فهرست مطالب
مجله پژوهش نفت
پیاپی 89 (مهر و آبان 1395)
- تاریخ انتشار: 1395/11/09
- تعداد عناوین: 16
-
-
صفحات 4-12بررسی جریان دوفازی در مخزن، نقش مهمی در مدیریت و پیشبینی عملکرد مخازن نفتی و گازی دارد و شامل حل معادلات غیرخطی، ترکیبی و وابسته به زمان در مخازن ناهمگن است. مهمترین موضوع در این باره شبکهبندی مخزن برای دسترسی به بهترین پاسخ است. تولید دقیق شبکه محاسباتی با توجه به ویژگی های سیستم همواره یکی از نکات کلیدی در دستیابی به پاسخهای مناسب محاسباتی است؛ لذا مهمترین موضوعی که در این مقاله درباره آن بحث شده ارایه الگوریتمی مناسب به عنوان عامل کلیدی برای دستیابی به پاسخ مناسب است. در این تکنیک برای نخستین بار با ترکیب ویژگی هایی چون توزیع عبورپذیری در مخزن، مکان چاه ها و بررسی مسیرهای کلیدی جریان به تولید شبکه زمینه پرداخته شده است و با یکی از روشهای رایج تولید شبکه به تولید شبکه محاسباتی بیسازمان پرداخته میشود. مدل دوفازی برمبنای فرمولاسیون حجم محدود توسعه یافته و با مدل ریزسلول مقایسه شده است.کلیدواژگان: شبکه بندی هوشمند، میدان عبورپذیری، خطوط جریان، شبیه سازی نفت سیاه، فرمولاسیون حجم محدود
-
صفحات 13-24سازند عرب، با سن ژوراسیک بالایی، به عنوان یک سکانس کربناته- تبخیری کلاسیک، یکی از مهمترین مخازن هیدروکربنی در خلیج فارس و نواحی اطراف آن است. در این مطالعه، با توجه به اهمیت مخازن دولومیتی در جهان و تاثیر کانی زایی تبخیری در این مخازن، تاثیر بافت، توزیع و فراوانی انیدریت در توالی دولومیتی سازند عرب مورد مطالعه قرار گرفته است. بر این اساس، از تلفیق نتایج حاصل از توصیف مغزه ها، مطالعات پتروگرافی، تخلخل-تراوایی مغزه و داده های فشار موئینه تزریق جیوه استفاده شده است. مطالعات پتروگرافی نشان داد که یک رابطه مشخص بین درصد، بافت و توزیع انیدریت در مخزن وجود دارد. انیدریت به صورت توزیع یکنواخت و پراکنده و بافت های پویکیلوتوپیک، نودولار، پر کننده تخلخل و لایه ای مشاهده می شود. به صورت کلی، توالی های مخزنی با توزیع یکنواحت انیدریت منطبق با نمونه های با درصد انیدریت بالا و بافت های نودولار و پرکننده تخلخل می باشند. در مقابل توالی های با توزیع پراکنده انیدریت در ارتباط با دولومیت های با درصد انیدریت پایین و بافت پویکیلوتوپیک مشاهده می شوند. ارزیابی داده های تخلخل، تراوایی و پارامترهای استخراجشده از منحنی های تزریق جیوه نشان داد که دولومیت های با درصد انیدریت پایین، بافت پویکیلوتوپیک و توزیع پراکنده، به دلیل منافذ و گلوگاه های ارتباطی بزرگتر، کیفیت مخزنی بالاتری دارند.کلیدواژگان: سازند عرب، کانی زایی انیدریت، داده های تزریق جیوه، کیفیت مخزنی دولومیت ها
-
صفحات 25-34در این پژوهش، تولید هیدروژن با استفاده از فرآیند ریفرمینگ بخار با متان بررسی شده است. هیدروژن، به دلیل کاربردهای وسیع و نقش مهمش در آینده به عنوان سوخت، مادهای ارزشمند است. ریفرمینگ بخار با متان از رایج ترین و مهم ترین فرآیندهای تولید هیدروژن است که در دماهای C°900-700 در صنایع مختلف انجام میشود. دمای بالای فرآیند مشکلاتی مانند سینترینگ کاتالیست، افزایش هزینه ها، تشکیل کک روی کاتالیست و افزایش نگرانی های ایمنی را بهوجود میآورد. در این تحقیق برای بررسی علل کاهش تولید هیدروژن در دماهای متوسط، از کاتالیست رایج این فرآیند(Ni/Al2O3) در دماهای متوسط(450-650 درجه سانتیگراد) استفاده شد. با گذشت زمان، تبدیل متان ابتدا روندی صعودی داشت و بعد از یک زمان مشخص بهشدت افت کرد(در دمای C°600 بعد از 210 دقیقه و در دمای C°650 بعد از 275 دقیقه). پیک های موجود در آنالیز XRD، اکسید شدن کاتالیزور را حین فرآیند نشان دادند. در زمان پایداری کاتالیزور، تبدیل متان و کسر مولی هیدروژن در دمای C°650، بهترتیب 99 درصد و 80 درصد بهدست آمد. با افزایش نسبت بخار به متان 6-5/2، مقدار تبدیل متان و کسر مولی هیدروژن افزایش و انتخابپذیری CO کاهش یافت. در دماهای متوسط نیکل توان تولید هیدروژن بهروش ریفرمینگ بخار با متان را دارد، ولی بهدلیل غیرفعال شدن کاتالیزور، انجام پیوسته، این فرآیند ممکن نیست.کلیدواژگان: ریفرمینگ متان با بخار، سوخت هیدروژن، کاتالیزور نیکل، تبدیل متان، اکسیداسیون نیکل
-
صفحات 35-44چارچوبی در انتخاب یک راه حل مناسب برای مدیریت آب همراه ضروری و مهم ترین گام در مهار این پساب نمک زدایی آن است. در این پروژه عملکرد الکترودیالیز در نمک زدایی یک نمونه آب همراه، حاوی ppm 4393 نمک، با اعمال ولتاژ 7 ولت به مدت 360 دقیقه مطالعه شد. 62% نمک زدایی نشان داد که این فرآیند بهصورت بالقوه توانایی تامین آب کشاورزی و مصارف احشام از آب همراه را دارد. برای بررسی تاثیر دبی خوراک، ولتاژ و مدت فرآیند بر عملکرد الکترودیالیز، از طراحی آزمایش تاگوچی و آرایه L 9 استفاده شد. از نتایج آزمایش ها چنین برداشت شد که درصد جداسازی با افزایش ولتاژ و مدت فرآیند، افزایش و با افزایش دبی، کاهش می یابد. مدت اجرای فرآیند بیشترین تاثیر و دبی خوراک کم ترین تاثیر را بر جداسازی نمک دارد. در گستره شرایط انتخابشده برای انجام آزمایش ها، ولتاژ V 7 و دبی L/min 3/0 و زمان فرآیند min 200، شرایط بهینه انجام فرآیند تعیین شدند.کلیدواژگان: الکترودیالیز، آب همراه، نمک زدایی، تصفیه آب، تاگوچی
-
صفحات 45-56انتشار آلودگی های نفتی در خاک می تواند بر شاخصه های ژئوتکنیکی خاک تاثیر گذارد و موجب بروز مخاطراتی شود. در این مقاله تاثیر آلودگی نفتی بر مقاومت برشی و نفوذپذیری خاک های ماسه ای مطالعه شده است. برای انجام آزمایش ها، چهار نمونه خاک ماسه ای شامل ماسه خوبدانه بندی شده، ماسه بددانه بندی شده، ماسه لای دار و ماسه رس دار تهیه و آزمایش های تراکم استاندارد، حدود خمیری، برش مستقیم و نفوذپذیری بر روی آنها انجام شدهاند. نفت خام تهیهشده از پالایشگاه تهران بهعنوان آلاینده نفتی استفاده و در درصدهای وزنی 4، 8، 12 و 16 نسبت به وزن خشک خاک به نمونه ها اضافه شده است. در مجموع 60 نمونه ماسه ای با درصدهای مختلف نفت خام تهیه و آزمایش شده است. نتایج آزمایش های برش مستقیم نشان دهنده کاهش زاویه اصطکاک داخلی نمونه های ماسه ای در اثر افزایش درصد آلودگی نفتی است. همچنین نتایج نشان دادند که آلودگی نفتی موجب کاهش چسبندگی نمونه های ماسه ای رس دار و افزایش چسبندگی دیگر نمونه ها می شود. تاثیر تبخیر بخشی از ترکیبات نفتی بر مقاومت برشی در نمونه های 16 درصد آلوده آزمایش و درباره نتایج آزمایش برش مستقیم بحث شده است. نتایج آزمایش های نفوذپذیری نشان دادند که با افزایش مقدار نفت خام، ضریب نفوذپذیری نمونه ماسه ای رس دار افزایش می یابد. ضریب نفوذپذیری دیگر نمونه های ماسه ای با افزایش مقدار نفت خام در ابتدا افزایش و سپس کاهش می یابد.کلیدواژگان: نفت خام، خاک ماسه ای، ضریب نفوذپذیری، چسبندگی، زاویه اصطکاک داخلی
