پژوهش نفت
سال:1393 | دوره:24 | شماره:79 |تعداد مقالات:18

یکی از مشکلات استفاده از هیدرات های گازی، شرایط سخت تشکیل آنها یعنی لزوم وجود دماهای پایین و فشارهای بالا است. ایجاد این شرایط برای تشکیل هیدرات مستلزم هزینه های زیادی بوده و همین طور باعث سخت شدن شرایط عملیاتی می شود. بنابراین یافتن راهی برای تسهیل شرایط تشکیل هیدرات بسیار مهم است. استفاده از نمک های آمونیوم در آب، شرایط تشکیل هیدرات را به میزان زیادی تسهیل می کند. یکی از این نمک ها، تترا ان - بوتیل آمونیوم فلوراید (TBAF) است. در این تحقیق، داده های ترمودینامیکی تشکیل هیدرات در سیستم «آب و TBAF و متان» اندازه گیری شده است. داده های ترمودینامیکی برای این سیستم ها، در سه غلظت وزنی 2، 5 و 15% TBAF اندازه گیری و گزارش شده است. داده های اندازه گیری شده با داده های مقالات در غلظت 31% وزنی و همچنین با داده های تعادلی هیدرات های ساده گازی (هیدرات در سیستم آب و گاز) مقایسه شدند. استفاده از TBAF دمای تشکیل هیدرات را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. همچنین با افزایش غلظت TBAF دمای تعادلی تشکیل هیدرات شبه کلاتریت افزایش پیدا می کند.

شواهد مطالعات لرزه ای در دریای عمان با استفاده از نشان گر شبیه ساز بستر دریا و نشان گرهای لرزه ای لکه مسطح و لکه روشن نشان می دهد که هیدرات گازی در رسوباتی که عمق آنها بیشتر از 1150 m باشد و در محدوده ای بالغ بر 27000 km2 مشاهده شده است. در این مقاله با مدل سازی ضخامت محدوده پایداری هیدرات گازی و در نظر گرفتن خصوصیات میانگین زمین شناسی، تخمین مناسبی از حجم هیدرات گازی ارائه می گردد. برای این منظور مدل میلکو و ساسن مورد استفاده قرار گرفت. با توجه به عدم قطعیت در ترکیب گاز، با در نظر گرفتن سه نوع ترکیب متفاوت گازی، حداقل عمق آب که هیدرات گازی می تواند در دریای عمان پایدار باشد، بین 430 تا 872 m متغیر می باشد. همچنین ضخامت متوسط محدوده پایداری هیدرات گازی 217 تا 446 m زیربستر دریا محاسبه گردید. بر این اساس حجم گاز هیدراته در دریای عمان در محدوده 11 تا 21 تریلیون مترمکعب در شرایط استاندارد دما و فشار پیش بینی می شود که با مقدار گاز میدان عظیم پارس جنوبی قابل مقایسه می باشد. بنابراین، وجود این منبع انرژی در دریای عمان ضرورت انجام مطالعات ویژه جهت تولید و ارزیابی اقتصادی را بیش از پیش مورد تاکید قرار می دهد.

در این مقاله به منظور مدل سازی فرآیند بیوفیلتراسیون از مدل ریاضی اوتنگراف اصلاح شده استفاده شده است که امکان در نظر گرفتن همزمان محدودیت در واکنش بیولوژیکی و محدودیت در نفوذ آلاینده به فاز بیوفیلم را فراهم می کند. مزیت اصلی این مدل در مقایسه با سایر مدل ها سادگی و داشتن حل تحلیلی است. نتایج مدل سازی نشان می دهد که مدل اوتنگراف اصلاح شده، داده های آزمایشگاهی حذف وینیل کلراید از جریان هوا را با ضریب تبیین(R2)  بالاتر از 0.95 پیش بینی می نماید به طوری که خطای نسبی مدل و داده های تجربی به ترتیب 0.41، 0.59 و 0.54 درصد برای ستون های اول، دوم و سوم محاسبه شده است. پارامترهای سینتیکی مانند ثابت سرعت واکنش بیولوژیکی که به صورت تجربی به سختی قابل اندازه گیری است، توسط برازش مدل به ترتیب برابر 1، 1.042 و 0.9957 g/m3.h برای سه ستون محاسبه شده است. با استفاده از پارامترهای به دست آمده، امکان پیش بینی عملکرد بیوفیلتر فراهم می گردد. برای رسیدن به غلظت مجاز برای یک شیفت کاری 8 ساعته، مطابق استاندارد مدیریت سلامت و ایمنی حرفه ای آمریکا OSHA، لازم است دبی خروجی و زمان ماند بستر خالی به ترتیب به 0.129 m3/h و 196 s برسد که متناظر با بازده حذف 90% می باشد.

