پژوهش نفت
سال:1392 | دوره:23 | شماره:74 |تعداد مقالات:14

واکنش جفت شدن اکسایشی متان دریک راکتور بستر ثابت تحت کاتالیست Mn/Na2WO4/TiO2 مدلسازی سینتیکی شده است. معادله انتقال اجزاء واکنش به همراه شیمی واکنش مدلسازی یک بعدی شده و رفتار کاتالیست در راکتور دیفرانسیلی بستر ثابت پیش بینی شده است. در این راستا آزمایشات سینتیکی در یک راکتور دیفرانسیلی بستر ثابت با شرایط عملیاتی مختلف طراحی و اجرا شده است. شرایط عملیاتی واکنش محدوده نسبت متان به اکسیژن 1.5 تا 4 و درجه حرارت واکنش 625-925oC را در بر می گیرد. ترمهای مورد ارزیابی میزان تبدیل متان، گزینشپذیری محصولات واکنش (مطلوب و نامطلوب) و بازده واکنش می باشد. مدل سینتیکی مورد استفاده شامل شیمی واکنشهای کاتالیستی (در 9 مرحله) و واکنشهای فاز گاز (1 مرحله) میباشد. آنالیز حساسیت برای مدل سینتیکی شبیه سازی شده، انجام شد و بر اساس آن ، ضرایب سینتیکی برای کاتالیست Mn/Na2WO4/TiO2 ارایه شده است. مقایسه نتایج مدلسازی با داده های تجربی تطابق و سازگاری نسبتا خوبی را نشان می دهد. تاثیر درجه حرارت خوراک ورودی روی درصد تبدیل متان و گزینشپذیری محصولات مطلوب (C2) مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی و همچنین نتایج مدلسازی هر دو با سازگاری مناسب نشان می دهد که درصد تبدیل متان با افزایش درجه حرارت در محدوده 625oC تا 925 افزایش می یابد. همچنین نتایج نشان می دهند با افزایش نسبت متان به اکسیژن، گزینش پذیری محصولات مطلوب افزایش یافته و درصد تبدیل متان کاهش می یابد. بررسی رفتار کاتالیست نشان داده که کاهش درصد تبدیل متان شدیدتر از افزایش گزینش پذیری است لذا با افزایش نسبت متان به اکسیژن، راندمان محصولات مطلوب کاهش می یابد.

نانوکامپوزیت پلی (استایرن- بوتیلاکریلات)/ خاک رس با روش پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم درجا با استفاده از شروع کننده تولیدشده از طریق انتقال الکترون (AGET ATRP) سنتز شد. ترکیب شیمیایی نمونه ها با روش طیف بینی مادون قرمز (FT-IR) شناسایی گردید. متوسط عددی و وزنی وزن مولکولی پلیمرهای حاصل و توزیع آنها با روش کروماتوگرافی ژلتراوایی (GPC) تعیین شد. شاخص پراکندگی پلیمرها کمتر از 1.2 بود. اثر نانولایه های خاک رس بر روی سینتیک پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم به کمک نمودار سینتیکی In([M0]/[M]) در مقابل زمان و کنترل سیستم به کمک نمودار تغییرات وزن مولکولی در مقابل تبدیل منومر بررسی شد. همه نتایج نشان دهنده زنده و کنترل شده بودن واکنش AGET ATRP در محیط مینیامولسیون میباشد. نانوذرات خاک رس باعث کاهش سرعت پلیمریزاسیون گردید که به علت اثر مانع شدن نانولایه های خاک رس در نفوذ منومرها به سمت ماکرورادیکال در حال رشد است.