-
صفحات 57-67با توجه به مشکلات ناشی از تجمع رسوبات آسفالتینی در مسیر استخراج و فرآوری نفت، شناسایی ساختار آسفالتین و مقابله با رسوبات آن از موضوعات مهم در صنعت نفت است. در این کار تجربی از حرارت بهعنوان عامل رسوبدهنده آسفالتین استفاده و ساختار و مورفولوژی سطح آسفالتین جداشده بهروش ترسیب حرارتی با آسفالتین حاصل از ترسیب حرارتی- تبخیری در تولوئن در دو دمای متفاوت بررسی و مقایسه شده است. نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهند که مورفولوژی سطح آسفالتین و نیز پارامترهای ساختاری آن به روش استحصال آسفالتین وابستهاند. بهعبارت دیگر پارامترهای مشخصهای آسفالتین همانند وجود حفرات ناشی از جدا شدن رزینها از سطح آسفالتین و توده شدن ذرات آسفالتین در نتایج SEM برای تمام نمونه ها دیده شدهاند، ولی ساختار میلهای آسفالتینهای جداشده بهروش حرارتی پس از انحلال در تولوئن و ترسیب تبخیری به ساختار ورقهای تغییر یافته است. طبق نتایج آنالیز پراش پرتوی ایکس مشخصه های ذاتی مانند فاصله بین لایه های آروماتیکی در چهار نمونه آسفالتین استخراجشده مشابه و در محدوده مقادیری است که دیگر محققان گزارش کردهاند، در حالی که اندازه هسته آروماتیکی ذرات و تعداد لایه های آروماتیکی ذرات در روش ترسیب حرارتی- تبخیری در تولوئن افزایش یافته است. افزایش اندک اندازه هسته آروماتیکی و تعداد لایه های آروماتیکی ذرات با افزایش دما نیز دیده شده است. تعداد بیشتر لایه های آروماتیکی نشاندهنده ساختار کریستالی یکنواختتر و تمایل بیشتر ذرات آسفالتین به تجمیع در شرایط مذکور است.کلیدواژگان: جداسازی حرارتی آسفالتین، ساختار آسفالتین، مورفولوژی سطح، پراش پرتوی ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی
-
صفحات 68-79تشکیل رسوبات آلی، بهویژه آسفالتین ها در مخازن، چاه ها و تجهیزات اثراتی زیانبار بر اقتصاد تولید نفت دارد، زیرا سبب کاهش تولید نفت و بسته شدن تجهیزات تولید نفت میشود. بهطور کلی برای کنترل شیمیایی رسوب آسفالتین از پراکندهسازها و بازدارنده های رسوب و یا از حلالهای آسفالتین استفاده میشود. آسفالتین موجود در نفت خام در شرایطی خاص پایدار است، ولی هیچ اطمینانی نیست که سیستم بعدا ناپایدار نشود و آسفالتین در مقیاس زمانی بالاتر رسوب نکند. بنابراین مطالعه سینتیک نشست رسوب آسفالتین اهمیتی ویژه دارد. در این مطالعه به بررسی سینتیکی اثر سه نوع پراکندهساز بر پایدارسازی توده های آسفالتین، با روش اندازهگیری کدورت و توزیع اندازه ذرات، پرداخته شده است. نتایج اندازهگیری کدورت نشان میدهند که هر چه پراکندهساز قویتر باشد، کدورت نمونه ناپایدار حاوی پراکندهساز با گذشت زمان کمتر افت میکند. همچنین کوکنات دیاتانول آمید بهعنوان یک پراکندهساز موثر شناخته شد. برای مطالعه بیشتر این پراکندهساز، اثر آن بر توزیع اندازه ذرات آسفالتین در غلظتهای مختلف بررسی شد. نتایج اندازهگیری توزیع اندازه ذرات آسفالتین نشان میدهند که اضافه کردن پراکندهساز باعث کاهش قطر متوسط ذرات آسفالتین میشود. همچنین، در این مطالعه مدل سینتیکی نشست رسوب آسفالتین، با استفاده از مدل پاورلا، و همچنین روابط مربوط به سوسپانسیونهای رقیق توسعه یافتند. نتایج مدلسازی نشان میدهند که با افزودن پراکندهسازها به نمونه نفتی، سرعت نشست کاهش یافته است.کلیدواژگان: رسوب آسفالتین، سینتیک، پراکنده ساز، کدورت سنجی، توزیع اندازه ذرات
-
صفحات 80-91رشد فزاینده تقاضای جهانی برای پروپیلن به تحقیقاتی گسترده برای یافتن روشهایی جایگزین منجر شده که برای تولید پروپیلن مقرونبهصرفه باشند. فرآیند هیدورژنزدایی اکسایشی پروپان یک روش قابلاطمینان برای تولید پروپیلن است که هیچ کدام از معایب فرآیندهای اخیر تولید پروپیلن را ندارد. با این حال، کنترل گزینشپذیری تنها چالش اصلی پیش روی صنعتی شدن این فرآیند است، زیرا پروپان و پروپیلن میتوانند به اکسیدهای کربن و دیگر محصولات تبدیل شوند. در این پژوهش، کاتالیست دوفلزی وانادیوم- نیکل برپایه ترکیبی تیتانیا- سیلیکا بهروش ترکیبی سل- ژل و تلقیح مرطوب تهیه و عملکرد آن در واکنش هیدورژنزدایی اکسایشی پروپان بررسی شد. مشخصات کاتالیستها با آزمونهای XRDا، BETا، FT-IR و SEM تعیین شدند. واکنشهای هیدروژنزدایی اکسایشی پروپان در یک راکتور بستر ثابت انجام و تمام نمونه های ساختهشده در بازه دمایی C°550-350 با گام دمایی C°50 بررسی شدند. بهترین عملکرد برای نمونه کاتالیستی (1:1)Si:Ti/اV %5/7-Ni %5/7 با بازده 33/14 % با مقدار تبدیل 84/41% به دست آمد.کلیدواژگان: هیدورژن زدایی اکسایشی پروپان، پروپیلن، اکسید وانادیوم، نیکل، پایه تیتانیا، سیلیکا
-
صفحات 92-102هر گاه در میادین نفتی دریایی از مخلوط آب دریا و آب تولیدی برای فشارافزایی مخزن و یا افزایش ضریب بازیافت نفت استفاده میشود، تمهیدات لازم برای کنترل تشکیل رسوبهای معدنی نیز باید در نظر گرفته شود. در صورت ناسازگاری بین آب تزریقی و آب تولیدی، مشکلاتی مانند تخریب سازند و گرفتگی لوله های مغزی چاه ها و خطوط انتقال اجتنابناپذیر خواهند بود. در این تحقیق تشکیل رسوب سولفات استرانسیم در مخلوط آب تولیدی چاه و آب دریا به نسبتهای مختلف در شرایط دمایی یکی از مخزن های جنوب کشور بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که هر چه نسبت آب تولیدی به آب دریا بیشتر باشد، تشکیل رسوب شدت مییابد. در شرایط اختلاط 60 درصد آب دریا و 40 درصد آب تولیدی، تشکیل سولفات استرانسیم حداکثر است. محاسبات حاصل از مدل ژاکس برای پیشبینی مقدار و نوع رسوب تطابق خوبی با نتایج گزارششده میدانی نشان میدهد. مقدار رسوب در فرآیند تزریق آب تابعی از نسبت اختلاط آبهاست.کلیدواژگان: ناسازگاری، تخریب سازند، تزریق آب، سولفات استرانسیم، مدل ژاکس
