پژوهش نفت
سال:1389 | دوره:20 | شماره:63 |تعداد مقالات:8

صنایع نفت و گاز به دلیل پدیده خوردگی در سیستم های مکانیکی خود، متحمل هزینه های زیادی می شوند. یافتن روش هایی برای تعیین زمان خوردگی، می تواند در سه بعد اقتصادی، ایمنی و کاهش ضایعات تاثیرگذار باشد. در این تحقیق روش آزمون جریان گردابی گذرا به عنوان یک روش آزمایش غیر مخرب خوردگی لوله های گاز غیر مدفون پیشنهاد شده و قابلیت های این روش در تعیین و تشخیص خوردگی در لوله های گاز، بدون نیاز به جدا کردن عایق از روی لوله نشان داده شده است. لذا با توجه به اصول اولیه آزمون جریان گردابی گذرا، آزمایش جریان گردابی گذرا بر روی لوله به همراه مکانیزم تست، توسط نرم افزار Maxwell شبیه سازی شد. نتایج آزمایش تعیین خوردگی بر روی لوله گاز عایق دار حاکی از قابلیت آزمون جریان گردابی گذرا در تشخیص خوردگی لوله های گاز می باشد. در صورت به کاربردن پروب هایی با توانایی دریافت ولتاژ بیشتر، میزان خطا تا حدود 3 الی 4 درصد کاهش می یابد.

لایه های شیلی که در 75 درصد مقاطع حفاری شده یافت می شوند، سبب بروز 90 درصد از مشکلات مربوط به ناپایداری چاه می باشند. درهنگام حفاری در سازندهای شیلی با استفاده از روش های عددی، تحلیلی و در نظر گرفتن پارامترهای صحیح و منطقی می توان به کاهش هزینه های ناشی از ناپایداری دیواره چاه پرداخت و با درک صحیح به وضعیت پایداری کمک کرد. این تحقیق نیز پیرامون تاثیر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی شیل بر پایداری و نگهداری دیواره چاه های نفت در یکی از میادین نفتی ایران است. در این پژوهش با استفاده از دو روش عددی (نرم افزارFESTO3 ) و روش تحلیلی در یک مقطع از چاه که در آن ناپایداری شیل مشاهده شده، تحلیل پایداری انجام گرفت و با روش تحلیلی برای حالات مختلف تنش های برجا، پنجره وزن گل ارایه شد. همچنین توسط روش عددی، یکی از این وضعیت ها که مطابق با وضعیت چاه موردنظر است مورد بررسی قرار گرفت و وزن گل بهینه برای آن عمق پیشنهاد شد و سپس نتایج به دست آمده از دو روش تحلیلی و عددی مقایسه شد. نتایج نشان می دهد که آگاهی از وضعیت و مقدار تنش های برجا، تاثیر زیادی بر روی تحلیل ها دارد.

فشار بالای تشکیل هیدرات های گازی مهمترین عامل منفی در تولید انبوه هیدرات برای ذخیره سازی و انتقال گاز می باشد. در این مقاله جهت تشکیل هیدرات در فشار پایین تر، اثر دو ماده، تتراهیدروفوران و تتراهیدروپیران در غلظت های متفاوت بر نمودار تعادلی تشکیل هیدرات متان بررسی شد. چهار محلول آبی با غلظت های 1، 2.5 و 6 درصد مولی از تتراهیدروفوران و 6 درصد مولی از تتراهیدروپیران تهیه و نمودار تعادلی تشکیل هیدرات متان در آن رسم شد. نتایج مشخص نمود که با استفاده از این مواد، هیدرات متان در شرایط بسیار مناسب تری از دما و فشار تشکیل می شود. در حالیکه فشار تعادلی تشکیل هیدرات متان در دمای 293 درجه کلوین حدود 34 MPa است، با افزودن ماده تتراهیدروفوران با غلظت 2.5 درصد مولی این فشار به حدود 2.49 MPa کاهش یافت که 92.6 درصد کاهش را نشان می دهد. همچنین در فشار 5 MPa دمای تعادلی هیدرات متان حدود 278 درجه کلوین است در حالی که در همین فشار دمای تعادل فازی محلول 6 درصد مولی تتراهیدروفوران حدود 306 درجه کلوین بود.

