فهرست مطالب

پژوهش نفت - پیاپی 115 (بهمن و اسفند 1399)

مجله پژوهش نفت
پیاپی 115 (بهمن و اسفند 1399)

  • تاریخ انتشار: 1399/12/29
  • تعداد عناوین: 10
|
  • امیرمسعود ماه پیشانیان، حمیدرضا شاهوردی*، محمد سیم جو، محمدرضا زائری صفحات 3-20

    با ورود میادین نفت به پایان مرحله تولید طبیعی، لازم است فن آوری های جدیدی جهت افزایش بازیابی هیدروکربن ها توسعه یابند. هدف این پژوهش بررسی اثر نانو ذرات سیلیکا بر تغییر ترشوندگی سنگ های کربناته و یافتن غلظت بهینه نانو ذرات است. چهار غلظت مختلف از نانو ذرات سیلیکا شامل: 01/0، 02/0، 05/0 و 1/0% وزنی در آب دریای رقیق شده با غلظت یون های مثبت ppm 1000 انتخاب شده و آزمایش های آشام خودبه خودی و زاویه تماس انجام گرفت. در این مقاله بدون استفاده از ماده فعال سطحی و فقط با استفاده از روش بر پایه اولتراسونیک، نانو سیال با پایداری قابل قبولی در طول مدت آزمایش حاصل شد. نتایج نشان داد که استفاده از نانو ذرات، تاثیر چشم گیری در میزان بازیابی نفت از سنگ های کربناته مخزنی دارد، به طوری که آشام خودبه خودی با آب دریای رقیق شده حاوی یون های مثبت با غلظتی در حدود ppm 1000 به عنوان سیال پایه، بازیابی برابر 45/10% داشت در حالیکه در غلظ ت های 01/0، 02/0، 05/0% وزنی نانو ذره سیلیکا در سیال پایه، میزان بازیابی نفت به ترتیب در حدود 5/11%، 83/10% و 16/22% حاصل شد. همچنین نتایج زاویه تماس نیز موید آن بود که نانو ذره سیلیکا تاثیر مثبتی بر تغییر ترشوندگی سطح سنگ کربناته دارد. برای اطمینان از عدم رسوب نانو ذرات در سنگ، تراوایی سنگ قبل و بعد از آزمایش آشام اندازه گیری شد که تغییر قابل توجهی مشاهده نگردید. همچنین، تاثیر مقدار اشباع آب اولیه درون سنگ در آزمایش آشام خودبه خودی با استفاده از نانو سیال نیز مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که سنگ حاوی آب اولیه نسبت به مغزه کاملا اشباع از نفت، میزان بازیابی نفت کمتری دارد.

    کلیدواژگان: سیال سیلیکا، سنگ کربناته، آب کم نمک، ازدیاد برداشت نفت، تغییر ترشوندگی
  • رویا گراوند، علی نخعی*، مژگان عباسی صفحات 21-31

    تحلیل درست نتایج حاصل از آنالیز و تفسیر داده های میدانی مختلف از جمله داده های چاه آزمایی و نمودارگیری چاه نقش منحصر به فردی در ارزیابی و پیش بینی عملکرد چاه/ مخزن، بهینه سازی طرح توسعه میدان، مدیریت صحیح مخزن و بهینه سازی نگهداشت تولید مخزن/ میدان دارد. بدین منظور، مطالعه یکپارچه مخزن، ایجاد کار تیمی در مراکز تحقیقاتی و صنعت نفت و ارتباط بین تخصص های مختلف مهندسی نفت از جمله پتروفیزیک، مهندسی مخزن و مهندسی بهره برداری اهمیت به سزایی در نیل به این اهداف دارد. در این مقاله، داده های میدانی برداشت شده از یک حلقه چاه ارزیابی/ عمودی میدان عظیم گاز میعانی کربناته پارس جنوبی شامل نمودارهای پتروفیزیکی، داده های تست فشار سازندی، داده های چاه آزمایی و نمودارهای تولید به طور جداگانه آنالیز و تفسیر شدند. سپس به منظور دست یابی به نتایج قابل اعتمادتر و با عدم قطعیت کمتر و همچنین شفاف سازی ابهامات، نتایج حاصل از تفسیر و آنالیز داده های مورد مطالعه در کنار هم قرار داده شده و یکپارچه سازی تحلیل ها انجام گرفت. نتایج یکپارچه سازی آنالیز داده ها بیانگر رفتار لایه ای یا ناهمگن مخزن است و مخزن به سه زون بالایی و میانی و پایینی تقسیم بندی گردید، این زون ها خواص مخزنی، تحرک پذیری و پروفایل تولیدی متفاوتی از همدیگر دارند. زون میانی 85% سهم مشارکت در تولید را به خود اختصاص می دهد و از بالاترین کیفیت مخزنی و بالاترین میزان تحرک پذیری برخوردار است. داده های چاه آزمایی به دو روش مشتق فشار و تکنیک دی کانولوشن آنالیز شدند به طوری که ظهور دو جریان شعاعی روی نمودارهای مشتق فشار نیز رفتار لایه ای مخزن را تایید نمود. نتایج تکنیک دی کانولوشن، مشاهده رژیم جریانی مرزی در زمان های پایانی/ گسل محدود احتمالی را مقدور نمود. علاوه بر این، عملیات اسیدکاری تحریک چاه انجام شده در حین چاه آزمایی نیز ارزیابی شد به طوری که رفتار لایه ای مخزن، دو لایه با ضریب پوسته متفاوت 8/9 و 6/0 ملاحظه گردید. با این وجود، یکپارچه سازی داده های میدانی مختلف در مخزن مورد مطالعه بسیار چالش برانگیز بود.

