پایان نامه: بررسی اثر نانو ذرات بر فرایند تزریق بخار در مخازن نفت سنگین با استفاده از شبیه سازی

فایل زیر شامل

۱- عدد فایل ورد(قابل ویراش) پایان نامه ارشد به همراه فایل پی دی اف به تعداد ۹۰ صفحه  است.

۲- فایل های پیوست مربوط به نتایج فصل چهارم

 

عنوان: پایان نامه

بررسی اثر نانو ذرات بر فرایند تزریق بخار در مخازن نفت سنگین با استفاده از شبیه سازی

چکیده

پتانسیل بالای روش های ازدیاد برداشت نفت به منظور جابجایی نفت به سمت چاه های تولیدی و همچنین هزینه‌ی بالای به کارگیری آنها، انتخاب صحیح یک روش برای یک مخزن خاص لازم و ضروری می باشد. در این تحقیق ، مشکل تولید نفت درمخازنی که حاوی نفت سنگین هستند، به ویژه بالا بودن ویسکوزیته مورد بررسی قرار گرفته است. درسال های اخیر استفاده از نانو ذرات به عنوان عوامل موثر در روش های ازدیاد برداشت مورد استفاده قرار گرفته و تا حدودی نتایج بدست آمده از این تحقیقات مورد بررسی قرار گرفته است. استفاده از نانو ذرات در مقیاس میدانی نسبت به سایر روش های ازدیاد برداشت بسیار پر هزینه می باشد وشاید استفاده از آن ها در این مقیاس مقرون به صرفه نباشد. در این صورت استفاده از روش های شبیه سازی فضای مطالعات را بیشتر می سازد. روش دینامیک سیالات محاسباتی(CFD) یکی از روش های قدرتمند محاسباتی است که سالیان اخیر مورد توجه قرار گرفته است. از مزایای  این روش کم کردن زمان و قیمت هنگام طراحی تجهیزات و به دست آوردن اطلاعات کامل در مورد پژوهش می باشد .

این پژوهش شامل سه بخش می باشد که درقسمت اول یک مدل شبیه مدل مخزنی طراحی کرد  که نتایج سیلابزنی را در آن بتوان مورد مطالعه قرار داد. در گام بعدی به دست آوردن یک روش دقیق در نرم افزار مورد نظر (FLUENT)برای شبیه سازی فرایند تزریق نانو سیال در یک مدل مخلوط می باشد. و در قسمت آخر به منظور بدست آوردن مقادیر بهینه ی هر یک از پارامتر های موثر در فرآیند ازدیاد برداشت نفت با استفاده از نانو ذرات میباشد.در این قسمت طراحی آزمایش به کمک نرم افزار دیزاین اکسپرت  وروش تاگوچی انجام شده است . در این قسمت چهار پارامتر نوع نانو ذره( اکسید آلومینیوم، اکسید آهن واکسید مس)، جزء حجمی ذرات در سیال پایه (بخار)، قطر نانو ذره و دمای سیال تزریقی به عنوان عوامل موثر در فرآیند ازدیاد برداشت انتخاب شده اند. با استفاده از نتایج بدست آمده از شبیه سازی مشخص شد که نانو ذرات آلومینیوم با قطر ۲نانومتر ودرصد حجمی۵% ودرحالی که دمای سیال تزریقی ۳۰۰درجه سانتی گراد باشد بیشترین ضریب برداشت نفت(۹۰۴/۶۸) را می تواند داشته باشد .

کلمات کلیدی: نانوسیال،  میکرو مدل، ضریب برداشت نفت، دینامیک سیالات محاسباتی، سیلابزنی،شبیه سازی، طراحی آزمایش، روش تاگوچی.

فهرست مطالب

عنوان                                                                                                   صفحه

چکیده ……………………………………………………………………………………………………………… ۱

مقدمه ………………………………………………………………………………………………………………..۲

فصل اول: مطالعات کتابخانه ای…………………………………………………………………………………..۶

۱-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………………………۷

۱ فناوری نانو…………………………………………………………………………………………………….۹

۱-۲-۱ ازدیاد برداشت با استفاده از نانو مواد………………………………………………………………..۱۰

۱-۳  اهداف پایان نامه……………………………………………………………………………………………۱۰

۱-۴ ساختار پایان نامه…………………………………………………………………………………………….۱۱

 فصل دوم: ازدیاد برداشت نفت بااستفاده از فناوری نانو ومروری بر مطالعات پیشین……………۱۳

۲-۱  مقدمه…………………………………………………………………………………………………………..۱۴

۲-۲ ازدیاد برداشت نفت با استفاده از فناوری نانو ومروری بر مطالعات پیشین………………………۱۴

۲-۳ اهمیت انتقال حرارت در تزریق بخار به مخزن……………………………………...…………………۱۸

۲-۴ ازدیاد برداشت با استفاده از نانوسیالات…………………………………………………..…………….۱۸

۲-۵ تاثیر سیلابزنی با نانو ذرات برخواص سنگ وسیال………………………………………….……….۱۹

۲-۶ استفاده از نانو ذرات به همراه بخار در فرآیند ازدیاد برداشت نفت…………………………………..۲۰

۲-۷ شبیه سازی و مدل سازی فرایند ازدیاد برداشت نفت با استفاده از نانو ذرات……………………..۲۱

فصل سوم :شبیه سازی فرآیند ازدیاد برداشت نفت با استفاده از تزریق بخاردر حضور نانو ذرات به کمک تکنیک دینامیک سیالات محاسباتی…………………………………………………………………………۲۴

