پژوهش نفت
سال:1402 | دوره:33 | شماره:5 |تعداد مقالات:10

بیان ناهمگنی به صورت کمی برای مقایسه مقدار ناهمگنی در ویژگی های مختلف مخزنی در مخازن کربناته از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از مطالعه حاضر کمی سازی ناهمگنی با محاسبه نگار ناهمگنی و کاربرد آن در بررسی ناهمگنی تخلخل و نفوذپذیری در سازند کربناته داریان به سن بارمین پسین ـ آپتین پیشین در بخش مرکزی خلیج فارس است. برای محاسبه نگارهای ناهمگنی از داده های چاه پیمایی پنج نگار اصلی پرتو گاما، چگالی ظاهری، تخلخل نوترون، صوتی و مقاومت عمیق و روش های آماری ضریب لورنز و ضریب تغییرات استفاده شده است. نتایج نشان می دهد محاسبه نگار ناهمگنی امکان مقایسه کمی ناهمگنی بین بخش های مختلف مخزنی را برای اهداف مختلف فراهم می سازد. محاسبه نگار ناهمگنی با هر دو روش برای محاسبه نگار ناهمگنی کارآمد است، اما باید توجه داشت که ضریب تغییرات برای حداکثر ناهمگنی مقدار مشخصی مانند ضریب لورنز ندارد. همچنین افزایش تخلخل با کاهش مقدار ناهمگنی در نگارهای ناهمگنی مقاومت عمیق، صوتی، تخلخل نوترون و چگالی همراه است. برخلاف سایر نگار ها، نگار ناهمگنی پرتو گاما ارتباط مستقیم کمی با تخلخل در سازند داریان دارد. دو نوع نگار ناهمگنی تخلخل نوترون و مقاومت عمیق بیشترین استفاده را در تعیین خصوصیات مخزنی در این سازند دارند. نفوذپذیری ارتباط ضعیفی با نگارهای ناهمگنی نشان می دهد. در واحدهای کربناته ریزرخساره بایوکلست وکستون با تخلخل بالا، ناهمگنی کمتری دیده می شود. همچنین واحدهای با تخلخل بالاتر ضخیم تر هستند و بنابراین اثرات میانگین قوی تری روی مناطق ناهمگنی اعمال می کنند. در مرز تغییرات رخساره ها، تغییرات مقدار ناهمگنی دیده می شود و تغییرات زیاد در سنگ شناسی، رخساره ها و فرآیندهای دیاژنزی و حضور کانی های رسی مقدار ناهمگنی را افزایش می دهد. بنابراین از نگار ناهمگنی می توان برای بررسی ناهمگنی های زمین شناسی، تخلخل، نفوذپذیری و همچنین پهنه بندی مخزن استفاده کرد.

با توجه به اینکه عمر بیشتر مخازن نفتی دنیا از جمله ایران به نیمه دوم خود رسیده و میزان برداشت نفت از آنها به مقدار قابل ملاحظه ای کاهش یافته است، استفاده از روش های ازدیاد برداشت را امری اجتناب ناپذیر می نماید. در این میان تزریق گاز دی اکسید کربن در چند دهه گذشته مورد توجه خاصی قرار داشته است. اما از طرفی تحرک پذیری بالای گازها در مقایسه با نفت، باعث شده است از سورفکتانت ها و تزریق گاز به صورت فوم استفاده شود که تحرک پذیری گاز را تا حد قابل قبولی کاهش می دهد. در این مطالعه از ترکیب دو نوع سورفکتانت آنیونی و زویتریونیک استفاده شده است. با انجام آزمون رفتار فازی، ترکیب بهینه دو سورفکتانت پیدا شده به نحوی که بیشترین میزان میکروامولسیون نفت در آب تشکیل شود. ترکیب به دست آمده باعث ایجاد فوم نیتروژن و CO2 پایدار در شوری آب دریای خلیج فارس و در تماس با نفت شده است. به دلیل استفاده از سورفکتانت زویتریونیک، پایداری فوم CO2 به میزان 9/20% از فوم نیتروژن بیشتر بوده است. با بررسی نیمه عمر فوم CO2 توسط آزمون ستون فوم، نیمه عمر فوم در غلظت بهینه به میزان min 145 مشاهده شد. تأثیر نانوذرات کربنی عامل دار بر میزان میکروامولسیون نفت در آب و پایداری فوم CO2 مورد مطالعه قرار گرفته است و نانوذرات کربنی دارای گروه عاملی آمین-کربوکسیل-هیدروکسیل بهترین عملکرد را داشته و پایداری فوم تا 75% بهبود یافته است. همچنین جهت اطمینان از عملکرد فوم در شرایط دینامیکی، تزریق فوم CO2 در میکرومدل انجام پذیرفت و با تزریق فوم CO2 مقدار 4/86% از نفت اولیه بازیابی شد. استفاده از نانوذرات کربنی دارای گروه عاملی آمین-کربوکسیل-هیدروکسیل باعث بهبود بازیابی نفت اولیه به میزان 5/13% شده و 5/99% از نفت اولیه بازیابی شد.

