فهرست مطالب
مجله پژوهش نفت
پیاپی 90 (بهمن و اسفند 1395)
- تاریخ انتشار: 1396/01/20
- تعداد عناوین: 16
-
-
صفحات 4-14مشکل ناپایداری شیل یکی از مسائل چالشبرانگیز در صنعت حفاری است. وقوع ناپایداری در این نوع سازندها یک مسئله وابسته به زمان، بهدلیل نفوذ تدریجی آب به داخل شیل، است. بهدلیل تراوایی فوق العاده پایین شیل(12-10 تا 6-10 دارسی) و همچنین بزرگتر بودن ذرات جامد موجود در سیال حفاری از گلوگاه فضای منفذی شیل(3 تا nm 100)، تشکیل کیک حفاری برای جلوگیری از نفوذ آب به شیل ممکن نیست، در نتیجه مواد فیلترشده سیال حفاری پیوسته به سازند وارد می شوند. این امر بهمرور باعث افزایش فشار منفذی و همچنین تضعیف خواص مکانیکی سنگ و ریزش دیواره چاه می شود. یکی از روش های جلوگیری از نفوذ آب مسدود کردن حفرات شیل با استفاده از نانوذرات است. در این پژوهش از نانوذرات اکسید روی استفاده شده که علاوه بر اندازه مناسب، خواص سطحی مناسبی نیز دارند. با طراحی آزمایش انتقال فشار(PPT)، تاثیر استفاده از نانوذرات بر کاهش نفوذ آب به نمونه شیلی بررسی شده است. این آزمایش بهخوبی افزایش فشار منفذی سازند(در اثر انتقال فشار سیال حفاری به داخل نمونه) را در حالت های مختلف نشان داده است. از نتایج میتوان برای مقایسه کاربرد افزایه های مختلف بهمنظور کاهش نفوذ سیال به داخل نمونه استفاده کرد. اندازه و خواص سطحی مناسب نانوذرات استفادهشده باعث کاهش موثر تراوایی شیل و در نتیجه کاهش نفوذ آب میشوند. با استفاده از غلظت های 25/0، 5/0 و 75/0% از نانوسیال اکسید روی، بهترتیب کاهش نفوذ فشار منفذی 60، 87 و 96% در مقایسه با آب دریا به دست آمده است.کلیدواژگان: تورم شیل، کاهش تراوایی، نانوذرات، نانواکسید روی، فشار منفذی، پایداری چاه
-
صفحات 15-25شبهکلاتریتها ساختارهایی جدید از هیدراتهای گازی هستند که شرایط ترمودینامیکی تشکیل هیدرات گازی در آنها از هیدراتهای کلاتریت بسیار راحتتر است. مدلهای ارایهشده برای پیشبینی شرایط ترمودینامیکی شبهکلاتریتها انگشتشماراند. در کار حاضر از ابزار شبکه عصبی مصنوعی با ساختار پرسپترون چندلایه برای پیشبینی شرایط ترمودینامیکی تشکیل هیدرات شبهکلاتریت برای سیستمهای آب + تترا ان- بوتیل آمونیوم کلراید(TBAC) + متان/ کربندیاکسید/ نیتروژن استفاده شده است. محدودهای وسیع از داده های ترمودینامیکی موجود در مقالات، شامل 195 داده آزمایشگاهی، برای توسعه این مدل ترمودینامیکی و از TBAC با غلظت های 0 تا 18/36% وزنی برای آموزش شبکه استفاده شد. 85% از داده های آزمایشگاهی استفادهشده در این مقاله برای آموزش شبکه عصبی مصنوعی توسعهدادهشده به کار گرفته شد. برای آزمودن شبکه توسعهدادهشده، تعدادی داده آزمایشگاهی مستقل که در آموزش شبکه از آنها استفاده نشده است به کار رفت. نتایج پیشبینی های شبکه عصبی توسعهدادهشده نشان دادند که این پیشبینی ها و داده های آزمایشگاهی تطابقی خوب دارند.کلیدواژگان: شبه کلاتریت ها، TBAC، شبکه عصبی، هوش مصنوعی، هیدرات های گازی
-
صفحات 26-35در این تحقیق پس از بررسی ساختار گرافن نانومتخلخل با آنالیز SEM و رامان، از این نانوساختار گرافنی با غلظت 1% وزنی در فرآیند تشکیل هیدرات گازی استفاده شد. برای ایجاد و افزایش پایداری گرافن در آب، سورفکتانت SDS به کار رفت. نانوسیال در مجاورت گاز طبیعی تحت فشار psig 1000 و دمای C°4 قرار گرفت و با گذشت زمان هیدرات گازی درون راکتور تشکیل شد. ملاحظه شد که گرافن نانومتخلخل، ضمن کاهش زمان فرآیند القا، ذخیرهسازی گاز را 6/14% افزایش داد و هیدراتی پایدارتر را نیز ایجاد کرد. با افزایش تدریجی دمای راکتور هیدرات ناپایدار و گاز طبیعی از آن متصاعد شد. با تجزیه 95% از هیدرات تشکیلشده، از گاز طبیعی نمونهگیری و با آنالیز GC ترکیبات آن مشخص و با گاز اولیه مقایسه شد. نتایج حاکی از افزایش ترکیبات سبک متان از 7/92 به 15/96% و حذف ناخالصی هایی چون دیاکسیدکربن و کاهش مقدار ترکیبات نامرغوب مانند نیتروژن و اکسیژن هستند؛ بنابراین بدون صرف هزینه و وقت اضافه، ضمن ذخیرهسازی گاز به روش هیدرات فرآیندهای غنیسازی و خالصسازی گاز طبیعی نیز انجام میشوند.کلیدواژگان: گرافن نانو متخلخل، هیدرات گازی، گاز طبیعی، غنی سازی، ذخیره سازی
-
صفحات 36-47ویژگی های فیزیکومکانیکی سنگها اغلب بهدلیل پیچیدگی های زمین شناسی، از نظر درجه ناهمگنی سنگ ناشی از تغییرات رخساره های سنگی و خواص ساختاری سازندها در گستره مخزن، تغییر میکنند. تحلیل آماری راه حلی مناسب است تا با در نظر گرفتن بازه عدمقطعیت خواص مکانیکی سنگ، تحلیل ریسک انجام شود. اما این روش موقعیت مکانی و فضایی داده ها را نسبت به هم در گستره مخزن در نظر نمی گیرد. برای حل این چالش، شبیه سازی زمین آماری احتمال گرا مقید به توزیع فضایی رخساره های سنگی و هندسه ساختمان راه حلی مناسب را ارایه می دهد. نظر به پراکنش رابطه سرعت موج فشارشی و موج برشی ناشی از تنوع رخساره های سنگی، مدلسازی سرعت موج برشی با روش آمار دومتغیره مشروط به مدل سه بعدی رخساره ها به کمک نشانگرهای لرزه ای امپدانس صوتی و تخلخل لرزه ای انجام شد. بر این اساس دیگر ویژگی های مکانیکی سنگ در غالب تحققهای چندگانه به دست آمدند و برای تحلیل ریسک، فشار شکست سنگ و شاخص ریسک، پس از محاسبه تنش های اصلی، به کمک معیار شکست مور- کلمب محاسبه شدند. این خواص بهصورت سه بعدی برای هر رخساره و جداگانه برای تمام شبکه های ساختمان میدان مدل شدند. برای بررسی اثر توزیع رخساره های آواری و رخساره های کربناته بر ریسک ناپایداری، مدلسازی بهترتیب در سازندهای کژدمی و داریان- گدوان با متوسط عمق m 2500 انجام شد. نتایج بهدستآمده نشانگر ریسک بالای ناپایداری در رخساره های سنگی شیلی و آرژیلی و ریسک کمتر در رخساره های کربناته و ماسه ایاند که به آن معنی است که رخساره های سنگی تا حدودی ریسک ناپایداری را کنترل میکنند.کلیدواژگان: زمین آمار، ریسک، رخساره، مدلسازی، پایداری
-
