پژوهش نفت
سال:1389 | دوره:20 | شماره:62 |تعداد مقالات:9

خاک رس اصلاح شده با اصلاح کننده دارای باند دوگانه، برای بررسی اثر محدودکنندگی صفحات خاک رس بر پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم  (ATRP)استایرن به کار گرفته شد. زنجیرهای پلیمری آزاد و اتصال یافته به صفحات خاک رس به عنوان ابزاری برای بررسی اثر محدودکنندگی صفحات نانو بر پلیمریزاسیون به کار گرفته شدند. با استفاده از روش کروماتوگرافی گازی (GC)، امکان بررسی تغییرات درجه تبدیل و هم چنین رسم نمودار سینتیکی فراهم آمد. نمودار سینتیکی خطی حاصله، نشان دهنده طبیعت زنده پلیمریزاسیون و میزان غلظت ثابت رادیکال آزاد بود. همچنین نمودار تغییرات متوسط عددی و وزنی وزن مولکولی و شاخص پراکندگی با استفاده از روش کروماتوگرافی ژل تراوایی (GPC) مورد بررسی قرار گرفت. نمودار خطی وزن مولکولی عددی نسبت به درجه تبدیل نیز بیان گر ماهیت زنده پلیمریزاسیون بود. وزن مولکولی زنجیرهای آزاد نزدیکتر به مقدار تئوری و بالاتر از زنجیرهای اتصال یافته و نیز شاخص پراکندگی زنجیرهای آزاد پایین تر از زنجیرهای اتصال یافته بود. در مورد زنجیرهای آزاد، بازده شروع کننده کوچک تر از 1 بوده و با افزایش میزان خاک رس وزن مولکولی بالاتری حاصل شد. زنجیرهای اتصالی، وزن مولکولی پایین تر داشته و بازده شروع کننده بزرگتر از 1 بود و با افزایش میزان خاک رس، کاهش محسوس در وزن مولکولی و افزایش در شاخص پراکندگی آن ها مشاهده شد. هم چنین در مورد همه نمونه ها، شاخص پراکندگی با پیشرفت واکنش باریک تر شده به نحوی که از مقادیر بزرگتر از 2 شروع و در انتهای واکنش به حدود 2.1 رسید. نتایج FTIR، نشان دهنده برهم کنش بین ذرات نانو و مونومر بود که این برهم کنش سبب افزایش سرعت واکنش و شاخص پراکندگی نمونه ها با افزایش میزان نانو ذره می شود.

در این تحقیق بر اساس یک مدل جامع ریاضی، راکتور بازیابی فرایند شکست کاتالیستی بستر سیال مدل سازی شد. در این مدل، راکتور بازیابی به دو ناحیه متراکم و رقیق تفکیک شد که در هر ناحیه معادلات جرم و انرژی به صورت همزمان حل می شود. سینتیک در نظر گرفته شده که بیانگر واکنش های روی داده در راکتور بازیابی است، شامل دو واکنش احتراق کک و دو واکنش احتراق منوکسید کربن از دو مسیر هموژن و هتروژن می باشد.با درنظر گرفتن واکنش های روی داده در راکتور بازیابی و با حل همزمان معادلات جرم و انرژی، مدل سازی فرایند شکست کاتالیستی بستر سیال در راکتور بازیابی از طریق تهیه کد کامپیوتری آن با استفاده از نرم افزار MATLAB انجام گرفت. سپس در شرایط عملیاتی مختلف، نتایج مدل سازی با داده های تجربی موجود در مقالات و همچنین داده های به دست آمده از پایلوت موجود در پژوهشگاه مقایسه شدند. نتایج این مقایسه نشان می دهد که مدل سازی فرایند این تحقیق، قادر است با دقت بالایی عملکرد سیستم را در شرایط عملیاتی متفاوت پیش بینی و تغییرات غلظتی اجزا مختلف در طول راکتور و همچنین در خروجی راکتور را محاسبه کند.