    کلیدواژگان: مطالعه یکپارچه مخزن، چاه آزمایی، دی کانولوشن، نمودارگیری، گاز میعانی کربناته
  • المیرا ولایی، رضا نوروزبیگی*، پیام سعیدیان صفحات 32-42

    کاهش آلاینده های روغنی و ترکیبات هیدروکربنی در پساب صنایع پتروشیمی و پالایشگاهی به حد استانداردهای زیست محیطی موضوع چالش برانگیز در سال های اخیر بوده است که نیازمند ایده ها و تکنیک های علمی جدید است. در این تحقیق، سطح فوق آب دوست روی اکسید نانوساختار با استفاده از روش لایه نشانی بسیار ساده و ارزان برروی توری از جنس فولاد زنگ نزن تهیه گردید. برای مشخصه یابی سطح سنتز شده از آنالیزهای پراش سنج پرتو ایکس، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و طیف رامان استفاده شد. برای ارزیابی رفتار ترشوندگی نمونه سنتز شده در هوا و زیر آب از آنالیز زاویه تماس استاتیک و پسماند زاویه تماس استفاده شده است. مطالعه میکروگراف نمونه نشان داد که پوشش روی اکسید ایجاد شده ساختاری دولایه متشکل از نانومیله های روی اکسید دارد که برروی بذرلایه ای با قطر کمتر از nm 100 رشد کرده و میکروگلسان هایی با ساختار سلسله مراتبی سوزنی شکل با قطر انتهایی تقریبی کمتر از nm 50 در بخش رویی قرار گرفته است. بررسی رفتار ترشوندگی سطح سنتز شده نشان داد که محصول، در هوا فوق آب دوست (با زاویه تماس حدود °0) و در زیر آب فوق روغن گریز (با زاویه تماس استاتیک °3 ±°161 و پسماند زاویه تماس کمتر از °5) است. عملکرد سطح روی اکسید ساخته شده برای جداسازی فاز هیدروکربنی (نمونه پساب صنعتی شرکت پالایش گاز شهید هاشمی نژاد) نشان داد که امکان جداسازی این فاز از پساب با راندمان بالای 9/99% و شار عبوری بیش از L m-2 h-1  5800 بدون ایجاد گرفتگی و یا کاهش شار عبوری امکان پذیر است. استفاده از این سطوح منجر به کاهش میزان روغن موجود در نمونه پساب از mg.L-1 50000 به mg.L-1 3/17 و همچنین، کاهش ترکیبات هیدروکربنی به mg.L-1 5/15 گردید که این نتایج نشان دهنده قابلیت استفاده از این سطوح در فرآیندهای تصفیه پساب و همچنین، حذف لکه های نفتی است

    کلیدواژگان: آلاینده های روغنی، سطح فوق آب دوست، زاویه تماس، شار عبوری، راندمان جداسازی
  • سپیده ضیغم، اصغر گندم کار* صفحات 43-54

    در این مطالعه به بررسی تاثیر مواد فعال سطحی آنیونی و کاتیونی برروی افزایش برداشت نفت از طریق تغییر ترشوندگی سنگ مخرن و کاهش کشش بین سطحی پرداخته شده است. برای این منظور از ماده فعال سطحی AOS، آلفا اولفین سولفونات، به عنوان یک ماده فعال سطحی آنیونی و از CTAB، برمید ستریمونیوم، به عنوان یک ماده فعال سطحی کاتیونی استفاده شده است. در ابتدا پایداری محلول های شیمیایی با استفاده از آزمایش پتانسیل زتا بررسی گردید و محلول های پایدار جهت انجام آزمایش های کشش بین سطحی، ترشوندگی، سیلاب زنی، و جذب سطحی مواد فعال سطحی مورد استفاده قرار گرفتند. علاوه برآن، تحلیل نیروهای بین سطحی به منظور تعیین نقطه ایزوالکتریک و نقش آن در میزان جذب ماده فعال سطحی، مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که مواد فعال سطحی آنیونی و کاتیونی میزان کشش بین سطحی را در حد قابل توجهی کاهش می دهند. همچنین بیشترین تغییرات ترشوندگی سنگ مخزن مربوط به ماده فعال سطحی آنیونی است که ترشوندگی سنگ مخزن را از حالت به شدت نفت دوست (159o) به شرایط آب دوست (37o) تغییر می دهد. با توجه به تعیین نقطه ایزوالکتریک، میزان جذب برای ماده فعال سطحی آنیونی به مراتب بیشتر از ماده فعال سطحی کاتیونی خواهد بود. در مجموع آب دریا حاوی ماده فعال سطحی کاتیونی به دلیل عدم وجود پدیده Snap-off، میزان ضریب بازیافت نفت را در حدود 19%، نسبت به تزریق آب دریا بهبود می بخشد.