کاربرد روش دینامیک سیالات محاسباتی برای بررسی استفاده از دریچه های هدایت بخار در عمل کرد سینی غربالیصفحات 48-59در این مقاله، یک مدل سهبعدی و دوفازی در چارچوب اولری- اولری برای پیش بینی هیدرودینامیک سینی ها با استفاده از نرمافزار CFX ارایه شده است. ابتدا هیدرودینامیک سینی غربالی شبیهسازی و با نتایج آزمایشگاهی داده های پیشین مقایسه شد. نتایج پیشبینی توافقی خوب با نتایج آزمایشگاهی داشتند. سپس برای بهبود الگوی جریان در سینی غربالی و از بین بردن نقاط مردابی و ساکن، از آرایشهای گوناگون دریچه های هدایت بخار استفاده شد. بهترین آرایش از جنبه توزیع سرعت روی سینی، افت فشار و تشکیل حباب آرایش سینی غربالی بههمراه 8 دریچه هدایت بخار(در گوشه های سینی) انتخاب شده است. مهمترین عامل در طراحی دریچه ها نسبت سطح دهانه دریچه ها به کل سطح آزاد سینی تشخیص داده شد. این مشخصه بدون بعد برای آرایش هشتدریچهای 31/14% است که این محدوده برای طراحی دریچه ها روی سینی های غربالی پیشنهاد می شود. سینی بهبودیافته غربالی بههمراه دریچه های طراحیشده روی آن می تواند در رفع تنگناهای سینی های موجود و همچنین طراحی های آینده بدون تحمیل هزینه قابلتوجه استفاده شود.کلیدواژگان: سینی غربالی، دریچه های هدایت بخار، CFD، الگوی جریان، افت فشار
-
صفحات 60-73در این تحقیق خواص خوردگی پوشش های پلی استری ایجادشده بهروش پاشش الکترواستاتیک بررسی شدهاند. پاشش الکترواستاتیک روشی ایده آل و کاملا صنعتی برای اعمال پوشش های پودری پلی استری روی انواع قطعات فولادی است. در این تحقیق پوشش نانوکامپوزیتی پلی استر-10% وزنی نانوآلومینا، نانوکامپوزیت پلی استر-20% وزنی نانوآلومینا و پوشش پلی استر خالص با این روش روی سطوح فولاد ساده کربنی اعمال شدند. برای اطمینان از پراکندگی مطلوب نانوذرات آلومینا در داخل زمینه پلیمری، از پودر نانوکامپوزیتی تهیه شده تصاویر میکروسکوپ الکترونی گسیل میدانی(FE-SEM) گرفته شدند. مورفولوژی و ساختار پوشش های اعمالی به کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) بررسی شد. با استفاده از آزمون های غوطه وری و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی(EIS)، خواص خوردگی پوشش ها بررسی شدند. نتایج آزمون های خوردگی نشان دادند که مقاومت خوردگی پوشش در اثر افزودن 10% وزنی نانوآلومینا حدود 30 برابر شد. نمونه های نانوکامپوزیتی حاوی 20% وزنی نانوذره رفتاری ضعیف تر از نمونه های حاوی 10% وزنی نانوآلومینا نشان دادند.کلیدواژگان: الکترواستاتیک، نانوکامپوزیت، پوشش پلی استر، خوردگی، امپدانس الکتروشیمیایی
-
صفحات 74-87برای استفاده از نانوفناوری در ازدیاد برداشت حرارتی برای افزایش راندمان انتقال حرارت، در این تحقیق افزایش ضریب انتقال حرارت با استفاده از نانوفناوری بررسی شده است. در بخش آزمایشگاهی این تحقیق، ابتدا با افزودن نانوذره اکسید مس(بهعنوان یکی از متداولترین نانوذرات استفادهشده در این زمینه) به سیال پایهآبی، نانوسیالی پایدار و یکنواخت برای استفاده از خواص حرارتی بالای آن تهیه و سپس به درون مغزه تزریق شد. نتایج بهدستآمده پس از تزریق نانوسیال با غلظت 01/0 مولار بیانگر افزایش قابلتوجه ضریب هدایت حرارتی نسبت به سنگ خشکاند(25%) در حالی که آب مقطر تنها 6% ضریب انتقال حرارت را بهتر کرد. در بخش مدلسازی این کار تحقیقاتی، با استفاده از ساختار واقعی سنگ به بررسی عددی انتقال حرارت در این نمونه پرداخته شد. برای این منظور دو تصویر از دو مقطع مغزه آزمایششده تهیه شد و از پردازش آنها دو مدل واقعی به دست آمدند که با اعمال شرایط اولیه و شرایط مرزی موجود، نتایج حاصل از شبیهسازی عددی با روش اجزای محدود افزایش ضریب هدایت حرارتی موثر تحتتاثیر نانوذرات رسانا را تایید کردند. نتایج شبیهسازی پس از تزریق نانوسیال با استفاده از مدل های شماره یک و شماره دو بیانگر افزایش 14 و 8% ضریب هدایت حرارتی نسبت به سنگ خشک و در نتیجه افزایش بازده انتقال حرارتاند. نتایج حاصل از این تحقیق نشان دادند که روش دینامیک سیالات محاسباتی را می توان بهعنوان یک روش قابلاعتماد در حل این مسئله به کار برد.کلیدواژگان: محیط متخلخل، شبیه سازی عددی، ضریب هدایت حرارتی، پردازش تصویر، انتقال حرارت
-
صفحات 88-103در این تحقیق هیدروژن گیری اتان در حضور دیاکسیدکربن روی کاتالیست های کروم توزیعشده روی SAPO-34 بهروش سونوشیمی و غربال مولکولی نانوساختار LaAPSO-34، با هدف پی بردن به اثرات ماهیت پایه بر خواص فیزیکی- شیمیایی و عملکردی کاتالیست و بررسی ورود فلز لانتانیوم به آن انجام شد. مانند SAPO-34، غربال مولکولی نانوساختار LaAPSO-34 بهروش هیدروترمال یکمرحله ای با موفقیت ساخته شد و آنالیزهای XRDا، FESEMا، FTIRا، BET و EDX این امر را تایید کردند. براساس نتایج خصوصیتسنجی، وارد کردن فلز لانتانیوم به داخل ساختار SAPO-34، ضمن تکامل بلورینگی، سبب افزایش سطح ویژه SAPO-34 شد که توزیع بهتر ذرات کروم و مورفولوژی سطحی یکنواخت تری را بهدنبال داشت. این خواص سطحی مناسب نانوکاتالیست سنتزی وجود ذرات کروم ردوکسی تثبیتشده بیشتر روی سطح را، در مقایسه با پایه(0.3) SAPO-34، نوید می دهند که به کارایی و پایداری چشمگیر نانوکاتالیست(0.3)Cr/LaAPSO-34 میانجامند. ارزیابی عملکردی نمونه ها بیانگر کارایی قابلقبول نانوکاتالیست های سنتزی است. با تقویت SAPO-34 با فلز لانتانیوم نیز یک پایه بسیار موثر برای کاتالیست های کرومبنیان در فرآیند هیدروژن گیری اکسایشی ایجاد خواهد شد. مشاهده شد که نانوکاتالیست(0.3)Cr/LaAPSO-34 بهخوبی اتان را در حضور CO2 و در دمای 700oC، حتی پس از گذشتhr 5 از انجام واکنش، به اتیلن تبدیل می کند و راندمان تولید و انتخاب پذیری اتیلن بهترتیب 45 و 93% است. واضح است که حساسیت کمتر به غیرفعال شدن در طول مسیر انجام واکنش ناشی از اثر هم افزایی حضور لانتانیوم و انرژی التراسوند بر بهبود پایداری کاتالیست است.کلیدواژگان: LaAPSO، 34، کروم، هیدروژن گیری، اتان، اتیلن
-
