پژوهش نفت
سال:1397 | دوره:28 | شماره:98 |تعداد مقالات:15

به منظور برداشت و توسعه میادین هیدروکربوری شناخت هر چه بهتر مخزن امری لازم و ضروری است. معیارهای مختلفی در زون بندی مخازن و تفکیک بخش مخزنی به بازه های مختلف مورد توجه قرار می گیرند. تقسیم مخزن به گونه های سنگی مخزنی از جمله روش های کاربردی است که می تواند معایب روش های مرسوم زمین شناسی براساس نوع سنگ و لیتولوژی یا رخساره را برطرف سازد. در این مطالعه زون بندی انجام شده به روش وینلند با ضرایب استاندارد در سازندهای کنگان و دالان در یکی از میادین هیدروکربوری بخش مرکزی خلیج فارس سبب تعیین 5 گونه سنگی گردید. سپس داده های آزمایش تزریق جیوه در 35% اشباع مورد استفاده قرار گرفته و ضرایب معادله وینلند بر اساس این داده ها محاسبه شد. با استفاده از معادله جدید، 4 گونه سنگی در این سازندها تعریف گردید. نتایج نشان داد که استفاده از ضرایب استاندارد وینلند سبب ایجاد خطای بسیار زیادی در محاسبات می گردد؛ طوری که قطر گلوگاه ها بیش از سه برابر مقدار واقعی محاسبه می شود درحالی که اگر این ضرایب برای هر سازند محاسبه گردد، اختلاف به میزان قابل ملاحظه ای کاهش می یابد. بنابراین تعیین گونه های سنگی با ضرایب معرفی شده سبب افزایش میزان دقت در محاسبات می گردد. تطابق داده های به دست آمده با نتایج حاصل از مطالعه مقاطع نازک نشان می دهد که فرآیند دیاژنزی انحلال سبب افزایش تخلخل در گونه های سنگی و دولومیتی شدن، نقش اساسی در افزایش تراوایی سازندهای مورد مطالعه داشته است.

در این مقاله نخست زئولیت ZSM-5 با استفاده از متاکائولن به عنوان منبع آلومینا و توسط دستگاه مایکروفر سنتز گردید. در این راستا زئولیت ZSM-5 با خلوص بالا و در مدت زمان کم (min25 تابش دهی با مایکروفر) با موفقیت تهیه شد. در مرحله بعدی کاتالیست های کامپوزیتی نانواکسیدهای آهن و کروم– زئولیت ZSM-5 تهیه گردید. این کاتالیست ها به دو روش پخش در حالت جامد (SSD) و کپسوله کردن تهیه شدند. در روش اول از مخلوط پودری Fe2O3ا، Cr2O3 و K2CO3 به نسبت های وزنی مختلف با زئولیت های ZSM-5 استفاده شد. اما در روش دوم کمپلکس های این فلزات درون حفرات زئولیت ZSM-5 کپسوله شدند. کاتالیست های تهیه شده با استفاده از تکنیک های FT-IRا، XRDا، SEM و EDX مورد شناسایی و بررسی قرار گرفتند. عملکرد کاتالیستی نمونه های تهیه شده در فرآیند دهیدرروژناسیون اتیل بنزن به استایرن در دمای º C 610 و در فشار atm 1 و در حضور بخار آب ارزیابی گردید. نتایج حاصل مشخص کرد کاتالیست های تهیه شده بر روی زئولیت ZSM-5، نسبت به زئولیت تنها، کارایی بسیار بهتری دارند و همچنین نمونه های دارای Fe2O3 نسبت به نمونه های دارای Cr2O3 به طور موثرتری عمل می نمایند. ضمناً کاتالیست های سنتز شده با روش کپسوله شدن، به دلیل داشتن اندازه کوچک تر و توزیع یکنواخت ذرات، نسبت به کاتالیست های تهیه شده با روش SSD، راندمان و تبدیل بالاتری در تولید استایرن از خود نشان می دهند.

