فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 112 (امرداد و شهریور 1399)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 112 (امرداد و شهریور 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/07/06
  • تعداد عناوین: 10
|
  • فاطمه کیوانی، محمدجواد امانی*، عظیم کلانتری اصل صفحات 3-20

    روش های رایج تولید در مخازن نفت سنگین به دلیل ویسکوزیته بالای نفت پاسخ گو نیست. بنابراین، روش های جدیدی مانند VAPEX و ES-SAGD برای تولید از این مخازن ابداع شده اند که باعث کاهش ویسکوزیته نفت می شوند. در این روش ها، تزریق حلال باعث رقیق شدن و ایجاد یک مخلوط پیچیده و نامتقارن می شود. مطالعه رفتار فازی نفت به علت تنوع اجزاء موجود در آن به تنهایی امری دشوار است و این مساله با افزودن حلال به سیستم پیچیده تر می شود. در نظر گرفتن نفت سنگین به عنوان یک شبه جزء و بررسی خصوصیات ترموفیزیکی مخلوط آن با حلال به عنوان یک مخلوط دوتایی یکی از راه های ساده سازی مساله است. در این مطالعه بیش از 1000 داده آزمایشگاهی از انواع نفت سنگین/ بیتومن و حلال های مختلف هیدروکربنی و غیرهیدروکربنی جمع آوری و مورد ارزیابی قرار گرفت. با توجه به دمای آزمایش داده ها به دو دسته کمتر و بیشتر از دمای بحرانی حلال تقسیم شدند. مدل سازی رفتار فازی مخلوط به صورت یک مخلوط دوتایی با استفاده از معادله حالت پنگ- رابینسون پیشرفته انجام شد. میزان سازی معادله حالت به منظور تطبیق با داده های تجربی از طریق بهینه سازی ضریب برهم کنش دوتایی (kij) انجام شد. نتایج بررسی نشان داد که فرض مخلوط دوتایی می تواند به عنوان یک راهکار عملی برای تولید نمودارهای فشار- ترکیب درصد مورد استفاده قرار گیرد. مقادیر بهینه kij و دو رابطه تجربی برای تخمین آن با توجه به نسبت بی بعد Tco/Tcs (دمای بحرانی نفت به دمای بحرانی حلال) پیشنهاد شد. مدل ساخته شده با استفاده از kijهای پیشنهادی انحراف متوسط حدود 13% را نسبت به داده های تجربی نشان می دهد. ذکر این نکته ضروری است که در مخلوط نفت سنگین/ بیتومن و حلال ایجاد حالت سه فازی مایع- مایع- بخار نیز محتمل است اما با توجه به قانون فازهای گیبس با وجود دو جزء و سه فاز در سیستم درجه ی آزادی برابر یک بوده و تشخیص تغییر فشار حالت سه فازی برای مدل ممکن نیست.

    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت، نفت سنگین، حلال، مخلوط دوتایی، VAPEX
  • ابوذر میرزایی، محسن مسیحی*، رامین روغنیان صفحات 21-33

    آشام خودبه خودی یکی از مهم‏ترین مکانیزم های تولید نفت از مخازن شکاف دار در نواحی است که بلوک های سنگی در تماس با آب تزریقی یا آب ران است. در این فرآیند، آب در اثر نیروهای مویین مثبت وارد بلوک‏های سنگ شده و نفت را به شکاف های پیرامون بلوک می‏راند. جهت ارزیابی اثربخشی این مکانیزم، معمولا از آزمایش هایی در مقیاس مغزه استفاده می شود. با این حال، جابه جایی نفت و آب در این آزمایش ها معمولا از لحاظ هندسه جریان، ویژگی های سیالات، فشار، دما و اندازه نمونه ها با آنچه درون مخزن رخ می دهد متفاوت است. بنابراین، به کارگیری نتایج آزمایش گاهی در مقیاس مخزنی نیازمند بهره گیری از رویکردهای مناسبی برای تعمیم نتایج مربوطه است. یکی از روش های کاربردی در این زمینه، استفاده از روابط افزایش مقیاس است. در این مقاله، به مرور و بررسی مبانی روابط افزایش مقیاس تحلیلی برای پدیده آشام خودبه خودی پرداخته می شود. افزون بر این، ضمن اشاره به عوامل تاثیرگذار بر کارآیی این روابط، جامعیت آن ها نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد. این کار با ارزیابی نتایج آزمایشگاهی در دسترس (تحت شرایط مختلف عملیاتی و نمونه های مختلف) صورت می گیرد. در پایان، افزایش مقیاس آشام با رویکرد جامع‏تری که پیش تر توسط نویسندگان این مقاله ارایه شده است مقایسه خواهد شد. در این مقایسه، دامنه داده های آزمایشگاهی برای راستی آزمایی جامعیت رویکرد افزایش مقیاس آشام، گسترده تر شده و تعداد و تنوع بیشتری از شرایط آزمایشگاهی را دربر دارد. نتایج این پژوهش می تواند در درک بهتر مبانی و نیز نقاط ضعف و قوت روابط افزایش مقیاس و استفاده صحیح از این روابط مفید و موثر باشد.