صفحات 104-113میدان گازی پارس جنوبی، که میزبان بزرگترین ذخایر گازی جهان است، روی خط مرزی مشترک ایران-قطر در آبهای خلیج فارس واقع شده است. سنگ مخزن اصلی این میدان بخش فوقانی سازند دالان (دالان بالایی) و سازند کنگان با سن پرموتریاس است. لیتولوژی عمده این توالی کربناته و متشکل از سنگ آهک و دولومیت می باشد. دولومیتی شدن یکی از مهمترین پدیده های دیاژنزی است که بر توالی فوق تاثیر گذاشته و باعث تغییر مشخصه های مخزنی و شبکه منفذی شده است. در این مطالعه برخی مشخصه های مخزنی و شبکه منفذی مانند تخلخل، تراوایی، اندازه منافذ و اندازه گلوگاه های منافذ برای واحدهای آهکی و دولومیتی توالی کنگان و دالان بالایی در میدان گازی پارس جنوبی بررسی و مقایسه شدهاند. نتایج نشان می دهند که در واحدهای دولومیتی، علی رغم تخلخل کمتر و منافذ کوچک تر، به دلیل اینکه گلوگاه های منافذ بزرگ تر هستند و به عبارتی منافذ به وسیله گلوگاه های بزرگ تری بهم مرتبط هستند، تراوایی بیشتر بوده و از کیفیت مخزنی بالاتری در مقایسه با واحدهای آهکی برخوردار هستند.کلیدواژگان: ویژگی های مخزنی، شبکه منفذی، اندازه منافذ، اندازه گلوگاه منافذ، پارس جنوبی
-
صفحات 114-128سازند آسماری مهم ترین سازند مخزنی در جنوب ایران است. این سازند در میدان مورد مطالعه ماهیت کربناته-آواری دارد و تغییرات مدول های الاستیک آن قابل مقایسه با تغییرات رخساره ای است. به منظور درک این تغییرات، رابطه بین رخساره، بافت رسوبی و خاصیت مکانیکی سنگ(مدول یانگ) مورد بررسی قرار گرفت. به این ترتیب داده های سه چاه برای بررسی مدول یانگ و رخساره های رسوبی استفاده شد. براساس خواص مکانیک سنگی، رخساره، بافت و مشخصات پتروفیزیکی، 7 رخساره مکانیکی در سازند مورد مطالعه تعریف شد. برای پیش بینی تغییرات رخساره های مکانیکی به صورت جانبی و در مقیاس میدانی، داده های سه بعدی لرزه ای پس از برانبارش مورد استفاده قرار گرفت. به همین منظور مدل سه بعدی از توزیع رخساره های مکانیکی حاصل شد. توسط این روش، رخساره های مکانیکی قابلیت تطابق در بین چاه ها و نقشه شدن در مقیاس میدانی را خواهند داشت. در نهایت، توزیع رخساره های مکانیکی و مشخصات مربوط به آن ها در میدان مورد مطالعه تعیین شدند.کلیدواژگان: مکانیک سنگ، مدول یانگ، رخساره، نشانگرهای لرزه ای، سازند آسماری
-
صفحات 129-140یکی از مشکلات هزینه بر در مهندسی حفاری، ایجاد ناپایداری در چاه های نفت وگاز است. این پدیده تحت تاثیر عواملی همچون آزیموت، زاویه انحراف، تنش درجا، وزن گل و خصوصیات مقاومتی سنگ قرار می گیرد. از این میان آزیموت، زاویه انحراف و وزن گل از پارامترهای قابل کنترل می باشند. در این مقاله الگوریتم جدیدی به منظور تعیین مقدار بهینه فشار گل و نیز مسیر مناسب چاه ارائه شده است. الگوریتم ازدحام ذرات، به عنوان موتور بهینه ساز به همراه یک کنترل گر تناسبی برای نیل به شرایط بهینه مذکور، مورد استفاده قرار گرفت. زون تسلیم نرمالیزه به عنوان شاخص ناپایداری در نظر گرفته شد و به منظور تعیین خطای بین شاخص زون تسلیم نرمالیزه شبیه سازی شده و تنظیم شده از یک کنترل گر تناسبی استفاده شد. با اعمال الگوریتم ارائه شده در یک چاه انحرافی حفاری شده در جنوب غرب ایران مقدار بهینه آزیموت نزدیک جهت تنش افقی ماکزیمم(°3/358) و مقدار بهینه زاویه انحراف °4/67 به دست آمد. فشار گل بهینه متناسب برابر MPa 75/37 می باشد.کلیدواژگان: شاخص زون تسلیم نرمالیزه، ناپایداری چاه، الگوریتم ازدحام ذرات، مسیریابی چاه، بهینه سازی
-
صفحات 141-152رسوب آسفالتین از سیال مخزن یکی از مشکلات جدی در حین تولید نفت است که سبب مسدود شدن سازند، دهانه چاه و تاسیسات بهره برداری می شود. در مطالعه های پیشین عمدتا رسوب آسفالتین تنها از نگاه ترمودینامیکی بررسی و فرض شده است که این رخداد نسبتا سریع است و آثار سینتیکی وجود ندارند. بدون درک درست آثار سینتیکی همراه در حین رسوب آسفالتین، مدل های ترمودینامیکی پیشبینیای گمراهکننده از پایداری آسفالتین به دست می دهند؛ بنابراین برای مطالعه این پدیده باید از دو منظر تعادل ترمودینامیکی و پایداری سینتیکی به موضوع نگاه کرد. در این مطالعه با روش تزریق مولی برنامه ریزیشده گاز طبیعی غنیشده و دیاکسیدکربن در شرایط دما و فشار اولیه مخزن در سامانه تشخیص جامد به ارزیابی سینتیکی فرآیند رسوب ایجادشده پرداخته شد و با فرض سینتیک پلیمری شدن برای واکنش گاز و مولکول آسفالتین، مشخصه های سینتیکی واکنش رخ داده محاسبه شدند. نتایج نشان می دهند که رسوب آسفالتین بهازای 9/0 مول گاز طبیعی غنیشده تزریقی و برای گاز CO2 بهازای 3/0 مول تزریق به یک مول نفت مخزن رخ می دهد. همچنین مرتبه واکنش نسبت به گاز طبیعی غنیشده تزریقی و CO2 حدود 7/2 برابر مرتبه واکنش نسبت به آسفالتین است.کلیدواژگان: رسوب آسفالتین، تزریق گاز، سینتیک، سامانه تشخیص جامد، مدل توانی
-
صفحات 153-160معمولا برای اطمینان از تامین گاز در زمان اوج مصرف، آن را در زیرزمین ذخیره میکنند. با پیشرفت ذخیره سازی در صنعت نفت، به بهینهسازی عملکرد مخازن ذخیره و برداشت حداکثری از این مخازن توجه شده است. در این مقاله به بهینه سازی حفر چاه ها در یک مخزن واقعی گاز میعانی با هدف افزایش ظرفیت ذخیره سازی و بیشینه کردن راندمان تولید میعانات پرداخته و حفر چاه های جدید براساس قابلیت مخزن بررسی میشود. حفر چاه های تزریقی جدید و چینش آنها با توجه به خواص پتروفیزیکی مخزن همچون تراوایی، تخلخل، اشباع سیالات و چیدمان چاه های موجود است. متفاوت بودن چاه های تزریق با تولید باعث می شود در ذخیرهسازی، حجم بیشتری از گاز باقی مانده مخزن در جریان تولید استخراج شود و راندمان تولید میعانات افزایش یابد. چگونگی آرایش بهینه چاه ها برای ذخیره سازی و استفاده از چاه های افقی بررسی شده و نتایج نشان می دهند که این کار باعث کاهش تعداد چاه های لازم و افزایش بهره وری میعانات در زمان ذخیرهسازی می شود. مقایسه بهره دهی چاه افقی با چاه عمودی نشان می دهد که چاه افقی، علاوه بر افزایش شاخص بهره دهی، تشکیل و تجمع میعانات را به تاخیر می اندازد و تاثیر تجمع میعانات بر مقدار بهره دهی را کاهش می دهد. تراوایی، تخلخل و اشباع بهترتیب بیشترین اثر را بر تابع هدف می گذارند و آرایش بهینه چاه ها در این مخزن گازمیعانی، به نحوی که دبی لازم برای زمان اوج مصرف تامین شود، در مدت 20 سال باعث افزایش 1 میلیون بشکه ای تولید میعانات گازی باقی مانده در مخزن می شود.کلیدواژگان: ذخیره سازی، گاز میعانی، آرایش بهینه چاه ها، راندمان میعانات، چاه افقی
-
