ماهنامه نفت، گاز و انرژی
سال دوم شماره 6 (فروردی ن و اردی بهشت 1390)

تراوایی نسبی یکی از عوامل اصلی کنترل کننده بازیافت نفت به صورت غیرامتزاجی است که تابعی از خواص محیط متخلخل و سیال درون مخزن می باشد. یکی از روش های ازدیاد برداشت نفت، سیلاب زنی به وسیله گاز دی اکسید کربن می باشد که اخیرا در ایران مورد بررسی قرار گرفته است. یکی از سوالات بی پاسخ در این زمینه، چگونگی تاثیر تزریق دی اکسید کربن بر تراوایی نسبی نفت و گاز می باشد. در این مقاله تراوایی نسبی دی اکسید کربن و نفت در فرآیند سیلاب زنی به وسیله گاز دی اکسید کربن به صورت ناپایا مورد بررسی آزمایشگاهی قرار می گیرد. برای بررسی تراوایی نسبی دی اکسید کربن و نفت، دستگاه سیلاب زنی مغزه مورد استفاده قرار می گیرد. سپس نتایج حاصل از تزریق دی اکسید کربن با نتایج حاصل از تزریق یک گاز بی اثر مانند نیتروژن مقایسه می گردد. در مقایسه تراوایی نسبی نفت در تزریق دی اکسید کربن نسبت به تزریق نیتروژن مشخص گردید که تراوایی نسبی نفت در تزریق دی اکسید کربن با افزایش همراه می باشد که این افزایش ناشی از کاهش کشش سطحی میان نفت و گاز، کاهش گرانروی نفت و انبساط نفت می باشد. مقایسه تراوایی نسبی دی اکسید کربن و نیتروژن نشان می دهد که تراوایی نسبی دی اکسید کربن و نیتروژن در ابتدای تزریق مقدار یکسانی دارند. با نزدیک شدن به اشباع باقیمانده نفت در تزریق نیتروژن، تراوایی نسبی نیتروژن به علت نزدیک شدن به جریان تک فازی، در مقایسه با تراوایی دی اکسید کربن افزایش می یابد، اما در صورتی که اثرات اشباع باقیمانده نفت و تراوایی نسبی در نقاط انتهایی نرمالیزه شوند، تراوایی نسبی دی اکسید کربن مقدار بالاتری نسبت به تراوایی نسبی نیتروژن به خود اختصاص می دهد. علت این پدیده می تواند کشش سطحی پایین تر و گرانروی کمتر دی اکسید کربن نسبت به نیتروژن باشد.

رشد مصرف گاز و نیاز روزافزون کشورها به انرژی های فسیلی باعث شده است، کشورهای صاحب تکنولوژی های نوین جهت کم کردن وابستگی خود به صادرکنندگان گاز، اقدام به شناسایی و تحصیل منابع گازی غیرمتعارف نمایند که این مقوله می تواند اعلام زنگ خطری برای منافع کشورهای بزرگ صادرکننده گاز مانند روسیه و ایران باشد.
این مقاله چشم اندازی به روند رو به رشد شناسایی و استحصال یکی از منابع گاز غیرمتعارف یعنی گاز شیل در اروپاست. گاز شیل یک گاز طبیعی ساخته شده از پوشش ها و سنگ های نفت زا می باشد و تنها یک نوع از گازهای غیرمتعارف می باشد. این گاز یک گاز طبیعی است و عمدتا از متان تشکیل شده که بصورت نامنظم بر روی صفحه هایی با طبقه بندی رسی گسترده شده است. ساختار گاز شیل غنی از مواد آلی بوده و برخلاف اکثر مخازن هیدروکربنی معمولا هر دو منبع گاز و مخزن گاز جزء مخازن متوسط می باشند.
جهش اقتصادی و رونق شدید تولید گاز شیل در شمال آمریکا باعث شروع مطالعات جدیدی از منابع گاز شیل و چشم انداز آن در سایر نقاط جهان شده است. رشد و شکل گیری گاز شیل حاکی از آن است که در سراسر جهان منابع آن گسترده بوده و قابل دستیابی اقتصادی خواهد بود.