    کلیدواژگان: مخازن شکاف دار، آشام، شکاف، بلوک سنگ، افزایش مقیاس، حل تحلیلی
  • سامان محمدی، شاهین کرد*، جمشید مقدسی، امید محمدزاده صفحات 34-45

    حدودا سه دهه از معرفی آب هوشمند جهت استفاده در افزایش تولید از مخازن نفتی می گذرد، اما همچنان برخی جنبه های استفاده از آب کم شور و رقیق شده دریا به خوبی شناخته و معرفی نشده است. مکانیسم های متعددی بر کارآیی ازدیاد برداشت از مخازن کربناته در روش تزریق آب کم شور معرفی شده اند. در این مطالعه، از تست های سیلاب زنی برای ارزیابی یکی از مکانیسم های حاکم بر این فرآیند، که اصطلاحا مکانیسم انحلال سنگ (rock dissolution) گفته می شود، استفاده شده است. به طور دقیق تر آب دریا به عنوان گزینه حالت پایه (شاخص) و آب های 5 و 20 برابر رقیق شده دریا برای بررسی اثر شوری مورد استفاده قرار گرفتند. برای تولید نفت خام، به سنگ های واقعی مخزن، چندین برابر حجم فضای متخلخل سنگ از آب هایی که به عنوان سیال جابه جا کننده گزینش شده بودند، تزریق شد. شاخص هایی برای بررسی رخداد این مکانیسم در نظر گرفته شد از جمله تراوایی سنگ قبل و بعد از تزریق، ضریب برداشت به عنوان تابعی از زمان و درجه pH مربوط به سیال جابه جا کننده در خروجی پلاگ (مغزه). با بهره گیری از داده های توزیع فشار، برهم کنش سنگ و سیال به طور جزیی ارزیابی شد. مهم ترین نتیجه این مطالعه این است که میان رقیق سازی آب دریا و شدت فعالیت مکانیسم انحلال سنگ رابطه مستقیم وجود دارد.

    کلیدواژگان: ازدیاد برداشت نفت، انحلال سنگ، افزایش pH، آب هوشمند، آب دریای رقیق شده
  • علیرضا فضلعلی زاده، اسلام کاشی*، شهریار جعفری نژاد صفحات 46-60
    جانمایی آشکارسازهای گازی یکی از مسایل پر اهمیت صنایع نفت و گاز محسوب می گردد چراکه شناسایی به موقع و متعاقبا ممانعت از گسترش انتشار گازهای سمی و قابل اشتعال می تواند از بروز حوادث ناگوار و خسارات محتمل جلوگیری نماید. در این مقاله ضمن ارایه یک روش شناسی جدید انتشار گاز سمی هیدروژن سولفاید در قسمتی از تاسیسات تقویت فشار گاز جزیره سیری شرکت نفت فلات قاره با استفاده از روش های مبتنی بر دینامیک سیالات محاسباتی، سناریوهای مختلفی که متاثر از پارامترهای جهت باد، سرعت باد، قطر سوراخ معادل نشتی، جهت انتشار گاز از نشتی و هندسه محیط انتشار هستند، شبیه سازی شده و براساس نتایج به دست آمده بهترین نقاط نصب آشکارساز گاز تعیین گردید. در این راستا وزش باد در 4 جهت، سرعت باد در 6 مقدار، تعداد منابع نشتی و جهت آن برابر با 11 و تعداد قطر سوراخ معادل نشتی برابر با 2 در نظر گرفته شد که نتیجه حاصل از آن هادر غالب 550 سناریو بررسی گردید. در تحلیل نتایج حاصل از این شبیه سازی ها محیط اصلی انتشار گاز، گسسته سازی شده و با جمع زدن احتمال حضور گاز سمی با غلظت بیشتر از ppm 10 در ثانیه 20ام رهایش در 2391 نقطه، نقاطی که بیشترین احتمال حضور گاز را داشتند شناسایی شدند. در نهایت نتایج حاصل از این شبیه سازی با جانمایی موجود در آن تاسیسات مقایسه گردید. بررسی نتایج نشان داد که جانمایی فعلی دو آشکارساز صحیح ناست و نقاط بهتری برای جانمایی آنها می توان انتخاب نمود.
    کلیدواژگان: جانمایی، آشکارساز، دینامیک سیالات محاسباتی، انتشار گاز، هیدروژن سولفاید
  • رحمت صادقی، سید رضا موسوی حرمی*، علی کدخدایی، اسدالله محبوبی، احمد اشتری صفحات 61-73

