روش برنامه ریزی دمایی📈📉📊programming

در مواقعی استفاده می شود که مواد موجود در نمونه Range وسیعی از نقطه جوش و اگر ابتدا دمای ovenرا بالاتر از نقطه جوشدیر جوش ترین‌ماده قرار دهیم ،مواد با نقطه جوش کمتر تجزیه خواهد شد و نمی توان آنها را شناسایی کرد بنابراین طوری دما را تنظیم می کنیم که با سرعت مشخصی از چند درجه بالاتر از مواد به ترتیب نقطه جوش از ستون بیرون می آیند یعنی هر چه تعداد کربن های ماده بیشتر باشد دیرتر بیرون می آیند و پیک اهان دیرتر ظاهر می شود وقتی نمونه ای حاوی چند جزء با طیف وسیع BP است نمی توان از روش ایزوترمال استفاده کرد زیرا با داشتن فقط یک دما، ممکن است یک جزء خیلی سریع بیرون بیاید و از دست برود یا بیرون آمدن آن، زمان طولانی ببرد.بنابراین از روش (programming)استفاده کنیم ،یعنی از چند ovenاستفاده کرده و به هر یک دمای خاص می دهیم.

ترکیبات نفتی ،آلودگی های نفتی و اثرات آن بر روی محیط زیست🛢🌍

نفت احتمالا پیچیده ترین ترکیب الی روی زمین است.مشخص شده که بیش از ۱۷۰۰۰ ترکیب شیمیایی در این ماده وجود دارد .نفت خام یک ماده یکنواخت و هموژینه نیست .هر نفتی طیف متفاوتی از این مواد شیمیایی را دارد که روی پایداری و تجزیه پذیری آن تاثیر می گذارد .نفت خام اساسا از هیدرو کربن ها تشکیل شده است .این هیدرو کربن ها که تعداد اتم‌کربنشان ۱ تا ۵۰ می باشند در سه گروه پارافینی (الکانها)نفتنی(سیکلت الکانها) و آروماتیک قرار می گیرند .علاوه بر هیدروکربنها،نفت دارای مقادیر کمی ترکیبات الی گوگرد دار ،نیتروژن دار و اکسیژن دار، و مقادیر بسیار جزئی ترکیبات الی فلز با پایه نیکل و انادیم و آهن می باشند .از نظر تجزیه پذیری،نفت را می توان‌به چهار جزء هیدرو کربن های اشباع ،هیدرو کربن های آروماتیک، مواد قطبی غیر هیدروکربنی مثل رزین و در نهایت آسفالتین تقسیم کرد.

نفت سبک بیشتر از هیدرو کربن های اشباع و آروماتیک همراه با افزایش نسبی ترکیبات قطبی (که به تجزیه زیستی مقاوم ترند)یک نشانه داری تجزیه زیستی نفت خام در طبیعت است.

به دلیل اینکه بیشترین قسمت نفت را هیدرو کربن ها تشکیل می دهند ،تجزیه آنها از لحاظ کمی مهم ترین فرایند حذف نفت از محیط زیست است.لازم به ذکر است با اینکه ترکیبات آروماتیک و قطبی درصد کمتری از نفت خام را تشکیل می دهند اما پایدارتر و سمی تر بوده و به زمان بیشتری برای تجزیه نیاز دارد.امروزه با توجه به روند رو به رشد جمعیت و رشد روز افزون صنایع وابسته به نفت ،میزان تقاضا برای مواد نفتی افزایش چشمگیری یافته است.افزایش تولید و به تبع آن افزایش میزان مصرف همراه با ریخت و پاش های فراوانی است که این مسئله نشت مواد نفتی به محیط زیست را شده می بخشد.

