فهرست مطالب

مجله پژوهش نفت
پیاپی 113 (مهر و آبان 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/10/07
  • تعداد عناوین: 10
|
  • حجت الله مرادی، هدایت عزیزپور*، حسین بهمنیار صفحات 3-17

    یکی از راه های جلوگیری از گرم شدن کره زمین و افزایش ارزش حرارتی گاز طبیعی، جذب کربن دی اکسید و نیتروژن، با استفاده از زیولیت ها است. در این مطالعه، نتایج تجربی جذب سه گاز متان، کربن دی اکسید و نیتروژن توسط زیولیت 13X، با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. دما و فشار به عنوان ورودی های سیستم و ظرفیت جذب به عنوان خروجی در نظر گرفته شد. در همه مدل ها از الگوریتم پس انتشار لونبرگ- مارکوآرت برای آموزش شبکه استفاده شد. جهت تعیین توابع انتقال بهینه در لایه های پنهان و خروجی و نرون بهینه از شاخص های ضریب تعیین، خطای میانگین مربعات، مجموع خطاهای مربع و خطای میانگین مربع ریشه استفاده شد. نرون بهینه برای متان، کربن دی اکسید و نیتروژن به ترتیب 10، 10 و 15 به دست آمد. همچنین بهترین نتایج برای توابع انتقال، Logsig و Tansig برای متان، Logsig و Purelin برای کربن دی اکسید و نیتروژن به ترتیب برای لایه پنهان و لایه خروجی به دست آمدند. ضریب تعیین در شرایط بهینه برای متان، کربن دی اکسید و نیتروژن به ترتیب 9970/0، 9842/0 و 9937/0 به دست آمد. در پایان درصد انحراف میانگین برای نتایج پیش بینی شده توسط شبکه عصبی با نتایج توسط مدل لانگمویر و مدل Sips وابسته به دما مقایسه شد که نشان از دقت بالای شبکه عصبی مصنوعی نسبت به دو مدل است.

    کلیدواژگان: گاز طبیعی، کربن دی اکسید، زئولیت 13X، مدل سازی، شبکه عصبی مصنوعی
  • مجید هاشمی تنگستانی*، مرجان کریمی صفحات 18-26

    فناوری سنجش ازدور، یکی از راه های آشکارسازی نشت نفت، به ویژه در یک منطقه وسیع است. تصاویر ماهواره ای با توان تفکیک بالا می توانند به عنوان یک رویکرد اولیه اکتشاف نفت استفاده شوند. هدف از این پژوهش، آشکارسازی نشت نفت پیرامون سکوهای نفتی در تاریخ های 2 و 10 ژوین 2015 در بخش شمالی خلیج فارس با استفاده از تصاویر فروسرخ گرمایی لندست 7 و لندست 8 می باشد. روش دمای سطح دریا برای باندهای گرمایی این تصاویر به کار گرفته شد. نتایج نشان داد که منطقه با نشت نفت دارای دمای پایین تری نسبت به مناطق اطراف آن است. به دلیل اختلاف دمایی که بین نفت و آب وجود دارد روش دمای سطح دریا  فقط وضعیت فوق را نشان می دهد و از این روش می توان برای آشکارسازی مناطق نفتی استفاده کرد. در پایان، نتایج آن با استفاده از ضریب کاپا که بخشی از ماتریس آشفتگی است صحت سنجی شد که مقدار آن برای باندهای 10 و 11 لندست 8، به ترتیب 98/0 و 85/0 و برای باند6 لندست 7، 92/0 به دست آمد. این مقادیر درستی نتایج را با ضریب قابل قبول تایید می کنند.