    استفاده از روش های خودکار دسته بندی رخساره های لرزه ای، در مطالعات توصیف مخزن در دو دهه اخیر رو به افزایش بوده و محبوبیت و کاربرد آن ها در فرآیند تفسیر ژیوفیزیکی به عنوان وسیله ای برای تخمین منابع هیدروکربنی همچنان حایز اهمیت است. در این مطالعه با هدف شناسایی رخساره های لرزه ای براساس مشخصه های لرزه ای آنها سعی شد با استفاده هم زمان از داده های لرزه نگاری سه بعدی (نشان گرهای لرزهای) و رخساره های الکتریکی (گونه های سنگی پتروفیزیکی) تعیین شده در محل چاه ها، تغییرات جانبی گونه های سنگی در مخزن آسماری میدان رامشیر تعیین شود. در این بررسی از شبکه عصبی و خوشه بندی به روش k-mean جهت طبقه بندی غیرنظارتی رخساره های لرزه ای براساس نشان گرهای لرزه ای استفاده شده است. از آنالیز مولفه های اصلی به عنوان یک روش جهت کاهش تعداد نشان گر در این مطالعه استفاده گردید. این روش به جهت تعداد کم ورودی و در نتیجه کاهش پیچیدگی مدل می تواند راهکار مناسبی باشد. درنهایت نشان گرهایی که به بهترین شکل، توزیع رخساره های لرزه ای را نشان می دهند تعیین شده است. نشان گرهای مورد استفاده شامل فرکانس غالب، مشتق پوش دامنه، مقاومت صوتی، نشان گر ریز لایه و تجزیه طیفی با فرکانس50 هرتز است. با به کارگیری این روش در مخزن آسماری میدان نفتی رامشیر، رخساره های لرزه ای مرتبط با انواع سنگ شناسی ماسه سنگ، آهک و دولومیت از یکدیگر تفکیک شدند. همچنین بر این اساس نقشه توزیع رخساره های مخزن در میدان استخراج و تفسیر گردید.

    کلیدواژگان: نشان گر لرزه ای، رخساره الکتریکی، دسته بندی غیرنظارتی، آنالیز چند نشان گری، میدان رامشیر
  • امیر جولائی، علیرضا عرب امیری*، علی نجاتی کلاته، شهاب قمی صفحات 74-89
    ضخامت رسوبات در حوضه های رسوبی دارای پتانسیل منابع هیدورکربوری، فاکتور مهمی در تعیین بلوغ حرارتی این حوضه ها محسوب می شود. روش گرانی سنجی، یکی از روش های ژیوفیزیکی است که می تواند در این گونه مسایل اطلاعات ارزشمندی از عمق سنگ بستر مدفون ارایه نماید. تحقیق پیش رو با هدف مدل سازی دوبعدی هندسه سنگ بستر حوضه رسوبی با استفاده از وارون سازی داده های گرانی سنجی بوسیله الگوریتم رقابت ذرات به انجام رسید. از مدل جمع دو بعدی منشورها به عنوان مدل ریاضی هندسی مدل سازی داده های گرانی استفاده شد. در این تحقیق، امکان کاربرد الگوریتم جستجوی عمومی رقابت ذرات به عنوان جایگزین روش های جستجوی محلی پاسخ از قبیل مارکوارت-لونبرگ و گاوس-نیوتن؛ در مدل سازی غیرخطی سنگ بستر داده های گرانی استفاده شد. این الگوریتم نوین بر اساس الگوریتم نسبتا قدیمی تجمع ذرات که پیشتر در مسایل بهینه سازی در زمینه های گوناگون، پیاده سازی و اجرا شده ؛ طراحی شده است. در این تحقیق، طراحی و پیاده سازی الگوریتم در دو مرحله اعتبارسنجی شد. نخست صحت سنجی الگوریتم بر روی داده های تولیدی از یک مدل مصنوعی مورد راستی آزمایی واقع شد. بدین منظور کارآیی روش پیشنهادی در دو حالت بدون نوفه و همراه با نوفه مورد بررسی قرار گرفت؛ که نتایج گویای پایداری مناسب آن در برابر نوفه های سفید گاوسی با دامنه های نسبتا بالابود. به گونه ای که در مدل سازی به ازای 8٪ نوفه سفید گاوسی، پارامتر میانگین مربع خطا برای داده های تولیدی با داده اولیه از mGal 2/1 و برای مدل به دست آمده با مدل اولیه از m 68 فراتر نرفت. در بخش پایانی این تحقیق، وارون سازی داده های واقعی گرانی سنجی در حوضه رسوبی مغان انجام شد و در این بخش نیز مقایسه نتایج به دست آمده از الگوریتم پیشنهادی با نتایج مطالعات پیشین از جمله نتایج لرزه نگاری؛ گویای عملکرد مناسب آن است.
    کلیدواژگان: ثقل سنجی، ضخامت رسوبات، مدلسازی وارون غیرخطی، جستجوی عمومی، الگوریتم رقابت ذرات
  • سوران محمودپور، احسان کمری*، محمدرضا اصفهانی صفحات 90-99
    ضرایب آرچی، ضریب سیمان شدگی و نمای اشباع، پارامترهای مهمی در تعیین خصوصیات مخزن هستند. اندازه گیری آزمایشگاهی این دو پارامتر فرآیندی زمان بر و پرهزینه است و برای هر میدان نفتی داده های آزمایشگاهی مربوط به این دو پارامتر به تعداد محدودی موجود است. این در حالی است که این ضرایب نقش تعیین کننده ای در محاسبه میزان نفت درجا دارند رابطه تجربی مناسبی در این خصوص برای مخازن ایران وجود ندارد. در این مقاله، روابط تجربی برای این ضرایب به وسیله برنامه ریزی ژنتیک به دست آمده اند. برای ضریب سیمان شدگی پارامترهای تروایی، تخلخل و چگالی سنگ و برای نمای اشباع پارامترهای تروایی، تخلخل و شاخص ترشوندگی به عنوان متغیرهای ورودی مدل در نظرگرفته شده اند. مدل های برنامه ریزی ژنتیک به کمک داده های آنالیز معمولی مغزه و آنالیز ویژه مغزه از 21 میدان نفتی ایران آموزش داده شده اند. نتایج حاصله نشان می دهند که فرمول های تجربی به دست آمده به کمک مدل برنامه ریزی ژنتیک دقت بالایی دارند. میانگین مربعات خطا و ضریب همبستگی مربوط به داده های اعتبارسنجی روابط تجربی به دست آمده برای ضریب سیمان شدگی به ترتیب 062/0 و 91/0 و برای نمای اشباع به ترتیب 051/0 و 96/0 هستند. اهمیت این فرمول های به دست آمده در وابستگی آنها به متغیرهای قابل اندازه گیری ساده هستند و به غیر از ضریب ترشوندگی، همه پارامترهای مستقل، متغیرهای ساده آنالیز معمولی مغزه هستند که به آسانی و هزینه کم قابل اندازه گیری هستند
    کلیدواژگان: ضرایب آرچی، ضریب سیمان شدگی، نمای اشباع، داده های آنالیز معمولی مغزه و آنالیز ویژه مغزه، مدل برنامه ریزی ژنتیک
  • زهرا سلیمی، سید علی حسینی* صفحات 100-112

