکننده، میزان مقاومت پوش سنگ را در حدود MPa 1 افزایش می دهد، در شرایطی که هر درجه سانتی گراد افزایش دما، سبب کاهش مقاومت پوش سنگ در حدود MPa 2/0 می گردد.

در این تحقیق، نانو جاذب هیبریدی UVM-7@ZIF-8 به روش هیدروترمال سنتز شده و کارایی آن برای حذف ترکیب گوگردی دی بنزوتیوفن در فاز مایع در دمای محیط بررسی شده است. برای مطالعه بازده و ظرفیت حذف دی بنزوتیوفن توسط نانو جاذب، فاکتورهای مختلفی همچون مقدار جاذب، زمان و گزینش پذیری نسبت به ترکیب آروماتیک نفتالن بررسی شده است. بر طبق نتایج به دست آمده، نانو جاذب UVM-7@ZIF-8 بازده عالی، گزینش پذیری بالا و قابلیت بازیافت خوبی از خود برای حذف دی بنزوتیوفن تحت شرایط ملایم واکنش تا چهار مرحله نشان داده است. به علاوه، حذف دی بنزوتیوفن با حداکثر جذب mgS/g 2/299 برای UVM-7@ZIF-8 گزارش شده است. بر طبق نتایج به دست آمده از گزینش پذیری بالای جاذب و عدم وجود برهم کنش های π − π نتیجه گیری شده است که حضور مکان های غیراشباع حول مراکز فلزی باعث فرآیند گوگردزدایی جذبی است. برای بررسی بیشتر مکانیسم جذب از نمونه ها پس از قرار گرفتن در معرض DBT، آنالیزهای XRD و FT-IR گرفته شد.

با توجه به نیاز روز افزون انسان به انرژی و محدود بودن منابع انرژی، استفاده حداکثری از منابع انرژی فسیلی شناخته شده موجود حائز اهمیت است. لذا روش های ازدیاد برداشت به همین منظور توسعه یافته اند. استفاده از فن آوری نانو در کنار روش های سنتی ازدیاد برداشت، پتانسیل افزایش بازده این روش ها را دارا است. در همین راستا در این پژوهش تغییرات ترشوندگی سنگ مخزن کربناته با استفاده از نانوسیال حاوی نانوذرات آلفا آلومینا مورد بررسی قرار گرفته و برای بررسی تغییر ترشوندگی از آزمایش زاویه تماس استفاده شده است. در این آزمایشات نانوسیالاتی با غلظت های 1/0 تا 5/0% وزنی تهیه شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که نانوسیال آلفا آلومینا قادر به تغییر ترشوندگی سنگ مخزن کربناته از نفت دوستی به آب دوستی است.

روش ساده و اقتصادی ترموشیمیایی برای اولین بار جهت سنتز اسپینل MgAl2O4 استفاده شد. بعد از نشاندن فاز فعال MgO به روش تلقیح برروی سطح اسپینل، نانوکاتالیست جدید MgO/MgAl2O4 با موفقیت برای واکنش تولید بیودیزل به عنوان یک سوخت سبز مورد استفاده قرار گرفت. نانوکاتالیست آماده شده توسط آنالیزهای X-Ray Diffraction (XRD) Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM)، Energy Dispersive X-Ray (EDX-Dot Mapping)، Brunauer– Emmett– Teller & Barrett-Joyner-Halenda (BET-BJH) و Fourier Transform Infrared (FTIR) بررسی شد و در نهایت برای واکنش تولید بیودیزل در شرایط C° 110، 3% وزنی کاتالیست نسبت به خوراک، نسبت الکل به روغن 12 و زمان hr 3 مورد استفاده قرار گرفت. نتایج به دست آمده از آنالیز XRD سنتز موفقیت آمیز اسپینل MgAl2O4 را تایید کرد و تصاویر FESEM نمونه سنتز شده ریخت شناسی یکنواخت با تشکیل خوشه ها (Clusters) را نشان داد. آنالیز BET-BJH نشان داد که نمونه سنتز شده دارای اندازه قطر حفرات و سطح ویژه به ترتیب برابر nm 9/5 و m2/g 76/84 است که مقادیر مناسبی برای واکنش تولید بیودیزل است. نتایج این آنالیزها تطابق خوبی با نتایج حاصل از عملکرد نانوکاتالیست سنتز شده در واکنش تولید بیودیزل (به عنوان سوخت سبز) داشت به طوری که این نمونه درصد تبدیل، بسیار مناسب 6/92% را حاصل کرد. همچنین نمونه سنتز شده در شرایط واکنشی اشاره شده، بعد از شش بار استفاده درصد تبدیل حدود 64% را حاصل کرد. البته قابل ذکر است که درصد تبدیل در تکرارهای سوم تا ششم تقریبا ثابت باقی ماند. نتایج این مقاله نشان داد که روش ترموشیمیایی-تلقیح علاوه بر سادگی و کم هزینه بودن، موجب سنتز کاتالیستی با مشخصات مطلوب و قابلیت صنعتی شدن جهت تولید سوخت سبز بیودیزل می شود.