ضایعات صنایع مختلف از جمله پلیمرها و لجن ها می توانند در محیط زیست رها شده و صدمات جبران ناپذیری را سبب شوند. از این رو استفاده ی دوباره از آن ها در حوزه های مختلف بسیار با اهمیت است. از این رو هدف از این مطالعه، استفاده ی همزمان از ضایعات پلی اتیلن (PE)، لجن ضایعاتی حاصل از فرایند تصفیه ی روغن های کارکرده (WS) و استایرن-بوتادین-استایرن میکرونیزه برای بهبود کیفیت قیر پایه (22-PG58) می باشد. استفاده از روش طراحی مخلوط بهینه واریانس یکپارچه (I-OMD) که برای اولین بار جهت بهینه سازی شرایط اصلاح قیر به کار می رود، دومین هدف این پروژه می باشد. پاسخ های درجه ی نفوذ (Pen)، نقطه نرمی (SP)، کشش پذیری (Duct)، درجه ی نفوذ باقی مانده بعد از پیرشدگی کوتاه مدت (rPen) و تغییرات جرم بعد از پیرشدگی کوتاه مدت (CM) بر اساس متغیرهای مستقل PE ،SBS و WS با استفاده از روش طراحی مخلوط بهینه واریانس یکپارچه، بهینه شدند. تحت شرایط بهینه ی به دست آمده برای قیر اصلاح شده، خواص رئولوژیکی مورد مطالعه قرار گرفتند. در شرایط بهینه ی به دست آمده با استفاده از این روش، مقادیر فاکتورهای مستقل PE ،SBS و WS به ترتیب ترتیب 3، 4 و 5% (وزنی/وزنی) بودند. همچنین در شرایط بهینه ی فوق، مقادیر پاسخ های Pen ،SP ،Duct ،rPen و CM به ترتیب dmm 51، oC 64، cm 27، 83% و 07/0% به دست آمدند. علاوه بر این، تحت شرایط I-OMD، پارامترهای رئولوژیکی قیر پایه اصلاح شده ی پلیمری و لجن ضایعاتی با استفاده از رئومتر تیرچه خمشی و رئومتر برشی دینامیکی، ویژگی های قیر 22-PG64 را از خود نشان داد. قیر اصلاح شده در مقایسه با مطالعات دیگر عملکرد بهتر در دماهای بالا، پیرشدگی کمتر در معرض گرما و هوا و همچنین مقاومت بیشتری در برابر شکستگی در دماهای پایین را نسبت به قیر اولیه از خود نشان داد.