مصرف روزافزون منابع انرژی و افزایش قیمت سوخت از یکسو و محدودیت های محیط زیستی مبنی بر کاهش آلاینده ها از سوی دیگر سبب شده است که در سال های اخیر صاحبان صنایع به خصوص صنایع بزرگ که مصرف کنندگان عمده انرژی هستند، درصدد چاره-جویی برای حل این مشکل باشند. در این راستا روش های گوناگونی برای کاهش مصرف انرژی و هزینه ها ارائه شده و توسعه یافته است. انتگراسیون یا یکپارچه سازی فرایند، مفهومی است که به استفاده از برخی از این روش ها مانند آنالیز پینچ، برنامه ریزی ریاضی، هوش مصنوعی و غیره در جهت کاهش تلفات گفته می شود. در این مقاله امکان بهبود شبکه مبدل های حرارتی و کوره های واحد هیدروکراکر یا آیزوماکس پالایشگاه اراک مورد بررسی قرار گرفته است. اطلاعات مورد نیاز از واحد جمع آوری شده و با استفاده از مفاهیم پینچ و با استفاده از نرم افزارهایHysys و Aspen Pinch مساله مورد تحلیل و بررسی قرار گرفت. به دلیل ماهیت جریان ها و شرایط عملیاتی، واحد به دو بخش مجزای فشاربالا (راکتور ها) و قسمت فشارپایین (جداسازی) تقسیم و بررسی شد. در قسمت فشاربالا (فشار حدود 200 بار) به دلیل اینکه فشار و میزان ترکیبات خورنده زیاد است در ساخت تجهیزات از مواد گران قیمت و خاص استفاده شده است و تغییر در ساختار اجزاء به سادگی امکان پذیر نمی باشد. پیشنهاد ارائه شده در این قسمت افزایش یک جفت مبدل می باشد. در قسمت جداسازی چندین راهکار پیشنهاد شد و میزان صرفه جویی اقتصادی آن نیز محاسبه گردید که از جمله این تغییرات حذف بخار فشار متوسط در جوشاننده برج تثبیت کننده نفتای سبک و جوشاننده برج عریان کننده نفتای سنگین و جایگزینی آن با محصولات دیزل و نفت سفید و نیز تولید بخار فشار پایین از دو جریان محصولات دیزل و نفت سفید می باشد. همچنین پیشنهاد شد که در یکی از کوره ها به منظور کاهش مصرف سوخت، دمای هوای ورودی و میزان پیش گرم آن افزایش یابد.

امروزه بخش عمده ای از آلودگی هوا ناشی از تبخیر ترکیبات آلی فرار (VOCs) می باشد. استفاده از فیلترهای بیولوژیکی (بیوفیلترها) یکی از مهمترین روش ها برای تصفیه حجم زیادی از هوا با غلظت های پایین آلاینده می باشد. اساس بیوفیلتراسیون، مصرف و اکسیداسیون (تجزیه بیولوژیکی) ترکیبات آلاینده توسط میکروارگانیسم ها و تولید دی اکسیدکربن، آب و بیومس است. در این تحقیق با حل مدل ریاضی مربوط به یک بیوفیلتر خاص و سپس شبیه سازی آن تاثیر عواملی مانند: طول بیوفیلتر، مواد پرکننده فیلتر، فعال و غیرفعال بودن سیستم از لحاظ بیولوژیکی و مدت زمان عملکرد بیوفیلتر بر روی حذف متانول مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که در طی راه اندازی اولیه یک بیوفیلتر، جذب سطحی آلاینده ها توسط مواد تشکیل دهنده فیلتر غالب است، ولی بعد از مدتی که این مواد با آلاینده ها اشباع شدند، بیوفیلترهای مورد استفاده حاوی کربن فعال گرانولیGAC))، کمپوست / خاک دیاتومه و کمپوست به ترتیب به طولانی ترین زمان نیاز دارند تا به حالت پایدار برسند. به هر حال (GAC) جاذب بهتری برای آلاینده است، در حالیکه کمپوست محیط بهتری را برای رشد و فعالیت میکروبی فراهم می کند.

گل حفاری پایه آبی یکی از رایج ترین سیالاتی است که در حفاری چاه های نفت و گاز به کار می رود. این گل ها با در برداشتن مواد محلول و نامحلول خاص خود که هر یک به منظوری به آن اضافه شده اند، می تواند با انتقال کنده های حفاری به سطح، خنک کردن مته، کنترل فشار درون چاه و... ما را در انجام حفاری یاری دهند. با توجه به جنس فولادی لوله های حفاری هر یک از این مواد به نوعی نقشی در خوردگی آن بازی می کنند. در این مقاله به بررسی نقش هر یک از افزودنی های گل پایه آبی در خوردگی رشته حفاری پرداخته و راهکارهایی به منظور جلوگیری یا توقف خوردگی برای هر افزایه ارائه شده است.

متانول به عنوان منبع انرژی و همچنین ماده ای برای تولید هیدروژن با خلوص بالای مورد استفاده در پیل های سوختی، طی چند دهه اخیر مورد توجه زیادی قرار گرفته است. پیل های سوختی به عنوان تولیدکننده انرژی پاک و بدون آلاینده معروف هستند، چون در خروجی اگزوز ماشین هایی که از پیل سوختی استفاده می نمایند، فقط بخارآب تولید می شود، بنابراین از لحاظ زیست محیطی و بازده بالای انرژی، مورد توجه قرار گرفته است. متانول به خاطر نسبت بالای H2/C، دانسیته انرژی بالا و فقدان پیوندهای C-C که باعث تولید کک بر روی کاتالیست می شود، یکی از مهم ترین منابع برای پیل های سوختی می باشد. سه روش مهم برای تبدیل متانول وجود دارد که عبارتند از ریفورمینگ متانول با بخارآب (SRM)، اکسیداسیون جزئی متانول (POM) و ریفورمینگ خودگرمایی متانول (AMR). از میان این سه روش، فرآیند SRM بیشتر مورد توجه قرار گرفته است، زیرا در دماهای پایین دارای تبدیل بالایی بوده و بازده تولید هیدروژن آن بالا (حدود 75%) می باشد. همچنین CO پایینی (کمتر از 1%) در فرآیند تولید می گردد که با توجه به مسموم شدن کاتالیست ریفورمینگ متانول و کاهش کارایی آن توسط CO، یک مزیت عملیاتی محسوب می شود.