در این تحقیق با استفاده از نتایج شناسایی انجام شده بر روی سازندهای شیلی میادین ایران و بررسی تاریخچه حفاری در این سازندها، یک سیال حفاری پایه آبی و دوستدار محیط زیست برای جایگزینی با سیالات حفاری پایه روغنی طراحی و ساخته شده است. این سیال دارای خواص مطلوبی برای حفاری در این لایه ها می باشد. در ساخت این سیال از افزایه های جدیدی شامل عوامل بازدارنده، نسل جدید پلیمرها و جامدات سایزبندی شده استفاده شده است. از اهم ویژگی های این سیال کنترل نفوذ صاف آب و فشار گل به درون سازند، کاهش فعالیت رس ها از طریق تغییر ماهیت آنها، پایدارسازی کنده های حفاری، کاهش آسیب وارده به سازند، پایداری در مقابل درجه حرارت های بالا و تغییر اسیدیته و توانایی سازگاری با انواع آلاینده هایی که در خلال عملیات حفاری وارد گل می شوند را می توان نام برد. خاصیت روان سازی و بازیافت کنده های شیلی در سیال ساخته شده در مقایسه با سایر سیالات مشابه بهتر می باشد. جایگزینی این سیال با سیالات حفاری پایه روغنی مورد استفاده در صنعت حفاری علاوه بر کاهش هزینه ها، می تواند در حفاظت از محیط زیست و کاهش آسیب های وارده بر افراد در تماس با سیال حفاری مناسب باشد.

در اثر ضربات مته حفاری، خصوصیات سنگ (خصوصا مکانیک سنگی) تغییر می کند. این تغییرات در سنگ مخزن سبب افت فشار مخزن در اطراف چاه در حین بهره برداری می شود. پس از عملیات تکمیل چاه برای تخمین ضریب پوسته دارسی از اطلاعات چاه، آزمایش های متفاوتی انجام می گیرد. برای طراحی و در نظر گرفتن عملیات ترمیمی و پیشگیری، شناخت منبع اصلی ضریب پوسته ضروری است. تعیین ضریب پوسته مربوط به عملیات حفاری و ضربات ناشی از سرمته در اطراف چاه از اهمیت فراوانی برخوردار است. هدف از تعیین اثرگذاری مته بر روی افت فشار اطراف چاه، کنترل اثر ضربه های مته برای پیشگیری از صدمات وارد بر چاه می باشد. برای محاسبه ضریب پوسته در اطراف چاه به علت صدمات وارد بر سازند، مطالعات مخزنی زیادی انجام گرفته است. در این تحقیق با توجه به تاثیرات حفاری سعی بر تعیین اثرگذاری این پارامترها بر ضریب پوسته اطراف چاه با دید مکانیک سنگی است. نتایج نشان می دهند، قابلیت کنترل و کاهش ضریب پوسته حاصل در اطراف چاه با انتخاب مناسب نوع حفاری و سرمته مورد استفاده، ارتباط دارد. این بررسی همچنین ارتباط بین بخش های مختلف عملیاتی صنعت نفت برای پیشگیری از صدمات وارد بر چاه را تایید می کند به طوری که با مطالعه و بررسی سازند قبل از شروع عملیات حفاری برای کاهش صدمات وارد بر چاه می توان به طراحی بهینه اقدام کرد که این صدمات افت فشار قابل توجه و در بعضی موارد عدم بهره برداری از مخزن را در پی داشته اند.

آمین (DEA)، مونواتانول آمین (MEA) و دی ایزو پروپانول آمین (DIPA) در دماهای 40، 55 و 70 درجه سانتیگراد و فشارهای جزیی H2S از 20 تا حدود 5000 KPa، انجام شد و داده های حلالیت برای این آلکانول آمین ها به دست آمد. این داده ها با استفاده از یک اتوکلاو به حجم 250 میلی لیتر مجهز به فشارسنج با دقت 0.7 KPa و کنترل کننده دما با دقت 1oC و همزن مغناطیسی انجام گرفت. ترکیب فاز مایع با استفاده از دستگاه گاز کروماتوگراف و آشکارساز یونش شعله ای آنالیز شد. داده های حلالیت با استفاده از مدل کنت-ایزنبرگ توسعه یافته مقایسه شد و ثوابت تعادل مرحله پروتونه شدن هر آلکانول آمین بر حسب درجه حرارت، فشار جزیی گاز سولفید هیدروژن و غلظت آمین به دست آمد. در تمام موارد مشخص شد که مدل کنت-ایزنبرگ توسعه یافته، قادر به پیش گویی صحیح ثابت تعادل مرحله پروتونه شدن هر آلکانول آمین می باشد. متوسط خطای مطلق برای چهار آمین مورد بحث MDEA، MEA، DIPA و DEA به ترتیب مقادیر 2.48،1.27 ، 1.75 و 1.92 بود.