صفحات 161-173سازند ایلام و سروک در گروه بنگستان به سن کرتاسه میانی(سنومانین– سانتونین)یکی از مخازن نفتی- گازی با اهمیت در حوضه زاگرس محسوب می شوند. سازند ایلام دارای رخساره های کربناته بوده و ما بین سازندهای سروک در پایین و گورپی در بالا قرار گرفته است. سازند سروک بعد از مخزن آسماری از نظر اهمیت جایگاه دوم را دارا می باشد. جهت بررسی محیط های رسوبی، مدل رسوبی و خصوصیات مخزنی سازندهای مزبور، چهار مقطع تحت الارضی از این سازندها در چاه های C، B ،A و D میدان نفتی سعادت آباد انتخاب و مورد مطالعات پتروگرافی(میکروسکوپی) و پتروفیزیکی قرار گرفت. با توجه به مطالعات دقیق کمی وکیفی میکروفاسیس ها ونتایج حاصل از بررسی های کمی عناصر آلوکم، تخریبی و ارتوکم، دو محیط رسوبی برای سازند ایلام(محیط های شول و دریای باز) و سه محیط رسوبی برای سازند سروک (محیط های لاگون، شول و دریای باز) شناسایی گردید. سازند ایلام در محیط شول شامل دو رخساره ودر محیط دریای باز شامل پنج رخساره بوده و سازند سروک نیز دارای شانزده رخساره در محیط های لاگون، شول و دریای باز می باشد که حاکی از تشکیل این سازندها در یک پلاتفرم کربناته از نوع رمپ کم شیب می باشند. مقایسه فاسیس های شناسایی شده با نمودارهای چاه پیمایی (گاما، سونیک، نوترون و دنسیتی) نشان دهنده تطبیق روند تغییرات آنها با یگدیگر می باشد.کلیدواژگان: سازند ایلام، سازند سروک، محیط رسوبی، میکروفاسیس، نمودار چاه پیمایی
-
صفحات 174-183در این مقاله، معادلات پیوستگی، مومنتم و انرژی برای جریان دوفازی بهصورت عددی شبیهسازی میشوند و خواص سیالات با روابط PVT به دست میآیند. برای اولین بار شبیهسازی عددی جریان دوفازی در سه چاه نفتی با مدلهای مختلف ارکیزوسکی، حسن و کبیر قدیم و حسن و کبیر جدید انجام و بهدلیل انطباق بهتر با داده های تجربی، مدل جدید حسن و کبیر انتخاب شد. در این مدل از رابطه اصطکاکی چن استفاده شده است. چون تعیین ضریب اصطکاک عاملی بسیار مهم برای پیشبینی افت فشار و تعیین الگوی جریان در چاه های نفتی است، روابط اصطکاکی معتبری همانند کولبروک، گودار و کاراگاز در مدل حسن و کبیر استفاده شدهاند. تاثیر استفاده از مدلهای اصطکاکی مختلف بر افت فشار کم بوده است، اما بهطور کیفی میتوان گفت که بهکارگیری رابطه کاراگاز، که در آن از روابط لگاریتمی استفاده شده، انطباقی بهتر با داده های تجربی دارد.کلیدواژگان: دوفازی، شبیه سازی عددی، مدل حسن و کبیر، ضریب اصطکاک، چاه نفتی
-
صفحات 184-196تفکیک مخزن به بخش های هموژن از نظر ویژگی های پتروفیزیکی مانند تخلخل و تراوایی را شناسایی راک تایپ های پتروفیزیکی می نامند. روش ها و معادلاتی متعدد برای بررسی راک تایپ های پتروفیزیکی وجود دارند: معادلات وینلند، معادلات پیتمن و شاخص کیفیت سنگ و... . لازمه شناسایی و تفکیک زون های مخزنی برمبنای این ویژگی ها وجود مغزه است، ولی در اغلب چاه های نفت و حتی در تمام اعماق یک چاه مغزه گیری ممکن نیست، اما تقریبا در تمام چاه ها نمودارگیری بهصورت پیوسته انجام می شود. به همین علت یافتن روش هایی برای تخمین زدن تخلخل و تراوایی با استفاده از دیگر ویژگی هایی مخزنی دردسترس مهم است. در این مقاله برای بررسی کارایی سیستم فازی- عصبی درخت مدل خطی محلی(لولیموت) در تفکیک راک تایپ های پتروفیزیکی، نتایج حاصل از عملکرد این سیستم با داده های حاصل از مغزه های موجود و نیز الگوریتم شبکه عصبی چندلایه مقایسه شدند و رویکرد مذکور، با توجه به راهبرد تقسیم و تسخیر، قابلیتی مناسب در زون بندی مخزن نشان داد. علاوه بر این برای افزایش کارایی روش فوق و بررسی اثر همگن سازی داده ها بر نتایج، داده ها قبل از ورود به سیستم فازی- عصبی با استفاده از روش گوستافسون- کسل خوشه بندی شدند. براساس نتایج به دستآمده، دقت زون بندی مخازن نفتی براساس راک تایپ های پتروفیزیکی با استفاده از این روش بالاتر است. در نهایت در این مقاله براساس معادلات وینلند و با استفاده از چاه نگارها و داده های مغزه موجود، دو چاه در یکی از مخازن نفتی جنوب ایران زون بندی و راک تایپ های پتروفیزیکی بهخوبی از یکدیگر تفکیک شدند.کلیدواژگان: زون بندی مخزن، راک تایپ های پتروفیزیکی، معادلات وینلند، لولیموت، خوشه بندی گوستافسون، کسل
-
Pages 4-14Instability of shale formations is one of the major challenges during a drilling operation. Shale swelling is a time-dependent process in which water gradually infiltrates the shale structure. Due to very low permeability of shales (10-6 - 10-12 D) and relatively large size of solid materials of drilling mud compared to shale pore throats (3-100 nm), filter cake is not capable of hindering this process. As a result, mud filtrate continuously seeps into shale, concurrently increasing pore pressure and reducing mechanical strength of the formation, where it may result in wellbore caving. One remedy to this hazard is the use of Nano-materials to block the entrance of mud filtrate into shale formations. Using nano-particle additives is one of the methods to reduce the entrance of mud filtrate into the shale formations. The present research investigates the application of Nano ZnO in controlling shale swelling. This nano particle benefits size adequacy as well as suitable interfacial properties in controlling mud filtration. The impact of adding nano ZnO to reduce water seepage into shale is investigated using PPT apparatus. This test shows the increase in pore pressure in the formation due to mud filtrate invasion, hence enabling us to study the effect of different additives on stability of shales. The results show that Nano ZnO particles reduces shales wettability effectively, and thereby reducing water penetration, due to their sizes and other chemo-physical properties; such as, specific surface area, electric charge. Using 0.25, 0.5 and 0.75 weight/volume percentage of Nano-ZnO mixture shows respectively %60 ,%87, and %96 reduction in pore pressure transmission compared to a sea water sample.Keywords: Shale Swelling, Permeability Reduction, Nano Particles, Nano ZnO, Pore Pressure, Wellbore Stability