    کلیدواژگان: مواد فعال سطحی، ترشوندگی، پایداری محلول شیمیایی، نقطه ایزوالکتریک، نیروهای بین سطحی
  • زهرا محمدی خورسند، ابوالفضل شجاعیان، علیرضا بهرامیان*، محمدرضا پیرزادی جهرمی، مهدی علیزاده صفحات 55-65

    در فرآیندهای انتقال گاز طبیعی، به دلایلی از جمله نشتی و شکستگی لوله مقدار زیادی گاز متان به محیط منتقل شده که سهم بالایی در افزایش گازهای گلخانه ای دارد. رویکرد جهانی کاهش گازهای گلخانه ای سبب شده تا در راستای کنوانسیون های جهانی و برنامه اقدام ملی کاهش انتشار گازهای گلخانه ای، برنامه کاهش اتلاف گاز از خطوط انتقال گاز مد نظر قرار گیرد. هدف از این پژوهش، ابتدا اندازه گیری تجربی میزان انتشار گاز متان ناشی از نشتی شیرهای بلودان موجود در نواحی مختلف منطقه هفت عملیات انتقال گاز ایران و سپس پیش بینی میزان ضرایب انتشار گاز به کمک شبکه عصبی پرسپترون چند لایه با قانون پسا انتشار خطا و الگوریتم یادگیری لونبرگ- مارکوارت است. بر این اساس، تاثیر پارامترهای عملیاتی موثر بر میزان انتشار گاز شامل دمای محیط، فشار خط لوله، نوع شیربلودان، وضعیت باز یا بسته بودن شیر کنار گذر قبل از بلودان، وضعیت نشت داخلی شیر کنار گذر قبل از بلودان، عمر شیر، صدای ناشی از نشتی و غلظت نشتی در محدوده ppm10000-10 مورد بررسی قرار گرفت. برای یافتن پارامترهای موثر بر میزان نشر، شش الگو مختلف براساس پارمترهای ورودی متفاوت تعریف شد. نتایج حاصل از پیش بینی ضرایب نشر متان با استفاده از شبکه عصبی نشان داد که الگوی با پارامترهای ورودی شامل دمای محیط، فشار خط لوله، عمر شیر، صدای ناشی از نشتی و غلظت نشتی بهترین نتایج را نشان می دهد. بررسی میزان خطا و ضریب همبستگی الگوی پیشنهادی نشان از کمترین میزان خطا (05047/0= RMSE و 00255/0=MSE) و ضریب همبستگی بالای نتایج (97853/0 =2 R) در بین الگوهای مختلف است که می توان از آن جهت پیش بینی میزان نشر گاز متان در خطوط لوله استفاده نمود.

    کلیدواژگان: گاز گلخانه ای، ضرایب نشر متان، شبکه عصبی، خطوط لوله انتقال گاز، کاهش انتشار
  • حمید حیدری پبدنی، زهرا مرادی، سید عباس موسوی سقندیکلایی* صفحات 66-77

    در این پژوهش، از روش غشایی تراوش تبخیری برای گوگردزدایی از بنزین استفاده شده است. از تیوفن به عنوان معرف گوگرد و از نرمال هپتان به عنوان معرف ترکیبات هیدروکربنی در بنزین استفاده شد. غشاهای کامپوزیتی زمینه مرکب با لایه فعال پلی دی متیل سیلوکسان حاوی نانوذرات چارچوب فلز- آلی UiO-66 بر پایه غشای متخلخل پلی ونیلیدن فلوراید ساخته شد. از آزمون های میکروسکوپ الکترونی روبشی، طیف فروسرخ تبدیل فوریه، و پراش پرتوی ایکس برای مشخصه یابی نانوذرات و غشاهای سنتز شده استفاده شد. اثر افزودن نانوذرات برروی عملکرد غشاها در فرآیند تراوش تبخیری بررسی گردید. عملکرد بهینه برای غشاها حالتی است که درصد وزنی UiO-66 نسبت به پلی دی متیل سیلوکسان wt.% 8% باشد که در این حالت شار kg/m2 h 73/10 و فاکتور تغلیظ 96/3 می باشد که در مقایسه با حالت غشای پلی دی متیل سیلوکسان خام، شار 90% و فاکتورتغلیظ 27% افزایش یافته است.