-
صفحات 103-115هر گاه در میادین نفتی دریایی از مخلوط آب دریا و آب تولیدی برای فشارافزایی مخزن و یا افزایش ضریب بازیافت نفت استفاده میشود، تمهیدات لازم برای کنترل تشکیل رسوبهای معدنی نیز باید در نظر گرفته شود. در صورت ناسازگاری بین آب تزریقی و آب تولیدی، مشکلاتی مانند تخریب سازند و گرفتگی لوله های مغزی چاه ها و خطوط انتقال اجتنابناپذیر خواهند بود. در این تحقیق تشکیل رسوب سولفات استرانسیم در مخلوط آب تولیدی چاه و آب دریا به نسبتهای مختلف در شرایط دمایی یکی از مخزن های جنوب کشور بررسی شده است. نتایج نشان میدهد که هر چه نسبت آب تولیدی به آب دریا بیشتر باشد، تشکیل رسوب شدت مییابد. در شرایط اختلاط 60 درصد آب دریا و 40 درصد آب تولیدی، تشکیل سولفات استرانسیم حداکثر است. محاسبات حاصل از مدل ژاکس برای پیشبینی مقدار و نوع رسوب تطابق خوبی با نتایج گزارششده میدانی نشان میدهد. مقدار رسوب در فرآیند تزریق آب تابعی از نسبت اختلاط آبهاست.کلیدواژگان: آسفالتین، گرانروی سنجی، فیلتراسیون، مدل اصلاح شده جامد، نقطه آغاز رسوب
-
صفحات 116-127در این پژوهش ایجاد پوشش کامپوزیتی حاوی ذرات کاربید سیلیسیوم بر سطح فولاد ASTM A106-Gr.B با به کارگیری فرآیند جوشکاری قوسی تنگستن– گاز بررسی شد. بدین منظور ذرات کاربید سیلیسیوم با درصد های حجمی متفاوت بر سطح فولاد مورد نظر پیش نشانی شد و با تغییر شدت جریان، فرآیند ذوب و اختلاط آنها با فلز پایه انجام گردید. مطالعه ریز ساختار پوشش ایجاد شده توسط میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی(SEM) همراه با آنالیز نقطه ای انجام گرفت. یافته های آزمون ها نشان داد که پوشش حاصله ساختار دندریتی حاوی تقویت کننده کاربید سیلیسیوم را دارا می باشد که می تواند باعث بهبود سختی و رفتار سایشی پوشش مذکور شود. سختی پوشش ها در آزمون های ریز سختی سنجی و رفتار سایشی پوشش ها توسط آزمون سایش به صورت رفت و برگشتی ارزیابی شد. نتایج آزمون ریز سختی سنجی نشان دهنده افزایش سختی پوشش ایجاد شده(حدود 650 تا 1200 ویکرز) نسبت به نمونه بدون پوشش(حدود 200 ویکرز) بود. بررسی های رفتار سایشی پوشش ها بیانگر بهبود چشمگیر رفتار سایشی آنها در اثر افزودن تقویت کننده کاربید سیلیسیوم بود. مکانیزم عمده سایش در نمونه بدون پوشش سایش ورقه ای و اکسایش سطحی و در نمونه های پوشش داده شده مخلوطی از سایش ورقه ای، اکسایش سطحی و سایش چسبان تشخیص داده شد.کلیدواژگان: جوش کاری قوسی تنگستن، گاز، پوشش دهی سطحی، کامپوزیت فولاد، کاربید سیلیسیوم
-
صفحات 128-137تشکیل و رسوب آسفالتین در نفت خام یکی از مشکلات جدی صنعت نفت است و توجه بسیاری از محققان را جلب کرده است. یکی از اصلی ترین راه های مقابله با این مشکل در صنعت نفت، و بهخصوص در چاه های نفت، استفاده از حلال های شیمیایی است . مهمترین حلالی که برای رفع رسوبات آسفالتین در چاه های نفت استفاده میشود زایلن است که اثرات مخرب زیستمحیطی دارد و ایمنی را در مراحل استخراج کم می کند. با توجه به افزایش استفاده از زایلن و مضرات آن، نیاز کاهش استفاده از زایلن یا بهکارگیری مواد دیگر به جای این ماده در صنعت نفت بیش از پیش احساس می شود . هدف از این پژوهش یافتن حلال جایگزین و یا کم کردن مصرف حلال های آروماتیکی بهویژه زایلن و تولوئن با استفاده از کمکحلال هاست، از این رو ابتدا آزمایشهایی برای بررسی عملکرد زایلن در حضور کمکحلال های نفت سفید و گازوییل در چندین دما انجام شدهاند. نتایج نشان می دهند که کارایی زایلن در حضور نفت سفید بهمراتب بهتر از گازوییل است و برای تمام نمونه ها درصد حلالیت با افزایش دما افزایش می یابد. در ادامه ترپن بهعنوان حلال جایگزین و سازگار با محیط زیست در دمای محیط و دمای C°80 مطالعه شد و نتایج آزمایشها نشان دادند که ترپن ها نسبت به حلال های آروماتیکی حلالیتی قابلقبول را نشان میدهند ولی در حضور نفت سفید و گازوییل کاراییشان از زایلن و تولوئن کمتر است.کلیدواژگان: رسوب آسفالتین، حلال آروماتیکی، زایلن، تولوئن، کمک حلال، ترپن، نفت سفید، گازوییل
-
صفحات 138-152مقدار کاهش آلودگی نفتی از پساب در اسکیمرها تابع ابعاد هندسی و نحوه جانمایی دیواره های حایل درون سیستم است. یک دستگاه مخزن اسکیمر به قطر 8 متر و ارتفاع 10 متر در یک واحد نمک زدایی موجود است که بهعلت عدم طراحی صحیح مخزن و تجهیزات درون آن در بدو راه اندازی عملکردی نامناسب داشته و از سرویس خارج شده است. با توجه به وجود مخزن، برای اصلاح عملکرد آن باید ابعاد آن بهعنوان شرایط ثابت یا محدودیت مسئله لحاظ شوند و صرفا با جانمایی تجهیزات داخلی مشکل حل شود. در این مطالعه با استفاده از هندسه مخازن موجود با عملکرد مطلوب و تشابه سازی هندسی، آرایش دیواره حایل اسکیمر چندضلعی بررسیشده استخراج شد. سپس شبیه سازی عددی میدان جریان دوفازی سه بعدی آشفته درون مخزن مذکور با استفاده از یک روش اویلرین-لاگرانژین در نرم افزار فلوئنت انجام شده است. برای اعتبارسنجی نتایج شبیه سازی عددی جریان درون مخزن، مقدار فشار در نازل ورودی بررسی و مشاهده می شود که این مقدار با فشار هیدرواستاتیکی همخوانی دارد. نتایج نشان می دهند که طراحی جدید مخزن اسکیمر در ایجاد تغییرات در این مخزن، اعم از نحوه چینش دیواره حایل، ابعاد آن و تغییر قطر نازل خروجی آب، مناسب است و به افزایش حضور ذرات نفت و همچنین افزایش مسیر ذرات نفت به سمت خروجی آب منجر شده است. بنابراین در عمل با نصب دیواره های حایل چندصلعی به مخزن اسکیمر موجود و تغییر قطر لوله خروجی آب می توان از این مخزن استفاده کرد.کلیدواژگان: زمان حضور ذرات نفت، مخزن اسکیمر، دیواره حایل چندضلعی، شبیه سازی عددی، روش DPM
-
