پژوهش نفت
سال:1401 | دوره:32 | شماره:2 |تعداد مقالات:10

سازند شوریجه با سن کرتاسه پیشین (نئوکومین-بارمین)، یکی از مهم ترین سنگ مخزن های آواری در شمال شرق ایران است. با تلفیق اطلاعات مغزه حفاری، بررسی پتروگرافی و به کارگیری لاگ های پتروفیزیکی و داده های حاصل از آنالیز مغزه (تخلخل و تراوایی) واحد جریان هیدرولیکی و رخساره الکتریکی در توالی رسوبی سازند شوریجه در پنج چاه میدان مشخص گردید. هدف این مطالعه، بررسی ارتباط بین واحد جریان هیدرولیکی و رخساره الکتریکی با جایگاه سکانس (سکانس ها و سیستم تراکت ها) و زون بندی توالی های رسوبی سازند شوریجه در مخزن مورد مطالعه است. براساس داده تخلخل و تراوایی حاصل از آنالیز مغزه حفاری، تعداد چهار واحد جریان با استفاده از روش شاخص زون جریان تعیین گردید. تعداد چهار رخساره الکتریکی بر مبنای لاگ های گاما، نوترون، چگالی، صوتی و تخلخل مؤثر حاصل از ارزیابی های احتمالی با استفاده از روش خوشه سازی MRGC تعیین گردید. در نهایت، واحدهای جریان هیدرولیکی و رخساره الکتریکی تعیین شده در چارچوب سکانس های رسوبی مورد استفاده قرار گرفته و توزیع آن ها در درون مخزن و میدان مشخص گردید که انطباق مشخص بین زون های مخزنی و چارچوب چینه نگاری سکانسی فراهم شود. در نهایت، پتروفاسیس های (میکروکنگلومرا، ماسه سنگ و اٌاٌیید گرینستون دولومیتی/ماسه ای/مختلط) مربوط به محیط های پرانرژی رودخانه بریده بریده و بخش پر انرژی لاگون تا سدهای جزرومدی یا شول، بهترین واحدهای مخزنی این توالی ها را در سکانس رسوبی زون D و B و بخش میانی زون ا(C2)اC تشکیل داده اند. از سوی دیگر، پتروفاسیس های (رس سنگ/ شیل، دولومادستون ماسه ای) مربوط به محیط های کم انرژی رودخانه بریده بریده (دشت سیلابی)، رودخانه مئاندری و پری تایدال (بالای جزرومد)، ضعیف ترین واحد مخزنی این توالی ها را در سکانس رسوبی زون A و E و به صورت متناوب در زون های اC و D را تشکیل داده اند. با تلفیق نتایج حاصل از تعیین واحدهای جریان هیدرولیکی و رخساره های الکتریکی در چارچوب سکانس ها و سیستم تراکت ها، ارتباط بین آنها و جایگاه سکانس ها و زون بندی مشخص شد.

رها شدن نفت به اقیانوس ها از تانکرها و کشتی ها و خطوط انتقال نفت اهمیت اکولوژی و تأثیر اجتماعی، اقتصادی روی محیط های ساحلی دارد. سالانه 48% آلودگی اقیانوس ها مربوط به سوخت و 29% مربوط به نفت خام می باشد و تصادف تانکرهای حامل، فقط 5% آلودگی های وارد شده به دریا را شامل می شود. هدف از این تحقیق، بررسی اثرات ضریب رانش باد تحت شرایط شدید جزر و مد در منطقه ساحلی غربی کره در زمینه حرکت سیلاب های نفتی ناشی از حادثه تصادف تانکر نفتی با دکل در طوفان هبی می باشد. برای تفکیک نفت از نمونه های مشابه آن، از شبکه عصبی CNN استفاده شد. حذف نویز داده های باز پراکنش شده توسط فیلتر Boxcar اصلاح شد و حرکت سیل نفت با استفاده از یک مدل شبیه سازی ساده بر اساس فرمول تجربی به عنوان عملکرد جریان سطح آب، سرعت باد و فاکتور رانش باد محاسبه شد. برای شبیه سازی، به منظور تولید میدان های جزر و مد و باد، از مدل دینامیکی سیالات محیطی (EFDC) و سیستم هواشناسی خودکار (AWS) استفاده شد. سپس نتایج شبیه سازی شده با 2 نمونه از داده های رادار روزنه مصنوعی Sentinel-1 و TerraSAR-X مقایسه شد. از مطالعه حاضر، مشخص شد که بیشترین میزان تطابق بین نتایج شبیه سازی و تصاویر ماهواره ای با مقادیر مختلف عامل رانش باد به دست می آید و این عامل به طور خطی متناسب با سرعت باد بود. بر اساس نتایج، یک فرمول تجربی اصلاح شده جدید برای پیش بینی حرکت سیل نفت در منطقه ساحلی پیشنهاد شده است.

