پژوهش نفت
سال:1391 | دوره:22 | شماره:71

در مخازن شکاف دار، میزان برداشت نفت به آشام خودبخودی آب در ماتریس و خارج ساختن نفت موجود در آن به سمت شکاف ها، بستگی دارد. اما این فرآیند زمانی امکان پذیر است که ماتریس بلوک ها، «آب تر» باشد. از آنجا که مخازن کربناته غالبا «نفت تر» می باشند، به کارگیری آشام خودبخودی در مخازن کربناته شکاف دار مستلزم تغییر ترشوندگی در حین عملیات سیلاب زنی می باشد. در این مقاله، تاثیر یون های موثر بر پتانسیل سطح (SO42-, Ca2+, Mg2+) موجود در آب دریا در تغییر ترشوندگی سنگ کربناته و همچنین تاثیر دما و غلظت نمک NaCl در فرآیند آشام خودبخودی مورد تحقیق تجربی قرار گرفت. بدین منظور 13 مورد آزمایش آشام با استفاده از محلول های حاوی غلظت های مختلف از یون های مذکور، در سطوح دمایی 40، 60، 80، و 90oC انجام گردید. از نمونه های سنگ رخنمون کلسیت از معدن سنگ آهک لیمبورگ هلند و نمونه نفت خام سازند بنگستان ایران با درجه22.30 API ، برای انجام آزمایشات آشام خودبخودی در این تحقیق استفاده شد. نتایج حاصل از نشان می دهد که حضور یونهای SO42- به شدت بر فرآیند آشام خودبخودی تاثیر میگذارد، به طوری که بیشترین میزان نفت بازیابی شده (75%) توسط محلول حاوی بالاترین غلظت SO42- حاصل شده است. حذف SO42- در محلول آشام نیز کاهش 2 درصدی برداشت نفت را به دنبال دارد. با تغییر غلظت یونهای Ca2+ و Mg2+ در دماهای 40، 60، و 80oC تغییری در برداشت نفت حاصل نگردید، اما در دمای90oC ، با افزایش غلظت یونهای مذکور میزان برداشت نیز افزایش یافت. همچنین با افزایش غلظت NaCl در محلول آشام، کاهش برداشت نفت (2% در 90oC) و با حذف NaCl از محلول، افزایش میزان برداشت نفت (30% در 90oC) مشاهده شد.

لاتکس های پلیاستایرن با پراکنش نانو صفحات خاک رس به وسیله پلیمریزاسیون رادیکالی انتقال اتم معکوس درجا در سیستم مینی امولسیون و در دمای 90oC سنتز شدند. درجه تبدیل نهایی مونومر با استفاده از روش وزن سنجی اندازه گیری شد. توزیع اندازه قطرات و ذرات نیز با استفاده از روش تفرق نور (DLS) به دست آمد. همچنین متوسط عددی و وزنی وزن مولکولی و شاخص پراکندگی با استفاده از روش کروماتوگرافی ژل تراوایی (GPC) مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار شاخص پراکندگی پلی استایرن خالص در مقایسه با مقادیر به دست آمده از نمونه های نانوکامپوزیتی پایین تر بود که با افزایش میزان نانوذره، افزایش یافت. نتایج تفرق اشعه ایکس (XRD) نشان می دهد که صفحات خاک رس در ماتریس پلیمری پراکنده شده و نانوکامپوزیت هایی با ساختار پراکنشی حاصل گردیده است. تشکیل موفقیت آمیز زنجیره های پلی استایرن و ماهیت زنده این زنجیره ها توسط نتایج FTIR به اثبات رسید. نتایج حاصل از HNMR نیز حاکی از ماهیت زنده فرآیند پلیمریزاسیون است. تصویر SEM نیز توزیع یکنواخت ذرات کروی نانوکامپوریت پلی استایرن با اندازه ذرات حدود 200nm را در نمونه نانوکامپوزیتی محتوی 1% خاک رس نشان می دهد.