صفحات 153-164در این مقاله، نسبت های مختلف متانول بهعنوان حلال قطبی و هگزان بهعنوان حلال ناقطبی برای استخراج لیپید از ریزجلبک خشک و مرطوب با رطوبت های 70 و 85 درصد استفاده شدند. مقدار لیپید استخراجی تا نسبت هم حجم مخلوط هگزان و متانول روند صعودی دارد که با افزایش بیشتر متانول این روند کاهش می یابد. یک کاهش عمده لیپیدهای خام استخراجی با افزایش رطوبت در نسبت های پایین متانول به هگزان مشاهده شد. بیشترین مقدار اسیدهای چرب استخراجی با استفاده از مخلوط هم حجم هگزان:متانول به دست آمد(53/0±30/2 درصد). با افزایش رطوبت بازیابی اسید چرب کاهش یافت، ولی پروفایل اسیدهای چرب برای مخلوط حلال متفاوت تقریبا مشابه با ریزجلبک خشک بود. بیشترین بازیابی اسید چرب با اعمال مخلوط هم حجم هگزان:متانول بهعنوان حلال به دست آمد که درصد آن برای رطوبت 70 و 85 درصد زیست توده بهترتیب 33/0±2/2 و 16/0±95/0 است. همچنین اثر دما بر عملکرد استخراج نیز بررسی شد که نتایج نشان دادند بازیابی لیپید خام و اسید چرب با افزایش دما بهبود می یابد(بهترتیب 17 و 36 درصد برای دمای 65 درجه سانتی گراد در مقایسه با 25 درجه سانتی گراد). مدل ترمودینامیکی UNIQUAC برای تحقیق درباره تاثیر مقدار رطوبت و نسبت حلال بر فرآیند استخراج لیپید به کار گرفته شد. پارامترهای برهم کنش انرژی با بهکارگیری داده های تجربی به دست آمدند. نتایج تخمینی با 65/8 درصد>AAD درصد دقت مدل UNIQUAC را اثبات کردند.کلیدواژگان: ریزجلبک، کلرلا ولگاریس، لیپید، استخراج، مدل سازی ترمودینامیکی
-
صفحات 165-174آزمایش مغزه دقیق ترین و البته پر هزینه ترین روش اندازه گیری تراوایی است و برای ارایه روش های جایگزین تخمین تراوایی بسیار تلاش شده است. یکی از روش های تخمین غیرمستقیم تراوایی استفاده از امواج استونلی است. مزیت اصلی استفاده از این امواج در تخمین تراوایی آن است که با ثبت خاصیت ذاتی موج، که متاثر از تراوایی است، و کمی کردن رابطه پارامترهای فیزیکی این موج و تراوایی، میتوان یک نگار پیوسته از تغییرات تراوایی در سرتاسر چاه تهیه کرد. در محاسبه تراوایی از این طریق، پارامترهای بسیاری از جمله تخلخل، لیتولوژی، دقت تراوایی اندازه گیری شده بهکمک مغزه یا ابزار MDT و مقدار کندشدگی استونلی محاسبهشده در زمینه سنگ تاثیر میگذارند. در این تحقیق به بررسی تاثیر پارامترهای گفتهشده در محاسبه کمی تراوایی پرداخته شده است. براساس نتایج میتوان دریافت که پارامترهای تخلخل و کندشدگی موج استونلی در زمینه سنگ بیشترین تاثیر را در تعیین دقیق تراوایی دارند؛ بهطوری که درصورت عدممحاسبه صحیح مقدار کندشدگی موج استونلی در زمینه سنگ، در بعضی نقاط مقدار تراوایی منفی خواهد بود. علاوه بر این، وقتی پارامتر تخلخل در محاسبه تراوایی تاثیر داده شده، نتایج تطابق بیشتری با مقادیر تراوایی حاصل از ابزار MDT دارند.کلیدواژگان: نگارهای پتروفیزیکی، تراوایی، موج استونلی، ابزار MDT، تخلخل
-
صفحات 175-187شبکه منفذی کنترل کننده رفتار سیالات در سنگ مخزن است. در مخازن کربناته بهدلیل عدمتبعیت خصوصیات جریان سیال از بافت رسوبی اولیه، ویژگی های شبکه منفذی باید مستقیما در فرآیند تعیین رخساره استفاده شوند تا بتوان شرایط واقعی مخزن را تحلیل کرد. در این مطالعه با استفاده از ترکیب مطالعات پتروگرافی، پتروفیزیکی و مهندسی مخزن، رخساره های منفذی و سنگی در سازندهای کنگان و دالان در میدان گازی پارس جنوبی مطالعه شدهاند. بر این اساس پنج رخساره منفذی با استفاده از روش شبکه های عصبی خودسازمانده خصوصیات پتروفیزیکی، زمین شناسی و مخزنی منحصربهفردی دارند. براساس خصوصیات این رخساره های منفذی یک روند مشخص کاهش کیفیت مخزنی از رخساره یک به سمت رخساره پنج مشاهده شد. در نهایت برای ارتباط دادن رخساره های معرفیشده و نمودارهای پتروفیزیکی از روش ماشین بردار پشتیبان استفاده شد که با استفاده از روش میانگین مربعات خطا از نمودارهای چاه نگاری، رخساره های معرفیشده را با دقت 78% پیش بینی کرد.کلیدواژگان: رخساره منفذی، شبکه عصبی خودسازمان ده، ماشین بردار پشتیبان، میدان گازی پارس جنوبی، سازندهای دالان و کنگان
-
Pages 4-12Study of two-phase flow in the reservoir has an important role in management and predicting the performance of oil and gas reservoirs. This includes solving the nonlinear equations, time-dependent hybrid equations in heterogeneous reservoirs. The most important issue in this regard is to generate the best mesh for the reservoir network leading to the best answer. In this technique, the variables of permeability distribution, well locus and streamlines are combined to generate the background grid. Using one of the techniques for mesh generation, the computational grid is generated. Two-phase flow modeling is developed on finite volume basis and the results are compared to the fine grid.Keywords: Smart Gridding, Permeability Field, Streamline, Black Oil Simulation, Control Volume Formulation
-
Pages 13-24The Late Jurassic Arab Formation, as an excellent example of the classic carbonate-evaporate sequences, constitutes one of the most prolific hydrocarbon reservoir in the Persian Gulf and adjacent areas. In this study, regarding the importance of dolomite reservoirs throughout the world, and the effects of anhydrite mineralization on these reservoirs, the impact of anhydrite texture, its distribution and abundance within the dolomite intervals of the Arab Formation is investigated. In this respect, the integration of the results from core description, petrographic studies as well as core poroperm values and the mercury injection capillary pressure data have been used. The petrographic analysis indicates that there is a strong relationship between the percentage, texture and distribution of anhydrite in the reservoir. Anhydrite has been developed as uniform and patchy distribution in the reservoir with poikilotopic, nodular, pore filling and bedding textures. Generally, the reservoir intervals with the uniform anhydrite distribution are correlatable with the high percent anhydrite samples, and nodular and pore filling textures. In contrast, the intervals with patchy anhydrite cover the reservoir dolomites with low percent anhydrite and poikilotopic texture. The assessment of poroperm data and parameters extracted from the mercury injection capillary pressure tests indicates that the dolomites with patchy anhydrite, poikilotopic texture and low anhydrite content, due to the large pore throats radius, comprise the best reservoir units of the Arab Formation.Keywords: Arab Formation, Anhydrite Mineralization, Mercury Injection Capillary Pressure, Reservoir Quality, Dolomite