ارزیابی دقیق فشار شکست و فشار منفذی از پارامترهای کلیدی برای برنامه ریزی عملیات حفاری به شمار می آید. تخمین صحیح فشارهای زیرزمینی نقش بسیار مهمی در کاهش هزینه های چاه دارد. تخمین نادرست گرادیان شکست عملیات حفاری را با خطر مواجه می نماید و باعث ایجاد مشکلات جدی در حفاری چاه می گردد که از جمله این مشکلات می توان به هرزروی سیال حفاری و فوران چاه اشاره کرد. در این مقاله به منظور پیش بینی گرادیان شکست سازند از الگوریتم ژنتیک و روش برنامه ریزی بیان ژن برای توسعه یک مدل ریاضی استفاده شده است. پارامترهای گرادیان فشار منفذی، گرادیان فشار روباره و ضریب پواسون متغیرهای مستقل مدل به شمار می آیند. ناحیه مورد مطالعه شامل سازندهای هیدروکربوری کنگان و دالان بالایی در یکی از میادین خشکی نزدیک خلیج فارس است که با استفاده از داده های چاه پیمایی دو چاه به طور جداگانه برای هر یک از این سازندها مدلی ارائه گردید. مجموعه داده های مورد استفاده برای توسعه مدل های ریاضی مذکور شامل بیش از 4300 داده چاه پیمایی از یک چاه در سازندهای کنگان و دالان بالایی است. اعتبارسنجی مدل های ریاضی حاصل با استفاده از 6000 داده از چاه دیگری در همان سازند انجام گردیده است. تحلیل آماری نشان دهنده مناسب بودن این مدل ها برای پیش بینی گرادیان شکست این سازند است بنابراین می توان از آنها برای تخمین فشار شکست استفاده نمود.

بازیافت محلول قلیایی هیدروکسید سدیم مصرفی در جذب سولفید هیدروژن از گاز ارسالی به مشعل از جمله عوامل بازدارنده در استفاده از این جاذب قوی در صنایع نفت و گاز به شمار می رود، زیرا در فرآیند جذب، سولفید سدیم در یک واکنش بازگشت ناپذیر بین سولفید هیدروژن و محلول هیدروکسید سدیم تولید می شود. در تحقیق پیش رو، از فرآیند ترکیبی دو مرحله ای (در pH ثابت) شامل اکسیداسیون با گاز ازن به منظور تبدیل یون گوگرد (سولفید) به یون سولفات و جذب سطحی با زئولیت طبیعی (کلینوپتیلولیت) برای جداسازی یون سولفات از محلول و بازیابی هیدروکسید سدیم مصرفی استفاده گردید. برای این منظور، محلول قلیایی سولفید سدیم در هیدروکسید سدیم تهیه و تاثیر سه متغیر زمان ازن زنی، حجم آب اکسیژنه و غلظت اولیه سولفید سدیم در سه سطح بر بازده تبدیل یون سولفید به سولفات بررسی شد. آزمایش های اکسیداسیون مطابق الگوی پیشنهادی در نرم افزار Design Expert انجام و شرایط بهینه به روش سطح پاسخ تعیین گردید. در شرایط بهینه (حداکثر سطح متغیرها) مقدار بازدهی تبدیل معادل 11/72% به دست آمد. در مرحله بعدی آزمایش ها و برای حذف یون سولفات تولید شده در مرحله اکسیداسیون، از عملیات جذب سطحی بر روی زئولیت طبیعی و اصلاح شده با کلرید باریم استفاده شد. بالاترین بازده جذب یون سولفات (91%) برروی زئولیت اصلاح شده و در بیشترین سطح مقدار زئولیت مصرفی حاصل گردید. فرآیند ترکیبی اکسیداسیون-جذب سطحی با بازده حذف یون سولفید به مقدار 7/65% و بدون کاهش قابل توجه قلیایت محلول، می تواند به عنوان گزینه ای قابل بررسی جهت جایگزینی هیدروکسید سدیم به جای اتانول آمین ها در صنایع نفت و گاز معرفی شود.

