پژوهش نفت
سال:1398 | دوره:29 | شماره:105 |تعداد مقالات:14

فن آوری «میدان نفتی هوشمند» یکی از فن آوری های نوین در صنعت نفت است که به علت مزیت رقابتی بالایی که در تولید نفت ایجاد می کند، بسیار مورد توجه شرکت های نفتی قرار گرفته است. میدان هوشمند نفتی دارای ابعاد و مؤلفه های مختلفی نظیر بُعد انسانی، فرآیندی و تجهیزاتی است ولی سنگ بنای هوشمندسازی را می توان بهره برداری و مدیریت کارای داده های میدان جهت اتخاذ تصمیمات استراتژیک و به هنگام در خصوص تولید برشمرد. برای حصول اهداف مزبور، در این پژوهش با مطالعه موردی میدان نفتی آزادگان و داده های مربوط به آن، نخست جهت مدیریت و بهره برداری بهینه از داده های میدان، مدل داده ای براساس استاندارد پی. پی. دی. ام در هفت حوزه تخصصی و در 70 جدول و 2700 ستون طراحی گردید. سپس مدل انبار داده میدان بر مبنای روش شناسی کیمبال تدوین شد و نهایتاً هر دو مدل داده و انبار داده براساس نظر خبرگان اعتبارسنجی شدند. در مرحله بعد و به منظور تسهیل تصمیمات استراتژیک و به هنگام در خصوص تولید، براساس مدل داده ای و انبار دادة طراحی شده در مرحله قبل، حدود 40 «شاخص کلیدی عملکرد» به دست آمدند و توسط صاحب نظران حوزه نفت و گاز در سه بازة زمانی کوتاه مدت، میان مدت و بلند مدت وزن دهی شده و اهمیت هر یک در تصمیم گیری در خصوص بهره برداری از میدان تعیین گردید. شاخص های «نوع تجهیزات»، «نسبت گاز به نفت» و «میزان واقعی تولید» دارای بیشترین وزن و در نتیجه اهمیت در تصمیم گیری های راهبردی میدان ارزیابی شدند. در نهایت نیز به منظور تسهیل فرآیند تصمیم گیری راهبردی در خصوص تولید در میدان، براساس مدل داده ای طراحی شدة میدان نفتی آزادگان و داده های واقعی میدان مذکور و همچنین بر مبنای شاخص های کلیدی عملکرد حاصل و وزن دهی شده در مرحله قبل، داشبورد مدیریتی میدان نفتی آزادگان طراحی و ارائه گردید.

استخراج آروماتیک ها از بسترهای آلیفاتیکی در مواقعی که دو ماده تشکیل آزئوتروپ می دهند از معضلات صنایع پالایشگاهی و پتروشیمی است. در این مطالعه سعی شده تا مشخصات تعادل مایع-مایع برای استخراج بنزن و تیوفن از هگزان نرمال با کمک حلال آلی N-فرمیل مورفولین و حلال ترکیب اوتکتیک عمیق (DES) آن با کولین کلراید در دماهای 15/298 تا 15/308 و فشار atm 1 مورد بررسی قرار گیرد. اثر دما و ترکیب درصد (آروماتیک/ آلیفاتیک/ DES یا NFM) بر روی راندامان استخراج و گزینش پذیری بررسی شد. با استفاده از داده های تجربی، مدل های ترمودینامیکی NRTL و UNIQUAC جهت صحه گذاری نتایج تجربی فرآیند استخراج آروماتیک-آلیفاتیک و رسم دیاگرام فازی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج حاصله نشان دهنده توانایی DES مورد مطالعه جهت کار در دمای محیط و حتی پایین تر از نقاط ذوب هر یک از ترکیبات خالص است. همچنین نتایج LLE نشان می دهند در حین فرآیند استخراج با استفاده از حلال N-فرمیل مورفولین، قسمتی از این حلال به صورت ناخالصی وارد فاز هیدروکربنی می گردد که در صورت تبدیل این حلال به ترکیب اوتکتیک، این مشکل برطرف خواهد شد.