-
Pages 15-25Semiclathrate hydrates are new structure of gas hydrates that dramatically promote the gas hydrate dissociation conditions, but there are few thermodynamic models to predict the semiclathrate hydrate dissociation conditions. In this research, the multi-layer perceptron artificial neural network tools were employed to predict the semiclathrate hydrate dissociation conditions for the systems of methane TBAC water, carbon dioxide TBAC water, and nitrogen TBAC water. A wide range of experimental data which was reported in the literature was used to develop this algorithm. Mass fraction (0 - 0.3618) TBAC aqueous solution data were utilized to train the artificial neural network. %85 of literature data points were used to train and develop the network and 15% of literature data points were used to examine the developed artificial neural networks. The predicted data by the developed artificial neural network (for the systems of methane TBAC water, carbon dioxide TBAC water, and nitrogen TBAC water) showed an acceptable agreement with experimental data.Keywords: Semiclathrate Hydrates, Gas Hydrate, TBAC, Neural Network, Artificial Intelligence
-
Pages 26-35In this article, the structure of graphene nano-porous investigated by SEM image and Raman spectroscopy. Then the nano fluid of graphene nanostructures with 1% wt was used in gas hydrate formation process. SDS used as surfactant to enhancement of graphene stability in water. The nanofluid was in contact of natural gas under 1000 psig and °4C in cylindrical reactor and gas hydrate formed in the reactor by time. It was observed that the amount of gas storage increased by 14.6% while the induction time of the process was decreasing. The hydrate turns to unstable with increasing temperature of reactor and gas was released. The composition of natural gas in the top of reactor analyzed by GC and compared with initial natural gas. The results showed that light combination of natural gas; such as, methane increased from 92.7 to %96.15 and impurities; such as, carbon dioxide removed and undesirable compounds; such as, nitrogen and oxygen reduced. So, enrichment and purification of natural gas was performed without spending extra time and cost.Keywords: Graphene Nano, porous, Gas Hydrate, Natural Gas, Enrichment, Gas Storage
-
Pages 36-47Phisico-mechanical properties of rock vary because of complexity of geology and its heterogeneity and changing of litofacies and geometry of structure. An statistical analysis is the appropriate method to analyze the risk based on uncertainties among rock properties. The weakness of this method is summarized in two points: (1) spatial patterns and (2) relations of those data are discarded. In order to cope with the challenge, a geostatistical simulation which is considering lateral changes and geometry of structure give us a proper solution. According to scaterness of compressional and shear velocities of rock due to litofacies variation, modeling of shear velocity was done utilizing bivariate statistics conditioning to litofacies model which has been constructed using acoustic impedance and seismic porosity. Mechanical properties were then modeled based wave velocities and rock density. The risk analysis has been done based on well stability analysis using Mohr-Coulomb criteria. The studys simulations were done on Kazdumi as a clastic dominant reservoir, and the studys simulations were done on Darian-Gadvan as a carbonate dominant reservoir. The result shows high risk of instability in shale and argillaceous lithofacies and low risk sand and carbonate litofacies. It means that litofacies controls the instability risk.Keywords: Geostatistics, Risk, Litofacies, Modeling, stability
-
Pages 48-59In this paper, A 3D model in the Eulerian- Eulerian framework for the prediction of the two phase tray hydrodynamic with ANSYS CFX software was used. CFD of the sieve tray was validated with experimental data. Results showed good agreement between an experimental simulation and CFD simulation. Then, to improve sieve tray performance and eliminate stagnant point on the tray, the different arrangement of the vapor directional valve was implemented. The best directional valve arrangement was 8 number valves on the sieve tray. The results show that the ratio of the vapor directional valve open area to the total hole area is an important parameter in the tray design. This dimensionless parameter for the 8 number arrangement is 14.31%. Therefore, this improved sieve tray with the optimum number directional valve can be used in the debottlenecking and future design of sieve trays.Keywords: Sieve Tray, Vapor Directional Valve, CFD, Flow Pattern, Pressure Drop
-