تصمیم گیری در انتخاب یک یا چند روش ازدیادبرداشتی از میان روش های مختلف، یکی از مراحل حیاتی در فرآیند توسعه میادین نفتی به شمار می رود. انتخاب درست روش افزایش برداشت نقش کلیدی در موفقیت فنی و اقتصادی پروژه های کلان در صنعت نفت دارد. معمولاً برای غربال گری و اتخاذ تصمیم مناسب در خصوص تعیین روش های کاندیدای پیاده سازی افزایش برداشت یک مخزن از پارامترهای متعددی همچون، میزان ظرفیت ذخیره مخزن، قابلیت انتقال و عبوردهی سیال، عمق مخزن، ضخامت لایه نفتی، دمای مخزن و گرانروی نفت تأثیرگذار می باشند. هدف و رویکرد اصلی این پژوهش، تلفیق روش های هوش مصنوعی شامل: 1- سیستم های منطق فازی (مبتنی بر دانش انسانی) و 2- شبکه عصبی مصنوعی (داده محور) به عنوان یک ابزار و راه کار مناسب در کاهش عدم قطعیت و غربال گری روش های ازدیادبرداشتی استفاده کرد.در این مطالعه از داده های تاریخچه ازدیاد برداشت مخازن مختلف در سطح دنیا برای تعریف مجموعه های فازی و تعیین قوانین فازی بین متغیرهای ورودی و خروجی استفاده و در نهایت یک مدل فازی ارائه گردید. با توجه به عدم توازن در فراوانی و تعداد برچسب برخی از کلاس ها، طراحی آزمایش و روش سطح پاسخ به عنوان یک راه کار برای آماده سازی داده های ورودی برای مدل شبکه عصبی تک لایه استفاده گردید. مدل شبکه عصبی پیش خور با معماری 20 نرون، تابع فعال سازی سیگموئیدی در لایه مخفی و عملکرد مدل با ضریب همبستگی 95 و 92% به ترتیب برای داده آموزش و صحت سنجی، برای تعیین و غربال گری روش های ازدیادبرداشت میادین نفتی استفاده گردید. در نهایت با استفاده از استراتژی الویت بندی و تلفیق نتایج روش های مختلف، الویت کاندیدهای مناسب ازدیادبرداشت تعیین گردید.

در این تحقیق، با مطالعه 752 مقاطع نازک تهیه شده از نمونه های مغزه و خرده حفاری دو چاه از میدان نفتی منصورآباد، 9 ریز رخساره در یک محیط پلتفرم از نوع رمپ کربناته شناسایی شدند. برمبنای توصیف مقاطع مطالعه شده و تجزیه و تحلیل های پتروگرافی مهم ترین فرآیندهای دیاژنزی اثرگذار بر کیفیت مخزنی سازند آسماری شناسایی شد. طبق الگو های عمیق و کم عمق شدگی رخساره ها، 5 سکانس رسوبی درجه سوم (A تا E) به سن روپلین/شاتین تا بوردیگالین شناسایی گردید. با استفاده از روش خوشه بندی، 5 رخساره الکتریکی برای هر دو چاه شناسایی شد. یکی از روش های متداول برای تعیین واحد های جریانی در مخزن، استفاده از روش های مهم و کاربردی نشانگر زون جریانی و روش نمودار اصلاح شده لورنز می باشد. استفاده از روش FZI برروی داده های تخمینی تخلخل-تراوایی منجر به شناسایی 5 واحد جریان هیدرولیکی در چاه 8 و نیز 6 واحد جریانی در چاه 14 گردید که با افزایش میزان تراوایی بهترین کیفیت مخزنی مشخص گردید. همچنین با استفاده از روش لورنز SMLP، 6 واحد جریانی در چاه 8 و 3 واحد در چاه شماره 14 با استفاده از داده های تخلخل و تراوایی تخمینی از لاگ شناسایی شد که شامل واحدهای جریانی سرعت، مخزن و بافلی می باشد. براساس نتایج حاصل از داده های SMLP و روش FZI از پارامتر پیوسته تخمینی تخلخل و تراوایی، بهترین و کامل ترین روش تفکیک را در این مخزن فراهم می کنند و جزء مناسب ترین روش برای تعیین گونه های سنگی در نظر گرفته شده اند. با تلفیق روش های مختلف در تعیین واحدهای جریانی می توان شش و سه واحد جریانی به صورت نهایی برای بخش مورد مطالعه از سازند آسماری معرفی کرد. نتایج این مطالعه در توسعه و شناخت بهتر مخزن سازند آسماری در میدان منصورآباد می تواند مورد استفاده قرار گیرد.

