پژوهش نفت
سال:1396 | دوره:27 | شماره:96 |تعداد مقالات:13

نوع منافذ سنگ مخزن یکی از مهمترین پارامترهای کنترل کننده کیفیت مخازن هیدروکربنی است. این پارامتر جریان سیال و تراوایی سنگ مخزن را تحت تاثیر قرار می دهد به همین دلیل تنوع و توزیع نوع منافذ خصوصا در مخازن کربناته پیچیده و حائز اهمیت است. در این مطالعه انواع منافذ بر اساس رفتار الاستیکی و پتروفیزیکی به درون ذرهای، انحلالی، ریزتخلخل، بین ذره ای، بین بلوری، بین دانه ای، ریزتخلخل آواری و شکستگی تقسیم شدند. هر یک از زیررده های منفذی توسط نگار انحراف سرعت و داده مغزه در امتداد چاه های مطالعاتی تعیین شدند. همچنین به منظور تعیین کیفیت مخزنی تحت کنترل نوع منافذ، توزیع انواع منافذ در چارچوب واحدهای جریانی از روش شاخص زون جریان نیز تعیین شدند. پس از تعیین نوع منافذ و خصوصیات پتروفیزیکی آنها در امتداد چاه های مورد مطالعه، از نشانگرهای لرزه ای به منظور گسترش نتایج در مقیاس میدانی استفاده شد. داده های لرزه ای سه بعدی پس از برانبارش میدان مورد مطالعه وارون سازی امپدانس صوتی شده و در نهایت مدل سه بعدی و نقشه هایی از توزیع انواع منافذ با استفاده از نشانگرهای لرزهای در میدان مورد مطالعه ارائه شد که این مدل در شناسایی زون های مخزنی و غیر مخزنی در مقیاس میدانی کارامد می باشد.

ارائه یک تحلیل مبتنی بر شرایط عملیاتی فرآیندهای برداشت ثانویه یکی از وظایف اساسی مهندس نفت است، روشهای تحلیل تزریق غیرامتزاجی به عنوان یکی از روش های ثانویه به دو دسته تحلیلی و عددی تقسیم می شوند، روش های عددی روش های زمانبر و نیازمند خواص دقیق سنگ و سیال و تغییرات فشار در مخزن هستند ولی روش های تحلیلی به داده های ورودی کمتری نیازمند هستند، روش های تحلیلی برای تصمیم سازی های مدیریتی مناسبتر هستند. یکی از روش های تحلیلی که اخیرا از آن استفاده می شود مدل ظرفیت- مقاومت است، این مدل از نرخ تزریق و فشار جریانی تهچاه به عنوان تنها داده های ورودی استفاده میکند این سادگی با وجود مزایا و سرعت، معایبی نیز دارد، از مهمترین این معایب میتوان نیاز به نوسانات بالا در نرخ تزریق اشاره کرد.این موضوع با کاربردهای عملیاتی در تضاد است زیرا در برنامه های عملی تزریق معمولا نرخ تزریق نوسانات بالای را ندارد، دومین نقص راه حل فعلی عدم در نظرگیری بازه تولید به عنوان یک بازه واحد است به طوری که این بازه به تعداد گامهای زمانی شکسته می شود که این موضوع با طبیعت مخزن در تضاد است زیرا تمامی گام های تزریق از ابتدا بر روی نرخ تزریق در یک بازه خاص زمانی اثر دارد. در این پژوهش سعی شد با ارائه تصحیحاتی بر روی راه حل مدل ظرفیت- مقاومت نواقص ذکر شده در بخش مربوط به کارکردهای عملیاتی و طبیعت مخزن کاهش پیدا کرده و فرضیات محدودکننده کمتر شوند. نتایج ارائه شده نشان می دهند که این تصحیحات افزایش دقت تخمین را به صورت کمی باعث شده به طوری که در دومین مخزن شبیه سازی شده، مخزن دارای نوسانات پایین نرخ تزریق و بازه تطبیق تاریخچه کوتاهتر از حد نیاز مدل کلاسیک، بود، روابط ارائه شده در پژوهش های گذشته توانایی تخمین عملکرد این مخزن را نداشت ولی روابط ارائه شده تخمین بسیار قابل قبولی را فراهم آوردند.