    امروزه سوخت بیودیزل  به دلیل آلودگی کمتر و تجدیدپذیر بودن، جایگزینی مناسب برای سوخت دیزل شناخته شده است که عمدتا از انواع روغن های گیاهی تولید می شود. از آنجایی که هزینه بیودیزل تولید شده از روغن های خوراکی بسیار بالا است لذا روغن های پسماند و غیرخوراکی به عنوان پتانسیلی با قیمت پایین برای تولید بیودیزل ترجیح داده می شوند. اقدام دیگری که می توان برای کاهش هزینه تولید انجام داد، استفاده از کاتالیست های ناهمگن است. از این رو در این تحقیق، ابتدا بیودیزل از روغن پسماند حاصل از رستوران و با استفاده از روش تبادل استری در حضور کاتالیست مغناطیسی فریت باریم تلقیح شده با پتاسیم هیدروکسید تولید شد. کاتالیزور سنتز شده توسط طیف سنجی FT-IR و تکنیک VSM مورد شناسایی قرار گرفت. سپس خصوصیات مهم بیودیزل تولید شده با استاندارد  ASTMD 6751 مطابقت داده شد. پس از اطمینان از ویژگی های مناسب سوخت بیودیزل تولید شده، تغییر عملکرد موتور تک سیلندر M 8/1 در سرعت های rpm 1300 تا rpm 2000 با استفاده از ترکیبات 10%، 20% و 30% سوخت بیودیزل با گازوییل مورد بررسی قرار گرفت. نتایج آزمون ها نشان داد که با افزایش سهم بیودیزل  تا 20% حجمی در ترکیب سوخت، به دلیل احتراق کامل، میزان توان و گشتاور موتور افزایش می یابد. با توجه به ارزش گرمایی پایین بیودیزل، مقدار مصرف سوخت ویژه نیز اندکی افزایش پیدا می کند. همچنین به دلیل بهبود کیفیت احتراق، انتشار آلاینده های CO و UHC به طور تقریبی تا 73% نسبت به گازوییل کاهش می یابد ولی آلاینده NOx به دلیل فشار و دمای بالای محفظه احتراق تا 32%  نسبت به سوخت دیزل افزایش می یابد. در مجموع نتیجه گیری شد که استفاده از 20% حجمی بیودیزل در ترکیب سوخت، نه تنها افت توان را همراه ندارد بلکه مصرف سوخت ویژه ی ترمزی را نیز کاهش می دهد که به لحاظ اقتصادی بسیار مهم است