    کلیدواژگان: نشت نفت، دمای سطح دریا، تصاویر فروسرخ گرمایی، لندست، شمال خلیج فارس
  • صادق عبادی، کریم قاسمی پناه*، ابراهیم علایی، علیمراد رشیدی، علیرضا ختایی صفحات 27-36
    در این پژوهش حذف آلاینده های آلی از آب تولید شده از مخزن گازی پس از جداسازی مواد روغنی مورد بررسی قرار گرفته است، به نحوی که بتوان COD آن را از مقداری حدود mg/L 9500 به محدوده مجاز آب کشاورزی رساند. در ابتدا با توجه به اینکه هدایت الکتریکی پساب خیلی بالا و در حد µS/cm 6300 است از روش تبخیر جهت کاهش آن استفاده شد که طی این فرآیند هدایت الکتریکی و COD آن به ترتیب به µS/cm 1100 و mg/L 750 تقلیل پیدا کرد. با توجه به رسیدن COD پساب به کم تر از mg/L 1000 در ادامه از روش فتوالکتروکاتالیست برای تصفیه محصول حاصل از فرآیند تبخیر استفاده شد. در روش فتوالکتروکاتالیست از نانومواد نیمه هادی بور کربن نیترید (BCN) به عنوان فتوکاتالیست در میکروراکتور نوع سیم پیچی با نسبت سطح به حجم بالا در حدود 3 m2/m 3000 استفاده شد که همین امر باعث اکسیداسیون سریع مواد آلی می شود. پس از ساختن میکروراکتور، تاثیر پارامترهای مختلف بر میزان حذف COD مورد بررسی قرار گرفت که مشخص شد بیشترین میزان حذف COD در 3=pH، اختلاف پتانسیل V 20 و هدایت الکتریکی µS/cm 2500 به دست می آید (80%) که طی آن COD به mg/L 150 کاهش یافته که مناسب برای آبیاری و کشاورزی است.
    کلیدواژگان: پساب گازی، فتوالکتروکاتالیست، حذف COD، میکروراکتور، BCN
  • جواد رضائیان، سامان جهانبخشی، سعید جمشیدی* صفحات 37-46
    استفاده از آنالیز حساسیت یکی از روش های موثر در ساده سازی مدل های عددی است. در مدل هایی که برای شبیه سازی رفتار میادین نفتی ساخته می شود، تعداد زیادی متغیر وجود دارد که لزوما همه این متغیرها تاثیر یکسانی در خروجی مدل ندارند. لذا می توان با استفاده از روش های آنالیز حساسیت، متغیرهای با اهمیت کمتر را شناسایی کرد و آن ها را در مقادیر اسمی ثابت نگه داشت و مدل سازی ها و پیش بینی ها را برمبنای متغیرهای حساس تر انجام داد تا در زمان و هزینه صرفه جویی شود. روش های آنالیز حساسیت به دو دسته روش های جامع و روش های محلی تقسیم می شوند. در این پژوهش ضمن بررسی هریک از این دو دسته و مزایا و معایب هر یک، روش مناسب برای آنالیز حساسیت در این موضوع معرفی می شود که سوبول نام دارد. مزیت روش سوبول نسبت به سایر روش ها، جامع بودن و در نظر گرفتن اثرات متقابل پارامترها بر یکدیگر است. در این پژوهش، روش سوبول برروی مدل سطح یکی از میادین نفتی ایران اجرا شده و شاخص های حساسیت سوبول برای هر یک از پارامترها اندازه گیری شد که طبق آن، پارامترهایی نظیر اندازه کاهنده، قطر خط لوله و فرکانس پمپ های درون چاهی بیشترین تاثیر را در میزان دبی نفت تولیدی دارند و در مطالعات بهینه سازی تولید میدان باید بیشتر برروی آن ها تمرکز شود. همچنین، میزان حساسیت دبی نفت تولیدی به برخی پارامترها از لحاظ فنی بررسی و تحلیل شد.
    کلیدواژگان: آنالیز حساسیت، روش های جامع، روش های محلی، روش سوبول، مدل سطح
  • مسعود نجف پور، اسماعیل فاتحی فر*، رضا خوشبوی، علیرضا طباطبائی نژاد صفحات 47-55
    مایعات یونی با داشتن خاصیت کاتالیستی خود باعث شکسته شدن ملکول های آسفالتنی و رزینی شده و در نتیجه باعث بهبود کیفیت برش های سنگین نفتی می گردند. برتری این روش نسبت به سایر روش های ارتقای کیفیت، پایین بودن شرایط عملیاتی و عدم تاثیر منفی ترکیبات گوگردی و فلزات سنگین برروی نقش کاتالیستی مایعات یونی است. در این پژوهش، قابلیت تبدیل برش های سنگین نفتی به برش های سبک با استفاده از یک نوع مایع یونی (ایمیدازولیوم) خریداری شده ([OMIM][Cl]) و دو نوع مایع یونی اصلاح شده توسط نمک های فلزات آهن و آلومینیوم مورد بررسی قرار گرفته است. مقدار ویسکوزیته، درصد آسفالتن و درصد گوگرد جهت بررسی خواص فیزیکی و شیمیایی برش های سنگین نفتی آنالیز گردید. همچنین، در این تحقیق میزان تاثیرگذاری چهار پارامتر دما، زمان ماند، درصد مایع یونی افزوده شده و نوع نمونه برروی کیفیت برش های سنگین نفتی توسط نرم افزار مینی تب ارزیابی گردید. براساس نتایج به دست آمده، حضور فلزات Fe و Al در ساختار مایعات یونی اصلاح شده [OMIM][FeCl3] و [OMIM][AlCl3] باعث افزایش چشم گیر در توانایی این مایعات در بهبود کیفیت برش های سنگین نفتی گردید که منجر به کاهش ویسکوزیته و همچنین، کاهش میزان ترکیبات آلاینده حاوی گوگرد و نیتروژن موجود در برش های سنگین نفتی شد. از میان پارامترهای بررسی شده، درصد مایع یونی استفاده شده به عنوان موثرترین پارامتر مشخص گردید. در این پژوهش، مایعات یونی اصلاح شده [OMIM][FeCl3] و [OMIM][AlCl3] توانستند در بهترین حالت به ترتیب 44/74 و 41/80% از ویسکوزیته برش سنگین نفتی را کاهش دهند. میزان گوگرد برش سنگین نفتی از 9/2% به ترتیب به 43/1% و 95/0% کاهش یافت و آسفالتن نمونه به ترتیب 01/57% و 46/68% کاهش نشان داد. در شرایط یکسان عملیاتی، مایع یونی اصلاح شده با نمک فلز آلومینیوم [AlCl3] عملکرد بهتری نسبت به [FeCl3] در افزایش کیفیت برش های سنگین نفتی از خود نشان داد. از دلایل این برتری نسبی در عملکرد بهتر را می توان به بالا بودن اسیدیته AlCl3 نسبت به FeCl3 و همچنین نزدیک بودن سطح انرژی پیوندی Al به اتم گوگرد دانست. این پژوهش نشان داد که استفاده از مایعات یونی می تواند گزینه مناسبی برای ارتقای کیفیت برش های سنگین نفتی در شرایط عملیاتی پایین باشد.
    کلیدواژگان: برش های سنگین نفتی، ارتقای کیفیت، افزودنی، مایعات یونی اصلاح شده، کاهش ویسکوزیته
  • مظاهر حیات داودی، نگهدار حسین پور* صفحات 56-68
    جذب و ته نشست آسفالتین بر سطح منافذ سنگ مخزن موجب تغییر خواص سنگ از جمله تراوایی، تخلخل و ترشوندگی و در نتیجه، آسیب سازند می شود. نانوذرات دارای پتانسیل لازم برای جذب و ممانعت از تشکیل رسوب آسفالتین هستند. در این تحقیق، نانوذرات به صورت درجا در نفت سنتز شد و امکان سنجی کنترل آسیب آسفالتین در مغزه های کربناته کم تراوا در حضور این نانوذرات بررسی گردید. بدین منظور، ابتدا نفت مدل از انحلال نفت مرده در مخلوط تولوین/ گازوییل تهیه شد و سپس امولسیون های پایدار محلول آبی نمک نیترات آهن در نفت مدل ساخته شد. این امولسیون ها در دمای مخزن و فشارهای مختلف قرار گرفتند تا نانوذرات به صورت درجا سنتز شوند. ساختار کریستالی، توزیع اندازه و ریخت شناسی این نانوذرات خودسنتزشو و همچنین، ظرفیت جذب مواد هیدروکربنی بر سطح آنها بررسی شد. نهایتا دو مغزه کربناته کم تراوا با اندیس زون جریانی مشابه انتخاب شد و با انجام آزمایش سیلاب زنی مغزه ها و ثبت تغییرات تراوایی موثر هیدروکربنی، اثرات نانوذرات سنتزی بر کنترل آسیب سازند بررسی گردید. در آزمایش سیلاب زنی، یکی از مغزه ها با نفت مدل و مغزه دوم با امولسیون آب نمک نیترات آهن در نفت مدل اشباع شدند و القاء آسیب آسفالتین با تزریق نرمال هگزان انجام شد. تغییرات تراوایی موثر سیکلوهگزان قبل و بعد از القاء آسیب به عنوان معیاری از شدت آسیب سازند ثبت گردید. نتایج آنالیزهای XRD و FESEM به ترتیب نشان از ساختار کریستالی نانوذرات سنتزی و متوسط اندازه nm 65 دارند که از قطر منافذ موثر مغزه ها کوچک تر است. آزمایش های سیلاب زنی نشان می دهند که با افزایش افت فشار تخلیه، که با دبی تزریق/ تولید بالا همراه است، هرچند میزان کاهش تراوایی ناچیز است ولی سنتز در جای نانوذرات در کنترل آسیب سازند موثر است. اما در دبی تزریق/ تولید پایین، سنتز در جای نانوذرات می تواند از طریق به تله افتادگی قطرات آبی باعث کاهش هرچه بیشتر تراوایی موثر فاز هیدروکربنی گردد.
    کلیدواژگان: نانوفناوری، سنتز درجا، آسفالتین، جذب، تضمین جریان
  • سعید انصاری، عبدالرضا مقدسی*، سید محسن حسینی صفحات 69-79

