پژوهش نفت
سال:1401 | دوره:32 | شماره:3 |تعداد مقالات:10

یکی از چالش های حفاری انحرافی، هدایت سرمته در جهتی است که بتواند مسیر طراحی شده را با کمترین خطا دنبال کند. بهبود دنبال کردن مسیر طراحی شده، زمانی اهمیت جدی می یابد که لایه تحت حفاری نازک بوده و در صورت پایین بودن دقت حفاری، مشکلاتی برای چاه ایجاد می شود. در چنین مواردی استفاده از روش های هوشمندسازی مسیر حفاری انحرافی به ویژه تکنولوژی سیستم دوار هدایت پذیر (RSS) اجتناب ناپذیر است. در این مطالعه برای هوشمندسازی حفاری انحرافی، از مدل تحلیلی پرندر-دتورنی که حفاری انحرافی را به صورت یک سیستم تاخیردار غیرخطی دارای نامعینی مدل می کند، استفاده شده است. تاکنون برای هوشمندسازی این سیستم، اثبات پایداری مبتنی بر تابع لیاپانوف انجام نشده است. نوآوری اصلی مقاله حاضر آن است که توانسته صورت بندی جدیدی برای روابط سیستم ارائه دهد به گونه ای که امکان استفاده از تابع لیاپانوف برای اثبات پایداری سیستم حفاری انحرافی که یک سیستم تاخیردار غیرخطی است، ایجاد گردد. بدین منظور علاوه بر کاهش مرتبه سیستم، ترم های غیرخطی سیستم نیز به نامعینی تبدیل و وارد سیستم شده اند. با این دو تغییر، تابع لیاپانوف مطلوب برای کنترل مقاوم سیستم تاخیردار خطی دارای نامعینی استخراج شده و با تبدیل تابع لیاپانوف به یک نامساوی ماتریس خطی (LMI) و سپس حل آن به وسیله حل کننده موزک، سیستم حفاری انحرافی هوشمندسازی و شبیه سازی شده است. در نهایت مساله دنبال کردن نیز برای سیستم حفاری انحرافی حل شده است. در تمامی مراحل، نیروی وارده از سمت RSS در محدوده عملیاتی حفاری قرار دارد. مقایسه نتایج شبیه سازی با کارهای قبلی نشان دهنده بهبود عملکرد روش هوشمندسازی پیشنهادی است.

شبیه سازی جریان سیال و تغییر شکل‎های فاز جامد در محیط متخلخل یک گام مهم در مدیریت و توسعه تولید نفت در مخازن نفتی است. با توجه به این نکته که شبیه سازی این جریان در همه مقیاس ها هزینه محاسباتی بسیار بالایی دارد، روش چندمقیاسی چندفیزیکی ترکیبی در سال های اخیر توسعه یافته است. همچنین، نقش فاز جامد در رفتار سیال و نرخ برداشت از مخزن انکارناپذیر است. در تحقیق حاضر، روش ارتقا یافته چند مقیاسی چندفیزیکی ترکیبی ارائه شده است که قادر به تحلیل تغییر شکل های کشسان و خمیری در مخزن نفتی است. همچنین، تأثیر این روش بر نرخ تولید نفت از مخزن سنجیده شده است. ارتقا مدل پایه با استفاده از نظریه سطح تسلیم و قانون جریان ناهمراه و انتگرال گیری عددی ضمنی براساس الگوریتم نگاشت بازگشتی انجام گرفته است. برای نشان دادن بازدهی زمانی الگو مسئله جریان در یک محیط متخلخل سه فازی با دو لایه شیل موردبررسی قرارگرفت که علاوه بر اینکه نتایح تطابق قابل قبولی با الگوی ریزمقیاس داشتند، کارآیی زمانی بسیار بالایی با استفاده از الگوی حاضر به دست آمد. همچنین در مسئله ای دیگر مقایسه با نتایج آزمایشگاهی صورت گرفت که نتایج تطابق بسیار خوبی با دادههای آزمایشگاهی داشتند. در نهایت جهت بررسی عملکرد الگو جهت منظور نمودن کرنش های خمیری بر نرخ برداشت، مسئله ای با سه نوع سنگ مخزن مورد ارزیابی قرارگرفت و مشخص شد؛ هرچه میزان سختی سنگ کمتر باشد، با توجه به مستهلک شدن بخشی از انرژی تزریق میزان برداشت نفت در زمان های اولیه کاهش می یابد که با افزایش زمان و کاهش کرنش های خمیری به حد آستانه ای همگرا می گردد.