آلوده شدن منابع آب و خاک اثرات زیان بار و بعضا جبران ناپذیری به همراه دارد.در جهان بیش از ۲ بیلیون تن نفت در هر سال تولید می شود.و مقادیر زیادی از این تولید در آبهای اقیانوس ها و محیط خشکی تخلیه می شوند.مصرف نفت دنیا در حدود ۷ میلیون تن در روز است و طبیعی است که این مصرف و تولید زیاد و ریخت و پاش و نشت های زیادی در محیط آبی و خاک و حتی در اتمسفر همراه دارد.حمل و نقل،ذخیره سازی ، تصفیه،بارگیری ،تولید محصولات جانبی،استخراج و دیگر فرایند هایی که روی نفت و مشتقات آن انجام‌می شود با نشت این مواد به محیط زیست همراه است.از طرفی حوادث مختلف از جمله ترکیدن و شکستن لوله ها،جنگل و آتش سوزی و انفجار چاه ها ،غرق شدن یا سوراخ شدن کشتی ،شکستگی مخازن و..... باعث تخلیه ناگهانی ترکیبات نفتی به مقادیر بسیار زیاد در محیط زیست می شود.نفت خام کمپلکس پیچیده ای از مخلوط صدها نوع ترکیب مختلف؛غالبا هیدرو کربن ها (ترکیبات شمال هیدروژن و کربن )است.مقادیر کم سایر عناصر نظیر نیتروژن، سولفور،اکسیژن و تعدادی از فلزات به مقادیر ناچیز نیز در نفت خام یافت می شود.

Evaluation of wetting in cracked carbonate tanks🧪💧🇮🇷🇳🇴

ارزیابی ترشوندگی این مخازن شکافدار مختلف از سرتاسر دنیا نشان می دهد حالت ترشوندگی بیش از ۹۰٪ این مخازن، خنثی یا نفت تر می باشد، و تراوایی پایینی دارند بنابراین ازدیاد برداشت از این مخازن یک چالش بزرگ محسوب می شود. در مخازن کربناته شکافدار به دلیل کم یا منفی بودن فشار مویینگی، اب اغلب وارد شکاف ها شده و نمی تواند اشام خود به خودی به درون شکاف ماتریسی سنگ که حاوی قسمت اعظم نفت است داشته باشد.لذا برداشت نفت با استفاده از تزریق اب معمولی به دلیل حالت ترشوندگی این مخازن پایین تر از مخازن ماسه سنگی می باشد.تغییر ترشوندگی سنگ‌مخزن به سمت اب تری بیشتر ،از رویکردهای نوین در بهبود برداشت نفت از مخازن کربناته شکافدار محسوب می شود.تغییر ترشوندگی سنگ از حالت نفت تر به اب تر ،با افزایش نیروی مویینگی از منفی به مثبت ،سبب اشام خود به خودی اب می شود.استفاده از مواد فعال سطحی در کاهش چسبندگی سطحی و تغییر ترشوندگی در سنگ های کربناته ،یکی از روشهای تغییر ترشوندگی می باشد.اما برای کاربردهای میدانی، مقادیر زیادی از مواد شیمیایی گران قیمت مورد نیاز است.لذا به دلیل اقتصادی شرکتهای نفتی تمایل به اجرای این روش در حوزه های میدانی ندارند‌بنابراین استفاده از افزودنی هدی شیمیایی ارزان قیمت بسیار مورد توجه بوده و از اهمیت بسزایی برخوردار است.

با پژوهشهای انجام گرفته در ۱۰ سال اخیر بر روی خواص ترشوندگی نمونه های سنگ ،اب، نفت مختلف ثابت شد که اب تزریقی اگر ترکیب درصد متفاوتی با اب سازند داشته باشد،می تواند تعادل شیمیایی میان سیستم اب،سنگ، نفت را بر هم زندکه ممکن است موجب دزدیاد برداشت نفت شود.حتی اکر ترکیب اب تزریقی مشابه اب سازندباشد ،تعادل شیمیایی مقدار کمی تحت تاثیر قرار خواهد گرفت و فقط مقادیر اشباع نسبی تغییر خواهند کرد.اما تزریق اب با ترکیب درصد متفاوت با اب سازند ،ممکن است خواص ترشوندگی سنگ را تغییر دهد و بنابراین جز روشهای ثالثیه ازدیاد برداشت محسوب می شود. تزریق اب به مخازن نفتی از دیر باز به منظور افزایش تولید صورت گرفته است.اولین موارد به صورت اتفاقی در مخازنی که نزدیک منابع غنی آبی در حوالی چاههای تولیدی قرار گرفته بودند اتفاق افتاده است.

Enhanced oil recovery by smart water injection🛢🗻

حدود نیمی از مخازن جهان کربناته شکافدار هستند و بیش از نصف نفت باقیمانده جهان،در این مخازن می باشد.مخازن کربناته شکافدار،پیچیده ترین مخازن از نظر مدلسازی و مدیریت مخزن می باشد.عمده این‌مخازن بازیابی اولیه پایینی دارند،بنابراین پتانسیل ازدیاد برداشت بالایی دارند . محدوده روش هایی که برای ازدیاد برداشت نفت توسعه و اعمال شده اند ،نشان دهنده افزایش تقاضا برای منبع انرژی است.مطالعات زمین شناسی مخزن یکی از متغیرهای مهم در انتخاب ازدیاد برداشت از مخزن می باشد.براساس پایگاه داده های بین المللی ازدیاد برداشت،حدود ۱۵۰۷ پروژه در طی دهه اخیر اجرا شده است. که نشان دهنده اهمیت موضوع است.

Smart water injection💧🛢

با توجه به ترکیبات مختلف یونی اب هوشمند که به مخزن نفت تزریق می شود. از لایه های مختلف زیر زمینی عبور کرده و در هنگام بالا آمدن همراه نفت با غلظتی متفاوت وارد محیط زیست می شود. و غلظتها یونهای ترکیبی بسیار حائز اهمیت است ،در صورت مدیریت نامناسب و دقیق نبودن میزان شوری از لحاظ HSE باعث اسب به بافت خاک و آبهای سطحی و زیر زمینی خواهد شد.و باعث آسیب به محیط زیست می شود و هم از لحاظ اقتصادی باعث به حدر رفتن نفت می شود.در این پروژه سعی بر این است از آلودگی سطحی هنگام خروج اب همراه نفت جلوگیری به عمل آید و آن را به حداقل رساند.

پروژه تحقیقاتی میدان نفتی کوپال در استان خوزستان،در ۶۰ کیلومتری شهرستان دزفول انجام می شود.حجم نمونه مورد مطالعه ازمایشگاهی ،نفت کوپال ۶۰۰ سی سی می باشد.

ابزار گرد آوری داده ها (روش سیگما700) 🔬🔬🧪🇮🇷🇳🇴

برای تعیین زاویه تماس دینامیک از دستگاه سیگما ۷۰۰ استفاده می کنیم.یکی از قابلیتهای این دستگاه ،امکان تعیین میزان نیروی وارد بر نمونه ای است که مطابق با صفحه ویلهلمی وارد یک سیال می شود.زاویه تماس که به ردش ویلهلمی اندازه گیری می شود،زا یه تماس دینامیکی اجباری گفته می شود.در این ردش نیروی وارد بر نمونه حامدی که وارد بر سیال مورد نظر شده اندازه گیری می شود. در صورتی که نیروی های بر هم کنش ،هندسه نمئنه جامد و تنش سطحی مایع معلوم بدشد،زاویه تماس قابل محاسبه خواهد بود. نمونه جامد از قلابی آویزان می شود که این قالب به یک ترازوی دیجیتالی بسیار دقیق متصل است. سپس مایع با یک سرعت ثابتی به سمت بالا حرکت می کند تا با سطح جامد تماس حاصل شود.بعد از تماس جامد با مایع،تغییرات نیرو ثابت می شود این مکان به عنوان عمق نفوذ صفر در نظر گرفته می شود. با حرکت سیال به داخل مایع نیرویی که به ترازو و در هر عمق نفوذی اعمال می شود،ثبت می شود این نیروی اعمال شده برابر با معادله

Ftota=Fw+Wp-FB

در معادله بالا Fw نیروی ترشوندگی،Wp وزن میله و نمونه جامد متصل به آن و Fb نیروی شناوری می باشد.این نیرو ها به وسیله دستگاه سیگما ۷۰۰ در یک سرعت ثابت حرکت سیال را نشان‌ می دهد.

تصویری شماتیک از دستگاه سیگما 700

این دستگاه وزن خالص میله و نمونه جامد (Mg)را در ابتدای حرکت بشر محاسبه کرده و از نیروی کل وارد شده به ترازوی دیجیتال حذف می کند بنابراین تنها نیروی بویانسی و کشش سطحی در اثر حرکت سیال به درون‌نمونه توسط ترازوی دیجیتالی دستگاه ثبت می شود،پس معادله فوق با حذف کردن نیروی وزن نمونه به شکل معادله زیر در می آید.