    کلیدواژگان: گوگردزدایی تراوش تبخیری، غشای زمینه مرکب، چارچوب فلز- آلی، غشای پلی دی متیل سیلوکسان، نانوذره UiO-66
  • مسعود سراج امانی، رامین نیکروز*، علی کدخدایی صفحات 78-91

    امپدانس صوتی را می توان نوعی مقاومت سنگ ها در برابر انتشار امواج دانست که محصول چگالی و سرعت موج تراکمی سنگ است. ژیوفیزیکدان ها تلاش می کنند تا امپدانس صوتی لایه های سنگ در زمین را از داده های لرزه ای بازتابی تخمین بزنند که این فرآیند وارون سازی لرزه ای نام دارد. اختلاف امپدانس صوتی در فصل مشترک لایه ها باعث بازتاب امواج لرزه ای می شود. امپدانس صوتی خاصیت خود سنگ است و هر چه سنگ ها سخت تر باشند، امپدانس صوتی بالاتری را نشان می دهند. به طور کلی، امپدانس صوتی رابطه ای قوی با ویژگی های پتروفیزیکی مانند شکستگی، میزان اشباع و تخلخل دارد. هدف از این مطالعه، تخمین مدل اولیه امپدانس صوتی با استفاده از روش های مختلف وارون سازی جهت تعیین مشخصات مخازن و مقایسه نتایج آن ها در میدان ویچررنج واقع در حوضه پرت استرالیای غربی می باشد. بدین منظور، دو چاه و یک مقطع لرزه ای از میدان ویچررنج مورد استفاده قرار گرفت. تمامی مراحل پیش رو با استفاده از نرم افزار همپسون-راسل انجام شد. ابتدا تصحیح رابطه عمق-زمان نمودارهای چاه و اطلاعات لرزه ای انجام شد. سپس، انطباق رد لرزه مصنوعی حاصل از هم آمیخت موجک لرزه ای با سری بازتاب تولید شده در محل چاه با داده های لرزه ای بررسی گردید. در داده های لرزه ای میدان ویچررنج الگوریتم های مختلف وارون سازی از جمله مبتنی بر مدل، باند محدود، خطی خارهای پراکنده (برنامه ریزی خطی) و خارهای پراکنده (بیشینه احتمال) بررسی شدند. ضریب همبستگی در تمامی روش ها میزان قابل قبولی را نشان می دهد. با استفاده از استخراج موجک و بررسی الگوریتم های مختلف وارون سازی، روش مبتنی بر مدل، برترین روش با ضریب همبستگی بالا و خطای کمتر در میان سایر الگوریتم ها، جهت مدل سازی اولیه استفاده گردید. در بازه زمانی ms 2050 تا 2250، امپدانس صوتی با کاهش چشمگیری روبروست که بیانگر وجود تخلخل در محدوده مخزن است.

    کلیدواژگان: امپدانس صوتی، وارون سازی، مبتنی بر مدل، باند محدود، خارهای پراکنده، ماسه سنگ های کم تراوا
  • ماشاءالله رضاکاظمی*، نسیبه حاجیلری صفحات 92-101

    در این مطالعه جذب تعادلی و سینتیکی 1- بوتانول برروی جاذب کربن فعال مورد مطالعه قرارگرفته است. ایزوترم های لانگمویر، فرندلیچ و تاث برروی داده های تعادلی برازش شده است. برای مدل سازی سینتیک جذب از مدل سینتیکی شبه درجه دوم و مدل نفوذ بین ذره ای استفاده شده است. نتایج به دست آمده نشان داد که جذب 1- بوتانول برروی کربن فعال با ایزوترم فرندلیچ متوسط خطای نسبی 3/6% و مدل ایزوترم تاث خطای نسبی 9/5% را پیش بینی می کند. مدل سینتیکی شبه درجه دوم به خوبی با داده های سینتیکی آزمایشگاهی برازش می شود. با استفاده از مدل نفوذ بین ذره ای، نشان داده شد که نفوذ بین ذره ای به تنهایی توانایی پیش بینی سینتیک جذب را نداشته و در فرآیند جذب 1- بوتانول بیش از یک مرحله وجود دارد. همچنین، مقایسه نتایج این کار با کارهای مشابه نشان داد که جاذب کربن فعال مورد استفاده در این مطالعه تقریبا دارای دو برابر ظرفیت جذب جاذب زیولیتی مورد استفاده در مراجع دیگر را دارد.