Pages 60-73In this study, corrosion properties of polyester coatings which were fabricated by electrostatic method was studied. Electrostatic spraying is a usuall (or common) method to apply powder coatings on steel parts. In this study, %10 & %20 weight nanoalumina-polyester nanocomposite and pure polyester powder were coated on carbon steel surfaces. To ensure good dispersion of alumina nanoparticles within the polymer matrix, the nanocomposite powder was seen by field emission electron microscopy (FE-SEM). Morphology and structure of coatings were investigated by Scanning Electron Microscopy (SEM). By Immersion test, Tafel polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS), the corrosion properties of coatings were investigated. Corrosion test results showed that the corrosion resistance coatings by %10 weight Nanoalumina is increased about 30 times. Nanocomposite containing %20 wt Nanoalumina had weaker behavior compared to containing %10 wt Nanoalumina.Keywords: Electrostatic, Nanocomposite, Polyester Coating, Corrosion, Electrochemical Impedance Spectroscopy
-
Pages 74-87Its possible to couple the EOR and nanotechnology to utilize the efficiency of both methods. This study is conducted in two steps, (1) experimental and (2) simulation. In the first stage of experimental section, a stable and uniform water-based solution of nano-sized particles of copper oxide with different concentrations (0.01 to 0.05 M) were prepared and then injected into the core samples. Then using a homemade apparatus, thermal conductivity of cores at different cases include dry core, water saturated, nano saturated and dried after one week was measured. The experimental results showed %25 and 6% enhancement of thermal conductivity of nano saturated and water saturated core, respectively relative to the dry core thermal conductivity. In the simulation section, the modeling domain was constructed with realistic morphology to represent cores structure. Structural details of cores are obtained by image processing of two captured images from thin sections of cores. The experimental data have been used and validations have been performed by comparing temperature difference variation along to the core for different cases. The simulation approach has been performed by solving heat transfer equations with a commercial finite element package (COMSOL). The Simulation results of two used models show that the thermal conductivity of nano saturated models have 14% and 8% enhancement, respectively. The obtained results are consistent with experimental data and simulate the improvement of ETC after nanofluid injection. The present study demonstrates that computational fluid dynamics can be a reliable approach to confirm empirical data.Keywords: Heat Transfer, Image Processing, Numerical Simulation, Thermal Conductivity, Porous Media
-
Pages 88-103Dehydrogenation of ethane to ethylene in the presence of CO2 has been carried out over chromium oxide catalysts sonochemically supported on parent SAPO-34 and nanostructured LaAPSO-34 molecular sieve with the aim of understanding the effects of support nature and La incorporation on the physicochemical properties and performance of catalyst. Like SAPO-34, nanostructured LaAPSO-34 with nominal Si/Al ratio of 0.3 in the gel was successfully synthesized via one-pot hydrothermal method as evidenced by XRD, FESEM, BET, EDX and FTIR techniques. Based on the characterization results, La incorporation into the framework of SAPO-34, not only complete crystallinity of SAPO-34, but increases in the surface area resulted in higher dispersion of Cr species and more uniform surface morphology. This reflects in higher content of redox Cr species stabilized in comparison with parent SAPO-34(0.3), which accounts for superior catalytic performance and stability of Cr/LaAPSO-34 (0.30) nanocatalyst. Moreover, more active sites which have been attributed to the higher amount of OH groups for La-doped SAPO-34 were proved by FTIR analysis. By employing SAPO-34 supports, a reasonable catalytic performance was observed. Doping SAPO-34(0.3) by lanthanum metal endows a most efficient support applicable for the selective oxidative dehydrogenation process. It was found that Cr/LaAPSO-34(0.3) effectively dehydrogenated ethane to ethylene in the presence of CO2 at °700C even after 5 hrs on-stream operation, giving 45% and 93% ethylene yield and selectivity, respectively. Less sensitivity to deactivation during the course of running the reaction evidently indicated the synergism effect of lanthanum existence and ultrasound irradiation on alleviating the catalyst deactivation in ethane dehydrogenation with CO2.Keywords: LaAPSO, 34, Chromium, Dehydrogenation, Ethane, Ethylene
-
Pages 104-113South Pars gas field which is the host of largest gas reserves in the world is located on Iran- Qatar border line in Persian Gulf waters. Main reservoir rocks of this field are the Permo-Triassic Upper Dalan member and Kangan formation. Lithology of this succession is predominantly carbonate and composed of limestone and dolomite. Dolomitization is one of the most important diagenetic features. In addition to, dolomitization has mainly affected this succession and changed reservoir parameters and pore network characterizations. In this study, some reservoir properties and pore network parameters; such as, porosity, permeability, pore size and pore throat size of limestone and dolomite units have been evaluated and compared. The results show that Dolomite units, despite of lower porosity and smaller pores have higher permeability and subsequently better reservoir quality than limestone units. This is due to larger pore throats in dolomites and then the pores are connected together with larger pore throats.Keywords: reservoir properties, pore network, pore size, pore throat size, South Pars
