عنوان :
مطالعه آزمايشگاهي و شبيه سازي ازدياد برداشت نفت سنگين از مخازن نفتي كربناته با استفاده از نانو ذرت اكسيد فلزي در فرايند تزريق بخار
گرايش تحصيلي :
مهندسي شيمي
محل تحصيل :
اصفهان: دانشگاه صنعتي اصفهان، دانشكده مهندسي شيمي
صفحه شمار :
هجده،164ص.: مصور،جدول،نمودار
يادداشت :
ص.ع.به فارسي و انگليسي
استاد راهنما :
محمدرضا احساني
استاد مشاور :
محمد نيكوكار، عماد رعايايي
تاريخ نمايه سازي :
93/12/18
استاد داور :
حميدرضا شاهوردي،نادر فتحيان پور،علي رضا سليماني نظر
كد ايرانداك :
ID723 دكتري
چكيده فارسي :
چكيده با توجه به افزايش مصرف انرژي و اهميت سوخت هاي فسيلي هدف از مطالعه پيش رو بررسي تاثير نانوذرات بور ويسوكوزيته و فراينود تزريوق بخار روي نمونههاي واقعي مغزه و نفت مخازن ايران جهت افزايش بازدهي ازدياد برداشت نفت سنگين ميباشد مطالعات بر روي دو نوع مغزه كربناته آهكي و ماسه سنگ انجا شد مغزهها به صورت استوانه اي با قطر 8 3 و طول 7 5 7 سانتيمتر از مخوازن نفت سنگين ايران تهيه گرديد تراوايي موثر در مغزه كربناته 1 3 و در ماسه سنگ 871 تا 332 ميلي دارسي تخلخل موثر بين 81 تا 33 است در آزمايشها از دو نمونه نفت مخازن ايران با درجه API برابر 52 31 و 12 استفاده شد در فاز اول رساله ميزان تاثير نانوذرات اكسيد آهن III اكسيد نيكل اكسيد تيتانيو اكسيد تنگستن اكسيد روي آلومينوا و اكسويد موس بور كاهش ويسكوزيته نفت سنگين بررسي گرديد نتايج نشان داد كه افزودن نانوذرات اكسيد آهن اكسيد نيكل اكسيد تيتانيو و اكسويد تنگسوتن در غلظت هاي كم و در دماهاي باز منجر به كاهش ويسكوزيته نفت سنگين شد در حالي كه حضور نانوذرات اكسويد روي آلومينوا و اكسويد مس در شرايط مشابه باعث افزايش ويسكوزيته نفت گرديد آزمايش هاي انجا شده نشان داد كه براي هر نانوذره دما و غلظتي بهينه وجود دارد كه در آن بيشترين كاهش در ويسوكوزيته نفوت سونگين رخ ميدهد بيشترين حد كاهش ويسكوزيته به ميزان 56 و براي نانوذرات اكسيد آهن 2 3 وزني و در دمواي 331 درجوه سوانتي گوراد مشواهده شد در فاز دو ا ين پژوهش به بررسي تاثير چهار نانو ذره كاهش دهنده ويسكوزيته بر روي فرايند تزريق بخار پرداخته شد در اين آزموايش هوا از مخلوط نانوذرات و بخار آب مقطر استفاده شد عالوه بر آن تاثير تراوايي مغزه روي بازيابي نفوت سونگين موورد بررسوي قورار گرفوت نتوايج آزمايش هاي فرايند تزريق بخار نشان داد كه تزريق مخلوط بخار با برخي نوانوذرات از جملوه نوانو اكسويد آهون و نوانو اكسويد تنگسوتن باعوث افزايش بازيابي نفت سنگين به ترتيب 8 1 و 5 1 برابر ميگردد در فاز سو رساله به مدلسازي فرايند تزريق بخار به صورت يك و سوه بعودي پرداختوه شود نتوايج مدلسوازي يوك بعودي بوا نتوايج حاصول از آزمايشها مقايسه گرديد كه 8 39 تطابق بين داده هاي آزمايشگاهي و مدلسازي مشاهده شد با مقايسه بوين نتوايج حاصول از مودل سوه بعودي مخزن در ابعاد واقعي و شبيه سازي مخزن با استفاده از نر افزار CMG دقت بازي مدلسازي سه بعدي با ميانگين خطوا 28 7 تاييود شود اثور عامل هاي تراوايي مخزن كيفيت بخار و فشار تزريقي بر روي بازيابي نفت توسط مدل سه بعدي بررسي شد در فاز چهار سيستم آزمايشگاهي تزريق مخلوط نانوذرات و بخار آب با استفاده از نر افزار CMG شبيه سازي شد و با داده هاي آزمايشگاهي مطابقت داده شد اين كار با استفاده از تغيير در ويسكوزيته سيال تزريقي نفوذ نانوذرات در مغزه و واكنش احتمالي نانوذرات با نفت درون مغزه كه منجر به تغيير ويسكوزيته نفت سنگين ميشود صورت گرفت پس از مقايسه نتايج شبيه سازي با داده هاي آزمايشگاهي تزريق نانوذرات در مخزن با ابعاد واقعي شبيه سازي گرديد كه نتايج حاصله نشان داد ميزان برداشوت نفوت سونگين در فراينود تزريوق بخوار بوا اسوتفاده از نوانوذرات ميتواند به دوبرابر برسد
چكيده انگليسي :
