پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-3 2025 08 23 A Review on the Matrix Acidizing Challenges and Solutions Focusing on the Unwanted Formation of Emulsion and Sludge in the Reservoirs مروری بر چالش‌ها و راه‌کارهای اسیدکاری ماتریسی با تمرکز بر تشکیل نامطلوب امولسیون و لجن در مخازن 3 28 1511 10.22078/pr.2024.5512.3451 FA احمد عباسی بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران 0000-0002-2853-4675 میثم محمدزاده شیرازی بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران 0000-0001-8382-9460 محمد رضا ملایری بخش مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شیمی نفت و گاز، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران 0000-0001-8376-8055 Journal Article 2024 07 23 Well stimulation through acid injection to near wellbore region is applied to remove deposits and clogging from porous medium and to recover reservoir productivity. However, improper process design and implementation cause different formation damages, and probably complete loss of well production. Despite its high importance, there are no enough studies on acid-induced formation damages such as formation of stable acid-oil emulsion and sludge with some ambiguities in several aspects. As some Iranian oilfields require acidizing then it is imperative to survey the literature. In this paper, a comprehensive study has been done including acidizing process explanation, its affecting factors, and introducing of the recommended approaches with their challenges. The literature review shows that the phenomenon of acid-induced sludge formation has been considered more than acid-oil emulsion. In addition, most studies on emulsion were related to water-oil systems, which would differ profoundly from acid-oil systems due to their complex interactions although they are common in some features with the same fundamentals. Therefore, acid-oil compatibility experiments are crucial, and if they are designed and performed appropriately, they can lead to a more effective oilfield acidizing process. The use of chemical additives is the most applied approach which may come with considerable cost, but its efficacy would be affected by the incompatibility of the chemical additives with crude oil or formation rock. In this process, careful attention to the properties of crude oil is particularly important so that optimized acidizing conditions in a region of the reservoir may be undesirable in other areas. Finally, further studies are still required, especially on the novel acidizing approaches, the role of indigenous solid particles, salinity, and the presence of different ions, pressure, and crude oil properties in acidizing effectiveness. انگیزش مخزن با تزریق اسید به ناحیه نزدیک دهانه چاه برای حذف گرفتگی‌ها از محیط متخلخل و احیای توان تولید مخزن به‌کار گرفته می‌شود. با این حال، طراحی و اجرای ناصحیح آن منجربه آسیب‌های سازندی متعددی می‌گردد و حتی از دست رفتن کامل تولید چاه محتمل است. علی‌رغم اهمیت بالای این موضوع، مطالعات کافی پیرامون آسیب‌های سازندی ناشی از اسید نظیر تشکیل امولسیون پایدار اسید-نفت و لجن انجام نشده است و جنبه‌های مختلف آن با ابهاماتی همراه است. از این‌رو، با توجه به نیاز برخی از میادین نفتی ایران به اسیدکاری، ضرورت مرور پیشینه و منابع این موضوع بیش از پیش احساس می‌شود. در این پژوهش، مطالعه جامعی شامل شرح فرآیند اسیدکاری، عوامل مؤثر بر آن و بررسی راه‌کارهای پیشنهادی همراه با چالش‌های هر یک پرداخته شده است. بررسی منابع نشان می‌دهد که پدیده تشکیل لجن بیش از امولسیون پایدار اسید-نفت مورد توجه بوده است. به‌علاوه، عمده مطالعات حوزه امولسیون به امولسیون‌های آب-نفت مربوط بوده است که علی‌رغم مشترک بودن دانش آن، تفاوت‌های بسیاری با امولسیون اسید-نفت به‌دلیل برهم‌کنش‌های پیچیده و عوامل مختلف اثرگذار دارد. به‌همین دلیل، آزمایش‌های سازگاری اسید-نفت بسیار حائز اهمیت هستند و اگر به‌درستی طراحی و اجرا شوند، می‌توانند در انجام مؤثرتر عملیات اسیدکاری میادین نفتی یاری دهنده باشند. رویکرد افزایه محور به‌عنوان رایج‌ترین راه‌کار، از یک‌سو هزینه قابل‌توجهی را در پی دارد و از طرف دیگر، ناسازگاری افزایه‌ها با اسید، نفت یا سنگ مخزن می‌تواند بازدهی عملیات را تحت‌تأثیر قرار دهد. توجه به خصوصیات نفت اهمیت ویژه‌ای دارد به‌گونه‌ای که شرایط بهینه اسیدکاری در یک بخش از سازند حتی برای بخش دیگری از همان سازند می‌تواند نامطلوب باشد. سرانجام، مطالعات تکمیلی به‌ویژه پیرامون روش‌های نوین اسیدکاری، نقش ذرات جامد سازندی، شوری و حضور انواع یون‌ها، فشار و خصوصیات نفت در بازدهی اسیدکاری هم‌چنان مورد نیاز است. https://pr.ripi.ir/article_1511_636f79e3769f2c0f61bfed2467fafd5e.