    در این مطالعه، ابتدا از 8- هیدروکسی کینولین برای سنتز نانوذرات FeQ3 و اصلاح نانوذرات آهن اکسید (Fe3O4) استفاده شد. سپس نانوذرات سنتزی FeQ3 و نانوذرات اصلاح شده آهن (HQ-Fe3O4) برای ساخت غشاهای نانوفیلتراسیون مورد استفاده قرار گرفتند. بنابراین با استفاده از غلظت های مختلف نانوذرات به عنوان افزودنی در پلی اتر- سولفون (PES)، غشاهای نانوفیلتراسیون PES/FeQ3 و PES/HQ-Fe3O4 ساخته شدند. جهت ارزیابی پیوندهای شیمیایی تشکیل شده در نانوذرات سنتز شده FeQ3، نانوذرات اصلاح شده HQ-Fe3O4 و غشاها از آنالیز FTIR استفاده شد. همچنین جهت ارزیابی مورفولوژی ساختار غشاهای آماده شده از آنالیزهای SEM و AFM استفاده شد. سپس عملکرد جداسازی و فیلتراسیون غشاهای ساخته شده، توسط شار آب خالص عبوری و جداسازی نمک های منیزیم سولفات ارزیابی شد. نتایج، بالاترین میزان شار آب خالص غشاهای تهیه شده PES/FeQ3 و PES/HQ-Fe3O4 را L/m2h 6/17 برای غشای محتوی 5/0% وزنی از نانوذرات نشان داد؛ درحالی که شار آب خالص برای غشای خالص پلی اتر سولفون (بدون نانوذره) حدود L/m2h 1/7 بود. همچنین، میزان دفع منیزیم سولفات برای غشای محتوی نانوذرات FeQ3 به حدود 86% در 5/0% وزنی از نانوذرات افزایش یافت و برای غشای PES/HQ-Fe3O4 به 91% در 5/0% وزنی از نانوذرات اصلاح شده افزایش پیدا کرد درحالی که میزان آن برای غشای خالص بدون نانوذره 55/58% بود. همچنین، ارزیابی شار نسبت به زمان نشان داد که غشاهای اصلاح شده نسبت به غشای خالص دارای عملکرد جداسازی قابل توجهی هستند.

