پژوهش نفت
سال:1401 | دوره:32 | شماره:4 |تعداد مقالات:10

زمان برون زد سیال تزریقی در فرآیند تزریق آب یک معیار عملکرد مخزن است که تحت تاثیر موقعیت و عملیات چاه است. پیش بینی این زمان برون زد برای طراحی فرآیند و الگوهای تزریق در توسعه مخزن مفید است. روش متعارف برای این کار شبیه سازی مخزن بوده که که وقتی توزیع زمان برونزد مورد نظر باشد این کار بسیار زمان بر است. یک روش جایگزین در تعیین سریع زمان برون زد استفاده از رویکرد تئوری پرکولاسیون است. در این روش با استفاده از برخی خصوصیات مخزنی موجود مانند نسبت خالص به ناخالص، و ابعاد مخزن، امکان پیش بینی سریع نمودار توزیع زمان برون زد وجود دارد. به هرحال، برخی فرضیات لحاظ شده در توسعه اولیه رابطه مقیاس بندی توزیع زمان برون زد مانند فرض برابری گرانروی دو سیال تزریقی و تولیدی کاربردهای میدانی آنرا محدود نموده است. به منظور بسط کاربرد روابط مقیاس بندی زمان برونزد لازم است اثرات گرانروی متفاوت دو سیال بر روابط مقیاس بندی زمان برون زد دیده شود. به طور خاص از یک رویکرد بدون بعدسازی زمان برون زد بر مبنای زمان مشخصه بی بعد استفاده می شود. با اجرای شبیه سازی های مختلف جریان در مخزن تأثیر تغییرات گرانروی فازها بر زمان برون زد بررسی گردید. نتایج این مطالعه نشان می دهد زمان مشخصه مناسب در رابطه مقیاس بندی زمان برونزد وابستگی به درجه اشغال شدگی و نسبت گرانروی دو فاز به فرم یک رابطه توانی با توان 3/1 دارد. لذا با تعمیم رابطه توزیع زمان برون زد با در نظر گرفتن این وابستگی توانی پیش بینی زمان برون زد سیال تزریقی در چاه تولیدی مخزن با دقت قابل قبولی امکان پذیر است. در انتها با پیاده سازی این رویکرد در یک مخزن واقعی و مقایسه نتایج زمان برون زد با نتایج شبیه سازی های تجاری به اعتبارسنجی رابطه تعمیم داده شده برای زمان برون زد تعمیم داده شده پرداخته شد.

استفاده از نانو ذرات به همراه سورفکتانت برای تولید و پایدار کردن فوم می تواند باعث رفع محدودیت های استفاده از سورفکتانت شود و پایداری فوم را به میزان قابل توجهی افزایش دهد. هدف اصلی مطالعه حاضر بررسی و پیدا کردن نحوه چینش نانوذرات و مولکول های سورفکتانت در سطح تماس و تأثیر جریان مارانگونی در پایداری فوم در حضور نانوذرات است. در این مطالعه، آزمایشات برای دو سیستم فوم مختلف: (1) نانوذرات آنیونی-سورفکتانت کاتیونی (CTAB) و (2) نانوذرات آنیونی-سورفکتانت آنیونی (SDS) انجام شدند. برای تعیین چینش مولکول های سورفکتانت و نانوذرات در سطح تماس و فیلم مایع و تعیین اثر مارانگونی نتایج این آزمایش ها با آزمایش های پایه متناظر در غیاب نانوذرات مقایسه شدند. مشاهدات نشان می دهند اگرچه حضور نانوذرات باعث افزایش پایداری فوم در هر دو سیستم می شود، اما مکانیسم های موثر در پایداری سیستم ها متفاوت هستند. براساس مشاهدات، حضور نانوذرات در سیستم فوم SDS (همبار) باعث افزایش فوم زایی و پایداری فوم می شود، اما در سیستم فوم CTAB (ناهمبار) علی رغم کاهش فوم زایی، پایداری فوم افزایش می یابد. بنابر مشاهدات ذکر شده در سیستم همبار مؤثرترین عامل در پایداری فوم، نیروهای دافعه هستند که مولکول های سورفکتانت بیشتری را به سطح تماس ارسال می کنند. تحلیل نتایج کشش سطحی نشان داد در این سیستم جریان مارانگونی با اثر منفی تخلیه مایع در اثر گرانش مقابله می کند و باعث پایداری فوم می شود. از سوی دیگر در سیستم ناهمبار حضور نانوذرات در سطح تماس با کاهش نفوذمولکولی و افزایش انرژی جدا کردن ذرات باعث افزایش پایداری فوم می شود. حضور نانوذرات در سطح تماس آن را به یک سطح جامد مانند تبدیل می کند و به علت الاستیسته بالای سطح جریان مارانگونی اتفاق نمی افتد.

