فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 92 (فروردین و اردیبهشت 1396)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 92 (فروردین و اردیبهشت 1396)

  • تاریخ انتشار: 1396/03/28
  • تعداد عناوین: 16
|
  • مهدی عباسی*، مجتبی ایزدمهر، محمد شریفی، محمدحسین غضنفری، علیرضا کاظمی، شهاب گرامی صفحات 4-15
    مخازن کربناته شکاف دار بخش عمده ای از مخازن هیدروکربوری کشور ایران را تشکیل می دهند. تولید نفت از این مخازن عمدتا تحت تاثیر مکانیزم ریزش ثقلی است و انتقال نفت از بلوک بالایی به بلوک پایینی با توجه به چگونگی ارتباط بین بلوک ها میزان تولید را کنترل می کند، و این در حالی است که مطالعات تئوری محدودی از مدل سازی انتقال نفت از طریق آشام مجدد بین بلوک ها انجام شده است. در این مقاله ابتدا فرآیند ریزش ثقلی با در نظر گرفتن نیروی ریزش ثقلی و نیروی مویینگی برای یک بلوک ماتریس یک بعدی به صورت بدون بعد بسط داده می شود. سپس با استفاده از روش تبدیل لاپلاس، معادله مشتق جزئی مربوط به یک بلوک ماتریس با استفاده از شرایط اولیه و مرزی حل می شود. همچنین با تعمیم معادلات جریان جزئی به دست آمده برای یک دسته بلوک ماتریس به مدل سازی فرآیند آشام مجدد پرداخته می شود. در مرز بالایی بلوک ماتریس، دبی نفت ورودی به ماتریس تابعی از زمان و در مرز پایینی آن اشباع بدون بعد نفت برابر یک در نظر گرفته شده است. در زمان اولیه نیز اشباع بدون بعد نفت در تمام ماتریس برابر با یک فرض شده است. در نهایت با استفاده از معادلات اشباع، دبی و تولید تجمعی بدون بعد به بررسی فرآیند ریزش ثقلی و پدیده آشام مجدد پرداخته شده است. لازم به ذکر است که تمام راه حل های ارایه شده برای این مساله تاکنون به صورت عددی و یا نیمه تحلیلی بوده است [1] در حالی که راه حل ارائه شده در این مقاله به صورت کاملا تحلیلی می باشد.
    کلیدواژگان: مخازن شکاف دار، ناحیه مورد هجوم گاز، ریزش ثقلی، آشام مجدد، حل تحلیلی و ناحیه مورد هجوم گاز
  • ناصر اکبری *، علی معلمی، فرهاد خوشبخت صفحات 16-26
    شبکه شکاف های طبیعی در تعیین رفتار هیدرولیکی مخازن هیدروکربوری از اهمیت بسیار بالایی برخوردارند. شناخت صحیح شکاف ها در برنامه های تولید و توسعه میادین نفت و گاز، به ویژه در مخازن کربناته حائز اهمیت است. در مخزن کربناته سازند آسماری، تراوایی، وابسته به رخداد شکستگی های باز است. در این پژوهش، تعداد 409 عدد شکستگی باز حاصل از نمودارهای تصویری شش چاه E، D، C، B، A و F در دسترس قرار دارد که با تعیین ضریب فیشر 8 در هفت دسته شکستگی قرار می گیرند. تعداد زیاد دسته ها نشان از ناهمگونی شدید در مخزن دارد. اگرچه چاه ها در یال جنوب غربی قرار دارند اما الگوی کلی شکستگی های میدان طولی است. در توجیه آن می توان گفت که احتمالا در طی مکانیسم چین خوردگی محدوده بیشترین خمش تاقدیس به سمت یال جنوب غربی حرکت کرده، زیرا بیشترین شیب به سمت یال جنوب غربی است. بعد از تعیین خواص شکستگی ها برای هر دسته شکستگی، مدل شبکه شکاف گسسته شکستگی ساخته می شود. مقایسه میانگین جهت یابی مدل شبکه شکاف گسسته با شکستگی های باز چاه A که در فرآیند مدل سازی شرکت نداشته، مطابقت دارد. در این مطالعه فشار واقعی مخزن (حاصل چاه آزمایی) که معادل psi2299 است با فشار مدل (psi 62/2294) انطباق داده شد.
    کلیدواژگان: مدل شبکه شکاف گسسته، دسته شکستگی ها، شکستگی باز، مخازن کربناته، زاگرس
  • محمدعلی فرجی*، حسین رحیم پور بناب، علی کدخدایی صفحات 27-43
    امتیاز دهی ژئوفیزیکی توده سنگ (GSR)، که در این مطالعه برای مخازن کربناته معرفی شده است، یک امتیاز دهی تجربی از مقاومت ژئومکانیکی سنگ ها است. GSR یک امتیاز دهی از 10 تا 100 را فراهم می کند که مقادیر پایین مربوط به سنگ هایی هستند که از لحاظ مقاومتی و پایداری دیواره چاه ضعیف هستند و سنگ های شیلی و نیز سنگ های مخزنی با تخلخل و تراوایی بالا را در بر می گیرند. در مقابل، مقادیر بالای GSR در ارتباط با سنگ های بکر است که فاقد نقاط ضعف از قبیل شکستگی ها، ناپیوستگی ها و حفرات هستند. در این مطالعه، GSR با استفاده از معادلاتی که برای سنگ های آواری طراحی شده اند براساس نگارهای پتروفیزیکی محاسبه شده است. میدان مورد مطالعه، میدان گازی پارس جنوبی است که توالی کربناته پرمو-تریاس کنگان دالان در آن میزبان تجمعات عظیم گاز است. GSR محاسبه شده همبستگی بسیار خوبی با تخلخل و ضرایب الاستیک سنگ های کربناته مطالعه شده نشان می دهد. تمایز بین سنگ های مخزنی و بخش های شیلی غیر مخزنی به راحتی با کنار هم گذاشتن GSR و نگارهای چاه پیمایی امکان پذیر است. مقادیر بسیار پایین GSR که ارتباط خوبی با نگار پرتو گاما دارند، شاخص فواصل شیلی است. که این فواصل می توانند مسبب ریزش دیواره چاه، مچالگی لوله جداری و دیگر مشکلات وابسته به حفاری شوند. اگر مقادیر پایین GSR با نگار پرتو گاما ارتباط خوبی نداشته باشند، نشان دهنده توزیع بخش های مخزنی است. در انتها پس از محاسبه GSR، مقادیر آن با استفاده از یک مدل شبکه عصبی احتمالی از داده های لرزه ای سه بعدی پس از برانبارش میدان پارس جنوبی تخمین زده شده است. مقادیر بالای ضریب همبستگی بین GSR واقعی و مقادیر تخمین زده شده توسط شبکه عصبی، صحت مدل هوشمند را در تخمین GSR نشان می دهد. مکعب سه بعدی ساخته شده از GSR می تواند اساسی برای ساخت مدل های ژئومکانیکی بعدی در میدان گازی پارس جنوبی باشد.