تزریق گاز به عنوان یک ازدیاد برداشت نفت مورد استفاده می باشد. این روش اما به دلیل گرانروی پایین گاز و ناهمگونی مخازن با ضریب بازیافت پایینی همراه است. تزریق فوم به عنوان یک روش برای اصلاح تحرک پذیری گاز پیشنهاد و مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطالعه، شبیه سازی اثر ترشوندگی محیط متخلخل بر رفتار فوم بررسی شده است. بر همین اساس، یک مدل شکاف دار ساخته و ترشوندگی محیط ماتریس آن مورد تغییرات قرار گرفته است. برای افزایش دقت شبیه سازی ها، مدل فوم متفاوتی به شکاف و ماتریس اختصاص یافته است. مدل های اختصاص یافته از آزمایش هایی نزدیک به محیط متخلخل بوده، چه از نوع محیط و چه میزان تراوایی، بوده است. پارامترهای فوم در شکاف، از یک الگوریتم بهینه سازی برمبنای پارامترهای شکاف حاصل شده است. نتایج شبیه سازی ها نشان می دهد که ایجاد فوم در محیط متخلخل سبب ایجاد یک جریان گرانرو بین شکاف و ماتریس شده که در نهایت سبب می شود فوم به داخل ماتریس وارد شده و نفت بیشتر تولید شود. در قیاس با تزریق مجزای گاز و در عدم حضور نیروی ریزش ثقلی، تزریق فوم می تواند تا حدود 70% سبب افزایش تولید نفت شود. به علت گرانروی مناسب فوم در داخل شکاف، میزان تغییرات ضریب بازیافت در حضور فوم با گرانروی های مختلف کمتر از 5% بوده که نشان از عدم ضرورت ایجاد فوم با گرانروی های بالا برای افزایش ضریب بازیافت می باشد. ترشوندگی ماتریس نوع کیفیت فوم را تعیین می کند و هرچه میزان ترشوندگی از آب دوست به ترشوندگی مخلوط برود، فوم ساختاری پایه آبی پیدا می کند. حضور نیروی موئینه نیز می تواند سبب ایجاد یک جریان گرانرو موئینه شده و به راندمان اثربخشی تزریق فوم آسیب بزند.

ازیافت نفت و ثمر بخشی پروژه های ازدیاد برداشت، از جمله تزریق آب مهندسی شده، تحت تأثیر گروهی از عوامل مانند ترکیبات نفت، ترکیبات آب تزریقی، درصد تخلخل، قابلیت عبوردهی، ترکیب مینرالوژی سنگ، توزیع فضای متخلخل، اندازه منافذ و درصد اشباع آب و نفت است. نحوه عملکرد و سازوکار تزریق آب مهندسی شده به مخزن کربناته همواره با ابهامات فراوانی روبرو بوده است. در این مطالعه با بررسی یکی از عوامل مؤثر نظیر ترکیبات قطبی نفت و اثرات متقابل فیزیکی-شیمیایی آن در طول فرآیند تولید، این دسته ابهامات بیشتر مورد بررسی و تحلیل قرار گرفته است. وجود اجزای قطبی در نفت خام بر فعل و انفعالات اتفاق افتاده در سه فاز و در نتیجه تغییر ترشوندگی اثر می گذارد. در این مطالعه، آزمایش های اندازه گیری زاویه تماس، کشش بین سطحی و فرآیند آشام خود به خودی روی نمونه هایی از مغزه آهکی انجام شده است. بدین منظور مغزه ها با شرایط یکسان، در نفت های متفاوت از نظر درصد ترکیبات قطبی اشباع شده است. و در مجاورت ترکیبات مشخصی از یون های فعال در آب مهندسی شده قرار گرفته اند. در این خصوص با استفاده از نتایج گردآوری شده می توان نحوه شرکت در واکنش و میزان اثرگذاری ترکیبات قطبی نفت را تفسیر و بررسی نمود. نتایج حاصل بیانگر این است که میزان تولید نفت در اثر تزریق آب و سرعت تغییر ترشوندگی، وابسته به نوع ترکیبات قطبی نفت، اثرات متقابل آنان با آب شور و سطح سنگ و غلظت بهینه این نوع ترکیبات است. بنابراین با شناسایی دقیق عوامل مؤثر بر ثمر بخشی فرآیند تزریق آب مهندسی شده، می توان مخازن بالقوه را پیش گزینی کرد.