غیرفعال شدن کاتالیست های Ni/Al2O3 در فرآیند ریفرمینگ خشک متان همواره یکی ازمشکلات این فرآیند می باشدکه بسیار مورد توجه محققان بوده است. استفاده از کبالت به عنوان تقویت کننده های فاز فعال و اکسید منیزیم جهت بهبود پایداری کاتالیست در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین برای توزیع بهتر کاتالیست و انتقال حرارت بهتر از راکتور میکرو کانالی استفاده شد. بنابراین کاتالیست های Ni-Co/Al2O3-MgO تهیه و عملکرد آنها در راکتور میکروکانالی در دمای 500 تا C° 800 و فشار atm 1 با نسبت مولی خوراک CH4/CO2=1 و سرعت فضایی L/g. h 24 بررسی گردید. در این پژوهش، تأثیر افزودن بهبود دهنده ها برکارآیی کاتالیست های سنتز شده بررسی گردید و نسبت بهینه Ni/Co برابر 5 در ساختار کاتالیست استفاده شده در میکروراکتور بدست آمد. مشخصات نمونه های سنتز شده توسط آنالیزهای XRD، BET و FESEM بررسی گردید. استفاده همزمان از کبالت و اکسید منیزیم باعث بیشتر شدن فعالیت کاتالیست و پایدارتر شدن آن در طی h 18 آزمایش می گردد.

میدان گازی خانگیران با یک ساختار شمال غربی جنوب شرقی در بخش شمال شرقی استان خراسان رضوی واقع شده است. هدف از این مطالعه بررسی رخساره ها، محیط رسوبی و فرآیندهای دیاژنتیکی است که بر کیفیت مخزنی سازند شوریجه در چاه های مورد مطالعه موثر بوده اند. بررسی پتروگرافی 480 عدد مقطع نازک سازند شوریجه در چاه های مورد مطالعه منجر به شناسایی 9 رخساره رسوبی شامل کنگلومرای ماسه ای، کوارتز آرنایت، ساب لیتارنایت، ساب آرکوز، کوارتز وک، رس سنگ/ شیل، انیدریت نودولار، دولومادستون ماسه ای و دولوگرینستون ماسه ای متعلق به پهنه های جزر و مدی، رودخانه ای، دشت سیلابی و رسوبی مئاندری شده است. مطالعات پتروگرافی مقاطع نازک میکروسکوپی نشان می دهد که فرآیندهای دیاژنزی در سه محیط دریایی، جوی و تدفینی، سازند شوریجه را تحت تأثیر قرار داده اند. از فرآیندهای دیاژنتیکی اثر گذار در رخساره های سازند شوریجه می توان به سیمانی شدن، آشفتگی زیستی، دولومیتی شدن اولیه، انیدریتی شدن، تخلخل، شکستگی، تراکم و انحلال اشاره کرد. در نهایت با استفاده از نمودار تصویرگر، نمودار پتروفیزیکی و تلفیق نتایج حاصل از مطالعات مقاطع نازک در چاه کلیدی چاه های مورد مطالعه میدان خانگیران مشخص گردید که در اکثر موارد انطباق خوبی بین نتایج حاصل از نمودار تصویرگر، مقاطع نازک و نمودار پتروفیزیکی وجود دارد.