ترکیبی از روش های گوگردزدایی اکسیداسیونی و استخراجی به دلیل راندمان بالا و شرایط عملیاتی مناسب میتواند جایگزینی قابل قبول برای روش های گوگردزدایی مرسوم محسوب شود. در این مطالعه، روش گوگردزدایی اکسیداسیون/ استخراج برای حذف ترکیبات گوگردی از سوخت گازوئیلی بررسی شد. سوخت گازوئیلی با میزان گوگرد کل1550ppm  برای مطالعات انتخاب شد. با ارزیابی سیستم های اکسیداسیونی مختلف، سیستم هیدروژن پر اکسید- فرمیک اسید برای اکسیداسیون ترکیبات گوگردی موجود در گازوئیل استفاده شد، به طوری که میزان گوگردزدایی و بازیابی گازوئیل پس از واکنش اکسیداسیون به ترتیب 20.64% و 96.38% به دست آمدند. برای انتخاب حلال قطبی که ترکیبات گوگردی اکسید شده را استخراج میکند سه حلال استونیتریل، دی متیل سولفوکسید و دی متیل فرم آمید در نظر گرفته شدند. حلال استونیتریل به دلیل دانسیته پایین و نزدیک به سوخت گازوئیلی که جداسازی آن را از سوخت مشکل ساز می کرد، کنار گذاشته شد. بنابراین، تاثیر نسبت حلال به سوخت در بازه 2-0.5 و تعداد مراحل استخراج در بازه 3-1 روی میزان گوگردزدایی و بازیابی گازوئیل برای دی متیل سولفوکسید و دی متیل فرم آمید بررسی شد. با بررسی نتایج مشخص شد که افزایش نسبت حلال به سوخت و تعداد مراحل استخراج بیشتر از 2 تاثیر چندانی روی میزان گوگردزدایی از گازوئیل نخواهد داشت ولی باعث کاهش پیوسته بازیابی گازوئیل می شود. علاوه بر این، میزان گوگردزدایی با حلال دی متیل فرم آمید بیشتر از دی متیل سولفوکسید شد ولی میزان بازیابی گازوئیل برعکس بود. بیشترین میزان گوگردزایی و بازیابی گازوئیل نیز به ترتیب بالای 97 و 96% به دست آمدند.

در این تحقیق از میکرومدل های نوینی جهت بررسی فرآیند ازدیاد برداشت شیمیایی با استفاده از نانوذرات سیلیکا استفاده شده است. طراحی میکرومدل های جدید به صورت سه بعدی و ساخت آنها با استفاده از دانه های شیشه ای و کانی های معدنی نظیر ماسه سنگ با شکل هندسی کروی و غیرکروی انجام شده است. بدین منظور این دانه ها با روشی خاص بین دو صفحه شیشه ای تعبیه می شوند و بعد از قرارگیری درون کوره و رسیدن به دمای نرمینگی، محیط متخلخل مخزنی ایجاد می شود. این میکرومدلها در مقایسه با نمونه های قبلی از مزیت های فراوانی برخوردار هستند و می توانند خصوصیات ناهمگنی یک مخزن واقعی را منعکس نمایند. آزمایش های زاویه تماس، کشش بین سطحی، ویسکوزیته ذاتی و سیلابزنی میکرومدل به منظور بررسی اثر مواد تزریقی بر افزایش اثربخشی تزریق آب و بالا بردن بازیافت نفت انجام شده است. در آزمایش زاویه تماس، تغییر ترشوندگی از نفت دوست به آب دوست برروی لایه ای نازک از سنگ مخزن در اثر جذب و رسوب نانوذرات سیلیکا مشاهده گردید. با بررسی سیلاب زنی ترکیب هیبریدی پلیمر و نانو در میکرومدل، افزایش بازیافت نفت و تشکیل امولسیون نفت در آب در مقایسه با تزریق پلیمر به تنهایی مشاهده گردید. میکرومدل های جدید طراحی شده وسیله مناسبی را برای مشاهده جریان سیال در سه بعد فراهم می نمایند.

تهیه سیالات حفاری از مهمترین بخش های عملیات حفاری چاه های نفت و گاز محسوب می شود که استفاده از تکنولوژی های پیشرفته و سودمند در تولید آنها می تواند عملکرد و بازدهی آنها را به مقادیر ایده آل نزدیکتر کند. سیالات حفاری پایه افرونی گازی کلوئیدی دارای تکنولوژی پیشرفته میکروحباب های افرونی و مختص حفاری فروتعادلی، یکی از جدیدترین فناوری های استفاده شده در حفاری مخازن کم فشار می باشند. با تهیه سیال حفاری افرونی پایه روغنی میتوان خواص مثبت و بسیار با ارزش سیالات حفاری روغنی را در کنار خواص ویژه سیالات حفاری افرونی همچون کنترل هرزروی، یک جا به دست آورد. پایداری با زمان از مهمترین ویژگی های سیالات حفاری افرونی محسوب می شود که می تواند بر خواص مطلوب رئولوژیکی و کنترل هرزروی در این نوع سیالات تاثیرگذار باشد. در این تحقیق سیال افرونی تهیه شده با غلظت 2.14% مولی سورفکتانت و01.15kg/m3  پلیمر دارای بیشترین پایداری در مقابل زمان، کمترین افت بازدهی و کمترین تغییرات اندازه حباب افرونی می باشد که این غلظت ها بهعنوان فرمولاسیون بهینه سورفکتانت و پلیمر ارائه می شوند.