-
Pages 25-34In this study, hydrogen production by steam reforming of methane has been investigated. Due to its wide applications and important role as a future fuel, hydrogen is a valuable material. Steam reforming of methane is one of the most common and the most important hydrogen production processes which are carried out industrially at 700-900°C. High temperatures can cause problems; such as, sintering of catalysts, rising of costs, coke formation on the catalyst, and increasing safety concerns. In this study, prevalent catalyst of this process (Ni/Al2O3) is used at medium temperatures (450-650°C) to investigate the reasons for reduction in hydrogen production at these temperatures. Increasing time, increased and after a specific time sharply decreased the methane conversion. This sharp decline in methane conversion occurred after 210 min at 600°C and 275 min at 650°C. The peaks in XRD test indicate oxidation of catalyst during the process. In the stable time of catalyst at 650°C, methane conversion and hydrogen mole fraction were 99% and 80%, respectively. Rising steam methane ratio in the range 2.5-6 increased the methane conversion and hydrogen mole fraction and decreased the selectivity of CO. At medium temperatures, nickel can produce hydrogen by steam reforming of methane, but due to deactivation of catalyst, this process cannot be carried out continuously.Keywords: Steam Methane Reforming, Hydrogen Fuel, Nickel Catalyst, Methane Conversion, Oxidation of Nickel
-
Pages 35-44Produced water is one of the major drawbacks of petroleum production. Desalination is the most important step in controlling the produced water. Capability of electrodialysis in desalination of produced water was demonstrated by a sample containing a TDS of 4393 ppm using a flow rate of 0.3 L/min in an electrodialysis stack for 360 minutes. Desalination of %62 implied that this method was viable to produce required water for livestocks and agricultural uses from relatively thin produced water. To figure out the influences of feed flow rate, applied voltage, and duration of the process on the performance of electrodialysis, L9 array of Taguchi method was used to design the experiments. After conducting all designed experiments, it was concluded that the duration of the process and the applied voltage had direct relationships with the amount of separation, while there was an inverse relationship between the feed flow rate and the desalination of electrodialysis. Among the process variables, the period of the process had the most noticeable influence on the separation, while the feed flow rate had the least effect on desalination. In the vicinity of implied operating conditions the voltage of 7 V, flow rate of 0.3 L/min, and time duration of 200 min were obtained as the optimum conditions for desalination of produced water.Keywords: Eletrodialysis, Produced Water, Desalination, Water Treatment, Taguchi
-
Pages 45-56Oil contamination in soil affects the geotechnical properties of soil and may lead to hazards. In this research, the effect of oil contamination on shear strength and permeability of sandy soils has been studied. To perform geotechnical tests, four sandy soil samples including poorly graded sand, well graded sand, muddy sand and clayey sand have been produced, then standard proctor test, atterberg limit test, direct shear test and permeability test have been carried out on samples. Crude oil used as the oil contaminant has been taken from Tehran Refinery and has been added to specimens with weight ratio of 12, 8, 4 and 16 percent by dry weight of soil. Total of 60 sandy specimens have been produced with different crude oil percentage, and geotechnical tests have been carried out on each specimen. Results of direct shear tests have showed that friction angle in all of sandy specimens is reduced by increasing oil content. The results also showed that oil contamination in well graded sand, poorly graded sand and muddy sand creates an artificial cohesion and decreases cohesion of clayey sand. Effect of oil components evaporation on shear strength has been studied on %16 contaminated specimens and direct shear test results have been discussed. Permeability tests showed that by increasing the crude oil, permeability coefficient of clayey sand increases permanently, while permeability coefficient in poorly graded sand, well graded sand and muddy sand first increases and then begins to decrease.Keywords: Crude Oil, Sandy Soil, Permeability Coefficient, Cohesion, Internal Friction Angle
-