    کلیدواژگان: 1- بوتانول، جذب سطحی، سینتیک شبه درجه دوم، ایزوترم جذب، فرندلیچ
  • علی محمد محمدیان، نگهدار حسین پور* صفحات 102-115

    میزان کاهش تراوایی سازند در اثر ته نشست آسفالتین به الگوی ته نشست آسفالتین وابسته است. در این تحقیق از میکرومدل شیشه ای برای مشاهده و بررسی الگوی ته نشست آسفالتین در اثر تزریق نرمال هگزان برای جابجایی نفت مدل استفاده شد. غلظت آسفالتین و رزین، چگالی و گرانروی نفت مدل طوری تنظیم شد که نه تنها خصوصیات نفت مخزن را شبیه سازی نماید بلکه نسبت گرانروی و نسبت چگالی سیال تزریق به سیال درجا بتواند قابلیت مطالعه اثرات نیروی ویسکوز و نیروی گرانش بر الگوی نشست آسفالتین را فراهم نماید. اندازه گلوگاه ها و حفرات محیط متخلخل میکرومدل شیشه ای به ترتیب 80 و μ 160 تنظیم گردید. تزریق با دبی mL/h 04/0 انجام شد که عدد رینولدز جریان بیانگر جریان کاملا لایه ای در محیط مخزنی و دور از چاه های تزریقی و تولیدی است. نتایج نشان می دهند که علاوه بر نشست بر سطح و انسداد گلوگاه، تشکیل فیلتر داخلی نیز از ساز و کار های اصلی نشست آسفالتین در محیط متخلخل است. در تزریق امتزاجی قبل از زمان رسوخ با غالب بودن نیروی ویسکوز نشست آسفالتین قابل توجه نیست. همچنین علاوه بر نفوذ مولکولی در سطح تماس هگزان-نفت، پراکندگی مولکولی باعث تشدید رسوب و افزایش آهنگ نشست آسفالتین می شود. به منظور مطالعه اثرات پایداری ثقلی جریان و همچنین نیروی گرانش بر الگوی نشست آسفالتین، تزریق در دبی ثابت با قرار دادن میکرومدل شیشه ای در زوایای 0، 10 و °20 نسبت به افق و در راستای جریان نیز انجام شد. نیروی گرانش منجر به کاهش 5/70 و 3/82 % حجم ته نشست آسفالتین به ترتیب در زوایای 10 و °20 در مقایسه با تزریق افقی می شود. بنابراین وجود نیروی گرانش در صورت پایداری ثقلی جریان نه تنها نواحی در دسترس برای نفوذ مولکولی و هم چنین پراکندگی را کمتر کرده و میزان ته نشست آسفالتین را کاهش می دهد بلکه با تقویت نیروی ویسکوز منجر به جابجایی کلوخه های آسفالتین و کاهش احتمال ته نشست آنها می گردد.

    کلیدواژگان: الگوی ته نشست آسفالتین، تزریق امتزاجی، ساز و کار ریزش ثقلی، سازند شیب دار
  • سید محمدرضا میرفروغی، شاهین کرد*، جمشید مقدسی صفحات 116-132

    فرآیندهای شیمیایی بازیافت گوگرد از گاز اسیدی دیگر چندان اقتصادی نیستند و افزون بر مشکلات عملیاتی مختلف، مقادیر زیادی کربن دی اکسید نیز طی این فرآیندها به هواکره تخلیه می گردد. گزینه‏ی جایگزین، فشرده سازی و تزریق گاز اسیدی در سازندهای زمین شناسی با هدف ازدیاد برداشت و یا ذخیره سازی به منظور حفاظت از محیط زیست است. در این نوشتار مروری، پس از ارایه تعاریف اولیه در زمینه مطالعاتی گاز اسیدی، به معرفی و مقایسه روش های پاک سازی جریان گاز ترش تولیدی از گاز اسیدی و بیان برجسته ترین دشواری های عملیاتی فرآیندهای شیرین سازی گاز ترش پرداخته ایم. با تکمیل فرآیند شیرین سازی، جریان مشکل ساز گاز اسیدی تولید می شود، که در ادامه سعی شده است با پرداختن به مبانی تیوری، دامنه کاربرد، هزینه و چالش های عملیاتی-اقتصادی روش های مختلف بازیافت گوگرد؛ چرایی و اهمیت پرداختن به مبحث تزریق گاز اسیدی در سازندهای زمین شناسی به لحاظ فنی و اقتصادی تبیین گردد. اصول فرآیند تزریق گاز اسیدی به سازندهای زمین شناسی، معیارهای انتخاب یک سازند مناسب جهت تزریق و سازوکار های ذخیره سازی گاز اسیدی نیز به تفصیل ارایه و بحث گردیده اند..