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-3 2025 08 23 An Innovative 1-D Material Balance Model for Undersaturated Naturally Fractured Carbonate Reservoirs by Introducing Water Imbibition Drive Index یک مدل نوآورانه موازنه مواد یک بعدی برای مخازن کربناته شکاف‌دارطبیعی زیر اشباع با معرفی شاخص رانش آشام آب 29 43 1513 10.22078/pr.2025.5558.3465 FA رحیم نظری نیا موسسه مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، پردیس فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران محمدرضا رسایی موسسه مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، پردیس فنی، دانشگاه تهران، تهران، ایران نگین رحمتی پتروپارس شرکت نفت و گاز ایران، تهران، ایران Journal Article 2024 10 21 The material balance (MB) technique has proven to be a dependable and straightforward method for evaluating reservoir performance. It is primarily used to determine the initial volumes of oil and gas in a reservoir, estimate production driving indexes (such as gas cap drive, solution gas drive, rock and water expansion drive, and aquifer water drive), and predict reservoir performance under various production scenarios. These applications are mainly relevant to conventional reservoirs. Conversely, naturally fractured carbonate reservoirs (NFRs), which account for a significant portion of the world’s established oil reserves, are typically dual porosity systems with distinct matrix and fracture porosity characteristics. It is well-known that additional production mechanisms, such as Gravity Drainage (in gas-invaded zones) and Water Imbibition (in water-invaded zones), can be predominant in oil fractured reservoirs, which are not considered in the conventional material balance technique. This study aims to extend the traditional (zero-dimension) MB method to a 1-D MB method by incorporating water imbibition as a key production mechanism in undersaturated NFRs with an active aquifer. A FORTRAN code based on the new 1-D MB method was developed and successfully applied to a real field case. The results of the developed model were validated by closely matching the results of detailed numerical simulation. The coefficient of determination (R²) was found to be 0.987 for the average reservoir pressure data and 0.97 for the water-oil contact data, indicating a very good match between the results of the material balance model and the reservoir simulator. Furthermore, based on the energy plot at the end of the prediction period, it was determined that more than 60% of the reservoir’s energy for oil production is provided by the water imbibition drive mechanism. روش موازنه مواد (MB) عمدتاً برای تعیین حجم اولیه نفت و گاز در یک مخزن، تخمین شاخص‌های رانش تولید استفاده می‌شود، و عملکرد مخزن را تحت سناریوهای مختلف تولید پیش‌بینی می‌کند. مکانیزم‌های تولید اضافی مانند ریزش ثقلی و آشام آب می‌توانند مکانیزم‌های تولید غالب در مخازن شکاف‌دار نفتی باشند که در تکنیک موازنه مواد معمولی در نظر گرفته نمی‌شوند. هدف این مطالعه توسعه روش متداول موازنه مواد به روش یک بعدی با در نظر گرفتن مکانیزم آشام آب به عنوان یک مکانیزم تولید موثر در مخازن کربناته شکاف‌دار طبیعی زیر اشباع (تک فاز) با آبخوان فعال است. روش توسعه‌ یافته علاوه بر داده‌های روش موازنه مواد معمولی نیاز به داده‌های مشاهده‌‌ای سطح تماس آب - نفت و حجم سنگ و سیال دارد. محاسبه سطح تماس آب - نفت و همچنین محاسبه کمی شاخص رانش آشام آب دو مزیت اصلی مدل موازنه مواد ارائه شده در این مقاله نسبت به مدل‌های پیشین است. محدودیت اصلی این مدل این است که فقط قابل استفاده برای سیستم تک فاز است. یک کد فرترن بر اساس روش جدید موازنه مواد یک بعدی توسعه داده شد خروجی این کد سطح تماس آب - نفت، فشار میانگین مخزن و شاخص‌های رانش تولید است. این کد با موفقیت بر روی یک مخزن واقعی اعمال شد. نتایج مدل توسعه‌یافته با مقایسه با نتایج شبیه‌سازی عددی برای میدان KHZ_A اعتبارسنجی شد.  ضریب تعیین (R2) برای داده‌های فشار متوسط مخزن برابر با 987/0 و برای داده‌های سطح تماس آب - نفت برابر با 97/0 به‌دست آمد که نشان‌دهنده تطابق بسیار خوب بین نتایج مدل موازنه مواد و شبیه ساز مخزن است. همچنین با توجه به نمودار انرژی در پایان دوره پیش‌بینی مشخص شد بیش از 60% از انرژی مخزن برای تولید نفت توسط مکانیزم رانش آشام آب تامین می‌شود. https://pr.ripi.ir/article_1513_ef0e2486f0a9090b1ed9b4cbdc6f3b75.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-3 2025 08 23 Data-driven Simulation of a Hypothetical Oil Field and Comparison of Results with Numerical Simulation شبیه‌سازی داده‌محور یک میدان نفتی فرضی و مقایسه نتایج با شبیه‌سازی عددی 44 57 1512 10.22078/pr.2025.5524.3456 FA مهدی رشنو دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران سعید جمشیدی دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران 0000-0002-6981-1309 Journal Article 2024 09 01 Data-driven reservoir simulation is a novel approach in reservoir modeling that complements or even replaces traditional numerical modeling methods. This method, also known as top-down modeling, utilizes artificial intelligence, specifically deep learning, and due to the nature of these tools, it requires data obtained from field measurements in the oil and gas industry, both for wells and reservoirs. Traditional numerical methods perform the simulation process using numerical modeling and the current understanding of the physics governing fluid flow in porous media. In this research, efforts have been made to model a hypothetical field using PETREL software, and then use the output data from this software as input for the desired top-down modeling using the Python programming language. After constructing three data-driven models for average reservoir pressure, average water saturation in the reservoir, and gas production from each well, the performance of the constructed models will finally be evaluated using machine learning. Moreover, the