۳-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………………………..۲۵

۳-۲ مزایای دینامیک سیالات محاسباتی نسبت به سایر روش ها……………………………………………۲۷

۳-۲-۱ اهداف اجرايی روش های CFD.……………………………………………………………………..27

۳-۳ اعتبار سنجی نتایج دینامیک سیالات محاسباتی…………………………………………………………..۲۸

۳-۴ روش های حل  عددی ………………………………………………………………………………………۲۹

۳-۵ دیدگاه های مدل های چند فازی…………………………………………………………………………..۳۰

۳-۵-۱ دیدگاه لاگرانژ………………………………………………………………………………………………۳۱

۳-۵-۲ دیدگاه اولر…………………………………………………………………………………………………..۳۱

۳-۵-۲-۱ مدل حجمی سیال………………………………………………………………………………………۳۲

۳-۵-۲-۲ مدل مخلوط……………………………………………………………………………………………..۳۲

۳-۵-۲-۳ مدل اولری……………………………………………………………………………………………….۳۳

۳-۶ انتخاب مدل چند فازی………………………………………………………………………………………..۳۴

۳-۷ معادلات حاکم بر سامانه………………………………………………………………………………………….۳۴

۳-۸ ایجاد شبکه توسط نرم افزار گمبیت……………………………………………………………………………۳۶

۳-۸-۱ هندسه بستر متخلخل …………………………………………………………………………………….۳۷

۳-۹ فازهای در نظر گرفته‌شده و خواص آن­ها………………………………………………………………..۳۹

  • محاسبه عدد رینولدز جریان و تراوایی بستر……………………………………………………………….۴۱
  • اجرای شبیه­سازی و فرضیات در نظر گرفته‌شده …………………………………………………………۴۲
  • طراحی آزمایش……………………………………………………………………………………………………۴۳

۳-۱۳ بررسی اثر پارامترهای مختلف…………………………………………………………………………….۴۴

فصل چهارم : نتایج وبحث……………………………………………………………………………………………………………………….۴۶

۴-۱ مقدمه……………………………………………………………………………………………………………..۴۷

۴-۲ بررسی استقلال نتایج شبیه‌سازی از شبکه…………………………………………………………………۴۷

۴-۳ بررسی تأثیر گام زمانی بر میزان دقت نتایج عددی……………………………………………………..۴۹

۴-۴ اعتبارسنجی نتایج………………………………………………………………………………………………۵۰

۴-۵مطالعه پارامتری و بهینه­سازی…………………………………………………………………………………۵۳

فصل پنچم : نتیجه گیری و پیشنهادات…………………………………………………………………………………………………..۶۰

۵-۱ نتیحه گیری………………………………………………………………………………………………………………………………………۶۱

۵-۲ پیشنهادها برای پژوهش­های آتی…………………………………………………………………………..۶۲

مراجع………………………………………………………………………………………………………………….۶۳

پیوست ها…………………………………………………………………………………………………………….۶۷

                                      

فهرست اشکال

عنوان                                                                                                 صفحه

شکل۱-۱ انواع روش های تولید از مخازن و روش های ازدیاد برداشت نفت………………….۸

شکل۳-۱ نمایشی از مدل مورد استفاده در آزمایش مغزی وهمکاران…………………………….۳۸

شکل ۴-۱ شبکه متخلخل تولید شده با استفاده از کد محاسباتی متلب …………………………۴۷

شکل ۴-۲ نمایی از شبکه بستر متخلخل…………………………………………………………………..۴۸

شکل ۴-۳ مقایسه نتایج آزمایشگاهی با نتایج شبیه سازی…………………………………………۵۱

شکل ۴-۴ کانتورجزء حجمی نانوسیال در فرایند تزریق نانوسیال وبخار آب در بستر متخلخل..۵۱

شکل ۴-۵ کانتور کسر حجمی نانوسیال در فرایند تزریق نانوسیال و بخاردر بستر متخلخل در زمان­های مختلف…………………………………………………………………………………………………۵۲

شکل ۴-۶ تأثیر نوع نانوذره بر نتایج ضریب بازدهی نفت…………………………………………..۵۵

شکل ۴-۷ تأثیرکسر حجمی نانو ذرات در سیال پایه بر نتایج ضریب بازدهی نفت……..۵۶

شکل۴-۸ تاثیر قطر نانو ذره بر ضریب بازدهی نفت…………………………………………....…۵۶

شکل۴-۹ تأثیر دمای سیال ورودی بر نتایج ضریب بازدهی نفت……………………………….۵۷

شکل ۴-۱۰ کانتور دما در حالت اجرای بهینه……………………………………………………….۵۹

شکل ۴-۱۱ تغییرات گرانروی نفت در اجرای بهینه………………………………………………..۵۹

فهرست جداول

عنوان                                                                                                 صفحه

جدول۳-۱ خصوصیات فیزیکی مدل مورد استفاده……………………………………………………….۳۸

جدول۳-۲ خواص فیزیکی سیال‌های موجود در سامانه………………………………………………….۳۹

جدول ۳-۳ خواص فیزیکی نانو ذرات موجود در سامانه………………………………………………..۴۱

جدول ۳-۴ پارامترها ومقادیر در نظر گرفته شده………………………………………………………….۴۶

جدول ۴-۱ نحوه ی تولید مدل در شبکه……………………………………………………………………۴۸

جدول ۴-۲ نتایج بررسی تأثیر گام زمانی بر دقت نتایج شبیه­سازی………………………………..۴۹

جدول ۴-۳ اجراهای CFD طراحی‌شده بر اساس روش تاگوچی……………………………………..۵۳

جدول ۴-۴ نتایج تحلیل واریانس………………………………………………………………………………………………………۵۴

جدول ۴-۵ سطوح بهینه برای هر پارامتر بر اساس بیشترین ضریب برداشت نفت………………..۵۸

50000 تومان – خرید
درباره این محصول نظر دهید !