    کلیدواژگان: نانوکاتالیست مغناطیسی، روغن پسماند، ترانس استریفیکاسیون، بیودیزل، موتور دیزل، شاخص های عملکرد و آلایندگی موتور
  • زینب اورک، معصومه کردی*، احمدرضا کریمی صفحات 113-128
    در این مطالعه با مدل سازی یک بعدی تاریخچه های تدفین و حرارتی در سه چاه 1 A، 2 A و 3 A در یکی از میدان های فروافتادگی دزفول جنوبی، تاثیرات متقابل رسوب گذاری، تدفین، فرونشست و بالاآمدگی های حوضه رسوبی بر روی تغییرات درجه حرارت نسبت به عمق و زمان و در نتیجه، بلوغ مواد آلی سازند پابده در قالب حوضه رسوبی مورد بررسی قرار گرفته است. در این بررسی، مقادیر دما و انعکاس ویترینایت اندازه گیری شده، جهت واسنجی مدل استفاده شده است. بازسازی تاریخچه های تدفین نشان می دهد حوضه رسوبی در زمان نهشته شدن سازند پابده از پالیوسن تا الیگوسن، سرعت رسوب گذاری کمی داشته که مرتبط با محیط رسوبی کم انرژی آن در حاشیه غیرفعال حوضه نیوتتیس بوده است. بیشترین نرخ تدفین سازند پابده در میوسن میانی تا پلیوسن میانی رخ داده که هم زمان با رسوب گذاری نسبتا سریع سازندهای گچساران، میشان و آغاجاری در حوضه فورلند زاگرس بوده است. بر اساس مدل سازی های حرارتی، سازند پابده از میوسن میانی در دمای بالاتر از C° 60 قرار داشته و در پلیوسن میانی که این سازند در بیشترین عمق تدفین قرار داشته، دما به حدود C° 100 رسیده بود که دمای مناسب برای زایش نفت می باشد. با این حال، از پلیوسن میانی تا حال حاضر، بالاآمدگی ها و فرسایش های ایجاد شده در اثر فعالیت های کوه زایی زاگرس، موجب کاهش دمای سازند پابده و کند شدن نرخ افزایشی بلوغ مواد آلی آن شده است. بر اساس مقادیر پایین انعکاس ویترینایت (6/0% > Ro)، سازند پابده در میدان مورد مطالعه در ابتدای پنجره نفتی قرار داشته و به علت عدم بلوغ کافی به عنوان یک سنگ منشا با پتانسیل ولی نابالغ در نظر گرفته می شود که بطور کامل وارد زون تولید نفت نشده است.
    کلیدواژگان: سازند پابده، آنالیز حوضه رسوبی، بلوغ، تاریخچه تدفین، تاریخچه حرارتی
  • امیر آریان نژاد، محمد رداد*، سعید هادیلو صفحات 129-144
    تحلیل رخساره های لرزه ای نقش بسزایی در مطالعات مخازن هیدروکربنی دارد. از آن جا که در ابتدای شروع عملیات اکتشافی مخازن هیدروکربنی تعداد چاه های موجود در منطقه کم است و یا وجود ندارد، می توان با استفاده از الگوریتم های شناسایی الگو و نشان گرهای مناسب لرزه ای به بررسی تغییرات جانبی و آنالیز رخساره های لرزه ای در یک افق پرداخت. رو ش های نظارتی و غیرنظارتی کمک شایانی به دقت، سرعت و کاهش هزینه دسته بندی داده ها و تحلیل بهتر رخساره های لرزه ای می کنند. اساس رو ش های غیرنظارتی، که موضوع این مقاله است، دسته بندی تمام داده ها در فضای نشان گری است و نتیجه به دست آمده به اطلاعات پیشین بستگی ندارد. در این روش، دسته بندی و تفسیر نتایج به دست آمده، بدون استفاده از داده های چاه، با آنالیز تطابق بین رخساره های لرزه ای به دست می آید. رو ش های گوناگونی برای خوشه بندی غیرنظارتی وجود دارد. در این مقاله روش مدل های ترکیبی گوسی (GMM) مورد استفاده قرار گرفته است که با استفاده از توزیع گوسی و اختصاص احتمال عضویت به نمونه های تحلیل، خوشه بندی آن ها را تعیین می کند. با استفاده از این روش تحلیل رخساره لرزه ای برروی یک مجموعه داده سه بعدی مربوط به یکی از میادین هیدروکربنی جنوب ایران انجام می شود. تحلیل برروی دو افق مختلف انجام شده است و نتایج نشان می دهد که روش GMM عملکرد قابل قبولی در خوشه بندی دارد و نتایج با تحلیل کیفیت مخزنی حاصل از رخساره های الکتریکی در برخی چاه ها هم خوانی دارد.
    کلیدواژگان: رخساره لرزه ای، خوشه بندی، طبقه بندی غیرنظارتی، مدل ترکیبی گوسی، کیفیت مخزنی
|
  • Fatemeh Keyvani, Mohammad Javad Amani *, Azim Kalantariasl Pages 3-20