outputs of the data-driven model can include all that is expected in numerical models; however, in this research, only the mentioned outputs have been considered. In other words, the goal is for the data-driven model to understand the physics governing fluid flow in the porous medium through the measured data. In addition, during this process, history matching has been performed using the production data from the first two years of the field. In addition, the R2 score for the average reservoir pressure model, the average field water saturation, and gas production has been calculated as 0.9802, 0.97, and 0.987, respectively. Ultimately, a forecast for the third year will also be made, and the results obtained from the data-driven models will be compared with the results obtained by the numerical simulator. شبیه‌سازی داده‌محور مخزن روشی نوین در امر مدل‌سازی مخازن است که مکمل و یا حتی جایگزین روش‌های عددی مدل‌سازی مخازن است. این روش که به مدل‌سازی بالا به پایین هم شناخته می‌شود با استفاده از هوش مصنوعی و به شکل خاص از یادگیری عمیق استفاده می‌کند و با توجه به ماهیت این ابزارها نیازمند به داده‌هایی است که در صنعت نفت و گاز از اندازه‌گیری‌های میدانی چه برای چاه و چه برای مخزن به‌دست می‌آیند. روش‌های عددی مرسوم با استفاده از مدل‌سازی‌های عددی و فهم کنونی که از فیزیک حاکم بر جریان سیال در محیط متخلخل وجود دارد، فرآیند شبیه‌سازی را انجام می‌دهند. در این تحقیق تلاش شده است که برای یک مورد میدان فرضی در نرم‌افزار پترل مدل‌سازی انجام شود و سپس از داده‌های خروجی از این نرم‌افزار به‌عنوان ورودی برای شبیه‌سازی مدل بالا به پایین مدنظر با استفاده از زبان برنامه‌نویسی پایتون استفاده گردیده و پس از ساخت سه مدل داده‌محور به‌ترتیب برای فشار متوسط مخزن، اشباع متوسط آب مخزن و تولید گاز هر چاه در نهایت عملکرد مدل‌ ساخته‌شده با استفاده از یادگیری ماشین سنجیده شود. خروجی‌های مدل داده‌محور می‌توانند تمام آن چیزهایی باشند که در مدل‌های عددی انتظار می‌رود اما در این تحقیق به خروجی‌های مذکور بسنده شده است. به‌عبارت دیگر تلاش خواهد شد که مدل داده‌محور، فیزیک حاکم بر جریان سیال در محیط متخلخل را از طریق داده‌های اندازه‌گیری شده متوجه شود و در طول این فرآیند با استفاده از اطلاعات دو سال ابتدایی تولید از میدان، تطبیق تاریخچه انجام شده است و برای مدل فشار متوسط مخزن، درصد اشباع آب متوسط میدان و تولید گاز، ضریب تعیین به‌ترتیب ۹۸/۰، ۹۷/۰ و ۹۸/۰ محاسبه شده است. همچنین برای سال سوم پیش‌بینی انجام خواهد شد و نتیجه‌ به‌دست آمده از مدل‌های داده‌محور با نتایج به‌دست آمده توسط شبیه‌ساز عددی مقایسه می‌گردد.  https://pr.ripi.ir/article_1512_c567f8a32d1f54766203bf55756d7419.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-3 2025 08 23 Synthesis of a Polymeric Inhibitor to Mitigate Asphaltene Formation Using the Molecular Structure of Asphaltene in One of Iranian Field سنتز بازدارنده پلیمری جهت جلوگیری از تشکیل آسفالتین با استفاده از ساختار مولکولی آسفالتین در یکی از میادین جنوب غربی ایران 58 74 1520 10.22078/pr.2025.5559.3466 FA امین ملکی پردیس توسعه صنایع بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران حسن نادری پردیس توسعه صنایع بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران عباس شهرآبادی پردیس توسعه صنایع بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران تورج بهروز پردیس توسعه صنایع بالادستی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران Journal Article 2024 10 27 Unstable oil produced always exposes the well and the production facilities to asphaltene deposition. In this study, a fluid sample was selected from one of the oil fields in southwestern Iran. This field has been producing since 1973 and currently has a daily production rate of  30,000 barrels per day of unstable oil and the problem of  asphaltene deposition is observed during production. Then it was tried to design a suitable inhibitor to mitigate the asphaltene formation according its molecular structe. For this purpose, first, an attempt was made to identify the properties of the oil and the conditions of asphaltene deposition formation and, as far as possible, its molecular structure. Then, a suitable inhibitor that has operational capabilities was synthesized and its performance was evaluated. Using bottomhole samples taken from the reservoir, the properties of the produced oil, gas to oil ratio, bubble point pressure, reservoir fluid components, and asphaltene deposition formation conditions and their values within the range of reservoir conditions to the production unit were measured. Next asphaltene deposits were separated using a 0.5 micron filter, and a continental structure was predicted using SARA test results and FT-IR and NMR spectra of the precipitates. Based on the molecular structure of asphaltene a polymer was synthesized using three monomers ACN-AMPS-N,NDMA and its thermal stability and performance on atmospheric oil were evaluated using oil viscosity and microscopic images. The results showed that by adding 1000 ppm of inhibitor to oil, the appearance point of asphaltene in a ratio of 50% of nC7 solvent in the condition without inhibitor was delayed by 70%. نفت ناپایدار تولیدی همواره چاه و تاسیسات بهره‌برداری را در معرض رسوب آسفالتین قرار