در این پژوهش هیبرید نانو لوله کربنی چند دیواره / سیلیکا به عنوان عامل پایدارکننده امولسیون های پیکرینگ آب سازند و نفت به منظور استفاده در فرآیندهای ازدیاد برداشت نفت ساخته شده است. غلظت بالای کاتیون های موجود در آب که معمولا در آب های سازند یافت می شود، باعث تغییر در موازنه آب دوستی - آب گریزی در هیبرید ساخته شده می شود، به گونه ای که ساختار به دست آمده توانایی تشکیل امولسیون پیکرینگ را پیدا می کند. کاتیون های یک ظرفیتی و دو ظرفیتی عامل اصلی تغییر در ویژگی های ساختار هیبرید هستند. امولسیون تشکیل شده به وسیله نانو هیبرید بسیار پایدار است و به صورت خود به خودی و بدون نیاز به امولسیفایرها و اختلاط مکانیکی تشکیل می شود. برای بررسی ساختار هیبرید به دلیل تاثیر کاتیون ها بر روی آن، از FT-IR و پتانسیل زتا و برای بررسی ساختار و ریخت هیبرید ساخته شده از پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM)  و عبوری (TEM) استفاده شد. از قطرات امولسیون ها به کمک میکروسکوپ نوری تصویر گرفته شد. اضافه شدن این هیبریدها به نمونه های آب همراه نفت / نفت باعث تشکیل امولسیون های پایدار شد. همچنین نتایج نشان داد که اثر کاتیون های دو ظرفیتی بر تغییر خواص آب دوستی / آب گریزی ساختار، بیشتر از کاتیون های تک ظرفیتی است.

نمودارگیری تشدید مغناطیسی هسته یکی از مدرن ترین ابزارهای نمودارگیری در چاه های نفت است که برای محاسبه پارامترهای پتروفیزیکی مخازن به کار می رود. یکی از توانایی های نمودارگیری تشدید مغناطیسی هسته، تعیین نوع هیدروکربن های حاضر در نزدیکی گمانه است. در این تکنیک دو روش برای تعیین نوع هیدروکربن ها وجود دارد: TW دوتایی و TE دوتایی. در این مقاله هیدروکربن های موجود در سازند آسماری و ایلام در منطقه نفتی اهواز مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور پس از بررسی پارامترهای پتروفیزیکی مخزن مانند تخلخل، اشباع آب و ویسکوزیته، داده های تخلخل با داده های استاندارد مقایسه می گردد، که توافق بسیار خوبی دیده می شود. سپس نوع هیدروکربن موجود در این چاه به صورت کیفی مورد بررسی قرار می گیرد. در ادامه به دلیل وجود داده های کوتاه TW و بلند TW در عمق 3019 m به بررسی حضور هیدروکربن پرداخته می شود. مقدار تخلخل نفت 0.027 به دست می آید که دقیقا برابر با مقدار داده های تجربی است. در انجام محاسبات، اشباع آب از طریق مدل سیال جایگزین و ویسکوزیته از طریق T2lm محاسبه می گردد.