با تولید پیوسته از یک مخزن نفتی، فشار مخزن و دبی تولیدی کاهش پیدا می کنند. اگر نسبت گاز به نفت تولیدی، فشار جریان ته چاهی و ویژگی های سیال مخزن مناسب باشند، با استفاده از فرازآوری مصنوعی با گاز، دبی تولیدی افزایش پیدا خواهد کرد. در فرآیند فرازآوری مصنوعی با گاز، شرایط مخزن، چاه و تأسیسات سطح الارضی به صورت پیوسته تغییر می کنند؛ بنابراین باید بر عملیات تزریق گاز نظارت داشت و شرایط تزریق را متناسب با این تغییرات، به روزرسانی کرد تا بهینه ترین دبی تولیدی به دست آید و کارایی یک میدان هیدروکربنی را پیش بینی کرد. یکی از مشکلاتی که در فرآیند فرازآوری با گاز اتفاق می افتد، ناپایداری است. ناپایداری باعث کاهش تولید نفت و آسیب رساندن به تأسیسات می گردد. همچنین با توجه به محدودیت حجم گاز موجود جهت تزریق بایستی تخصیص و کنترل گاز تزریق شده در بین چاه های تولیدی به گونه ای باشد که تولید در شرایط بهینه انجام شود. در این مطالعه مخزن نفتی با استفاده از نرم افزار Eclipse شبیه سازی شد و سپس به کمک نرم افزار PRosPER مدل سازی چاه های تولیدی و شبکه خطوط لوله جریانی سطح الارضی انجام شد. در نهایت با استفاده از نرم افزار MATLAB، اتصال مدل های مخزن، چاه و شبکه خطوط لوله جریانی به منظور ایجاد مدل یکپارچه و تخصیص بهینه گاز تزریقی بین چاه ها به کمک الگوریتم ژنتیک انجام شد. طبق سناریو های مختلف، گاز تزریقی بین چاه ها توزیع شد. میزان تولید نفت و درآمد حاصل از هر سناریو ثبت شد. طبق نتایج به دست آمده، استفاده از مدل یکپارچه بهره برداری همراه با سیستم کنترل بهینه در فرآیند فرازآوری با گاز در مقایسه با شرایط تولید طبیعی مخزن مورد مطالعه، باعث افزایش 86/224% درآمد می شود. همچنین در نظر گرفتن ناپایداری به عنوان محدودیت در سیستم کنترل بهینه تزریق گاز مدل یکپارچه بهره برداری باعث کاهش 93/2% درآمد حاصل شده از مخزن می شود. اما در بلند مدت سبب کاهش آسیب به تأسیسات پایین دستی میدان نفتی می گردد.

در این پژوهش، غشاهای نانوفیلترسیون پلیمری بر پایه پلیمر پلی اتر سولفون تهیه شده به روش غوطه وری در حمام غیرحلال، با استفاده از ترکیب پلیمر کیتوسان و نانو صفحه های گرافن اکساید، اصلاح سطحی شدند و اثر این لایه نشانی بر خواص عملکردی و ضد گرفتگی غشا مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. غشاهای اصلاح سطح شده به طور قابل توجهی جداسازی نمک را بهبود دادند و خاصیت آبدوستی در آن ها بیشتر از غشای پلیمری پلی اتر سولفون پیش از فرآیند اصلاح بود. مقدار جداسازی نمک از 68% به مقدار 94% افزایش یافت که دلیل آن، کاهش اندازه و اندازه حفرات موجود در سطح بود. خاصیت جذب در پلیمر کیتوسان و نانو صفحه های گرافن اکساید در تماس با محلول خوراک به عنوان دلیل دیگری در این زمینه گزارش گردید. این در حالی بود که مقدار شار آب عبوری از غشا در اثر لایه نشانی لایه پلیمری و افزایش ضخامت لایه جداساز کاهش یافت. زاویه تماس آب نیز در اثر بهبود آبدوستی و وابستگی سطح در نتیجه لایه نشانی لایه آبدوست کیتوسان و نانو صفحه های گرافن اکساید، کاهش یافت که این به معنی افزایش آبدوستی در غشاهای فوق بود. مورفولوژی سطح غشاهای اصلاح شده از حالت زبر با میانگین nm 11 در غشای پلی اتر سولفون به حالت صاف تر در غشاهای اصلاح شده با میانگین nm 5 تغییر یافت. نرخ بازیابی شار و نرخ گرفتگی کلی در توافق کامل با نتایج حاصل از زاویه تماس آب و میزان پارامتر زبری سطح محاسبه شده به دست آمد. افزایش نرخ بازیابی شار و کاهش نرخ گرفتگی بیانگر بهبود موفقیت آمیز خواص ضدگرفتگی در نتیجه فرآیند لایه نشانی بود.