Pages 57-67Problems associated with heavy organic deposition during the production, transportation, and processing of crude oils are one of the important issues in oil industry. Thus, accurate identification of asphaltene structure and surface morphology of asphaltene should be investigated. In this experimental study, thermal and thermal-evaporating de-asphaltene method for asphaltene separation at two different temperatures is used. The effect of temperature as precipitating agent and toluene as solvent agent on the structure and surface morphology of asphaltene is explored and compared by XRD and SEM technique. The results of SEM are shown the dependence of asphaltene morphology on the method of asphaltene separation. In all SEM images, pore, cavities and also agglomerated and smooth surfaces of asphaltene have been observed. Appearance of pores in the SEM images has been used as an indicator of the resin detachment. At thermal de-asphaltene method cylindrical asphaltene shapes change to smooth surface by altering the separation method to thermal - evaporation de-asphaltene. XRD results are shown that characteristic parameters, such as, layer distance between aromatic sheets have the same values for all de-asphaltene methods and are in agreement with other researches investigations, while the average height of stack aromatic sheets and the number of aromatic sheets in a stacked cluster by decreasing the temperature slightly increased. In thermal evaporation method, this increasing of the number of aromatic sheets in a stacked cluster is observable. Its indicated that asphaltene particles has more tendencies to aggregate and has smoother crystallite structure at mentioned conditions.Keywords: Thermal Asphaltene Separation, Asphaltene Structure, Surface Morphology, SEM, XRD
-
Pages 68-79Organic deposits particularly, asphaltenes cause detrimental effect on the petroleum industry, because it causes to decreases produced oil and clogging the oil facilities. Generally, dispersants and inhibitors or asphaltene solvents are using for chemical controlling of asphaltene precipitation. The asphaltenes content in crude oil are stable under the certain conditions, but there is no certainty about the stability of system in another operational condition. So it is important to study the kinetics of asphaltene settling and deposition. In this work, we investigated the kinetics effect of the three dispersants on the stability of asphaltene aggregates using turbidity measurement and particle size distribution methods. Turbidity measurement showed as the dispersant strength rises;moreover, the turbidity of unstable sample containing dispersant less declines versus time. Asphaltene particle size distribution measurements showed that adding dispersant decrease the average diameter of asphaltene aggregates. Also, in this study the kinetics of asphaltene settling using power law model and the relations of the diluted suspensions was developed. The result of model showed the settling velocity of asphaltene has been decreased by adding dispersants.Keywords: Asphaltene Precipitation, Kinetic, Dispersant, Turbidity, Particle Size Distribution
-
Pages 80-91The increasing worldwide demand for propylene has led extensive research to be deployed for establishing economically feasible alternative methods for propylene production. The oxidative dehydrogenation of propane is a promising route for propylene production that does not suffer from the any drawbacks of traditional methods. However, selectivity control in oxidative dehydrogenation of propane is the only main challenge to industrialization of this process, because propane and propylene can convert to COx and other products. In this investigation, titania- silica supported Nickel-Vanadium catalysts were synthesized and evaluated in oxidative dehydrogenation of propane. Catalysts were characterized by XRD, BET, FT-IR, and SEM tests. The propane oxidative dehydrogenation reactions were carried out in fixed-bed reactor. All samples were tested in the temperature range of 350-550°C The best performance among these prepared catalysts was obtained for 7.5%Ni- 7.5%V/Si: Ti(1:1) with propylene yield of 14.33% at propane conversion of 41.84% at 550°CKeywords: Propane Oxidative Dehydrogenation, Propylene, Vanadium(V) Oxide, Titania, Silica Support
-
Pages 92-102In off-shore fields, whenever a mixture of sea water and produced water is used for reservoir pressure maintenance and, or recovery factor improvement, necessary precaution should be considered for the control of mineral scale formation. Incompatibility between sea water and produced water causes serious problems; such as, formation damage as well as flow restriction in producing wellbore and pipelines. In this project, experimental studies have been carried out as to investigate strontium sulfate scale due to the mixtures sea water and produced water under the temperature reservoir. Results have been shown when the ratio of produced water to sea water is increased, strontium sulfate formation intensifies. With the mixture of %60 sea water and %40 produced water, scale Formation is Maximum. Furthermore, experimental results have had reasonable match with the Jacques model.Keywords: Incompatibility, Formation Damage, Water Injection, Strontium Sulfate, Jacques Model
-