شناسایی و مکان یابی تله های چینه ای به دلیل اینکه وابسته به تغییرات رخساره ای هستند و پراکندگی آن ها از وضعیت حوضه و محیط رسوبی تبعیت می نماید، پیچیده تر از تله های ساختمانی است. با توجه به این مسئله، داده های لرزه ای سه بعدی با استفاده از نشانگرها و برش زمان، روشی مفید برای ایجاد روابط جانبی با ویژگی های زمین شناسی می باشند. هدف از این پژوهش آشکار ساختن کانال های مئاندری چینه ای با اعمال نشانگرهای مناسب برروی داده های لرزه ای سه بعدی است. به این منظور، نشانگرهای تجزیه طیفی و پوش دامنه با استفاده از مکعب سه بعدی لرزه ای میدان مورد مطالعه، استخراج شده و ویژگی های هر کدام مورد تفسیر و بررسی قرار گرفت. با مطالعه و تفسیرهای انجام شده، موقعیت هندسی کانال های مئاندری واقع در سازند شوریجه توسط نشانگرهای پوش و تجزیه طیفی تعمیم یافته به صورت بهتری آشکار گردید. نشانگر تجزیه طیفی در آشکار ساختن هندسه کانال های مئاندری موجود در مقاطع لرزه ای مؤثر بود و نشانگر پوش با نشان دادن نقاط روشن مرتبط با نفت گیرهای چینه ای، وجود کانال های مئاندری را تأیید کرد. این نتایج، توافق خوبی با نتایج حاصل از مطالعات سنگ شناسی، رخساره ای، ویژگی های مخزنی و تفاسیر پتروفیزیکی سازند شوریجه در ناحیه مورد مطالعه نشان می دهند

در پژوهش حاضر، فرآیند تخریب نوری آلاینده رنگی متیل اورانژ با استفاده از فتوکاتالیست های نانوساختار BiOI/Clinoptilolite با هدف بررسی اثرات حضور پایه زئولیت طبیعی کلینوپتیلولیت و مقدار بارگذاری نانوذرات BiOI برروی فعالیت فتوکاتالیستی مورد مطالعه قرار گرفت. به این منظور مقادیر مختلف فتوکاتالیست های BiOI تثبیت شده برروی کلینوپتیلولیت (wt. % 40، 30، 20، 10) به روش سونوشیمیایی-رسوبی سنتز شدند. در بررسی خصوصیات نانوکامپوزیت های سنتز شده از آنالیزهایی همچون XRDا، FESEM/EDXا، PL و UV-vis استفاده شد. نتایج آنالیزهای شناسایی بیانگر صحت سنتز نمونه های سنتزی بوده و نشان می دهد که حضور کلینوپتیلولیت نه تنها مورفولوژی و ساختار BiOI را تغییر نمی دهد بلکه منجر به کاهش بازترکیب جفت های الکترون-حفره و همگنی مورفولوژی می شود. همچنین با توجه به عدم مشاهده ذرات تیغه ای شکل کلینوپتیلولیت در تصاویر FESEM نمونه حاوی 30% وزنی BiOI، به نظر می رسد که نانوصفحات گل مانند BiOI تقریباً سطح ذرات کلینوپتیلولیت را پوشانده اند. بدیهی است که با افزایش بیشتر مقدار بارگذاری، سطح زئولیت به شدت پوشانده شده، تجمع ذرات فلزی افزایش یافته و در نتیجه تماس بین ذرات BiOI و کلینوپتیلولیت و همچنین راندمان جداسازی جفت های الکترون-حفره تضعیف شده که منجر به کاهش عملکرد فتوکاتالیستی می شود. با بررسی نحوه اثرگذاری پارامترهای عملیاتی، حداکثر مقدار حذف فتوکاتالیستی متیل اورانژ (100%) در شرایط بهینه زمان واکنش h 2، غلظت آلاینده ppm 5 و مقدار کاتالیست g/L 5/0 تحت تابش نور فرابنفش به دست آمد. همچنین، با بررسی مدل های مختلف سینتیکی برای کاتالیست منتخب، مطابقت مدل های سینتیکی درجه دوم، فرندلیچ اصلاح شده و انتشار سهموی با فرآیند حذف متیل اورانژ با 99/0 < R2 تایید شد. به علاوه همان طور که از نتایج آنالیز UV-vis نیز قابل انتظار بود، فتوکاتالیست بهینه B(30)/CLT کارایی مطلوبی را نیز تحت تابش نور مرئی برای تخریب آلاینده رنگی (82%) از خود نشان داد.

تولید ماسه در مخازن ماسه سنگی به دلیل آسیب ها و مشکلات اقتصادی که به همراه دارد، موضوعی اساسی در برخی میدان های نفت و گاز به شمار می رود. تولید ماسه منجر به وقوع مشکلات پرشماری از جمله فرسایش تجهیزات زیرزمینی و روزمینی، آسیب های زیست محیطی، کاهش و وقفه در تولید و گاهی از دست دادن چاه می شود. بنابراین کنترل تولید ماسه از چاه های دارای تولید ماسه بسیار مهم است. تا کنون روش های مختلفی از جمله مکانیکی و شیمیایی برای کنترل تولید ماسه ارائه و انجام شده اند که در روش های شیمیایی از طریق تزریق سیال پلیمری همچون انواع رزین، ژل پلیمرها و. . . سازند ماسه ای تحکیم می یابد. در پیشینه تحقیق، اقدام و آزمایش های انجام شده در استفاده از انواع رزین های مختلف جهت تحکیم مخازن ماسه سنگی، نتیجه های حاصل شده نشان دهنده موفقیت آمیز بودن تزریق رزین بوده است. در بیشتر موارد رزین های پایه حلال مورد استفاده قرار گرفته اند، که به دلیل برطرف کردن نگرانی های زیست محیطی، ایمنی و هزینه های اقتصادی ناشی از بهره گیری از این نوع رزین ها امروزه رزین های پایه آبی بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. هدف اصلی این مطالعه ارائه نوعی رزین پایه آبی که علاوه بر ایجاد مقاومت فشاری و کاهش اندک تراوایی، در مقایسه با رزین های پایه حلال سازگار با محیط زیست بوده و از نظر بهداشت و ایمنی موثر و کارآمد است. روش انجام آزمایش ها به این صورت است که با ترکیب نمودن مقدار درصدهای مختلف و معینی از رزین، سخت کننده مناسب آن و نمونه ماسه تولیدی، نمونه های مختلف مغزه ساخته شد. مغزه های ساخته شده جهت اندازه گیری تراوایی و مقاومت فشاری آزمایش شدند. آزمایش های انجام گرفته نشان دادند که سیال مورد استفاده توانایی مقاوم سازی ماسه را داشته و مقادیر مقاومت فشاری و تراوایی باقی مانده با تغییر مقدار ترکیب درصد رزین و سخت کننده آن نیز تغییر می کنند

صنعت نفت یکی از صنایع استراتژیک در کشورهای نفت خیز است، به همین علت تصمیم گیری درباره چگونگی بهره برداری حداکثر، با کم ترین هزینه همواره مورد علاقه سیاست گذاران در این زمینه بوده است. در سال های اخیر توجه به هوشمندسازی میادین نفتی به دلیل مزایای فراوان آن مورد توجه بسیاری از متخصصان این امر قرار گرفته است. با هوشمندسازی میادین نفتی و استفاده از سیستم های یکپارچه سازی عملیات تعداد حفاری ها و متعاقب آن هزینه حفاری کاهش یافته و از طرف دیگر با استفاده از تجهیزات هوشمند، تولید آب همراه نفت از میدان کاهش و کیفیت نفت تولیدی بهبود یافته و هزینه های تولید آب نیز کاهش می یاید. در این مقاله داده های میزان تولید و هزینه بهره برداری یک میدان نفتی در حالت مرسوم به حالت هوشمند تعمیم یافته و با استفاده از مدل سیستم دینامیک در نرم افزار ونسیم به بررسی عوامل موثر بر هوشمندی میدان نفتی و میزان کاهش تولید آب و هزینه حفاری میدان در حالت هوشمند پرداخته شد. از آن جا که کاهش تولید آب همراه نفت و حفاری بر هزینه تمام شده بهره برداری میدان تاثیر می گذارد، با کاهش کمبود تجهیزات و قدرت تامین کنندگان فعلی 143 هزار دلار در روز و با افزایش قیمت هر بشکه نفت 99 هزار دلار در روز صرفه جویی در هزینه ها می شود. از طرفی با کاهش قیمت هر بشکه نفت 86 هزار دلار در روز و با افزایش کمبود تجهیزات و قدرت تامین کنندگان فعلی 83 هزار دلار در روز افزایش هزینه ها رخ می دهد.

در این مطالعه، پایداری فوم آبی توسط نانوذرات اصلاح شده با سورفکتانت افزایش یافت. برای درک بهتر رفتار فوم تثبیت شده با مخلوط نانوذره و سورفکتانت، رفتار فوم زایی، پایداری، تغییرات ترشوندگی نانوذرات و کشش سطحی برحسب زمان مورد بررسی قرار گرفتند. نتایح زاویه تماس سیستم کلسیت/نفت خام/محلول مولد فوم نشان داد اضافه کردن سورفکتانت CTAB به نانوسیال سیلیکا منجر به تغییر ترشوندگی نانوذره می شود. در غلظت یک برابر غلظت بحرانی مایسلی از سورفکتانت، نانوذره بیشترین تغییر ترشوندگی به سمت آب گریزی را تجربه می کند و زاویه تماس آن از °20 در زمان صفر به °57 در زمان h 24 می رسد. در غلظت ذکر شده کشش سطحی به حداکثر مقدار خود می رسد. این پدیده به کاهش سورفکتانت های آزاد در اثر جذب سطحی بر نانوذره نسبت داده شد. رفتار پایداری و فوم زایی توسط روش راس-مایلز مورد بررسی قرار گرفت. فوم تثبیت شده با نانوذرات در مقادیر کم آب گریزی و در ابتدای عمر، دارای نمودار تحلیل رفتگی خطی و مشابه با فوم پایدار شده با سورفکتانت تنها بود. بنابراین پایداری ابتدای عمر فوم توسط سورفکتانت های آزاد کنترل می شود. با گذشت زمان، با برجسته شدن سازوکار های پل زنی ذرات، افزایش حداکثر فشار مویینگی انعقاد و افزایش گرانروی توده مایع، پایداری فوم توسط نانوذره کنترل می شود و به صورت معنی داری افزایش می یابد. در مقادیر بالای آب گریزی نانوذره (نزدیک به CMC 1)، علاوه بر سورفکتانت، نانوذرات نیز به عنوان فعال سطحی عمل می کنند زیرا نمودار تحلیل رفتگی خطی که در مقادیر آب گریزی کم مشاهده شده بود در این نمونه مشاهده نمی شود. بنابراین، ابتدای عمر فوم توسط هر دو نانوذره و سورفکتانت آزاد کنترل می شود. نتایج نشان داد رفتار فوم زایی محلول های مولد فوم مشابه رفتار کشش سطحی است. همچنین، تغییر ترشوندگی نانوذره که دارای زمان تعادل طولانی مدت است به عنوان سازوکار پیشنهادی برای پایداری بالای فوم تثبیت شده با نانوذره در نیمه دوم عمر آن پیشنهاد می شود.

ارزیابی پتانسیل هیدروکربن زایی سنگ منشأ به عنوان تابعی از کل محتوی کربن آلی و نوع کروژن از اهمیت بالایی در مطالعات اکتشافی نفت و گاز برخوردار است. هدف اصلی در این مطالعه، مقایسه عملکرد شبکه عصبی مصنوعی بر پایه روش آموزش پس انتشار (ANN-BP) و همچنین الگوریتم های فراابتکاری ژنتیک (ANN-GA) و ازدحام ذرات (ANN-PSO) به منظور برآورد پارامترهای ژئوشیمیایی کل کربن آلی (TOC) و پتانسیل باقی مانده هیدروکربنی (S2) از طریق نمودارهای چاه‎ پیمایی است. بدین منظور، سازند پابده (پالئوسن الیگوسن) در میدان نفتی منصوری مورد مطالعه قرار گرفت. براساس نتایج برازش خطی برروی داده های آزمون، روش ANN-PSO امکان برآورد پارامترهای TOC و S2 حاصل از آنالیز راک ایول را به ترتیب با ضریب تعیین (R2) برابر با 8548/0 و 9089/0 فراهم آورده و عملکرد بهتری نسبت به روش های ANN-BP و ANN-GA به نمایش می گذارد. همچنین، برآورد پارامتر شاخص هیدروژن (HI) بر مبنای ارتباط میان مقادیر TOC و S2 به واسطه این روش با ضریب تعیین 6882/0 از دقت قابل قبولی برخودار بوده و تفکیک انواع کروژن با دقت طبقه بندی 74% را امکان پذیر می سازد. زون بندی ژئوشیمیایی سازند پابده بر مبنای غنی شدگی آلی و نوع کروژن با توجه به نتایج حاصل از روش ANN-PSO نشان دهنده سه بخش مجزا است، به طوری که بخش میانی (واحد شیل قهوه ای) با دارا بودن مقادیر قابل توجه کل محتوی کربن آلی و شاخص هیدروژن از پتانسیل هیدروکربن زایی بیشتری برخودار بوده و در صورت رسیدن به بلوغ حرارتی مناسب می تواند نقش قابل توجهی در شارژ تله های نفتی میدان ایفاء نماید. بنابراین، تعیین دقیق اختصاصات هیدروکربن زایی سازند پابده با به کارگیری مدل پیشنهادی ANN-PSO در این مطالعه، کاهش عدم قطعیت در مدل سازی سیستم نفتی و متعاقباً افزایش قابل توجه کارایی اکتشاف در میدان نفتی منصوری را به دنبال خواهد داشت.