    کلیدواژگان: غشای نانوفیلتراسیون، پلی اتر سولفون، 8- هیدروسی کینولین، نانوذرات آهن اکسید (Fe3O4)، تصفیه آب
  • سجاد قره چلو، عبدالحسین امینی*، مژده شیرازی، عباسعلی نیک اندیش، وحید فرجپور صفحات 80-95
    از آنجایی که در اکتشاف و تولید نفت به مطالعات ژیومکانیک مخزن توجه ویژه ای دارند، در این پژوهش تاثیر رخساره، محیط رسوبی، بافت و دیاژنز بر رفتار ژیومکانیکی سازند آسماری بررسی شده است. داده های استفاده شده شامل 1) داده های رسوب شناسی مانند پتروگرافی مقطع نازک، تخلخل و چگالی؛ 2) داده های مکانیک سنگ مانند مقاوت تراکمی تک محوری و سه محرری سنگ، ضریب چسبندگی و زاویه اصطکاک داخلی سنگ، مقاومت کششی سنگ و اندیس شکستگی و حفاری؛ 3) داده های سرعت موج S و P. که برروی 140 عدد مغزه رخنمون و چاه انجام شدند. به منظور مطالعه رابطه ممکن بین خصوصیات رسوب شناسی و مکانیکی سنگی، خصوصیات رسوب شناسی با اندیس رخساره براساس ویژگی های بافتی و دیاژنزی رقومی شده اند. براساس اندیس رخساره، مقدار تخلخل و مقاومت تراکمی تک محوری سنگ پنج رخساره ژیومکانیکی در سازند آسماری مشخص شد که از رخساره ژیومکانیکی 1 تا 5 از رفتار شکل پذیر به شکننده تبدیل می شوند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که رفتار مکانیکی سنگ توسط محیط رسوبی و فرآیندهای دیاژنزی کنترل می شود که با رقومی کردن خصوصیات رسوب شناسی و ایجاد ارتباط با پارامترهای مکانیک سنگی امکان پیش بینی مقاومت تراکمی تک محوری سنگ با استفاده از پتروگرافی ایجاد شده است. چنین مطالعاتی کمک موثری در کاهش وقت و هزینه آزمایشات مکانیک سنگ و همچنین در منطقه بندی مکانیکی- چینه ای مخزن دارد.
    کلیدواژگان: واحدهای ژئومکانیکی، سازند آسماری، مقاومت تراکمی تک محوری، اندیس رخساره، رخساره ژئومکانیکی
  • امین هدایتی مقدم*، سید امین میرمحمدی، افشارعلی حسشینی، فرهاد امانیزاده فینی صفحات 96-104