آسفالتین سنگین ترین جزء نفت خام می باشد که در حالت عادی در آن به صورت پایدار حل شده و در صورت تغییر شرایط ترمودینامیکی و هیدرودینامیکی، از نفت جدا می شود و در مخزن، نزدیکی دهانه چاه، ستون چاه، خطوط لوله انتقال نفت و یا تسهیلات سطح الارضی رسوب می کند. تاکنون کارهای فراوانی بر روی شناخت ساختار، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آسفالتین انجام شده است. اما در بحث رفتار هیدرودینامیکی و مکانیزم ته نشین شدن آسفالتین در محیط متخلخل کارهای اندکی انجام شده است. هدف از انجام این کار تحقیقاتی، بررسی اثر دبی تزریق بر فرآیند ته نشین شدن آسفالتین در محیط متخلخل و مدل سازی پارامترهای پدیده نشست آسفالتین می باشد. بدین منظور فرآیند سیلاب زنی نفت در درون مغزه کربناته طبیعی در دبی های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نتایج به دست آمده می توان دریافت که پدیده نشست آسفالتین در شدت جریان کم در دو مرحله روی می دهد. در مرحله اول با افزایش میزان تزریق، کاهش تراوایی ناشی از نشست آسفالتین افزایش می یابد. سپس تراوایی تقریبا ثابت می شود که این امر بیانگر برابری میزان نشست آسفالتین و میزان برداشته شدن از روی سطح متخلخل می باشد. همچنین نتایج در دبی بالاتر نشان می دهد که در ابتدا تراوایی کاهش یافته و به یک مقدار کمینه می رسد. پس از آن تراوایی در اثر مکانیزم همراه بردگی بهبود یافته و سپس ثابت میشود. جهت تجزیه و تحلیل اثرات پارامترهای مختلف، مکانیزیم های پدیده نشست آسفالتین مانند مکانیزم نشست سطحی و همراه بردگی و آنالیز حساسیت در مدل هیدرودینامیکی انجام شد. آنالیز حساسیت نشان می دهد که با افزایش ضریب مکانیزم نشست سطحی و گرفتگی مکانیکی، تراوایی سنگ کم و با افزایش ضریب مکانیزم همراه بردگی تراوایی سنگ مخزن افزایش می یابد.

در این مقاله کاتالیست نانو ساختار آهن، مس و استرانسیوم به روش میکروامولسیون تهیه شد. ساختار کاتالیستهای نهایی بر حسب نسبت اتمی به صورت: Fe, 100Fe/3Cu, 100Fe/3Cu/2/sr است. آنالیزهای TEM، BET، XRD و TPR برای تعیین ساختار فازی، خواص ساختاری و مورفولوژی کاتالیست های سنتزی مورد استفاده قرار گرفت و عملکرد کاتالیست در یک راکتور بستر ثابت بررسی شده است. نانوکاتالیست آهن حاوی ارتقاءدهنده، فعالیت سنتز فیشر- تروپش و واکنش شیفت گاز– آب را بهبود می بخشد و گزینش پذیری متان تا %7.44 کاهش، میزان تبدیل منوکسید کربن %63.3 افزایش و میزان آلفا (احتمال رشد زنجیر) تا 0.66 افزایش می یابد.

یکی از عوامل اصلی در مدلسازی صحیح جریان دو فازی نفت و گاز در محیط متخلخل، استفاده از توابع معتبر تراوایی نسبی می باشد. تمامی مطالعات گذشته نتوانسته اند مدلی صحیح و سازگار را برای بیان تاثیر تزریق نزدیک امتزاجی بر رفتار کیفی و به خصوص کمی توابع تراوایی نسبی ارائه دهند. در این مقاله هدف اصلی مقایسه مابین روش های مرسوم تراوایی نسبی می باشد تا بتوان بر اساس انتخاب بهینه روش های تعیین منحنی های تراوایی نسبی دو فازی در شرایط تزریق نزدیک امتزاجی گاز توابع تراوایی نسبی را اصلاح نمود. در این مقاله سعی گشته است تا با انجام آزمایش های جابهجایی سیال (تزریق گاز دی اکسید کربن در نمونه نفت یکی از مخازن نفتی ایران و بر روی نمونه مغزه های ماسه سنگی و دولومیتی) به روش ناپایا، میزان خطای اندازه گیری را تا حد ممکن کاهش داده و نیز با انتخاب مقایسه ای و بهینه ترین روش، از میزان خطای عددی در تعیین تراوایی نسبی کاسته شود. در این مطالعه توابع معتبر تراوایی نسبی از روش تمام عددی بر اساس مدلسازی معکوس تعیین شده است، به طوری که از روش های نیمه تحلیلی به عنوان حدس اولیه داده های تراوایی نسبی برای کاربرد در شبیه ساز تجاری دو فازی و تک بعدی استفاده گردیده است. نتایج نشان می دهد که روش تمام عددی به عنوان بهینه ترین روش، رابطه اصلاحی سازگار با نتایج آزمایشگاهی را در شرایط تزریق نزدیک امتراجی جهت تولید مقادیر تروایی نسبی ارائه می دهد. می توان از رابطه اصلاحی ارائه شده برای تولید داده های تراوایی نسبی در شبیه سازی تزریق نزدیک امتزاجی گاز در مخازن نفت استفاده نمود.

یکی از مهم ترین عملیات اجرایی برای توصیف و شبیه سازی مخازن هیدروکربنی، عملیات نمودارگیری است. در اغلب چاه های نفتی/گازی برای تعیین خواص مخزنی مانند تخلخل، نفوذپذیری و لیتولوژی، از نمودارهای زمان عبور صوت، چگالی و پرتو گاما که به داخل چاه ها رانده می شوند. همچنین از این نمودارها می توان برای محاسبه و ساخت مدل فشار منفذی استفاده کرد که موضوع اصلی این مقاله می باشد. به دلیل هزینه نسبتا زیاد و اطلاعات موضعی ابزارهای اندازه گیری مستقیم فشار منفدی، استفاده از روش های کم هزینه تر که طیف گسترده و پیوسته ای از داده های فشار منفذی را دارند، مقرون به صرفه است. در این مقاله ابتدا روش های محاسبه فشار منفذی با استفاده از نمودارهای چاه پیمایی و سپس نمونه ای واقعی از تخمین و مدل سازی فشار منفذی در یک مخزن هیدروکربنی واقع در جنوب غرب ایران ارائه می شود. به دلیل سن زیاد چاه های حفاری شده، برخی از چاه ها فاقد نمودار زمان عبور صوت بودند، لذا این نمودارها با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی تخمین زده شدند. آزمون t-استیودنت نشان داد که نمودارهای تخمینی دقت و صحت قابل قبولی دارند. پس از تخمین نمودار زمان عبور صوت، ابتدا فشار منفذی و گرادیان آن با استفاده از مدل ایتون محاسبه شد و سپس در یکی از چاه ها نمودار فشار منفذی به دست آمده با داده های فشار منفذی اندازه گیری شده، مقایسه شدند. این مقایسه نشان داد که نمودار فشار منفذی به دست آمده برای این مخزن برآورد قابل قبولی از فشار منفذی واقعی است. براین اساس مدل فشار منفذی مخزن با استفاده از روش زمینآمار برای کل میدان تهیه شد. بدیهی است عدم قطعیت مدل در مناطقی که تعداد چاه کمتری دارد، بیشتر است.

جهت بررسی عملکرد پلیمر و سورفکتنت بر خروج نفت باقیمانده در مسیرهای بسته (بن بست ها)، نمونه میکرو مدل شیشه ای با حفره هایی به ابعاد مختلف ساخته شد. یک میکرو مدل شامل تعدادی مسیر بسته با نسبت های طول به عرض مختلف، طراحی و ساخته شد و سیلاب زنی پلیمرهای مختلف و ترکیبی از سیلاب زنی پلیمر سورفکتانت در سرعت تزریق ثابت انجام گردید. نتایج نشان می دهد که با افزایش غلظت پلیمردر سیلابزنی سیال، بازده جارویی از بنبست به میزان قابل ملاحظه ای افزایش می یابد، که می تواند به افزایش تنش برشی و همچنین افزایش فشار حفره نسبت داده شود. نتایج ارائه شده موید این مطلب است که افزایش درصد هیدرولیز و سولفونه شدن در زنجیره های پلی اکریلآمید منجر به جاروب بیشتر نفت از مسیرهای بسته می شود. طبق نتایج به دست آمده اضافه شدن سورفکتانت به محلول پلیمری، میزان جاروب نفت از مسیرهای بسته را به طور چشمگیری افزایش می دهد، که بیشتر برای پلیمرهای سولفونه شده پلی اکریل آمید قابل توجه است.