    کلیدواژگان: امتیاز دهی ژئوفیزیکی توده سنگ، نگارهای پتروفیزیکی، پایداری دیواره چاه، شبکه عصبی احتمالی، داده های لرزه ای پس از برانبارش
  • پوریا بهنود فر، محمد جواد عامری* صفحات 44-54
    از نظر ژئومکانیکی با تولید از مخزن و تخلیه تدریجی آن، تغییراتی در مخزن ایجاد می شود. در این مقاله امکان ایجاد شکاف و شکستگی در مخازن تخلیه شده بررسی شده است. به سه روش امکان شکل گیری شکاف در ابن نوع مخازن وجود دارد. ممکن است در مخزن به علت تولید، گسل درست شود. گاهی لازم است به منظور رسیدن به لایه های پایین تر، مخزن تخلیه شده حفاری شود. چون در اثر تخلیه فشار منفذی کاهش می یابد، موقع حفاری وزن گل معمولی نیز می تواند شکاف ایجاد کند و هرزروی گل رخ بدهد. شکاف حالت سوم مربوط به زمانی است که در مخزن در حال تخلیه عملیات شکاف هیدرولیکی انجام شود. هنگام ایجاد شکاف هیدرولیکی، کاهش فشار منفذی عامل مساعدی است و با فشار پمپ کمتر می توان به هدف رسید. در این مقاله امکان چرخش تنش های افقی نیز بررسی می شود که در این صورت، می توان با شکاف هیدرولیکی به نقاط جدیدی از مخزن دست یافت. در اخر با استفاده از پارامترهای ژئومکانیکی یکی از مخازن میدان پارس جنوبی، امکان ایجاد گسل و چرخش تنش ها بر اثر تولید پیش بینی می شود.
    کلیدواژگان: ایجاد شکاف، فشار منفذی، تخلیه مخزن، میدان پارس جنوبی، ژئومکانیک
  • احد فریدونی، مهدی عصاره *، نورالله کثیری بیدهندی صفحات 55-68
    تزریق گاز یکی از روش های معمول در ازدیاد برداشت از مخازن شکافدار است. بخش عمده ای از مخازن هیدروکربوری ایران شکافدار هستند. مکانیسم های تولیدی در مخازن شکافدار با مخازن معمولی متفاوت است. یکی از مکانیسم های تولیدی در مخازن شکاف دار تحت تزریق گاز، نفوذ مولکولی است که در کنار ریزش ثقلی می تواند بازیافت نفت را افزایش دهد. در این مطالعه با استفاده از شبیه سازی ترکیبی، تاثیر نفوذ مولکولی در بازیافت نفت طی تزریق CO2 و گاز هیدروکربوری رقیق، ابتدا در مقیاس بلوک ماتریس منفرد و سپس در سکتور مدل مربوط به یکی از مخازن جنوب غربی ایران بررسی شده است. ابتدا تاثیر نفوذپذیری ماتریس، اختلاف نفوذپذیری ماتریس و شکاف، تخلخل، فشار موئینگی گاز-نفت، ارتفاع ماتریس و ترکیب گاز تزریقی بر نفوذ مولکولی در بلوک ماتریس منفرد و سپس تاثیر نفوذ ملکولی در بازیافت نفت از سکتور مدل مخزنی در تزریق CO2 و گاز رقیق بررسی شد. نتایج نشان داد که نفوذ مولکولی با افزایش سرعت انتقال جرم بین ماتریس و شکاف در تزریق گاز امتزاجی (گاز رقیق و CO2) میزان بازیافت نفت را افزایش می دهد. هرچه نفوذپذیری ماتریس کمتر و فشار موئینگی گاز-نفت درون ماتریس بیشتر باشد، بازده جابجایی نفت در طی مکانیسم ریزش ثقلی کمتر می شود و تاثیر نفوذ مولکولی در بازیافت نهایی افزایش می یابد. در تزریق گاز در سکتور مخزن، در نظر گرفتن نفوذ مولکولی با به تاخیر انداختن زمان میان شکنی گاز از طریق جابجایی اجزاء به درون ماتریس و در نتیجه حفظ فشار مخزن میزان بازیافت نهایی را در تزریق CO2 حدود 2% و در تزریق گاز رقیق 5% افزایش می دهد.
    کلیدواژگان: مخازن شکاف دار، تزریق گاز، نفوذ مولکولی، بلوک ماتریس منفرد، ریزش ثقلی
  • امیر حسین عنایتی بیدگلی *، حسین رحیم پور بناب، عباسعلی نیک اندیش صفحات 69-81
    استفاده از لاگ های چاه پیمایی، در چاه های بدون مغزه، به منظور شناسایی عوارض وابسته به طبقات سنگی، همواره مورد بحث زمین شناسان بوده است. در این مطالعه، ابتدا براساس داده های مغزه های حفاری، سکانس های رسوبی و سطوح سکانسی موجود در توالی های پرمین- تریاس نواحی خلیج فارس و فارس ساحلی، شناسایی شدند. سپس براساس آنالیز موجک لاگ های گاما و چگالی، سطوح سکانسی شامل مرز سکانسی و سطح حداکثر سیلابی، شناسایی و با نتایج مطالعات سنگ شناسی، مقایسه شد. سطوح سکانسی مشخص شده براساس لاگ گاما، با انواع شناسایی شده براساس رخساره های رسوبی، هماهنگی بهتری نسبت به نتایج آنالیز لاگ چگالی دارند. براساس روندهای کاهشی و افزایشی و نقاط چرخش موجود در نمودار پردازش شده (آنالیز موجک) لاگ گاما و چگالی، چندین سطح (هم زمان) قابل تطابق در چاه ها و میدان های مورد مطالعه، شناسایی شدند. علاوه بر لاگ های گاما و چگالی، سایر لاگ ها مانند صوتی، نوترون، پتاسیم، توریوم، گامای طیفی و مقاومت ها نیز، مورد آنالیز موجک قرار گرفت، و مشخص شد که انواع لاگ های گاما، پتاسیم، توریوم و نوترون نیز نتایج مشابهی نشان می دهند.