هدف از این تحقیق حذف گازهای گلخانه ای CO2 و CH4 با استفاده از نانو ذرات ZnO ساخته شده و مقایسه عملکرد آنها با ZnO تجاری می باشد. نانو ذرات ZnO با استفاده از روش صوتی- شیمیایی از محلول روی استات دو آبه و اتانول تهیه شدند. ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی نانو ذرات ZnO ساخته شده با استفاده از روش های XRD ،UV-vis ،FTIR و SEM بررسی شدند. علاوه بر این، تبدیل فتوکاتالیستی CO2 و CH4 در محیط گازی توسط GC-TCD بررسی شد. محصولات به دست آمده از واکنش فتوکاتالیستی نیز توسط FTIR گازی و GC-Mass شناسایی شدند. تصاویر SEM نشان دادند که نانو ذرات ZnO به ست آمده یکنواخت می باشند. طیف سنجی UV-vis نشان داد که بعد از کلسینه کردن محدوده جذب ZnO به ناحیه مرئی انتقال می ابد. همچنین، طیف سنجی XRD نشان داد که بعد از کلسینه کردن ZnO خالص به دست می ید. بر اساس نتایج به دست آمده میزان تبدیل CO2 و CH4 توسط نانو ذرات ZnO تهیه شده به ترتیب برابر 14.3 و 14.7% میباشد که این مقادیر حدودا 2 برابر درصدهای مربوط به ZnO تجاری است.

عوامل بسیاری در هرزروی سیال حفاری موثر هستند که مدلسازی همه آنها کار دشواری است. در این پژوهش، الگوریتم پهنه بندی فازی با توجه به شرایط هرزروی گل حفاری و با استفاده از الگوریتم خوشه بندی فازی گوستافسون-کسل بهبود یافته ارائه شده است، که قابلیت مدلسازی فرآیندهای پیچیده و تلفیق لایه های اطلاعاتی مختلف را داراست. برای ارزیابی الگوریتم، از لایه های اطلاعاتی مختلف از جمله هرزروی سیال حفاری، وزن گل حفاری و پهنه بندی زمین شناسی (به همراه موقعیت فضایی ویژگی های مورد بررسی) استفاده و چهار ترکیب از لایه های اطلاعاتی مختلف در نظر گرفته شد. به منظور تعیین تعداد بهینه پهنه ها، شاخص های مختلف اعتبارسنجی خوشه بندی شامل ضریب افراز (PC)، آنتروپی افراز (CE)، شاخص افراز (SC) و شاخص ژی و بنی (XB) به صورت همزمان مورد بررسی قرار گرفت. بهترین ترکیب اطلاعاتی، تلفیقی از هرزوی گل حفاری، پهنه بندی زمین شناسی با توجه به موقعیت نمونه ها مشخص شد، تعداد بهینه پهنه ها، برابر 12 پهنه و مقدار توان فازی بهینه برابر 1.1 تعیین شد. در الگوریتم خوشه بندی گوستافسون-کسل بهبود یافته، پارامتر وزنی برای مقیاس سازی بین کواریانس تمام داده ها و داخل خوشه ها به کار برده شده است و مقدار بهینه آن 0.4 به دست آمد. در نهایت، پهنه بندی سه بعدی فازی در میدان مورد مطالعه انجام شد و با توجه روش تجزیه و تحلیل تمایز فیشر، پهنه بندی به دست آمده از روش خوشه بندی از عملکرد بهتری نسبت به روش پهنه بندی زمین شناسی (شاخص فیشر 0.088 در مقابل 0.011) به منظور مدلسازی هرزروی برخوردار است.