AbstractThe current study aims to investigate the effect of nanoparticles on heavy oil viscosity and to recoveryheavy oil from core sample by steam injection process The cores being examined in the currentresearch were categorized in two types involving sandstone and carbonate limestone The cores wereformed in cylindrical plugs which their diameter was 3 8 cm and their length is 7 5 cm The cores wereprepared from the Iranian heavy medium oil reservoirs The absolute permeabilities of the sandstoneand carbonate samples were 170 mD and 0 1 mD respectively The porosity ranges of the both samplestypes were between 18 and 30 The heavy oil samples 13 25 and 21 API were obtained fromIranian heavy oil fields In the first phase of the current research the effect of nanoparticles on heavy oil viscosity was studied Various metal oxide nanoparticle involving Fe2O3 NiO TiO2 WO3 CuO ZnO and Al2O3 were usedin the experiments performed in the current research The results showed that Fe 2O3 NiO TiO2 andWO3 nanoparticles reduced the viscosity of heavy oil at low concentrations and high temperatures while zinc oxide alumina and copper oxide nanoparticles increased the heavy oil viscosity in the samesituation Results showed that there were the optimum concentration and temperature for eachnanoparticle in which the minimum viscosity of heavy oil takes place The maximum viscosityreduction observed in 0 2 wt concentration of Fe2O3 nanoparticle and 100 C temperature was about65 In the second phase the impact of the four effective nanoparticles on the steam injection process wasinvestigated In these experiments the mixture of nanoparticles and distillated water vapor were used Furthermore the effect of the core permeability on heavy oil recovery was investigated Theexperimental results showed that the injection of mixture of steam with some nanoparticles such asiron oxide III and tungsten oxide causes to increase heavy oil recovery The increases occurred byiron oxide III and tungsten oxide were about 1 8 and 1 5 times respectively In the third phase one and three dimensional models were proposed using mass energy andmomentum balances The oil phase was assumed to be contained 5 pseudo compositions and the gasphase contains 5 pseudo compositions and steam The proposed models contain a set of partialdifferential and ordinary equations The partial differential equations were discretized by the explicitfinite difference method In each model the explicit method extracted nine differential equations andthe equations were solved by the matrix solution for each grid and time simultaneously Theexperimental results were compared with the one dimensional model The comparison which its errorwas about 6 2 presents that there is a good agreement between them Moreover the three dimensionmodel results were compared with the CMG simulation results and the comparison which its errorwas 7 82 presents that there is a good agreement between them The effective parameters such aspermeability quality of steam and pressure were evaluated on the heavy oil recovery using theproposed three dimensional model In the fourth phase the injection of mixture of steam and nanoparticles has been simulated by theCMG software and the simulation results were compared with the experimental results In thesimulation three changes involving injected fluid viscosity penetration of the nanoparticles in thecore and possible reaction for reduction of the heavy oil viscosity were configured After thecomparison of the simulation results with the experimental results the injection of the mixture ofnanoparticles and steam for the actual size of the reservoir was simulated The results showed that theheavy oil recovery by steam injection and nanoparticles was about 2 times recovery by the steaminjection without any nanoparticles
استاد راهنما :
محمدرضا احساني
استاد مشاور :
محمد نيكوكار، عماد رعايايي
استاد داور :
حميدرضا شاهوردي،نادر فتحيان پور،علي رضا سليماني نظر