پساب های نفتی و امولسیون های نفت-آب، دو نمونه از اصلی ترین آلوده کننده های محیط زیست محسوب می شوند. اگر چه مقدار آنها از نظر حجم کم می باشد ولی میزان آلودگی بالایی دارند. لذا در این تحقیق نتایج حاصل از بررسی های تجربی تصفیه پساب نفتی و روغنی پالایشگاه به روش اولترافیلتراسیون ارایه شده است. برای انجام آزمایشات از غشاهای پلی سولفون 30 KDa (PS) به عنوان غشا اولترافیلتراسیون و نمونه هایی از پساب خروجی از واحد API پالایشگاه تهران به عنوان خوراک استفاده شده است. تاثیر شرایط عملیاتی از جمله اختلاف فشار اعمال شده در دو طرف غشا، سرعت جریان عرضی متقاطع و دمای خوراک بر روی فلاکس عبوری از غشا، مقاومت ناشی از گرفتگی و پس دهی COD مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل نشان می دهد که با افرایش دما و سرعت جریان عرضی، فلاکس زیاد و مقاومت ناشی از گرفتگی کم می شود ولی با افزایش فشار، فلاکس و مقاومت ناشی از گرفتگی زیاد می گردد. مکانیزم گرفتگی مدل های فیلتراسیون Hermia با داده های تجربی مورد بررسی قرار گرفته است بر طبق نتایج، مکانیزم گرفتگی مدل تشکیل کیک می باشد. آنالیز پساب تصفیه شده، کاهش مواد نفتی و گریس(oil&grease) ، TOC، COD، BOD5، TDS، TSS و کدورت را به ترتیب به میزان %97.2، %75.4، %63.3، %42.3، %23.1،%100 و%97.9 را نشان می دهد. مقایسه نتایج به دست آمده نشان دهنده برتری روش اولترافیلتراسیون نسبت به بیولوژیکی می باشد. نتایج بیانگر این است که تصفیه پساب خروجی از پالایشگاه با فرایند اولترافیلتراسیون امکان پذیر بوده و پساب تصفیه شده مطابق با استانداردهای تخلیه به محیط زیست می باشد.

آلودگی نفتی در محیط های دریایی یک مساله جهانی است. سالانه مقادیر زیادی نفت وارد محیط های دریایی می شود. خلیج فارس به دلیل موقعیت استراتژیک خود محل عبور بیش از 60% نفت خام مورد نیاز جهان است که لقب آلوده ترین دریای جهان را به خود اختصاص داده است. برای جداسازی باکتری های تجزیه کننده نفت خام از شن های ساحلی و آب آلوده به نفت در خلیج فارس نمونه برداری انجام شد. سپس باکتری های تجزیه کننده نفت خام با کشت در محیط اختصاصی مورد غربالگری قرار گرفتند. سویه هایی که رشد و حذف نفت بالاتری داشتند انتخاب و با روش های بیوشیمیایی و مولکولی شناسایی شدند. این سویه ها که به جنس های Acinetobacter وPesudomonas  تعلق داشتند، برای ادامه تحقیق مورد استفاده قرار گرفتند. برای طراحی تاگوچی، 6 عامل (دما، منبع نیتروژن، سورفکتانت، غلظت نفت، منبع کربن اضافی و باکتری تجزیه کننده) در نظر گرفته شد که 5 عامل آن دارای 3 سطح و عامل دما دارای 2 سطح بود که برای آن آزمایش L18 طراحی شد. نتایج به دست آمده از آزمایش های تاگوچی نشان داد که دما تاثیری در تجزیه ندارد و تجزیه زیستی می تواند در دامنه دمایی30-37oC  صورت پذیرد. منبع نیتروژنی (NH4)2SO4 بهترین منبع نیتروژنی می باشد. تجزیه در حضور سورفکتانت نسبت به عدم حضور آن با سرعت بیشتری صورت می گیرد و از دو سورفکتانت به کار رفته، tween 80 موجب اثر بیشتری در تجزیه می شود. با افزایش غلظت نفت از 1 به 4% تجزیه به طور قابل توجهی کاهش می یابد. با حضور منبع کربن دیگری همراه با نفت تجزیه سرعت بیشتری می یابد. کشت مخلوط هر دو سویه AS و BS و سویه A. calcoaceticus BS، اثر یکسانی در تجزیه نفت دارند و هر دو سطح به مراتب بالاتر از P. aeruginosa AS می باشند. مجموع توزیع از کلیه عوامل برابر با %95.3 می باشد که %4.7 باقیمانده را می توان به خطای آزمایش ها نسبت داد. در نهایت کارایی طراحی تاگوچی انجام شده برابر 77% می باشد. با به کارگیری سویه های به دست آمده در این تحقیق و همچنین نتایج حاصل از شرایط بهینه در آزمایش های تاگوچی و امکان سنجی کارایی این سویه ها در آب شور، می توان در سطح میدانی، آلودگی های نفتی ایجاد شده در خلیج فارس را به نحو مطلوبی برطرف کرد.