شکست حرارتی هیدروکربن ها از فرآیندهای مهم صنعتی است که منجر به تشکیل الفین ها به ویژه اتیلن و پروپیلن به عنوان محصولات مطلوب و کک به عنوان محصول نامطلوب می شود. از اثرات سوء تشکیل کک می توان به کاهش انتقال حرارت، افزایش افت فشار در راکتور، افزایش سوخت مصرفی و کاهش عمر راکتور اشاره کرد. با انتخاب آلیاژ مناسب در ساخت راکتورها، انتخاب خوراک مناسب و یا استفاده از برخی بازدارنده ها می توان میزان تشکیل کک را کاهش داد. برای جلوگیری از تشکیل کک، افزودنی های مختلفی مطالعه شده است که آزمایشات نشان می دهد ترکیبات سولفوری مانند دی متیل دی سولفید و کربن دی سولفید می تواند تا حد زیادی باعث کاهش تشکیل کک شود. در این مقاله با استفاده از نفتای سنگین به عنوان خوراک معمول ورودی به راکتورها، بازدارنده های سولفیدی ذکر شده در بالا، آلیاژ فولاد زنگ نزن 304 و همچنین دستگاه میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM/EDAX) به بررسی تغییرات ساختاری و چگونگی کاهش تشکیل کک پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد بازدارنده دی متیل دی سولفید بر روی آلیاژ فولاد زنگ نزن بهترین تاثیر را داشته و از تشکیل کک جلوگیری می کند.

در تحقیق حاضر یک فرمولاسیون اصلاح شده جدید جهت ساخت و تولید سیمان کلاس G چاه های نفت ارائه گردیده است. از آنجایی که سیمان های تولیدی کشور فاقد رئولوژی، زمان بندش و همچنین مقاومت مناسب می باشند لذا یک فرمولاسیون جدید جهت ساخت این سیمان در مقیاس آزمایشگاهی ارائه گردید [1]. کلینکر مورد استفاده با استفاده از سرندهای آزمایشگاهی به اجزای مختلف با اندازه های متنوع طبقه بندی شده و در نهایت با درصد مشخصی از گچ مخلوط و سیمان مورد نظر آماده سازی گردید. سیمان آماده سازی شده یک محصول غیریکنواخت و دانه درشت تر نسبت به سیمان های موجود بوده و 50% ذرات تشکیل دهنده آن در محدوده 3 تا 30 m قرار گرفته اند که در مقایسه با سیمان های استاندارد کاهش 20 تا 30% در محدوده مورد نظر را دارا می باشد. علیرغم وجود خصوصیات رئولوژیکی مناسب، سازگاری با افزایه های مختلف، زمان بندش مطلوب و همچنین کاهش آب مصرفی دوغاب به اندازه 10% که منجر به استحکام تراکمی 24 ساعته بالاتر سیمان نسبت به سیمان های معمولی می شد از دیگر ویژگی های این نوع سیمان می باشند؛ اما سیمان مورد نظر به دلیل درشت دانه بودن دارای استحکام تراکمی 8 ساعته کمتری نسبت به سیمان های استاندارد می باشد. لذا سیستم تولید این سیمان از حالت تولید با سیستم آسیاب و سرند به تولید کامل با آسیاب های گلوله ای تغییر یافته و محصولی کاملا همگن با سطح ویژه یکسان آماده سازی شد. نتایج کنترل کیفی سیمان مورد نظر نشان می دهد که علاوه بر بهبود تمامی خصوصیات مورد بررسی، با کاهش آب به اندازه 10%، مقاومت تراکمی 8 ساعته به اندازه 21% نسبت به سیمان های استاندارد افزایش یافته است. همچنین این سیستم دارای قابلیت اجرایی کامل در کارخانجات تولیدی داخلی می باشد.