می‌دهد. در این مقاله یکی از میادین نفتی در جنوب غربی ایران که از سال 1973راه‌اندازی شده است و در حال حاضر تقریباً 30000 بشکه در روز نفت ناپایدار تولید می‌کند و دچار رسوب آسفالتین است را انتخاب و شرایط تشکیل آسفالتین و طراحی بازدارنده مناسب بر روی آن را مورد مطالعه قرارداده‌ایم. بدین منظور، ابتدا تلاش گردید خواص نفت و شرایط تشکیل رسوب آسفالتین و تا حد امکان ساختار مولکولی آن شناسایی گردد. سپس بازدارنده مناسب که قابلیت عملیاتی شدن را داشته باشد، سنتز و عملکرد آن مورد ارزیابی قرار گرفت. با استفاده از نمونه‌های ته چاهی اخذ شده از مخزن، خواص نفت تولیدی، نسبت گاز به نفت، فشار نقطه حباب، اجزای سیال مخزن و شرایط تشکیل رسوب آسفالتین و مقادیر آن در محدوده شرایط مخزن تا واحد بهره‌برداری اندازه‌گیری شد. رسوبات آسفالتین با استفاده از فیلتر 5/0 میکرون جدا گردید و با استفاده از نتایج آزمایش SARA و طیف‌های FT-IR‌ ،NMR از رسوبات، ساختار قاره‌ای برای آن پیش‌بینی شد. در ادامه یک پلیمر با استفاده از سه منومر ACN-AMPS-N,NDMA مورد سنتز قرار گرفت و پایدار حرارتی و عملکرد آن بر روی نفت اتمسفریک با استفاده از گرانروی نفت و تصاویر میکروسکوپی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد با افزودن ppm 1000 از بازدارنده به نفت، نقطه ظهور آسفالتین در نسبت 50% از حلال nC7 در شرایط بدون بازدارنده  تا 70٪ به تأخیر افتاده است. https://pr.ripi.ir/article_1520_fd33c81574f465fa209f57e107a1b316.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-3 2025 08 23 Fabrication and Modification of Modified Polyether-Sulfone Nanofiltration Membranes Using Synthesized Nanoparticles by Tris (Hydroxymethyl)Aminomethane in Order to Improve Separation Efficiency and Anti-Fouling Properties ساخت غشاهای نانوفیلتراسیون پلی اتر سولفون اصلاح شده با استفاده از نانوذرات سنتز شده به‌وسیله تریس (هیدروکسی متیل) آمینو متان جهت بهبود عملکرد جداسازی فلز سرب و خواص ضد گرفتگی 75 91 1490 10.22078/pr.2025.5507.3450 FA سمانه موحدی فرد گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، ایران فهیمه پرویزیان گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه اراک، ایران کاوه خسروی گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه اراک، ایران Journal Article 2024 07 19 In this research, nanofiltration membranes based on polyether-sulfone were made by immersion in a non-solvent bath, then a surface modification using synthesized nanoparticles was used to improve the hydrophilicity of membranes surface. Moreover, the effect of surface modification on separation and antifouling properties was evaluated. In addition, FTIR and FESEM analyzes were used to identify nanoparticles. ATR, SEM and AFM analyses have also been used to investigate the morphology of the primary and modified membranes. Furthermore, surface contact angle, antifouling properties, flux, salt rejection and lead removal have also been performed to evaluate the performance of prepared membranes. According to the results, the hydrophilicity of modified membranes increased and then the salt separation rate in the modified membranes has significantly improved. Also, this value has increased from 52% related to the primary membrane to 81% related to the membrane. In addition, this increase is due to the presence of nanoparticles on the membrane surface as active sites to remove ions. On the other hand, creating a dense layer on the membrane surface and reducing the pore size of the membrane due to the modification can be considered as another factor to increase the separation. Furthermore, the reduction of water contact angle on the surface of modified membranes also indicates the increase in hydrophilicity after modification. The membrane provided the lowest contact angle, highest rejection of salt and lead metal along with an acceptable flux. In addition, the significant increase in the flux recovery ratio also indicates the improvement of the antifouling properties after the membrane modification. Ultimately, according to the obtained results from this research, membranes modified by synthesized nanoparticles with tris (hydroxymethyl) amino methane can be effectively used in the membrane separation process. در این پژوهش، ابتدا غشاهای نانوفیلتراسیون پلیمری بر پایه پلی اتر سولفون به روش غوطه وری در حمام غیرحلال ساخته شده و سپس به‌وسیله نانوذرات آهن اصلاح شده با تریس (هیدروکسی متیل) آمینو متان به صورت سطحی اصلاح شدند. جهت شناسایی نانوذرات و بررسی مورفولوژی غشاهای ساخته شده از آنالیزهای FTIR، ATR، SEM و AFM استفاده شده است. آزمایشات زاویه تماس سطحی، خواص ضد گرفتگی، شار و پس‌زنی نمک و جداسازی فلز سرب نیز جهت ارزیابی عملکرد غشاهای تهیه شده انجام گردیده است. با توجه به نتایج، میزان جداسازی نمک Na2SO4 از 52% مربوط به غشاء پایه به مقدار 81% مربوط به غشاء M6 (غشاء اصلاح شده با 1/0% وزنی نانوذرات) و میزان جداسازی فلز سرب نیز از 41% مربوط به غشاء پایه به 87% مربوط به غشاء M6 افزایش یافته است. زاویه تماس آب سطح غشاء از مقدار °63 برای غشاء پایه به مقدار °18 برای غشاء M6 کاهش یافته که نشان‌دهنده افزایش آبدوستی غشاها پس از اصلاح می‌باشد. افزایش چشم‌گیر نرخ بازیابی شار (از مقدار 28% برای غشاء پایه به 71% مربوط به غشاء M6) نیز نشان‌دهنده بهبود خواص ضدگرفتگی پس از اصلاح غشاء می‌باشد. غشاء M6 کمترین زاویه تماس، بیشترین پس‌زنی نمک Na2So4 و فلز سرب را در کنار شار قابل قبول ارائه داده است. با توجه به نتایج به‌دست آمده از این پژوهش، غشاهای اصلاح شده به‌وسیله نانوذرات سنتز شده با تریس (هیدروکسی متیل) آمینو متان می توانند به‌طور موثر در فرآیند جداسازی غشایی مورد استفاده قرار گیرد. https://pr.ripi.ir/article_1490_281e1d5cc46a5a8ff5fdb0cd273a01ca.