موضوع حساسیت نفوذپذیری نسبت به تنش در مخازن نفتی و گازی یک موضوع بسیار مهم و حیاتی می باشد، به طوری که تولید از یک مخزن ارتباط تنگاتنگی با ضریب حساسیت تنش آن دارد. در واقع این پدیده بدین صورت است که کاهش فشار مخازن در حالی که تنش روباره دارای مقدار ثابتی است، باعث افزایش تنش موثر و در نتیجه کاهش نفوذپذیری خواهد شد. چنانچه ارتباط دقیق بین کاهش نفوذپذیری با کاهش فشار مخازن به خوبی شناخته شود، میتوان استخراج هیدروکربور از مخازن را اقتصادی تر نمود. در این مقاله با استفاده از روش عددی المان مجزاء یک کد عددی توسط نرم افزار UDEC توسعه داده شده است. در کد عددی توسعه داده شده تاثیر ضریب حساسیت برروی پارامترهایی همانند میدان تولید چاه و ضریب پوسته در اطراف یک مخزن با جریان شعاعی بررسی شده است. برای بررسی تاثیر تنش برروی نفوذپذیری شکاف های موجود در یک مخزن رابطه بین تنش و نفوذپذیری به صورت نمایی فرض شده است. بررسی های انجام شده نشان می دهد که با افزایش ضریب تراکم پذیری شکاف ها، ضریب پوسته مخزن دچار افزایش و میزان تولید از چاه دچار کاهش می شود.

یکی از راه های موثر برای کاهش رسوب گذاری آسفالتین استفاده از پراکنده کننده ها در نفت است. در این مطالعه تاثیر دو پراکنده کننده تولوئن و دودسیل بنزن سولفونیک اسید بر روی رسوب گذاری نمونه های نفت مرده و زنده بررسی شد. در بررسی های انجام شده بر روی نفت مرده از آزمون استاندارد 143IP استفاده شد و برای مطالعه نفت زنده نیز بررسی میکروسکوپی فشار بالا به کار گرفته شد. مطابق نتایج به دست آمده، در نفت مرده افزودن این حلال ها نقطه حداقلی برای رسوب آسفالتین پدید می آورد. در نفت زنده نیز استفاده از این پراکنده کننده ها منجر به کاهش میزان رسوب گذاری آسفالتین می شود که برای پراکنده کننده دودسیل بنزن سولفونیک اسید این میزان به بیش از 70% می رسد. به علاوه مشاهده شد که در اثر تزریق پراکنده کننده ها، اندازه متوسط رسوبات آسفالتین کاهش می یافت که این کاهش برای دودسیل بنزن سولفونیک اسید بیشتر بود.

در این تحقیق سنتز آزمایشگاهی امولسیفایرهای آنیونی، منو استر دی سدیم لوریل اتر سولفوسوکسینات و دی استر سدیم لوریل اتر سولفوسوکسینات اتوکسیله انجام گردید. از ترکیبات فوق در ساخت امولسیونهای گازوییل/ آب شور و گازوییل/ آب شیرین استفاده شد و پایداری آنها بر اساس دستورالعمل مورد پذیرش مناطق نفتخیز جنوب مورد ارزیابی قرار گرفت. بدین منظور با افزایش1cc محلول های 25، 37 و 50% وزنی از هر امولسیفایر در آب مقطر به cc 100 مخلوط های گازوییل/ آب شور و گازوییل/ آب شیرین با نسبتهای 40.60 و 30.70 و سپس هموژنایز کردن مخلوط توسط یک دستگاه هموژنایزر با دور بالا امولسیون هایی تهیه شد. در ادامه با بررسی پایداری امولسیون های تشکیل شده در دمای محیط (به مدت 24hr) و در دمای 90oC (به مدت 4hr)، کارایی ترکیبات سنتز شده به عنوان امولسیفایر در ساخت سیالات حفاری امولسیونی پایه آبی مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاصل از این آزمایشات موید آن است که این موادها در مقایسه با نمونه تجارتی دارای کارایی قابل قبولی بوده اند، به طوری که ترکیب سدیم لوریل اتر سولفوسوکسینات اتوکسیله در فرمولاسیونهای گازوییل/ آب شور و گازوییل/ آب شیرین و نیز دی سدیم لوریل اتر سولفو سوکسینات در فرمولاسیون های گازوییل/ آب شور از خود تاثیرات امولسیفایری و پایداری مناسبی داشته اند. به منظور مطالعه اثرات زیست محیطی این دو ترکیب، فرآیند زیست تخریب پذیری هوازی آنها با اندازه گیری میزان کربن تشکیل شده در محلول آنها در برابر مدت زمان اقامت در گرم خانه نسبت به یک نمونه شاهد (کنترل) که فاقد آن ترکیبات میباشد بررسی گردید، نتایج حاصل از آزمایشات نشان می دهد که این دو امولسیفایر را می توان به عنوان مواد زیست تخریب پذیر در سیالات حفاری امولسیونی پایه آبی در عملیات حفاری استفاده نمود.