F=Fw-FB=L.y.costa-p.x.L

در این‌معادلهLمحیط جانبی نمونه ،Xعمق نفوذ سیال در نمونه ، p چگالی سیال و زاویه ایجاد شده بین نمونه و سیال در ناحیه اینترفیس بازهاست

لازم به ذکر است که زا یه تماس اندازه گیری شده در این روش برابر با میانگین کل سطحی که مایع روی جامد حرکت می کند،است. به طوری که سمت جلو و عقب صفحه مورد اندازه گیری با هم اختلاف زاویه تماس داشته باشند،زاویه تماس اندازه گیری شده در این روش تقریبا برابر با میانگین زاویه تماس در دو طرف صفحه خواهد شد،در حالی که در روشهایی با یک قطره به تعیین زاویه تماس می پردازند،زاویه را صرفا در ان‌قسمتی اندازه می گیرند که قطره در آن حضور دارد.

Yدر این رابطه کشش سطحی،بین سطحی فازهاست،لازم به ذکر است قبل از اینکه از روش ویلهلمی برای تعیین زاویه تماس استفاده کنیم.بایستی کشش سطحی و بین سطحی فازهای مورد اندازه گیری را بدانیم،یکی از روشهای بدست آوردن کشش سطحی،استفاده از صفحه ویلهلمی است که در آن از یک صفحه مشخص با زا یه تماس صفر درجه استفاده می کنیم.که از فرمول زیر محاسبه می شود.

F/L=y.costa-p.X

اشکارسازها(Detector)📉📈

اشکارسازها به دو قسمت تقسیم می شوند

دتکتور انتگرالی،که پاسخ انتگرالی می دهد که امروز منسوخ شده است.

دتکتور تفکیکی،پاسخ این دتکتور به این صورت است که وقتی گاز حامل به تنهایی می اید،خط صاف وقتی همراه به همراه نمونه می ابد یک پیک می دهد.

یکی از دتکتورهای تفکیکی که درGc استفاده می سود.lionization detector,Flame نمونه ها بعد از اینکه از ستون خارج می شوند وارد دتکتور می شوند نمونه در شعله دتکتور می سوزند و ایجاد یون و الکترون می کنند آنچه مهم است الکترون هایی است که تولید می شوند الکترونها جریانی که ازFID عبور می کنند افزایش می دهند و غلظت نمونه متناسب با افزایش میزان جریان است.

روش کار با دستگاه کروماتوگرافی گازی📉📈

ابتدا نمونه رو توسط سرنگ به داخل Injector تزریق می کنیم. نمونه پس از ورود به Injector به بخار تبدیل شده و با فاز متحرک مخلوط شده،وارد ستون می شود.نمونه جذب ستون می شود و در زمانی مختلف به وسیله گاز بی اثر از ستون بیرون می آید و وارد راکتور می شود.ستون قلب دستگاه است زیرا عمل اصلی که جداسازی است در آن جا انجام می شود و در زمانی مختلف به وسیله گاز بی اثر از ستون بیرون می آید و وارد راکتور می شود. راکتور شناسایی را انجام می دهد جهت شناسایی مواد با Gc از (Retention time(Rt استفاده می شودRetention time زمانی است که طول می کشد تا جسم از راکتور بیرون بیاید،یعنی از زمان تزریق نمونه تا زمان ظاهر شدن پیک ها روی دستگاه که برای یک ماده تحت شرایط ثابت،مقدار ثابتی است بنابراین از مقایسه Rtمعلوم با Rt مجهول ،می توان اجزای موجود در مجهول را تشخیص داد اگر مجهول و استاندارد Rt یکسان داشتند،می توان نتیجه گرفت که هر دو نمونه یکی هستند پارامتر مهم دیگر در Gc ،سطح زیر منحنی(AUC) است.رکورددر به ما در کروماتوگرافی می دهد پس کروماتوگرام حاوی دو نوع اطلاعات ارزنده دست،Rt برای شناسایی کیفی جسم وAUC برای تعیین مقدار کمی جسم و زیر نمودار و میزان قابل اعتماد بودن دسته ای از داده های خروجی می باشد نام بردیم توان نمونه هایی با حجم های بسیار کم تا دهم های میکرولیتر را اندازه گیری نمود. گاز حامل یک گاز بی اثر استHe),H2,N2,He، از همه بهتر است. ولی چون گران است کاربرد کمی دارد.نگهداری H2 خطرناک است چون قابلیت انفجار دارد. بنابراین N2 استفاده می شود.