در این مطالعه با هدف بررسی ارتباط فرآیندهای سیمانی شدن و انحلال با رخساره های رسوبی و نیز سطوح ناپیوستگی بخش بالایی سازند سروک (ناپیوستگی مرز سنومانین-تورونین وتورونین میانی)، مغزه ها و مقاطع نازک میکروسکوپی یک چاه کلیدی در یکی از میادین ناحیه دشت آبادان مطالعه گردید. براساس مطالعات پتروگرافی 6 رخساره در ارتباط با زیر محیط های لاگون، شیب و دریا باز شناسایی شد. نتایج این مطالعه نشان می دهد که فرآیندهای دیاژنزی انحلال و سیمانی شدن در چندین مرحله رخ داده اند. انحلال اجزاء اسکلتی ناپایدار تحت تاثیر دیاژنز ائوژنتیک سبب ایجاد تخلخل های حفره ای گسترده ای شده است. علاوه براین در طی دیاژنز تلوژنتیک و در ارتباط با سطوح ناپیوستگی، تخلخل های عمدتا حفره ای، درون اجزاء و نیز زمینه سنگ گسترش یافته اند. توزیع سیمان کلسیتی درون مخزن، با ترکیب کانی شناسی اولیه موجودات، اندازه حفرات انحلالی و نیز تراکم و عرض شکستگی ها ارتباط مشخصی نشان می دهد. سیمان کلسیتی به اشکال دروزی و بلوکی و با منشاء متئوریک و تدفینی، درون حفرات انحلالی و نیز ریز شکستگی ها مشاهده می شود. در توالی تورونین که در زیر ناپیوستگی تورونین میانی قرار دارد، به دلیل ماهیت گل غالب رخساره های لاگونی و دریای باز، انحلال و سیمانی شدن، گسترش ناچیزی دارد و سیمان کلسیتی عمدتا در ارتباط با شکستگی ها مشاهده می شود. در مقابل در توالی زیر ناپیوستگی مرز سنومانین-تورونین، این فرآیندها با توجه به فراوانی رخساره های دانه غالب از گسترش بیشتری برخوردار هستند. نتابج این مطالعه نشان می دهد که ماهیت رخساره های رسوبی نقش بسزایی در توزیع فرآیندهای سیمانی شدن و انحلال درون سازند سروک داشته است.

شبیه سازی هیدرودینامیکی و انتقال جرمی قطره تولوئن بالارونده در سیال ساکن آب مورد بررسی قرار گرفت. برای شبیه سازی هیدرودینامیکی از روش حجم سیال با مدل کشش سطحی CSSو روش PLIC استفاده شد. قطرات در سه رژیم کروی، چرخشی و نوسانی شبیه سازی شدند و همخوانی بسیار خوب با نتایج تجربی با میانگین خطای 63/3% به دست آمد. همچنین مدل هیدرودینامیکی تحقیق حاضر توانست رژیم نوسانی قطره را در قطر mm 4/4 و قطر قطره با سرعت بیشینه را در قطر mm 5/3 پیش بینی نماید که دارای همخوانی بسیار خوب با نتایج تجربی بود. در گام بعدی شبیه سازی، به منظور تأثیر انتقال جرم در سرعت قطرات تولوئن mm 2، معادلات انتقال جرمی به شبیه سازی ها اضافه شد. تمامی خواص سیال در شبیه سازی ها به غیر از کشش سطحی ثابت نظر گرفته شد. نتایج شبیه سازی نشان داد بدون در نظر گرفتن تابعیت کشش سطحی با غلظت، سرعت شبیه سازی شده با نتایج تجربی موجود در مقالات دارای میانگین خطای 83% بود که با درنظرگرفتن آن میزان خطا تا حدود 2% کاهش یافت. گزارش خطوط جریان، شکل قطرات، سرعت محوری و سرعت حدی از نتایج دیگر این تحقیق است.

در سال های اخیر بحث بهینه سازی تولید به یکی از موضوعات مورد نیاز در صنعت نفت و گاز تبدیل شده است. بهینه سازی تولید یکی از پیچیده ترین فعالیت ها از نقطه نظر عملیاتی که به علت خواص فیزیکی متنوع سنگ و سیال، خطاهای ابزارها تحت تاثیر عدم قطعیت قرار می گیرد. بهینه سازی تولید بر مبنای مجموعه فعالیت هایی که اطلاعات اندازه گیری و جمع آوری شده را به تصمیمات مدیریتی بهینه تبدیل می کند، تعریف می شود. در این مطالعه، بهینه سازی تولید از یک میدان بالغ هیدروکربوری واقع در جنوب ایران با درنظر گرفتن محدودیت های غیرخطی و چهار سناریوی متفاوت صورت پذیرفت و با توجه به میزان تولید تجمعی نفت و سود حاصل از پروژه، بهترین سناریوی تولیدی برای میدان مورد مطالعه انتخاب شد. نتایج حاصل از شبیه سازی و بهینه سازی نشان داد که در شرایط کنونی میدان، تزریق گاز نسبت به فرازآوری مصنوعی با گاز به دلیل کاهش هزینه و زمان و همچنین افزایش ارزش خالص کنونی در اولویت است. اگر چه با استفاده از روش فرازآوری مصنوعی با گاز میزان تولید انباشتی نفت نسبت به روش تزریق گاز بیشتر است اما به دلیل افزایش هزینه های آن ارزش خالص کنونی کمتری خواهد داشت.

تطابق تاریخچه یکی از مهمترین بخش های شبیه سازی مخازن و به تبع آن مطالعه مخزن است و افزایش سرعت در انجام این عملیات در عین دقت یکی از چالش های کنونی دانش مهندسی نفت است. در این مطالعه، سعی شده است با بهره گیری از مدل پروکسی و بهینه سازی دقیق، فرآیند «تطابق تاریخچه» که یکی از مهمترین مراحل در مطالعه جامع مخزن است با زمان اجرای بسیار کمتر انجام گیرد. در این مقاله رویکرد ریاضی مدل جایگزین (پروکسی) برای تطابق تاریخچه خودکار در یک میدان بزرگ در جنوب ایران با 14 چاه با متغیرهای پاسخ های (تولید نفت و داده های فشار) استفاده شده است. روشی که به عنوان مدل پروکسی استفاده شده است روش سطح رویه پاسخ است که در آن 21 پارامتر برای ساخت مدل با استفاده از روش مکعب متمرکز بر وجه که از جمله روش های نمونه گیری مرکزی معرفی شده است. سپس برای پروکسی ساخته شده از الگوریتم ژنتیک و الگوریتم ازدحام ذرات برای بهینه سازی تابع هدف استفاده شد. روش کار استفاده شده در این مقاله کدنویسی و برنامه نویسی در Matlab و لینک آن با نرم افزار شبیه سازی Eclipse برای بررسی و نهایی سازی پارامترها بود. در نتیجه، ساخت مدل پروکسی بهینه سازی شده (با الگوریتم ژنتیک) با استفاده از 256 نمونه با R2 9/0 موفق عمل کرد.

در این مطالعه ابتدا مدول های الاستیک دینامیک مانند مدول یانگ، بالک و برشی، نسبت پواسون و مقاومت فشاری تک محوری سازند با استفاده از سرعت های امواج برشی و تراکمی که توسط نگارگر صوتی دوقطبی فراهم آمده اند، در 8 چاه محاسبه شدند. در 5 چاه که داده های سرعت برشی موجود نبودند، سرعت این امواج از طریق روابط تجربی، همبستگی چند متغیره و رابطه گرینبرگ-کاستاگنا تخمین زده شد. پس از محاسبه مدول های الاستیک دینامیک، این مقادیر با استفاده از فرمول های تجربی به دست آمده از طریق تعیین سرعت امواج برشی و تراکمی در 14 نمونه مغزه و آزمایش چکش اشمیت در یکی از میدان های مجاور به مدول های استاتیک تبدیل شدند. سپس، حجم مدول های استاتیک محاسبه شده با استفاده از خوشه بندی گراف پایه با توان تفکیک چندگانه (MRGC) و از طریق ایجاد واحدهای ژئومکانیکی با استفاده از این خوشه ها کاهش یافت. ایجاد یک مدل ژئومکانیکی سه بعدی با استفاده از این واحدهای ژئومکانیکی می تواند تخمینی قابل اطمینان از خواص مخزنی از نقطه نظر مقاومت سنگ های مخزنی مهیا کند. پس از تولید واحدهای ژئومکانیکی توسط خوشه بندی گراف پایه با توان تفکیک چندگانه (MRGC)، این واحدها از طریق مقایسه با داده های چاه پیمایی مانند نگارگر قطرسنجی، اشعه گاما و تخلخل نوترون و همچنین داده های مغزه مورد بررسی قرار گرفتند. این مقایسه، انطباق خوبی میان این داده ها و واحدهای ژئومکانیکی نشان می دهد. نتایج این مطالعه بیانگر تاثیرپذیری بالای واحدهای ژئومکانیکی از تخلخل و محتوای رس سنگ های سازندی هستند. در نهایت مدل ژئومکانیکی سه بعدی مخزن با استفاده از این واحدهای ژئومکانیکی و مدل امپدانس صوتی مخزن که حاصل از روش وارون سازی و الگوریتم ژنتیک است، ساخته شد. از مدل امپدانس صوتی به عنوان پارامتر دوم کوکریجینگ برای مدل سازی استفاده شده است. مقادیر مدل ژئومکانیکی ساخته شده در محدوده یکی از چاه ها که برای مدل سازی استفاده نشده بود، دارای انطباقی حدود 77 % با داده های چاه است. این امر بیانگر اعتبار بالای روش مدل سازی مورد استفاده است.

