%38تخفیف

دانلود پروژه:ساخت دستگاه و مطالعه آزمایشگاهی پایداری فوم جهت ازدیاد برداشت از مخازن نفتی

تعداد 36صفحه در فایل word

چکیده

ساخت دستگاه و مطالعه آزمایشگاهی پایداری فوم جهت ازدیاد
برداشت از مخازن نفتی

تولید نفت در مخازنی که فشار اولیه خود را از دست داده اند و دارای شکاف و یا نا همگنی می‌باشند بعد از مدتی شدیداً افت خواهد کرد. در این مرحله تزریق گاز به مخزن قادر به جبران افت تولید نخواهد بود. دلیل آن هم تحرک پذیری بالای گاز نسبت به نفت به خصوص در مخازن ناهمگن می‌باشد. یکی از روشها برای جبران افت تولید تزریق فوم به جای گاز به مخازن می‌باشد. فوم گرانروی بالاتری نسبت به گاز دارد و لذا مشکل تحریک پذیری بالای گاز تا حدی کنترل می‌شود. مهمترین مسأله در رابطه با فوم، پایدار نگه داشتن آن در شرایط مخزن است که در آنجا شوری، دما و فشار بالاست. برای پایدار کردن سیستم های کلوئیدی از جمله فوم از مواد فعال سطحی استفاده می‌شود. منتهی قیمت بالای این مواد می‌تواند بر بعد اقتصادی فرآیند تزریق فوم اثر بگذارد. بنابراین میزان مصرف سورفکتانت برای ساخت فوم می‌بایستی بهینه شود تا ضمن پایدار کردن فوم صرفه اقتصادی نیز داشته باشد. این تحقیق با هدف بررسی اثر ترکیبی شرایط مختلف مخزن از جمله فشار، دما و شوری آب در غلظت های مختلف سورفکتانت بر پایداری فوم انجام شد. برای فاصله گرفتن از شرایط اتمسفری یک محفظه شیشه ای ساخته شد که این محفظه توانایی تحمل فشار تا 17 بار را دارد. گاز دی اکسید کربن به محفظه محتوی محلول سورفکتانت وارد شد تا فوم تشکیل شود. اندازه گیری زمان نیمه عمر فوم در شرایط فشاری 1بار، 4 بار، 7 بار، 10بار و 13بار، شرایط دمایی 25 درجه سانتیگراد، 40 درجه سانتیگراد، 55 درجه سانتیگراد، 70 درجه سانتیگراد و 85 درجه سانتیگراد، غلظت های مواد فعال سطحی wt.% 0095/0، wt.% 01/0،  wt.%0105/0،  wt.%011/0 و  wt.%0115/0 و شوری نمک NaCl ppm1،  ppm8334، ppm16667، ppm25000 و ppm33333 انجام شد. طراحی آزمایشات با استفاده از نرم افزار طراحی آزمایش انجام شد.

بر اساس نتایج آزمایش‌ها مشاهده ‌شد پایداری فوم با افزایش فشار، افزایش می‌یابد درحالیکه با افزایش دما پایداری فوم شدیداً کاهش یافت. همچنین مشاهده شد که اثر غلظت سورفکتانت بستگی دیگر عوامل دارد. در شرایطی که غلظت مواد فعال سطحی و دما در سیستم بالا می‌باشند، در حضور نمک از خود رفتاری متفاوت نشان می‌دهد. به علاوه، حضور نمک در آب موجب افزایش پایداری شد. این موضوع به دلیل پیشی گرفتن نیروهای دافعه الکتریکی بین حبابهای گاز نسبت به نیروهای جاذبه واندروالس می باشد.