با گسترش و پیشرفت صنعت نفت، تمایل به افزایش تولید از میادین نفتی بیش از پیش مورد توجه و در اولویت قرار گرفت. به همین منظور روش های جدید ازدیاد برداشت پیشنهاد و مورد استفاده قرار می گیرند. تزریق متناوب آب و گاز نیز از جمله این روش ها هستند. در این روش آب و گاز به صورت متناوب و در یک محل به مخزن تزریق می شوند. هدف اصلی فرایند تزریق متناوب آب و گاز، افزایش بازدهی تزریق گاز توسط تزریق آب با افزایش سطح تماس سیال تزریقی با مخزن، کنترل نسبت تحرک میان سیال تزریقی و نفت مخزن و ایجاد جبهه حرکت پایدار است. تزریق متناوب آب و گاز به روش های امتزاجی، غیرامتزاجی، هیبرید (ترکیبی)، پیوسته و انتخابی پیوسته انجام می شود.در این پژوهش، روش های مختلف تزریق متناوب آب و گاز در یکی از مخازن شرکت ملی نفت ایران با استفاده از بسته نرم افزار تجاری GeoQuest و ماژول  ECLIPSE 100شبیه سازی و ضریب بهره دهی و تولید تجمعی در پارامترهای موثر بر تزریق مانند چرخه (سیکل)، نوع و روش تزریق (غیرامتزاجی، هیبرید (ترکیبی)، و انتخابی پیوسته) مورد بررسی قرار گرفتند. سپس روش های تزریق منفرد آب، گاز و تزریق متناوب آب و گاز برای انتخاب روش مناسب تزریق در میدان مورد نظر مقایسه شدند. در نهایت با طراحی سناریوهای مختلف تزریق متناوب آب و گاز و تزریق جداگانه آب و گاز در الگوهای چهار و پنج نقطه ای تزریق، ضریب بهره دهی، درصد اشباع نفت باقی مانده و تولید تجمعی به منظور مشخص کردن الگوی بهینه تزریق در روش های ذکر شده محاسبه و مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان می دهد در صورتی که پارامترهای موثر بر تزریق متناوب آب و گاز به درستی طراحی و انتخاب شوند، ضریب بهره دهی و تولید در این روش به مراتب بیشتر از تزریق جداگانه آب و گاز می باشد.

در این تحقیق، مطالعات تجربی و مدل سازی ریاضی سولفورزدایی از جریان های گازی با استفاده از محلول آبی کیلات آهن به عنوان شستشو دهنده جریان گازی حاوی H2S مورد بررسی قرار گرفت. سولفورزدایی از جریان گازی به واسطه واکنش یون سولفید هیدروژن با یون فریک است که منجر به رسوب گوگرد می شود. برج جذب مورد استفاده حاوی آکنه های استاتیکی بوده و مطالعات تجربی در شرایط مختلف عملیاتی (دبی گاز 2.2-4.1 lit/min دبی محلول کیلات آهن 0.2-2.0 lit/min غلظت گاز 130-230H2S ppm و ارتفاع پرکن 0.2-0.3m) انجام پذیرفته است. همچنین یک مدل ریاضی دینامیک به منظور پیش بینی میزان بازدهی حذف سولفید هیدروژن توسط محلول آبی کیلات آهن در برج جذب ارایه شد. بدین منظور با توجه به موازنه جرم اجزا در فازهای گاز و مایع، دستگاه معادلات دیفرانسیل جزیی به دست آمد که معادلات مورد نظر با استفاده از روش های عددی حل و در نتیجه پروفایل غلظت اجزا در طول برج جذب تعیین شد. صحت مدل با مقایسه نتایج پیش بینی شده توسط مدل و با داده های تجربی مورد آزمون قرار گرفت که حاکی از تطابق قابل قبول نتایج مدل سازی با داده های تجربی است.