هدف از مطالعه حاضر، بررسی تغییرات تراوایی و نسبت مقدار تراوایی افقی به عمودی در مخازن کربناته کنگان و دالان بالایی است. تأثیر پارامترهای زمین شناسی ازجمله نوع سنگ شناسی، بافت، رخساره و تخلخل بر مقدار تراوایی افقی و عمودی و تغییرات آنها و نیز نسبت مقدار تراوایی افقی به عمودی در این سازندها در بخش مرکزی خلیج فارس بررسی شده است. برای این منظور، از روش های آماری بر روی داده های به دست آمده از مطالعه پلاگ ها و مقاطع میکروسکوپی از مغزه های یک چاه به ضخامت m 402 استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که مقدار میانگین تراوایی افقی در دو نوع سنگ شناسی دولومیت و آهک، در نوع بافت کربنات بلوری و در گروه‏رخساره مادستون و کربنات بلوری به مقدار میانگین تراوایی عمودی نزدیک است. با افزایش تخلخل بدون در نظر گرفتن دیگر شاخص های زمین شناسی، تراوایی‏ها افزایش و نسبت تراوایی افقی به عمودی کاهش می یابد. همچنین، دو عامل ناهمگنی و افزایش میزان دانه (از بافت مادستون به گرینستون) نسبت به خمیره و سیمان در تغییرات و نسبت مقدار تراوایی افقی به عمودی مؤثر است و حضور دانه‏ها سبب افزایش ناهمگنی می‏شود. در محیط‏های رسوبی پرانرژی و در رخساره‏های دانه پشتیبان تراوایی افقی بیشتر از تراوایی عمودی خواهد بود. همچنین، مشاهده شد که دولومیتی شدن نسبت تراوایی افقی به عمودی را به سبب افزایش ناهمگنی کانی شناسی افزایش می دهد، اما در مقادیر بسیار بالای این کانی (بیش از 90%) به‏دلیل همگن شدن بافت سنگ، نسبت تراوایی افقی به عمودی کاهش می یابد. بنابراین، نسبت تراوایی افقی به عمودی به میزان ناهمگنی، میزان دانه، سنگ شناسی بستگی دارد و افزایش تخلخل و تراوایی، همگن بودن نمونه هم از نگاه نوع کانی تشکیل دهنده سنگ و هم از نگاه بافت، سبب نزدیک شدن میزان تراوایی افقی و عمودی است.

اریفیس ها تجهیزاتی ساده بدون قطعات متحرک و الکترونیکی هستند که در صنایع غنی سازی می توان از آنها استفاده کرد که می توان اختلاف فشار بیشتری نسبت به شیرهای کنترل بر روی آن اعمال نمود و بسیار ارزان قیمت می باشند. هدف این تحقیق بررسی عبور جریان انواع گازهای مختلف از میان اریفیس ها و تعیین شرایط عملیاتی مناسب برای کاربرد کنترلی داخل خطوط ورودی و خروجی ستون نفوذ حرارتی می باشد. جهت پیش بینی رفتار گاز داخل اوریفیس از دینامیک سیالات محاسباتی و با استفاده از نرم افزار COMSOL استفاده شد. مدل سه بعدی اوریفیس به همراه جریان گاز تراکم پذیر جهت شبیه سازی مورد نظر به کار گرفته شد. جهت اعتبارسنجی مدل از معادلات موجود در این زمینه، سینقال و همکاران و هانلن و همکاران که بسیار پرکاربرد و معتبر بودند استفاده شد. نتایج در دو بخش جریان صوتی و جریان مادن صوت ارائه گردید. در جریان صوتی نشان داده شده است که در گلویی دما و سرعت به شدت بالا و فشار افت پیدا می کند. در جریان مادون صوت نیز نشان داده شد که در گلویی سرعت بالا می رود و متناسب با آن فشار افت می کند. نتایج دوبخش صوتی و مادون نشان دادند که مدل سه بعدی در نظر گرفته شده دارای دقت بالایی بوده و به خوبی رفتار واقعی اریفیس را پیش بینی می کند.