    کلیدواژگان: تزریق گاز اسیدی، ساز و کارهای ذخیره سازی، بدام افتادگی، شیرین‎سازی گاز ‍ ترش، بازیافت گوگرد، چالش های عملیاتی-اقتصادی
|
  • Amir Masoud Mahpishanian, Hamidreza Shahverdi *, Mohammad Simjoo, Mohammad Reza Zaeri Pages 3-20

    As oil fields approach to the end of the primary production phase, the new technologies should be employed to increase the recovery of hydrocarbons. In recent decades, nanofluid has been proposed as an efficient, and environmentally friendly approaches for EOR purpose. The target of this study is to investigate the effect of silica nanoparticle on the wettability alteration of the carbonate rock. In this study, four different concentrations of silica nanoparticle were used (0.01, 0.02, 0.05, and 0.1 wt.%) in low salinity seawater (1000 ppm of positive ions). The stability of nano particle in brine is one of the challenge while using for EOR. In this study the stability of nano fluid was achieved without using any surfactant. The Spontaneous imbibition experiments, and contact angle measurements were carried out at 75 °C to check the performance of nano fluids in wettability alteration of carbonate rock. The results showed that the silica nanoparticle has a significant effect on the oil recovery from carbonate rock. The diluted sea water (1000 ppm) without nano particle resulted to the oil recovery of 10.45% whereas nano fluid with concentration of  0.01, 0.02, and 0.05 wt.%  resulted to the oil recovery of 11.5%, 10.83%, and 22.16% , respectively. The contact angle results also confirmed that the silica nanoparticle has a positive effect on the wettability alteration of the carbonate rock surface toward water wetness. The permeability measurement after and before spontaneous imbibition tests showed that the pores were not blocked due to nano particle precipitation. The impact of initial water in the rock was investigated on the performance of wettability alteration while using nano fluid. The results depicted that the presence of initial water in the carbonate rock adversely affect the oil production.

    Keywords: Silica Nanofluid, Carbonate Rock, Low Salinity Water, Enhanced Oil Recovery (EOR), Wettability Alteration
  • Roya Geravand, Ali Nakhaee *, Mojgan Abbasi Pages 21-31

    This paper presents an integrated study using the combination of well test analysis and well log interpretation to characterize the reservoir behaviour of a gas-condensate carbonate reservoir. The results show that the integrated reservoir study using field data including petrophysical and production logging, wireline formation tester and well test analysis is extremely beneficial in achieving more certain reservoir findings and clarifying some uncertainties such as heterogeneous reservoir behaviour and boundary dominated flow effects. The integrated study is also used to evaluate the performance of an acid treatment job conducted on the same well/reservoir. This manuscript provides an integrated approach for reservoir characterization and study of the complex hydrocarbon reservoirs.

    Keywords: Integrated Reservoir Study, Well-Test, Deconvolution, Logging, Gas-Condensate
  • Elmira Velayi, Reza Norouzbeigi *, Payam Saeedian Pages 32-42

    Decrease in the amount of oil content and total petroleum hydrocarbons (TPH) in the wastewater of petrochemical plants and oil refinery to environmental discharge standard level has been one of the most critical challenges in recent years, requiring new scientific ideas and techniques. In this study, the superhydrophilic ZnO surface was fabricated using a facile and inexpensive coating method on the stainless steel mesh. The prepared surface was characterized using the FESEM, XRD and Raman analyses. The wettability property of the zinc oxide surface was evaluated via the water contact angle and contact angle hysteresis measurements. The FESEM micrograph results show that the coated hierarchical ZnO structure includes two layers of vertically aligned nanorods bottom arrays with a diameter of less than 50 nm and flower-like microstructures at the top composed of ZnO needles with the tip diameter approximately 100 nm. The fabricated surface exhibits superhydrophilc-superoleophobic property with the water contact angle ~ 0° in the air and 161 ± 3° underwater, respectively. This surface also displays excellent performance to separate hydrocarbonic contaminations from wastewater of Shahid Hasheminejad Gas Processing Company with the separation efficiency and permeate water flux of more than 99.9% and 5800 L m-2 h-1, respectively. The average total oil concentration in the effluent sample was significantly reduced from 5000 mg.L-1 to 17.3 mg.L-1. Moreover, the TPH concentration was decreased to 15.5 ppm in the treated effluent. These results show out the great potential of the superhydrophilic ZnO surface for wastewater treatment and offshore oil spills.