بررسی ویژگی های رسوبی سازندهای کربناته به عنوان یکی از مخازن عمده ذخیره سازی هیدروکربن، اهمیت بالایی دارد. به منظور تجزیه و تحلیل رخساره ای، محیط رسوبی، و تغییرات دیاژنزی سازند ایلام (گروه بنگستان) در میدان گچساران از داده های مقاطع نازک، و نمودارهای چاه پیمایی (لاگ) استفاده شده است. مطالعات پتروگرافی نشان داد این سازند منحصراٌ در بخش غربی گسترش داشته، و با یک منطقه زیستی حاوی رخساره نریتیک ناحیه کم عمق دریا، مشخص می گردد. رخساره های رسوبی این سازند عمدتاً آهکی که گاهی (بسته به عمق حوضه رسوبی) به آهک شیلی تغییر می نماید. در چاه های بخش شرقی میدان گچساران، نبود عظیمی از رسوبات کنیاسین و تورونین مشاهده شد که علت آن تاثیر فاز فرسایشی بعد از سنومانین– تورونین و ایجاد ارتفاعات قدیمی به موازات گسل خارک-میش است. رخساره های تعیین شده برروی یک پلاتفرم کربناته (شلف)، در سه محیط لاگون، پشته (شول) و لاگون دریای باز نهشته شده اند. رخساره های سازند ایلام محیط های مختلف دیاژنزی دریایی، متئوریک، دفنی و نیز بالا آمدگی را تجربه نموده اند. این رسوبات در معرض فرآیندهای میکریتی شدن، فشردگی، سیمانی شدن، نئومورفیسم، انحلال، شکستگی و جانشینی (دولومیتی شدن، هماتیتی شدن و پیریتی شدن) قرار گرفته اند. مهم ترین انواع تخلخل شامل حفره ای مرتبط، شکستگی و کانالی هستند، که نقش زیادی در تغییرات کیفیت مخزن داشته اند. بررسی مقادیر پارامترهای پتروفیزیکی نشان داد که میانگین تخلخل، اشباع آب و نسبت ضخامت مفید به کل متغییر بوده ولی به طور کلی به ترتیب 3/2%، 88% و 016/0 است. با توجه به پایین بودن میزان تخلخل، نقش شکستگی، و سایر فرآیندهای دیاژنزی در کیفیت مخزن قابل توجه است. فعالیت بلندی قدیمی در بخش شرقی نه تنها در توزیع رخساره ای محسوس است بلکه نقش عمده ای در تحولات بعدی سازند ایلام دارد. بنابراین کیفیت مخزنی سازند ایلام تابع عوامل متعدد رسوبی، دیاژنژی، و فعالیت تکتونیکی بوده، و لذا در بخش های مختلف متغییر خواهد بود.

در این تحقیق ابتدا نانوذرات مس اکسید تک ظرفیتی به روش الکتروشیمیایی سنتز شدند و از نانوذرات سنتز شده برای اصلاح و ساخت غشاهای نانوفیلتراسیون بر پایه پلی اترسولفون استفاده شد. غلظت های مختلفی از نانوذرات مس اکسید تک ظرفیتی به عنوان افزودنی در پلی اترسولفون به عنوان ماتریس غشایی جهت تهیه غشاهای نانوفیلتراسیون PES/Cu2O مورد استفاده قرار گرفت. غشاهای تهیه شده توسط تبدیل فوریه فروسرخ (FT-IR) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) آنالیز شدند. تجزیه و تحلیل FTIR تشکیل پیوندهای مطلوب را در نانوذرات سنتزی مس اکسید تک ظرفیتی و غشاهای ساخته شده، نشان داد. عملکرد جداسازی غشاهای ساخته شده با شار آب خالص و پس دهی کلرید منیزیم مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بالاترین شار آب خالص L/m2h 78/36 را برای غشای ساخته شده M1 در 05/0% وزنی نانوذرات Cu2O نشان داد. علاوه بر این، بالاترین میزان پس دهی MgCl2 72% در 2% وزنی نانوذرات مس اکسید تک ظرفیتی برای غشای ساخته شده M5 گزارش شد