روش های متعددی برای بررسی رفتار مویینگی سیالات چند فازی درون محیط متخلخل سنگ مخزن وجود دارد. یکی از این روش ها، استفاده از داده های اندازه گیری شده در آزمایشگاه و روش دیگر استفاده از توابع ریاضی است. از ضروری ترین ویژگی های این توابع، داشتن درجه آزادی کافی برای مدل سازی می باشد. در این مقاله ابتدا روش تحلیلی که توسط لوملند و ابل تافت ارائه شده بررسی گردیده و نتایج آن برای تخمین منحنی های فشار مویینگی حاصل از آزمایشات سانتریفیوژ بر روی نمونه های متعددی از سنگ کربناته یکی از میادین هیدروکربوری مناطق نفتی جنوب کشور استفاده شده است. سپس به منظور توسعه روش LET، با تغییر در برخی پارامترها، منحنی های فشار مویینگی مدل سازی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که روش توسعه یافته بدون نیاز به انجام آزمایشات فشار مویینگی و صرف هزینه، تنها با استفاده از داده های معمول مغزه قادر به پیش بینی منحنی های فشار مویینگی می باشد. برای نشان دادن اعتبار روش توسعه یافته، از نتایج آزمایشات متعدد فشار مویینگی که با روش سانتریفیوژ در فرآیند تخلیه بر روی نمونه های سنگ کربناته یکی از میادین هیدروکربوری جنوب ایران انجام شده، استفاده شده است. با توجه به مقادیر خطای محاسبه شده برای نتایج این روش (r2<0.18)، این روش ضمن سهولت به کارگیری، از میزان دقت قابل قبولی نیز برخوردار می باشد.

در این مقاله اثر جهت همزن بر رفتار هیدرودینامیکی و نحوه هوادهی اسپارجرهای راکتور واحد ترفتالیک اسید پتروشیمی شهید تندگویان شبیه سازی گردیده است. شبیه سازی ها با رویکرد چندفازی اولرین - اولرین، مدل اغتشاشRNG k-e  به صورت ناپایا، سه بعدی و توسط نرم افزار Fluent 6.3.26 انجام گرفت. معادلات حاکم به روش حجم محدود برای تمام دامنه محاسباتی سیستم حل گردید و جهت شبیه سازی رفتار همزن در راکتور از مدل قاب چرخان استفاده شد. از آنجائی که هوای فشرده از پایین راکتور توسط چهار اسپارجر تزریق می شود، نتایج شبیه سازی نشان داد، همزن توربینی با جریان بالارونده سبب افزایش زمان ماند حباب ها و شدت اختلاط در بالای راکتور می شود. همچنین بیشتر انرژی این همزن صرف حرکت سیال شده و مقدار کمی از آن صرف اختلاط فازها می شود. برای همزن توربینی با جریان پایین رونده، جریان مایع، گاز خروجی از اسپارجرها را در خلاف جهت منحرف کرده و جریان گاز را به مرکز راکتور هدایت می کند.

نفت قابل استحصال در 17 میدان نفتی در قسمت ایرانی خلیج فارس در حدود 15 میلیارد بشکه برآورد می گردد که این مقدار نفت ذخیره، منطقه را از لحاظ پتانسیل هیدروکربوری ممتاز می نماید. به منظور مطالعه خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نفت این میادین و تعیین خصوصیات سنگ های منشاء احتمالی، تعداد 33 نمونه نفتی از این میادین برداشت شد و مورد آنالیزهای عنصری، کروماتوگرافی گازی و ایزوتوپی قرار گرفت. بیشتر نمونه های مورد مطالعه دارای سولفور بالایی است که با افزایش میزان سولفور از کیفیت نفت ها (API) کاسته می شود. بیشترین میزان سولفور در نمونه میدان خارگ - درود (مخزن آسماری) و کمترین میزان آن در نمونه نفت میدان رسالت (مخزن سورمه) گزارش شده است. با انجام آنالیزهای کروماتوگرافی ستونی، کروماتوگرافی گازی و ایزوتوپ کربن، درصد برش های مختلف هیدروکربنی، توزیع آلکان های نرمال، نسبت ایزوپرونوییدهای خطی پریستان و فیتان، اندیس ارجحیت هیدروکربنی و مقادیر ایزوتوپی کربن پایدار تعیین گردید. بر اساس نتایج به دست آمده، بیشتر نمونه های نفتی خلیج فارس را می توان جزء نفت های پارافینیکی طبقه بندی کرد که احتمالا از سنگ های کربناته دریایی حاوی کروژن های نوع II و II-S با سن مزوزوییک که در شرایط غیر اکسیدان نهشته شده اند، تولید می گردد.