    افزودن نانوذرات به ماتریس پلیمری منجر به افزایش عملکرد غشا در فرایند جداسازی گازی می شود. در تحقیق جاری، هدف یافتن نقطه بهینه عملیاتی جداسازی گازی برای غشای پلیمری اصلاح شده با نانوذرات می باشد. متغیرهای عملیاتی مورد بررسی نوع نانوذره، غلظت نانوذره اضافه شده و اختلاف فشار عملیاتی در دوسوی غشا می باشد. نانوذرات Al2O3 ،ZnO و TiO2 در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفتند. همچنین غلظت نانوذره و اختلاف فشار عملیاتی به ترتیب در محدوده 5/2 تا 15% و 2 تا bar 25 مورد بررسی قرار گرفتند. یکی از الزامات  بهینه سازی فرایند، توسعه یک مدل قوی و کارآمد است. بدین منظور ابتدا یک مدل قدرتمند با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی توسعه پیدا کرد که قادر به پیش بینی میزان تراوش پذیری گازهای اکسیژن، نیتروژن، متان و دی اکسید کربن می باشد. مدل هایی براساس انواع شبکه های عصبی پیشخور توسعه داده شدند که R2 بزرگتر از 9/0 داشتند. سپس با استفاده از الگوریتم ژنتیک شرایط بهینه عملیاتی برای هر یک از گازهای مورد بررسی با در نظر گرفتن چهار هدف و راهبرد استخراج شدند. نتایج بهینه سازی نشان دادند که مقدار تراوش پذیری بیشینه برای گازهای اکسیژن، نیتروژن، متان و دی اکسید کربن به ترتیب برابر با 7/334، 9/779، 7/902 و 4/270 می باشد.

    کلیدواژگان: جداسازی گازی، غشا پلیمری، بهینه سازی، شبکه عصبی مصنوعی، الگوریتم ژنتیک
  • مهشید رجبی، شاهین کرد*، عبدالنبی هاشمی، رضا صالحی صفحات 105-117

    تولید ماسه سازندی یکی از چالش های اساسی شرکت های بهره بردار در عملیات تکمیل و تولید از چاه های نفتی و گازی است. با توجه به آنکه در اکثر موارد، تولید ماسه امری اجتناب ناپذیر است، انتخاب روش مناسب کنترل ماسه و طراحی تکمیل چاه، موضوعی بسیار ضروری و کلیدی تلقی می شود و از جمله روش های بهبود تولید و افزایش بهره وری محسوب می گردد. بنابراین آنالیز و بررسی شرایط تولید ماسه و عوامل تاثیرگذار بر انتخاب هر روش کنترل تولید ماسه، دارای اهمیت فراوان در پایداری تولید می باشند که در این مطالعه با رویکردی داده محور مورد توجه قرار گرفته است. این مطالعه با تمرکز بر روش های داده محور، از تکنیک شباهت به راه حل ایده آل (الگوریتم تاپسیس) -به عنوان یکی از روش های تصمیم گیری چند معیاره- برای غربال گری مخازن نفتی جنوب غرب ایران که با مشکل تولید ماسه مواجه هستند، استفاده می کند. در این کار، با استفاده از  اطلاعات چاه های با مشکل تولید ماسه در دو میدان نفتی جنوب غرب ایران، مقدار ایده آل هر یک از معیار های موثر بر انتخاب سامانه مناسب مهار ماسه، استخراج شده است. سپس با به کارگیری روش تاپسیس در مسایل تصمیم گیری چند معیاره، به رتبه بندی روش های مهار ماسه برای چاه های نفتی مورد مطالعه پرداخته شده است. نتایج نشان می دهد که جهت مهار ماسه، استفاده از روش رزین و آروماتیک در اولویت اول و روش های آستری شیار دار، توری انبساط پذیر، رزین و بستر شنی به ترتیب در رتبه های دوم تا پنجم قرار می گیرند.