    Keywords: Superhydrophilic ZnO surface, Static contact angle, Permeate flux, Separation Efficiency
  • Sepideh Zeygham, Asghar Gandomkar * Pages 43-54

    In this study, the effect of anionic and cationic surfactants on enhanced oil recovery was investigated by considering the wettability alteration and interfacial tension. The alpha olefin sulfonate (AOS) and cetrimonium bromide (CTAB) were considered as anionic and cationic surfactants respectively. Firstly, the stability of chemical solutions was evaluated by zeta potential test and so these solutions were used to IFT, wettability, coreflooding, and surfactant adsorption tests. Also, the surface forces were analyzed to investigate the isoelectric point and surfactant adsorption. The results show that the anionic and cationic surfactants can significantly reduce the interfacial tension. Also, the anionic surfactant alters the reservoir wettability from strongly oil wet (159o) to water wet (37o). Based on the isoelectric point, the anionic surfactant adsorption is higher than that for cationic surfactant adsorption. Consequently, the low salinity sea water which includes cationic surfactant, due to no snap-off phenomena, improved the oil recovery factor up to 19 % compared to sea water injection.

    Keywords: Surfactant, Wettability, Chemical stability, Iso-electric Point, Interaction forces
  • Zahra Mohammadi Khorsand, Abolfazl Shojaeian, Alireza Bahramian *, Mohammad Reza Pirzadi Jahromi, Mehdi Alizadeh Pages 55-65

    In gas transmission processes, a significant amount of methane gas is transferred to the environment for several reasons, including leakage and pipe breakage, which has a high contribution to greenhouse gas emissions. The global methodology for reducing greenhouse gases has led to a plan to reduce greenhouse gas emissions from gas transmission lines according to international conventions and the national action plan to reduce greenhouse gas emissions. Therefore, the purpose of this study in first was experimentally measurement of methane gas emission due to leakage of blowdown valves from different points of district seven of gas transmission operation and then the prediction of gas emission factors using multilayer perceptron neural network with backpropagation of error and Levenberg-Marquardt algorithm. Accordingly, the effect of operating parameters on the emission factor, including ambient temperature, pipeline pressure, type of valve, condition of the valve (open or close) located before of blowdown, Internal leakage of bypass valve before blowdown, life of blowdown valve, the sound of leakage and concentration of the leakage in the range of 10-10000 ppm were investigated. To find the effective parameters on the emission factor, six various schemes were considered based on different input parameters. The results of prediction of methane emission factors using neural network showed that the scheme with input parameters as ambient temperature, pipeline pressure, age of valve, the sound of leakage and concentration of the leakage shows the best results. Deviation with measurements and coefficient of determination (R squared) of the best scheme among the six schemes are equal to RMSE=0.05047, MSE=0.00255, and R2=0.97853, which they show that this method can be used to predict the methane emission factors in natural gas transmission pipelines.

    Keywords: Greenhouse Gas, Methane Emission Factors, neural network, Gas Transmission Pipelines, Emission Reduction
  • Hamid Heydari Pebdeni, Zahra Moradi, Seyyed Abbas Musavi * Pages 66-77

    In this study, the pervaporation method was used for the desulfurization of gasoline. Thiophene was used as a sulfur agent and n-heptane as a representative of hydrocarbon compounds in gasoline. Hybrid membranes were fabricated with active layers composed of polydimethylsiloxane (PDMS) and metal-organic framework UiO-66, together with support layers composed of polyvinylidene fluoride (PVDF). Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectrum (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) were used to characterize nanoparticles and synthesized membranes. Furthermore, the effect of UiO-66 incorporation on swelling and pervaporation performance of the hybrid membranes was evaluated. The optimal performance was achieved when the weight fraction of UiO-66 to PDMS was 8% with a flux of 10.73 kg.m-2h-1 (increased by 90% compared with the PDMS control membrane) and an enrichment factor of 3.96 (increased by 27% compared with the PDMS control membrane).

    Keywords: Pervaporative Desulfurization, Mix-Matrix membrane, Metal-Organic framework, PDMS membrane, UiO-66 nanoparticle
  • Masoud Serajamani, Ramin Nikrouz *, Ali Kadkhodaie Pages 78-91

    Acoustic impedance can be considered as a measure of rock strength to the propagation of waves, which is a product of the density and compressive wave velocity of the rocks. Geophysicists are trying to estimate the acoustic impedance of rock layers from reflective seismic data, called seismic inversion. The difference of acoustic impedance in the common layer of layers reflects the seismic waves. Acoustic impedance is the property of rock itself, and the harder the rocks are, the higher the acoustic impedance is. Seismic inversion can be used as a reliable method for (1) estimating reservoir properties quantitatively and (2) obtaining quantified values of acoustic impedance from seismic data, well-logging data, and interpreted horizons. In general, acoustic impedance has a strong relationship with petrophysical properties such as fracture, saturation and porosity. The purpose of this study was to estimate the initial model of acoustic impedance using different seismic inversion methods to determine reservoir characteristics and compare their results in the Whicher-Range field of Perth Basin, Western Australia. For this purpose, two wells and a seismic section from the field were used. All steps were performed using the Hampson-Russell software. First, the depth-time relationship between well logs and seismic data was corrected. Then, the compatibility of the synthetic seismogram resulting from the seismic wavelet convolution with the series of reflections produced at the well location was investigated with seismic data. Various inversion algorithms including Model-based, Band-limited, Sparse Spike (Linear Programming) and Sparse Spike (Maximum Likelihood) were inspected. The correlation coefficient in all methods shows an acceptable value. Using wavelet extraction and investigation of different inversion algorithms, the model-based method, as the best method with high correlation coefficient and less error among other algorithms, was used for initial modeling. In the interval of 2050 to 2250 milliseconds of the studied section, acoustic impedance decreases significantly, indicating porosity in the reservoir area.