    کلیدواژگان: سکانس رسوبی، لاگ چاه پیمایی، آنالیز موجک، پرمین - تریاس، سازندهای دالان و کنگان
  • بابک فاضل عبدل آبادی*، علی اصغر علیزاده مجرد صفحات 82-91
    در این مقاله با انجام شبیه سازی های دینامیک مولکولی (برای نخستین بار) یک راه کار مقایسه ای جهت مطالعه رفتار جذب سیال شامل هیدروکربن(پروپان، نرمال هگزان، نرمال هپتان، نرمال دکان)- آب- گاز اسیدی بر سطوح (1014) کلسیم کربنات و (001) کائولینیت در فضای نانوحفرات ارائه گردیده است. براساس توزیع دانسیته به دست آمده، مولکول های هیدروکربن تمایل بیشتری در جذب بر سطح (1014) کلسیم کربنات نسبت به سطح (001) کائولینیت داشته اند. مولکول آب نیز تمایل مشابهی مبنی بر جذب بیشتر بر سطح کلسیم کربنات (نسبت به سطح کائولینیت) از خود نشان داده است. در مقام مقایسه، گازهای اسیدی تمایل مشابهی مبنی بر جذب بیشتر بر سطح کائولینیت نشان می دهند. این رفتار جذب در فضای نانومتری حفرات مشاهده گردیده است. نتایج حاکی از کاهش ضریب نفوذ مولکولی با افزایش جذب بر سطوح معدنی در فضای نانومتری می باشد. همچنین، وجود یک فاز آبی در فضای میانی نانوحفرات کربناته (با قطر Å 40) به توسط شبیه سازی های دینامیک مولکولی مورد تایید قرار گرفته است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی دینامیک مولکولی، نانو حفره، کلسیم کربنات، کائولینیت و جذب سیال
  • پرستو دلیر خیرالهی نژاد، محمد حقیقی*، نعیمه جدیری، فرهاد رحمانی صفحات 92-105
    کاتالیست های نیکلی کارآیی خوبی در فرآیند هیدروژن گیری اکسایشی اتان و تولید اتیلن از خود نشان داده اند. منیزیم اکسید و زیرکونیم اکسید به ترتیب جهت تامین خاصیت بازی و اسیدی کاتالیست مورد نیاز مورد استفاده قرار گرفتند. به این منظور، نانوکاتالیست Ni/Z25M75 سنتز شد و جهت استفاده در تبدیل اتان به اتیلن در حضور دی اکسیدکربن و اکسیژن مورد ارزیابی قرار گرفت. به منظور مقایسه دو روش سل-ژل و تلقیح و تاثیر آن ها بر کارآیی کاتالیست ها در مطالعه این فرآیند، کاتالیست با ترکیب درصد Ni/Z25M75، با استفاده از این دو روش تهیه شدند. خصوصیات نانوکاتالیست های سنتز شده توسط آنالیزهای XRDا، FESEMا، EDXا، BET و FTIR مشخص شدند. براساس نتایج آنالیز XRD، در نمونه سنتز شده به روش تلقیح، اندازه کریستال های کوچک تری دارد. همچنین، تصاویر FESEM نشان داد ذرات نمونه سنتز شده با استفاده از روش سل-ژل بزرگ تر می باشند. در نهایت، ارزیابی عملکرد نانوکاتالیست های سنتز شده در محدوده دمای 650oC-500 صورت گرفت. براساس نتایج تست های رآکتوری نانوکاتالیست سنتز شده به روش تلقیح کارآیی بهتری از نظر تبدیل اتان و بازده اتیلن از خود نشان داد. در این مطالعه، با استفاده از نانوکاتالیست تلقیح بازده 23/67% برای تولید اتیلن از اتان به دست آمد.
    کلیدواژگان: Ni-Z25M75، تلقیح، سل- ژل، اتان، اتیلن
  • طاهر گلی، سید رضا موسوی حرمی*، اسدالله محبوبی، علی کدخدایی، فرید طاعتی صفحات 106-119
    در این مطالعه استعداد مخزنی دو سازند آقچاگیل و آپشرون که عمدتا شامل ماسه، سیلت و شیل می باشند بررسی شده است. به این منظور مقاطع نازک موجود از خرده های حفاری مربوط به چاه A بررسی و چهار رخساره سیلت ماسه ای، گل ماسه ای، سیلتی و گلی شناسایی شده است. براساس تغییرات نمودار اشعه گاما (GR) و رخساره های رسوبی چاه مورد مطالعه به 8 زون تفکیک شده است. زون 7 این چاه به دلیل کامل بودن داده های پتروفیزیکی و زمین شناسی برای بررسی کیفیت مخزنی انتخاب شده است. در ادامه نمودارهای گامای تصحیح شده (CGR)، تخلخل نوترونی (NPHI) و چگالی (RHOZ) به عنوان داده های ورودی برای مدل سازی الکتروفاسیس انتخاب شد، و با استفاده از روش خوشه بندی MRGC مقادیر این نمودارها در 5 الکتروفاسیس خوشه بندی شده اند. الکتروفاسیس 1 به دلیل مقادیر بالای نمودارهای CGR و RHOZ و پایین NPHI و الکتروفاسیس 5 به دلیل مقادیر پایین CGR و RHOZ و بالای NPHI به ترتیب پایین ترین و بالاترین کیفیت مخزنی را دارا می باشند.از طرفی مقایسه الکتروفاسیس ها و رخساره های رسوبی نشان دهنده انطباق الکتروفاسیس های دارای کیفیت خوب و پایین به ترتیب سیلت، گل ماسه ای و گل است. نتایج این مطالعه نشان می دهد داده های پتروفیزیکی در چاه های دارای داده های ناقص زمین شناسی می تواند در تحلیل کیفیت مخزنی مفید واقع شود.
    کلیدواژگان: الکتروفاسیس، استعداد مخزنی، خوشه بندی، رخساره رسوبی، آپشرون، آقچاگیل
  • توماج فرود، عباس سیفی*، بابک امین شهیدی صفحات 120-129
    بهینه سازی برنامه تولید و تزریق در مخازن هیدروکربنی به دلیل پیچیدگی و حجم بالای محاسبات، زمینه تحقیقاتی بسیاری از طرح های پژوهشی بوده است. یکی از علل اصلی این پیچیدگی نیاز به اجراهای متعدد شبیه ساز عددی به منظور پیش بینی عملکرد مخزن است. لذا یافتن راهی برای کاهش محاسبات شبیه سازی مخزن کمک شایانی به تسهیل بهینه سازی تولید خواهد کرد. یکی از روش های کاهش حجم شبیه سازی مخزن استفاده از روش های کاهش مرتبه مدل است که به تازگی در حوزه شبیه سازی مخازن هیدروکربنی معرفی شده است. در این مقاله ما به معرفی روش کاهش مرتبه مدل براساس شبکه های عصبی مصنوعی و روش درون یابی تجربی گسسته خواهیم پرداخت. این روش با ترکیب مزایای روش های نفوذی روش درون یابی تجربی گسسته و غیر نفوذی شبکه های عصبی قادر است ضمن حفظ دقت شبیه سازی مشکل بالا بودن ابعاد فضای متغیر را حل کرده و در زمینه شبیه سازهای جعبه سیاه نیز به کار گرفته شود. کارایی الگوریتم پیشنهادی در کاهش حجم شبیه سازی و بهینه سازی تولید در مخزن شاخص بروژ مورد ارزیابی قرار گرفته است. روش مذکور نشان داد که قادر است ضمن حفظ دقت شبیه سازی و رفتار دینامیکی مخزن زمان شبیه سازی را تا هشت برابر کاهش دهد. در قسمت بهینه سازی تولید نیز استفاده از این روش در کنار الگوریتم بهینه سازی جستجوی الگو توانست ضمن کاهش زمان محاسباتی به میزان هفت برابر نسبت به شبیه ساز عددی اکلیپس، موجب بهبود 11% در ارزش خالص فعلی نسبت به نقطه اولیه بهینه سازی شود.