تزریق گاز امتزاجی به مخازن نفت، یکی از موثرترین روش های ازدیاد برداشت است. در این فرآیند حداقل فشار امتزاجی، یک پارامتر بسیار مهم و تعیین کننده می باشد. در صنعت نفت حداقل فشار امتزاجی معمولا به وسیله آزمایش لوله قلمی به دست میآید که یک آزمایش نسبتا پرهزینه و وقت گیر است. در این مقاله پس از جمع آوری و بررسی نتایج منتشر شده از دستگاه لوله قلمی در داخل و خارج از کشور، یک بانک اطلاعاتی نسبتا جامعی در این زمینه تشکیل شد. به منظور مدل سازی و شبیه سازی فرآیند، روش شبکه عصبی به کار گرفته شد. با توجه به تعداد قابل توجه ورودی های شبکه و پیچیدگی بین آنها، جهت افزایش راندمان از روش قوانین اختلاط به منظور کاهش تعداد متغیرهای ورودی استفاده شد. در نهایت مدل ارائه شده با توجه به صرفه جویی در زمان و هزینه، نسبت به مدل های قبلی ارائه شده از خطای کمتر و جامعیت قابل قبولی برخوردار است. ضمن اینکه قدرت پیش بینی مدل ارائه شده نیز نسبت به مدل های قابل بهتر است.

در صنعت، معمولا ستون راکتورهای حبابی و دوغابی در فشارهای بالای اتمسفری در حدود 7-35Bar کار می کنند. با وجود بررسی های زیادی که در مورد ستون های حبابی و دوغابی انجام شده، تعداد مطالعات آزمایشگاهی صورت گرفته در فشار بالا بسیار محدود می باشد. در این مقاله، اثر فشار و غلظت جامد بر روی ماندگی کلی گاز با استفاده از آزمایش اختلاف فشار بررسی شده است. آزمایش های انجام شده در این مطالعه با استفاده از گازهای نیتروژن و هوا، سیال پارافین و سیلیس به عنوان جامد در یک ستون راکتوری به قطر 16cm و ارتفاع 2.8m انجام گرفته است. محدوده فشار مطالعه شده در این تحقیق بین 7-18Bar است. مشاهده شد که افزایش فشار عملیاتی، موجب افزایش ماندگی کلی افزوده می شود. همچنین شدت اثر افزایش فشار بر روی ماندگی کلی گاز با افزایش غلظت جامد کاهش می یابد. در نهایت، معادله ای جهت برآورد ماندگی کلی گاز برای فشارهای بالا بر حسب چگالی گاز (rg)، سرعت ظاهری گاز (Ug)، چگالی دوغاب (rSL)، ویسکوزیته دوغاب (mSL) و کشش سطحی مایع (sL) ارائه شد.

در سنگ های کربناته ارتباط سرعت امواج تراکمی با تخلخل علاوه بر مقدار تخلخل به عواملی نظیر نوع تخلخل، کانی، اشباع شدگی و فشار بستگی دارد. بنابراین نمودار سرعت بر حسب تخلخل دارای پراکندگی زیادی می باشد. در این مطالعه ارتباط بین سرعت امواج تراکمی و تخلخل به دو روش مختلف طبقه بندی در سنگ های کربناته مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. بدین منظور از دو روش تقسیم بندی سنگ های کربناته بر مبنای واحدهای جریان هیدرولیکی و مقادیر انحراف سرعت لرزهای استفاده شده است. روش های آنالیز هیستوگرام و روش مربعات مینیمم خطا جهت گروه بندی شاخص منطقه ای جریان و مقادیر انحراف سرعت به کار گرفته شده است. تعداد واحدهای جریان هیدرولیکی بر مبنای مقادیر تخلخل و تراوایی اندازه گیری شده در آزمایشگاه تعیین گردید و مقادیر انحراف سرعت لرزه ای از اختلاف سرعت حاصل از نگار صوتی و سرعت حاصل از تخلخل نوترونی با استفاده از معادله متوسط زمانی وایلی محاسبه شد. نتایج بیانگر 4 واحد جریان هیدرولیکی با مقادیر شاخص منطقه ای جریان از 2.23 تا 19.95 و چهار گروه سنگی با مقادیر انحراف سرعت لرزه ای از 139 تا 1135 (m/s) تعیین گردید. همچنین نتایج، نشان دهنده کارایی بهتر طبقه بندی سنگها بر اساس نگار انحراف سرعت لرزه ای نسبت به روش واحدهای جریان هیدرولیکی در تخمین سرعت امواج تراکمی می باشد. به طوری که متوسط ضریب همبستگی در تقسیم بندی بر اساس نگار انحراف سرعت برابر 93% و بر مبنای واحدهای جریان هیدرولیکی برابر 67% می باشد.