در سال های اخیر تلاش های زیادی در جهت کاهش آلایندگی و کاهش میزان مصرف سوخت در موتورهای اشتعال تراکمی صورت گرفته است. یکی از روش های رسیدن به این هدف استفاده از سوخت های جایگزین در این نوع از موتورها می باشد. دی متیل اتر (DME) به علت ویژگی های خاصی از قبیل عدد ستان بالا، دمای خوداشتعالی پایین و آلایندگی ناچیز یکی از سوخت های جایگزین مناسب می-باشد. در مقاله حاضر با استفاده از یک مدل CFD سه بعدی تاثیر استفاده از سوخت دی متیل اتر به جای سوخت دیزل روی فرآیند احتراق و تولید آلایندگی موتور دیزلی پاشش مستقیم بررسی شده است. مهم ترین آلاینده-هایی که در موتور دیزل تولید می شوند، اکسید نیتروژن (NOx) و دوده (Soot) می باشند. به علت وجود مولکول اکسیژن در ساختار شیمیایی سوخت دی متیل اتر آلاینده Soot در خروجی موتور تقریبا صفر است. آلاینده NOx نیز نسبت به حالت دیزل خیلی کمتر می باشد. در این مقاله تلاش می شود با ایجاد تغییر در شاخص های پاشش سوخت، کاهش هر چه بیش تر آلاینده NOx در موتور DME نسبت به حالت پایه آن بدست آید. نتایج این مدل با نتایج موجود در ادبیات فن مقایسه شده و تطابق خوبی را نشان می دهد.

امروزه مقابله با پدیده گرمایش جهانی از مهم ترین اولویت های دولتمردان و در نتیجه محققین و پژوهشگران قلمداد می شود. از طرفی نیز ارزشمند بودن محصولات تولیدی از گاز متان از دیدگاه اقتصادی منجر به توسعه فرآیندهای متنوع ریفورمینگ آن گردیده است. ریفورمینگ خشک فرآیندی است که با استفاده از دو گاز گلخانه ای متان و دی اکسید کربن تحت یک عملیات کاتالیستی، گاز سنتز تولید می نماید و از خوراک های ابتدایی صنایع پتروشیمی می باشد. هدف از این مطالعه، مروری بر ابعاد گوناگون فرآیند ریفورمینگ خشک و بیان موانع تولید گاز سنتز به کمک آن است. در پایان مقاله نیز به رسوب کک که عمده ترین دلیل غیرفعال شدن کاتالیست های این فرآیند است، خواهیم پرداخت.

یکی از اولین مفاهیم در هنگام مطالعه مخزن بر روی میدان گازی، مربوط به تعیین گاز اولیه درجا می باشد. محاسبه گاز درجا به عنوان محاسبه بنیادی در مهندسی مخزن است. تخمین دقیق گاز اولیه درجا، نقش ضروری را در ارزیابی و آنالیز و پیش بینی عملکرد آینده ایفاء می کند و رعایت تصمیم اقتصادی را برای مخازن گازی ایجاد می کند. تخمین IGIP همچنین برای مطرح کردن قرارداد های گازی بلندمدت و تعهدات برای فراهم کردن گاز برای مصرف کننده ها لازم می باشد.
روش موازنه مواد از داده های واقعی ناشی از عملکرد مخزن استفاده می کند، بنابراین بطور کلی به عنوان روش با بیشترین دقت برای تخمین گاز اولیه درجا پذیرفته می شود. هدف از این پروژه تعیین گاز درجای اولیه مخزن گازی ژوراسیک مسجدسلیمان به کمک روش موازنه مواد می باشد. چندین روش برای بیان MBE در فرم راحت گرافیکی وجود دارد که می-تواند برای تشریح عملکرد بازیافت مخازن گازی آبران و مخازن حجمی بکار برده شود: Conventional Plot، Roach Method or Solution Plot، Pot Aquifer Plot،MB Solution، Havlena and Odeh Method، Ramagost and Farshad Method، Ambatha Method، Ambatha Method، Rigorous MBE،MB for high pressure gas reservoir،King Method وKing Method. فرض بر این است که حجم میعانات تولید شده در برابر گاز تولیدی ناچیز است و سفره آبی وجود ندارد.