تزریق آب کم شور به عنوان یکی از روش های ازدیاد برداشت نفت به دلیل ارزانی و محدودیت های کم عمیلاتی مورد توجه شایانی قرار گرفته است. دست کاری ترکیب و غلظت یون های نمک در آب تزریقی می تواند بر بازیافت حاصل از فرآیند آشام خودبه خودی در مخازن شکاف دار و جابه جایی اجباری نفت تأثیر به سزایی داشته باشد. از این رو، تحقیقات آزمایشگاهی و میدانی فراوانی برای درک سازوکارها و عوامل مؤثر بر تزریق آب کم شور و هوشمند صورت پذیرفته است. علی رغم این تحقیقات، برخی از سازوکارهای فعال و فاکتورهای تعیین کننده در مخازن کربناته از جمله میزان اشباع اولیه آب در هاله ای از ابهام و به صورت کامل شناخته نشده است. بر همین اساس، در مطالعه پیش رو به ارزیابی اثر اشباع آب اولیه در مقادیر بالا و کم در آشام خودبه خودی توسط آب کم شور و آب هوشمند حاوی یون های دوگانه فعال سولفات و منیزیم در مغزه های کربناته پرداخته شده است. در ادامه، با تزریق آب های مورد نظر به درون سنگ در طی عمیلات سیلاب زنی تأثیر دماهای مختلف از جمله دمای معادل و دمای کمتر مخزن بررسی می گردد. در بخش آخر با کمک اندازه گیری نمودار های تروایی نسبی و فشار مویینگی، سازوکار فعال در آزمایشات مورد توجه قرار می گیرد. نتایج حاکی از آن بود که افزایش اشباع آب اولیه در سنگ های کربناته موجب ازدیاد برداشت نفت در طی آشام خودبه خودی آب کم شور و آب هوشمند در دمای محیط می شود. همچنین، مشاهده شد که افزایش دمای سیستم باعث افزایش میزان تولید نفت در طی تزریق ثانویه توسط آب کم شور می گردد. کاهش نفت باقی مانده در نمودار های تراوایی نسبی و فشار موئینگی در اثر وجود یون های سولفات و منیزیم تأییدی بر تغییر تر شوندگی سیستم بود.

بخش قابل توجهی از منابع هیدروکربوری ایران در مخازن شکاف دار واقع شده اند. وجود دو سیستم مختلف شکاف و ماتریس، باعث به وجود آمدن دو مدل برای ذخیره و عبور سیال می شود. ارزیابی واکنش بین سنگ و سیال و شناسایی میکرو فرآیند ها در مقیاس حفره، در شناخت بهتر فرآیند های تولید در این مخازن مؤثر است. مدل سازی شبکه حفره ای، امکان شبیه سازی محدوده وسیعی از شرایط مختلف، رژیم های جریانی متفاوت و شناسایی میکرو فرآیند ها در مقیاس حفره را فراهم می کند. از آنجا که در تزریق گاز غیرتعادلی در مخازن شکاف دار، تلفیقی از ریزش ثقلی و نفوذ مولکولی به فرآیند تولید کمک می کنند و تاکنون مطالعه ای در مقیاس حفره، که در برگیرنده اثر توأمان هر دو فرآیند باشد، انجام نشده است، این مطالعه به بررسی این موضوع پرداخته است. در این تحقیق با توسعه یک مدل شبکه حفره ای که بر مبنای قیاس بین فرآیند خشک شدن هم دمای محیط متخلخل و فرآیند نفوذ مولکولی ساخته شده بود، با اضافه کردن اثر نیروی ثقل در یک مدل تک بلوکی و با حساسیت سنجی برروی پارامترهای مختلف محیط متخلخل و سیالات موجود در فرآیند نظیر نوع سیالات، فشارهای مختلف و ابعاد گلوگاه ها، فرآیند های ریزش ثقلی و نفوذ مولکولی مورد ارزیابی قرار گرفتند. براساس نتایج به دست آمده، در فشار kPa 3/101، زمان تخلیه فاز مایع در سیستم های هپتان-نیتروژن و هپتان-دی اکسید کربن به ترتیب حدود 18 و 170% از سیستم هپتان-متان بیشتر است. این روند در فشار بالا نیز صادق است. با تغییر فاز مایع از هپتان به اکتان و دکان، زمان تخلیه فاز مایع به ترتیب 6/3 و 19 برابر دیرتر اتفاق می افتد. همچنین، نتایج نشان داد که اثر افزایش طول گلوگاه به اندازه افزایش شعاع گلوگاه، زمان تخلیه فاز مایع را طولانی تر نمی کند.