-
Pages 114-128Asmari Formation is the most prolific and important hydrocarbon reservoir in south of Iran. This formation in the studied oilfield has mixed carbonate-siliciclastic lithology. Also, changes in its elastic modulus are correlatable with facies changes. To address these changes, we investigated the relation between sedimentary environment (facies) and texture with rock elastic properties (youngs modulus). Data from three wells are analyzed and used for the study of facies and youngs modulus. Based on elastic properties, facies and texture changes as well as petrophysical characteristics seven RMFs are recognized in the studied formation. To predict RMFs at any location in the field more efficiently, and capturing variations of the lateral formation properties as indicated by the post- stack seismic data, a 3D rock mechanical facies model is constructed. In this method, RMFs are correlatable between studied wells and map able by seismic attribute in the field scale. Finally, the distribution of RMFs and their related properties are recognized in the studied field.Keywords: Rock mechanic, Young's Modulus, facies, seismic attribute, Asmari Formation
-
Pages 129-140One of the important issues in the field of drilling engineering is the instability of oil and gas Wellbore. It is influenced by several factors; such as, azimuth, an inclination angle, in-situ stresses, mud weight, rock strength parameters, and etc. Among these factors, an azimuth angle, an inclination angle and mud weight are controllable. In this paper, a novel algorithm is introduced to obtain optimum Mud Pressure and finding the best well trajectory. Particle Swarm Optimization (PSO) was used as a main optimization engine; moreover, a strategy based on proportional (P) feedback control was applied to archive optimum condition. Normalized Yielded Zone (NYZA) Area was applied as an instability index and the feedback function uses the error between the simulated and set point Normalized Yielded Zone Area. A proposed algorithm is applied in one of directional well located in Ahwaz Oilfield. The results demonstrated that the optimum azimuth angle was near maximum horizontal stress (358.3°), and the optimum inclination angle was 67.4°. In addition, the minimum mud pressure for this trajectory was equal to 37.75 Mpa.Keywords: NYZA, Borehole Instability, PSO, Well Trajectory, Optimization
-
Pages 141-152Asphaltene precipitation from reservoir fluids during oil production is a serious problem resulting in plugging of the formation, wellbore and production facilities. Generally, asphaltene precipitation has only been investigated from thermodynamic approach in literature, and it assumed that precipitation is relatively fast and has no kinetik effects. Without a good understanding of the associated kinetic effects during the precipitation of asphaltenes, the thermodynamic models can provide misleading predictions for asphaltene stability. So, it should be analyzed from two points of view, thermodynamic and kinetics stability. In this study a molar rich gas and CO2 programmed titration technique was used to evaluate the kinetics of gas-induced asphaltene precipitation from Iranian reservoir oil under isothermal and isobaric initial reservoir conditions in a solids detection system (SDS) and with kinetics of polymerization assumption for reaction between asphaltene and gas, the kinetics parameters of reaction is determined. The results show that asphaltene precipitation occurs in 0.9 mol of rich gas and 0.3 mol of CO2 injected per one mol of reservoir oil. Also, the reaction order of CO2 & rich gas is 2.7 times more than reaction order of asphaltene. So in gas injection, the rate of asphaltene precipitation is highly dependant to the volume of gas.Keywords: Asphaltene precipitation, Gas Injection, Kinetics, Solid Detection System, Power Law
-
Pages 153-160Underground gas storage usually is used to assure stable supply during peak demand season of the year. With advances in gas storage at oil industry, optimization of storage reservoir performance and enhanced recovery is considered. In this paper, we focus on wells configuration optimization in an actual gas condensate reservoir. The injection/production well separation during underground gas storage leads to an increment in reservoir condensate recovery. The well separation reduces the number of wells that can be used either for injection or production. In addition to, the well separation reduces the produciblity of low permeability reservoirs, but because of high value of condensates and its minor effect on the produciblity of the reservoir with medium permeability, this approach is considered economical. The well configuration optimization and using horizontal wells in storage periods can increase the condensate recovery of the reservoir. Parameters which effect on well configuration optimization include: (1) water saturation, (2) injection/production well configuration and (3) reservoir permeability. As a production rate reaches to its specified value, and an optimized configuration in gas condensate reservoirs, production is maximized and the enhanced condensate recovery for remained fluid in the reservoir is achieved.Keywords: Underground Gas Storage, Gas Condensate, Condensate Recovery, Horizontal Well