در این پژوهش آزمایشگاهی به بررسی افزایش ضریب انتقال حرارت در جوشش استخری نانوسیال با ذرات مس اکسید (CuO) با استفاده ازروش های تغییر pH و امواج فراصوت پرداخته شده است. نانوذرات موجب افزایش ضریب انتقال حرارت سیال پایه در فرآیند جوشش شده اما این مواد به علت عدم پایداری با افزایش دما و زمان، موجب رسوب بر سطح گرم کن و در نهایت موجب کاهش ضریب انتقال حرارت می شوند. در نتیجه لازم است که غلظت بهینه نانوذرات در سیال به دست آید تا کمترین مقدار رسوبات تشکیل شود. بنابراین استفاده از روش هایی که منجر به کاهش رسوب نانوذرات برروی سطح شوند، مانند افزایش پایداری نانوذرات و استفاده از غلظت بهینه، می تواند ضریب انتقال حرارت را افزایش دهد. در این کار از دو روش پایداری نانوذرات در محلول یعنی تغییر pH (5/9، 10 و 5/10) و تابش امواج فراصوت (با توان های 25، 50 و 75% از توان دستگاه فراصوت (kW 2/1)) استفاده شده است. نتایج کار به خوبی نشان داد که در غلظت wt. % 125/0 از محلول نانوسیال، بیشترین مقدار ضریب انتقال حرارت با تابش امواج فراصوت ( 50% توان) برابر 48/37% و در تغییر اسیدیته محلول (10=pH) برابر با 68/22% حاصل شد.

توزیع مناسب تخلخل مفید در مدل سازی استاتیک مخازن هیدروکربونی اهمیت به سزایی در محاسبات حجم سنجی، نحوه توزیع کیفیت مخزنی، مشخص کردن بخش های تولیدی و غیره دارد. استفاده از داده های ثانویه (به طور مثال داده های لرزه ای) و روش های مناسب توزیع زمین آماری می تواند در بهبود این فرآیند بسیار مهم باشد. در این مطالعه تخلخل مفید مربوط به مخزن ناهمگن سروک در یکی از میادین فروافتادگی دزفول به صورت سه بعدی با استفاده از نرم افزار پترل مدل گردید. بنابراین، ضمن در نظر گرفتن دانش زمین آمار در توزیع تخلخل، نقشه های روندی و مکعب لرزه ای جهت توزیع تخلخل مورد استفاده قرار گرفت. از این رو، نشان گر تضعیف موج لرزه ای، نشان گر پوش، نشان گر نرمی و نشان گر دامنه جذر میانگین مربعات به همراه نشان گر مقاومت صوتی از روی مکعب لرزه ای ساخته شد و سپس براساس آنها نقشه های روندی مناسب جهت توزیع تخلخل تهیه گردید. به منظور کنترل توزیع تخلخل در فضای سه بعدی مخزن، استفاده از روش های خوشه بندی و تعیین رخساره های الکتریکی مورد توجه قرار گرفت. در این مطالعه، رخساره های الکتریکی با داده های ورودی مشخص و استفاده از روش MRGC جهت تشخیص بخش های همگن مخزنی ساخته شد. براساس آنالیز رخساره های الکتریکی تعداد پنج رخساره تشخیص داده شد که از بین آنها دو رخساره دارای کیفیت مخزنی پایین و سه رخساره دارای کیفیت مخزنی نسبتاً خوبی بودند. توزیع سه بعدی تخلخل برای هر کدام از رخساره های الکتریکی متناظر، از طریق واریوگرافی مشروط گردید تا روند تغییرات تخلخل یا توزیع رخساره ها هم خوانی داشته باشد. همچنین استفاده از نقشه های روندی تغییرات مقاومت صوتی منجر به توزیع صحیح رخساره های الکتریکی و آن هم به نوبه خود منجر به توزیع بهتر تخلخل گردید. به دلیل همبستگی بالای تخلخل با داده های مقاومت صوتی، از این داده به عنوان داده ثانویه با استفاده از روش کریجینگ هم زمان مرتب (collocated co-kriging) جهت توزیع بهتر تخلخل استفاده گردید. براساس این مطالعه، بخش سروک پایینی کیفیت مخزنی بهتری نسبت به بخش سروک بالایی دارد که متاثر از گسترش رخساره های مخزنی با کیفیت مخزنی بالا است. این مطالعه نشان داد که میزان دقت توزیع سه بعدی تخلخل در صورت استفاده هم زمان و تلفیقی از داده های لرزه ای و رخساره های الکتریکی همراه با استفاده از روش های زمین آماری مناسب زیاد شده و میزان عدم قطعیت در توزیع تخلخل کاهش می یابد.