بیش از 60% از نفت کشف شده دنیا در سنگ های کربناته ذخیره شده اند. نفت دوست بودن اکثر این مخازن، باعث شده است که در بیشتر موارد کارایی سیلاب زنی آبی در آن ها، بسیار پایین باشد. به دلیل تاثیر منفی نیروهای موئینگی، آب تزریقی نمی تواند به سادگی در ماتریس های نفت دوست نفوذ کند و نفت را وادار به خروج از ماتریس کند. تغییر ترشوندگی سطح سنگ، در مخازن نفت دوست، به سمت حالات نسبتاً آب دوست، به عنوان یکی از روش های بهبود بازیافت نفت مطرح شده است. روش های گوناگونی برای تغییر ترشوندگی مخازن وجود دارد که از بین آن ها می توان به استفاده از مواد فعال سطحی و آب های کم شور اشاره کرد. هر دو این روش ها در مطالعات گسترده ای و به طور جداگانه مورد بررسی قرارگرفته اند. در این پژوهش به بررسی اثر هیبریدی ماده فعال سطحی در محیط های کم شور پرداخته شد. بدین منظور، نمونه های نفت و سنگ مخزن از یکی از میادین جنوب ایران تهیه و مشخصات آن ها اندازه گیری شد. سپس آزمایش های آشام آب سازند، آب کم شور و ماده فعال سطحی AOT در حضور آب کم شور انجام شد. نتایج بهبود ضریب بازیافت نفت در حضور ماده فعال سطحی و آب کم شور را نشان داد. آشام ماده فعال سطحی آنیونی در محیط کم شور منجر به دست یابی به بازیافت 56% از نفت خام C1 و 37% از نفت خام C2 شد.

در این پژوهش فرآیند ریفرمینگ متان با بخار آب با کاتالیزور Ni-Al-Zn مورد بررسی قرار گرفت. این فرآیند در صنعت در محدوده دمایی 900º C-750 انجام می شود. به منظور کاهش دمای عملیاتی که از نظر اقتصادی و فرآیندی بسیار مهم است، کاتالیزور Ni-Al-Zn مورد بررسی قرار گرفت. این کاتالیزور از روش هم رسوبی ساخته شد. نتایج آنالیزهایXRD، ICP و BET نحوه ساخت کاتالیست را تایید کردند. سپس این کاتالیست در فرآیند ریفرمینگ متان با بخار آب بررسی شد و مشخص گردید که درصد بهینه نیکل در کاتالیست 15% است. عملکرد این کاتالیزور در دمای 650º C شبیه کاتالیزور صنعتی در دمای 750º C در شرایط آزمایشگاهی است به طوری که در این دما، تبدیل متان نزدیک به 75% است. همچنین این کاتالیزور در دماهای بیش از 600º C نسبت به رسوب کربن مقاوم است. پس از ارزیابی کاتالیست، آزمایش های سینتیک روی آن صورت گرفت. انرژی فعال سازی برای واکنش تبدیل متان به CO و H2، واکنش تبدیل آب-گاز و تبدیل متان به CO2 و H به ترتیب kJ/mol 4/219، kJ/mol 90/71 و kJ/mol 04/221 به دست آمد. برای واکنش های تبدیل متان انرژی فعال سازی کمتر از مقادیر کاتالیزور صنعتی به دست آمد که نشان دهنده عملکرد مناسب کاتالیزور در این فرآیند است. همچنین پارامترهای مربوط به جذب گازها روی کاتالیست از نظر ترمودینامیکی مورد ارزیابی قرار گرفت و تایید شد.