در این تحقیق کاتالیست منولیتی توده ای، به عنوان یک ایده جدید، با استفاده از کاتالیست آهن سنتز فیشر- تروپش و به کمک روش های اکستروژن و قالب زنی فشاری به صورت آزمایشی تهیه و اثر پارامترهای مختلف بر کیفیت و استحکام آن ارزیابی شده است. روش قالب زنی، نتایج خوبی نشان داده و بهترین شرایط رطوبت 5%، مقدار چسباننده 20-25% و فشار قالب زنی 3500-5800 kg/cm2 به دست آمد. همچنین عملکرد و کارایی این کاتالیست در سنتز فیشر- تروپش به صورت آزمایشی بررسی و تحلیل شده است. نتایج حاکی از دستیابی به مزایای قابل توجهی از جمله کاهش محدودیت انتقال جرم و افت فشار و افزایش درصد مصرف کاتالیست می باشد.

تزریق امتزاجی دی اکسید کربن به عنوان یکی از روش های متداول ازدیاد برداشت نفت از مخازن با تغییر خواص سیالات نفتی می تواند باعث بروز برخی مشکلات مانند ته نشینی آسفالتین شود که خود منجر به کاهش نفوذپذیری سازند و قابلیت کاهش تولید چاه های نفت و یا گرفتگی دهانه چاه و تسهیلات سرچاهی می گردد. پیش بینی فشار شروع ته نشینی آسفالتین به منظور بهینه سازی عملیات تزریق امتزاجی دی اکسیدکربن از اهمیت خاصی برخوردار می باشد. هدف این تحقیق، پیش بینی فشار شروع ته نشینی آسفالتین طی کاهش فشار در حضور دی اکسید کربن با استفاده از مدل های هوش مصنوعی می باشد. این روش شامل یک شبیه ساز به نام “Intelligent Proxy Simulator (IPS)” مبتنی بر ساختار شبکه های عصبی مصنوعی با استفاده از دو الگوریتم آموزشی پس انتشار خطا و الگوریتم بهینه سازی اجتماع ذرات می باشد. جهت ارزیابی نتایج شبکه های هوش مصنوعی در پیش بینی فشار شروع ته نشینی آسفالتین از مدل جامد ترمودینامیکی در نرم افزار CMG (Winprop) استفاده شده است. نتایج به دست آمده از مدل های هوش مصنوعی در پیش بینی فشار شروع ته نشینی آسفالتین طی کاهش فشار در حضور دی اکسید کربن نتیجه رضایت بخش تری نسبت به مدل جامد ترمودینامیکی دارد. نتایج این تحقیق نشان داد با توجه به ته نشینی آسفالتین طی کاهش فشار در حضور دی اکسید کربن و اثرات مخرب این پدیده، میتوان با تکیه بر توانایی های شبکه های توسعه داده شده هوش مصنوعی و فراهم نمودن بانک اطلاعاتی از متغیرهای تاثیرگذار به صورت نظری، از ایجاد ته نشینی آسفالتین در فرآیند کاهش فشار در حضور دی اکسیدکربن در شرایط واقعی تا حدودی جلوگیری کرد.

در این مقاله هدف بررسی تاثیر تغییرات دبی، دما و نوع نفت بر روی ضریب اندازه گیری جریان سنج توربینی با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و مقایسه آن با داده های عملیاتی می باشد. معادلات پیوستگی و مومنتوم به همراه شرایط مرزی مناسب به صورت عددی و با استفاده از روش حجم محدود در شرایط پایا حل شده اند. وابستگی میدان سرعت و فشار از طریق الگوریتم سیمپل برقرار می گردد. برای شبیه سازی اغتشاش جریان از مدل RNG-k-e و برای انفصال ترم های جا به جایی از روش اختلاف بالادست درجه دوم استفاده شده است. با استفاده از شبیه سازی عددی، مقدار نیروی دراگ و لیفت بر روی پره های توربین و از موازنه مومنتوم زاویه ای، مقدار ضریب جریان به دست می آید. نتایج نشان می دهد که با افزایش دبی، دقت اندازه گیری جریان سنج توربینی تقریبا ثابت مانده و با بالارفتن دما دقت اندازه گیری افزایش می یابد. همچنین تغییر نوع نفت از سنگین به سبک باعث افزایش دقت اندازه گیری می شود.