    Keywords: Acoustic Impedance, Inversion, Model-based, Band-limited, Sparse Spike, Tight sandstones
  • Mashallah Rezakazemi *, Nasibeh Hajilary Pages 92-101

    In this study, the equilibrium and kinetic absorption of 1-butanol on activated carbon adsorbent has been studied. Langmuir, Freundlich, and Toth isotherms are fitted on equilibrium data. A quasi-quadratic kinetic model and bifurcation penetration model have been used to model the absorption kinetics. The results have shown that the absorption of 1-butanol on active carbon is predicted by the Freundlich and Toth isotherm models with AARD 6.3% and 5.9% respectively. The pseudo-second kinetic model is well adjusted to experimental kinetic data. Using the biodegradation diffusion model, it has been shown that the intrusive penetration alone cannot predict the kinetics of adsorption, and there is more than one stage in the 1-butanol absorption process. Also, the results of the samilar work showed that the active carbon adsorbent used in this study was two times more absorbent than the zeolite adsorbent used in the references.

    Keywords: 1-butanol, Adsorption, pseudo-second-order kinetics, Adsorption Isotherm, Frendlich
  • Ali Mohammad Mohammadian, Negahdar Hosseinpour * Pages 102-115

    Asphaltene deposition in porous media during miscible injection, as an enhanced oil recovery method, results in permeability impairment and thus formation damage. The degree of the permeability reduction due to asphaltene deposition is a function of the asphaltene deposition pattern. In this study, the effects of viscous and gravitational forces on the deposition pattern of asphaltene during miscible displacement of oil in a glass micromodel were studied. Dead oil was dissolved in a toluene/gasoil mixture to prepare model oil. A homogeneous micromodel with the pore and throat sizes of 160 and 80 μm, respectively, was prepared and employed for the miscible displacement of the model oil by normal hexane at the injection flow rate of 0.04 mL/h. The flow rate leads to a very low Reynolds number which is a characteristic of laminar flow in the porous media. To shed light on the contribution of the gravitational force to the deposit amount and deposition pattern, the displacement tests were conducted at the dip angles of 0, 10, and 20 degree in the injection direction. It is found that the deposition mechanism of asphaltene is divided into three main categories of deposition on surface, pore throat blocking, and internal filter formation. The deposition mechanism and thus deposition pattern of asphaltene depend on whether the viscous or diffusion/dispersion force is the dominant force in the porous media. The breakthrough time and thus the oil recovery factor is improved in the tilted displacements. In addition, in comparison to horizontal flow, the deposit amount of the asphaltene is decreased by 70.5 and 82.3% at the dip angles of 10 and 20 degree, respectively. Diffusion/dispersion increases the deposit amount of asphaltene, leading to a harsh damage. However, the viscous force may either strengthen or weaken the asphaltene deposition.

    Keywords: Asphaltene deposition pattern, Miscible injection, Gravity Drainage, Tilted formation
  • Sayed Mohammadreza Mirforughy, Shahin Kord *, Jamshid Moghadasi Pages 116-132

    Nowadays, sulfur recovery processes tend to be no longer economic, as well as having various operational problems. They also discharge large amounts of CO2 into the atmosphere. The alternative is to compress and inject acid gas into geological formations with the purpose of enhanced oil recovery and acid gas sequestration for environmental protection. In this review article, after providing the initial definitions in acid gas studies, sour gas sweetening methods and their most prominent operational difficulties have been introduced and compared with each other by us. By completing the sour gas sweetening process, a problematic flow of acid gas is produced. Next, we address the theoretical foundations, the application scope, cost, and operational-economic challenges of different sulfur recovery methods in a try to explain the importance of exhausting the issue of acid gas injection in geological formations from a technical and economic point of view. We also present and discuss the principles of acid gas injection into geological formations, the criteria for selecting a suitable formation for injection, and the trapping mechanisms of acid gas.

    Keywords: Acid gas injection, Trapping mechanisms, Sour gas sweetening, Sulfur Recovery, Operational, Economic Challenges