21954

21954

طراحي و شبيهسازي پرابهاي فراصوت بر اساس مدل پيشنهادي مخازن نفت براي استفاده در فرآيند افزايش برداشت

كارشناسي ارشد

سيستم هاي الكترونيك ديجيتال

1396-98

1398/12/7

دكتر علي صدر

برق

در مخازن نفتي، به علت وجود فاكتور‌هاي فيزيكي و زمين‌ساختي، مي‌توان حداكثر تا 50 درصد نفت موجود در آن‌ها را برداشت كرد. با اين وجود، محاسبات نشان داده است كه تنها 1 درصد افزايش برداشت از مخازن نفت، معادل افزايش جهاني حدود 4.5 ميليارد تن نفت از آن‌هاست. از گذشته، براي دستيابي به ميزان بازيابي نفت بيشتر، روشها و تكنيكهاي زيادي بكار گرفته شدهاند. با اين وجود، هر يك آنها شامل محدوديتها، موانع يا آسيبهاي ثانويهاي ميشدند كه سبب شد، صنايع اين حوزه، به استفاده از روشهاي جايگزين بازيابي نفت روي آورند. يكي از روشهاي جايگزين، استفاده از امواج فراصوت، براي تحريك چاههاست. در اين پروژه تلاش شد تا با توجه به شرايط مخزن نفت مشخص، مدلي براي مبدل فراصوت ارائه گردد. با بهرهگيري از روابط مربوط به مدار معادل مبدلهاي پيزوالكتريكي، مدل بهينهاي از مبدل، شامل 3 پشتهي پيزوسراميكي از جنس PZT-401 حاصل شد. ابعاد فيزيكي اين مبدل و مواد مورد استفاده در آن، براي دستيابي به حالت تشديد در پراب، انتخاب گرديد تا در فركانس 20 كيلوهرتز، به ازاي ولتاژ ورودي يك كيلوولت، 4990 وات توان صوتي به درون محيط مخزن منتشر شود. در نهايت، مبدل طراحي شده با استفاده از نرمافزارCOMSOL شبيه سازي گرديد تا اعتبار نتايج عملكرد پراب طراحي شده بدست آيد.

1399/02/21

Design and Simulation of Ultrasonic Probes Based on Proposed Oil Reservoir Model for Use in Enhanced Oil Recovery Process

2/26/2020 12:00:00 AM

In oil reservoirs, can be recovered up to 50 percent of the oil, due to physical and geological factors. However, it has been calculated that an increase in the average oil recovery factor for the world industry by only 1% is equivalent to an increase in global recoverable oil reserves by approximately 4.5 billion tones. In the past, many methods and techniques have been used to achieve high oil recovery. However, they had limitations, barriers or secondary damages that led involved industries considering alternative oil recovery methods. One of this alternatives is using ultrasound to stimulate wells. The main idea of this project is providing a model for the ultrasonic transducer according to the specific oil reservoir conditions. By using the equivalent circuit relations of the piezoelectric transducers, an optimal model of the transducer consists of 3 piezo-ceramic stacks of PZT-401 was obtained. Physical dimansions and the materials used to design of this transducer were selected to achieve resonance mode in the probe, so that it could be emmited 4990 watts acoustic power into reservoir medium at frequency of 20 kHz by 1 kV electrical input voltage. Finally, to validate the results of designed transducer performance, it was simulated using COMSOL Multiphysics software.