تشخیص رخساره های مخزنی و تعیین نواحی با کیفیت مخزنی بالا نقش مهمی در مدل سازی مخزن و همچنین حفاری های آتی در میدان های در حال توسعه ایفا می کند. شاخص جریانی یکی از شاخص هایی است که با توجه به تغییر خصوصیات مخزن تغییر کرده و می تواند نقش موثری در تقسیم بندی رخساره های مخزنی داشته باشد. مطالعه حاضر یک مدل بهینه یافته و پیشرفته را به وسیله ترکیب سیستم های هوشمند برای تخمین شاخص جریانی در کل میدان پیشنهاد می دهد. این ماشین گروهی نتایج پیش بینی شده حاصل از سیستم های هوشمند عصبی، فازی و عصبی-فازی را با وزن های مشخص با هم ترکیب می کند، وزن های بهینه برای هر یک از این روش ها به وسیله الگوریتم مورچگان پیوسته تعیین می شود. در این مطالعه از داده های چاه و لرزه نگاری سه بعدی مربوط به یکی از میادین جنوب ایران برای اعمال روش ها استفاده شده است. در مرحله اول، نشانگرهای لرزه ای که ارتباط بیشتری با داده هدف (FZI) دارند با استفاده از برازش گام به گام انتخاب می شوند و در ادامه با استفاده از سیستم های هوشمند و ترکیب آن ها مکعب سه بعدی شاخص جریانی در کل میدان تخمین زده می شود و در مرحله پایانی با استفاده از الگوریتم خوشه بندی C میانگین فازی (Fuzzy C-Mean) رخساره های مختلف مخزن از هم تفکیک داده می شوند. نتایج این مطالعه نشان دهنده کارایی بهتر ماشین گروهی با استفاده الگوریتم مورچگان پیوسته (ACO R) نسبت به هر یک از روش های منفرد می باشد.

در حال حاضر بحران آب و کمبود منابع آبی یک معضل جهانی است. سوپرجاذب ها پلیمرهای آب دوست و دارای پیوندعرضی هستند که توانایی متورم شدن در آب به صورت برگشت پذیر به همراه حفظ حجم بالای آب را دارند، از این رو در کشاورزی کاربرد زیادی دارند. در این پژوهش تاثیر پارامترهای سنتزی شامل مونومرهای اکریل آمید، اکریلیک اسید، بنتونیت و نسبت شبکه کننده به آغازگر بر رفتار تورمی و میزان نگه داشت آب در سوپرجاذب بررسی و میزان جذب و واجذب آب در محلول هایی با شوری زیاد و خاک اندازه گیری شده است. سوپرجاذب های مورد استفاده به روش پلیمریزاسیون محلول سنتز شده و ساختار شیمیایی آن ها توسط آزمون های FTIRا، SEMا، XRDا، TGA و DSC بررسی شد. نتایج نشان می دهد با افزودن شبکه کننده، میزان تورم تعادلی کاهش می یابد و در صورت استفاده از مقدار بهینه آغازگر، افزایش میزان اکریل آمید و اکریلیک اسید، میزان جذب تعادلی افزایش می یابد. نتیجه آنکه سوپرجاذبی تهیه شده است که میزان جذب آب آن g/g 1125 است. نتایج جذب و واجذب سوپرجاذب بهینه در محلول های با شوری بالا و خاک نشان می دهد که سوپرجاذب ساخته شده کارایی خوبی در محلول های با شوری زیاد داشته و برای استفاده در خاک های با شوری بالا مناسب و کارآمد است.