در این پژوهش، بهینه سازی فرآیند جداسازی آسفالتین از باقی مانده برج تقطیر خلأ با استفاده از حلال های صنعتی نرمال پنتان، هگزان و هپتان انجام شده است. از طراحی مرکب مرکزی به عنوان یکی از روش های طراحی آزمایش سطح-پاسخ، برای بهینه سازی فرآیند استفاده شده است. درصد وزنی آسفالتین باقیمانده و درصد بازدهی نفت آسفالتین زدایی شده تحت شرایط بهینه اقتصادی (حلال نرمال هگزان، نسبت حلال به خوراک برابر با mL/g 9/5 و دمای استخراج C° 25) به ترتیب 447/0 و 48% حاصل شدند. تحلیل نتایج نشان داد که مدل درجه دوم پاسخ برای پارامترهای مورد مطالعه قابل قبول است و مطابقت زیادی بین مدل ریاضی و داده های آزمایشگاهی وجود دارد. به علاوه، طبق آنالیز واریانس، دمای استخراج و برهم کنش درجه دوم پارامتر نسبت حلال به خوراک، تأثیر چشمگیری بر درصد وزنی آسفالتین دارند. علاوه بر این، نتایج نشان داد که رویکرد معرفی شده یک روش کارآمد و اقتصادی برای افزایش ظرفیت واحد شکست کاتالیستی باقیمانده ها و تولید قیر مرغوب می باشد.

فرازآوری مصنوعی با پمپ الکتریکی درون چاهی یکی از روش های متداول چاه محور برای افزایش یا نگهداشت تولید از چاه است. به منظور افزایش بازدهی، رعایت محدودیت های عملیاتی و ایمنی و کاهش زمان و هزینه تعمیرات به سیستم کنترل مناسب نیاز است. کنترل فرآیند فرازآوری با توجه به تعداد پارامترهای عملیاتی و محدودیت های ایمنی مجموعه تولید شامل مخزن، چاه و پمپ، کاری چالش برانگیز است. روش های مختلفی برای کنترل فرازآوری با پمپ الکتریکی درون چاهی پیشنهاد شده است. کنترل مبتنی بر این روش ها یا به علت استفاده از تقریب خطی برای مدل سازی فرآیند فرازآوری از دقت کافی برخوردار نیستند یا به دلیل استفاده از روابط دینامیک و حل آن ها برای شبیه سازی فرآیند و بار سنگین محاسباتی قابلیت پیاده سازی برروی سخت افزار های مرسوم را ندارند. در این تحقیق یک سیستم کنترل پیشبین غیر خطی متناسب با اهداف کنترلی فرآیند فرازآوری با پمپ الکتریکی درون چاهی و با در نظر گرفتن محدودیت های عملیاتی و ایمنی توسعه داده شده است. علاوه براین به منظور کاهش بار محاسباتی و با در نظر گرفتن طبیعت غیر خطی فرآیند، از یک مدل غیر خطی با ساختار مبتنی بر شبکه های عصبی به عنوان مدل پیشبین در ساختار کنترل کننده استفاده شده است. به منظور بررسی کارایی کنترل کننده و مدل توسعه داده شده، عملکرد کنترل کننده برروی چاه شماره 88 میدان اهواز– آسماری منتخب نصب پمپ الکتریکی درون چاهی ارزیابی شده است. کنترل کننده توسعه داده شده به خوبی رفتار مرجع را پیروی کرده و از طرف دیگر به خوبی اغتشاشات ورودی به سیستم را جبران سازی می کند. همچنین طراحی کنترل کننده به گونه ای است که محدودیت های عملیاتی و ایمنی در ساختار کنترل کننده وارد شده و رفتار سیستم به گونه ای تنظیم می شود که این محدودیت ها نقض نشوند.