    کلیدواژگان: بهینه سازی تولید، شبیه سازی مخزن، کاهش مرتبه مدل، شبکه های عصبی مصنوعی، روش درون یابی تجربی گسسته
  • مازیار میرالی، مهدی حسینی* صفحات 130-141
    سازندهای نمکی به عنوان یکی از مهم ترین تله های نفتی شناخته شده اند. به همین دلیل حفاری چاه نفت در لایه های نمکی و نگهداری آن در زمان بهره برداری، از مهم ترین مسائل در مهندسی حفاری و از جمله عوامل تاثیرگذار بر طول عمر یک میدان نفتی به شمار می رود. از دست رفتن این چاه ها علاوه بر هدر رفتن وقت و هزینه، بهره برداری از حجم عظیمی از ذخایر را با مشکل روبرو می کند. از مشکلاتی که در عملیات حفاری و پس از آن در این سازندها روی می دهد، می توان به گیرافتادن رشته حفاری، کاهش قطر چاه و مچالگی یا برش لوله های جداری اشاره کرد. همگرایی دیواره چاه در نمک ها در اثر پدیده خزش به وجود می آید. خزش یک پدیده وابسته به زمان است و تحت تنش ثابت رخ می دهد. در این پژوهش، ابتدا با نمونه گیری و انجام آزمون های آزمایشگاهی، مشخصات ژئومکانیکی یکی از چاه های میدان نفتی کوپال به دست آمده و در نهایت با استفاده از نتایج آزمون خزش انجام گرفته بر روی نمونه، به کمک نرم افزار FLAC2D، رفتار خزشی لایه های نمک پیرامون این چاه تحت مدل سازی عددی قرار گرفته است. مدل سازی های انجام شده در دو حالت هنگام حفاری و پس از حفاری (در تماس با لوله های جداری) و با استفاده از مدل ویسکوپلاستیک برگر انجام گرفته است. مدل سازی ها در حین حفاری نشان می دهد استفاده از سیال حفاری با وزن PPG 18 به خوبی همگرایی را کنترل می کند. همچنین در حالتی که سیمان کاری پشت لوله جداری مناسب باشد، گسیختگی لوله جداری رخ نخواهد داد.
    کلیدواژگان: سازند نمکی، چاه نفت، مدلسازی عددی، خزش، نرم افزار FLAC2D
  • نیلوفر بصیری*، محمدرضا کمالی صفحات 142-151
    ادخال های مایع کپسول های دربسته ای هستند که اطلاعات سیال از زمان به دام افتادن را به صورت کامل در خود ذخیره می کنند. مهم ترین این اطلاعات درجه حرارت و ترکیب سیال در زمان به دام افتادن است. مطالعه ژئوشیمیایی ادخال های مایع نفتی میدان منصوری، با استفاده از آنالیز میکروترمومتری به بررسی فاکتور ادخال های مایع پرداخته است. با توجه به نتایج حاصل از آنالیزها مشخص گردید که سازند بنگستان از پتانسیل مخزنی مناسبی به لحاظ وجود نفت مهاجرت یافته به دام افتاده در سیمان سنگ مخزن برخوردار است. از بین چاه های مورد نظر در میدان منصوری فقط یک چاه (MI-44E) دارای هیدروکربن سیال می باشد و مستعد بررسی های بیشتر از نظر وجود ادخال های مایع می باشد. نمونه های مورد مطالعه میدان منصوری با توجه به نتایج آنالیزها نشان از 3 نسل یا گروه است که هر یک از نسل ها دارای ویژگی منحصر به فرد خود هستند. نمونه های آنالیز شده از نظر نوع ادخال خصوصیت مشترکی دارند بدین معنی که کلیه ادخال های مایع از نوع اولیه هستند که دلالت بر یک منشا دارند و تفاوت اصلی آنها بیشتر در نوع سیمان، درجه همگن شدن و درصد شوری می باشد. در این مطالعه هیدروکربن مایع فقط در نسل سوم دیده شده که دارای API گراویتی متفاوت بوده که با رنگ های زرد و آبی دیده می شود و نشان دهنده این است که تا بالای نقطه بلوغ حرارت دیده اند و در عمق m 9/3425 و بالاترین دما یعنی C°1/93 واقع شده اند و درصد شوری آنها بین 46/11 تا 47/18 % وزنی می باشد. در نهایت فقط گروه سه لایه مخزنی سازند ایلام متعلق به گروه بنگستان از لحاظ اکتشافی و توسعه مخزن مناسب می باشد.
    کلیدواژگان: ادخال های مایع، میدان منصوری، آنالیز ژئوشیمیایی، میکروترمومتری، هیدروکربن
  • سپیده بابامحمودی، محمدهادی جباران، سیاوش ریاحی* صفحات 152-163
    تزریق گاز به مخزن نفتی یکی از پرکاربردترین روش های ازدیاد برداشت نفت است. اما تحرک پذیری نامطلوب ناشی از ویسکوزیته کم گاز منجر به جاروب نشدن بخشی از مخزن می شود. فوم با افزایش ویسکوزیته ظاهری گاز، این مشکل را کاهش می دهد. به علت کشش بین سطحی بالا در فصل مشترک گاز و آب، برای تشکیل سطح میان گاز و مایع انرژی زیادی لازم است. در اثر تزریق سورفکتانت انرژی لازم کاهش یافته و ناپایداری فوم را کاهش می دهد. اما عواملی چون جذب و تجزیه سورفکتانت تحت شرایط سخت دمایی و فشاری مخزن، کارایی سورفکتانت را محدود می کند. بدین منظور، نانوذرات بدون بروز مشکل استفاده می شوند. ازآنجایی که در تزریق فوم به مخزن، حضور نفت امری ناگزیر است و امکان حذف یا تغییر ساختار آن ممکن نیست، بررسی تاثیر نفت خام بر فوم از اهمیت ویژه‏ای برخوردار است. در این پروژه، فوم حاصل از نانوسیلیکا و سورفکتانت SDS مطالعه شده و تفاوت آن با فوم حاصل از سورفکتانت تنها بررسی می شود. سپس تاثیر انواع نفت خام با ویسکوزیته های مختلف بر فوم مطالعه می شود. برای این کار با استفاده از روش استاتیک «مخلوط کردن» و به کمک دستگاه آزمایشگاهی که بدین منظور طراحی شده، میزان فوم زایی و پایداری فوم در درصدهای مختلف این سه نفت خام بررسی می شود. طبق نتایج، حضور نانوذره بر فوم زایی تاثیری ندارد اما پایداری فوم را افزایش می دهد. در رابطه با اثر نفت خام نیز مشخص شد که حضور نفت خام پایداری فوم را کاهش می دهد و با افزایش اشباع نفت، این کاهش پایداری بیشتر می شود. همچنین معلوم شد که با افزایش ویسکوزیته نفت، پایداری و خواص فوم بهبود می یابد.