اندازه گیری و پیش بینی چگالی به عنوان یکی از خواص مهم سیالات مخزنی، در مقدار تولید سیالاتی همچون نفت بسیار موثر است. در مطالعه حاضر اثر پارامترهای مختلف (فشار، دما و ترکیب سیال) بر چگالی نفت های سنتزی آسفالتینی و نفت خام (با ترکیب ثابت) مورد بررسی قرار گرفت. همچنین در شرایط مختلف عملیاتی برای 546 داده آزمایشگاهی نفت سنتزی آسفالتینی، یک رابطه تجربی پیش بینی شد؛ که قابل استفاده برای ترکیب های نفت سنتزی شامل تولوئن، نرمال هپتان و آسفالتین استخراج شده از انواع نفت خام می باشد. نتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که ضریب محاسبه رگرسیون خطی داده های آزمایشگاهی و رابطه تجربی بیش از 97/0 می باشد. این مقدار نشان دهنده همبستگی مقادیر چگالی آزمایشگاهی با روابط تجربی می باشد. روند تغییر چگالی با تغییر پارامترهای تاثیر گذار به این صورت می باشد: در یک دمای ثابت، افزایش فشار سبب افزایش قابل توجهی در چگالی نفت برای هر دو نوع نفت خام و سنتزی آسفالتینی شد، ضمن آن که برای هر دو نوع نفت مورد استفاده در این مطالعه، افزایش دما در فشارهای مختلف سبب کاهش چگالی گردید. شدت این کاهش با تغییر دما از 50 به C° 80 محسوس تر بود. همچنین در نفت های سنتزی آسفالتینی افزایش درصد وزنی آسفالتین افزوده شده به نفت سنتزی به ویژه از 5 به 10، افزایش قابل توجهی را در مقدار چگالی نفت در پی داشت.

هدف از این مطالعه سنتز نانوذرات مغناطیسی عامل دار شده با گوانیدین و بررسی توانایی رنگبری رنگ متیلن بلو از نمونه فاضلاب واقعی می باشد. مشخصات فیزیکی و ساختاری جاذب سنتز شده با استفاده از تکنیک های SEMا، TEM و FTIR بررسی شد و اثر فاکتورهای pH، غلظت جاذب و متیلن بلو، زمان تماس و دما بر روی آن بررسی شد. شرایط بهینه جذب رنگزا عبارتند از: pH=6، زمان تماس min 30 و دوز جاذب g/L 5/2 در دمای اتاق. داده های ایزوترم تعادلی جذب نشان داد که فرآیند جذب با مدل لامگمویر مطابقت داشته و از سینتیک جذب مرتبه دوم پیروی می کند. مطالعه حاضر نشان داد که نانوذرات مغناطیسی عامل دار شده با گوانیدین علاوه بر ویژگی هایی مانند جداسازی ساده و سریع، پتانسیل بالایی برای رنگبری متیلن بلو دارند. بنابراین، می توان آن را برای جذب و جداسازی چنین آلاینده هایی از محلول های آبی به کار برد.

بر پایه مطالعات گسترده ای که تاکنون انجام شده است، بی شک، نقش داده های سرعت عبور امواج از سنگ ها در ارزیابی مخازن هیدروکربنی حیاتی است. در این بین، مطالعه سرعت عبور امواج در سنگ های دولومیتی که اغلب در سیستم های کربناته یکی از بهترین بخش مخازن هیدروکربنی را تشکیل می دهند، از اهمیت زیادی برخوردار است. مسلماً بافت سنگ ها، نوع و جنس کانی ها، اندازه بلورها، درصد کوارتز موجود در سنگ و بسیاری از خواص ریزساختار بر رفتار فیزیکی و مهندسی آنها اثر می گذارد. در راستای مطالعات گذشته و برای درک بهتر این ارتباط، برنامه جامعی از آزمایشات برروی 3 دسته سنگ دولومیتی ریز بلور، متوسط بلور و درشت بلور طراحی شد. در این مقاله نتایج مرتبط با اندازه گیری دانسیته، سرعت موج برشی و فشاری برای 32 نمونه شامل 12 نمونه دولومیت ریزبلور، 9 نمونه دولومیت متوسط بلور و 11 نمونه دولومیت درشت بلور آورده شده است. مطابق با نتایج به دست آمده با افزایش اندازه بلور ها، دانسیته سنگ کاهش می یابد. سرعت موج فشاری و برشی برای نمونه های ریز بلور حدود 9% و برای نمونه های درشت بلور 12% کمتر از نمونه های متوسط بلور می باشد. نتایج نشان داد که برای نمونه های ریزبلور، متوسط بلور و درشت بلور نسبت VP/V S به ترتیب برابر 78/1، 81 /1و 77/1 است. همچنین مشاهده شد که مدول یانگ دینامیکی برای نمونه های متوسط بلور حدود 15% از نمونه های ریز بلور و حدود 27% از نمونه های درشت بلور بیشتر می باشد. علاوه بر این دیده شد که با افزایش در اندازه بلور تغییر قابل توجهی در نسبت پواسون سنگ های دولومیتی رخ نمی دهد.