دراین تحقیق واکنش جفت اکسایشی متان (OCM) در مقیاس دانه ای مدل سازی شده و رفتار دانه کاتالیست در راکتور بستر ثابت از دو دیدگاه آزمایشگاهی و عددی مورد بررسی قرارگرفته است. مدل سازی عددی دانه کاتالیست توسط نرم افزار FLUENT انجام شده و برای ارائه یک مدل جامع و دقیق، این نرم افزار به دو زیر برنامه متصل شده است. نقطه عطف این مدل سازی، اجرای موفق این دو زیر برنامه در نرم افزار می باشد که منجر به مزدوج قرار گرفتن واکنش و نفوذ در داخل دانه می شود. شرایط ورودی مدل منطبق بر شرایط آزمایشگاهی است. دانه کاتالیست با اندازه مش 8- 7 در داخل راکتور دیفرانسیلی بستر ثابت با قطر 12mm در نظر گرفته شده و دماهای عملیاتی 1023، 1048 و 1073K و ترکیب خوراک (نسبت مولی متان به اکیسژن) 2 اعمال شده است. کلیه آزمایشات در فشار اتمسفریک و GHSV ثابت برابر 12000h-1 انجام گرفته است. با بررسی اثر دما بر رفتار کاتالیست در ترم های درصد تبدیل متان و گزینشپذیری و بازده C2، دمای بهینه در این محدوده عملیاتی برای کاتالیست تیتانیت پروسکایت 1048K پیشنهاد شده است. دراین دما، کاتالیست بیشترین گزینش پذیری و راندمان برای محصولات مطلوب C2 را خواهد داشت. پروفایل دمایی در داخل دانه از دیگر نتایج این مدل سازی به شمار می آید. مقایسه نتایج مدل سازی و داده های تجربی تطابق نسبتا خوبی را نشان می دهد.

در این تحقیق یک مدل جامع ریاضی برای مدل سازی فرآیند تبخیر آب و تغلیظ تلخابه از حوضچه های تبخیر خورشیدی که به منظور تغلیظ تلخابه و استحصال نمک های معدنی با ارزش در پتروشیمی بندر امام مورد استفاده قرار می گیرد، توسعه داده شده است. در این مدل، تابش خورشیدی تنها منبع تامین انرژی حرارتی می باشد. علاوه بر انرژی رسیده به حوضچه تبخیر، همه راه های انتقال و اتلاف انرژی تابشی مانند انتقال حرارت از طریق هدایت به کف و دیواره استخر، انتقال حرارت تشعشی به فضای اطراف، انتقال حرارت جا به جایی با محیط اطراف و اتلاف حرارتی ناشی از تبخیر نیز در مدل جامع ریاضی لحاظ شده است. به منظور اطمینان از صحت مدل سازی انجام گرفته، پیش بینی های مدل در خصوص تغییر غلظت تلخابه با زمان با داده های اندازه گیری شده از واحد صنعتی مقایسه گردید که نتایج این مقایسه نشان دهنده دقت بالای مدل ریاضی ارائه شده در پیش بینی تغییرات خواص تلخابه در زمان های مختلف می باشد. پس از مدل سازی فرآیند تبخیر با در نظر گرفتن همه پارامترهای موثر، سطح بهینه حوضچه تبخیر با توجه به شرایط عملیاتی مانند حجم اولیه تلخابه و غلظت های ورودی و نهایی و همچنین محدودیت زمانی کارکرد حوضچه های تبخیر واحد کلر آلکالی پتروشیمی بندر امام محاسبه گردید.