    کلیدواژگان: فوم زایی، پایداری فوم، نانوسیلیکا، سورفکتانت SDS، نفت خام
  • ابوالفضل محمدی*، مهرداد پاکزاد، علیرضا عظیمی صفحات 164-172
    گاز کربن دی اکسید یکی از شش گاز گلخانه ای مورد هدف پیمان کیوتو است که سهم زیادی در گرمایش زمین دارد. بنابراین جذب این گاز و ممانعت از ورود آن به جو زمین بسیار مهم است. تکنولوژی هیدرات های گازی یکی از جدیدترین روش های جذب این گاز است. اما سینتیک کند تشکیل هیدرات یکی از مهم ترین موانع صنعتی شدن این فرآیند است. در این مقاله، دو مورد از مهم ترین پارامترهای سینتیکی تشکیل هیدرات یعنی تعداد مول های گاز مصرفی و زمان القای تشکیل هیدرات گازی در سیستم های آب+ کربن دی اکسید و آب+ تترا ان-بوتیل آمونیوم فلوراید(TBAF) + کربن دی اکسید اندازه گیری و بررسی شد. استفاده از TBAF به میزان قابل توجهی زمان القای تشکیل هیدرات را کاهش داد. به طوری که استفاده از 5% وزنی از این افزودنی در دمای K 15/278 و فشار MPa 8/3، زمان القا را از min 73 به min 9/0 کاهش داد. تعداد مول های کربن دی اکسیدمصرفی در طول فرآیند تشکیل هیدرات و در زمان های min 40 و min 350 پس از شروع فرآیند تشکیل هیدرات اندازه گیری و محاسبه شد. استفاده از TBAF تعداد مول های گاز مصرفی را به میزان قابل ملاحظه ای افزایش داد به طوری که استفاده از 1، 4 و 5% وزنی از TBAF تعداد مول های گاز مصرفی را در زمان min 40 پس از شروع فرآیند تشکیل هیدرات به ترتیب 5/18%، 3/39% و 9/71% افزایش داد.
    کلیدواژگان: کربن دی اکسید، سینتیک، هیدرات های شبه کلاتریت، TBAF، زمان القا
  • محمد مهدی سبزه میدانی*، اصغر لشنی زادگان، حسین معینی صفحات 173-185
    در این پژوهش با استفاده از تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی، مدل دو بعدی حذف دی اکسید کربن (CO2) با یک تماس دهنده غشایی فیبر توخالی از جنس پلی وینیلیدین فلورید مورد بررسی قرار گرفت. در این مدل انتشار محوری و شعاعی لحاظ شده است. همین طور جریان همرفت در پوسته و لوله در نظر گرفته شده است. معادلات پیوستگی، مومنتوم و جرم به روش المان محدود حل شده است. نتایج این مدل تطابق خوبی را با داده های آزمایشگاهی حذف دی اکسیدکربن از مخلوط گاز توسط آب را دارد. در سرعت m/s 5 مایع جاذب درصد حذف دی اکسیدکربن در دمای ثابت 10 و C° 40 به ترتیب 36/55 و 25/46 % می باشد. در سرعت m/s 02/0 مخلوط گازی و سرعت m/s 5 مایع جاذب درصد حذف دی اکسیدکربن درجریان ناهمسو و همسو به ترتیب 43/51 و 34/23 % می باشد. با افزایش سرعت مایع راندمان حذف افزایش می یابد. با افزایش سرعت مخلوط گاز راندمان حذف کاهش می یابد. همچنین نشان داده شد که این روش قادر به پیش بینی عملکرد تماس دهنده غشایی فیبر توخالی برای جذب دی اکسید کربن از مخلوط های گازی است.
    کلیدواژگان: دینامیک سیالات محاسباتی، شبیه سازی CFD، تماس دهنده غشایی، جذب دی اکسید کربن، لی وینیلیدین فلورید
  • زهرا سخایی، رضا آذین*، شهریار عصفوری صفحات 186-199
    در این تحقیق کلیه روابط تجربی و تحلیلی ارائه شده جهت تخمین مقادیر تراوایی نسبی در سیستم های دو فازی نفت -آب بررسی می شود. 11 رابطه متداول و پرکاربرد در مدل سازی جریان های دو فازی نفت - آب در محیط متخلخل شامل روابط تجربی هنرپور و همکاران، ابراهیم و کودریتز و الفتاح و همچنین روابط دارای پارامترهای قابل تنظیم که شامل رابطه تعمیم یافته کوری، رابطه تعمیم یافته بروکس و کوری، سیگموند و مک کافری، چیرسای، ون جینوچتن- مولم، LET و لی و همکاران مورد استفاده قرار گرفته است. دقت روابط فوق با استفاده از 644 داده آزمایشگاهی مرتبط با سیستم های نفت – آب بررسی و ارزیابی شدند. در تعیین پارامترهای قابل تنظیم روابط، از روش بهینه سازی غیرخطی گرادیان کاهشی تعمیم یافته به صورت محلی و کلی بهره گرفته شده است. نتایج حاصل نشان می دهند که در مجموع دو رابطه سیگموند و مک کافری و LET به ترتیب دارای نزدیک ترین پیش بینی از مقادیر آزمایشگاهی تراوایی نسبی فاز نفت و آب می باشند. درخت تصمیم برای بهترین رابطه جهت تخمین مقادیر تراوایی نسبی در دو نوع سنگ کربناته و ماسه سنگ و نیز برای سه حالت ترشوندگی آب دوست، میانه و نفت دوست ارائه شده است. همچنین با توجه به ضعف روابط دارای پارامتر قابل تنظیم در وابسته بودن به داده های تجربی تراوایی نسبی در تعیین مقادیر پارامترهای آن ها، از طریق بهینه سازی کلی بر روی گستره وسیعی از داده های تجربی، بهترین مقادیر پارامترهای روابط دارای پارامتر قابل تنظیم تعیین و نتایج برای 4 رابطه دارای بالاترین دقت گزارش شده اند.
    کلیدواژگان: تراوایی نسبی، روابط تجربی و تحلیلی، سیستم نفت، آب، بهینه سازی غیرخطی
|
  • Mahdi Abbasi *, Mojtaba Izadmehr, Mohammad Sharifi, Mohammad Hossien Ghazanfari, Alireza Kazemi, Shahab Gerami Pages 4-15
    Fractured carbonate reservoirs constitute considerable number of hydrocarbon reservoirs in Iran. In the fractured reservoirs, the gravity drainage is one of the dominating oil producing mechanisms, which controls oil production depending on the interaction between upper and lower blocks. However, in few theoretical studies have investigated the modelling of re-infiltration process between stack of matrix blocks. In this study, at first the gravity drainage process is modelled for a 1-D single matrix block by consideration of gravity and capillary forces, then Laplace transform is used to solve the governing partial differential equation related to matrix blocks, with the appropriate initial and boundary conditions. Moreover, the obtained equations are extended to a stack of matrix blocks and the effect of re-infiltration process in investigated. The inlet oil from the upper boundary of the blocks is a function of time, and the lower boundary of the blocks is fully saturated with oil. At the initial condition, the matrix block is saturated with oil. Finally, based on the determined saturation equations, oil production rate, cumulative production, the gravity drainage mechanism and the effect of re-infiltration process are studied. It is worth mentioning that proposed solution for re-infiltration problem in this study is fully analytical, while previous proposed solutions from other researchers (Firoozabadi and Ishimoto [1]) have been numerical or semi-analytical.