در این تحقیق، عملکرد یک غشای پلیمری تحت فرآیند اولترافیلتراسیون آب تولید شده همراه نفت با استفاده از یک فرآیند دو مرحله ای مورد بررسی قرار گرفت. در مرحله اول، تاثیر پارامترهای عملیاتی مانند اختلاف فشار دو طرف غشاء، دما و سرعت جریان عرضی خوراک بر روی میزان افت فلاکس ناشی از گرفتگی غشا در طول فرآیند مورد مطالعه قرار گرفت. برای طراحی آزمایشات و بهینه سازی نتایج آزمایشگاهی، از آرایه متعامدL9(33)  روش تاگوچی استفاده شد. برای تعیین مهم ترین پارامترهای موثر بر درصد افت فلاکس ناشی از گرفتگی غشاء، روش آنالیز واریانس مورد استفاده قرار گرفت. شرایط بهینه در سطح اول فشار (1.5 bar)، سطح دوم درجه حرارت (40oC) و سطح سوم سرعت جریان عرضی (1 m/s) به دست آمد. در مرحله دوم، عملکرد سیستم اولترافیلتراسیون توسط غشای پلیمری تحت شرایط بهینه بررسی شد و میزان پس زنی روغن و گریس، TSS، کدورت و TOC به ترتیب برابر 99%، 100%، 99% و 68% دست آمد. همچنین اندازه ذرات موجود در خوراک از محدوده 200-800 nm به 1.5-0.3 nm کاهش یافت.

ذخیره سازی دی اکسید کربن در مخازن آب شور به عنوان روشی موثر برای کاهش گازهای گلخانه ای شناخته شده است. پیش بینی رفتار درازمدت دی اکسید کربن تزریقی نیازمند شناخت مکانیسم های حاضر در فرآیند می باشد. دی اکسید کربن تزریقی با نفوذ در آب شور، باعث افزایش چگالی آب شور و وقوع پدیده اختلاط همرفتی می شود. در نتیجه نرخ انحلال افزایش می یابد. بنابراین شناخت فاکتورهای موثر بر اختلاط همرفتی در مخازن آب شور از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله یک مدل دو بعدی و تک فاز برای مدل سازی اختلاط همرفتی ارائه می گردد. آنالیز مقیاسی اختلاط همرفتی در مخازن آب شور بیان شده و پارامترهای همرفتی به صورت تابعی از عدد رایلی سیستم بیان می گردد. برای اولین بار در این مطالعه زمان افزایش انحلال ناشی از اختلاط همرفتی به عنوان یک پارامتر مهم در ارزیابی سایت های مناسب ذخیره سازی بر حسب عدد رایلی به صورت کمی مورد بررسی قرار گرفته است؛ نتایج نشان می دهد که افزایش انحلال ناشی از اختلاط همرفتی در زمانی حدود سه برابر زمان شروع ناپایداری ها شکل می گیرد. نتایج این مقاله شناخت و آگاهی لازم برای اجرای پروژه های ذخیره سازی دی اکسیدکربن در مخازن آب شور عمیق را بدون نیاز به شبیه سازی های هزینه بر، افزایش می دهد.

یکی از روش های معمول غربال گری مخازن جهت انجام پروژه های ازدیاد برداشت، مقایسه پروژه های انجام شده موفق در جهان با مخازن موجود است. از آنجایی که در این روش ممکن است به دلیل عدم وجود نمونه مشابه، بعضی از مخازن مناسب جهت تزریق در نظر گرفته نشوند، وجود روش مناسب دیگری برای غربال گری مخازن جهت انجام پروژه های ازدیاد برداشت ضروری به نظر می رسد. در این مقاله ابتدا با استفاده از ترکیب روش طراحی آزمایش ها و شبیه سازی ترکیبی مخازن، پارامترهای سنگ و سیال موثر بر عملکرد تزریق دو گاز نیتروژن و گاز طبیعی جهت تثبیت فشار در مخازن معمولی تعیین می شود، سپس اثر مستقل و متقابل این پارامترها در تزریق هر یک از گازها به صورت جداگانه مورد تحلیل آماری قرار گرفته و با یکدیگر مقایسه می گردد. در انتها نیز رابطه تجربی مناسب جهت تخمین ضریب بازیافت نهایی نفت در تزریق هر یک از گازها ارائه می شود که با استفاده از آن می توان چندین مخزن مختلف کاندیدای تزریق هر یک از دو گاز را غربال گری اولیه کرد.