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-3 2025 08 23 Optimization of Refinery Network Structure Using Mathematical Modeling بهینه‌سازی ساختار شبکه پالایشگاه با استفاده از مدل‌سازی ریاضی 92 103 1514 10.22078/pr.2025.5560.3469 FA محدثه پودینه گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران فرهاد شهرکی گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران محمد رضا سردشتی بیرجندی گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران 0000-0002-6555-3365 میر محمد خلیلی پور گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران 0000-0002-1890-1515 Journal Article 2024 10 27 The products derived from crude oil hold immense significance in both industry and everyday life. Refining processes, as core operations within the oil industry, are highly complex and encompass numerous interconnected and diverse operations. The primary goal in refining optimization is to minimize operational costs or maximize profit margins. Optimization objectives, whether focused on minimizing costs or increasing profitability, are commonly formulated as functions of decision variables that reflect the refinery’s operational and financial aspects. In this study, we investigate the optimal configuration of a refinery network by employing both linear (LP) and nonlinear (NLP) programming models, incorporating critical constraints such as pressure, resource availability, consumer demand, operational costs, and capital expenditures. The results indicate that the income generated from the nonlinear optimization model exceeds the baseline configuration by approximately 2%, highlighting the enhanced economic viability achieved through advanced modeling techniques. محصولات حاصل از نفت خام به‌طور گسترده در صنعت و زندگی روزمره استفاده می‌شوند. پالایش نفت یکی از پیچیده‌ترین صنایع شیمیایی به‌شمار می‌رود و شامل فرایندهای متعددی است. هدف نهایی پالایشگاه‌های نفت، کاهش هزینه‌ها و افزایش سود است. در بهینه‌سازی این هزینه‌ها و یا دستیابی به سود بیشتر، می‌توان اقدامات بهینه را به‌صورت تابعی از متغیرهای تصمیم مشخص کرد. در این مقاله، به بررسی و مقایسه ساختار بهینه شبکه پالایشگاهی با در نظر گرفتن تمامی محدودیت‌های مربوط به فشار، منابع، مصرف‌کننده‌ها، هزینه‌های عملیاتی و سرمایه‌گذاری، با استفاده از دو رویکرد برنامه‌ریزی ریاضی خطی (LP) و غیرخطی (NLP) پرداخته شده است. نتایج نشان می‌دهد که بهینه‌سازی غیرخطی ساختار شبکه پالایشگاه در مقایسه با وضعیت موجود، حدود 2% افزایش در سودآوری نسبت به مدل خطی را به‌همراه دارد https://pr.ripi.ir/article_1514_ba91700147464c55bfc488b073ce1ca2.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-3 2025 08 23 Characterization of the Effectiveness of Fluid/Fluid and Rock/Fluid Interactions in the Success of Low Salinity Water Flooding: Pore Scale CFD Simulation مشخصه‌سازی تأثیرگذاری برهمکنش‌های سنگ/سیال و سیال/سیال در موفقیت تزریق آب‌کم شور: شبیه‌سازی دینامیک سیالات محاسباتی در مقیاس حفره 104 121 1517 10.22078/pr.2025.5610.3489 FA سید مبین فاطمی دانشگاه صنعتی شریف مهدی ابراهیمی نژد مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران حامد فرهادی مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران 0000-0001-9580-0040 Journal Article 2025 01 21 The effect of fluid/fluid and rock/fluid mechanisms on the amount of oil recovery in low salinity water flooding has not been well understood. Also, reservoir and field conditions such as the initial wettability of the reservoir, hysteresis and the effect of the injection sequence have rarely been investigated. Therefore, the present study, using the computational fluid dynamics method, first investigates the effect of initial wettability and hysteresis on the displacement efficiency of saline water in a porous network. Then, it analyzes the contribution of wettability alteration and variation of interfacial tension mechanisms on the final oil recovery in tertiary low salinity water injection. According to the results, as the initial wettability goes towards more water-wet condition (with an optimal value of 30°), low salinity water is able to sweep a larger area of the porous media. Also, the presence of hysteresis leads to superior performance of secondary injection low salinity compared to its tertiary injection in all final wettability states for the studied porous media. The difference is largest in the case of final contact angle of 60°. In order to investigate the contribution of the water/oil interfacial tension (IFT) variation and wettability alteration mechanisms, the tertiary low salinity water injection (after the secondary high salinity injection) was simulated in three different normalized salinities (relative to high salinity water) of 0.7, 0.1 and 0.01. In the absence of fluid/fluid mechanisms, salinity reduction will lead to improved oil production. In the absence of