    Conventional production methods in heavy oil reservoirs are not efficient due to high viscosity of oil. Therefore, several new methods such as VAPEX and ES-SAGD have been developed to overcome production challenges from these reservoirs, which mainly rely on oil viscosity reduction. Solvent injection dilutes the oil and produces a complex asymmetric mixture. It is difficult to study the phase behavior of oil due to diversity of its components, and it gets more complicated by addition of solvent. One of the assumptions to simplify the problem is considering heavy oil as a single pseudo component and to investigate thermophysical properties of binary mixtures with diluents/mixtures. In this study, more than 1000 experimental data of various types of heavy oil/bitumen and several hydrocarbon and non-hydrocarbon solvents were collected and evaluated. The data were divided into two groups, below and above the critical temperature of the solvent, according to experimental temperatures. Also, modeling mixture phase behavior as a binary mixture was done using the advanced Peng-Robinson equation of state (APR-EoS). EoS tuning to match the experimental data was done by optimizing the binary interaction coefficient (kij). The results showed that binary mixture assumption could be used as a practical approach to construct P-X diagrams. Optimized kij was proposed according to dimensionless ratio Tco/Tcs (oil critical temperature to solvent critical temperature) for each solvent. The model constructed using suggested kij shows an average deviation of about 13% compared to experimental data. It is necessary to note that vapor-liquid-liquid three phase region may occur in a heavy oil/bitumen and solvent mixture. But according to the Gibbs phase rule, with two components and three phases in the system, the degree of freedom equals one. Therefore, investigating impacts of pressure change on three phase region is not possible using this model.

    Keywords: EOR, heavy oil, Solvent, Binary Mixture, VAPEX
  • Abouzar Mirzaei-Paiaman, Mohsen Masihi *, Ramin Roghanian Pages 21-33

    Spontaneous imbibition is one of the main mechanisms for oil production in fractured reservoirs by which water due to the positive capillary forces imbibes into the reservoir rock and pushes oil into the fractures surrounding the matrix. For evaluation of the effectiveness of this mechanism, usually, laboratory tests at core scales are conducted. However, these core-scale laboratory experiments differ from a real reservoir situation by many aspects, including flow geometry, fluids properties, pressure, temperature, and sample dimensions. Thus, applying the laboratory results to reservoir scale needs appropriate scaling approaches. One of such approaches is the use of analytical scaling-up equation. In this paper, the fundamentals of such equations are reviewed, followed by discussing their limitations and advantages. This is done by evaluating the laboratory results (under various operational and sample conditions) by a set of universal equations published in our previous research. The results of this study can be useful in application of scaling equations for imbibition in fractured reservoirs.

    Keywords: Fractured Reservoirs, Imbibition, Fracture, matrix block, Scaling, Analytical Solution
  • Saman Mohammadi, Shahin Kord *, Jamshid Moghadasi, Omid Mohammadzadeh Pages 34-45

    Three decades have passed since the introduction of smart water injection in carbonate rocks; however, use of diluted sea water (dSW) is still ambiguous.  Several mechanisms have been introduced in the literature for increased productivity of low salinity water injection.  In this study, coreflooding tests were conducted to analyze the importance of one of the contribution mechanisms, the so-called rock dissolution mechanism. We used sea water as the baseline injecting phase, along with two dSW solutions, 5 and 20 folds dilution ratios as the low salinity solutions. Moreover, several pore volumes of the displacing phase were injected into real reservoir core plugs to recover the oil content. The impact of rock dissolution on oil recovery was evaluated by measuring core plug permeabilities before and after the flood as well as recovery factor as a function of time, along with monitoring the pH of the displacing phase at the inlet and effluent.  The interaction of rock and fluid was closely monitored and analyzed by studying the injection pressure profiles. It was obtained that diluting the sea water intensified the rock dissolution. Finally, it was found out that this mechanism was absent when unprocessed sea water was used to recover the oil.