در این مطالعه تزریق فوم در سیستم شکاف ماتریس انجام شده و چگونگی انتقال فوم و چگونگی تولید نفت به جامانده در ماتریس از طریق مشاهداتی در مقیاس حفرات بررسی گردیده است. در بررسی حّرکت جبهه فوم در ماتریس چند ناحیه ایجاد می شود. در جلوی جبهه، ناحیه دینامیکی وجود دارد که فعالیت جریان و سرعت حرکت سیالات بیشتر است و شبیه به کمان است. جلوی این ناحیه، اشباع فوم کمتر است و درصد فضای بیشتری توسط ماده فعال سطحی نسبت به گاز اشغال شده است. پشت این ناحیه، اشباع فوم بیشتر است و ناحیه استاتیک و پایداری وجود دارد که سرعت حرکت سیالات نسبت به جلوی جبهه کمتر است. در جلوی جبهه بخشی از نفت به وسیله گلبول شدن و مکانیزم امولسیون تولید می شود. گلبول های نفت در مسیر کمان حرکت می کنند و نزدیک پایین دست جریان متراکم شده و از طریق شکاف تولید می شوند. با کاهش اشباع نفت در شکاف ناحیه ای موسوم به ناحیه اختلاط در بخش های میانی محل ارتباط شکاف-ماتریس دیده شده است. نیروی رانش گلبول های نفت، افت فشار در جریان اصلی است. برای یک تزریق پایدار فوم، این افت فشار ثابت است. بنابراین نیروی رانش ثابت است و این افت فشار ثابت، جریان سیالات در جبهه دینامیک را (که گرانروی کمتری نسبت به فوم دارند) تا میزان مشخصی تقویت می کند. این بدین معنی است که هر افت فشار متناظر با عمق نفوذ خاصی از فوم در ماتریس است. بنابراین میزان ازدیاد برداشت حاصل از آن مقدار مشخصی خواهد بود و بدین ترتیب می توان گفت هر افت فشار ناشی از گرانروی فوم در جریان اصلی با یک ضریب بازیافت متناسب است

در این پژوهش اثر غلظت و پی اچ محلول الکترولیت بر خواص انتقالی غشاهای شبکه آمیخته تبادل کاتیونی پر شده با نانوذرات کربن فعال اصلاح شده با کیتوسان مورد بررسی قرار گرفت. عکس های میکروسکوپی تهیه شده از غشاها، نشان دهنده پراکندگی یکنواخت و سطح همگنی از آنها است. میزان محتوای آب و ظرفیت تبادل یونی غشاهای شبکه آمیخته نانوکامپوزیتی بهبود یافت. پتانسیل، انتخاب پذیری و مقاومت الکتریکی غشاها با افزایش میزان نانوذرات، در ابتدا افزایش و سپس کاهش یافت. همچنین انتخاب پذیری غشاها در ابتدا با افزایش میزان غلظت محلول الکترولیت افزایش یافته و سپس با افزایش بیشتر آن رفتار کاهشی نشان داد. نتایج حاصل نشان داد که غشاهای تهیه شده انتخاب پذیری بالاتری در محیط خنثی در مقایسه با سایر محیط های اسیدی/ بازی دارند. مقاومت الکتریکی غشاها با افزایش میزان غلظت محلول الکترولیت نیز کاهش یافت. افزایش پی اچ محلول الکترولیت ابتدا سبب افزایش مقاومت الکتریکی یونی غشاها و سپس باعث کاهش آن گردید. شار یونی غشاهای تهیه شده نیز با افزایش میزان محتوای افزودنی، رفتاری تناوبی نشان داد. خواص انتقالی غشاها نشان می دهد که نمونه های اصلاح شده قابل مقایسه با نمونه های تجاری هستند.