rock/fluid mechanisms, the best case for the IFT trend with salinity is the parabolic trend (not decreasing IFT with decreasing salinity). Finally, this study shows that rock/fluid and fluid/fluid mechanisms are synergistic regardless of the trend of changes in interfacial tension. In addition, the effect of IFT alone on improving oil recovery is one order (ten times) less than the effect of wettability alteration. However, based on the synergistic effect, the simultaneous interactions of these two mechanisms are significantly higher than individual performance of each mechanism. تزریق آب کم‌شور یکی از روش‌های نوین ازدیاد برداشت می‌باشد که سازگار با محیط زیست و از لحاظ اقتصادی به صرفه است. با وجود مطالعات فراوان در این زمینه در دو دهه اخیر، میزان تأثیرگذاری ساز و کار‌های سیال/سیال و سنگ/سیال در مقدار بازیافت نفت در سیلاب‌زنی با آب کم‌شور به خوبی مشخص نشده است. همچنین، شرایط مخزنی و میدانی همچون ترشوندگی اولیه مخزن، هیسترسیس و تأثیر توالی تزریق به ندرت و به صورت موردی مورد بررسی قرار گرفته‌اند. بنابراین، مطالعه حال حاضر با استفاده روش دینامیک سیالات محاسباتی در ابتدا تأثیر ترشوندگی اولیه و هیسترسیس را بر حرکت شورآب در یک شبکه متخلخل بررسی می‌کند. سپس، سهم‌ساز و کار‌های تغییر ترشوندگی و کاهش کشش بین سطحی را بر بازیافت نهایی نفت در تزریق ثالثیه آب تحلیل می‌کند. طبق نتایج، هرچه میزان ترشوندگی اولیه به سمت آب‌دوستی برود (با مقدار بهینه °30)، آب کم‌شور قادر است ناحیه بیشتری از فضای متخلخل را جاروب کند. لذا، افزایش نفت‌دوستی سیستم منجر به کاهش بازدهی تزریق آب کم‌شور خواهد شد. همچنین، وجود هیسترسیس منجر می‌شود در سیستمهای مورد مطالعه، در همه حالات نهایی ترشوندگی تزریق ثانویه نسبت به تزریق ثالثیه دارای برتری باشد. تفاوت تزریق ثانویه و ثالثیه در زاویه تماس نهایی حدود ° 60 به بیشترین مقدار خود رسیده است. به منظور بررسی سهم ساز و کار کاهش کشش بین سطحی آب/نفت و تغییر ترشوندگی، تزریق ثالثیه آب کم‌شور پس از تزریق ثانویه آب پرشور در سه شوری نرمالیزه (نسبت به آب پرشور) 7/0، 1/0 و 01/0  انجام شد. در نبود ساز و کار‌های سیال/سیال، کاهش شوری منجر به بهبود تولید نفت خواهد شد. در غیاب ساز و کار‌های سنگ/سیال، بهترین حالت برای روند تغییرات کشش بین سطحی با شوری، روند سهموی (نه کاهش کشش بین سطحی با کاهش شوری) می‌باشد. در نهایت، این مطالعه نشان می‌دهد که ساز و کار‌های سنگ/سیال و سیال/سیال فارغ از روند تغییرات کشش بین سطحی، دارای هم‌افزایی می‌باشند. تأثیر کشش بین سطحی به تنهایی بر بهبود بازیافت نفت یک مرتبه (ده برابر) کمتر از تأثیر تغییر ترشوندگی می‌باشد. با این حال، بر اساس اثر هم‌افزایی، فعل و انفعالات همزمان این دو ساز و کار به صورت معنی‌داری بیشتر از هر ساز و کارساز و کار به صورت جداگانه است. https://pr.ripi.ir/article_1517_45e5058e70e083d6fbbd5630e434a0e2.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-3 2025 08 23 Analysis and Simulation of the Molecular Weight Reduction Process of Heavy Hydrocarbons Under Different Operating Conditions of a Perforated Oil Well تحلیل و شبیه‌سازی فرآیند کاهش وزن مولکولی هیدروکربن‌های سنگین در شرایط عملیاتی مختلف چاه‌ نفت مشبک شده 122 135 1516 10.22078/pr.2025.5571.3475 FA سپیده شمشیری گروه مهندسی شیمی، دانشگاه محقق اردبیلی، ایران بهروز میرزایی گروه مهندسی شیمی، دانشگاه محقق اردبیلی، ایران 0000-0001-9432-3035 هادی سیدباقری پژوهشکده توسعه فناوری‌های پالایش و فرآورش نفت، پردیس صنایع پایین دستی، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران Journal Article 2024 11 18 In this study, computational fluid dynamics (CFD) was used to investigate the effect of catalysts on heavy hydrocarbon cracking in the perforated section of an oil well. A three-dimensional model of the vertical well with perforations was developed, assuming Newtonian, incompressible, and laminar fluid flow. Governing equations of flow, mass transfer, and chemical reactions were solved via the finite element method to analyze parameters such as catalyst type, temperature, steam injection, carbon deposition, and well productivity. Results showed that raising the temperature from 350 °C to 425 °C and applying a catalyst layer increased the conversion rate from 7% to 45%. Among the tested catalysts, alumina–silica with low activation energy (22.3 kJ/mol) and high surface area (240.53 m²/g) gave the best performance. Steam injection (steam-to-oil ratios of 0.02–0.1) improved conversion by about 6%. Enlarging the perforation diameter from 4.5 to 10.5 mm boosted well productivity tenfold. The main challenge observed was carbon deposition, which gradually reduced catalyst activity. Overall, simulation results showed good agreement with experimental data. در این پژوهش، اثر کاتالیست بر فرآیند شکست هیدروکربن‌های سنگین در بخش مشبک چاه نفت با استفاده از روش دینامیک سیالات محاسباتی بررسی گردید. هندسه چاه نفت عمودی با نواحی مشبک شده در بخش انتهایی چاه به‌طور سه‌بعدی مش‌بندی و مدل‌سازی شد. در این مدل‌سازی سیال نیوتنی، تراکم‌ناپذیر و با جریان آرام فرض شد و روابط حاکم بر جریان سیالات، انتقال جرم و واکنش‌های شیمیایی به‌روش المان محدود حل شدند. سپس تأثیر پارامترهایی مانند نوع کاتالیست، تغییرات دما، درصد تبدیل، حضور بخار آب، تشکیل رسوب کربن و شاخص بهره‌وری چاه بر فرآیند بررسی و تحلیل گردید. نتایج نشان داد که افزایش دما در محدوده دمایی 350 تا C° 425 و استفاده از یک لایه