تزریق گاز از جمله روش های ازدیاد برداشت موفق به شمار می رود. اما سیال تزریقی از مسیرهایی حرکت می کند که ممکن است با تمامی نفت مخزن در تماس قرار نگیرد و نفت به تله بی افتد. پدیده مارانگونی میتواند یکی از مکانیزم های موثر در تولید نفت بجامانده باشد که سبب ایجاد جریان همرفتی از نقطه ای با تنش میان رویه کم به سمت نقطهای با تنش میان رویه زیاد می شود. این تحقیق، مطالعه آزمایشگاهی اثر جریان مارانگونی حرارتی در میزان بازیافت نفت به جامانده درون ماتریس، در یک سیستم ماتریس شکافدار را گزارش می دهد. آزمایش های مغزه تحت فشار و دمای بالا، در دو حالت«همدما» و «غیرهمدما» و حالت رژیم تزریق غیرامتزاجی انجام شده است تا سطح تماس بین فازها حفظ شود. در شرایط همدما، گرادیان دمایی وجود ندارد و درجه آزادی صفر خواهد بود. لذا جریان مارانگونی وجود ندارد. اما در شرایط غیرهمدما بر اساس جهت شیب گرادیان تنش میان رویه، این جریان می تواند سبب تولید و یا مانع از آن شود. با تحلیل و بررسی اعداد بدون بعد، نقش نیروهای ثقلی، گرانرو و موئینه و همچنین نیروهای نفوذ مولکولی مشخص گردیده است. از این رو، آزمایش ها به گونه ای طراحی شده اند که از نظر تعادل نیروهای ثقلی، گرانرو و موئینه هم ارز باشند و بتوان نقش جریان مارانگونی را از مقایسه میزان بازیافت، تحقیق کرد. همچنین به دلیل کاربرد گسترده ی دیاکسیدکربن از این گاز برای تزریق استفاده شده است. آزمایش های انجام شده، نشان می دهد که جریان مارانگونی حرارتی یکی از مکانیزم های موثر در بازیافت نفت، تحت فشار و دمای بالا، می باشد و می تواند با غلبه بر نیروی موئینه سبب حرکت نفت شود. شدت این جریان متناسب با اختلاف دمای گاز و نفت در سطح تماس دو سیال می باشد. افزایش یا کاهش میزان بازیافت نسبت به آزمایش های همدما، نشانگر نقش این مکانیزم درون محیط متخلخل است.

این مطالعه با هدف ارزیابی تصفیه پساب صنایع پتروشیمی حاوی ترفتالیک اسید جهت تخلیه به محیط زیست و استفاده مجدد از آن انجام شده است. در این پروژه، از فرآیند ازوناسیون جهت تخریب و معدنی سازی60mg/L  از ترفتالیکاسید در راکتور نیمه پیوسته تحت شرایط میزان متغیر از ازون و pH، استفاده شده است. فرآیند ازوناسیون در pH های 5، 7، 9 و 11 انجام شده است. میزان تخریب آلاینده بعد از گذشت 30min از ابتدای واکنش در شرایط میزان بهینه از غلظت ازون (8.6mg/L) و pH برابر با 9، حدود 99.3% به دست آمده است و در pH های 5، 7 و 11 به ترتیب حدود 79.90، 90.5 و 93% از ترفتالیک اسید تخریب شده است. نتایج نشان داد که به علت تشکیل رادیکال هیدروکسیل، راندمان حذف آلاینده در محیط قلیایی نسبت به محیط اسیدی بیشتر بوده است. با افزایش غلظت آلاینده سرعت حذف آن کاهش یافت. پس از گذشت90min از ابتدای واکنش، میزان حذف اکسیژن مورد نیاز شیمیایی (COD) در pH برابر با 9 برابر با 58.5% بوده است. به علت تولید ترکیبات حد واسط کربوکسیلیک اسیدی سرعت تخریب ترفتالیک اسید بسیار سریع تر از سرعت معدنی سازی و حذف COD بود. سرعت تخریب آلاینده از نوع شبه درجه اول بود و ثابت سرعت (k) و زمان نیمه عمر واکنش تخریب (t1/2) تعیین شد.