    Keywords: Enhanced Oil Recovery (EOR), Rock dissolution, pH increase, Smart Water, diluted Sea Water (dSW)
  • Alireza Fazlalizadeh, Eslam Kashi *, Shahryar Jafarinejad Pages 46-60
    Gas detector placement is one of the most important issues in the gas and oil industries since fast detection and subsequently fast control of the toxic and flammable gas releases could prevent major accidents or disasters. In this paper, dispersion of Hydrogen Sulfide at the one of the units of Sirri Gas Compression Facility of Iranian Offshore Oil Company has been simulated with computational fluid dynamics methods. In this simulation, different scenarios according to the different wind directions and speeds, leakage hole diameters, direction of leakages, operating fluid types and topology of the environment have been studied. Therefore, 4 wind directions, 6 wind speed steps, 11 sources of leakage or their directions, and 2 equivalent holes were considered, and the results were evaluated in 550 scenarios which each scenario has its own frequency of occurrence. The main range of gas dispersion discretized to 2391 points on the three parallel surface with 0.5 m intervals from ground surface. Probability of each scenario was calculated from meteorological data, and discharge probability data were gathered from references. Probability of presence of more than 10 ppm of toxic gas after 20 seconds in each scenario was computed. Finally, by summing up the probabilities of the all scenarios in every point, the optimized locations for placement of detectors was determined, and the results of these simulations were compared with the existing detectors placement. Finally, by considering the results, it is found out  that the current location of two detectors is not correct, and better locations can be selected.
    Keywords: locating, detector, Computational Fluid Dynamics, gas dispersion, Hydrogen Sulfide
  • Rahmat Sadeghi, Reza Moussavi-Harami *, Ali Kadkhodaie, Asadollah Mahboubi, Ahmad Ashtari Pages 61-73

    The unsupervised seismic facies classification has been increasing used in reservoir characterization over the past two decades, and their popularity and application in the process of geophysical interpretation as a means of estimating hydrocarbon resources continue to grow. In this study, in order to identify seismic facies, based on their seismic attributes, we used simultaneously 3D seismic data (seismic attributes) and electrofacies (petrophysical rock type) in the studied wells, then variations of rock types in Asmari reservoir of Ramshir field have been determined. In this study, neural network approach and k-means clustering method were used to define unsupervised seismic facies based on seismic attributes. Then we used principal component analysis which is a good solution to reduce the number of inputs and thereby the complexity of the model. Finally, the seismic attributes that best show seismic facies distribution were determined. The attributes used include the dominant frequency, envelope derivative, acoustic impedance, thin-bed indicator and spectral decomposition 50 Hz. Ultimately, using this method in the Asmari reservoir of Ramshir oil field, seismic facies related to sandstone, limestone and dolomite were defined. Also, the distribution map of reservoir facies in this field was extracted and interpreted.

    Keywords: seismic attribute, Electrofacies, Unsupervised Seismic Classification, Multiattribute, Ramshir oilfield
  • Amir Joolaei, Alireza Arab-Amiri *, Ali Nejati Kalateh, Shahab Ghomi Pages 74-89
    The thickness of sediments in sedimentary basins with hydrocarbon sources potential is one of the primary factors in determining the thermal maturation of these basins. This research has been done with the aim of two-dimensional modeling of the basement geometry of a sedimentary basin using the inversion of the gravimetric data. A common way for this problem consists in discretizing the basin using polygons (or other geometries), and iteratively solving the nonlinear inverse problem by local optimization. This procedure provides a solution that is highly dependent on the initial model and on the prior information that are used. Moreover, due to non-linearity of this inverse problem, local optimization methods would fail whenever there is no reliable initial model. Global optimization methods are promising alternative to classical inversion methods because the quality of their solutions does not depend on the initial model; also, they do not use the derivatives of the objective function. This research investigates the design and implementation of the CSO (competitive swarm optimization) algorithm as a novel algorithm in global optimization, for two-dimensional non-linear modeling of gravity data as a substitute for the local response methods such as Marquardt-Levenberg and Gauss-Newton. In first steps, designing and implementing the proposed algorithm were verified on synthetic model data. For evaluating the validation of this developed algorithm, it was tasted by both synthetic example include free noise data and data with presence of white Gaussian noise. Also, the results of application of this applying on noisy data show that this approach is robust to the presence of noise in data. Finally, reliability of proposed method to the inversion of a real gravity data was confirmed by applying it on a real gravity profile in the Moghan sedimentary basin. Results of this modeling agree well with previously published works on this Area.
    Keywords: Sediment thickness, Gravity inversion, Global optimization, Competitive Swarm Optimization
  • Soran Mahmoodpour, Ehsan Kamari *, Mohammad Reza Esfahani Pages 90-99
    In this article, strong correlations for the cementation factor and saturation exponent were discovered by genetic programming (GP) algorithm. The cementation factord GP-base model was trained by input variables such as porosity, permeability, and grain density derived from 175 routine core analysis (RCAL) samples of 21 carbonated oil fields. Also, porosity, permeability, and wettability index were considered as input variables of saturation exponent model. The proposed correlations using GP improved greatly the average absolute error for the Archie’s parameters. The root mean square error and correlation coefficient of validation data for the new cementation factor correlation were 0.062 and 0.91, and for saturation exponent model, they were 0.051 and 0.96 respectively. The importance of theses correlations is in their dependence on simple measurable parameters, and except wettability index all of the independent parameters are simple routine core analysis parameters which can be measured easily and at no considerable expense.
    Keywords: Archie’s parameters, Cementation factor, Saturation Exponent, RCAL, SCAL data, Genetic Programing
  • Zahra Salimi, Seyed Ali Hosseini * Pages 100-112