    کلیدواژگان: تولید ماسه، روش های بهبود تولید نفت، غربالگری روش های مهار ماسه، روش های داده محور، الگوریتم تاپسیس
|
  • Hojatollah Moradi, Hedayat Azizpour *, Hossein Bahmanyar Pages 3-17

    One of the most important processes for avoiding global warming and increasing the heating value of natural gas is adsorption and separation of carbon dioxide and nitrogen using zeolite. In this study, experimental results of adsorption of methane, carbon dioxide and nitrogen by zeolite 13X was assessed using artificial neural network. The temperature and pressure was considered as inputs, and adsorption capacity was considered as the output of system. In all models, Levenberg-Marquardt back-propogation was used for training of the network. To find the optimum transfer function in hidden and output layers and optimum number of neurons, coefficient of determination, sum of squared errors, mean square error were calculated. Optimized number of neurons for methane, carbon dioxide and nitrogen was obtained 10, 10, and 15 respectively. Moreover, the best transfer functions were Logsig and Tansig for methane, Logsing and Pureline for carbon dioxide and nitrogen for hidden and output layers. In the end, average deviation percentage for predicted results with neural network was compared with the results obtained by Langmuir and dependent on temperature sip models. It indicates that neural network has high accuracy in comparison with other two models.

    Keywords: Natural Gas, Carbon Dioxide, Zeolite 13X, Modeling, Artificial Neural Network
  • Majid H. Tangestani *, Marjan Karimi Pages 18-26

    Remote sensing technology is one of the methods to detect oil spill, especially in a large region. The high resolution satellite images can be used in primary steps of oil exploration. The aim of this study was to detect the oil spill events of June 2, and 10, 2015, around oil platforms, northern Persian Gulf, using Landsat 7 and Landsat 8 thermal infrared imagery. The applied method was based on measuring the sea surface temperature using the thermal bands. Results showed that the sea surface covered by oil spill has lower temperature than surroundings. It indicates that the derived sea surface temperature just reflects the mentioned status, and this method can be used to detect the potential oil basins. Finally, the results were verified using the Kappa coefficient as part of the confusion matrix; in addition, the amounts of the Kappa coefficient were estimated 0.98 and 0.85 for bands 10 and 11 of Landsat 8, and 0.92 for band 6 of Landsat 7 respectively. These values confirmed the accuracy of results with acceptable coefficients.