واژه‌گان کلیدی: فوم، ازدیاد برداشت نفت، فیلم نازک مایع، تخلیه ثقلی، فشار جدایش و گسیختگی، طراحی آزمایش

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                                      صفحه

فصل اول: مقدمه

1-1- کلیات.. 2

1-2- مکانیزم های جابه جایی نفت به وسیله ی فوم. 13

1-3- پایداری فوم. 14

1-3-1- روش تهیه فوم درون مخزن.. 14

فصل دوم: مروری بر تحقیقات پیشین

2-1- سابقه تزریق فوم برای ازدیاد برداشت… 16

2-2- بررسی اثر دما 17

2-3- بررسی اثر فشار. 18

2-4- بررسی اثر سورفکتانت… 18

2-5- بررسی اثر شوری آب نمک… 23

2-6- فوم در محیط متخلخل.. 23

2-7- اثر متغیرهای مختلف بر کنترل تحریک پذیری فوم. 24

2-8- دبی تزریق.. 25

2-9- بررسی اثر حضور نفت… 26

2-10- جذب سورفکتانت… 26

2-11- فوم حاصل از نیتروژن.. 28

2-12- فوم در محیط متخلخل شکافدار. 29

 

 

عنوان                                                                                                                      صفحه

فصل سوم: تئوری فوم

3-1- مقدمه. 33

3-2- ساختار فیلم نازک مایع.. 35

3-3- مرز های مسطح (plateau borders) 38

3-4- گسیختگی فیلم نازک مایع.. 38

3-5- عوامل موثر بر پایداری فوم. 38

3-5-1- الاستیسیته گیبس…. 41

3-5-2- جریان مارنگونی.. 42

3-5-3- دو لایه‌ای الکتریکی.. 43

3-5-5- اثر نمک بر تغییر CMC و اثر نوع نمک بر طول دبای.. 45

3-5-6- اثرات نیرو های دافعه دو لایه‌ای های الکتریکی و جاذبه لاندن- وان
در والس (DLVO)
45

3-5-7- فشار جدایش…. 48

3-5-8- عوامل موثر در فرآیند تخلیه مایع درون فیلم نازک مایع.. 49

3-5-9- نفوذ گاز از یک حباب به حباب مجاور از طریق فیلم نازک مایع.. 51

3-5-10- روش های تولید فوم. 51

3-5-10-1- روش ارتعاشی.. 52

3-5-10-2- روش استاتیکی.. 52

3-5-10-3- روش دینامیکی.. 53

فصل چهارم: روش آزمایش

4-1- مقدمه. 56

4-2- مواد. 57

4-3- روش انجام آزمایشات.. 59

عنوان                                                                                                                      صفحه

4-3-1- تهیه محلول ها 60

4-3-2- روش تهیه فوم و اندازه گیری پایداری فوم. 60

4-3- دستگاه و وسایل آزمایشگاهی.. 61

4-4- طراحی آزمایش…. 62

فصل پنجم: نتایج و بحث

5-1- مقدمه. 69

5-2- بررسی تأثیر دما بر پایداری فوم در شرایط فشار بالا و شوری متوسط.. 69

5-3- تأثیر دما بر پایداری فوم در شرایط فشار بالا و شوری متوسط.. 72

5-4- تأثیر دما بر پایداری فوم در شرایط فشار بالا و شوری بالا. 75

5-5- تأثیر فشار بر پایداری فوم در شرایط غلظت سورفکتانت بالا،
شوری نمک متوسط..
79

5-6- تأثیر فشار بر پایداری فوم در شرایط غلظت سورفکتانت متوسط،
شوری نمک کم..
82

5-7- تأثیر فشار بر پایداری فوم در شرایط دما بالا، شوری نمک کم.. 85

5-8- تأثیر نمک بر پایداری فوم در شرایط فشار بالا، غلظت  سورفکتانت بالا. 88

5-9- تأثیر نمک بر پایداری فوم در شرایط دما بالا، فشار متوسط.. 91

فصل ششم: نتیجه گیری و پیشنهادات

6-1- نتیجه گیری.. 96

6-2- پیشنهادات.. 98

منابع.. 100

 

چکیده و صفحه عنوان به انگلیسی

فهرست جداول

عنوان                                                                                                                      صفحه