در این تحقیق برای نخستین بار، اثر دمای پیرولیز بر ساختار کربن آئروژل سنتز شده در شرایط محیطی به عنوان پایه و نحوه نشاندن فلز کبالت به عنوان جزء فعال بر آن، بررسی شده است. کربن آئروژل توسط پیش سازنده های رزورسینول و فرمالدئید در دماهای پیرولیز 550، 700 و C° 900 تولید و کبالت به سه روش مختلف  (الف) تلقیح کبالت بر روی کربن آئروژل، (ب) تلقیح کبالت بر روی آئروژل آلی رزورسینول فرمالدئید، (ج) افزودن پیش سازنده کبالت به مخلوط اولیه رزورسینول-فرمالدئید پیش از فرایند پلیمریزاسیون کربن آئروژل، بر روی کربن آئروژل نشانده شد. نتایج نشان داد که پیرولیز در دمای C° 700 منجر به تولید کربن آئروژلی مزوحفره با سطح ویژه m2/g 8/483 می شود. در روش تلقیح، کبالت به خوبی بر روی پایه پراکنده شده و کنترل پذیری اندازه ذرات وجود دارد، در حالی که در روش سوم، پیش سازنده کبالت فرایند پلیمریزاسیون را کاتالیز کرده و منجر به تولید میکروذرات می گردد.

مهمترین چالش در عملیات تزریق آب به مخازن نفتی تشکیل رسوبات معدنی براثر ناسازگاری آب تزریقی و آب سازندی می باشد. رسوب گذاری در خلل و فرج و گلوگاه های حفرات سنگ مخزن می تواند موجب کاهش نفوذپذیری و تخلخل سنگ و در نهایت کاهش تولید از مخزن شود.یکی از روش های برطرف کردن این مشکل تغییر مهندسی یون های موجود در آب تزریقی می باشد. در تزریق آب مهندسی شده نوع و غلظت یون ها اهمیت ویژه ای در افزایش راندمان تولید و ضریب بازیافت نفت دارد. در این مقاله ابتدا براساس آنالیز یونی نمونه های واقعی آب سازندی و آب تزریقی در یکی از میادین جنوب غرب ایران، آزمایش های سازگاری آب ها و اثر تشکیل رسوب بر تغییرات ترشوندگی سنگ مخزن مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. همچنین شبیه سازی و انالیز حساسیت بر روی یون های موثر وتاثیر آن بر رسوبات استرانسیم سولفات و کلسیم سولفات انجام شد برای شناسایی نوع و سایز و مورفولوژی رسوبات، از آنالیز تصویربرداری به روش میکروسکوپ الکترونی و آنالیز EDX استفاده شد .نتایج آزمایش های انجام شده نشان داد، با افزایش یون سولفات با غلظت ppm 4000 در آزمایش سازگاری، وزن رسوبات از mg/L 400 تا mg/L 1400 افزایش می یابد که یون سولفات در نسبت 80% آب تزریقی و 20% آب سازندی بیشترین تاثیر را روی آسیب زدن به سنگ مخزن و ایجاد رسوبات استرانسیم سولفات وکلسیم ایفا می کند. در آزمایش های استاتیک آب های اختلاطی به دلیل بررسی بیشتر رسوبات در  بخش های مختلف مخزن و همچنین نواوری این پژوهش، رسوبات علاوه بر روی فیلتر در حضور سنگ هم بررسی شد که میزان وزن رسوبات از mg/L 800  تا mg/L 1800 مشاهده شد که نشان دهنده جذب سطحی یون ها توسط سنگ و ایجاد کربنات کلسیم می باشد.

جانمایی چاه ها یکی از مهم ترین مسائل در توسعه میادین است. به دلیل هزینه بالای حفر چاه ها و تاثیر مکان چاه برروی تولید از مخزن، عدم حفر چاه در محل مناسب باعث کاهش تولید و افزایش هزینه ها می شود. در مکان یابی چاه های عمودی کافی است دو پارامتر x و y (مختصات سر چاهی) بهینه شوند اما در چاه های افقی یا انحرافی پارامتر z نیز باید وارد الگوریتم بهینه سازی شده، تعداد نقاط افزایش یافته و محدودیت های عملیاتی نیز باید در نظر گرفته شود که این نیز بر پیچیدگی مسئله و افزایش احتمال خطا می افزاید. در این پژوهش یک چارچوب اتوماتیک برای بهینه سازی مکان چاه افقی با در نظر گرفتن محدودیت های حفاری و براساس الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات، کدنویسی شده است. تابع هدف به کار گرفته شده در این مطالعه، ارزش خالص فعلی است. در این چارچوب با توجه به محدودیت های عملیاتی و هندسه چاه، تعداد متغیرهای الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات مشخص می شود. سپس این الگوریتم، مقادیر پارامترها را به صورت تصادفی و با در نظر گرفتن محدودیت های مشخص، انتخاب کرده و وارد رویه بهینه سازی می کند. این کار تا زمان رسیدن به معیار توقف ادامه می یابد. مکان و مسیر چاه افقی برای دو مدل مصنوعی ناهمگن و یک مدل استاندارد، بهینه سازی شد. چارچوب ارائه شده توانست پارامترهای x،y،z و نقطه شروع و انتهای زاویه سازی را با رعایت محدودیت های حفاری تعیین شده توسط کاربر در انواع مختلف مدل های ناهمگن و استاندارد بهینه کند. در تمامی مدل های بررسی شده، ارزش خالص فعلی به طور میانگین، 22% افزایش یافت. در مدل های با ناهمگنی بیشتر ارزش خالص فعلی، افزایش بیشتری را نسبت به مدل های همگن داشت.