کاتالیست برروی نواحی مشبک، نرخ تبدیل از 7% به 45% افزایش می‌یابد. بررسی اثر نوع کاتالیست نشان داد که کاتالیست آلومینا-سیلیکا با انرژی فعال‌سازی پایین (-1 kJmol 3/۲۲) و همچنین مساحت سطح بالا (m2g-1 553/240)، بالاترین میزان تبدیل را ارائه می‌دهد. همچنین بررسی تأثیر بخار آب با سه نسبت حجمی مختلف بخار به نفت یعنی 1/0، 05/0 و 02/0 نشان داد که افزایش نسبت بخار به نفت میزان درصد تبدیل را تقریباً 6% افزایش می‌دهد. افزایش قطر پرفوریشن‌ها از بازه mm 5/4 تا 5/۱۰ موجب افزایش 10 برابری نرخ بهره‌وری چاه شد که منجر به افزایش چشمگیر در نرخ تولید چاه می‌شود. یکی از چالش‌های اصلی در این فرآیند، تشکیل رسوب کربن برروی سطح کاتالیست بود که منجر به کاهش تدریجی فعالیت کاتالیستی شد. در مراحل اولیه، کاتالیست عملکرد بالایی دارد، اما با گذر زمان، فعالیت آن کاهش یافته و نرخ رسوب کک افزایش می‌یابد. مقایسه نتایج مدل‌سازی با داده‌های آزمایشگاهی در محدوده دمایی 350 تا C° 425 و فشار bar 20 نشان داد که نتایج شبیه‌سازی همخوانی خوبی با داده‌های تجربی دارند. https://pr.ripi.ir/article_1516_da042e3d1e47b6bcbf835b85e05f35ef.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-3 2025 08 23 Structural Decoration of Titania Nanofibers with Ceria-Alumina Composite Nanoparticles to Promote Photocatalytic Performance in the Dye Wastewater Treatment آلایش ساختاری نانوالیاف تیتانیا با نانوذرات کامپوزیتی سریا-آلومینا جهت بهبود عملکرد فتوکاتالیستی در تصفیه پساب رنگی 136 151 1515 10.22078/pr.2025.5562.3470 FA زانیار حسن زاده گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران فرهاد رحمانی چیانه گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران مهرداد خامفروش گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران روجیار اکبری سنه گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران اوین زندی گروه مهندسی شیمی، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران Journal Article 2024 10 28 In the present study, the effect of structural decoration of titania nanofibers with different amounts of ceria-alumina composite nanoparticles on photocatalytic properties and efficiency in the treatment process of water contaminated with methyl orange dye pollutant was studied and investigated. For this purpose, composite alumina nanoparticles containing 30 wt.% of ceria were initially synthesized using the impregnation method, and then varying amounts of these nanoparticles (1, 2.5, and 5 wt.%) were dispersed into the electrospining titania precursor solution, and then, electrospun to prepare titania nanofibers decorated with nanoparticles. Ceria-alumina nanoparticles and optimized composite nanofibers were characterized by XRD, FESEM and EDX analyses. The formation of ceria and alumina crystalline phases and the identification of oxygen, aluminum and cerium elements in XRD and EDX analyses confirmed the authenticity of the claimed synthesis of ceria-alumina composite nanoparticles. The characterization results also indicate that the structural decoration of titania nanofibers with an appropriate amount of ceria-alumina nanoparticles does not cause a noticeable change in the morphology and crystalline structure of titania nanofibers. The identification of aluminum and cerium elements confirmed the presence of ceria-alumina nanoparticles in the structure of decorated titania nanofibers. According to the performance results, it was found that structural decoration with nanoparticles increases the adsorption capacity of titania nanofibers. Furthermore, 1 wt.% was selected as the optimal amount of ceria-alumina nanoparticles for structural decoration of nanofibers. This photocatalyst eliminated approximately 74% of the dye pollutant within 2 h irradiation of UV light. With the increase in the loading content of nanoparticles, the removal efficiency of nanofibers gradually diminishes, which can be attributed to the decrease in the number of accessible active sites and the increase in the recombination rate of electron-hole pairs. Examining different kinetic models for optimally decorated nanofibers revealed that the results of photodecomposition of methyl orange are most consistent with the first-order kinetic model (R2>0.99). در پژوهش حاضر، تأثیر آلایش ساختاری نانوالیاف تیتانیا با مقادیر مختلف از نانوذرات کامپوزیتی سریا-آلومینا بر خواص و کارآیی فتوکاتالیستی در فرآیند تصفیه آب آلوده به آلاینده رنگی متیل اورانژ مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. بدین منظور، در ابتدا نانوذرات آلومینای کامپوزیتی حاوی wt.% 30 سریا با استفاده از روش تلقیح سنتز شدند و سپس مقادیر متفاوتی از آن (1، 5/2 و wt.% 5) در محلول پیش‌ساز تیتانیا پراکنده شده و برای تهیه نانوالیاف تیتانیای آلاییده به نانوذرات الکتروریسی شدند. نانوذرات سریا-آلومینا و نانوالیاف کامپوزیتی بهینه با استفاده از آنالیزهای XRD ،FESEM و EDX مشخصه‌یابی شدند. تشکیل فازهای کریستالی سریا و آلومینا‌ و نیز شناسایی عناصر اکسیژن، آلومینیوم و سریم به ترتیب در آنالیزهای XRD و EDX صحت سنتز نانوذرات کامپوزیتی سریا-آلومینا را تأیید کردند. نتایج آنالیزهای شناسایی نشان دادند که آلایش ساختاری نانوالیاف تیتانیا با مقدار مناسب از نانوذرات سریا-آلومینا سبب تغییر محسوسی در ساختار کریستالی و مورفولوژی نانوالیاف تیتانیا نمی‌شود. شناسایی عناصر آلومینیوم و سریم مؤید حضور نانوذرات سریا-آلومینا در ساختار نانوالیاف تیتانیای آلایش یافته بود. با توجه به نتایج عملکردی، مشخص شد که آلایش ساختاری با نانوذرات ظرفیت جذب نانوالیاف تیتانیا را افزایش می‌دهد. بعلاوه،  wt.