جدول 2-1- آزمایشات  انجام شده در حوزه پایداری فوم. 19

جدول 4-1: ترتیب و شرایط آزمایشات تعیین شده توسط نرم افزار طراحی آزمایش…. 57

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                                      صفحه

شکل1- 1: تولید نفت بر اساس فشار اولیه مخزن.. 2

شکل1- 2: تقسیم بندی روش های تولید از مخزن.. 3

شکل1- 3 شمایی از تزریق گاز در کلاهک گازی جهت حفظ فشار. 4

شکل1- 4 : شمایی از جاروب نفت مخزن توسط آب تزریقی.. 5

شکل1- 5 : نفت باقیمانده بعد از سیلابزنی مخزن توسط آب.. 6

شکل1-6: پدیده پایین روندگی در حین تزریق آب.. 7

شکل1- 7: درصد سهم مخازن گازی 12 کشور اول دنیا 8

شکل1-8: مناسب نبودن تزریق گاز به عنوان سیال جا‌به‌جا کننده نفت… 9

شکل1-9: کنترل پدیده انگشتی شدن بوسیله ویسکوز کردن سیال تزریقی.. 10

شکل 1- 10: نمایی از فوم تشکیل شده جهت بررسی پایداری.. 11

شکل1- 11: بهبود برداشت نفت بوسیله حرکت پیستونی فوم. 12

شکل1-12: انواع مولکولی های سورفکتانت با سر قطبی متفاوت.. 12

شکل1-13: تغییر ترشوندگی سطح آب دوست به دلیل حضور سورفکتانت… 13

شکل1-14: تغییر ترشوندگی سطح  نفت دوست به دلیل حضور سورفکتانت… 14

شکل 3- 1: شمایی از اجزاء مختلف فوم شامل فیلم نازک مایع و مرزهای مسطح.. 14

شکل3- 2: فیلم نازک مایع حاصل از آب صابون به شکل کاتونوید. 34

شکل3- 3: دو حلقه متصل شده به وسیله میله ای باریک و تشکیل
مجموعه فیلم نازک…
35

عنوان                                                                                                                      صفحه

شکل3- 4: فیلم نازک مایع فوم درون لوله استوانه ای.. 35

شکل3- 5: قسمت بالای یک فیلم نازک مایع در تماس با یک دیواره. 36

شکل3- 6: اثر غلظت مواد فعال سطحی کمتر از CMC بر فیلم نازک مایع،
تغیر روند مکانیزم از چپ به راست…
37

شکل3- 7: اثر غلظت مواد فعال سطحی بیشتر از CMC بر فیلم نازک مایع،
تغیر روند مکانیزم از چپ به راست…
40

شکل3- 8: اثر غلظت مواد فعال سطحی متوسط بر فیلم نازک مایع، تغیر روند
مکانیزم از چپ به راست…
40

شکل3- 9: جریان مارنگونی، فرآیند از چپ به راست… 40

شکل3- 10: لایه دو گانه الکتریکی با فرض بار منفی روی ذره. 41

شکل3-11: اثر غلظت نمک MgCl2 بر کشش سطحی در محلول حاوی
سدیم دی دوسیل سولفات(SDS)
42

 شکل3-12: طول دبای بر حسب غلظت الکترولیت و ظرفیت نمک… 43

شکل3-13: نیرو های جاذبه و دافعه بر حسب فاصله بین ذرات.. 44

شکل3-14: اثر غلظت الکترولیت بر تغییر مقدار پتانسیل (تئوری DVLO ) 45

شکل3-15: تغییرات انرژی بر حسب ضخامت فیلم نازک مایع فوم   46

شکل3-16: فشار جدایش بر حسب ضخامت فیلم نازک مایع معرف
مینیمم اولیه و ثانویه.
47

شکل3-17: اختلاف فشار موجود و جابه‌جایی مایع درون فیلم نازک مایع.. 47

شکل 3-18: شماتیک روش Ross Miles. 52

شکل3-19: نحوه تولید فوم به روش دینامیکی.. 53

عنوان                                                                                                                      صفحه