پارامترهای ژئومکانیکی سازند آسماری میدان نفتی رامشیر، جنوب غرب ایران و پیش بینی انتخاب مته استفاده گردد. سازند آسماری براساس پارامترهای مخزنی به هشت زون تقسیم شده، که در این میان زون های1، 2 و 3 (به طور عمده زون 2) تولیدی هستند. به منظور بررسی تغییرات سنگ شناسی مخزن آسماری، تعداد 300 مقطع نازک از چاه های شماره 4، 14 و 16 مطالعه شد. در مجموع 8 رخساره تشخیص داده شد: دولواستون، آهک رسی، وکستون/ پکستون، گرینستون، انیدریت، ماسه سنگ، شیل/مارن و شیل پیریتی. این رخساره های سنگی بر محیط رسوبی دلالت دارند که از دریای کم عمق، جزر و مدی و نیز لاگون تغییر می یابد. دولومیتی شدن، تبلورمجدد، میکرایتی شدن، پیریتی شدن و انحلال از جمله فرآیندهای دیاژنزی غالب هستند. تغییرات پارامترهای ژئومکانیکی متناسب با رخساره سنگی بوده، در تعیین تغییرات احتمالی ویژگی های مخزن و پتانسیل حفاری سازند می تواند مؤثر باشد. به طور کلی، این پارامترها با یکدیگر همخوانی داشته، نشان دهنده ناهمگنی مخزن بوده، بخش های بالایی دارای پتانسیل مخزنی بالاتری است.

در این مطالعه برای بررسی مکانیسم گسترش شکافت هیدرولیکی در برخورد با شکاف طبیعی سیمانی شده، مجموعه ای از آزمون های آزمایشگاهی انجام گرفت. بدین منظور از تعدادی نمونه های ورقه ای شکل از جنس پلاستر پایه سیمانی با حضور شکاف های طبیعی (از پیش موجود) که از خصوصیات هیدرومکانیکی، ضخامت و موقعیت نسبی مختلف نسبت به یک چاه تزریق سیال برخوردار بودند، استفاده شد. نتایج نشان داد که شکافت هیدرولیکی القایی تمایل به قطع نمودن شکاف های طبیعی ضخیمی که از مواد نرم تر نسبت به سنگ میزبان یا خمیره نمونه برخوردار بوده را داشته و در قسمت هایی که شکاف های طبیعی ضخیم با مواد سخت تری پر شده اند، منحرف شده است. همچنین شکافت هیدرولیکی هنگامی که شکاف های طبیعی نازک بوده و از مواد پرکننده سخت تری پر شده اند، تمایل به قطع نمودن و عبور از آنها را داشته است. علاوه بر این، مشاهده شد که شکاف های طبیعی نازک و سخت زمانی که در فاصله نسبتاً نزدیک به چاه تزریق سیال قرار دارند، شکافت هیدرولیکی قادر به قطع نمودن آنها نبوده، اما هنگامی که در فاصله دورتر از چاه تزریق قرار می گیرند، شکافت هیدرولیکی ضمن برخورد با شکاف های طبیعی از آنها عبور می نماید. نتایج به دست آمده از این مطالعه حاکی از ارائه شواهد جدیدی از تاثیر نوع مواد پرکننده و یا سیمان شکاف طبیعی بر مکانیسم گسترش شکافت هیدرولیکی در نقطه برخورد و برهم کنش با آن را دارد.

اخیراً نسل جدیدی از تفکیک گرها با عنوان تفکیک گرهای سیکلون استوانه ای گاز و مایع توانسته اند خود را به عنوان جایگزین مناسبی برای تفکیک گرهای معمول جاذبه محور معرفی کنند. در این پژوهش تلاش شده است تا تاثیر ایجاد تغییرات فیزیکی در اجزای مختلف این تفکیک گر بر روی عملکرد و دامنه آن مورد بررسی و تحقیق واقع شود. از این رو نتایج این تغییرات بر روی یک نمونه آزمایشگاهی تفکیک گر سیکلون استوانه ای گاز و مایع که سیال هوا را از آب جدا می کند، مشاهده و گزارش شده است. همچنین تاثیر این تغییرات بر روی نتایج مدل ریاضی ثابت شده برای این تفکیک گر بررسی شده است. این تغییرات فیزیکی شامل افزایش طول خروجی های گاز و مایع، کاهش ستون گازی، قطر نازل ورودی، قطر بدنه اصلی و خروجی های گاز و مایع است. نتایج این تحقیق نشان می دهند که کاهش در قطر نازل ورودی باعث بهبود عملکرد تفکیک فازها دستگاه شده است. این در حالی است که هرگونه کاهش قطر بدنه اصلی و قطر خروجی های گاز و مایع تفکیک گر جدایش فاز های سیال چندفازی را مشکل تر کرده است. همچنین تغییر در طول ستون گازی تفکیک گر تغییری در عملکرد دستگاه نشان نمی دهد. هرگونه افزایش در طول خروجی دستگاه باعث بیشتر شدن اثر اصطکاک و تضعیف عملکرد دستگاه می شود.