Oven قسمت گرم کننده است سه قسمت از دستگاه باید گرم شوندoven,Injector و (Column که دو عدد هستند و در بالا و پایین Oven قرار می گیرند) ونیز Detector قرار دارد. دمای ستون باید چکد درجه بالاتر از نقطه جوش،دیر جوش ترین جزء موجود در نمونه باشد. مثلا اگر بالاترین نقطه جوش 150 درجه  سانتیگراد باشد،دمای ستون 170 درجه سانتیگراد باشد دمای Injector باید چند درجه بالاتر از ستون و دمای دتکتور هم چند درجه بالاتر از Injector باشد.

کروماتوگرافی گازی در مطالعات آزمایشگاهی👨‍🔬📉📈

بدون شک مهمترین و پر کاربرد ترین روش جداسازی،روش کروماتوگرافی است.کروماتوگرافی به وسیله یک گیاهشناس روسی به نام‌توست، در اوایل قرن بیستم۱۹۰۳ کشف شد او از این تکنیک برای جداسازی رنگدانه های مختلف گیاهی مانند کلروفیل ها و گرانتوفیل ها استفاده کرد.

کروماتوگرافی گازی یکی از روشهای کروماتوگرافی است که برای جداسازی و بررسی مواد فرار برای تجزیه شدن آنها به کار می رود.

در کروماتوگرافی گازی، فاز گازی یک فاز بی اثر(برای مثال هلیم،نیتروژن ، آرگون و دی اکسید کربن)است و به فاز متحرک فاز حامل نیز می گویند.فاز ساکن یک جسم‌جامد جاذب  و یا لایه های نازکی از یک مایع غیر فرار است. که به دیواره داخلی ستون یا به صورت پوششی روی سطح گلوله شیشه ای یا فلزی قرار داده شده است‌ در صورتی که فاز ساکن‌جسم‌جامد جاذب باشد اصطلاحا کروماتوگرافی گازی گویند.و اگر فاز ساکن‌ مایع غیر فرار باشد آن را کروماتوگرافی گاز مایع گویند.اما هر دو به کروماتوگرافی گازی معروف هستند.

در تمامی روش های کروماتوگرافی ،جداسازی بر پایه تفاوت مقداری انالیت،ماده مورد جداسازی  در دو فاز ساکن و متحرک انجام می شود این تفاوت مقدار در نهایت منجر به تشکیل تعادلی می گردد که آن را با پارامتری به نام ثابت توزیع(k)بیان می کنند. در این رابطه Cm و Csبه ترتیب نشان دهنده غلظت مولی انالیت در فاز متحرک و فاز ساکن است.

                                                                

                                                K=Cm/Cs

    

تاثیر یونهای سولفات در فرایند تغییر ترشوندگی🧴🧪🗻

بررسیهای پیر و همکارانش (۱۹۹۰)تاثیر یون سولفات بر پتانسیل سطح سنگ‌کربناته را تایید می کند. در بررسیهای صورت گرفته توسط استرند و همکارانش استفاده از یون سولفات به عنوان کاتالیزور در فرایند تغییر ترشوندگی توسط مواد فعال سطحی کاتیونی موثر بوده است.پس از آن آزمایشهای انجام شده توسط ژانک و همکارانش نشان داد سولفات قادر است به همراه یون کلسیم یا منیزیم و بدون حضور مواد فعال سطحی گران قیمت ،ترشوندگی سنگهای کربناته را بهبود بخشد.

استرند و همکارانش(۲۰۰۵)برای بدست آوردن مکانیزم اشام خودبخودی اب دریا در سنگهای چالکی نفت تر به بررسی اثر یونهای موثر بر پتانسیل سطح ،موجود در اب دریا در فرایند اشام‌خود بخودی پرداختند،یکی از نتایج این تحقیق جذب یون سولفات بر سطح سنگ چالکی است که با تغییر بار سطح سنگ‌ به دفع مواد کربوکسیلیک دارای بار منفی کمک‌ می نمایند.

یون سولفات یک عامل مرسوم در ایجاد فعالیت های باکتریایی و تشکیل رسوباتی مانند کلسیم،سولفات است به هر حال این می تواند ترشوندگی را به جهت اب تر شدن بیشتر تغییر دهد و منجر به بهبود بازیابی نفت شود.