Pages 103-115Asphaltenes constitute the main hydrocarbon precipitants of crude oil which have been formed and deposited due to the effect of changing temperature, pressure and composition.. The phase separation of these heavy solid precipitates could alter rheological properties of reservoir fluids (e.g. by increasing pressure drop in pipes, reducing well productivity and ultimately stopping production). Detection of the time and location of phase separation is one of the major challenges in production assurance. To achieve this target, the thermodynamic conditions that induce precipitation of Asphaltenes in the oil medium (a.k.a. onset of precipitation) needs to be determined. On the other hand, the content of precipitation is important to characterize the thermodynamic behavior of Asphaltene. Viscosity is a reliable parameter for detection of phase separation Asphaltene precipitation in both onset point and content. In this study, the viscosimetry method is used for detection of onset of precipitation and the results are compared with that of other common methods of solid detection. The results indicate that the viscosity method has acceptable accuracy for crude oils with an API range of 18 to 40 and a wide pressure range (atmospheric to high pressure conditions). Solid solution theory is used for the modeling of thermodynamic behavior. In our study, Asphaltene is introduced as an individual component in Solid-Liquid-Vapor Equilibrium calculation. So rather than common solid model our modification take it easy to use the real physical properties of Asphaltene; such as, molecular weight and molar volume.Keywords: Asphaltene, Viscometry, Filtration, Modified Solid Model
-
Pages 116-127In this study, formation of composite coating containing silicon carbide amplifiers on ASTM A106-Gr B steel surface was investigated using the gas tungsten arc welding process. Therefore silicon carbide particles with different volume percentages on the steel surface were placed, and by changing the current density, melting and mixing process were done with the base metal. The study coating microstructure by optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) was conducted alongside the spot analysis. The results showed that the dendritic structure of the resulting coating which contained silicon carbide is capable of reinforcing. Besides, the capability of reinforcing could be improved hardness and wear behavior of the coatings. Hard coatings by a micro-hardness measurement and with slab vickers and wear behavior of the coatings was evaluated by testing the wear-trip basis. Microhardness test results showed that increased hardness was created (about 650 to 1200 Vickers) to compare with uncoated samples (about 200 Vickers) is. Conducting reviews of wear behavior of coatings represents significant improvements in their wear behavior due to the effect of adding silicon carbide reinforcement. The main wear mechanism of uncoated delamination wear samples, surface oxidation and the samples which were coated with a mixture of delamination wear, surface oxidation and adhesive wear were detected.Keywords: Gas Tungsten Arc Welding, Coating Surface, Steel, Silicon Carbide Composite
-
Pages 128-137Precipitation and deposition of asphaltene are one of the serious problems in oil industry and has drawn the attention of many researchers in recent decades. The application of aromatic solvents is the most common method of asphaltene removal, especially in oil wells. Xylene, one of most applicable aromatic solvents, creates many environmental issues. Then it is needed to reduce the use of xylene either by co-solvents or replace it with environmentally friendly solvents. The main purpose of this paper is to find an alternative solvent to replace or reduce consumption of aromatic solvents. Firstly, the efficiency of xylene has been evaluated in the presence of co-solvents including kerosene and diesel at different temperatures. Then, terpene as an environment-friendly asphaltene solvent has been studied at ambient temperature and 80 ⁰C. The results show that efficiency of xylene in the presence of kerosene is higher than diesel. Moreover, temperature increase leads to more asphaltene dissolution. Finally, terpene has shown an acceptable solubility compared to aromatic solvents while its efficiency is being reduced dramatically in the presence of kerosene and diesel.Keywords: Asphaltene Deposition, Aromatic Solvents, Xylene, Co, solvent, Terpene
-
Pages 138-152In skimmer tanks, the reduction of oil pollution from wastewater is a function of the geometry and the location of baffles inside these systems. The performance of a skimmer tank, existing in a desalination plant, with a diameter of 8 meters and a height of 10 meters has been unsatisfactory at the time of its launch because of lack of proper design of the tank and its internal equipment and thus, it has been out of service. In order to improve its performance, its aspects and sizes must be considered as problems constraints, and the problem solution must only be solved by locating its internal equipment. In this study, the arrangement of the polygon baffle of this skimmer tank has been extracted using geometrical similarity of an existing tanks geometry with suitable performance. After that, three-dimensional turbulent flow within the tank has been simulated