گرانی سنجی در شناسایی ساختار های مستعد زمین شناسی برای تشکیل و ذخیره سازی مواد هیدروکربوری کاربرد زیادی دارد. که می توان به کمک گرانی سنجی گنبدهای نمکی، چین خوردگی تاقدیسی، بالاآمدگی های گنبدی شکل را شناسایی کرد. در این مقاله از مدل سازی وارون غیرخطی داده های گرانی سنجی جهت تعیین هندسه سنگ بستر استفاده می شود. در فرآیند مدل سازی داده های گرانی سنجی، یک سنگ بستر عموماً به وسیله یک سری منشور های کنار هم چیده شده تقریب زده می شود و سپس ضخامت آن ها محاسبه می شود. به منظور نشان دادن کارایی روش، درک چگونگی کارایی روش و جزئیات مربوط به آن، ابتدا مدل سازی داده های گرانی سنجی بدون نوفه و نوفه دار صورت گرفت. در پایان مدل سازی روی داده های گرانی سنجی منطقه جنوبی کشور هلند انجام گرفت که نتایج به دست آمده با نتایج در پایان نامه میرزایی مطابقت خوبی دارند. کلیه برنامه های مورد استفاده در این مقاله توسط نگارندگان در محیط نرم افزار MATLAB تهیه شده است.

امروزه بیوسورفکتانت ها به دلیل گستره وسیعی از کاربردهایشان بسیار مورد توجه صنایع مختلف قرار گرفته اند. در این مقاله تولید بیوسورفکتانت رامنولیپید از باکتری Pseudomonas aeruginosa PTCC 1340 به عنوان یکی از مهم ترین بیوسورفکتانت ها با استفاده از منبع کربن روغن آفتاب گردان برای پاک سازی خاک آلوده نفتی مورد بررسی قرار گرفت. برای این هدف، نمونه خاک توسط نفت خام با 33=API به صورت مصنوعی آلوده گردید. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که حداکثر میزان تولید رامنولیپید g/l 3/4 است. ساختار رامنولیپید توسط آنالیزهای TLC و FTIR مورد بررسی و تایید قرار گرفت. بررسی خواص و ویژگی های رامنولیپید تولید شده نشان داد که این مواد دارای پتانسیل بالایی در کاهش کشش سطحی بیوسورفکتانت است، به طوری که توانست کشش سطحی آب را از 69 به mN/m 8/26 کاهش دهد. همچنین این ماده در اختلاط با NaCl تا غلظت 15% پایداری مطلوبی را از خود نشان داد. نتایج نهایی نشان داد که بیوسورفکتانت تولیدی می تواند 17/75% از نفت خام موجود در خاک را حذف کند، درحالی که بیشترین بازده حذف نفت خام از خاک توسط سورفکتانت شیمیایی SDS 92/76% به دست آمد. با توجه به موفقیت آمیز بودن نتایج حاصل از این تحقیق می توان بیوسورفکتانت رامنولیپید تولید شده را به عنوان جایگزین سورفکتانت های شیمیایی در صنایع مختلف پیشنهاد داد.

مولکول های آسفالتین در نفت خام نقش بسیار مهمی در برداشت از مخازن نفتی دارند. بنابراین در این مطالعه تجمع و رسوب گذاری آسفالتین با ساختار N6 در حلال های آروماتیک نظیر سیکلو هگزان، بنزن، تولوئن، کلروبنزن و برموبنزن توسط شبیه سازی دینامیکی مولکولی در دما و فشار محیط بررسی شد. خواص فیزیکی مانند دانسیته و پارامتر حلالیت برای آسفالتین و حلال های خالص محاسبه و با داده های آزمایشگاهی مقایسه شد. همخوانی خوب بین نتایج حاصل از شبیه سازی با داده های آزمایشگاهی وجود دارد. به علاوه رفتار مولکول های آسفالتین در حالت خالص و همچنین محلول در حلال های آروماتیک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مولکول های آسفالتین در حالت خالص به واسطه حلقه های آروماتیک خود و پیوند پای-پای بین آنها تجمع می کنند. نتایج حاصل از شبیه سازی نشان داد که کلروبنزن مولکول های آسفالتین را بهتر از سایر حلال ها در خود حل می کند و از تولوئن بهتر است.