شکست کاتالیستی سیال (FCC)، فرایندی برای تبدیل برش های سنگین نفت به محصولات با ارزش می باشد. در تحقیق حاضر، شبیه سازی CFD هیدرودینامیک و انتقال حرارت راکتور استوانه ای بالارونده سه فازی (گاز–  مایع - جامد) فرایند FCC با در نظر گرفتن تبخیر قطرات مایع انجام شده است. به دلیل عدم تقارن ورودی، بخار، ذرات کاتالیست و قطرات خوراک اتمایز شده به  صورت سه بعدی مدل سازی شده است. برای مدل سازی فاز گاز و ذرات کاتالیست از دیدگاه اولری شامل معادلات پیوستگی، مومنتوم، بقای اجزا شیمیایی و انتقال حرارت برای هر دو فاز گاز - جامد و معادله دمای دانه ای برای ذرات کاتالیست استفاده شده است. هیدرودینامیک، انتقال حرارت و انتقال جرم (تبخیر قطرات) خوراک تزریق شده به راکتور بالارونده نیز با استفاده از دیدگاه لاگرانژی مدل سازی شده و نتایج شبیه سازی هیدرودینامیکی راکتور بالا رونده با استفاده از داده های تجربی موجود معتبرسازی شده است. مقایسه مقادیر سرعت دو فاز گاز - جامد حاصل از نتایج مدل با داده های تجربی تطابق خوبی را نشان می دهد. نتایج مدل سازی جریان سه فازی، شامل میدان جریان، کسر حجمی هر فاز، تغییرات دمایی برای هر دو فاز گاز و ذرات کاتالیست و همچنین تغییرات اندازه و دمای قطرات خوراک اتمایز شده در راکتور بالارونده به دست آمده است. نتایج مدل سازی نشان می دهد زمان گرم شدن قطرات مایع، متناسب با قطر اولیه آنها می باشد و نیز عمل انتقال حرارت به قطرات مایع سریع بوده و این مرحله عامل محدود کننده در عملکرد راکتور بالارونده نمی باشد. در مرحله گرم شدن و تبخیر قطرات، مقدار بسیار کمی از جرم قطره تبخیر می شود و پس از رسیدن قطره به دمای نقطه جوش، قطر قطرات با شدت کاهش پیدا می کنند و کل قطره مایع در کسری از طول راکتور بالارونده تبخیر می شود. همچنین در این تحقیق رابطه ای برای زمان تبخیر کامل قطرات مایع توسعه داده شده است.

سازند ایلام سنگ مخزن میدان نفتی ماله کوه در زون چین خورده ـ رورانده زاگرس در منطقه لرستان واقع است. بیشتر رخساره های این سازند گل پشتیبان و از مادستون تا وکستون در تغییر است. از مهمترین فرایند های دیاژنز در این سازند می توان به فشردگی (مکانیکی و شیمیایی)، نئومورفیسم افزایشی، انواع جانشینی (پیریتی شدن، دولومیتی شدن، سیلیسی شدن و گلوکونیتی شدن)، سیمانی شدن، چند نسل شکستگی ها و انحلال تدفینی اشاره کرد. فراوان ترین انواع تخلخل ها از نوع قالبی، حفره ای، استیلولیتی، بین بلوری و درون دانه ای است. توالی پاراژنتیکی سازند ایلام نشان دهنده تاثیر مجموعه ای از فرایندهای دیاژنزی هم زمان با رسوب گذاری در کف دریا و پس از رسوب گذاری در طی دفن کم عمق تا عمیق و بالاآمدگی است. ترسیم نمودار داده های تخلخل و تراوایی مغزه برای انواع رخساره ها در این میدان نشان می دهد که رخساره ها از کیفیت مخزنی پایینی برخوردار بوده و فرایندهای دیاژنزی تاثیر مهمی در افزایش کیفیت مخزنی نداشته و تنها در برخی از موارد تشکیل استیلولیت و شکستگی موجب افزایش تراوایی شده است.