بازیافت نفت مخازن و ثمربخشی پروژه های ازدیاد تولید، از جمله تزریق آب، تحت تاثیر گروهی از عوامل مانند ترکیبات نفت و آب مخزن، درصد تخلخل، قابلیت عبوردهی و ترکیب مینرالوژی سنگ تشکیل دهنده سازند، توزیع فضای متخلخل و اندازه منافذ، درصد اشباع آب و نفت می باشد که مهم ترین آنها ترکیبات نفت و آب مخزن و اثرات متقابل فیزیکی- شیمیایی آنها در طول تولید به حساب می آید. از این جهت بررسی تاثیر این عامل بر روی میزان تولید نفت از اهمیتی ویژه ای برخوردار است. در این تحقیق سعی گردید که میزان تولید سه نوع نفت از مخازن کربناته آسماری و بنگستان واقع در میادین شرکت ملی نفت خیز جنوب بر اثر تزریق آب در شرایط مخزن بازسازی شده بررسی و تاثیر پارامترهای مختلف و اجزای نفت بر روی میزان تولید، مشخص شود. نتایج حاصل بیانگر این است که میزان تولید نفت در اثر تزریق آب، بستگی به ترکیب شیمیایی نفت و اثرات متقابل آب و نفت دارد و غیر از مقدار آسفالتین موجود در نفت، تحت تاثیر مقدار اسیدهای کربوکسیلی آلی موجود در نفت خام نیز می باشد. همچنین نیروهای موجود بین سطوح آب و نفت، یعنی نیروهای جذب و دفع بر روی حجم آب تزریقی جهت تولید حداکثر نفت تاثیرگذار هستند. مطالعات و بررسی ها نشان می دهد که پارامترهای مهم نفت، مانند عدد اسیدی، چهار جزء اصلی آن (سارا) و همچنین کشش بین سطحی نفت و آب نمک مخزن، جهت مطالعه روند تولید و پیشبینی آن ضرورت دارد. نتایج به دست آمده از مطالعات برخی از مخازن کربناته مناطق نفتخیز جنوب همراه با بررسی عوامل تاثیرگذار دیگر می تواند به پیش بینی میزان تولید و تجزیه و تحلیل نتایج تزریق آب با هدف ازدیاد برداشت کمک نماید.

سولفید هیدروژن یکی از مهمترین ناخالصی های موجود در نفت خام و گاز طبیعی است که قبل از انتقال گاز یا پالایش نفت باید آن را جدا نمود. ترکیبات گوگردی موجود در نفت خام، اشکالات متعددی را در مرحله پالایش نفت خام و هنگام مصرف محصولات نفتی از نظر جنبه های کیفیت محصول و مسائل زیست محیطی ایجاد می کنند. علی رغم وجود روش هایی نظیر عریان سازی و استخراج که با صرف هزینه های فرآیندی بالا مواجه بوده و مستلزم برنامه های بلند مدت است، اخیرا اسکونجرهای شیمیایی به عنوان راه حلهای کوتاه مدت با توجیه اقتصادی مناسب به ویژه در صنعت گاز به منظور شیرین سازی استفاده شده اند. یکی از راه های کاهش و حذف سولفید هیدروژن از نفت خام استفاده از اسکونجرهای شیمیایی می باشد که امروزه از این مواد جهت کاهش سولفید هیدروژن در ارتقای کیفیت مواد نفتی برای صادرات استفاده می شود. بعلت عدم وجود روش های استاندارد جهت ارزیابی کارایی آنها، در این مطالعه روش کنونی (سنتی) ارزیابی اسکونجرهای سولفید هیدروژن از نفت خام در شرکت های نفتی مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین با توجه به معایب روش موجود، روش جدیدی برای ارزیابی اسکونجرها تدوین شده است. این روش که به نام پژوهشگاه صنعت نفت یا RIPI نام گذاری گردیده است، اساسا دینامیکی بوده و از سرعت عمل بالایی برخوردار است، به طوری که میتوان روزانه 20 نمونه را با انحراف استاندارد نسبی 2.4% ارزیابی نمود. بنابراین اسکونجرهایی که از سینتیک سریع واکنش حذف H2S برخوردارند و به طور برگشت ناپذیر عمل می نمایند، از درجه موفقیت بالاتری برخوردار می باشند.