به دلیل تقاضای زیاد در صنایع پتروشیمی، در سال های اخیر، هیدروژن زدایی کاتالیستی از پارافین ها مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. مدل سازی و شبیه سازی راکتورهای جریان شعاعی هیدروژن زدایی پروپان در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفته است. این فرآیند در 4 راکتور آدیاباتیک جریان شعاعی با بستر متحرک انجام می گیرد و از گرم کن های میانی، جهت تأمین گرمای واکنش، و یک مبدل حرارتی خوراک استفاده می شود. معادلات جرم و انرژی به همراه معادلات سینتیکی واکنش ها همزمان حل شد و نتایج حاصل از شبیه سازی راکتورها در نرم افزار Polymath. v6 با میانگین خطای نسبی 2/7% تطابق خوبی با داده های صنعتی دارد. همچنین میزان انتخاب پذیری پروپیلن نسبت به پروپان در راکتور چهارم 53% بدست آمد. با مدل سازی و شبیه سازی راکتورها مشخص شد که به دلیل ایجاد کک روی کاتالیست ها و افت فعالیت کاتالیست ها در هر راکتور، به تدریج میزان تبدیل و افت دما در هر راکتور کاهش یافته و میزان تبدیل پروپان در راکتور اول61%، در راکتور دوم 15%، در راکتور سوم 11% و در راکتور چهارم 5% کاهش می یابد.

تولید نفت از مخازن نفت امولسیونی همواره با مشکلاتی همراه بوده است. از جمله این مشکلات می توان به افزایش گرانروی نفت و بسته شدن گلوگاه ها و متعاقب آن، افزایش افت فشار و کاهش نرخ تولید اشاره کرد. بررسی رفتار حرکتی این نوع نفت در محیط متخلخل که نمونه ای از سنگ مخزن است، می تواند به شناخت بیشتر موضوع و پارامترهای مؤثر بر آن کمک نماید. شوری و ترکیب یونی از جمله عوامل مؤثر بر رفتار امولسیون آب در نفت در محیط متخلخل می باشند که کم تر مورد بررسی قرار گرفته اند. بدین منظور، اثر شوری آب های مختلف برروی رفتار اختلاف فشار دو سر مغزه در حین سیلاب زنی بررسی شده است. آزمایش های سیلاب زنی در دمای C° 60، فشار اتمسفر و در بسته شنی صورت گرفت. بدین صورت که شورآب هایی شامل آب کم شور، آب دریای خلیج فارس و آب سازند پارس جنوبی به محفظه ماسه ای اشباع از امولسیون تزریق و رفتار فشاری و بازیافت نهایی نفت آن ثبت شد. نتایج گویای آن است که آب خلیج فارس نوسان فشاری بیشتری نشان داده و موجب بسته شدن مسیرهای بیشتری به نسبت دو آب نمک دیگر می شود. نتایج میکروسکوپی نشان می دهد که این پدیده می تواند به علت به دام افتادن قطرات آب پخش شده در امولسیون در گلوگاه ها حین تزریق و مهتر از آن، تشکیل امولسیون درجای ثانویه در محیط باشد که موجب بسته شدن بخش هایی از محیط متخلخل می شود. این پدیده در تزریق آب خلیج فارس، به دلیل تشکیل امولسیون با قطرات درشت تر با افزایش فشار و کاهش بازدهی نهایی نفت، بیشتر خود را نشان می دهد.