    Keywords: Fractured Reservoir, Gas Invaded Zone, Gravity Drainage, Re-infiltration, Analytical Solution, Gaz Inrade Zone
  • Nasser Akbari *, Ali Moallemi, Farhad Khoshbakht Pages 16-26
    Natural fractures’ network are important in determination of hydraulic behavior of oil and gas reservoirs. Fractures are invaluable in hydrocarbon production, especially in naturally fractured carbonate reservoirs. The effective permeability of Asmari carbonate reservoir is highly dependent on the occurrence of open fractures. In this research, 409 open fractures, derived from image logs of six wells were used to determine fractures’ sets considering Fisher coefficient. The fractures are categorized into seven fractures sets. The variety of fracture sets is an indicator of reservoir heterogeneity. Although the wells are located on the southwestern plunge, the general pattern of fracture in the field is longitudinal. A possible explanation for this phenomenon is change in stress direction during folding. After determination of the fractures’ properties for each fracture set, discrete fracture network model was created. The average orientation of fractures in the test well, which was not used in the DFN model, was identical to the fracture orientation of the DFN model in the location of the well. In the test well, observed reservoir pressure, 2299 psi, (from well test) was matched to the 2294.62 psi of the model.
    Keywords: Discrete Fracture Network Model, Fracture Set, Open Fracture, Carbonate Reservoir, Zagros
  • Mohammad Ali Faraji *, Hossain Rahimpour Bonab, Ali Kadkhodaie Pages 27-43
    The Geophysical Strata Rating (GSR), which is introduced in this study for carbonate reservoirs, is an empirical strength rating of rocks. It provides ratings from 10 to 100 where the lower values correspond to rocks; such as, shales which are weak from a borehole stability point of view and also the porous, permeable reservoir rocks. In comparison, the higher values of GSR are associated with intact rocks with few defects in the form of fractures and discontinuities and low porosity. In this study, GSR is calculated from petrophysical data using the equations developed in clastic rocks. The region investigated is the South Pars gas field where the Permo-Triassic Dalan and Kangan reservoirs host the largest accumulations of gas in the world. The GSR results are in good agreement with porosity and elastic moduli of these carbonate rocks. Discrimination between reservoir and non-reservoir shaly units would easily be obtained by comparing GSR and well logs. Very low GSR values, with high gamma ray log responses, indicate the shaly intervals. These can cause washouts, casing collapse and other related drilling problems. Intervals with low GSR values and low gamma ray log responses indicate the presence of good reservoir units. Finally, a 3D GSR model is estimated from 3D post-stack seismic data of the South Pars gas field, by using a probabilistic neural network model. Strong correlations between neural network predictions and actual GSR data at unseen borehole locations proved the validity of the intelligent model in GSR estimation. This 3D GSR cube can be utilized for construction of geomechanical models over the South Pars gas field.
    Keywords: GSR, Well Logs, Wellbore Stability, Multi-Regression Analysis, Probabilistic Neural Network, 3D model
  • Pouria Behnoud Far, Mohammad Javad Ameri * Pages 44-54
    Some geomechanical changes may be occurred due to the production and gradual depletion of the reservoir. Fracturing in depleted reservoirs is studied in this article. In depleted reservoirs, there are three kinds of scenarios for fracturing. A fault may be created as a result of production. Drilling a depleted reservoir is sometimes necessary to reach to deeper targets. Pore pressure variation changes safe mud window. Hence, some fractures can be generated in drilling with previous mud weight, and then mud lose is occurred. In addition, the third kind is hydraulic fracturing in depleting reservoirs. Decrease of pore pressure is a willing factor, and a hydraulic fracture can be generated with less pump pressure. In this article, the possibility of the horizontal stresse rotation is studied. Stress rotation can help fractures to reach to new parts of reservoirs which remain undrained. At last with usage of geomechanical parameters of one of the reservoirs of south Pars field, the possibility of faulting and stress rotation is predicted.
    Keywords: Fracturing, Pore Pressure, Depletion, South Pars Field, Geomechanics
  • Ahad Freydooni, Mehdi Assareh * Pages 55-68
    One of the common methods of enhanced oil recovery in naturally fractured reservoirs is gas injection. The majority of Iranian hydrocarbon reservoirs are fractured reservoirs. Producing mechanisms is different in fractured reservoirs in comparison with conventional reservoirs. Molecular diffusion is one of the mechanisms that along with gravity drainage can increase oil recovery in fractured reservoirs during gas injection. In this work, the effect of molecular diffusion in CO2 and hydrocarbon gas injection as an EOR (enhanced oil recovery) process is investigated using compositional simulation in a single matrix block and a sector model of an Iranian natural fractured reservoir. The effect of the matrix permeability, matrix and fracture permeability difference, matrix porosity, matrix gas-oil capillary pressure and injection gas composition are checked in single matrix blocks, and then the influence of diffusion is investigated on the recovery of the sector model during the CO2 and hydrocarbon gas injection. The results show that molecular diffusion raises oil recovery by increasing the mass transfer rate between the matrix and fracture during miscible gas injection (CO2 and hydrocarbon gas). The low matrix permeability and high gas-oil capillary pressure within the matrix oil make smaller displacement efficiency during gravity drainage. In the sector model, the molecular diffusion increases the ultimate oil recovery by about %2 and %5 in CO2 and hydrocarbon gas injection, respectively by delaying gas breakthrough in an production well and maintaining reservoir pressure.
    Keywords: fractured reservoirs, Gas Injection, Molecular Diffusion, Single Matrix Block
  • Amir Hossein Enayati-Bidgoli *, Hossain Rahimpour Bonab, Abbasali Nickandish Pages 69-81
    Using of well logs in un-cored wells in order to identify rock strata related features usually has been discussed between the geologists. In this study, firstly, based on drilling cores, depositional sequences and surfaces of the Permo-Triassic successions in the Persian Gulf and Coastal Fars areas are identified. Then, using processed gamma and density well logs (wavelet analysis), in Cyclolog software, sequence stratigraphic surfaces including sequence boundary and maximum flooding surfaces are recognized and compared with the petrographical results. The recognized surfaces based on gamma ray logs are more compatible with the identified surfaces based on depositional facies, than results of density well logs. According to decreasing and increasing trends and turning points on the processed gamma ray and density well logs of the studied wells and fields, several (isochronous) correlatable surfaces are recognized. Rather than gamma ray and density well logs, Sonic, Neutron, Potassium, Thorium, spectral gamma ray and resistivity, are analyzed using wavelet method which gamma, Potassium, Thorium and Neutron well logs show same results.