% 1 به عنوان مقدار بهینه نانوذرات سریا-آلومینا جهت آلایش ساختاری نانوالیاف انتخاب شد. این نانوالیاف توانست در مدت زمان 2 ساعت تابش نور UV‌ تقریباً 74% از آلاینده رنگی را تخریب نماید. با افزایش مقدار نانوذرات، راندمان حذف نانوالیاف به تدریج کاهش یافت که می‌توان آن را به کاهش تعداد سایت‌های فعال در دسترس و مسدود شدن سایت‌های تیتانیا با نانوذرات و نیز احتمالاً افزایش میزان بازترکیبی جفت‌های الکترون-حفره نسبت داد. بررسی مدل‌های سینتیکی مختلف برای نانوالیاف آلایش یافته بهینه نشان داد که نتایج حاصل از تجزیه نوری متیل اورانژ با مدل سینتیکی مرتبه اول بیشترین مطابقت را دارد (99/0<R2). https://pr.ripi.ir/article_1515_4d007874f756fde53ab4253c23df3cfd.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-3 2025 08 23 Electrofusion Welding Process of Polyethylene Pipes Using Material-Based Polymer for Enhanced Joint Strength: Optimization and Simulation فرایند جوشکاری الکتروفیوژن لوله‌های پلی‌اتیلن با استفاده از پلیمر مبتنی بر جنس اتصالات جهت استحکام بیشتر سرجوش: بهینه سازی و شبیه سازی 152 162 1488 10.22078/pr.2025.5619.3495 FA عبدالعلی رحیمی مظفری گروه شیمی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران معصومه عمادی گروه شیمی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران بیژن هنرور گروه شیمی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران معین نبی پور گروه شیمی، واحد مرودشت، دانشگاه آزاد اسلامی، مرودشت، ایران Journal Article 2025 02 10 Natural gas is currently utilized as a major energy source in the energy mix of consumers. The safe transportation of gas is conducted through underground polyethylene pipeline networks. Over time, polyethylene pipes have gradually replaced low and medium-pressure steel pipes due to their advantages, including corrosion resistance and ease of installation. The connection of these pipes is typically achieved using electrofusion couplers or through butt fusion, where a heating wire generates the necessary heat for melting and mixing in the weld area. Initially, the heat generated melts part of the coupler, allowing the molten polyethylene to reach the surface of the pipe within the coupler, melting a layer of it as well. Under specific temperature and pressure conditions, polymer mixing occurs, resulting in a high-strength weld upon cooling.<br />One significant issue leading to weak welds is the non-standard gap between the pipe and coupler, which creates an air-filled void that hinders heat transfer from the coupler to the pipe. This paper introduces an intermediate material compatible with the materials of both the pipe and coupler to fill the void between them, enhancing heat transfer and facilitating the formation of a strong weld. The electrofusion welding process was simulated using engineering software, analyzing thermal profiles under standard conditions and with the presence of a void. These complete and incomplete thermal profiles were validated against actual welding tests conducted under standard conditions with and without the polyethylene intermediate material. Finally, the strength of samples that incorporated the intermediate material in their welding was assessed through standard destructive testing. The results indicate that utilizing the intermediate material significantly reduces the likelihood of incomplete welds while ensuring that weld strength meets established standards and requirements. در حال حاضر گاز طبیعی بعنوان منبع انرژی عمده در سبد انرژی مصرف کنندگان مورد استفاده قرار می‌گیرد. انتقال ایمن گاز از طریق شبکه خطوط لوله زیرزمینی از جنس پلی‌اتیلن صورت می پذیرد. اتصال این لوله ها با استفاده از کوپلرهای الکتروفیوژنی و یا از طریق اتصال لب به لب به‌عنوان سیم گرم‌کننده استفاده شده و ایجاد حرارت لازم را برای عملیات ذوب و امتزاج در منطقه جوش برعهده دارد. ابتدا حرارت ایجاد شده بخشی از اتصال را به حالت ذوب در آورده و سپس مواد پلی اتیلن مذاب به سطح لوله درون کوپلر رسیده و لایه ای از آن را نیز به حالت مذاب در آورده و در شرایط دمایی و فشار منطقه ذوب امتزاج پلیمری صورت می گیرد. در نهایت پس از خنک شدن یک جوش با استحکام بالا ایجاد می شود. یکی از ایرادات مهم بروز عوامل ایجاد جوش ضعیف، فاصله غیر استاندارد بین لوله و اتصال به صورت یک فضای خالی پر از هوا می باشد که مانع انتقال حرارت از کوپلر به لوله است. در این مقاله از یک ماده واسط سازگار با مواد سازنده لوله و اتصال برای پرکردن فضای خالی بین لوله و کوپلر استفاده شده تا با انتقال حرارت بیشتر موجب ایجاد یک جوش با استحکام شود. جوشکاری الکتروفیوژن در نرم افزار مهندسی شبیه سازی شده سپس با استفاده از اعمال فضای خالی پروفایل حرارتی با حالت استاندارد بررسی شد. سپس این پروفایل های کامل و ناقص حرارتی با انجام آزمایشات واقعی جوشکاری در شرایط استاندارد با وجود فضای خالی و با وجود ماده واسط پلی اتیلنی مورد صحه گذاری قرار گرفت. نتایج نشان داده است که با استفاده از ماده واسط احتمال بروز جوش ناقص بسیار کاهش یافته و در عین حال استحکام جوش نیز استاندارد و مطلوب می باشد. https://pr.ripi.ir/article_1488_5fcd5c76054c86d36fb7e137a13fbc12.pdf