-
Pages 161-173Ilam and Sarvak formations with middle cretaceous age are (belongs to Bangestan group) one of the very important oil and gas reservoirs in the Zagros basine .Ilam formation with carbonate facies is located between sarvak formation and gurpi formation. Based on importance, Sarvak formation has second place after Asmari reservoir. Four under-ground cross sections are selected from these formations in Saadatabad oil field wells No. (A, B, C, D) for investigating studies of sedimentary environments, sedimentary models and reservoir poroperties due to we did petrography and petrophysical studies on these formations .Based on microfacies studies and the results of orthochems, allochem and terigenous elements two sedimentary environments ((1) Shoal and (2) open marine environment) have been identified for ilam formation, and three sedimentary environments ((1) Lagoon, (2) Shoal, (3) Open marine) have been identified for Sarvak formations. Ilam formation included of two facies in Shoal environment and five facies in Open marine environment. Also, Sarvak formation has 16 facies in Lagoon, Shoal and Open marine environments , which indicates the production of the formations in a carbonat platform (a low slop carbonate ramp). The comparison between their facies and well logs (gamma ray, Sonic, Notron and Density) has shown that the their changing trends are coincident with together.Keywords: Ilam Formation, Sarvak Formation, Sedimentary Environment, Microfacies, Log
-
Pages 174-183In this study, a numerical modeling bespoke code has been used to identify the pressure drop and the flow pattern in three oil wells. The properties of the fluids are estimated by black oil PVT correlations. Conservation equations are formed for (1) mass, (2) momentum and (3) energy for each phase. For the first time, three oil wells are simulated with different two-phase models; such as, new Hasan and Kabir, old Hasan and Orkiszewski models. The new Hasan and Kabir model is selected due to good results. Determining friction is a very important factor to predict pressure drop and flow pattern in oil wells. Hasan and Kabir in their new simplified model used Chen correlation for friction factor. For determining the friction factor in rough pipes, the recently friction factor equation; such as, Colebrook equation, Goudar correlation, and Karagoz correlation are used and compared with each other. The effects of using the friction factor on the amounts of pressure drop is low. But in Qualitative study, Karagoz correlation, which is based on a new logarithmic velocity profile, shows better agreement with experimental data.Keywords: Two, phase, Numerical modeling, Hasan, Kabir model, Friction factor, Oil well
-
Pages 184-196Identifying reservoir rock types or a petrophysical rock type is separating a reservoir to homogeneous part based on petrophysical characterization like porosity and permeability. There are different ways to study the reservoir or petrophysical rock types like; Winlands equation, Pittmans equation and rock quality index. For detecting and separating reservoir zones based on these properties, we need core data but in most wells even if in all parts of one well, there is no way to coring. Nevertheless, logging will do in all wells. Because of that, finding some ways to estimate porosity and permeability using other available properties is very important. In this assay, for studying the efficiency of the local linear model tree (LOLIMOT) neuro-fuzzy system in detecting petrophysical rock types, we compare the achieved result with the core analysis and MLP neural network algorithm. Based on the results, the local linear model tree (LOLIMOT) neuro-fuzzy system has great sufficiency in reservoir zoning because this method uses a divided and conquer strategy. Besides, this for decreasing the efficiency of this method and studying the effect of homogenization of data on the result, the data were clustered with Gustafson Kessel clustering method before using the neuro-fuzzy system. According to the results, zoning petroleum reserviors will be done based on petrophsical rock type with higher accuracy. Finally, in this study, based on Winlands equation and using well logs and core analyses, 2 wells in one of the reservoirs in south part of Iran were clustered, and thereby zoning and petrophysical rock types were well detected and separated from each other.Keywords: Reservoir Zonation, Petrophysical Rock Types, Winland's Equation, LOLIMOT, Gustafson Kessel Clustering