در این پژوهش، جریان سه فازی گاز-مایع-مایع در یک میکروکانال بررسی و نقش فاز گاز در فرآیند استخراج مایع-مایع مورد مطالعه آزمایشگاهی قرار گرفت. مواد مورد استفاده شامل محلول آبی سدیم هیدروکسید به عنوان فاز آبی، استیک اسید در نرمال هگزان به عنوان فاز آلی و نیتروژن به عنوان فاز گازی بودند. میکروکانال مورد استفاده از جنس شیشه به عرض و عمق به ترتیب µm 800 و µm 700 بوده و فرآیند استخراج در حالت دو فازی مایع-مایع و سه فازی گاز-مایع-مایع مورد ارزیابی قرار گرفت. در حالت دو فازی (بدون حضور گاز)، الگوی جریان تشکیل شده لخته ای و الگوی جریان در حالت سه فازی به صورت امولسیون دوگانه یا لخته سه فازی گاز در آلی در آبی بود. طبق نتایج حاصل مشخص شد که با افزایش نسبت دبی فاز آبی به آلی از 5/0 به 2، ضریب کلی-حجمی انتقال جرم در حدود 50% کاهش پیدا می کند. همچنین با افزایش دبی کلی مایعات از mL/s 005/0 به mL/s 020/0، ضریب کلی-حجمی انتقال جرم حدود 140% افزایش پیدا می کند. نتایج نشان داد که افزودن گاز همواره باعث بهبود انتقال جرم در میکروکانال نمی شود. به عنوان مثال در دبی ثابت دو مایع برابر با mL/s 005/0، با افزایش دبی گاز از 0 تا mL/s 1/0، ضریب انتقال جرم کاهش و سپس با افزایش دبی گاز تا mL/s 2/0، ضریب انتقال جرم افزایش می یابد.

فوم تثبیت شده با مخلوط نانوذره و سورفکتانت دارای توانایی بیشتری نسبت به سورفکتانت ها در جهت بهبود تحرک پذیری سیال تزریقی می باشد. تحرک پذیری فوم تزریقی تابعی از ویسکوزیته فوم و رفتار تراوایی نسبی فوم/نفت است که خود تابعی از ترشوندگی سنگ می باشد. مطالعات فراوانی روی بهبود تحرک پذیری از طریق افزایش ویسکوزیته ظاهری فوم انجام گرفته است. با این حال، پتانسیل محلول مولد فوم برای تغییر ترشوندگی کم تر مورد توجه قرار گرفته است. به این منظور، توانایی تغییر ترشوندگی شیشه نفت دوست توسط محلول مولد فوم از طریق آزمایش زاویه تماس از طریق دو دیدگاه نوآورانه رژیم انتشاری و همرفتی بررسی شد. در رژیم انتشاری، محلول های آب مقطر و نانوسیال (1/0 درصد وزنی از نانوذره کلسیم کربنات) قابلیت تغییر ترشوندگی شیشه را به سمت آب دوستی بیشتر نداشتند. محلول سورفکتانتی (CMC 1 از سورفکتانت SDS) تنها °5 از نفت دوستی شیشه کاهش داد. مخلوط سورفکتانت و نانوذره این تغییر ترشوندگی را به °16 رساند. در رژیم همرفتی، بر خلاف رژیم انتشاری، هم آب مقطر و هم نانوسیال دارای توانایی تغییر ترشوندگی شیشه به سمت آب دوستی بیشتر بودند. با این حال ترشوندگی تعادلی ایجاد شده برای آب مقطر (°76) آب دوست تر از نانوسیال (°76) بود. این رفتار به جذب نانوذره با بار مخالف روی سطح شیشه نسبت داده شد. محلول سورفکتانتی ترشوندگی اولیه را به °45 رساند. مخلوط سورفکتانت و نانوذره بهترین نتیجه را در این زمینه داشت و ترشوندگی اولیه را به °23 رساند. براساس آزمایش های کشش سطحی، رفتار برتر مخلوط سورفکتانت و نانوذره به جذب سطحی مولکول های سورفکتانت بر نانوذره و فعال سطحی شدن نانوذرات نسبت داده شد.