numerically using Fluent package. In order to validate the results of numerical simulation of flow in the tank, the pressure at the inlet pipe has been examined, and it can be shown that this amount is consistent with hydrostatic pressure. The performance of the skimmer tank has been assessed by establishing baffle and changing the diameter of the outlet pipe of water and doing numerical simulation. The results show that the new design of the skimmer tank will lead to increase the resident time of oil particles as well as to increase oil particles path through the water outlet pipe. Therefore, by installing the polygon baffle inside the existing tank and changing the diameter of the water outlet pipe, this tank can be used for operational purposes.Keywords: Oil Particle's Resident Time, Skimmer Tank, Polygon Baffle, Numerical Simulation, DOM Method
-
Pages 153-164In this study, different ratios of methanol and hexane were used for lipid extraction from lyophilized microalgae and wet biomasses with 70 and 85 % moisture content. The amount of extracted crude lipid showed an increasing trend up to 1:1 volumetric ratio of methanol and hexane. Nevertheless, the increasing trend was diminished by further increase of methanol. A significant decrease of extracted crude lipids was observed with increase of moisture in low ratios of methanol. The highest amount of extracted fatty acids was achieved when same ratio of methanol and hexane were used, and amount of it was 2.30±0.53. The fatty acid recovery was decreased by increasing the moisture content. However, the profile of extracted fatty acids for different solvent mixture was nearly the same as dried microalgae. The best performance of extraction belongs to 1:1 hexane/methanol ratio which was 2.2±0.33 and 0.95±0.16 for 70 and 85% moisture content of biomass, respectively. The effect of temperature on the performance of extraction was also investigated, and the results showed that the recovery of both crude lipids and fatty acids was improved by increase of temperature, in which the crude lipid and fatty acid recovery was increased by about 17 and 36% at 65 oC comparing to the 25 oC. UNIQUAC thermodynamic model was employed to investigate the influences of moisture content and solvent ratio on lipid extraction process. Energy interaction parameters of the model were obtained by utilization of experimental data. Estimated results with AAD (%) inferior to 8.65 proved accuracy of it.Keywords: Microalgae, Chlorella Vulgaris, Lipid, Extraction, Thermodynamic Modeling
-
Pages 165-174Core testing is the most accurate and most expensive method of measuring permeability. A lot of effort has been carried out for finding alternative methods to estimate permeability. One of the indirect methods of estimating permeability is using Stoneley waves. The main advantage of this method is to record Stoneley waves intrinsic property affected by the permeability and by quantifying the relationship between the physical parameters of waves and permeability, a continuous log of permeability changes around the wellbore can be prepared. This method results are influenced by many parameters; such as, porosity,lithology, accuracy of permeability measurement done by core or MDT tools and calculated Sotoneley slowness in rock matrix. In this study, the effects of the above parameters in the calculation of quantitative values of permeability have been studied. Based on the results, the parameters of porosity and slowness of Stoneley wave in rock matrix have more influence on accuracy of determining permeability. The observation shows that by absence of the accuracy in calculation of Stoneley slowness in rock matrix, the permeability values of some points will be negative. In addition when the porosity parameters is used in permeability , the results are more in tune with permeability values derived from the MDT tools.Keywords: well Log, Permeability, Stoneley Wave, MDT Tools, Porosity
-
Pages 175-187Pore network characteristics control the fluid condition in reservoir rocks. In carbonate reservoirs, fluid flow status is independent of primary depositional texture, so network properties must be directly included in the process of facies determination to accomplish them and make them be applicable for analyzing the reservoir real conduct. A compilation of petrographic, petrophysical and reservoir engineering studies is carried out to characterize pore throats and lithofacies using Self-organizing Map Neural Network in Dalan and Kangan formations of South Pars Gas Field in this paper. Five pore-facies with unique petrophysical, geological and reservoir features are determined by the applied network. A sharp decreasing trend in reservoir quality recognized from pore-facies 1 toward 5 based on their extracted properties. Meanwhile, Support Vector Machine (SVM) which was used for prediction of pore-facies identified in previous steps from wireline well logs. The accuracy of the model in prediction of pore-facies is 78% which indicates an acceptable result for the model in the South Pars Gas Field.Keywords: Pore facies, Self, organizing Map Neural Network, Support Vector Machine, South Pars Gas Field, Dalan, Kangan Formation