یکی از روش های کارآمد جهت ازدیاد برداشت از مخزن نفتی، تزریق سورفکتانت در حضور ماده قلیایی است. زاویه تماس آب و سنگ مخزن در حضور سورفکتانت کاهش می یابد. از طرفی این ماده، کشش بین سطحی را تغییر می دهد. مواد قلیایی در مجاورت سورفکتانت ها به کاهش کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی سنگ مخزن کمک می کنند. در این تحقیق، اثر غلظت (05/0، 1/0، 3/0، 5/0 درصد وزنی) و زمان ماندگاری سورفکتانت دودسیل تری متیل آمونیوم برمید در حضور غلظت های متفاوت از ماده قلیایی کربنات سدیم (5/0، 1، 5/1، 2، 5/2 درصد وزنی) روی کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی سنگ های کربنانه مخزن نفتی آسماری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله از این آزمایشات نشان داد که سورفکتانت دودسیل تری متیل آمونیوم برمید باعث کاهش کشش بین سطحی و تغییر ترشوندگی سنگ مخزن به وضعیت آب دوستی می شود. همچنین در حضور ماده کربنات سدیم کشش بین سطحی و زاویه تماس به مقدار بیشتری کاهش می یابد که از عوامل تاثیرگذار بر میزان برداشت نفت است. با افزایش زمان ماند سنگ مخزن در تماس با محلول حاوی سورفکتانت و کربنات سدیم تا 7 روز، حداقل زاویه تماس از ° 59 به ° 46 کاهش یافت. در غلظت مایسل 3/0 درصد وزنی از دودسیل تری متیل آمونیوم برمید در مجاورت کربنات سدیم با بهینه غلظت 5/0 درصد وزنی بیشترین کاهش کشش بین سطحی ایجاد شد.

در این مطالعه سولفورزدایی استخراجی دی بنزوتیوفن از نرمال هگزان به عنوان مدل سوخت با استفاده از 1 و 10-فنانترولین 2 و 9-دی کربوکسامید-کلرید آهن بر پایه کولین کلرید به عنوان حلال یوتکتیک عمیق سبز، جدید و کارا مورد بررسی قرار گرفت. حلال یوتکتیک عمیق سنتز شده با تکنیک های اسپکتروسکوپی مادون قرمز (FT-IR) و رزوناس مغناطیسی هسته هیدروژن و کربن (1H NMR, 13C NMR) مشخصه یابی شد. اثر پارامترهای موثر بر فرآیند شامل نسبت جرمی نمونه سوخت به حلال یوتکتیک، دما، و زمان مورد بررسی قرار گرفتند و در شرایط بهینه برای cc 10 محلول mg/L 500 دی بنزوتیوفن در نرمال هگزان، در نسبت جرمی نمونه سوخت به حلال یوتکتیک 5/33، دمای 25º C و زمان min 15 ماکزیمم درصد گوگردزدایی 5/0 ± 5/93 به دست آمد. مد ل سازی نتایج تجربی به دست آمده به وسیله الگوریتم ژنتیک بر پایه شبکه عصبی مصنوعی پیش بینی و بهینه سازی شدند. با به کارگیری ژنتیک الگوریتم مقادیر بهینه 4/34، 33º C/27، و min 99/16 به ترتیب برای نسبت جرمی نمونه سوخت به حلال یوتکتیک، دما و زمان به دست آمد که بیانگر پتانسیل و توانایی بالای مدل به کار رفته در بهینه سازی روش پیشنهادی است.