در تحقیق حاضر، نانو کامپوزیت اپوکسی رزین با نانوخاک رس از طریق اختلاط مکانیکی و با بهره گیری از همزن برشی الکتریکی ساخته شد و روش های رزین اپوکسی تقویت شده با نانو ذره خاک رس اصلاح شده مورد مطالعه قرار گرفت. پس از انتخاب روش بهینه (استفاده از حلال یک مرحله ای)، اثر غلظت نانو ذره، سرعت و زمان اختلاط، نقش حلال و تابش امواج ماوراء صوت بررسی و پس از آن، خواص نانو کامپوزیت ساخته شده با نمونه اپوکسی خالص مقایسه گردید. نتایج به دست آمده نشان می دهد که استفاده از حلال در بهبود رفتار مکانیکی محصول موثر بوده و نتیجه آزمون تفرق اشعه ایکس (XRD) موید میان لایه ای شدن، لایه لایه شدن و افزایش فاصله لایه های سیلیکاتی در نانو کامپوزیت به علت توزیع مناسب ذرات خاک رس تا غلظت 5% نانو ذره می باشد. با افزایش 5% خاک رس به رزین اپوکسی، استحکام کششی و مدول کششی به ترتیب به میزان %13.4 و %21.5 درصد و مدول خمشی %27.2 افزایش یافت.

در این تحقیق دلایل رسوب گرفتگی در یک دستگاه کلریناتور و فرسایش برخی قطعات آن بررسی شده است. کلریناتور مذکور برای تزریق گاز کلر به آب خنک کننده مورد استفاده قرار می گیرد. ارزیابی های ظاهری به وضوح تشکیل رسوب خاکستری رنگ در جداره داخلی محفظه کلریناتور و ایجاد فرسایش در این قسمت را نشان می دهد. علاوه بر این، تجمع شدید رسوب سفید رنگ در داخل محفظه شیشه ای فلومتر کلریناتور باعث انسداد مسیر انتقال گاز کلر و در نتیجه عدم کارایی دستگاه مذکور گردیده است. آنالیزهای TGA، FTIR و EDS انطباق خوبی بین جنس دو نمونه رسوب با پلی وینیل کلراید را نشان می دهد. نتایج آنالیز TGA نشان داد که نمونه رسوب داخل محفظه کلریناتور (رسوب تیره رنگ) و محفظه شیشه ای فلومتر (رسوب صمغی سفید) به ترتیب حاوی %28.51 و 16.7% وزنی رسوب معدنی است. همچنین نتایج آنالیز FTIR، آب درون مولکولی در ترکیب معدنی دو نمونه رسوب را نشان می دهد. مطابق آنالیز EDX، عناصر آهن و مس در هر دو نمونه رسوب شناسایی شد. مطابق نتایج حاصل، به نظر می رسد رطوبت همراه با گاز در بروز فرسایش قطعات کلریناتور و رسوب گرفتگی نقش مهمی دارد.

نفوذپذیری نسبی یکی از پارامترهای مهم و موثر در مهندسی مخازن می باشد که مقدار آن از طریق اندازه گیری های آزمایشگاهی زمان بر و پرهزینه تعیین می شود. با در نظر گرفتن ارتباط میان نفوذپذیری نسبی و مقاومت الکتریکی، می توان نفوذپذیری نسبی فاز های مختلف (تر کننده و غیرترکننده) را با توجه به داده های نمودارهای مقاومت الکتریکی تخمین زد. این تحقیق به تعیین نفوذپذیری نسبی با استفاده از لاگ های مقاومت الکتریکی بر روی یکی از میادین نفتی کشور و مقایسه آن با نتایج آزمایشگاهی پرداخته است. با توجه به در دسترس بودن لاگ های مقاومت الکتریکی برای چاه های نفتی مختلف، این پژوهش می تواند نقش مهمی در امکان سنجی تعیین نفوذپذیری نسبی از طریق داده های لاگ های مقاومت الکتریکی ایفا کند که از بعد زمانی، اقتصادی و شبیه سازی پویا در مخازن حائز اهمیت می باشد.