    Keywords: Oil Spill, Sea Surface Temperature, Thermal Infrared Imagery, Landsat, Northern Persian Gulf
  • Sadeq Ebadi, Karim Ghasemipanah *, Ebrahim Alaie, Alimorad Rashidi, Alireza Khataee Pages 27-36
    In this study, after separating oil and grease from gasfield produced water, removal of organic pollutants has been investigated to reduce its chemical oxygen demand (COD) from 9500 mg/L to the limits of agriculture irrigation. Since the initial electrical conductivity of the wastewater was too high (6300 µS/cm), evaporation process was used to decrease its dissolved solids content. As results of evaporation, electrical conductivity and COD have been reduced to 1100 µS/cm and 750 mg/L respectively. Afterwards, photoelectrocatalysis as an advanced oxidation process was applied to treat distilled wastewater from evaporation step because of COD content of less than 1000 mg/L. In the photoelectrocatalytic method, “boron carbon nitrite nanomaterial” was used as photocatalyst in a coil type microreactor with surface-to-volume ratio of about 3000 m2/m3, which it causes in rapid oxidation of organics. After fabricating the microreactor, the effect of different parameters on COD removal has been investigated. It has been found out that optimum conditions to remove of 80% COD are accordance with pH = 3, potential difference 20 V and electrical conductivity of 2500 µS/cm, so that COD is reached about 150 mg/L which is suitable for agricultural irrigation.
    Keywords: Gasfield Wastewater, Photoelectrocatalysis, COD Removal, Microreactor, Boron Carbon Nitride (BCN)
  • Javad Rezaeian, Saman Jahanbakhshi, Saeid Jamshidi * Pages 37-46
    Using sensitivity analysis is one of the effective methods to simplify numerical models. There are a lot of parameters in models constructed for the simulation of oilfields. These parameters do not have the same impact on the model›s output. Therefore, utilization of the sensitivity analysis methods help that nonsignificant variables can be identified and kept at nominal values in order to save time and cost. According to studies, favorable method in sensitivity analysis is a dimensionless, quantitative, global, and model-free method. In this study, Sobol method has been selected as a desirable method for sensitivity analysis of production parameters. This method is applied to the surface model of one of Iran›s oilfields and it is characterized that parameters such as choke size, flowline diameter and pump frequency have the greatest effect on the oil production rate.
    Keywords: Sensitivity Analysis, Global methods, Local methods, Sobol method, Surface model
  • Masoud Najafpour, Esmaeil Fatehifar *, Reza Khoshbooy, Alireza Tabatabayi Nejad Pages 47-55
    Owing to the catalytic properties of ionic liquids (ILs), they might break down the asphaltene and resin molecule structures, and consequently, they will result in upgrading the heavy oil cuts. The superiority of using ILs to other techniques of upgrading is (1) the low operating condition and (2) the lack of negative effects of sulfur compounds and heavy metals on the catalytic role of ionic liquids. In this study, the capability of conversion the heavy oil cuts into light cuts via an IL([OMIM][Cl]) and two modified ILs, which have been modified with iron and aluminum salts, has been investigated. The viscosity, asphaltic percentage and sulfur content were analyzed for characterization of the physicochemical properties of the heavy oil cuts. Furthermore, the influences of several parameters such as the type of heavy oil cuts, the temperature of reaction, the residence time and the percentage of utilization of modified ILs on the quality of heavy oil cuts were evaluated by Minitab software. The results indicated that the presence of Fe and Al in the structure of modified ILs ([OMIM][FeCl3] and [OMIM][AlCl3]) could significantly enhance the capability of these ionic liquids in improving the quality of heavy oil cuts. This resulted in decreasing the value of viscosity and the pollutants containing sulfur and nitrogen compounds in heavy oil cuts. It was observed that the percentage of utilization of modified ILs was the most effective in upgrading of heavy oil cuts. Based on the results at the best condition, the modified ILs of [OMIM][FeCl3] and [OMIM][AlCl3] could reduce 74.44% and 41.80% of the viscosity value and 57.17% and 68.46% of the asphaltene content in the heavy oil cuts respectively. Moreover, the sulfur content in the heavy oil cuts decreased from 2.9% to 1.43% and 0.95% respectively. In the same operating conditions, IL modified with [AlCl3] showed the better performance than one modified by [FeCl3] in increasing the quality of heavy oil cuts. This relative superiority can be attributed to the high value of acidity of AlCl3 in comparison with FeCl3 and the closeness of the binding energy level of Al to sulfur. In conclusion, in this study, it is illustrated that the modified ILs can be considered to be a suitable approach for upgrading the quality of heavy oil cuts at moderate condition.
    Keywords: Heavy oil cuts, Upgrading, Additive, Modified Ionic Liquids, Viscosity Reduction
  • Mazaher Hayatdavoudi, Negahdar Hosseinpour * Pages 56-68
    Asphaltene precipitation/deposition in reservoir formation has detrimental influences on the oil production. The stability of w/o emulsions, the high viscosity of oil, and unfavorably changing the reservoir rock properties are induced in part by the asphaltene instability. Nanoparticles exhibit acceptable capacities for the adsorption and control of the precipitation of asphaltene. In this study, in-situ synthesis of iron oxide nanoparticles in reservoir oils has been followed to evaluate the effects of the thus-prepared nanoparticles on the control of asphaltene damage in tight carbonate core plugs. Model oil has been prepared by dissolving dead oil in a toluene/gasoil mixture. Following the preparation of stable emulsions of precursor iron salt aqueous solution in the model oil, Fe2O3 nanoparticles have been synthesized at a typical reservoir temperature and high-enough pressure in an autoclave. Two series of core-flooding experiments have been performed by the injection of n-C6 and monitoring the hydrocarbon effective permeability before and after the damage. Two core plugs with the same flow zone index have been selected, one of which has been saturated with the model oil and the other with the emulsion, and the asphaltene damage has been induced by the core flooding test. The results of XRD and FESEM have indicated the crystalline structure and the mean particle size of 65 nm for the in-situ prepared nanoparticles, much smaller than the pore/throat sizes of the plugs. It is found out that the nanoparticles are effective in the control of the asphaltene damage at high injection/production flowrates. However, at low drawdown or injection/production flowrates, the in-situ synthesis procedure leads to a higher drop in the hydrocarbon effective permeability when compared to that observed during the displacement of the virgin model oil. Finally, this may be ascribed to the trapping of aqueous droplets in pore-throats, resulting in a significant reduction in the hydrocarbon permeability by the phase trapping.
    Keywords: Nanotechnology, In-situ synthesis, Asphaltene, Adsorption, Flow assurance
  • Saeed Ansari, Abdolreza Moghadassi *, Sayed Mohsen Hosseini Pages 69-79

    In this research, 8-hydroxyquinoline was applied to synthesize FeQ3 nanoparticles and modification of Fe3O4 nanoparticles. Afterwards, synthesized FeQ3 and modified iron nanoparticles (HQ-Fe3O4) were used to prepare nanofiltration membranes. Therefore, by incorporation of different concentrations of nanoparticle as an additive into the PES as membrane matrix, PES/FeQ3 and PES/HQ-Fe3O4 nanofiltration membranes were constructed. FTIR analysis was used to nanoparticle and membrane characterization. Moreover, membranes morphology was evaluated by SEM and AFM analysis. The separation performance of prepared membranes was examined by pure water flux, MgSO4 rejection. The results showed the highest pure water flux (17.6 L/m2h) for M4 in 0.5 wt.% nanoparticles for both types of membranes. While it was 7.1 L/m2h for the pure membrane. Furthermore, the MgSO4 rejection increased to 91% in 0.5 wt.% of HQ-Fe3O4 nanoparticles, and it was 86% in 0.5 wt.% of Fe/Q3 nanoparticles. Moreover, the fouling resistance of fabricated membranes enhanced by incorporation these nanoparticles.