در این تحقیق مطالعات تجربی و مدل سازی ریاضی برج جذب تماس آشفته (TCA) در فرایند سولفورزدایی از جریان های گازی حاوی سولفید هیدروژن توسط محلول کیلات آهن مورد بررسی قرار گرفته است. سولفورزدایی از جریان گازی به واسطه واکنش یون سولفید هیدروژن با یون فریک است که به رسوب گوگرد می انجامد. برج جذب تماس آشفته مورد استفاده حاوی آکنه های کروی توخالی با دانسیته پایین و به قطرهای 20 و 25 میلیمتر بوده که در بین صفحات مشبکی در داخل برج محصور بودند و با دمیدن جریان گاز از پایین برج در بین صفحات مشبک به حرکت درمی آمدند. داده های تجربی در شرایط مختلف عملیاتی (دبی گاز  22-28lit/minدبی محلول کیلات آهن 0.2-0.5lit/min، غلظت گاز سولفید هیدروژن 3000-4000ppm و ارتفاع استاتیکی آکنه ها 13 و 23 سانتیمتری) به دست آمد و در نهایت یک مدل ریاضی به منظور پیش بینی عملکرد برج جذب مورد نظر تهیه شد. بدین منظور با توجه به موازنه جرم اجزا در فازهای گاز و مایع، دستگاه معادلات دیفرانسیل حاصل، با استفاده از روش های عددی حل شد. صحت مدل با مقایسه نتایج پیش بینی شده توسط مدل با داده های تجربی مورد آزمون قرار گرفت که حاکی از تطابق قابل قبول نتایج مدل سازی با داده های تجربی است. همچنین تاثیر دبی مایع (محلول کاتالیست)، ارتفاع استاتیکی و قطر آکنه ها بر میزان بازدهی جذب، با استفاده از مدل تهیه شده مورد بررسی قرار گرفت.

عملیات انگیزش توسط اسیدکاری به منظور افزایش تولید یا تزریق پذیری چاه های نفت و گاز تولیدی و یا متروک شده در مخازن نفت جنوب ایران به طور گسترده ای انجام می شود که عمده ترین عملیات انگیزش، نوع ماتریکس اسید می باشد. این نوع عملیات اسیدکاری جهت بهبود نفوذپذیری و رسیدن به یک پوسته منفی انجام می گیرد. هدف از این مقاله بررسی این نوع عملیات اسیدکاری و ارایه راهکارهایی جهت بهبود این عملیات در تعداد 9 حلقه چاه در یکی از مخازن نفتی جنوب ایران می باشد. نتایج بهره برداری بعد از اسیدکاری در میدان مورد مطالعه نشان دهنده عدم کارایی اغلب این عملیات می باشد. در این مقاله بعد از مقدمه، تاریخچه عملیات ماتریکس اسید در بعضی از میادین جنوب ایران در سال های اخیر نشان داده شده است. ارزیابی اسیدکاری در مراحل قبل و بعد از عملیات انگیزشی در 9 حلقه چاه با استفاده از نرم افزار Pansys و انجام آنالیز گرهی آنها توسط نرم افزار Pipesim بخش نتایج این مقاله را به خود اختصاص می دهد. با استفاده از نتایج حاصل و بررسی تاریخچه عملیات اسیدکاری در میدان مورد مطالعه با پیشینه تحقیق و کارهای مشابه انجام شده در میدان مورد مطالعه و نیز میدان های مشابه دیگر، ارزیابی عملیات اسیدکاری در بخش بحث و تفسیر مطالب به تفصیل آورده شده است. نتایج حاصله بیانگر این است که از میان 9 حلقه چاه مورد مطالعه فقط چاه های 20، 22، 38 مناسب ترین کاندیدها جهت عملیات اسیدکاری ماتریکسی هستند. در انتها، به دلیل معظلات موجود در روش اسیدکاری ماتریکسی، بکارگیری روش شکافت هیدرولیکی در مخازن ایران یکی از پیشنهادهای ارایه شده در این مقاله است.