    Keywords: Depositional Sequence, Well Log, Wavelet Analysis, Permian-Triassic, Dalan, Kangan Formations
  • Babak Fazel Abdolabadi *, Aliasghar Alizadeh Mojarad Pages 82-91
    We conducted a set of molecular dynamics simulations, as the first comparative study of the adsorption behavior of liquid hydrocarbon (propane, n-hexane, n-heptane, n-decane)/acid gases/water molecules over {} calcite surface and {001} octahedral kaolinite surface in nano-confined slit. According to atomic z-density profiles, hydrocarbon molecules have higher tendency towards the {} calcite surface than the {001} octahedral kaolinite surface. In addition, water molecules showed the same tendency for stronger adsorption over calcite surface than kaolinite. In contrast, acid gas molecules showed higher tendency towards kaolinite surface than calcite surface. This behavior was spotted within nanometer-sized slit pores. The results also pointed to reduction in self-diffusion coefficient of molecules with strong adsorption over mineral surfaces in nano-confined environment. Existence of a water phase in the middle-region of slit was confirmed by the molecular dynamics simulations’ results.
    Keywords: Molecular Dynamics Simulation, Calcite, Kaolinite, Nano-confinement
  • Parastoo Delir Kheyrollahi Nezhad, Mohammad Haghighi *, Naimeh Jodeiri, Farhad Rahmani Pages 92-105
    Ni-based catalysts demonstrated the beneficial performance in oxidative dehydrogenation. Magnesium oxide and zirconium oxide have been used in order to supply basic and acidic properties for the catalyst, respectively. Thus, Ni/Z25M75 nanocatalyst has been synthesized and evaluated in the conversion of ethane to ethylene in the presence of oxygen and carbon dioxide. For comparison purposes, Ni/Z25M75 has been synthesized via two different methods. The obtained catalysts have been characterized by XRD, FESEM, EDX, BET and FTIR. The XRD analysis demonstrated that the sample prepared via impregnation had smaller crystallite size. Moreover, FESEM images illustrated larger particle size of the sample prepared using the sol-gel method. Finally, nano-catalyat practical evaluations during oxidative dehydrogenation were done in the range of 500-650 °C. According to the catalytic tests, the nanocatalyst synthesized via the impregnation had better performance in reaction in comparison to the sol-gel one in the terms of conversion and yield. In this study, %67.23 yield obtained using the nanocatalyst has beenprepared via impregnation method.
    Keywords: Ni-Z25M75, Impregnation, Sol-Gel, Ethane, Ethylene
  • Taher Goli, Seyyed Reza Moussavi Harami *, Asadolah Mahboubi, Ali Kadkhodaie, Farid Taati Pages 106-119
    This article aimed to explore the reservoir potential of the two formations, namely Apsheron and Aghchagil which primarily are comprised of sand, silt and shail. To this end, the existing thin sections taken from cutting drilling pertaining well A were considered. Consequently, four facies of sandy silt, sandy mud, silt and mud were discovered. Based on the variations taken place in the gamma ray (GR) log and sedimentary facies, the intended well was divided into eight zones. Given its completeness of the petrophysical and geological data for considering reservoir quality, the zone #7 proved to be the best case for this study. Following this process, corrected gamma ray (CGR), neutron porosity hydrogen index (NPHI) and density log (RHOZ) were selected as the input data for electrofacies modeling; therefore, through making use of MRGC clustering model, the amounts of these logs were clustered in five electrofacies clusters. Electrofacies #1 was marked, in terms of high degrees of CGR and RHOZ and low degree of NPHI, as possessing the lowest level of reservoir potential. Similarly, electrofacies #5 was marked, in terms of low degree of CGR and RHOZ and high degree of NPHI, as possessing the highest level of reservoir potential. On the other hand, the comparison between the electrofacies and sedimentary facies demonstrates the electrofacies correlation ranging from the highest to lowest quality facies, namely silt, sandy mud and mud, respectively. The results have revealed that the petrophysical data within the wells demonstrating incomplete data might come in handy for the reservoir potential analysis.
    Keywords: Electrofacies, Reservoir Potential, Clustering, Sedimentary Facies, Apsheron, Aghchagil
  • Toomaj Foroud, Abbas Seifi *, Babak Aminshahidy Pages 120-129
    Production-injection optimization has been the subject of various researches due to its complicated and expensive computations. The main reason for this complexity is number of reservoir simulation runs is needed to predict reservoir performance. These numerical reservoir simulations are computationally expensive and time consuming. Therefore, finding a way to reduce the computational burden of reservoir simulation will facilitate the optimization process. One of the methods for reducing the complexity of reservoir simulation is Reduced Order Modeling (ROM) which has been recently introduced for improving efficiency of open source reservoir simulators. In this paper, an ROM method based on Artificial Neural Networks (ANN) and Discrete Empirical Interpolation Method (DEIM) is proposed to resolve the curse of dimensionality while simulating reservoir dynamics with acceptable accuracy. This method is also applicable to black box reservoir simulators. The performance of the suggested ANN-DEIM algorithm has been investigated on a case study on Brugge field. The reduced model well represent the reservoir dynamic behavior while reducing run time by a factor of eight comparing with that of a full order reservoir simulator. ANN-DEIM also has been applied in production-injection optimization of Brugge filed using a Pattern Search optimization algorithm. The proposed method can reduce optimization time by 7 times while leading to %11 improvement in Net Present Value (NPV) over the initial solution used in the optimization process.
    Keywords: Production Optimization, Reservoir Simulation, Reduced Order Modeling, Artificial Neural Networks, Discrete Empirical Interpolation Method, Proper Orthogonal Decomposition
  • Mazeyar Miraly, Mehdi Hosseini * Pages 130-141
    Salty formations are considered as one of the most important petroleum traps. Thus, oil well drilling in salty formations and its support are among the most significant issues in drilling engineering and one of the most important factors in the life of an oil well. Not only does the loss of these wells cause waste of time and money, but it also hinders the exploitation of large volumes of reservoirs. Among the problems which occur during and after the drilling operations in salty formations, we can mention some of the important problems; such as, trapping of the drill string, decrease in the diameter of the well, and crumpling or shearing in the casing. Convergence of the well lining in salty formations is caused by creep. Creep is a time-dependent phenomenon which occurs under constant stress. Initially, the geo-mechanical properties of one of the wells in Kupal oil field were obtained in this study by sampling and laboratory testing. Afterwards, using the results of a creep test on the sample, the creep behavior of a salt layer around the well was modeled by FLAC2D software. The modeling was done in the two states of drilling ((1) during the drilling and (2) after the drilling (in contact with the casing)) by using the Viscoplastic-burger model. Modeling during the drilling illustrated that using drilling fluid with the weight of 18 pounds per gallon controlled the convergence very well. The findings would also demonstrated that casing rupture would not occur if the cement work behind the casing was appropriate.
    Keywords: Salty Formation, Oil Well, Numerical Modeling Creep, FLAC2D Software
  • Nilofar Basiri *, Mohammadreza Kamali Pages 142-151
    Fluid inclusions are closed capsules wich have retained fluid information completely since their entrapment time. These important fluid information parameters are temperature and fluid composition. Geochemical study of fluid inclusions from Mansuri oil field using microthermometry analysis investigates application of fluid inclusion properties. Analytical results indicated that Bangestan Formation is a potential hydrocarbon reservoir. Hydrocarbon-bearing fluid inclusion was noticed only in one well (MI_44E) from Mansuri oil field, and therefore detailed investigation is proposed. Detailed sample analyses resulted in identification of 3 types of fluid inclusion generation with distinct characteristics. All fluid inclusions are described as primary in origin, but they show subtle differences in terms of cement type, temperature of homogenization and salinity. Oil inclusions were noticed only in type 3 generation which is described by varied API Gravity with yellow to blue colors suggesting mature oil (93.1◦C), salinity in the range of 11.46 to 18.47 % at depth 3425.9 meter. Finally, it is concluded that only Ilam reservoir from Bangestan group would possibly be favorable to exploration and field development.
    Keywords: Fluid Inclusions, Mansuri, Oil Field, Geochemical Analysis, Microthermometry
  • Sepideh Babamahmoudi, Mohammad Hadi Jabaran, Siavash Riahi * Pages 152-163
    The gas flooding is one of the most common methods for enhancing oil recovery. However, some problems; such as, gas uptake reduces this method’s efficiency. The foam formation reduces the relative permeability of the gas and improves this technique. However, the generated foam by the combination of water and gas does not have enough stability. Thus, surfactant is used for many years. However, the foam stabilized by surfactants is problematic in high temperatures and salt content. The studies have shown that the foam stabilized with Nanoparticles can endure the harsh conditions. Since the presence of oil in the reservoir is inevitable, investigating the effects of crude oil on the foam is of special importance. In this project, the foam generated by Nano-silica and SDS is studied. Then the differences between this foam and the foam generated by only surfactant is discussed. The effect of different kinds of crude oils with different viscosities on foam structure is discussed too. For studying the foam ability and foam stability in the presence of different concentration of these crude oils, the static method called “mixing” is used by the setup that is designed for this job. The results show that nanoparticles do not effect foam ability but increase the foam stability significantly. Regarding the effect of crude oil, it was also determined that the presence of crude oil reduces foam stability and by increasing oil concentration, the stability reduces more. It also turned out that with increasing oil viscosity, foam stability and properties will be improved.
    Keywords: Foam Ability, Foam Stability, Nano silica, SDS, Crude Oil
  • Abolfazl Mohammadi *, Mehrdad Pakzad, Alireza Azimi Pages 164-172
    According to Kyoto protocol, carbon dioxide is one of the six large greenhouse gases which causes global warming. Therefor it is very important to prevent it from entering the atmosphere. The gas hydrate technology is one of the newest methods of carbon dioxide separation, but slow kinetics of this technology is one of the major obstacles to industrialize the process. The induction time of carbon dioxide hydrate formation and the amount of gas have been consumed for the systems of water carbon dioxide and water TBAF carbon dioxide were measured in this research. The experiments were done in a 169 cm3 batch reactor and at temperature 278.15 K and initial pressure 3.8 MPa. Utilization of 5 wt% TBAF decreases the induction time of hydrate formation from 73 min to 0.9 min. The amount of carbon dioxide consumed within 40 min and 350 min of experiments was measured and reported. Utilization of 1, 4, and 5 wt% TBAF within 40 min of experiments increase the amount of carbon dioxide consumed 18.5% ,39.3%, and 71.9%, respectively.
    Keywords: Carbon Dioxide, Kinetics, Semiclathrate Hydrates, TBAF, Induction Time
  • Mohammad Sabzehmeidani *, Asgar Lashani, Hossein Moeini Pages 173-185
    In this study, a 2D numerical model is investigated for removal of CO2 in a hydrophobic polyvinylidene fluoride (PVDF) hollow fiber membrane contactor (HFMC) using the computational fluid dynamics (CFD) method. The model considers axial and radial diffusion in the membrane contactor. It also considers convection in the tube and shell side. The model governing equations were solved with using finite-element method. Simulation predictions were validated with the experimental data obtained from literature for CO2 absorption from the gas mixture by water. The simulation predictions were in good agreement. The results of this model are in good agreement with experimental data CO2 removal from the gas mixture by water. In velocity 5 m/s absorbent fluid removal efficiency carbon dioxide at a constant temperature of 10 and 40 °C, respectively, 55.36 and 46.25 %. In velocity of 5 m/s absorbent fluid and 0.2 m/s gas mixture removal efficiency of carbon dioxide absorbent 51.43 and 23.34 % respectively during counter current and co-current flow. Increasing liquid velocity led to an increase in removal efficiency of carbon dioxide. By increasing the gas mixture velocity, removal efficiency is reduced. It is shown that this method is able to predict the performance of the membrane contactor hollow fiber to absorb CO2 from the gas mixture.
    Keywords: Computational Fluid Dynamics (CFD), Contacts the Membrane, Earbon Dioxide, PVDF, Hollow Fiber Membrane
  • Zahra Sakhaei, Reza Azin, Shahriar Osfouri Pages 186-199
    In this study, the comprehensive review of empirical and analytical correlations, which are presented for estimation of the relative permeability of two-phase systems, is performed. 11 common and widely used correlations for modeling of two-phase flow of oil - water in porous media including the empirical correlations of Honarpour et al., Ibrahim & Koederitz and Al-Fattah and also those correlations which have adjustable parameters; such as, Corey generalized correlation, Brooks and Corey generalized correlation, Sigmund & McCaffery, Chierici, Van Genuchten-Maulem, LET, Ke and Li et al. were used. The accuracy of the above correlations was evaluated by using 644 experimental data points related to oil - water systems. Generalized Reduced Gradient nonlinear optimization method has been used locally and globally for determining the adjustable parameters of the parametric models. According to the performed adjustment and optimization, Sigmund & McCaffery and LET correlations showed the best agreement with experimental data of oil and water relative permeability, respectively. The decision tree for the best correlation to estimate the relative permeability in carbonate and sandstone rocks as well as for three states of wettability water-wet, intermediate-wet and oil-wet was presented. Also, due to the weakness of the correlations with adjustable parameters to be dependent on experimental relative permeability data in determining the values of their parameters, the best values of the parameters of these correlations were determined using global optimization on a wide range of experimental data. The results were reported for 4 correlations with the highest accuracy.
    Keywords: Relative Permeability_Empirical - Analytical Correlations_Oil – Water System_Nonlinear Optimizatio