    Nowadays, biodiesels are a replacement for diesel fuels because they have low pollution and they are renewable. They are usually used from vegetable oils which have high costs. The waste oils and non-edible oils are replacement for the vegetable to produce biodiesels. The catalytic biodiesel production is a route to decrease the costs.  In this research, biodiesel was produced by esterification from the used oils in restaurants in the presence of magnetic K2O/BaFe2O4. The nanomagnetic catalyst was investigated by Fourier transforms infrared (FT-IR) and vibrating sample magnetometer (VSM). Moreover, the biodiesel properties were matched with ASTM6751. The performance of a cylinder engine (M8/1) at the speeds of 1300-2000 rpm, with the Biodiesel/Gasoil ratio of 10%, 20%, and 30% was investigated. The results showed the best performance for B20% due to its complete combustion leading an increase in power and momentum of the engine. The consumption of the fuels was increased because of the low thermal heat value. The emission of CO and UHC decreased 73% rather than diesel, but the NOx emission increased 32% more compared to diesel fuels. Generally, the B20 was the optimum ratio at all tests and motor speeds. Finally, it is recommended from the aspects of economical and optimal fuel consumptions.

    Keywords: nanomagnetic catalyst, waste oil, Transesterification, Biodiesel, diesel engine, Performance indexes, Pollutity of Motor
  • Zeynab Orak, Masoumeh Kordi *, Ahmad Reza Karimi Pages 113-128
    In this research, using one dimensional burial and thermal histories modeling, the effects of sedimentation, burial, subsidence and uplift on the temperature changes associated with depth and time and thus maturity of the organic matters in Pabdeh Formation have been studied. Three wells from one of the oil fields in the southern Dezful Embayment are involved in this investigation. The measured temperature and vitrinite reflectance have been used for the calibration of the models. The burial history diagrams show that the sedimentary basin had low sedimentation rate during the deposition of Pabdeh Formation in the Paleocene to Oligocene. This was associated with its low energy sedimentary environment at the passive margin of the Neo-Tethys. The highest rate of burial happened during the middle Miocene to middle Pliocene, associated with deposition of the Gachsaran, Mishan and Aghajari Formations in the Zagros Foreland Basin. Based on the thermal models, the Pabdeh Formation was exposed to the temperature higher than 60 °C in middle Miocene and reached to the 100 °C in the middle Pliocene, when the formation was in its highest burial depth. This situation was suitable for hydrocarbon generation; however, due to the main folding phase of the Zagros Orogeny from the middle Pliocene to present day, the uplift and erosions happened in the basin. This resulted in decreasing the temperature of the Pabdeh Formation and reducing the rate of organic matter maturity, and thus the hydrocarbon was not generated from the formation. According to low amount of vitrinite reflectance (Ro <0/6%), the Pabdeh Formation in the studied field is in the beginning of oil window and due to low amount of maturity, it can be considered as a high potential but immature source rock, which could not generate hydrocarbon.
    Keywords: Pabdeh Formation, Sedimentary Basin Analysis, Maturity, Burial History, Thermal History
  • Amir Ariyan Nezhad, Mohammad Radad *, Saeed Hadiloo Pages 129-144
    Seismic facies analysis plays an important role in the studies of hydrocarbon reservoirs. Because in the beginning of exploration operations of hydrocarbon reservoirs, there is no or low number of wells in the area, the lateral changes and seismic facies analysis in a special horizon can be studied using pattern recognition algorithms and seismic attributes. Supervised and unsupervised methods have an important role in increasing the accuracy and the speed and decreasing the costs of data classification which a good analysis of seismic facies can be provided. The base of unsupervised methods, which is also the subject of this study, is the classification of all data in attribute space, and the result does not depend on prior information. In this method, the classification and interpretation of results are carried out by matching analysis between seismic facies, without using well data. There are several methods of unsupervised clustering. In this paper, the Gaussian Mixture Models (GMM) method has been employed which it uses some gaussian distributions and assigns membership probability to analysis samples in order to classify them. By using this method, seismic facies analysis is processed on a 3D seismic data set acquired in a hydrocarbon field in south of Iran. The analysis is carried out on two different horizons where the results show an acceptable facies classification by the GMM method, and the results are in a good agreement with reservoir quality analysis of electrofacies in some wells.
    Keywords: seismic facies, Clustering, unsupervised classification, gaussian mixture model, Reservoir Quality