    Keywords: Nanofiltration membranes, Poly ether sulfone, 8-hydroxyquinoline, Iron Oxide Nanoparticles, Wastewater Treatment
  • Sajjad Gharechelou, Abdolhossein Amini *, Mozhdeh Shirazi, Abbasali Nikandish, Vahid Farajpour Pages 80-95
    Nowadays, geomechanical studies in hydrocarbon reservoirs are interesting; therefore, the objective of this paper is to investigate the impact of facies, texture and diagenesis on the geomechanical behavior of the Asmari Formation. Three sets of data were used in this research: 1) sedimentological data including thin section petrography, porosity and density, 2) rock mechanical data comprising (1) uniaxial compressive strength, (2) cohesion, (3) friction angle, (4) tensile strength, and (5) brittleness and drillability indexes, and 3) ultrasonic data including S- and P-wave velocities. To investigate a possible relationship between the sedimentological features and rock mechanical behaviors, a facies index was defined based on the textural and diagenetic features allowing to quantify a sedimentary microfacies. Based on facies index, porosity and UCS five different geomechanical facies were determined for the Asmari Formation, where GMF1 to GMF5 represent very ductile to very brittle behavior respectively. Finally, the results of the study showed that mechanical behavior is controlled by the depositional and diagenetic overprints. Furthermore, by facies index, the rock strength may be predicted based on petrographical observations. Such studies are helpful for reducing the costs/time for acquiring geomechanical datasets and zoning mechanical stratigraphy.
    Keywords: Geomechanical Units, Asmari Formation, uniaxial compressive strength, facies index, Geomechanical Tacies
  • Amin Hedayati Moghaddam *, Seyed Amin Mirmohammadi, Afshar Alihosseini, Farhad Amanizadeh Fini Pages 96-104

    Addition of nanoparticles to a polymeric matrix leads to enhance the performance of membrane gas separation. In this study, the aim is to find the optimum operative point of polymeric membrane modified by adding nanoparticles in gas separation. The assessed factors are type of nanoparticle, percentage of added nanoparticle, and cross membrane pressure.  Nanoparticles of AL2O3, ZnO, and TiO2 were used. Further, the ranges of nanoparticle concentration and operative cross membrane pressure were 2.5 to 15% and 2 to 25 bar respectively. To optimize a process, developing a robust model is necessary. Therefore, first, a powerful model based on artificial neural network was developed, which it was able to predict the values of permeability of oxygen, nitrogen, methane, and carbon dioxide. Neural network models were developed that had R2 greater than 0.9. Next, the optimum operative conditions for assessed gases were found using methodology based on genetic algorithm and considering four strategies. The results of optimization show that the maximum values of permeability for oxygen, nitrogen, methane, and carbon dioxide are 334.7, 779.9, 902.7, and 270.4 respectively.

    Keywords: Gas Separation, Polymeric Membrane, Optimization, Artificial Neural Network, Genetic Algorithm
  • Mahshid Rajabi, Shahin Kord *, AbdolNabi Hashemi, Reza Salehi Pages 105-117

    Sand entering production wells is one of the oldest problems faced by oil companies and one of the toughest to solve. Production of sand during oil production causes severe operational problem for oil producers. Several techniques have been used for sand production control in sandstone reservoirs. Sand screens often serve as the primary barrier to sand production from weakly consolidated reservoirs. Screen technology has improved significantly in the areas of sand retention, mechanical integrity, and quality control. As future field developments trend towards more hostile environments, requiring fewer wells at higher rates, the overall reliability and longevity of sand screens will be increasingly more important in this high cost environment. Screening of IOR methods is a multi-criteria decision making process, and the Multi-Criteria Decision Making (MCDM) method as a systematic statistical method, can be applied in this regard. In this paper, the Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution (TOPSIS) as one of the methods under the MCDM category was used to screen an Iranian oil well. The screening method was employed for 5 different sand control techniques using a wide range of properties and conditions. The analysis used a database of successful IOR projects across the Ahvaz and Mansuri fields. The relative importance of the reservoir parameters was determined based on the Analytic Hierarchy Process (AHP) at eight importance levels. The findings showed that Resin – Aromatic is the best method for that well then Slotted liner, ESS, Resin and Gravel Pack are in next ranks.

    Keywords: sand control, Improved Oil Recovery (IOR), Sand control screening criteria, Data driven methods, TOPSIS algorithm