نشانگرهای لرزه ای ابزار مفیدی در تفسیر پدیده های چینه شناسی هستند. استفاده از نشانگرهای لرزه ای این امکان را فراهم می آورد که پدیده های زمین شناسی که به شکل معمول در مقطع لرزهای قابل مشاهده نیستند را مشاهده کنیم. یکی از این پدیده ها کانالهای مدفون رودخانه ای می باشد. کانال های پر شده توسط سنگ های متخلخل که به وسیله یک خمیره ناتراوا محصور شده اند، در اکتشافات چینه ای از اهمیت ویژه ای برخوردارند. نشانگرهای لرزه ای مانند همدوسی که به لبه های کانال حساس هستند، نشانگرهای خوبی برای تشخیص عرض کانال های نفت گیر می باشند، اما این نشانگرها به ضخامت کانالها حساس نیستند. در مقابل، نشانگرهای طیفی لحظه ای که از روشهای تجزیه طیفی به دست می آیند، با توجه به حساسیتی که به تغییرات ضخامت کانال دارند، می توانند در نشان دادن این پدیده به ما کمک کنند. هدف از این تحقیق، بررسی کارایی نشانگرهای طیفی لحظه ای حاصل از روش تجزیه طیفی برای تشخیص کانال ها می باشد. در این تحقیق از داده های یکی از میادین نفتی جنوب ایران استفاده شده است. نتایج این مطالعه حاکی از آن است که چگونه نشانگرهای دامنه لحظه ای و فرکانس لحظه ای که از روش های تجزیه طیفی به دست می آید، می تواند در نشان دادن محدوده کانال به ما کمک کند. همچنین نتایج این تحقیق نشان می دهد که با ترکیب تصاویر حاصل از نشانگرهای طیفی لحظه ای با نشانگر همدوسی که لبه های کانال را به خوبی نمایش می دهد، می توان یک تصویر ترکیبی مورد استفاده برای نمایش هرچه بهتر و دقیق تر کانال تهیه نمود.

در این مقاله سیستم های چندشبکه ای به منظور کاهش خطا و افزایش دقت نتایج حاصل از روش شبکه عصبی مصنوعی پیشنهاد شده است. در این سیستم ها نتایج چندین شبکه که به طور منفرد و مجزا آموزش دیده اند، به روشی مناسب با هم ترکیب می شود. در این مطالعه تخلخل موثر یکی از مخازن هیدروکربوری میدان عظیم پارس جنوبی با استفاده از سیستم های چندشبکه ای برآورد شده است. از شبکه های عصبی مصنوعی پس انتشار خطا که به روش اعتبارسنجی همزمان آموزش دیده اند، به عنوان اجزای سیستم های چندشبکه ای استفاده شد. داده نگارهای چاه از 4 چاه این میدان در بازه عمقی سازند کنگان مورد استفاده قرار گرفت. نگارهای صوتی، چگالی، اشعه گاما و تخلخل نوترونی به عنوان ورودی شبکه ها و تخلخل موثر به عنوان خروجی شبکه ها انتخاب گردید. روش ترکیب آنسامبلی شبکه ها که دارای ساختاری موازی است، برای تشکیل سیستم های چند شبکه ای مورد استفاده قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که ترکیبهای آنسامبلی مناسب میتواند خروجی شبکه های عصبی مصنوعی منفرد آموزش دیده به روش اعتبارسنجی همزمان را بهبود بخشد. بهترین ترکیب آنسامبلی حاصل در این تحقیق، ترکیبی سه شبکه ای است که میانگین مربعات خطای تخمین تخلخل الگوهای آموزش و آزمون را نسبت به بهترین شبکه عصبی مصنوعی منفرد به ترتیب %14.7 و %12.5 کاهش داده است.

در حال حاضر برای اندازه گیری افت صافی سیال حفاری از آزمایش استاندارد API می شود. در این آزمایش یک کاغذ صافی با قطر دهانه 2.7 میکرون نقش سازند تراوا را ایفا می کند که با شرایط چاه تفاوت زیادی داشته و در بسیاری موارد نتایج آزمایش کاملا مغایر با شرایط واقعی می باشد. آزمایش استاندارد API تنها میزان آب از دست دادگی سیال در حالت استاتیک را نشان می دهد و با استفاده از آن نمی توان عمق نفوذ صافاب سیال به درون سازند را بررسی نمود. در این تحقیق، از یک بستر ماسه ای با دانه بندی بین مش 20 و 40 یا 0.29-0.51 mm که تحت نیروی 1 kgf فشرده شده است، به عنوان جایگزین کاغذ صافی جهت اندازه گیری افت صافاب سیال حفاری در شرایط واقعی سازند و مشخص کردن عمق نفوذ استفاده گردید و تفاوت قابل ملاحظه ای بین افت صافاب و عمق نفوذ آن در حضور بستر ماسه ای در مقایسه با کاغذ صافی مشاهده شد. بنابراین، می توان گفت اندازه گیری صافاب گل به وسیله کاغذ صافی مشخص کننده شرایط سازند نبوده و باید از روش های واقعی تر هم چون بستر ماسه ای برای بررسی این پدیده استفاده نمود. همچنین کارایی بعضی مواد به عنوان کنترل کننده افت صافی و جلوگیری از صدمات به مخازن با این روش قابل ارزیابی است که در روش آزمایشگاهی API قابل بررسی نبود.

هدف از انجام این پژوهش، تعیین نقطه بهینه عملکرد کولرهای هوایی از دو دیدگاه اقتصاد و عملیات می باشد. امروزه به منظور افزایش راندمان کولرهای هوایی روش های متداولی نظیر کنارگذر کردن بخشی از جریان هوای سرد، قرار دادن لوور بر سر راه جریان هوا و محدود کردن دبی آن، کنترل دور موتور و استفاده از فن های با گام متغیر مطرح می باشد. به طور کلی یک راهکار بهینه از دیدگاه مهندسی، پس از بررسی اثر متقابل بین هزینه های سرمایه گذاری و بهره برداری ارائه می شود. بنابراین، مطرح نمودن روش های متداول می تواند تاثیر نامطلوبی بر روی هزینه های عملیاتی یا سرمایه گذاری داشته باشد. در این مقاله با استفاده از اصل بررسی اثر متقابل و در نظر گرفتن تجربیات با ارزش بهره برداری، ساختاری بهینه بر روی یک مورد صنعتی، به منظور هدایت مهندسان ارائه شده است. اجرای عملیاتی این ساختار در شرکت پالایش نفت تهران، بهبود راندمان کولر هوایی 2E-102 و کاهش %29 توان مصرفی فن ای هوایی را در پی داشته است.

خلیج فارس آب راهی است که در امتداد دریای عمان و در میان ایران و شبه جزیره عربستان قرار دارد. اعتبار این منطقه از شکل گیری اولین تمدن های بشری تا به امروز که عصر صنعت و زمان طرح شدن نفت به عنوان عنصر اصلی اقتصاد معاصر است، ادامه دارد. میزان آلودگی نفتی در این منطقه به دلیل نشت از سکوهای نفتی، یکی از مهم ترین منابع این آلودگی ها به شمار می رود. به همین دلیل تعیین و بررسی ترکیب درصد هیدروکربن ها در ترکیب نفت خام سکوهای نفتی خلیج فارس بسیار اهمیت دارد. در این مقاله با استفاده از روش سارا، آلیفاتیک ها جداسازی شده و با استفاده از دستگاه کروماتوگرافی گازی ترکیب درصد هیدروکربن های آلیفاتیک موجود در نمونه های نفت خام مورد شناسایی و بررسی قرار گرفته است. ترکیب درصدهای متفاوت به دست آمده از نفت خام هر سکوی نفتی نشان می دهد که این روش می تواند یک الگوی مناسب، جهت پیدایش منشا آلودگی های نفتی در خلیج فارس باشد.