سازندهای کنگان و دالان به دلیل عمق تدفین زیاد همیشه به عنوان مخازن گازی در نظر گرفته شده اند. این مطالعه به بررسی نوع سیال هیدروکربنی موجود در مخازن کنگان و دالان براساس تفسیر ژئوشیمیایی گاز محلول در گل حفاری همراه با ارزیابی پتروفیزیکی در یکی از چاه های حفاری شده دور از ساحل خلیج فارس پرداخته است. برای رسیدن به این هدف، مطالعه در سه مرحله صورت پذیرفته است. در مرحله اول ارزیابی پتروفیزیکی با فرض کل مخزن به عنوان مخزن نفتی انجام گرفت. در مرحله بعدی نوع سیال براساس تفسیر ژئوشیمیایی گاز محلول در گل حفاری با استفاده از روش های هاورث و پیکسلر شناسایی شد. نوع سیال نهایی براساس انطباق هر دو روش تعیین گردید. در مرحله آخر نیز ارزیابی مجدد پتروفیزیکی در بخش نفتی مستعد انجام گرفت. براساس تفسیر اولیه پتروفیزیکی، سه بخش نفتی شامل K1، K2 و K4 در مخزن وجود دارد. با این حال، براساس تفسیر ژئوشیمیایی گاز محلول در گل، دو بخش K1 و K4 گازی بوده و فقط بخش K2 حاوی هیدروکربن نفتی است. ارزیابی نهایی پتروفیزیکی بخش K2 به عنوان بخش نفتی، تخلخل مفید 6% و اشباع شدگی 29% را نشان داد. نتایج حاصل از این مطالعه آشکار ساخت که توجه به تفسیر ژئوشیمیایی گازهای محلول در گل حفاری در تعیین بازه مناسب مشبک کاری و همچنین انتخاب بخش های مناسب جهت انجام تست های مخزنی باعث کاهش هزینه و زمان نهایی حفاری خواهد شد.

در فرآیند استخراج گاز و میعانات گازی از بستر دریا اغلب با جریانی چندفازی مواجه هستیم. جریان سیالات چندفازی برای عبور از لوله های انتقال نیازمند انجام جداسازی آب خروجی از سازند برروی سکوهای دریایی به منظور حذف اثرات خوردگی در تاسیسات پایین دست نظیر پالایشگاه می باشد. آب سازند اغلب پس از جداسازی وارد دریا می شود. مانیتورینگ آب سازند از نظر میزان شوری بخش مهمی از فرآیند اندازه گیری دبی مولفه های جریان چندفازی در محل جداساز توسط سیستم های میترینگ تک فازی است. نظر به وابستگی شدید پارامترهایی نظیر چگالی، ویسکوزیته و رسانایی الکتریکی سیال به میزان شوری، در این کار تحقیقاتی امکان طراحی مفهومی سیستم شوری سنج آب سازند بر مبنای تکنیک گاما را بررسی کردیم. به ازای تغییر در مشخصات کلیدی مربوط به شکل دهنده باریکه گامای گسیلی از چشمه رادیواکتیو کبالت-60 و با ملاحظات مربوط به ایمنی پرتوی پرسنل شرایط بهینه هندسی و ابعادی یکسوساز به منظور دست یابی به بیشینه دقت در تفکیک مقادیر مختلف کسر شوری نمک یدید سدیم در آب را به دست آوردیم.