شکل 4-1:  نمایی از بالن ژوژه. 58

شکل 4-2: نمایی از هات پلیت و مگنت برای محلول سازی.. 59

شکل 4-3: وزن کردن مقدار مشخصی از سورفکتانت… 60

شکل 4-4:  به حجم رساندن محلول.. 61

شکل 4-5: دستگاه اندازه گیری پایداری فوم. 61

شکل 4-6: رسیدن ارتفاع فوم به نصف ارتفاع اولیه. 63

شکل 4-7: نمایی از دستگاه بررسی پایداری فوم. 66

شکل 4-8: مشخصه های روش  طرح آزمایش CCD.. 66

شکل 4-9: نمایی از محیط نرم افزار طراحی آزمایش…. 67

شکل 5-1: تأثیر دما بر نیمه عمر فوم تحت فشار بالا (10 بار)، نمک کم (ppm 8334) 70

شکل 5-2: نمای سه بعدی از تأثیر دما بر نیمه عمر فوم تحت فشار بالا )10بار)،
نمک کم (ppm8334)
72

شکل5- 3: تأثیر دما بر نیمه عمر فوم تحت فشار بالا(10 بار)، نمک
متوسط (  ppm 16667)
73

شکل 5-4: نمای سه بعدی از تأثیر دما بر نیمه عمر فوم تحت فشار بالا(10 بار)،
نمک متوسط  (ppm 16667 )
75

شکل5- 5: تأثیر دما بر نیمه عمر فوم تحت فشار بالا(10 بار)، شوری نمک
بالا (ppm 25000).
78

شکل5-6: نمای سه بعدی از تأثیر دما بر نیمه عمر فوم تحت فشار بالا(10 بار)،
شوری نمک بالا (ppm25000)
79

شکل 5-7: تأثیر فشار بر نیمه عمر فوم تحت غلظت سورفکتانت بالا(wt.%0115/0 )،
شوری نمک متوسط (ppm 16667)
79

شکل5-8: نمای سه بعدی از تأثیر فشار بر نیمه عمر فوم تحت غلظت سورفکتانت بالا (0115/0 wt.%)، شوری نمک متوسط (ppm 16667) 82

عنوان                                                                                                                      صفحه

شکل 5-9: تأثیر فشار بر نیمه عمر فوم تحت غلظت سورفکتانت متوسط
wt.%) 0105/0 ) شوری نمک کم (ppm 8334)
83

شکل5-10: نمای سه بعدی از تأثیر فشار بر نیمه عمر فوم تحت غلظت سورفکتانت
متوسط (wt.% 0105/0 ) ، شوری نمک کم (ppm 8334 ).
83

شکل 5-11 تأثیر فشار بر نیمه عمر فوم تحت شرایط دما بالا (70 درجه سانتیگراد)،
شوری نمک متوسط (ppm 8334)
86

شکل 5-12: نمای سه بعدی از تأثیر فشار بر نیمه عمر فوم تحت شرایط دما بالا
(70 درجه سانتیگراد)، شوری نمک کم ( ppm 8334)
88

شکل 5-13: تأثیر نمک بر نیمه عمر فوم تحت شرایط فشار بالا (10 بار)،
غلظت سورفکتانت بالا  (wt.%0115/0)
89

شکل5-14: نمای سه بعدی از تأثیر نمک بر نیمه عمر فوم تحت شرایط
غلظت سورفکتانت بالاwt.%) 0115/0) فشار بالا (10بار)
91

شکل 5-15: تأثیر نمک بر نیمه عمر فوم تحت شرایط دما بالا (70 درجه سانتیگراد)،
فشار متوسط (7 بار)
92

شکل 5-16: تأثیر نمک بر نیمه عمر فوم تحت شرایط دما بالا (70 درجه سانتیگراد)،
فشار متوسط (7 بار)
93

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo